FI83480B - Taetningsorgan vid filterpress. - Google Patents

Description

1 83480

Tiivistyselin suodatuspuristimelle

Esillä olevan keksinnön kohteena on tiivistyselin suodatus-puristimille tai vastaaville, joissa käsiteltävä materiaali johdetaan kahden viiran väliin, jolloin tiivistyselimen tehtävänä on estää materiaalin purkautuminen viirojen välistä sivusuuntaan. Erityisen hyvin keksinnön mukainen tiivistys-elin soveltuu käytettäväksi massasulpun tai lietteen sakeut-tamisessa käytettävien suodatuspuristimien yhteydessä.

Suodatuspuristin, jonka yhteydessä keksinnön mukaista tii-vistyselintä seuraavassa selitetään, koostuu ylä- ja ala-viirayksiköistä, joiden väliin saostettava massa syötetään. Viiroja tuetaan useilla peräkkäisillä teloilla siten, että viirojen välimatka kapenee koneen pituussuunnassa. Edullisesti viiroja tukevat telat on sijoitettu siten, että puristus vyöhykkeelle syntyy useita puristinnippejä, jotka saavat aikaan massan sakeutumisen ts. nesteen puristumisen massasta viirojen läpi. Joutuessaan puristuksen kohteeksi mainitun tyyppisessä kapenevassa raossa pyrkii massa tietenkin purkautumaan koneen poikittaissuuntaan, jolloin tarvitaan reunatii-vistys, jotta massa saostuisi tasaisesti ja mikä tärkeintä, ei purkautuisi puristimen sivuilta ulos puristusvyöhykkeestä.

Suomalaisessa patenttihakemuksessa 840841 esitetään tyypillinen tunnetun tekniikan mukainen tiivistyselin vedenpois-tokoneiden kiilaosalle, ts. puristusvyöhykkeelle. Mainittu tiivistyselin sijoittuu ensinnäkin puristimen viirojen reuna-alueelle niiden väliin. Itse tiivistyselin muodostuu yhdestä tai kahdesta tasapaksusta tiivistyslistasta, joka on joko taivutettu kaarelle viirojen väliin tai, jotka on kiinnitetty erityisillä laitteilla U-muotoon viirojen väliin. Kummankin tyyppisille laitteille on ominaista, että käytettävät listat ovat kokonaisuudessaan tasapaksut, ja että ne on kiinnitetty uloimmalta osaltaan viiran tasoon nähden kohtisuorien metal-P768/8902 2 83480 listen tai vastaavien runkokappaleiden väliin, jotka runko-kappaleet on kiinnitetty toisiinsa pulteilla. Näin on kuitenkin voitu tehdä vain suodatusosan avarammassa päässä, missä viirojen väli on useita senttimetrejä. Kuitenkin suurella osalla puristusvyöhykettä viirojen väli on alle 20 mm, aivan päädyn alueella jopa alle 10 mm. Näillä alueilla tiivistys-elimeen viirojen väliin ei enää saada mahtumaan metallisia runkolistoja eikä niitä yhdistävää pulttia, vaan tiivistys-lista on jätettävä vapaaksi kaarevaksi tasapaksuksi osaksi, johon kohdistuva paine helposti taivuttaa listan ulospäin siten, että viirojen välinen tehollinen alue levenee puristimen loppupäätä kohti, jolloin reunaosien puristus-/saostus-vaikutus ei ole enää samaa luokkaa kuin puristimen keskilinjalla. Pahimmassa tapauksessa tiivistyselin murtuu ja massa pääsee purkautumaan vapaasti koneen sivulle.

Muita tunnetun tekniikan mukaisten tiivistyselinten haittapuolia ovat mm. niiden heikko, noin 2 viikon kestoikä, koska ei ole pystytty löytämään materiaalia, joka kestäisi kitka ym. rasitukset. Toisaalta mikään riittävän tuotekehi-tyspotentiaalin omaava yritys ei ole kiinnostunut kehittämään nimenoman tähän tarkoitukseen soveltuvaa materiaalia, koska markkinat ovat kuitenkin tuotekehityskuluihin nähden erittäin pienet. Mainitun tyyppiset tiivistyselimet ovat monimutkaisia rakenteeltaan, koska niissä on suuri joukko erillisiä osia. Niiden sivuttaisjäykkyys on heikko, ts. niiden tuennan on oltava erittäin hyvin varmistettu eli tukia on sijoitettava hyvin tiheään. Lisäksi, koska mainitut tiivistyselimet ovat rakenteeltaan tasapaksuja levyjä, ei niiden tiivistysominai-suus ole paras mahdollinen, koska huulen kärkiosa on yhtä jäykkä kuin muukin osa tiivistyslistasta, jolloin se ei seuraa kovinkaan herkästi viiran pinnan liikkeitä. Toisaalta tasapaksu tiivistyslista taipuu massan paineen vaikutuksesta mahdollisimman leveältä osaltaan viirapintoja vasten, jolloin listan kuluminen on suurempaa.

