JPH044033B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は幾多の型式の処理装置に使用する改良
したシール、特に、専用的ではないが、キヤニス
タ多段サイクロン装置において使用するのに適し
たシールに関する。

近年、ハイドロサイクロン用のいわゆるキヤニ
スタ装置はパルプおよび製紙業界、特に、有効直
径が約125mmまでの小型のハイドロサイクロンの
場合、広く採用されるようになつた。パルプ懸濁
液の清浄化、即ち重質および軽質不純物を除去す
るのに広く使用されているこれらの装置によつて
清浄化システム全体を極めて整頓され、コンパク
トな状態にてレイアウトすることが可能となり、
このため、配管および配管接続の数が少なくて済
み、また一般的に、工場内の環境を極めて良好に
することができる。これらのパルプ清浄装置は通
常、２からほぼ５段階にて構成し、該装置の一部
分（但し通常は全段階）を構成することのできる
これらのキヤニスタはどの場合でも、３からほぼ
400台のハイドロサイクロンを収容することがで
きる。

現在、キヤニスタ多段サイクロン装置の製造業
者はノス（Noss）、セレコ（Celleco）、アルビア
（Albia）、および、ブラツククローソン（Black
clawson）といつた重要な製造業者を含め約10社
ある。

この技術分野において、キヤニスタ多段サイク
ロン装置は２つの基本的な型式のものが知られて
いる。

第１のグループに属するものは受理、供給およ
び吐出室を分離する仕切りが同心状に配設され、
且つ円筒状の形状をしているため、実質的に円周
応力だけしか受けない種類のキヤニスタである。
このため、仕切りは厚さが約1.5〜3.5mmの比較的
薄い鋼板にて製造される。実際上、個々のハイド
ロサイクロンは仕切りに設けた開口部を通じて、
キヤニスタの外側から放射状に差込まれる。一番
外側の円筒状外板または外装体は据付を行なう
間、上方位置に位置決めし、その後、該一番外側
の外板を下方に降ろして、装置全体を包囲させる
ことができる。別の方法として、この一番外側の
外板は各清浄装置の挿入および取外しを行なうた
めの開口部を設けて静止させ、該各清浄装置を運
転期間中、特別のキヤツプにより密封状態にて塞
いでおくこともできる。何れの場合でも、同心状
に配設した２乃至３つ（数はエルトリエーシヨン
装置の有無により決する）の仕切りに、個々のハ
イドロサイクロンを安置させる働きをする貫通穴
または開口部の整合組を設ける。放射状に並んだ
列に配設した該ハイドロサイクロンの群はキヤニ
スタの垂直軸に沿つて、相互に間隔を置いて配設
されている。

ハイドロサイクロンを安置する働きをする開口
部はいわゆる「引出し」または［押込み」穴また
は開口部の形態にて形成しなければならない。こ
の技術は該開口部の中心を正確に整合させ、次い
で小さな穴を開け、これらの穴の内に金属製の押
し具または引張り具を差込み、そして、これを放
射状に押圧して円筒状のカラーを形成させる手順
から構成される。その後、カラー端部の平坦でな
い部分および亀裂の生じた部分を切取る。後に、
キヤニスタ装置を組立てる間に、キヤニスタの設
計によつて第２、第３および第４仕切りの「引出
し」または「押込み穴」を正しく整合させて、そ
の後のハイドロサイクロンの据付けが行えるよう
にしなければならない。ある設計の場合には、約
400までのハイドロサイクロンを収容できるだけ
の穴を形成しなければならないことを考えると、
これは極めて難しい作業である。このようにして
形成した全てのカラーを整合させ且つ同心状にし
ておくことが極めて重要であることに留意すべき
である。ハイドロサイクロン本体は通常、幾分弾
性のある材料でできている。ハイドロサイクロン
の内部圧力より高い供給圧力によつて、ハイドロ
サイクロンが内方向に座屈または圧壊するのを防
止しなければならないため、該本体は柔らかくす
ることができない。従来の装置におけるもう１つ
の問題は「引出し」または「押込み」カラーの公
差を比較的大きくして形成し、これによつて、ハ
イドロサイクロンおよび仕切り壁間にて使用する
幾多の型式のシールを収容することができるよう
にしなければならないということである。

