FI109825B - Tiivistysjärjestelmä paloturvallisuutta varten - Google Patents

Description

109825

Tiivistysjärjestelmä paloturvallisuutta varten Tämä keksintö koskee tiivisterakenteita, joita käytetään toimivien osien tiivistämiseen nesteillä täytetyissä koteloissa ja nimenomaan sellaista tiiviste-5 rakenneyksikköä, jota tarvitaan noudatettaessa erittäin ankaria nesteen vuotamiseen liittyviä määräyksiä ja paloturvallisuusmääräyksiä ja myös sellaisessa ympäristössä, jossa halutaan estää esimerkiksi venttiilirakenteiden vuotokata-strofit.

Keksinnön tausta 10 Pakkausmateriaaleja käytetään yleisesti estämään nestevuoto toimi vassa osassa nesteellä täytetyssä kotelossa kuten pyörivässä akselissa ja liuku-varressa nesteensäätöventtiileissä tai edestakaisin liikkuvassa pumpun akselissa. Tällainen tiiviste muodostetaan tavallisesti joustavasta osasta ja pannaan staattiseen kuormitukseen kiinnittämällä se paikalleen pulteilla tiivistekoteloon 15 toimivan osan ympärille. Muissa tapauksissa tiivistetään jousikuorma, jolloin on kyseessä muuttuvan kuorman tiivisterakenne. Muuttuvan kuorman tiiviste on erittäin käyttökelpoinen haluttaessa estää nesteiden vuotaminen ympäristöön. Myös sellaisissa käyttölämpötiloissa, jotka ovat suunnilleen 232°C (450°F) tai sitä suurempia (toisin sanoen toimintalämpötiloissa tiivistysalueella) on toivotta-·:·. 20 vaa, että käytettään yleisesti saatavaa grafiittitiivistettä eikä sellaista tiivistemate- riaalia, joka on tehty polytetrafluorieteenistä (PTFE), koska PTFE-tiiviste pyrkii ]; .1 pullistumaan näin korkeissa lämpötiloissa, mikä voi aiheuttaa tiivisteen murtumi- • · * sen ja nestevuodon. Lämpötilojen ollessa alle 232°C (450°F) on edullista käyt- : ·' tää PTFE-tiivistettä, koska sillä on tuntuvasti pienempi kitka kuin grafiittitiivisteel- ;..v 25 lä. Liian suuri kitka vaikeuttaa taas nesteprosessien valvontaa.

• · · ·1 Esimerkkinä voidaan mainita, että nesteensäätöventtiilin tietyt toimin not edellyttävät sen lisäksi, että venttiili täyttää tiukat tiiviysvaatimukset ja että sil-lä on pieni kitka, että se suoriutuu tiivisteen tekoon liittyvästä palotestistä tiivis- • · teen katastrofaalisen rikkoutumisen estämiseksi. Öljynjalostamoissa ja myös ,.· 30 muissa kemiallisissa prosessisovellutuksissa käytettyjen nesteensäätöventtiilien ; " tiivisteen tulisi olla pienikitkainen ja vuotoprosentiltaan melkein 0 % (toisin sano- en alle 500 ppm EPA-menetelmän 21 mukaan) nestettä venttiilin yläpään ympä-rillä normaaleissa käyttöolosuhteissa. Lisäksi on toivottavaa, ettei tiiviste mene rikki korkeassa lämpötilassa eikä mahdollista tällöin syttyvien nesteiden vuota-35 mistä tulipalon aikana.

109825 2 Tällaisissa sovellutuksissa grafiittitiiviste estää hyvin liialliset vuodot tulipalon sattuessa, mutta se suuri tiivistyskuormitus, joka tarvitaan vuodon pitämisen melkein nolla-arvossa normaalikäyttöolosuhteissa, saa aikaan suuren kitkan grafiittitiivisteestä ja aiheuttaa venttiilin toiminnan tarkkailun heikentymisen 5 PTFE-tiivisteeseen verrattuna. Yritettäessä pienentää grafiittitiivisteeseen kohdistuvaa kuormitusta on saatu aikaan kitkan tuntuva pienentyminen, mutta seurauksena on ollut vuodon lisääntyminen liikaa (yli 500 ppm). Vuodon ja kitkan vähentämiseksi onkin toivottavaa, että käytetään PTFE-tiivistemateriaalia, jolla saadaan tiiviimpi ja kestävämpi tiiviste kuin grafiittimateriaalilla. PTFE-tiivisteen 10 käyttämistä korkeissa tiivistyslämpötiloissa ei kuitenkaan yleensä suositeta eikä varsinkaan silloin, kun venttiilin on täytettävä tiivisteen suorituskykyä koskevat palotestimääräykset kuten öljynjalostamoissa. PTFE-tiivisteen mahdollinen pullistuminen, hajoaminen ja höyrystyminen korkeaan lämpötilaan liittyvissä olosuhteissa aiheuttaa tiivisteen katastrofaalisen särkymisen ja ei-toivotun, vaarallisen 15 nestevuodon.