P768/8902 3 83480

Edellä esitettyjen vanhan tekniikan mukaisten sivutiivistys-ten haittapuolet pystyttiin korjaamaan FI patentin 76703 mukaisella tiivistysratkaisulla, jolle on ominaista, että se koostuu selkäosasta, siihen liittyvistä kahdesta huulesta, jotka jättävät väliinsä tiivistyselimen pituussuunnassa leveydeltään muuttuvan uran, ja tiivistyselimen selkäosan yhteyteen uraan nähden selkäosan vastakkaiselle puolelle ja olennaisesti uran syvyyssuuntaiseen tasoon järjestetystä tukielimestä.

Kyseinen tiivistyselin oli jo huomattavasti kestävämpi, halvempi valmistaa ja helpompi vaihtaa kuin aikaisemmat käytetyt ratkaisut.

Kuitenkin mainitun patentin mukaisessa ratkaisussa käytetyt joustavat muovi- tai kumimateriaalit ovat osoittautuneet ratkaisun pullonkaulaksi, sillä ajan mittaan ne haurastuvat, alkavat lohkeilla kärkialueeltaan ja vähitellen menettävät tiivistyskykynsä. Kuitenkin on huomattava, että niiden kestoikä vanhan tekniikan mukaisiin tiivisteisiin nähden on joka tapauksessa moninkertainen. Koska niiden kestoikä ei kuitenkaan ollut paras mahdollinen, on päädytty uuteen mullistavaan ratkaisuun suodatuspuristinten sivutiivistyksessä. On nimittäin havaittu, että oikein suunniteltuna, mitoitettuna ja asennettuna aikaisemmin täysin tuomittu terästiivistys tuo parhaan tuloksen. Aiemmin terästä ei käytetty, koska pelättiin, että teräs kuluttaa nopeasti viiran rikki kosketuspintojen kohdalta, koska kosketuksen viiran ja terästiivisteen välillä aiemman käsityksen mukaan tuli olla viivamainen, jotta rainan leveys pysyisi vakiona.

Nyt kuitenkin on pystytty säilyttämään rainan leveys haluttaessa vakiona, samalla viiran ja tiivisteen kosketuspinta on laaja-alainen ja lisäksi tiivisteen ja viiran välinen koh-tauskulma on terävä, jolloin tiivisteen ja viiran välinen kosketus on pyyhkivä, hellävarainen.

P768/8902 4 83480

Esillä olevan keksinnön mukaiselle tiivistysratkaisulle on tunnusmerkillistä, että

Seuraavassa esillä olevan keksinnön mukaista tiivistyselintä selitetään yksityiskohtaisemmin viittaamalla oheisiin kuvioihin, joista kuvio 1 esittää kaavamaisen yleiskuvan keksinnön mukaisen tiivistyselimen sisältävästä suodatuspuristi-mesta, kuvio 2 a esittää keksinnön erään edullisen suoritusmuodon mukaisen tiivistyselimen päätykuvannon leikattuna kuvion 3 linjaa A - A pitkin, kuvio 2 b esittää keksinnön erään toisen edullisen suoritusmuodon mukaisen tiivistyselimen päätykuvannon, ja kuvio 3 esittää kuvion 2 mukaista suoritusmuotoa yläkuvan-tona.