３つの基本的型式のシールが一般に使用されて
いる。第１の型式は清浄装置の軸に沿つて連続的
に配設した複数の弾性環状リブから構成されてい
る。清浄装置はポリウレタン、硬質ゴムまたはビ
ニルのような弾性材料でできており、密封リブは
ハイドロサイクロンの本体と一体的に成形されて
いる。仕切りの数によつて、２または３組の該リ
ブがハイドロサイクロンに沿つて、間隔を置いて
配設され、その直径はハイドロサイクロンの内端
から外端になるに従つて大きくしてある。据付
時、これらのリブは仕切りに形成したカラー内に
位置変位嵌め合い状態にて取付けることを要し、
これによつて、据付けを比較的容易にすると共
に、同時に、十分な密封係合を行わせ、また後に
ハイドロサイクロンの材質である弾性体が水分を
吸引することにより、ハイドロサイクロンが幾分
膨張するのに応ずることができる。

第２型式のシールは「ラビリンスシール」とし
て知られる密封で、これはハイドロサイクロンが
繊維補強ナイロンのような比較的硬質の混和物で
できている場合に、用いられる。この場合、ラビ
リンスシールは複数の環状リブを間隔を置いて配
設した形状をした軟質ゴムでつくる。環状体の形
状をした各ラビリンスシールは清浄装置の外表面
の溝に嵌め合う成形舌片によつて、ハイドロサイ
クロン上の位置を保つ。ラビリンスシールの環状
リブの放射外至端は予め連通する開口に形成した
カラーによつて、設けたおおむね円筒状をした内
表面と接触する。ラビリンスシールは始動時、漏
れを全部、防止することができるとは限らない
が、溝に繊維を充填した後には、シールはその機
能を果すことができることが分つた。

第３型式のシール方法は連続した環状リブの代
わりに、仕切りに形成したカラーと協動する
“Ｏ”リングシールを使用するものである。各
“Ｏ”リングはハイドロサイクロン本体に形成し
た連通する溝内に位置決めされ、その断面は比較
的大きい。

上記において、比較的薄い円筒状仕切壁を具備
する第１群のキヤニスタ装置について説明した。
キヤニスタ型式における基本的な第２群は内部に
整合させた開口組を有する平坦な仕切りを備えた
構造をし、この開口内にハイドロサイクロンを挿
入し、相互に平行に位置決めさせることができ
る。仕切りは平坦であるため、それに加わる圧力
に耐え得るだけの厚さを持たなければならないこ
とから、仕切りを相互に連結させるロツドを間隔
を置いて配設することによつて、その補強をする
ことが多い。仕切りに厚みがあるため、仕切りの
肉厚が薄い場合と異なり、カラーを形成する「引
出し」または「押込み」形態を採用することがで
きない。これら比較的厚い仕切り用の開口は打抜
き、または穴あけもしくは中ぐり盤にて機械加工
しなければならない。上述した標準型式のシール
を採用する場合には、密封が十分な機能を果すこ
とができるよう、これらの開口は高精度に機械加
工しなければならない。この機械加工および仕上
げ作業の結果、コストは大幅に増大する。