Näin ollen onkin toivottavaa, että kehitetään sellainen säätöventtiilien tiiviste, jolla on alhainen kitka ja joka on paloturvallinen, vuotoprosentiltaan melkein 0 %, pitkäikäinen ja kustannuksiltaan kohtuullinen.

Keksinnön yhteenveto ... 20 Käsiteltävän keksinnön periaatteiden mukaan on kehitetty sellainen tiivisterakenne, jolla on alhaiseen kitkaan liittyvät ominaisuudet, joka on palotur- «· · vallinen ja jolla on pieni hiukkapäästötiivistystoiminto toimivassa osassa, jota ] ·’ käytetään nesteellä täytetyssä kotelossa, esimerkiksi liukuvarsiventtiilissä, pyöri- : V vän akselin venttiilissä tai edestakaisin liikkuvassa tai edestakaisin liikkuvassa 25 pumpun akselissa. Kaksiosainen tiivisteyksikkö on kiinnitetty toimivaan osaan ja • I · : käsittää vastaavasti useita ensimmäisiä ja toisia tiivistysrengassarjoja, joilla saa daan nestetiiviys toimivan osan ympärille ja estetään nesteen vuotaminen toimi- :*·.· van osan ympärillä olevasta kotelosta. Ensimmäinen tiivistysrengassarja on kiin- • · .···. nitetty toimivan osan siihen päähän, joka on lähimpänä nestettä, mikä tarkoittaa 30 sitä, että se on pantu venttiilin siihen päähän, joka on lähimpänä venttiilitulpan : " päätä. Ensimmäinen tiivistysrengassarja käsittää ainakin yhden joustavan grafiit- tirenkaan, ainakin kaksi laajenematonta holkkirengasta ja välilevyn, joka on sel-:Y: laista polymeerimateriaalia, jolla on alhaiset kitkaominaisuudet, esimerkiksi ....: PTFE:tä ja joka on kiinnitetty jokaisen edellä mainitun renkaan väliin. Ensimmäi- 35 nen tiivistysrengassarja käsittää huomattavan määrän grafiittimateriaalia paloturvallisuuden ja pyyhkäisytoiminnan saamiseksi aikaan ja myös riittävän mää- 109825 3 rän pienkitkamateriaalia, esimerkiksi PTFE:tä, joka estää grafiitin tarttumisen toimivaan osaan ja tehostaa voitelua.

Toinen tiivistysrengassarja on kiinnitetty toimivan osan siihen päähän, joka on etäällä nesteestä, lähemmäksi kotelon ulkopuolta, esimerkiksi vent-5 tiilin ulkopuolelle. Toinen tiivisterengassarja käsittää V-tyyppiset PTFE-tiivistysrenkaat ja kummassakin päässä laajenemisenestorenkaan. Toinen tiivistysrengassarja saa aikaan nesteen alhaisen poistopäästötiiviyden toimivan osan ympärille koteloon ja sen alhaisen kitkatoiminnon.

Kaksiosainen tiivistysyksikkö on kuormattu muuttuvasti jousikuormi-10 tuslaitteilla, esimerkiksi levyjousilla, niin että tiivistysyksikkö voidaan pitää sellaisella kuormitustasolla, että saadaan alhainen kitka, alhainen päästösulku sekä paloturvallisuutta että poistopäästötoimintaa silmällä pitäen, niin että pystytään täyttämään esimerkiksi palotestivaatimukset, jotka koskevat tiivistysjärjestelmää erittelyn API-589 ja erittelyjen API-607 mukaan.

