具有增强的吊架轴承构造的螺旋钻型家禽冷却器及相关组件
相关申请
本申请要求于2015年8月10日提交的美国临时申请号62/203,207的优先权，并且还要求于2016年2月26日提交的美国临时申请号62/300,527的优先权，其二者中每个的公开内容均以其整体通过参考被并入本文。
背景技术
螺旋钻型家禽冷却器已经使用了40多年。设备包括名义上水平的半圆柱形箱，具有在箱的长度上向下延伸的阿基米德螺杆（Archimedes screw）。在该上下文中，螺杆通常被称为螺旋钻。
常规的螺旋钻型家禽冷却器10被示于图1-3中。箱12被冷却的水填充到通常处于或稍高于螺旋钻轴22的顶部的水平。可以由热交换器40供应冷却的水。刚被宰杀并去除内脏的鸟在入口端14处被引入到箱12内并且通过（例如使用操作地联接到螺旋钻20的马达）转动螺旋钻20被运输到相对的出口端16。螺旋钻20被设计成使得箱12中的水不随鸟一起被运输。替代地，水围绕螺旋钻叶片（flight）的边缘流动或者流动通过为此目的提供的在叶片内的通路以便使得水有效地在与鸟的运动相反的方向上运动。下面描述了一种例外，水流动通过的间隙和通路对于鸟而言过小以致不能通过其返回到箱的入口端。
螺旋钻冷却器通常长度超过60英尺。然而，为了有助于制造和运输，设计者一般避免长度超过近似30英尺的螺旋钻跨度。因此，螺杆必须沿其长度在中间点处被支撑。这种支撑历史上已经通过所谓的吊架轴承提供（例如参见图2和图3中的吊架轴承30）。吊架轴承包括围绕联接轴安装的轴承元件（通常是轴颈类型的），所述联接轴连结螺旋钻的两个相邻区段24、26（图3）。轴承元件从上方由吊架34悬挂，该吊架34在箱12的顶部边缘处被固定到支撑构件32（图3）。
在现有技术中，吊架已经由例如4英寸正方形管的坚实材料形状制成。虽然为轴承和螺旋钻提供了相对刚性的支撑，不过这样的大型结构构件需要在螺旋钻的一个区段和下一区段之间存在对应的大的间隙。这个间隙通常宽度上是10英寸或更大。这样的间隙对于鸟而言是足够大的以致其能够从螺旋钻叶片的一侧通过到下一侧。鸟的这种"泄漏"能够中断加工鸟的次序并且为鸟在箱内所用的时间引入了变数。
另一个问题是大的间隙允许加工完成之后鸟仍被保持在冷却器中。在清理冷却器箱之前这些鸟必须被工作人员手动移除。除了增加与清除过程相关的时间和费用之外，还由于吊架轴承处产品的损失而导致了费用。
中间轴承处对于更好的冷却器性能的需求被描述于美国专利号6,722,490和6,951,273中，其公开内容以其整体被并入本文。螺旋钻叶片中的中断允许鸟在阿基米德螺杆中的隔室之间运动。'490和'273专利提出了一种占用较少空间的轴承设计，但是忽视了描述这种轴承的应用细节和最小化螺旋钻叶片中的间隙的技术。
本发明人考虑了一种策略，其中下游螺旋钻区段的叶片匹配上游螺旋钻区段的叶片，就如同已经制成了连续叶片并且随后移除间隔以便允许吊架支撑件通过（图4A）。然而，由于在螺旋钻冷却器中使用相对短的节距（pitch）（从一个叶片至下一个叶片的轴向距离），所以沿短的轴向距离从连续叶片简单地删除一个部段会导致横向方向上的宽开口（图4B）。这样的开口能够允许鸟相对容易地通过。
本发明人考虑了另一方法，其中在上游和下游叶片的端部处的边缘对齐以致在这两个边缘之间的距离被最小化（图5A和图5B）。这为产品产生了在吊架处需要被克服的“台阶”。不同于面对促使鸟主要沿箱的长度运动的倾斜平面，台阶使得产品面对钝面，这促使鸟围绕箱周向运动。当叶片中的间隙接近吊架时，其甚至能够产生倾向于损坏产品的剪刀动作（图5C和图5D）。由于该夹捏动作导致的潜在损坏是在现有技术的冷却器中容忍宽间隙的一个原因，即使这样加工一致性被折衷。宽间隙允许鸟被推动通过而不是被损坏。
参考图4A、图4B和图5A-D所述的方法可以被采用，但是不是之前已经被想到或采用的必要方法。因此，除非本文中另有描述，否则参考图4A、图4B和图5A-D所述的方法不是本申请中声明的权利要求的现有技术，并且要求本申请优先权的任意申请不通过被包括在本段中而被承认为是现有技术，并且可以有助于本发明人意识到待解决的问题。
发明内容
本发明的一些实施例涉及家禽冷却器。冷却器包括细长箱和螺旋钻，该螺旋钻在长度方向上被可旋转地保持在箱内并且限定纵向轴线。螺旋钻包括第一螺旋钻区段，其包括第一螺旋钻轴和从第一螺旋钻轴径向延伸离开的第一螺旋钻叶片。第一螺旋钻叶片包括被螺旋地置于第一螺旋钻轴上的第一螺旋部分和从第一螺旋部分延伸离开的第一叶片延伸部。螺旋钻包括第二螺旋钻区段，其包括第二螺旋钻轴和从第二螺旋钻轴径向延伸离开的第二螺旋钻叶片。第二螺旋钻叶片包括被螺旋地置于第二螺旋钻轴上的第二螺旋部分和从第二螺旋部分延伸离开的第二叶片延伸部。冷却器包括联接第一螺旋钻轴的第一联接端和第二螺旋钻轴的相邻的第二联接端的联接轴。冷却器包括吊架轴承组件，其包括支撑联接轴的轴承组件、联接到箱的上部部分的支撑构件和在轴承组件和支撑构件之间延伸的吊架。第一螺旋钻叶片悬突出第一螺旋钻轴的第一联接端并且第二螺旋钻叶片悬突出第二螺旋钻轴的第二联接端。
在一些实施例中，跨越吊架轴承组件在第一和第二螺旋钻叶片之间的节距或轴向长度大于第一和第二螺旋钻叶片的第一和第二螺旋部分中每个的节距。