上述した比較的薄い仕切りについては、一般
に、２つの基本的なシール型式が使用されてい
る。肉厚が８乃至13mm程度の場合、「引抜き」ま
たは「押込み」カラーについて上述した最初の２
型式のシールと同様な型式のシールとすることが
できる。言い換えると、シールは複数個の環状ラ
ビリンス型式のリブを採用しているが、比較的肉
厚の薄い仕切りの場合、シールリブは、これらの
少なくとも２つのリブが円筒状表面または穴によ
つて形成された壁と係合するよう相当に小さくし
なければならない。（肉厚の薄い仕切りに形成し
た「引出し」または「押込み」カラーの軸長さは
肉厚が比較的厚い仕切りの壁に形成した穴の軸長
さより、はるかに長いことに留意すべきである。） 肉厚の厚い仕切りに使用する第２型式のシール
は開口の周縁に嵌め合う特別の弾性ガスケツトを
使用する。該ガスケツトは外側に、板の肉厚に対
応する幅の溝を備えている。該ガスケツトはま
た、少なくとも１個（通常は２個）の放射中方を
向いたリツプ部を有し、該リツプ部はハイドロサ
イクロンの洗浄装置の表面を係合し、これによつ
て、必要な密封効果をもたらす。通常のキヤニス
タ型式においては、直径を除々に小さくした開口
を内部に有する２個または３個の仕切りが設けて
あるため、ハイドロサイクロン洗浄装置を挿入す
る前に、これらのシールを開口内に位置決めする
ことは極めて困難である。キヤニスタ内にて、ガ
スケツトが分離もしくは遊離する虞れが生じ、こ
れを修復することは不可能である。

上述したことから、これらキヤニスタ型式の何
れの群もシールに関する限り、問題を生ずること
が理解されよう。肉厚が比較的薄い仕切りおよび
「引抜き」または「押込み」カラーを使用する第
１群のキヤニスタの場合、カラーのトリム、仕上
げおよび該カラーに比較的大きな公差を与え、ま
たキヤニスタを組立てる間に、該カラーを正確に
整合させるうえで、相当なコストがかかる。同様
に、比較的肉厚の厚い平坦壁を有する仕切りを採
用する第２群のキヤニスタ型式の場合、開口の形
成は機械加工し、これを比較的高い所要の精度に
仕上げるうえで相当のコストを要する。上述した
型式のシールのあるものも比較的コスト高となり
がちであり、また上述した問題を生ぜしめるもの
である。

本発明の１つの目的は上述した問題点を緩和す
ることのできる処理装置用の改良したシールを提
供することである。

本発明のもう１つの目的はキヤニスタの肉厚が
厚い仕切り壁および薄い仕切り壁双方に形成した
開口と協働することのできるシールを提供するこ
とである。

本発明のもう１つの目的は平坦または円筒状の
仕切りと協働することのできる改良したシールを
提供することである。

本発明のもう１つの目的は仕切り内に設けた開
口の壁表面を打抜いたまま、追加的仕上げ作業を
施さないといつたような、ほとんどどんな仕上げ
にも協働することのできるシールを提供すること
である。

本発明のもう１つの目的は仕切り壁の開口が完
全に丸くなく、公差を比較的大きくとり、仕切り
壁を共に組立てた後に、整合性が良好でない場合
でさえあつても、満足できる状態にて機能するこ
とのできるキヤニスタ型式のハイドロサイクロン
装置用のシールを提供することである。

本発明のもう１つの目的はシールの弾性リツプ
部が不正確な開口の形状に合うよう調節し、運転
中に生ずる差圧の下でシールと開口とを正しく密
封させるようにする改良したシールを提供するこ
とである。

本発明のもう１つの目的はキヤニスタの製造コ
ストを大幅に引下げることができ、且つカラー背
後のリブの膨張、洗浄装置の後退、密封リブの変
形、キヤニスタ内部での密封ガスケツトの遊離等
のような従来のシールにおいて生ずる運転上の問
題を大幅に緩和できるシールを提供することであ
る。

さらに、本発明のもう１つの目的はハイドロサ
イクロンの全てがそれぞれ水平面に形成した受
理、供給および吐出用開口部を備え、これによつ
て、ハイドロサイクロンに対し、ほぼ等しい作動
圧力を加えることができるようにし、各ハイドロ
サイクロンが比較的低い水平面から手を差入れる
ことができ、吐出用開口部が新規なキヤニスタ装
置のふたを持上げることだけで、容易に検査し得
るようにしたキヤニスタ装置を提供することであ
る。