15 Käsiteltävän keksinnön mukaan toiseen tiivistesarjaan, joka on lä himpänä levyjousien synnyttämää kuormituslähdettä, kohdistuu erikoiskuormi-tus, joka aiheuttaa optimaalisen tiivistysrasituksen pienellä vuotoasteella normaaleissa käyttöolosuhteissa ottaen huomioon varren tai akselin halkaisijan, tiivisteen poikkileikkauksen ja tiivistysmateriaalin. Kuormitus on riittävä, niin että 20 PTFE-materiaalissa tapahtuu deformaatio ja toimivan osan ja tiivisteen reiän ·:·. tyhjät tilat täyttyvät, jolloin saadaan pienkitka- ja pienpäästöominaisuudet. Koska toisen tiivistysrengassarjan kitka on pieni koteloon ja toimivaan osaan nähden, . kuorma siirretään tehokkaasti toisen tiivistysrengassarjan avulla ensimmäiseen • · tiivistysrengassarjaan, joka on kauempana kuormituslähteestä. Alkuasennuksen • · · : ·' 25 ja säätöprosessin aikana normaalia käyttökuormitusta suurempi kuormitus koh- distetaan tilapäisesti toiseen tiivistysrengassarjaan. Tämä kuormitus siirretään • · # v ·' tehokkaasti ensimmäiseen tiivistysrengassarjaan, ja se on tarpeeksi suuri, niin että se pystyy saamaan aikaan pysyvän deformaation ja kestävän sulun, joka takaa paloturvallisuuden ja myös pyyhkäistytoiminnon suorittamisen. Pyyhkäisy-·": 30 toiminto estää vahingoittavien aineiden pääsemisen toiseen tiivistysrengassar jaan normaalissa käytössä myös silloin, kun jousikuorma on pienentynyt opti-:,t” maaliseksi kuormitukseksi tiivistyksen saamiseksi aikaan toisessa tiivistysren- '·;· gassarjassa.

: Näin ollen nyt käsiteltävässä keksinnössä käytetään joustavia grafiitti- ·;··· 35 tiivistysmateriaaleja PTFE-tiivistysmateriaalien kanssa, niin että saadaan pieni kitka, alhainen poistopäästö ja paloturvallinen tiivistysjärjestelmä. Grafiittimateri- 109825 4 j I aalit ovat lähimpänä prosessinestettä PTFE-materiaalin eristämiseksi proses- j sinesteestä ja paloturvallisen sulun muodostamiseksi. PTFE-materiaaleilla saa daan sulku toimivaan osaan alle 500 ppm:n poistopäästöjen rajoittamiseksi. Alhainen kitka, jos sitä verrataan niihin aikaisempiin graf i ittiti i vistejä rjestel m iin, joita 5 käytetään poistopäästötoimintaan, saadaan kuormittamalla grafiittitiiviste alhaisemmille kuormitustasoille. Yhdistetyn PTFE/grafiittijärjestelmän kitka on huomattavasti pienempi kuin pelkän grafiittitiivistejärjestelmän kitka vuoto-ominaisuuksien ollessa samat.

Vuototestausta varten konstruoidussa keksinnön mukaisessa raken-10 teessä puolen tuuman pituinen liukuvarsiventtiili on sisällytetty muuttuvaan kuormitukseen, joka saadaan aikaan levyjousilla, jotka on kiinnitetty varren ympärille ja säädetty alkutiivistyskuormitukselle, joka on 12,3 MPa (1 783 psi). Ensimmäinen tai alimmainen tiivistysrengassarja, joka on lähimpänä nestettä, käsitti kaksi joustavaa grafiittirengasta, kolme PTFE-välilevyä ja kaksi hiiliholkkia 15 päässä olevien hoikkien kanssa ja PTFE-välilevyn jokaisen vierekkäisen grafiitti-renkaan ja hiiliholkin välissä. Toinen tai ylempi tiivistysrengassarja käsitti täyttämättömän PTFE:stä valmistetun V-renkaan, joka oli pantu hiilellä täytetyn, syvennyksen käsittävän ja myös PTFE:stä valmistetun V-renkaan ja hiilellä täytetyn, ulokkeen käsittävän ja samoin PTFE:stä valmistetun V-renkaan väliin vas-20 taavan hiiliholkin ollessa sijoitettu kumpaankin päähän.