在一些实施例中，当螺旋钻在箱内旋转时，吊架通过由第一和第二叶片延伸部限定的轴向间隙。轴向间隙可以在第一和第二螺旋钻轴处比在第一和第二叶片延伸部的外边缘处具有更大的轴向长度。轴向间隙可以包括从第一和第二螺旋钻轴径向延伸离开的第一部分和从轴向间隙的第一部分径向延伸离开到第一和第二叶片延伸部的外边缘的第二部分。轴向间隙的第一部分的轴向长度可以从第一和第二螺旋钻轴减小至轴向间隙的第二部分。
在一些实施例中，当螺旋钻在箱内旋转时，第二叶片延伸部的前边缘和吊架的接合边缘被构造成将卡在其间的产品径向向外推向第一螺旋钻叶片的外边缘和/或第二螺旋钻叶片的外边缘。吊架的接合边缘可以是弧形的。第二叶片延伸部的前边缘可以是基本笔直的并且可以与从螺旋钻的纵向轴线径向延伸离开的投影限定偏移角。偏移角可以是至少20度。支撑构件的下部表面和第一螺旋钻叶片的外边缘和/或第二螺旋钻叶片的外边缘可以限定开口，该开口的大小被制成允许产品被径向向外推动以从中通过。
在一些实施例中，吊架在冷却器的拉动侧上没有延伸超过螺旋钻轴的侧面。
在一些实施例中，第一螺旋钻叶片的后边缘和第二螺旋钻叶片的前边缘限定其间的周向间隙。周向间隙在宽度上可以从第一和第二螺旋钻轴变化到第一和第二螺旋钻叶片的外边缘。前边缘和后边缘可以在第一和第二螺旋钻轴和第一和第二叶片的外边缘中的一个处相遇或重叠。前边缘和后边缘可以在第一和第二螺旋钻轴和第一和第二叶片的外边缘中的另一个处间隔开。
在一些实施例中，当沿螺旋钻纵向轴线观察时，第一和第二叶片延伸部重叠。
在一些实施例中，在第二叶片延伸部的前边缘和吊架的接合边缘之间限定至少30度的接合角度。
在一些实施例中，吊架在与螺旋钻纵向轴线垂直的平面内具有平均宽度并且在与螺旋钻纵向轴线平行的方向上具有长度。所述吊架平均宽度可以是所述吊架长度的至少六倍。
本发明的一些其它的实施例涉及家禽冷却器。冷却器包括细长箱和螺旋钻，该螺旋钻在长度方向上被可旋转地保持在箱内并且限定纵向轴线。螺旋钻包括第一螺旋钻区段，其包括第一螺旋钻轴和从第一螺旋钻轴径向延伸离开的第一螺旋钻叶片。第一螺旋钻叶片包括被螺旋地置于第一螺旋钻轴上的第一螺旋部分和从第一螺旋部分延伸离开的第一叶片延伸部。螺旋钻包括第二螺旋钻区段，其包括第二螺旋钻轴和从第二螺旋钻轴径向延伸离开的第二螺旋钻叶片。第二螺旋钻叶片包括被螺旋地置于第二螺旋钻轴上的第二螺旋部分和从第二螺旋部分延伸离开的第二叶片延伸部。冷却器包括联接第一螺旋钻轴的第一联接端和第二螺旋钻轴的相邻的第二联接端的联接轴。冷却器包括吊架轴承组件，其包括支撑联接轴的轴承组件、联接到箱的上部部分的支撑构件和在轴承组件和支撑构件之间延伸的吊架。第一螺旋钻叶片悬突出第一螺旋钻轴的第一联接端并且第二螺旋钻叶片悬突出第二螺旋钻轴的第二联接端。当螺旋钻在箱内旋转时，吊架通过由第一和第二叶片延伸部限定的轴向间隙。轴向间隙在第一和第二螺旋钻轴处比在第一和第二叶片延伸部的外边缘处具有更大的轴向长度。
本发明的一些其它的实施例涉及家禽冷却器。冷却器包括细长箱和螺旋钻，该螺旋钻在长度方向上被可旋转地保持在箱内并且限定纵向轴线。螺旋钻包括第一螺旋钻区段，其包括第一螺旋钻轴和从第一螺旋钻轴径向延伸离开的第一螺旋钻叶片。第一螺旋钻叶片包括被螺旋地置于第一螺旋钻轴上的第一螺旋部分和从第一螺旋部分延伸离开的第一叶片延伸部。螺旋钻包括第二螺旋钻区段，其包括第二螺旋钻轴和从第二螺旋钻轴径向延伸离开的第二螺旋钻叶片。第二螺旋钻叶片包括被螺旋地置于第二螺旋钻轴上的第二螺旋部分。冷却器包括联接第一螺旋钻轴的第一联接端和第二螺旋钻轴的相邻的第二联接端的联接轴。冷却器包括吊架轴承组件，其包括支撑联接轴的轴承组件、联接到箱的上部部分的支撑构件和在轴承组件和支撑构件之间延伸的吊架。第一螺旋钻叶片悬突出第一螺旋钻轴的第一联接端。吊架被定位成在轴承组件处相比于第一螺旋钻轴的第一联接端更靠近第二螺旋钻轴的第二联接端。
本发明的一些其它的实施例涉及用于家禽冷却器的套件，该家禽冷却器包括细长箱和螺旋钻，所述螺旋钻在长度方向上被可旋转地保持在所述箱内并且包括第一螺旋钻区段和第二螺旋钻区段。套件包括第一叶片延伸部，其被构造成连接到第一螺旋钻叶片的第一螺旋部分，该第一螺旋部分被螺旋地置于所述第一螺旋钻区段的第一螺旋钻轴上。该套件包括联接轴组件，其包括被构造成联接到所述第一螺旋钻轴的第一端板的第一联接凸缘和被构造成联接到所述第二螺旋钻轴的相邻第二端板的第二联接凸缘。第一和第二联接凸缘被构造成允许调整在第一和第二螺旋钻区段之间的旋转对齐。
在一些实施例中，第一联接凸缘包括被限定在其内且被设置成圆形图案的多个细长槽，其中所述多个细长槽被构造成与被限定在第一螺旋钻轴的第一端板内的多个接收孔对齐。第二联接凸缘包括被限定在其内且被设置成圆形图案的多个细长槽，其中所述多个槽被构造成与被限定在第二螺旋钻轴的第二端板内的多个接收孔对齐。第一联接凸缘的多个细长槽和第二联接凸缘的多个细长槽可以在周向上彼此偏移。
在一些实施例中，当第一叶片延伸部被连接到第一螺旋钻叶片的第一螺旋部分时，第一叶片延伸部悬突出第一螺旋钻轴的第一端板。
在一些实施例中，套件包括第二叶片延伸部，其被构造成连接到第二螺旋钻叶片的第二螺旋部分，该第二螺旋部分被螺旋地置于第二螺旋钻区段的第二螺旋钻轴上。