従つて、本発明は一面において、比較的高圧領
域と比較的低圧領域を分離する仕切りを備える型
式の処理装置を改良するものである。加圧装置
（ハイドロサイクロンのような）は当該装置と開
口壁との間に環状部分が形成されるよう該開口内
にその一部分を位置決めしている。該環状部分内
には弾性状に変形可能な環状シールが位置し、上
記領域間にシールを提供する。このシールはカツ
プ状の形状をし、処理装置から放射状に間隔を置
いて配設した環状外側密封リツプ部を備えてい
る。この外側密封リツプ部は端部壁を介して、シ
ールの残部に接続されている。外側密封リツプ部
は内側および外側表面、また端部壁から離れた自
由環状端を備えている。この内側表面は使用に際
し、高圧領域に暴露され、従つて、密封リツプ部
の外側表面はそれの上に作用する差圧の影響によ
つて、開口壁と密封状に係合する。該シールは開
口壁に対して位置決めされ、開口壁の寸法はおお
むね密封端部壁とリツプ部の自由環状端間に位置
し、これら双方から間隔を置いて配設した環状シ
ール部分において、壁と密封リツプ部間が密封係
合されるようにしてある。

実際上、仕切り壁には「引出し」カラー等が設
けていないため、上述した開口壁の仕切りと直角
に測定した寸法は仕切りの厚みに等しい。

本発明の好適態様における仕切りの厚み寸法は
シールに対して、十分に小さいため、外側密封リ
ツプ部は少なくとも３つの圧力領域に暴露され
る。自由環状端に隣接する第１領域において、外
側密封リツプ部はその内側表面およびその外側表
面の一部において、比較的高圧の領域に暴露され
る。第２領域において、外側密封リツプ部はその
外側表面において、対口壁と係合し、このため、
その内側表面に作用する圧力の影響により膨張す
るのが防止できる。外側密封リツプ部の外側表面
の一部分が隣接する端部壁と共に、低圧領域に暴
露される第３圧力領域があり、従つて、密封リツ
プ部の対応する部分がその上に作用する差圧の影
響によつて、円周応力および軸荷重を受ける。上
述した第２領域は第１および第２領域間に配設さ
れる。

典型的な適用例において、上述した開口壁は比
較的未処理または未仕上げ状態にある。これによ
つて、製造コストを大幅に減少させることが可能
となる。

本発明の好適実施態様において、処理装置は間
隔を置いて配設した上記複数の仕切りを採用し且
つ、そこにおおむね整合させた開口組を備えるキ
ヤニスタ型式多段ハイドロサイクロン装置であ
る。各開口組は内部に連通するハイドロサイクロ
ンを配設し、上述したそれぞれのシールを開口壁
およびハイドロサイクロンの連通部分間に位置決
めし密封状に係合させてある。ハイドロサイクロ
ンは本質上、比較的標準的な設計とし、通常の供
給口、吐出口および受理出口を備え、各々仕切り
壁によつて形成した各１つの領域と連通すること
ができる。

上述した環状シールは、シールを協働するハイ
ドロサイクロンと共に、それぞれの開口内に挿入
する上で便宜なように、表面部分を傾斜または、
円錐台形にしてある。

ある装置においては、シールは処理装置または
ハイドロサイクロンと一体的に形成することがで
きる。しかし、さらに詳細に説明する好適実施態
様において、シールは環状内側密封リツプ部を外
側密封リツプ部から間隔を置いて配設し、上述し
た端部壁を介して、該外側密封リツプ部と一体的
に接続されている。内側密封リツプ部は処理装置
上に形成した協働する溝と係合し、該溝を位置決
め固定するリブのような適当な機構を備えること
が望ましい。

上述したように、新規なシールは比較的薄い円
筒状壁および若干厚い平坦な仕切り壁と協働する
ことができ、何れの場合でも、それに形成した開
口は比較的未仕上げの状態で済み、これによつ
て、製造コストを引下げることができる。

本発明のもう１つの特徴として、複数の平坦な
仕切りを横方向に間隔を置いて配設したハイドロ
サイクロンキヤニスタ装置を採用していることが
挙げられる。ハイドロサイクロンは上述した仕切
りに設けられた開口内に配設され、受理開口部、
供給開口部および吐出開口部は全てそれぞれの水
平面に位置決めされており、このためハイドロサ
イクロンには均等な作動圧力が供給される。キヤ
ニスタ装置は水平面の低いところで便利に検査す
ることができる。キヤニスタ上にふたが設けられ
ているので、該ふたを取外せば、ハイドロサイク
ロンの検査は簡単に行うことができる。