·:·. Tiivisteyksikköön sovellettiin EPA-menetelmän nro 21 vuototestiä, jossa oli yli 100 000 mekaanista toimintajaksoa ja tiivisteen vuodoksi todettiin al-. le 500 ppm käytettäessä testinesteenä metaania. Mekaanisten jaksojen aikana tiivisteen lämpötila kohdistettiin toistuvasti erilaisiin lämpöjaksoihin ympäristön • ·’ 25 lämpötilan ja 232°C:n (450°F) välillä. Prosessin painetta muutettiin myös 5,17 MPa:n (70 psi) (alemmassa tiivistyslämpötilassa) ja 3,1 MPa:n (450 psi) (ylem-v ·* mässä lämpötilassa) 232°C:n (450°F) välillä. Todettiin, että mekaanisten syklien aikana tiivistyskitka oli hyvin pieni, niin että yhdistetyn kaksiosaisen tiivisteyksi-kön kitka käytettäessä PTFE- ja grafiittimateriaalia on tuntuvasti pienempi kuin 30 pelkän grafiittitiivistejärjestelmän kitka vuoto-ominaisuuksien ollessa samat.

Yhdistelmämateriaaligrafiittirenkaita voidaan käyttää ensimmäisessä * t :>it" tiivistysrengassarjassa joustavien grafiittirenkaiden tilalla. Tällaiset yhdistelmä- materiaaIigrafiittitiivisterenkaat ovat vähän kovempia kuin joustava grafiittiren-:Y: gasmateriaali ja ne selostetaan esimerkiksi US-patentissa nro 4 826 181 ;·· 35 julkistetulla tavalla. Vastaavasti punottuja g raf i itti re n ka itä voitaisiin käyttää muodostamaan erilaisia kitka- ja tiivistyskykytasoja tiivistysjärjestelmässä. Myös muita ei-grafiittimateriaaleja, esimerkiksi fluori- ja perfluorielastomeerejä, 109825 5 ei-grafiittimateriaaleja, esimerkiksi fluori- ja perfluorielastomeerejä, voitaisiin käyttää alhaisen kitkan ja alhaisen poistopäästösulun saamiseksi aikaan.

Täsmällisemmin sanottuna keksinnön mukaiselle tiivistysjärjestelmäl-le on tunnusomaista se, mitä on esitetty patenttivaatimuksen 1 tunnusmerk-5 kiosassa.

Lyhyt selostus piirustuksista

Keksinnön uudet rakennepiirteet esitetään yksityiskohtaisesti oheisissa patenttivaatimuksissa. Keksinnön ymmärtämisen helpottamiseksi viitataan seuraavaan selostukseen, joka on laadittu viittaamalla oheisiin piirustuksiin, jois-10 sa samoilla osilla on samat viitenumerot useissa kuvioissa ja jolloin kuvio 1 esittää poikkileikkauksena suositettavaa rakennetta käsiteltävän keksinnön mukaisesta kaksiosaisesta tiivisteyksiköstä liukuvarsiventtiilissä ja kuvio 2 on osina esitetty kuva, joka havainnollistaa kaksiosaisen 15 tiivisteyksikön yksityiskohtia.

Yksityiskohtainen selostus

Kuten jo aikaisemmin mainittiin, tämän keksinnön periaatteita voidaan soveltaa liukuvarren tai pyörivän akselin käsittäviin venttiileihin ja myös edestakaisin liikkuvan pumppuakselin käsittäviin yksiköihin. Kuvio 1 esittää esi-: 20 merkiksi liukuvarsiventtiiliä, jossa on kaksiosainen tiivisteyksikkö, tämän keksin- > * < · •. ‘: nön periaatteiden mukaan.

• V Liukuvarsityyppisen nesteventtiilin 10 esitetty osa käsittää venttiilirun- :’·\* gon, jossa on venttiilikansi 14, jonka läpi toimiva osa kuten liukuvarsi 16 menee.

: Tiivistysmutterisarja 18 on kierretty vastaaviin tiivistetappeihin 20 kuormituksen ; ‘ ; 25 säätämiseksi kannessa olevassa tiivisteessä ja venttiilivarren ympärillä.

Venttiilikanteen 14 tehdyn tiivistereiän 22 muodostamaan tiivistekote-: loon on pantu ensimmäinen tiivistysrengassarja 24, joka on kiinnitetty venttiilivar- i./ ren 16 ympärille lähimpänä prosessinestettä olevaan venttiilivarren päähän 26.