在一些实施例中，套件包括吊架轴承组件，其包括被构造成支撑联接轴组件的轴承组件和被构造成在轴承组件和联接到箱的上部部分的支撑构件之间延伸的吊架。
通过阅读以下的附图和优选实施例的详细描述，本领域普通技术人员将意识到本发明的进一步特征、优点和细节，这样的描述仅用于说明本发明。
附图说明
图1是螺旋钻型家禽冷却器的部分透视图。
图2是图1的冷却器的侧截面视图。
图3是图1的冷却器的另一部分透视图。
图4A是第一和第二螺旋钻区段和其间的吊架的示意性顶部截面视图。
图4B是图4A的第一和第二螺旋钻区段和吊架的示意性侧截面视图。
图5A是第一和第二螺旋钻区段和其间的吊架的示意性顶部截面视图。
图5B是图5A的第一和第二螺旋钻区段和吊架的示意性侧截面视图。
图5C和图5D分别是示意性顶部和侧截面视图，示出了被夹在吊架和第二螺旋钻区段的前边缘之间的产品。
图6是根据一些实施例的螺旋钻冷却器的部分剖切透视图。
图7是根据一些实施例的图6的冷却器的第一和第二螺旋钻区段和吊架轴承组件的部分剖切部分侧视图。
图8是部分剖切部分侧视图，示出了根据一些实施例的图7的吊架轴承组件的细节。
图9是部分顶部截面视图，示出了根据一些实施例的图7的吊架轴承组件的吊架和第一和第二螺旋钻区段。
图10是根据一些实施例的图6的冷却器的第一和第二螺旋钻区段和吊架轴承组件的部分侧视图。
图11是根据一些实施例的图6的冷却器的第一和第二螺旋钻区段和吊架轴承组件的部分透视图。
图12是部分顶部截面视图，示出了根据一些实施例的图6的冷却器的第一和第二螺旋钻区段和吊架。
图13是图11的第一和第二螺旋钻区段和吊架轴承组件的部分端部截面视图。
图14A-14C是在第一和第二螺旋钻区段被旋转情况下的图11的第一和第二螺旋钻区段和吊架轴承组件的部分端部截面视图；图14A-14C示出了接近吊架轴承组件的吊架的接合边缘的第二螺旋钻区段的叶片的前边缘。
图15A和图15B是图11的第一和第二螺旋钻区段和吊架轴承组件的部分侧视图。
图16是根据一些其它实施例的第一和第二螺旋钻区段和吊架轴承组件的部分侧视图。
图17是图16的第一螺旋钻区段和吊架轴承组件的部分透视图。
图18是图16的第一和第二螺旋钻区段和吊架轴承组件的部分顶部视图。
图19是作为图16的第一螺旋钻区段的一部分的第一叶片延伸部和作为图16的第二螺旋钻区段的一部分的第二叶片延伸部的端部截面视图。
图20和图21是在第一和第二螺旋钻区段被旋转情况下指向冷却器的入口的端部截面视图，该冷却器包括图16的第一和第二螺旋钻区段和吊架轴承组件；图20和图21示出了接近吊架轴承组件的吊架的接合边缘的第二螺旋钻区段的叶片的前边缘。
图22是指向冷却器的出口的端部截面视图，该冷却器包括图16的第一和第二螺旋钻区段和吊架轴承组件。
图23是第一和第二螺旋钻区段和吊架轴承组件的部分侧视图，其中跨越吊架轴承组件的节距等于上游和下游螺旋钻叶片的节距。
图24是第一和第二螺旋钻区段和吊架轴承组件的部分侧视图，其中跨越吊架轴承组件的节距大于上游和下游螺旋钻叶片的节距，以便降低螺旋钻操作期间在吊架轴承组件周围的产品的密度。
图25是示出图19设置的替代性设置的端部截面视图，其中第二螺旋钻叶片的前边缘或其投影从螺旋钻轴的纵向轴线偏移。
图26是示出图19设置的替代性设置的端部截面视图，其中第一螺旋钻叶片的后边缘在螺旋钻轴处与第二螺旋钻叶片的前边缘间隔开。
图27是根据一些实施例的联接轴组件的透视图。
图28是根据一些其它实施例的第一和第二螺旋钻区段和吊架轴承组件的部分侧视图。
具体实施方式
现在将参考附图在下文中更全面地描述本发明，附图中示出了本发明的说明性实施例。在附图中，为了清楚起见，区域或特征的相对尺寸可能被夸大。然而，本发明可以以许多不同形式实施并且不应被解释为限于本文所陈述的实施例；而是，提供这些实施例使得本公开将全面且完整，并且将向本领域技术人员全面传达本发明的范围。
将理解的是，当元件被称作被“联接到”或“连接到”另一元件时，其能够被直接联接或连接到另一元件或也可以存在居间元件。对比而言，当元件被称作被“直接联接到”或“直接连接到”另一元件时，不存在居间元件。贯穿全文，类似的附图标记指代类似的元件。本文中使用的术语“和/或”包括一个或更多个相关的所列出项目中的任意的和所有组合。
此外，与空间相关的术语，诸如“下面”、“低于”、“下部”、“上面”、“上部”等为了便于描述可以在本文中使用，以便描述一个元件或特征与另一个元件或特征的关系，如附图中所示。将理解的是，这些空间上相对的术语旨在包括除了图中描绘的取向之外，还包括该装置在使用或操作时的不同的取向。例如，如果附图中的装置颠倒，描述为在其它元件或特征“下面”或“之下”的元件于是可定向成在其它元件或特征“上面”。因此，示例性术语“下面”可包括在上面和在下面的取向这两者。装置可以以其它方式被定向（旋转90度或者处于其它取向）并且本文使用的空间相对描述被相应地解释。
为了简要和/或清楚起见，可能并未详细地描述熟知的功能或构造。