添付図面は本発明の好適実施態様を図示したも
のであるが、第１図について説明すると、ハイド
ロサイクロンキヤニスタ装置１０は取外式頂部ふ
た１２、平坦底部板１４、及び平坦内部仕切り壁
１６，１８を備え、これらは全て相互に間隔を置
いた平行な状態に配設され、受理室２０、供給室
２２および吐出室２４を形成する働きをする。複
数のハイドロサイクロン２６は吐出出口２８、供
給入口３０および軸方向に配設した受理出口３２
をそれぞれ、出口室２４、供給室２２および受理
室２０に連通させた状態が示してある。ハイドロ
サイクロンは図示するように、おおむね従来の型
式であるため、詳細に説明する必要はない。該サ
イクロンは耐磨耗性を有しおよび寿命の長い適当
なポリウレタン系弾性材のような適当な材料にて
製造することができる。該弾性体の一般的な硬度
は65〜70シヨアー硬度である。各ハイドロサイク
ロン本体には受理−渦巻きフアインダ部分３４が
設けられ、該部分３４は上述した受理出口３２を
形成している。

本発明に従つた受理端部シール３６は受理−渦
巻きフアインダ部分３４上にロツクされ、下部の
平坦な仕切り１６と密封状態にて協働する。同様
に、吐出端部シール３８は清浄装置本体の吐出端
部上にロツクされ且つ、吐出室および供給室間に
位置決めした平坦な上部部分１８と協働する。底
部板１４は受理室２０を大気から分離し、他方取
外式頂部ふた１２は吐出室２４を大気から分離す
る。該頂部ふた１２、上部仕切り１８、下部仕切
り１６および底部板１４は共に連結され、多数の
連結ロツド４０を適当な間隔を置いて配設するこ
とによつて、使用中に生ずる圧力に抵抗すること
ができる。該ロツド４０は各々、その上部端にお
いて、内部に螺刻ボルト４４を収容する雌ねじカ
ラー４２および頂部ふた１２をキヤニスタ上に取
外し可能に固着する螺刻ボルト４４を備えてい
る。

上述した仕切り壁１６および１８は当然、使用
中に生ずる圧力差に十分、耐えることができる厚
さとする。前述したように、これらの肉厚は通常
約13mm程度である。受理端部シール３６および吐
出端部シール３８をそれぞれ収容する仕切り１６
および１８の開口４６および４８は、開口を打抜
いた後、特別の仕上げ作業を加えない場合のよう
な比較的未加工または未仕上げ状態とすることが
できる。その結果、これらの開口４６および４８
には公差を比較的大きくとり、完全に丸くない穴
との整合性が比較的劣る状態にすることができ
る。以後、より詳細に説明するように、本発明に
よるシールは理想的な仕上げにはほど遠いこれら
の開口が協働するときに約400kpaの圧力差まで、
実質的に漏れのない密封を提供することができ
る。低圧にて始動する状態では密封は完全でない
が、圧力差が増大するに伴つて、当該シールは、
多段ハイドロサイクロンキヤニスタ内における密
封基準（特に、パルプ懸濁液を清浄にする場合）
を大幅に上廻る。

第２図を参照すると、受理室２８、供給室２２
ａおよび吐出室２４ａ間に円筒状の肉厚の薄い仕
切り１６ａおよび１８ａを配設したキヤニスタ装
置が示してある。

複数のハイドロサイクロンを共通の中心線の周
囲に放射状に配設させた各水平板が垂直に間隔を
置いて配設されている。仕切り１６ａ，１８ａは
外側円筒状外板５０と共に、全て共通の垂直な中
心線に対して、同心状に、配設されている。この
全体的な設計は何年も前に、多数の国で特許さ
れ、当該分野において周知である。