Kaksiosaisen tiivisteyksikön toinen tiivistysrengassarja 28 on kiinnitetty tiiviste- ’ · · 30 reikään 22 venttiilivarren ympärille venttiilivarren siihen päähän 30, joka on kau- : ’' ]: empana prosessinesteestä kuin venttiilivarren pää 26.

.·]·. Kuten kuviosta 2 voidaan yksityiskohtaisemmin nähdä, ensimmäinen » » # ‘ \ tiivistysrengassarja 24 käsittää kaksi joustavaa grafiittirengasta 32, jotka ovat ta vanomaisia tiivistysrenkaita ja muodostettu joustavasta meistetystä grafiittinau-35 hasta. Joustavat grafiittirenkaat 32 ovat suhteellisen pehmeää materiaalia, joi- 109825 6 loin ne kaikki tiivistävät helposti venttiilivarren. Ensimmäisen tiivistysrengas-sarjan 24 kummassakin vastakkaisessa päässä on tavanomainen hiiliholkkiren-gas 34, joka on laajenemisenesto-osa ja estää joustavan, pehmeän grafiittima-teriaalin siirtymisen venttiilivarteen 16. Koska hiiliholkit 34 ovat kovempia kuin 5 joustavat grafiittirenkaat 32, holkit 34 pyrkivät pyyhkäisemään liukuvarsiventtiiliin 16 sen ollessa toiminnassa, niin että estetään joustavan grafiittimateriaalin siirtyminen varteen. Holkit 34 auttavat myös venttiilivarren 16 pitämistä tiivistekote-lon keskellä ja estävät tiivistysrengassarjan 24 pehmeämmän tiivistysmateriaalin deformaation ja huononemisen. Tiivistekotelon päätyrengasta 36 varten tarvi-10 taan tiivistekotelon lopputila.

Rakennetta varten on tehty kolme polymeerirengasta, joilla on alhaiset kitkaominaisuudet ja jotka ovat PTFE-levyjä tai välilevyjä 38 ja kooltaan noin 0,381 mm (0,015 tuumaa), niin että vastaavat PTFE-levy 38 on pantu jokaisen joustavan grafiittirenkaan 32 ja joustavan grafiittirenkaan 32 ja hiiliholkkien 34 15 väliin. PTFE-levymateriaali on tarkoitettu muuttumaan muodoltaan ja työntymään osittain sisäänpäin venttiilivartta 16 vasten, niin että PTFE-materiaali voi ! voidella varren sen liukuessa tiivistysrengassarjan 34 läpi. Näin ollen PTFE-levyt tai välilevy 38 toimivat voiteluaineena tiivistysrengassarjassa 24 ja myös tiivis-tysosana ja edistävät tällöin g rafi ittiti i vistys ren ka id en 34 tiivistystoimintoa.

20 Kuviossa 2 esitetään toisen, ylemmän tiivistysrengassarjan 28 kom- ·:·. ponentit. Tiivistyssarja 28 käsittää kolme V-rengasta, joissa on syvennyksen kä- sittävä ylempi adaptorirengas 40, keskellä sijaitseva V-rengas 42 ja ylempi, ulokkeen käsittävä V-rengas 44. Hiiliholkkia 34 vastaava hiiliholkki 46 on sijoitet-I,;’ tu tiivistysrengassarjan 28 kumpaankin päähän.

: ·* 25 Suositetaan, että V-tyyppiset tiivistysrenkaat 40, 42, 44 tehdään PTFE-materiaalista (polytetrafluorieteenistä - synteettisestä hartsipolymeeristä) • * # : ja sen vuoksi nämä renkaat tunnetaankin V-tyyppisinä PTFE-tiivisteinä. On edul lista, että V-renkaat 40 ja 44 tehdään hiiltä sisältävästä PTFE-materiaalista ja et-i\\ tä keskellä oleva V-rengas 42 on tehty täyttämättömästä PTFE-materiaalista.