Kuvion 1 mukaisesti koostuu suodatuspuristin, johon keksinnön mukainen tiivistyselin on sijoitettu, runkorakenteesta 10, johon on järjestetty kaksi viiraosaa, ala- 12 ja yläviira 14. Alaviira 12 on tuettu puristusvyöhykkeelle 16 teloilla 18, jotka sijoittuvat suhteellisen lähelle toisiaan peräkkäin puristimen pituussuuntaan. Alaviiran 12 kireyden säätö hoidetaan taittotelaa 20 olennaisesti vaakasuunnassa siirtämällä. Yläviira 14 puolestaan on puristusvyöhykkeellä 16 tuettu olennaisesti pystytasossa säädettävällä ryhmällä teloja 22, joka ryhmä tarkemmin sanoen on kiinnitetty kuvion mukaisessa ratkaisussa massan tulosuunnan puoleisesta päädystään (oikealta) nivelletysti runkoon 10 ja järjestetty säätölaitteilla 24 pystysuunnassa siirtyväksi vastakkaisesta päästään. Viiran 14 kireys säädetään taittotelalla 26. Ala- ja ylävirran välimatka on olennaisesti vakio massaa vastaanottavassa päässä, mutta säädettävissä vastakkaisessa päässä. Edullisesti järjestetään mainittu puristusvyöhyke kiilamaisesti ka-penevaksi puristusvyöhykkeen todellisia mittoja vastaavaksi.

P768/8902 5 83480 Tälle puristusvyöhykkeelle sen kummallekin sivulle on järjestetty keksinnön mukainen tiivistyselin.

Kuviossa 2 esitetään päätykuva tiivistyselimestä 30, joka koostuu tukielimistä 32, 34 niiden väliin ruuvien tai pult tien 40 avulla puristetuista tiiviste-elementeistä 36 ja 38. Olennaista keksinnölle on, että tukielinten 32, 34 suunta on oleellisesti sama kuin viirojen 12 ja 14 suunta, toisin sanoen massaradan tason suunta. Tukielimet 32 ja 34 muodostuvat edullisesti metallilistoista. Tiiviste-elementit 36 ja 38 muodostuvat edullisesti teräslevystä, edullisimmin jousite-räslevystä, joka kuvion 2a mukaisesti on taivutettu siten, että yhteen puristettujen tiiviste-elementtien 36 ja 38 välille muodostuu kulma ö ja ura 42. Tällöin edullisesti kumpaankin tiiviste-elementtiin tulevan taivutuksen määrä on β/2. Kuviosta 2a käy myös ilmi, että tiiviste-elementtien 36 ja 38 välinen kulma pysyy samana koko tiivisteen pituudelta, toisin kuin tekniikan tasona ja keksinnön lähtökohtana mainitussa FI patentissa 76703, jossa kyseinen kulma muuttui tasaisesti koko tiivisteen pituudella. Sekä kuviosta 2a että 3 ilmenee se keksinnön ominaispiirre, jolla aikaansaadaan terävä kohtauskulma viiran kanssa eli toisin sanoen hellävaraisesti pyyhkivä kosketus. Kuvio 2a ja kuvio 3 näyttävät, kuinka tiiviste-elementtien 36 ja 38 leveys taitekohdasta s.o. tukielinten 32 ja 34 sisälaidasta tiiviste-elementin kärkeen pienenee viirojen kulkusuuntaan (nuoli B kuviossa 3), jolloin vastaavasti tiiviste-elementtien 36 ja 38 kärkien välinen etäisyys pienenee kuten myöskin viirojen välimatka. Vastaavasti myös uran 42 syvyys t massaradan tasossa pienenee massaradan kulkusuuntaan (kuvio 2a).

Kuviosta 3 käy lisäksi ilmi se, kuinka tiiviste-elementin 36 reuna, joka koskettaa nuolen B suuntaan liikkuvaa yläviiraa lähestyy tukielintä 32. Toisin sanoen ao reunan kosketuspinta viiran kanssa ei ole viivamainen, vaan tasomainen, jonka leveys vastaa tiiviste-elementin 36 leveyden muutosta viiran tason suuntaisessa projektiossa. Samasta syystä myös tiivis- P768/8902 6 83480 te-elementin ja viiran välinen kohtauskulma on terävä ja kosketus pyyhkivä.

Kuviossa 2b on esitetty eräs toinen keksinnön edullinen suoritusmuoto, jossa tiiviste-elementtien kärkiosat on taivutettu viirojen tasojen suuntaisiksi, jolloin kosketus viiraan saadaan entistäkin hellävaraisemmaksi ja myös kosketuspinnan ala kuvion 2a suoritusmuotoa suuremmaksi.