第１図の実施態様に関しては各ハイドロサイク
ロン２６ａは受理室２０ａと連通する受理出口３
２ａを形成する受理−渦巻きフアインダ部分３４
ａを備えている。ハイドロサイクロンの反対端
部、即ち吐出端部において、吐出出口２８ａは吐
出室２４ａと連通している。円筒状仕切りの薄い
壁１６ａおよび１８ａと協働する吐出および受理
端部シールは第１図に関して前述したものとほぼ
同じであるが、但し、おおむね第１図のシール３
８に対応するシールを渦巻きフアインダ部分３４
ａ上に、またおおむね第１図のシール３６に対応
するシール６ａをハイドロサイクロンの吐出端部
上に形成させたハイドロサイクロンの端部用端部
に切換えてある点が異なる。さらに、第１図の実
施態様のように、円筒状仕切り壁１６ａ，１８ａ
に形成した開口４６ａおよび４８ａは比較的未処
理または未仕上げの状態にあるため、例えば完全
に丸くしたり、もしくは相互に完全に整合させる
こと等ができない。さらに、第１図および第２図
の双方を参照すると、開口の位置には「押出し」
または「押込み」カラーが全く形成されないとい
う事実から、開口の壁寸法はその位置において、
仕切りと直角に測定した場合、仕切りの肉厚寸法
と等しいことが明らかである。仕切りは円周応力
および軸荷重しか受けないため、特別の設計によ
つて、肉厚を例えば1.5乃至3.5mm程度に極めて小
さくすることができる。

第１図および第２図にそれぞれ示したシール３
８および３８ａの双方には、小さい指示突起部５
１，５１ａが設けられ、これによつて協働するハ
イドロサイクロンがキヤニスタ室内に挿入され過
ぎるのを防止する。例えば突起部５１は仕切り壁
１８と当接し、一方、第２図における突起部５１
ａは仕切り壁１６ａと当接する。第１図の実施態
様における室の頂部ふた１２および第２図の実施
態様における外側円筒状外板５０によつて、ハイ
ドロサイクロンの反対方向への動きが阻止され
る。

第３図を参照すると、図解のため、若干簡略化
した型式のシールが示してある。第１図のシール
３６および３８、第２図のシール３６ａおよび３
８ａは寸法および比率は若干変えてあるが、第３
図に示したシールの全体的特徴および原理を採用
している。さらに第３図を参照すると、シール５
４はハイドロサイクロンの吐出端部５６に取付
け、該ハイドロサイクロンの吐出端部は該仕切り
に設けた開口６２によつて形成されるように、壁
に対し、放射状に間隔を置いた状態にて仕切り壁
５８内に形成されている。該シール５４は環状カ
ツプ状の形状をし、ハイドロサイクロンの吐出端
部３６および開口６２によつて形成された壁６０
間における環状スペース内に形成されている。該
シール５４は環状リツプ６４および内側リツプか
ら放射状に間隔を置いて配設した外側シールリツ
プ部６６を備え、該リツプ６４および６６間に環
状スペース６８を形成できるようにしてある。該
内側リツプ部６４および外側リツプ６６は放射状
に伸長する環状端部壁７０によつて共に一体的に
結合されている。内側リツプ６４の放射状の内側
表面にはハイドロサイクロンの吐出端部上に設け
た対応する溝７４と噛合し、シールを確実に位置
決めする浅い環状リブ７２が設けてある。さらに
ハイドロサイクロン上にシール５４を取付けるの
を助けるため、ハイドロサイクロンの吐出端部は
内側リツプ６４の内表面上にて、円錐形状の対応
する表面部分７６と協働する円錐形状外側ガイド
部分を備える。

外側密封リツプ６６の外表面は全体として、円
筒状の形状をしている。但し、該リツプ６６の自
由環状端部８０付近においては、壁部分８２は傾
斜し、または円錐台形であり、これによつて、取
付けたシール５４と共にハイドロサイクロンの仕
切り５８に形成した開口６２内の部分までガイド
するのを助ける。この特別の配装方法によつて、
ハイドロサイクロンおよび取付けたシールを仕切
り５８に対して、矢印Ａの方向に動かすことによ
つて、挿入を行うことができる。シール５４の反
対端部とは端部壁７０および外側シール６６の外
表面間に凸形に曲げた境界部分８４が形成させて
ある。

