FI79394C - Foerfarande foer taetning av aendstycket i ett roterande organ i en sil och taetningssystem som anvaends vid foerfarandet. - Google Patents

Description

1 79394

Menetelmä lajittimen pyörivän elimen päädyn tiivistämiseksi ja menetelmässä käytettävä tiivistyssovitelma

Esillä olevan keksinnön kohteena on menetelmä selluloosa-5 ja paperiteollisuudessa kuitujen ja vastaavien lajitteluun käytettävien pyörivien sihtirumpujen tai roottorien päätyjen tiivistämiseksi ja menetelmässä käytettävä tiivistyssovitelma.

10 Tekniikan tason osalta viitataan US patenttijulkaisuun 4.234.417, jossa pyörivänä osana on roottori, jonka alapäähän on sijoitettu tiivistys, jonka tarkoituksena on estää roottorin pinnan kanssa tekemisissä olevan materiaalin joutuminen roottorin sisätilaan. Tiivistys on ratkaistu 15 järjestämällä eräässä sovellutusmuodossa portaittainen labyrinttitiivistys pyörivän roottorin ja kiinteän laitteen pohjaosan välille. Toisena vaihtoehtona on järjestää tavanomaisempi labyrinttitiivistys, joka koostuu kummankin tiivistettävän kappaleen päätypintoihin järjestetyistä 20 aksiaalisuuntaisista sylinterimäisistä ulokkeista, jotka kappaleiden yhteensovituksen jälkeen sijoittuvat toistensa lomiin.

Esitetyllä ratkaisulla on kuitenkin omat haittansa, koska 25 ensinnäkin se vaatii mahdollisimman pienet välykset tiivistettävien kappaleiden välille, josta edelleen seuraa, että pyörivän kappaleen, tässä tapauksessa roottorin, täytyisi kaikissa olosuhteissa pyöriä ilman pienintäkään radiaalista heittoa, mikä ei suinkaan ole varmaa. Mainitusta syystä on 30 käytännössä labyrinttitiivisteiden välykset pitänyt jättää kohtalaisen suuriksi, jotta roottorin jonkinasteiset värähtelyt eivät aiheuttaisi heti laitteen rikkoutumista. Toisaalta edellä esitetty labyrinttitiivistys on myös täysin passiivinen tiiviste-elin, jonka tiivistyskyky 35 riippuu täysin tiivistettävien pintojen välisestä välyksestä ja tiivisteen yli vaikuttavasta paine-erosta. Siten tiivis- 2 79394 tyksen läpi tapahtuu aina jonkin verran vuotoa, jolloin myös erilaisia epäpuhtauksia joutuu tiivistyksen sisälle aiheuttaen enemmän tai vähemmän vaikeuksia. On esimerkiksi mahdollista, että jokin juuri ja juuri välykseen sopiva 5 kappale joutuu tiivistykseen, jolloin se pyrkii poikkeuttamaan pyörivän roottorin suuntaa aiheuttaen värähtelyä, joka puolestaan voi johtaa kappaleiden pintojen väliseen kosketukseen ja laitteen rikkoutumiseen.

10 Mainitut ongelmat tiedostaen on esimerkiksi FI patenttihakemuksessa 870190 esitetyssä laitteessa tyydytty jättämään pyörivän sihtirummun päätytason ja sen alapuolisen laitteen pohjapinnan välille tietty välys, jolloin edes välykseen joutuva materiaali ei saa aikaan vaaratilanteita, vaikka 15 se aiheuttaisikin pyörivään rumpuun värähtelyjä. Tällaisen tiivistyksen yhteydessä ei ole ollut mitään ongelmia niin kauan, kun on pysytty oksanerottajassa, jossa sihtirummun läpäisevien kappaleiden halkaisija on saanut olla reilusti yli tiivistysvälyksen eli suuruusluokaltaan muutamia 20 millimetrejä. Kuitenkin tiivistyksen vuotaminen alkaa aiheuttaa ongelmia silloin, kun siirrytään astetta tarkempaan seulontaan, toisin sanoen, kun akseptiin ei enää saisi joutua ainakaan halkaisijaltaan yli 3 mm:n partikkeli leita. Koska sihtirummun ja pohjan välisen välyksen tulee 25 edellä kuvatuista syistä olla vähintään parin mm:n luokkaa, on täysin mahdollista, että syöttöpaineen vaikutuksesta välyksen kautta puristuu sihtipinnan muuten jo rejektoimaa materiaalia akseptin puolelle.