本文中使用的术语只是为了描述特定实施例的目的，且并不旨在限制本发明。如本文中所使用的，单数形式“一”、“一个"”和“所述”旨在也包括复数形式，除非上下文另有清楚表示。还将理解的是，术语“包括（comprises）”、“包括（comprising）”、“包含（includes）”和/或“包含（including）”在本说明书中使用时，具体说明存在所陈述的特征、整体、步骤、操作、元件和/或部件，但并不预先排除存在或添加一个或更多个其它特征、整体、步骤、操作、元件、部件和/或其的组。
应当指出的是关于一种实施例所描述的任意一个或更多个方面或特征可以合并于并未关于其具体描述的不同实施例中。也就是说，所有实施例和/或任何实施例的特征都能够以任何方式和/或组合形式组合起来。申请人保留改变任何最初提交的权利要求或者相应地提交任何新的权利要求的权利，包括能够修改任何最初提交的权利要求以便从属于和/或结合任何其它权利要求（虽然最初未以此方式提出要求）的任何特征的权利。在下文所陈述的说明书中详细地解释本发明的这些和其它目的和/或方面。
除非另外限定，否则本文所用的所有术语（包括技术和科学术语）具有与由本发明所属领域的普通技术人员通常所理解的意义相同的意义。还将理解的是，术语（诸如常用辞典中限定的那些术语）应当解释为意思与其在相关领域的上下文中的意思一致，并且将不应当以理想化或过于正式的意义来解释，除非本文中明确地如此限定。
如本文中所使用的，术语"一体式"意味着物体是由没有接头或接缝的材料形成或构成的单个整体件。
如本文中所使用的，术语"接合角度"意味着在下游螺旋钻叶片的前边缘和吊架的接合边缘（或者遇到的第一边缘）之间形成的角度。当边缘是非线性时，从螺旋钻的端部观察，在边缘相交的点处的曲线的切线之间测量所述角度。
如本文中所使用的，术语"螺旋钻区段"意味着一部段的阿基米德螺杆，包括中心轴和一圈或更多圈叶片并且被构造成在任一端处以允许绕轴的中心旋转的方式被支撑。
如本文中所使用的，术语"叶片"意味着螺旋钻的从中心轴向外朝向箱壁以近似螺旋形式延伸的叶。叶片接合产品并且当螺旋钻转动时沿冷却器的长度推动产品。叶片可以被刺穿或者是不连续的以便有助于水流通过冷却器并且可以具有偏离于纯粹的螺旋形式的断裂部或支墩，以便提供结构刚性。
如本文中所使用的，术语叶片"节距"意味着当螺旋叶片绕轴线旋转完整一周时前进的轴向距离。如本文中更详细描述的，节距可以局部变化。
如本文中所使用的，术语"吊架"意味着支撑轴承的结构构件，螺旋钻组件（通过联接轴连结的一个或更多个螺旋钻区段）在该轴承内旋转。吊架通常从位于跨越冷却器箱的顶部的结构梁悬挂轴承。其应该在竖直和横向方向上提供准确且刚性的定位，但是在轴向方向上不需要特别刚性。
如本文中所使用的，术语"前边缘"意味着在螺旋钻区段的上游端部处螺旋钻叶片的径向边缘。
如本文中所使用的，术语"外边缘"意味着最远离旋转轴线且最接近箱壁的螺旋钻叶片的边缘。
如本文中所使用的，术语"后边缘"意味着在螺旋钻区段的下游端部处螺旋钻叶片的径向边缘。
如本文中所使用的，术语"接合边缘"意味着当螺旋钻旋转时首先经过螺旋钻的前边缘的吊架边缘。
如本文中所使用的，术语"接合角度"意味着当沿螺旋钻旋转轴线观察时在两个边缘相交的点处测量的在吊架的接合边缘的切线和叶片或叶片延伸部的相邻前边缘的切线之间的角度。
如本文中所使用的，术语"叶片延伸部"意味着结构上类似于叶片并且作为叶片的继续而延伸但是在可能偏离于螺旋形式的方向或构造上延伸的特征。
如本文中所使用的，术语"悬突出（overhang）"或者"悬突式（overhung）"意味着特征的某部分（例如螺旋钻叶片）在轴向方向上延伸超过螺旋钻轴的端部。
在一些实施例中，当结合所声明的角度关系被使用时术语"基本"包括所声明角度关系的±5°的角度。在一些其它实施例中，当结合所声明的角度关系被使用时术语"基本"包括所声明角度关系的±3°的角度。例如，在各种实施例中，基本垂直于轴线的平面可以与该轴线形成在85和95°之间或者在87和93°之间的角度。
包括"上游"和"下游"的流向方向指的是部件相对于产品在冷却器中被加工时产品前进的名义方向的相对位置。
根据一些实施例的螺旋钻冷却器100被示于图6中。冷却器100包括箱112和被保持在箱内的螺旋钻120。箱包括半圆柱壳111和相对的端壁113（在图6中仅示出一个端壁113以更清楚地显示冷却器100的特征）。
螺旋钻120从箱112的产品入口端114延伸到箱112的产品出口端116。螺旋钻120包括螺旋钻轴122。如本领域技术人员所理解的，螺旋钻120在箱112中绕被螺旋钻轴122限定的纵向或旋转轴线A1可旋转（例如，通过被操作地联接到螺旋钻轴122的马达）。螺旋钻120可以与箱112同轴或不同轴。
螺旋钻120包括第一或上游螺旋钻区段124和第二或下游螺旋钻区段126。
第一螺旋钻区段124包括第一螺旋钻轴128和螺旋地置于轴128上的叶片130。类似地，第二螺旋钻区段126包括第二螺旋钻轴132和被螺旋地置于轴132上的叶片134。螺旋钻轴122包括第一和第二螺旋钻轴128、132。
参考图6和图7，吊架轴承或吊架轴承组件140被置于相邻的第一和第二螺旋钻区段124、126之间。组件140包括轴承组件142。下文将更详细地描述轴承组件142。