上述したシールの幾多の部品の比率および寸法
は一般的に云つて、重要ではなく、どんな特別の
状況においても、図面に示した例を参照しながら
設計に対し、常識的アプローチ方法にて検討する
ことによつて、通常の知識を有する設計者は本発
明を実施することが可能となる。

シールは本質上、ハイドロサイクロンを製造す
るのにも使用できるポリウレタン系弾性体のよう
な弾性材料で製造される。ポリウレタン系弾性体
を使用する場合における密封弾性材料の一般的硬
度はシヨアー硬度等級Ａにおいて90乃至95程度で
ある。同一材質でできた清浄装置は通常、シヨア
ーＤ等級において65乃至70程度の硬度である。図
示した全ての実施態様において、密封体はハイド
ロサイクロンとは別に形成し、その後その上に置
いて、上述したリブおよび溝ロツク機構によつて
ロツク止めするが、一方、シールおよびハイドロ
サイクロン本体を一緒に成形し、満足できる結果
を得ることも可能である。シール自身は通常洗浄
装置を製造する弾性体よりも軟かい弾性体ででき
ている。ハイドロサイクロンとシールを一体的に
形成した場合、全体的に同一材質を使用するもの
で、これらの硬度を変更することを必要とする。

実際上、シールの最大外径は開口６２の外径よ
り若干大きい。このため、シールに対しどんな圧
力差を加える前でも、シールおよび仕切り壁間に
はハイドロサイクロンおよびシールを開口６２内
に挿入する容易性に影響を及ぼさない程度の微か
な若干嵌め合いのあることが望ましい。

さらに、第３図を参照しながら、シールが差圧
に応答する状態を説明する。上述したように、第
３図の幾分簡略化したシールの図はハイドロサイ
クロンの吐出端部に適用し、該吐出端部およびシ
ールの一部を仕切り５８の１側部にある比較的低
圧の吐出室内に突出させ、一方、仕切り５８の他
側部上において、シールの他の部分をハイドロサ
イクロンの本体と共に、供給室内にある比較的高
圧な領域に暴露させた状態が示してある。第３図
に示すように、分離した４つの領域Ａ，Ｂ，Ｃお
よびＤを識別することができる。シールのこれら
領域が加えられた圧力に応答する状態について以
下説明する。

領域「Ａ」において、密封材料はパスカルの法
則に従つて、全面から均一に加圧され、該シール
６６の内側に加わる圧力はその外側に加わる圧力
と等しく、その結果、密封リツプ部に対し直角に
加わるひずみが生ぜず、これからゴムおよびポリ
ウレタンのような弾性体は実質上、圧縮不可能で
あることが分かる。領域「Ａ」はシールの自由環
状端部８０から仕切り５８まで伸長しているのが
分るであろう。幅がほぼ仕切り５８の厚さに等し
い環状領域を備える中間領域「Ｂ」において、弾
性体内部の応力は基本的に、外側密封リツプ６６
の内表面に加えた比較的高い圧力と等しい。この
放射外方を向いた圧力により開口壁が平滑でない
場合でさえ、開口６２の壁６０および密封リツプ
６６の外表面間が良好に係合する効果が得られ
る。前述したように、開口は打抜いて、その後、
仕上げまたは加工を行わないような比較的未仕上
げ状態をし、また完全には丸くない状態とするこ
ともできる。これらの良好な係合および密封状態
は仕切り５８（該仕切りが第１図の実施態様のよ
うに平坦または、第２図の実施態様のように円筒
状であるとを問わず）に選んだほとんどな肉厚の
鋼板についても同様の結果が得られる。但し、仕
切りの肉厚が極めて薄く、その結果、開口が壁を
有せず、ナイフのように鋭い場合は別であり、こ
のような場合、外側密封壁６６は圧力差の影響の
下で切断されるであろう。