30 Edellä esitetyn ongelman poistamiseksi on eräässä sihtilait-teessa sen pyörivän elimen radiaalisen päätyreunan ja tämän vastinpinnan välille keksinnön erään suoritusmuodon mukaisesti järjestetty olennaisesti radiaalisuuntainen virtaus, „ jolla estetään rejektoituneen materiaalin, kuten myös 35 ylipäätänsä minkään materiaalin joutuminen käsittelemättömän massan/rejektin puolelta akseptin puolelle. Laajemmin 3 79394 ajateltuna keksinnön mukainen menetelmä ja tiivistyssovi-telma soveltuvat estämään lajittimen korkeamman paineen puolelta tapahtuva vuotovlrtaus lajittimen matalamman paineen puolella olevaan tilaan. Olkoonpa mainittu virtaus-5 suunta sitten käsittelemättömän materiaalin puolelta akseptin puolelle, akseptin puolelta roottorin sisälle tai mikä muu mahdollinen suunta tahansa.

Eräänä edullisena suoritusmuotona kannattaa mainita ratkai-10 su, jossa slhtirummun päädyn yhteydessä olevaan pintaan on järjestetty siipimäislä ulkonemia, joilla akseptin puolelta pumpataan materiaalia sihtipinnan vastakkaiselle puolelle. Ulkonemien mitoituksella on tietenkin mahdollista päästä optimitilanteeseen, jolloin ulkonemien aiheuttaman radiaali-15 voiman suuruus vastaa käsittelemättömän massan paineen aiheuttamaa vastakkaissuuntaista voimaa, jolloin virtausta välyksestä ei oleellisesti tapahdu kumpaankaan suuntaan.

Esillä olevan keksinnön mukaiselle menetelmälle on tunnus* 20 merkillistä, että pyörivän elimen tiivistysplnnan ja sen vastinpinnan väliin synnytetään volmakenttä, joka estää vuodon mainittujen pintojen välistä lajittimen korkeammassa paineessa olevalta puolelta vastakkaiselle puolelle.

25 Esillä olevan keksinnön mukaiselle tiivistyssovitelmalle puolestaan on tunnusmerkillistä, että pyörivä elin on ainakin toisen päätynsä yhteydessä olevalta pinnaltaan tiivistetty lajittimen vaipan tai päädyn yhteydessä olevan tasoplnnan suhteen järjestämällä ainakin toiseen mainituista 30 pinnoista elimiä, joilla aiheutetaan vuotovlrtauksen virtaussuuntaa vastaan oleva voima-/painekomponentti, joka kumoaa vuotovlrtauksen aiheuttavan paineen vaikutuksen.

Seuraavassa keksinnön mukaista menetelmää ja tlivistyssovi-35 telmaa selitetään yksityiskohtaisemmin viittaamalla oheisiin kuvioihin, joista 4 79394 kuvio 1 esittää yleiskuvan laitteesta, jonka yhteydessä keksinnön mukaista menetelmää ja tlivistyssovitelmaa käytetään, 5 kuviot 2a ja 2b esittävät keksinnön mukaisen tiivistyssovi-telman erään edullisen suoritusmuodon, kuvio 3 esittää keksinnön mukaisen tiivistyssovitelman erään toisen edullisen suoritusmuodon, ja kuvio 4 esittää keksinnön mukaisen tiivistyssovitelman 10 erään kolmannen edullisen suoritusmuodon.

Kuvion 1 mukaisesti koostuu laite, jonka yhteydessä keksinnön mukaista menetelmää ja tlivistyssovitelmaa käytetään, olennaisesti syllnterlmäisestä ulkovaipasta 1, jossa on 15 massan tuloyhde 2, akseptin poistoyhde 3 ja rejektin poistoyhde 4, slhtirummusta 5 ja sihtirummun 5 sisäpuolisesta lähelle sihtirummun pintaa ulottuvasta palkallaan pysyvästä yhdestä tai useammasta siivestä 6. Sihtirumpu 5 on kiinnitetty elimillä 12 akselille 7, jota käytetään 20 esimerkiksi hlhnavedolla (ei esitetty). Sihtirummun 5 ja ulkovaipan 1 välinen tila 8 on muodoltaan rengasmainen ja tiivistetty päädyistään ulkovaipasta 1 akselia kohti suuntautuvilla radiaalisilla levyillä 9 ja 10. Tiivistykseen on yleisesti viitattu viitenumerolla 11.