30 Muuttuvan kuormituksen tiivistysjärjestelmä on konstruoitu niin, että kaksiosainen tiivistysyksikkö, joka käsittää alemman tiivistysrengassarjan 24 ja ylemmän tiivistysrengassarjan 28, pidetään sellaisella kuormitustasolla, joka on niin korkea, että välilevyjen 38 ja renkaiden 40, 42, 44 PTFE-materiaali muuttuu ; V: muodoltaan ja täyttää venttiilivarressa 16 olevat aukot saaden näin aikaan alhai- ·;··· 35 seen kitkaan ja pieniin päästöihin liittyvät ominaisuudet. Koska ylempi tiivistys- rengassarja 28 on lähempänä muuttuvan kuormituksen järjestelmää. Koko 109825 7 kuormitus kohdistuu tähän tiivistysrengassarjaan ja muodostaa pienen päästön takaavan sulun. Koska ylempi tiivistysrengassarja 28 on kitkaltaan pienempi ja lähempänä muuttuvan kuormituksen järjestelmää kuin alempi tiivistysrengassarja 24, se voi siirtää suunnilleen koko kuormituksen alempaan tiivistysrengassar-5 jaan 24, mikä onkin toivottavaa, koska tämä sarja tarvitaan muodostamaan venttiilivarren täydellinen sulku tulipalotestin aikana. Lisäksi vaikka kuormitus onkin riittävä aiheuttamaan välilevyjen 38 PTFE-materiaalin deformaation, tiivis-tyssarjan 24 kitka on tuntuvasti pienempi kuin silloin, jos tiivistesarjassa 24 on vain joustavaa grafiittimateriaalia eikä ollenkaan PTFE-välilevyjä 38. Näin ollen 10 toivottavat pienkitkaominaisuudet saadaan aikaan, vaikka voidaankin käyttää tavallista suurempaan kitkaan liittyviä grafiittimateriaalien ominaisuuksia, jolloin grafiittimateriaalin toivottavia paloturvallisuusominaisuuksia voidaan hyödyntää tiivistysjärjestelmässä.

Muuttuvan kuormituksen tiiviste käsittää tiivisteseuraimen 48, jonka 15 toisessa päässä on pohja 50, seuraimen ohjausholkki 52 vastaavasti sen toisessa päässä ja niiden välissä seurainlaippa 54. Seuraimessa 48 on vuori 56, joka on tehty hiilitäytetystä PTFE-materiaalista tai muusta sopivasta materiaalista, joka voidaan kiinnittää seuraimen sisäpintaan US-patentissa nro 5 129 625 julkistetulla tavalla tämän patentin ollessa luovutettu nyt käsiteltävän patenttiha-20 kemuksen omistajalle. Levyjousisarja 58 on kiinnitetty liukuvana seuraimen oh- • jausholkkiin 52 levyjousien toisen pään koskettaessa laippaan 54 ja toisen pään » · vastaavasti tiivistelaippaan 60. Laipassa 60 on sopivat aukot 62, joiden läpi tii-visteen ulokkeet 20 voidaan panna ja sen keskellä on aukko venttiilivartta 16 ] varten.

• ·’ 25 Kaksi tappirengasta 64 on pantu venttiilivarren ympärille ja ylemmän :.i.: tiivistysrengassarjan 28 ja alemman tiivistysrengassarjan 24 väliin, jolloin ne täyttävät tiivisteen reiän vapaan tilan. Samalla tavalla kuin tavanomaisia tappi-renkaita ja venttiileitä käytettäessä tappirenkaat 64 on lisäksi sovitettu tiivisteen reikään 22, jolloin saadaan yhteys venttiilin ulkopuolelta tuloreiän 66 ja yhdys- 30 kanavan 68 kautta. Tämä mahdollistaa voiteluaineen panemisen tiivisteen rei kään ja lähelle venttiilivartta 16. Kierrehattu 70 on kierretty reikään 66 ja se voi- I ft daan poistaa siitä, jolloin reikä on avoin. Tappirenkaat 64 saavat myös aikaan ’ · · ·" tiivistesarjan 28 erottamisen riittävästi grafiittimateriaalista, joka on tarttunut vent- : V: tiilivarteen tiivistesarjan 28 suorituskyvyn heikennyttyä.

35 Kun venttiilin osat on koottu piirustuksissa esitetyllä tavalla, venttiili- varren 16 ympärillä sijaitsevissa ulokkeissa 20 olevat tiivistysmutterit 18 kiriste- β 109825 tään, niin että tiivistyslaippa 60 siirtää tiivistysulokkeen ja -nut- terin kuorman le-vyjousiin 58. Jouset 58 puristavat puolestaan mutterien 18 kiristyessä jatkuvasti, niin että tietty jousikuorma pysyy tiivistysrengassarjoissa 24, 28 tiivisteen seu-raimen 48 välityksellä.