参考图8，第一螺旋钻轴128包括第一联接端144并且第二螺旋钻轴132包括第二联接端146。第一螺旋钻轴端板148在第一联接端144处并且第二螺旋钻轴端板150在第二联接端146处。联接轴152延伸超过第一端板148并进入第一螺旋钻轴128内并且还延伸超过第二端板150并进入第二螺旋钻轴132内。在图15B中示出了用于联接轴的替代性构造，其中凸缘板被连结到联接轴的任一端，并且凸缘板被联接到第一和第二轴端板148和150。联接轴152从而以维持两个轴旋转对齐和扭转刚度的方式连结第一和第二螺旋钻轴128、132。
参考图6，第一螺旋钻轴128可以包括与第一联接端144相对的第一支撑端145。第一支撑端145可以在端壁113中的一个端壁处或附近联接到箱112。类似地，第二螺旋钻轴132可以包括与第二联接端146相对的第二支撑端147。第二支撑端147可以在端壁113中的另一个端壁处或附近联接到箱112。
参考图8，轴承组件142包括支撑（例如，围绕或至少部分地围绕）联接轴152的轴承154。轴承154可以例如是轴颈轴承。轴承154被保持在轴承壳体156内。在一些实施例中，轴承壳体156包括上部轴承壳体158和下部轴承壳体160。
吊架轴承140包括被联接到轴承壳体156的吊架162。参考图6和图7，吊架162被联接到支撑构件164，该支撑构件164可以是如所示联接到螺旋钻箱112的顶部的水平杆。从而吊架162支撑轴承组件142和/或联接轴152以致螺旋钻轴122被保持在水平取向。将意识到，在一些实施例中，吊架162和支撑构件164可以被整体地形成（例如参见图17）。
在一些实施例中，当在横截面上观察（图9）时吊架162是矩形的并且具有垂直于螺旋钻纵向轴线A1的宽度W1和平行于螺旋钻纵向轴线A1的长度或厚度L1（图7）。吊架162可以具有相对小的长度L1以便有助于减小在第一螺旋钻区段124的叶片130和第二螺旋钻区段126的叶片134之间的间隙G的宽度。吊架162可以具有小于2英寸的长度L1，并且在一些实施例中可以具有1英寸或更少的长度L1。因为吊架162必须有助于支撑重的第一和第二螺旋钻区段124、126，所以吊架162可以具有相对大的宽度W1。吊架162可以具有至少4英寸的宽度W1，并且在一些实施例中可以具有至少10英寸的宽度W1。针对吊架选择的大小、形状和材料将提供足够的强度和刚度来抵抗在轴承上的竖直和横向负载，但是轴向负载应该被最小化。
在各种实施例中，吊架162可以具有垂直于螺旋钻纵向轴线A1的平均吊架宽度，其是与螺旋钻纵向轴线A1平行的吊架轴向长度的至少六倍、至少八倍或大约12倍。
在一些实施例中，当从箱的端部观察时，吊架162可以具有矩形轮廓，如图4B中所示（吊架没有被标示）。在一些其它的实施例中，吊架162可以具有长方形之外的形状。例如，并且如图6中所示，吊架162可以包括一个或更多个弧形或弯曲边缘。当结合根据一些实施例的叶片构件使用时，这可以是特别有利的，如下文更详细描述的。
如图7-9中所示，根据一些实施例，第一和第二叶片130、134分别悬突出第一和第二螺旋钻轴128、132以便使得在螺旋钻叶片130、134之间的间隙G进一步变窄。在此方面，轴向间距（间隙）不被轴承组件142的在螺旋钻区段124、126之间的轴向长度约束。
在一些实施例中，并且如图10中所示，相对于螺旋钻冷却器所用的常规轴承组件，轴承组件142'可以包括"窄的"轴承和具有短的轴向范围的轴承壳体。这也有助于减少在螺旋钻叶片130、134之间的轴向间距或者间隙G。螺旋钻叶片130、134可以悬突出螺旋钻轴128、132，如参考图7-9在上文所述。替代性地，在图10中所示的实施例中，螺旋钻叶片130、134没有悬突出螺旋钻轴128、132。
轴承组件142'可以具有小于6英寸的轴向长度L2，并且在一些实施例中具有小于3英寸的轴向长度L2。
参考图11，螺旋钻叶片130、134可以包括叶片延伸部以便桥接如图4B中所示的在相邻的螺旋钻区段之间的周向间隙。第一叶片延伸部170从第一螺旋钻叶片130的螺旋部分172延伸，并且第二叶片延伸部174从第二螺旋钻叶片134的螺旋部分176延伸。
第一和第二叶片延伸部170、174在垂直于或基本垂直于螺旋钻轴122的纵向轴线A1的方向或者平面上延伸。第一和第二叶片延伸部170、174在吊架162的相对侧上并且平行于吊架162。这种构造提供了当螺旋钻旋转时吊架162从其间通过的平行面（即，叶片延伸部170、174）。
参考图11和图12，第一叶片130在断线178处向回弯曲以致第一叶片延伸部170及其后边缘180平行或者基本平行于吊架162。类似地，第二叶片134在断线182处向回弯曲以致第二叶片延伸部174及其前边缘184平行或者基本平行于吊架162。
如上文参考图4A和图4B注意到的，用于使得上游螺旋钻区段与相邻的下游螺旋钻区段对齐的一种策略是使得区段相对彼此旋转直到来自下游区段的叶片（flighting）与来自上游区段的叶片的投影（projection）重合。然而，如上所述，这在轴承的任一侧上在叶片边缘之间留下了相对大的周向间隙。
本发明的实施例通过使得上游叶片130的后边缘180不在螺旋方向上而是在与螺旋钻的纵向或旋转轴线A1垂直的平面内延伸来闭合或减小这个间隙。此外，下游叶片134的前边缘184不在螺旋方向上而是在也与螺旋钻的纵向或旋转轴线A1垂直的平面内延伸。