25

Kuvioissa 2 esitetyn suoritusmuodon mukaisesti koostuu tiivistys 11 sihtirummun 5 päätyyn järjestetystä radiaali-sesta laipasta 13, jonka vastintasoa 10 kohti olevalle puolelle on järjestetty ulokkeita 14, jotka voivat kuvion 30 1 mukaisessa suoritusmuodossa, jossa akseptin vlrtaussuunta on ulkoa sisällepäln, olla joko radiaalisia, jolloin ulokkeiden 14 väleihin joutunut materiaali tulee keskipakovoiman vaikutuksesta heitetyksi ulospäin, tai jossakin määrin pumppaavia, toisin sanoen haluttuun suuntaan 35 materiaalia siirtäviksi taivutettuja. Laitteen toiminnan s 79394 ollessa päinvastainen; akseptin liikkeen ollessa sisältä ulospäin; on ulkonemien 14 suuntaa muutettava vastaavasti.

Kuviossa 2b on esitetty laippa 13 alhaaltapäin kuvattuna, 5 jolloin kuviosta nähdään selvästi ulkonemien 14 suunta verrattuna sihtirummun pyörintäsuuntaan A. Kuvion tapauksessa halutaan estää vuotovirtaus sihtirummun 5 ulkopuolelta rummun sisäpuoliseen tilaan.

10 Kuviossa 3 esitetään puolestaan suoritusmuoto, jossa ulkonemat 15 on järjestetty kiinteästi paikallaan pysyvään rengasmaiseen levyyn 10, jolloin ulkonemien suunta on valittava aivan edellistä suoritusmuotoa vastaavin perustein.

15

Kuviossa 4 esitetään vielä eräs vaihtoehto, jossa ulkonemat on korvattu urilla 16, jotka kuviossa on sijoitettu sihti-rummun laippaan 13, mutta jotka aivan vastaavalla tavalla voitaisiin sijoittaa myös vastlnpintaan 10.

20

Edelleen on syytä todeta, että ei ole mitään estettä käyttää mitä tahansa edellä esitettyjen vaihtoehtojen kombinaatiota tai variaatiota, sillä keksinnön mukaiselle menetelmälle, joka lähinnä kuvaa keksinnön henkeä, on pelkästään ominais-25 ta, että tiivistystä kaipaavaan välykseen järjestetään akseptipuolelta käsittelemättömän materiaalin puolelle suunnattu paine, jonka suuruus on vähintään yhtä suuri kuin materiaalin tulopalneen ja akseptipuolen paineen erotus. Siten on täysin mahdollista, että laippaan 13 30 järjestetään ulkonemat 14, toiminnaltaan esimerkiksi kuten keskipakopumpun siivet, ja vastlnpintaan, tasoon 10 urat 16. Edelleen on tietenkin mahdollista, että elimet 14, 15 ja 16 järjestetään aksiaalisuuntaisille pinnoille, toisin sanoen ulkonemat tai urat järjestetään sihtirummun päädyn 35 yhteydessä olevaan syllnterlmälseen pintaan, joko sen 6 79394 sisä- tai ulkopuolelle, jolloin vastinpintana on levyyn 10 Järjestetty aksiaalisuuntainen sylinteripinta, johon tietenkin myös voidaan järjestää mainitut siipimäiset ulkonemat tai urat.

5

Edellä esitetyn laitteen toiminta, vaikka jo edellä onkin siihen jo jonkin verran viitattu, on seuraava: Lajittimen liikkuvan elimen, roottorin tai sihtirummun pyöriessä aiheuttaa elimen pyöriminen pumppaavan vaikutuksen päätyn-10 sä/päätyjensä tiivistyksen alueella. Elimen päätyyn tai vastaavasti vastinpinnalle on järjestetty ulkonemia tai uria, jotka suuntaavat sihtirummun akseptipuolelta käsittelemättömän materiaalin/rejektin (sihtirummun alapään aluella oleva massa on suurimmalta osaltaan sihtirummun rejektoimaa 15 materiaalia) puolelle suuntautuvia voimia mainittujen pintojen välissä olevaan tai kiertävään massaan. Muuttamalla liikkuvan elimen pyörintänopeutta voidaan vaikuttaa mainittujen voimien suuruuteen. Samoin myös laitteen valmistusvaiheessa voidaan kyseisiä voimia kasvatta suurentamalla £ 20 ulkonemien tai urien kulmaa säteis-/aksiaalisuunnasta.