5 Käytettäessä ylemmän tiivistysrengassarjan 28 pienikitkaominaisuuk- sien yhdistelmää suuren kuormituksen alaisena toivotulla PTFE-materiaalilla saadaan luotettava sulku. Lisäksi käytettäessä joustavia grafiittirenkaita 32 alemmassa tiivistysrengassarjassa 24 sellaisessa kohdassa venttiiliä, joka on kaukana kuormituslähteestä, grafiittimateriaalia voidaan hyödyntää tehokkaasti 10 paloturvallisuusedellytyksiä silmällä pitäen. Lisäksi PTFE-välilevyt 38 reagoivat riittävään muuttuvaan kuormitukseen ja ovat niin ohuita, että PTFE-materiaali voi muuttua muodoltaan ja edistää näin venttiilivarren voitelua tiivistysrengassarjan 24 läpi tapahtuvan liikkeen aikana sekä vähentää grafiittimateriaalin tarttumista toimivaan osaan. Näin ollen kaksiosainen, käsiteltävän keksinnön mukai-15 nen tiivisteyksikkö käsittää tiivistysrengassarjan 24 paloturvallisuussuojaksi korkeissa lämpötiloissa tiivisteen alueella, toisin sanoen 538°C:ssa (1 000°F), kun taas ylempi tiivistysrengassarja 28 voidaan kuormittaa tuntuvasti, jolloin saadaan luotettava poistopäästösulkutoiminto ja toimivan osan pienkitkatoiminto käyttö-lämpötilojen ollessa jopa 232°C (450°F).

20 Vaihtoehtoisena rakenteena voidaan käyttää myös muita grafiittipoh- jäisiä materiaaleja, esimerkiksi yhdistelmärenkaita tai punottuja grafiittirenkaita, joustavien g rafi itti ren ka iden 32 tilalla, niin että saadaan erilaisia kitka-ja tiivistys-··’.·. tasoja. Myös muita ei-grafiittimateriaaleja kuten muita elastomeerimateriaaleja, ! joilla on pienkitkaominaisuudet, fluorielastomeerejä tai perfluorielastomeerejä tai • 25 muita fluoria sisältäviä polymeerejä, voidaan käyttää, niin että saadaan alhainen kitka ja pienet poistopäästöt, jotka vastaavat nyt käsiteltävässä rakenteessa ’·' ' PTFE-materiaalilla saatavia ominaisuuksia.

Edellä esitetty yksityiskohtainen selostus on laadittu vain asian ym-märtämisen helpottamiseksi eikä siihen liity tarpeettomia rajoituksia, joten alan 30 asiantuntijat ymmärtävät, että niihin voidaan tehdä muutoksia.

Claims (7)

109825 9

1. Tiivistysjärjestelmä toimivan osan (16) paloturvallisuutta ja alhaista hajapäästötiivistystä varten, joka toimiva osa ulottuu nestettä sisältä-5 vässä kotelossa ensimmäisestä, mainitun nesteen vieressä olevasta toimivan osan päästä (26) toimivan osan toiseen päähän (30), joka on etäällä mainitusta nesteestä, joka tiivistysjärjestelmä käsittää: | kaksiosaisen tiivistekokoonpanon, joka on asennettu edellä mainit tuun toimivaan osaan (16), ja joka käsittää ensimmäisen ja toisen tiivistysren-10 gassarjan (24, 28), jotka muodostavat toimivaa osaa ympäröivän nestesulun, joka estää nestettä vuotamasta mainitusta kotelosta, joka on mainitun toimivan osan (16) ympärillä; ainakin yhden välilevyrenkaan (64) mainittujen ensimmäisen ja toisen tiivistysrengassarjan (24, 28) välissä; 15 jousilaitteen (58) jousikuormituksen kohdistamiseksi mainittuun kaksiosaiseen tiivistekokoonpanoon mainitun nestesulun ylläpitämiseksi; mainitun ensimmäisen tiivistysrengassarjan (24), joka on asennettu toimivan osan nestettä lähellä olevaan päähän (26), sisältäessä ainakin kaksi laajenemisenestoholkkirengasta (34) sijoitettuna pitkin toimivaa osaa (16) ole-20 van ensimmäisen rengassarjan (24) vastakkaisiin päihin; mainitun ensimmäisen tiivistysrengassarjan (24), joka aikaansaa mainitun toimivan osan (16) pienkitkatoiminnon mainitussa kotelossa; ··,·. mainitun toisen tiivistysrengassarjan (28), joka on asennettu toimi- van osan etäällä mainitusta nesteestä olevaan mainittuun toiseen päähän ’ 25 (30), sisältäessä ainakin kaksi PTFE-rengasta (40, 42, 44), jotka on sijoitettu vastaavien laajenemisenestoholkkirenkaiden (46) väliin; mainitun toisen tiivistysrengassarjan (28), joka aikaansaa alhaisen hajapäästötiivistyksen mainitulle nesteelle ja mainitun toimivan osan (16) pien- * « :: kitkatoiminnon mainitussa kotelossa; tunnettu siitä, että 30 mainittu ensimmäinen tiivistysrengassarja (24) on sovitettu aikaan- saamaan paloturvallisuutta mainitulle nesteelle, ja sisältää sen sisäosasta ‘ ·.. t ulospäin kohti vastakkaisia päitä: a) ainakin yhden joustavan grafiitti renkaan (32), :,v b) mainitut laajenemisenestoholkkirenkaat (34) sijoitettuna mainitun :'1: 35 ainakin yhden joustavan grafiittirenkaan (32) viereen, ja 10 109825 c) PTFE-materiaalista muodostetun välilevyn (38), joka on sijoitettu kaikkien mainittujen vierekkäisten renkaiden (a) ja (b) väliin mainitussa ensimmäisessä tiivistysrengassarjassa (24), jolloin mainittu toinen tiivistysrengassarja (28) on varustettu siirtä-5 mään oleellisesti enemmän mainittua jousikuormaa verrattuna mainittuun en-| simmäiseen tiivistysrengassarjaan (24).