参考图12和图13，当在轴向方向上（即，在沿着或者平行于螺旋钻的纵向或旋转轴线A1的方向上）观察时，第一和第二叶片延伸部170、174至少部分重叠。可能希望限制重叠范围以便有助于清洁。第一和第二叶片延伸部170、174形成偏移了间隙G的平行面（图10）。这个间隙对于鸟而言过窄以致不能通过。间隙G可以小于6英寸，并且在一些实施例中小于3英寸。
如上文参考图5A-5D注意到的，在吊架处在叶片中的间隙产生夹捏点，吊架在此以锐角通过间隙。吊架的接合边缘接近叶片的前边缘的角度产生能够损坏产品的类似于剪刀的效果。
本发明的实施例增加或打开在吊架和叶片的前边缘之间的接合角度。如图14A中所示，吊架162的接合边缘190是弯曲的而不是线性的。参考图14A-14C，随着距旋转轴线A1的径向距离增加，吊架接合边缘190可以弯曲远离叶片134的接近的前边缘184。吊架接合边缘190的轮廓绕旋转轴线A1可以是螺旋的，其与叶片134的前边缘184（或者叶片延伸部174的前边缘184）维持恒定或基本恒定的接合角度α。叶片134或叶片延伸部174的前边缘184可以具有绕旋转轴线A1的反手（opposite hand）螺旋轮廓。前边缘184的轮廓可以与接合边缘190的轮廓对称或者其可以具有或大或小明显的弯曲。
当接合角度相对大时，被卡在叶片134的前边缘184和吊架162之间的产品将被推向叶片的外边缘而不是被压碎在叶片的边缘和吊架之间（见图14C）。在一些优选实施例中，接合角度α是至少30°。在一些实施例中，接合角度α是钝角，尽管角度能够增加的任何程度都会是有益的。
在其它实施例中，前边缘184可以是笔直的或者近似笔直但仍相对于接合边缘190形成相对打开的角度。如图25中所示，这样的笔直前边缘184可以被置于相对于来自轴的轴线A1的径向投影185处于偏移角度γ以便进一步扩大接合角度。在各种实施例中，角度γ可以是至少20°、至少25°和至少30°。换言之，前边缘184的投影（以虚线示出）可以不延伸通过轴的轴线A1而是可以从轴的轴线A1偏移。
参考图15A和图15B，第一叶片130的包括第一叶片延伸部170的一部分可以悬突出第一螺旋钻轴128。类似地，第二叶片134的包括第二叶片延伸部174的一部分可以悬突出第二螺旋钻轴132。
第一叶片延伸部170可以至少部分地被第一支撑板194支撑，该第一支撑板194在第一螺旋钻轴联接端144处或附近被联接到第一螺旋钻轴128。类似地，第二叶片延伸部174可以至少部分地被第二支撑板196支撑，该第二支撑板196在第二螺旋钻轴联接端146处或附近被联接到第二螺旋钻轴132。第一和第二支撑板194、196被构造成分别与第一和第二螺旋钻轴128、132一起旋转。
第一和第二支撑板194、196可以是弧形形状。如图11中最佳示出，第二支撑板196可以延伸到第二叶片延伸部174、第二叶片螺旋部分176和/或在第二叶片延伸部174和第二叶片螺旋部分176之间的第二过渡部段198。同样地，第一支撑板194可以延伸到第一叶片延伸部170、第一叶片螺旋部分172和/或在第一叶片延伸部170和第一叶片螺旋部分172之间的第一过渡部段200。
再次参考图15B，能够看出，由于具有叶片延伸部和分别悬突出第一和第二螺旋钻轴128、132的第一和第二叶片130、134的构造，基本减小了在第一和第二叶片130、134之间的间隙G。间隙G的轴向长度仅由吊架162的轴向长度约束且允许第一和第二叶片具有适度空隙以防止在螺旋钻旋转时的干涉。吊架162的轴向长度能够通过增加吊架162的宽度被基本减小，如上所述。
将意识到，第一和第二叶片130、134不需要悬突出第一和第二螺旋钻轴128、132。例如，如参考图10描述的"窄的"轴承组件可以被使用以便有效地使在相邻的螺旋钻区段之间的轴向间距变窄。叶片延伸部170、174可以分别与第一和第二轴联接端144、146共面或基本共面。
再次参考图11，根据一些实施例，第一叶片延伸部170和第一过渡部段200可以一起被称为"第一叶片延伸部"170，并且第二叶片延伸部174和第二过渡部段198可以一起被称为"第二叶片延伸部"174。
图16-24示出了根据一些其它实施例的螺旋钻冷却器的特征。图5-15中示出的实施例的许多特征保持相同或基本相同，并且在上文陈述了这些特征的详细描述。下面描述实施例之间的关键区别。
参考图16-19，叶片延伸部170、174具有与上述所述不同的构造。如所示，每个叶片延伸部170、174包括多个部段。第一叶片延伸部170包括从第一螺旋钻叶片130的第一螺旋部分172延伸的第一部段202。第一部段202可以在与第一螺旋部分172相同或近似相同的螺旋路径上延伸。第二部段204在断线206处从螺旋路径向前弯曲（即，以致相比于第一部段202与螺旋钻纵向轴线A1相交，第二部段204与螺旋钻纵向轴线A1更锐角地相交）。第三部段208从第一螺旋钻轴128延伸到第二部段204并且在断线210处与第二部段204相遇。第三部段208相对于处于横向取向的螺旋钻纵向轴线A1近似正交地成角度，不过朝向处于图17的竖直取向的吊架成角度。第三部段208部分悬突出第一螺旋钻轴128。第一、第二和第三部段202、204、208可以整体地形成。