Lopuksi on syytä todeta, että, vaikka edellä on keskitytty selvittämään tiivistyssovitelman käyttöä pyörivän sihtirummun tiivistykseen, on keksinnön mukaista tiivistyssovitelmaa 25 mahdollista soveltaa korvaamaan myös tekniikan tasossa mainitun pyörivän roottorin alapään tiivistys. Siten edellä esitettyjä suoritusmuodoilla ei ole millään muotoa pyritty rajoittamaan keksinnön suojapiiriä siitä, mitä on esitetty ; oheisissa patenttivaatimuksissa, jotka yksin määrittelevät 30 keksintömme suojapiirin laajuuden. Siten on myös mahdollis- ! ta, että vaikka edellä on kerrottu lähemmin tiivistyspinto-jen olevan joko aksiaalisia tai radiaallsia, voivat mainitut pinnat tietenkin muodostua myös kartiopinnoista. Edelleen on syytä huomata, että keksinnön mukainen menetelmä ja 35 tiivistyssovitelma soveltuvat käytettäviksi myös esimerkiksi mainitun teollisuuden alan saostimissa ja suodattimissa.

Claims (10)

1. Menetelmä laj ittimen pyörivän elimen päädyn tiivistämiseksi, tunnettu siitä, että pyörivän elimen tiivistyspinnan 5 ja sen vastinpinnan väliin synnytetään voimakenttä, joka estää vuodon mainittujen pintojen välistä lajittimen korkeammassa paineessa olevalta puolelta vastakkaiselle puolelle.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että mainitun voimakentän lajittimen matalamman paineen puolelta laj ittimen korkeamman paineen puolelle suuntaama paine on yhtä suuri tai suurempi kuin lajittimen korkeamman paineen puolella vallitseva paine. 15

3. Tiivistesovitelma lajittimeen, joka läjitin koostuu vaipasta (1), sen seinämään järjestetyistä yhteistä (2, 3, 4. laitteeseen syötettävälle massalle, akseptille ja rejektille, vaipan sisälle järjestetyistä sihtipinnasta 20 (5) ja sen kanssa yhdessä toimivasta elimestä (6), joista sihtipinnasta (5) ja elimestä (6) ainakin toinen on pyörivä, tunnettu siitä, että pyörivä elin on ainakin toisen päätynsä yhteydessä olevalta pinnaltaan (13) tiivistetty laj ittimen vaipan tai päädyn yhteydessä olevan tasopinnan (10) 25 suhteen järjestämällä ainakin toiseen mainituista pinnoista (13,10) elimiä (14, 15, 16), joilla aiheutetaan vuotovir-tauksen virtaussuuntaa vastaan oleva voima-/painekomponent-ti, joka kumoaa vuotovirtauksen aiheuttavan paineen vaikutuksen. 30

4. Patenttivaatimuksen 3 . mukainen tiivistyssovitelma, tunnettu siitä, että tiivistävä elin (14) on pyörivän elimen päädyn yhteydessä olevaan tasoon (13) järjestetty ulkonema, jonka suunta saa aikaan pyörivän elimen liikkuessa 35 vuotovirtausta vastaan suuntautuvan virtauksen. 8 79394

5. Patenttivaatimuksen 3 mukainen tiivistyssovitelma, tunnettu siitä, että tiivistävä elin (15) on lajittimen vaipan tai päädyn yhteydessä olevalle tasopinnalle (10) järjestetty ulkonema, jonka suunta saa aikaan pyörivän 5 elimen liikkuessa vuotovirtausta vastaan suuntautuvan virtauksen.

6. Patenttivaatimuksen 3 mukainen tiivistyssovitelma, tunnettu siitä, että tiivistävä elin (16) on sihtirummun 10 päädyn yhteydessä olevaan pintaan (13) tai lajittimen vaipan tai päädyn yhteydessä olevaan pintaan (10) järjestetty ura, jonka suunta saa aikaan pyörivän elimen liikkuessa vuotovirtausta vastaan suuntautuvan virtauksen.

7. Patenttivaatimusten 4, 5 ja 6 mukainen tiivistyssovi telma, tunnettu siitä, että tiivistävä elin (14, 15, 16) sijaitessaan pyörivässä elimessä on lajittimen korkeamman paineen puoleisesta päästään taivutettu pyörivän elimen pyörintäsuuntaa vastaan. 20

7 79394

8. Patenttivaatimuksen 4, 5, ja 6 mukainen tiivistyssovitelma, tunnettu siitä, että tiivistävä elin (14, 15, 16) sijaitessaan kiinteässä elimessä on lajittimen korkeamman paineen puoleisesta päästään taivutettu pyörivän elimen 25 pyörintäsuuntaan.

9. Patenttivaatimuksen 3 mukainen tiivistyssovitelma, tunnettu siitä, että tiivistyksen vastinpinnat (10 ja 13) ovat radiaalisia. 30

10. Patenttivaatimuksen 3 mukainen tiivistyssovitelma, tunnettu siitä, että tiivistyksen vastinpinnat ovat aksiaalisia tai kartiomaisia. 35 9 79394