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen tiivistysjärjestelmä, tunnettu siitä, että jousilaite (58) kohdistaa riittävän jousikuormituksen, jossa on huomattava tiivistyskuormitus, kaksiosaiseen tiivisteyksikköön, niin että PTFE-välilevy 10 (38) pystyy siirtämään osittain PTFE-materiaalia toimivan osan (16) päälle ja voi telemaan sen kaksiosaisen tiivisteyksikön läpi tapahtuvien liikkeiden aikana.

3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen tiivistysjärjestelmä, tunnettu siitä, että jousilaite on muodostettu levyjousista (58).

4. Patenttivaatimuksen 1, 2 tai 3 mukainen tiivistysjärjestelmä, 15 tunnettu siitä, että toinen tiivistysrengassarja (28) käsittää V-tyyppiset PTFE-tiivistysrenkaat (40, 42, 44) ja jousilaite (58) pitää yllä riittävän jousikuormituksen, johon liittyy tuntuva tiivistyskuormitus, niin että PTFE-materiaali muuttuu muodoltaan ja täyttää toimivassa osassa olevat aukot toimivan osan voitelemiseksi kaksiosaisen tiivistysyksikön läpi tapahtuvien liikkeiden aikana. 20

5. Patenttivaatimuksen 4 mukainen tiivistysjärjestelmä, tunnettu siitä, että toinen tiivistysrengassarja (28) käsittää PTFE-materiaalista valmiste- •v. tun, syvennyksen käsittävän renkaan (40) ensimmäisessä päässä, ulokkeen kä- .. ! _ sittävän PTFE-renkaan (44) toisessa päässä ja niiden välissä V-renkaan (42). ' ; 25 6. Patenttivaatimuksen 5 mukainen tiivistysjärjestelmä, tunnettu siitä, että PTFE-materiaalista valmistettu ulokkeen käsittävä rengas ja syven-'·' nyksen käsittävä rengas (44, 40) ovat hiilitäytettyä PTFE-materiaalia ja että näi den välissä oleva V-rengas (42) on täyttämätöntä PTFE-materiaalia.

7. Nesteventtiili, jossa on tiivistysjärjestelmä toiminnallisesti tiivistys-30 järjestelmän läpi mainitussa nesteventtiilissä liikkuvan toimivan osan (16) paloturvallisuutta ja alhaista hajapäästötiivistystä varten, tunnettu siitä, että nesteventtiili käsittää: tiivistekotelon (22) mainitussa venttiilissä; v,: tiivisteen seuraimen asennuslaitteen (48) mainitun toimivan osan ‘ '' > 35 (16) tukemiseksi mainittuun tiivistekoteloon (22); ja jonkin vaatimuksista 1 - 6 mukaisen tiivistysjärjestelmän. 11 109825