第二叶片延伸部174与第一叶片延伸部170相同或对称或基本相同或对称。第二叶片延伸部174的第一部段202从第二螺旋钻叶片134的第二螺旋部分176延伸。第三部段208从第二螺旋钻轴132延伸并且部分悬突出第二螺旋钻轴132。根据一些其它的实施例，第一和第二叶片延伸部170、174不是相同的或者对称的（例如，可以具有彼此不同的几何构型）。
第一叶片延伸部170至少部分悬突出第一螺旋钻轴128。同样地，第二叶片延伸部174至少部分悬突出第二螺旋钻轴132。
叶片延伸部170、174的最接近吊架162的边缘可以被细长加强构件例如杆、管或棒212结构加强。细长加强构件例如杆、管或棒212也可以被定位在第一部段202和螺旋部分172、176之间。另外或者替代性地，叶片延伸部170、174可以通过连接到螺旋钻轴128、132的角撑来支撑。角撑可以连接到叶片延伸部170、174的第三部段208。细长构件和/或角撑有助于确保叶片130、134被加强以便当叶片推动产品通过冷却器时增加叶片的刚度。
参考图16，当从侧面观察时，在上游和下游螺旋钻区段124、126之间的间隙214（其可以对应于轴向间隙G）可以类似于钥匙孔（或者倒转的钥匙孔）。间隙214可以具有笔直或者大体笔直（上部）部分216和比笔直部分216更宽的渐缩（下部）部分218。具体地，在螺旋钻轴128、132的边缘处的间隙214的轴向宽度大于在叶片130、134的外边缘处的间隙214。间隙214的较宽部分可以径向向外延伸过叶片延伸部170、174的径向范围的近似内三分之一（1/3）。在另一实施例中，间隙214的较宽部分可以随着距轴的距离增加以线性或几乎线性方式会聚，直到仅在叶片的外边缘附近实现间隙214的最窄尺寸。在另一实施例中，间隙214可以具有梯级构造，且其下部部分218具有恒定或基本恒定的宽度并且上部部分216具有比下部部分218的宽度更窄的恒定或基本恒定的宽度。在上部和下部部分216、218之间可存在过渡部分或区段（例如渐缩过渡部分或区段）以便例如消除锋利边缘。在叶片根部的额外宽度允许可能被夹在吊架162和叶片中的间隙之间的产品被推动通过间隙218的较宽部分而不会损坏产品。本发明人已经确定，尽管在螺旋钻区段之间的窄间隙的意图是防止产品通过间隙，不过在不能避免发生这样的事件的情况下，优选的是避免产品损坏。
参考图16和图19，在上游螺旋钻叶片130的后边缘180和下游螺旋钻叶片134的前边缘184之间的间隙的特征能够在于两个正交尺寸：轴向间隙G（图16）和周向间隙G1（图19）。理想地，轴向间隙G将恰好足够大以允许吊架在上游和下游螺旋钻叶片之间通过。实际上，谨慎地允许附加空隙以容纳由于改变负载和温度和机械驱动调整导致的螺旋钻和叶片延伸部的轴向运动。本发明人已经确定，大于吊架轴向厚度近似3英寸的轴向间隙G大体是适度的。替代性地，间隙G可以小于螺旋钻的节距的1/8或者小于螺旋钻的节距的大约1/8。吊架可以是大约3/8英寸至1英寸厚。轴向间隙G的尺寸的这种描述指的是间隙214的笔直部分216（图16）。如上所述，间隙214可以在叶片的根部处具有较大部分218以便允许产品被推动通过间隙214而没有损坏。
本发明人已经确定，周向间隙G1具有更大的调整空间以便满足具体环境的需求（例如，冷却器中的产品大小）。周向间隙G1能够从重叠高达几个英寸变化到分离高达30度（基于在上游螺旋钻叶片130的后边缘180和下游螺旋钻叶片134的前边缘184之间的角度β）。周向间隙G1优选地足够小以便产品单元将不会容易地通过。本发明人已经确定，已经证明等于或小于轴向间隙G的周向间隙G1是可接受的。根据一些实施例，并且如图19中所示，叶片延伸部170、174可以在其底部部分处相遇或重叠并且可以在其顶部处间隔开。根据一些其它实施例，并且如图26中所示，周向间隙G1可以在轴附近较宽并且会聚成使得叶片延伸部170、174在其外边缘处相遇或重叠的程度。
本发明人已经发现，重要的是吊架162不妨碍在冷却器的“拉动侧”（即，当其旋转时螺旋钻上升所处的侧面）上产品的向前路径。这在图20和图21中对应于箱12的在螺旋钻轴122右侧的侧面并且在图22中对应于箱12的在螺旋钻轴122左侧的侧面。因此，吊架162不应该横向地延伸超出在冷却器的拉动侧上的螺旋钻轴122的侧面。优选地，吊架162在轴中心线（与轴纵向或旋转轴线A1重合）的拉动侧上的任意位置处不延伸到螺旋钻轴122的周界外侧。
此外，吊架组件的设计应该在吊架的前（或接合）边缘处在螺旋钻叶片的顶部（或外）边缘和支撑构件的底部侧之间提供空间。空间或开口应该足够大以允许在叶片上方存在用于产品单元的空隙，当叶片中的间隙经过吊架时产品单元被推动到叶片的边缘。一旦产品被推动到叶片之外的空间内，则其可以落到叶片的一侧或另一侧。
沿着这些线，并且参考图17和图20-22，支撑构件164可以是大体弧形形状并且包括弯曲下部边缘或表面220。下部边缘220和第二螺旋钻叶片134的外边缘222和/或第一螺旋钻叶片130的外边缘224限定在其间的间隙或开口226。如上所述，产品能够被推动通过开口226。