Tukielinten 32 ja 34 tarkoitus sinällään on antaa tiivistys-elimelle sen tarvitsemaa sivuttaisjäykkyyttä, joka on erittäin tärkeätä, jotta saostettava massarata pysyisi vakiole-vyisenä koko puristusvyöhykkeen pituudelta ja jotta tiivis-tyselintä ei tarvitsisi tukea hyvin tiheään asetetuilla tuilla, joiden lukumäärä on suoraan verrannollinen tarvittavaan työmäärään tiivistyselintä vaihdettaessa. Toisaalta kuvioissa esitetty tukielin sallii tiivistyselimen pystysuuntaiset taipumat, jotka voivat joissakin tapauksissa tulla kysymykseen viirojen suunnan hieman muuttuessa. Tällaisia taipumia puolestaan tekniikan tason tiivistyselimet eivät ole sallineet, koska niissä käytetyt metalliset tai vastaavat tiivistyslistan kiinnityskappaleet ovat olleet asennoltaan juuri mainitun suuntaisia taipumia vastustavia.

Tiiviste-elementin materiaalina keksinnön mukaisessa tiivis-tyselimessä käytetään edullisesti kitkaominaisuuksiltaan muovisen viiran kanssa hyvin yhteensopivaa terästä, jolloin erittäin hyvin toimivaksi materiaaliksi on havaittu jousiteräs. Kuitenkin jotakin muuta jäykkyydeltään ja kitkaominaisuuksiltaan sopivaa materiaalia voidaan yhtä hyvin käyttää. Tukielimenä käytetään edullisesti metallista lattatankoa, johon on helppo järjestää tiivistyselimen kiinnitys- ja tuentaelimet, joina kokeissa käytetyissä laitteissa on ollut erityiset pikakiinnityselimet, joiden avulla tiivistyselimen vaihto käy nopeasti.

P768/8902 7 83480

Kuten edellä esitetystä huomataan, on kehitetty aivan uudentyyppinen tiivistyselin sellaisiin käyttökohteisiin, joissa tarvitaan mitoiltaan vaihtelevaa, kahden liikkuvan pinnan väliin sijoittuvaa paikallaan pysyvää tiivistettä. Mainitulla keksinnön mukaisella tiivistyselimellä on pystytty poistamaan tekniikan tason mukaisten ratkaisujen heikkoudet yksinkertaistamalla laite äärimmilleen, jolloin sen valmistus ja vaihto käyvät nopeasti.

P768/8902

Claims (6)

8 83480

1. Tiivistyselin, joka on tarkoitettu käytettäväksi kahden tiivistyselimeen nähden liikkuvan tasomaisen pinnan välillä, joiden pintojen välimatka muuttuu tiivistyselimen pituussuunnassa, joka tiivistyselin kiinnitetään tukirakenteestaan asianomaisen laitteen runkoon siten, että siihen liittyvät kaksi tiiviste-elementtiä sijoittuvat mainittujen tasomaisten pintojen väliin ja jättävät väliinsä uran, tunnettu siitä, että mainitun uran (42) syvyys t massaradan tasossa pienenee massaradan kulkusuuntaan.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen tiivistyselin, tunnettu siitä, että mainitun uran (42) pohjakulma β pysyy vakiona koko tiivistyslaitteen (30) pituudelta.

3. Patenttivaatimuksen 1 mukainen tiivistyselin, tunnettu siitä, että mainittua uraa (42) rajoittavat tiiviste- elementit (36, 38), joiden leveys tukirakenteesta tiivistä vään elementin kärkeen mitattuna pienenee massaradan kulkusuunnassa.

4. Patenttivaatimuksen 1 mukainen tiivistyselin, tun nettu siitä, että tiivistyslaitteen (30) tukirakenne muodostuu kahdesta massaradan tason suuntaan järjestetystä listasta (32, 34), joiden väliin tiiviste-elementtien (36, 38) toinen reuna puristetaan.

5. Patenttivaatimuksen 1 mukainen tiivistyselin, tunnettu siitä, että tiiviste-elementtien (36, 38) viiraa vasten oleva reuna osa on taivutettu olennaisesti viiran tasoon.

6. Patenttivaatimuksen 1 mukainen tiivistyselin, tunnettu siitä, että tiiviste-elementti (36, 38) on metallia, edullisesti terästä. P768/8902 9 83480