随着产品前进通过冷却器，希望降低在吊架轴承附近的冷却液体中的产品密度。本发明人发现，这可以通过当其穿过吊架轴承时增加螺旋钻的节距来实现。同样，节距是在螺旋钻叶或叶片上的一点到沿着叶片准确一周的另一点之间的轴向距离。一周的确定将忽略在一个螺旋钻区段和下一个将达到相同的周向位置（时钟位置）的螺旋钻区段之间的任意断裂部或不连续。
图23示出了一种设置，其中跨越吊架轴承142的节距P与第一上游叶片130的节距P和第二下游叶片134的节距P相同。第一和第二叶片130、134的外边缘的投影如虚线所示重合。即，第一和第二叶片130、134旋转地对齐在相同螺旋上。
图24示出了根据本发明的一些实施例的设置，其中在第一和第二叶片130、134之间的节距P'增加。通过改变上游和下游螺旋钻区段相对彼此的旋转对齐来增加节距P'。例如，沿着螺旋钻的长度的正常节距P可以是42英寸，而在上游和下游区段之间的节距P'可以是大约47英寸。一旦已经调整了旋转对齐以便实现所期望的节距，则叶片延伸部能够被布置成提供所期望的间隙构造。
在常规螺旋钻冷却器被修改以便采用本发明的优点的情况下，联接轴152可以被构造成允许调整在第一螺旋钻区段124（或者第一螺旋钻轴128）和第二螺旋钻区段126（或者第二螺旋钻轴132）之间的旋转对齐。一个这样的实施例被示于图27中。联接轴组件230包括联接轴152、用于联接到第一螺旋钻轴端板148的第一联接凸缘151和用于联接到第二螺旋钻轴端板150的第二联接凸缘153。每个联接凸缘设置有多个槽232，其被布置成圆形图案，所述圆形图案具有匹配螺栓圈（bolting circle）的半径的半径，该螺栓圈由在螺旋钻端板148、150上的多个螺栓孔234限定（图19示出了端板150中的孔234并且将意识到孔234也被类似地限定在端板148中）。每个槽232的长度沿着螺栓圈延伸。联接螺栓可以被插入通过槽232并且进入螺旋钻端板148、150上的接收孔234内。槽的长度允许调整第一螺旋钻区段124相对于第二螺旋钻区段126的旋转对齐。槽232的位置可以可选地在第二联接凸缘153中相对于在第一联接凸缘151中的槽232周向交错以便增加由槽提供的调整范围。
在其它实施例中，联接轴凸缘151、153中的一个或两个可以具有多个圆孔来替代槽。例如，凸缘可以具有绕螺栓圈间隔开的比螺旋钻端板148、150中的螺栓孔234更多的（例如，是其两倍的）孔。通过选择使用哪些孔将联接轴联接到螺旋钻端板，可以改变第一和第二螺旋钻区段之间的旋转对齐。本领域的技术人员将理解，可以使用其它方法来旋转地联接螺旋钻区段同时允许旋转对齐具有一定灵活性。
本发明的一些实施例涉及用于修改或改造常规螺旋钻冷却器的套件。套件可以包括用于连接（例如，焊接）到第一螺旋钻区段的螺旋叶片的第一叶片延伸部170和/或用于连接（例如，焊接）到第二螺旋钻区段的螺旋叶片的第二叶片延伸部174。套件可以包括如本文所述的吊架轴承组件142。套件可以包括如本文所述的吊架162。套件可以包括如上文所述的联接轴组件230。
本文描述的几个实施例包括第一叶片延伸部170和第二叶片延伸部174。在一些实施例中，仅需要一个叶片延伸部170或174来满足本发明的意图。例如，如图28中所示，吊架162可以偏移到轴承组件142的一端。在偏移位置中，吊架与第二螺旋钻区段126的第二螺旋部分176间隔很近且不采取任何延长。第一叶片延伸部170如已经描述的那样被使用以便悬突出第一螺旋钻轴128的端部一定量，该量超过如果在轴承组件的中心处使用吊架162时所需的悬突量。以此方式，在仅具有一个叶片延伸部的情况下轴向间隙G的大小被减少到可接受的值。可以通过仅在第二螺旋钻区段上使用叶片延伸部而第一螺旋钻区段不应用延伸部来实现类似结果。
在本申请中已经描述了涉及叶片延伸部170、174的多个特征。例如，叶片延伸部170、174可以从叶片130、134的螺旋部分172、176延伸。相应的叶片延伸部可以悬突出轴的端部。另外，第一叶片延伸部170的后边缘180可以与第二叶片延伸部174的前边缘184间隔开具有轴向尺寸G和周向尺寸G1的间隙。已经描述了在第一螺旋钻叶片130和第二螺旋钻叶片134之间的优选节距P'。将理解的是，在每个实施例中并不需要所有这些特征。满足本文所述的基本需求的叶片延伸部的任意构造落入本发明的意图和范围内。例如，叶片延伸部不需要符合绕螺旋钻轴的螺旋设置，它们也不一定被置于垂直于轴线A1，只要本文描述的其它相关要求被满足即可。
虽然已经详细描述了具有第一和第二螺旋钻区段的冷却器，不过将意识到，具有两个以上的螺旋钻区段的冷却器也在本发明范围内。例如，冷却器可以具有三个螺旋钻区段。中心螺旋钻区段可以被联接到两个外部螺旋钻区段（例如，通过使用本文描述的两个联接轴和两个吊架轴承组件），并且两个外部螺旋钻区段可以在相对端壁处或附近被联接到箱。
前文描绘了本发明并且不应解释为限制本发明。虽然已经描述了本发明的一些示例性实施例，不过本领域的技术人员将容易地意识到在不实质上背离本发明的教导和优点的情况下，示例性实施例中可能存在许多修改。因此，所有这样的修改意图被包括在如权利要求中所限定的本发明的范围内。本发明由所附权利要求限定，且权利要求的等价方案被包括在其中。