領域「Ｃ」において、シールは円周応力および
軸荷重の下で圧力容器のように挙動する。破線に
よつて、幾分誇張した状態にて示したように、シ
ール材料は放射端部壁７０および外側密封リツプ
６６の隣接する部分において、幾分、弾性変形を
生じる。密封リツプ部６６の肉厚（ｔ）は許容弾
性ひずみを越えないようにするため計算すること
ができる。

通常、伸び率が５％以上とならないことを望む
ので、シールの肉厚「ｔ」は次の値とする。

ｔ10×ｐ×ｄ／Ｅ 例えば、有効直径が75mmのハイドロサイクロン
の場合、 ｄ＝100mmPmax＝180kpa Ｅ＝36000kpa ｔ10×180×100／36000＝５mm 例えばｔ＝6.25mm この場合、直径の増大は、 Δd＝pd²／2tE＝180×100²／２×6.25×36000＝
４mm これは１側面で２mmであり、十分、許容制限値
内であることを意味する。

領域「Ｄ」において、内側シール６４のシール
材料は供給室内に存在する比較的高い圧力の影響
を受け、このため、シール６４はハイドロサイク
ロン本体に対して、放射中方へ押圧され、該本体
との間に良好な密封を行なう。

ハイドロサイクロンの材料は吸入した水分によ
つて、若干膨張し、温度が上昇するので、上述し
た密封構造体は開口６２内にて、その機能を変化
させず、軸方向に相当、摺動し、移動することが
できることが分るであろう。４つの密封領域Ａ，
Ｂ，ＣおよびＤは全て、上記密封領域の１つまた
はそれ以上がなくなる公知従来技術における
「Ｃ」型シールに比べて、重要な作用を営む。

第４図を参照すると、本発明に従つたシール３
６がハイドロサイクロン２６の受理端部におい
て、受理−渦巻きフアインダ部分３４と錠止係合
している状態が拡大図示されている。このシール
は第３図について説明したシールのあらゆる特質
を備えていることが分るであろう。即ち、該シー
ルは外側密封リツプ部６６ａ、内側密封リツプ部
６４ａ、端部壁部分７０ａを備え、第３図の実施
態様について説明したのと同じ方法で、受理室２
０および供給室２２間の差圧に応答し、領域Ａ，
ＢおよびＣは全て存在する。これらの類似点を考
慮すると、現時点において、該シール３６につい
て、これ以上詳細に説明する必要はないと考えら
れる。しかし、シール３６の傾斜円錐台形部８２
ａは第３図に図示したシールの反対端に示してあ
る。これは、両実施態様とも、ハイドロサイクロ
ンを矢印Ａで示した同一方向に動かす間に、それ
ぞれの開口内へ挿入され、シール３６はハイドロ
サイクロンの反対端部に位置するためである。こ
のため、傾斜ガイド部分８２はシールの反対端部
に位置決めしなければならないことが容易に理解
できるだろう。

第１図および第２図に示したシールに戻ると、
シール３８および３８ａは共に、第３図に示した
簡略化したシールの基本的特質を採用しているこ
とが容易に理解できるであろう。例えば、第２図
を参照すると、シール３８ａは比較的短かい内側
密封リツプ部６４ａから放射外方に間隔を置いて
配設した外側密封リツプ部６６ａを備えている。
これらの内側および外側リツプ部は傾斜端部壁７
０ａによつて共に一体的に連結されている。第３
図の簡略化したシールと同様に、シール３８ａに
供給室２２ａおよび受理室２０ａ間に存する差圧
を加えた場合、４つの区分領域Ａ，Ｂ，Ｃおよび
Ｄが識別できる。シールの基本的機能に実質上影
響しないある１つの構造上の差異は端部壁７８に
はネツク部または伸張体９０ａを設け、該ネツク
部または伸長体の外側至端がハイドロサイクロン
の外側外板または包囲体５０と接触することがで
きるようにし、ハイドロサイクロン本体が全体と
して、さらに外方に動くのを防止するようにして
あることである。受理流れの遮断または絞りを防
止するため、該ネツク部には半円形の流れ開口部
９２ａが相互に直向するように設けてある。

第５図は第１図について概説した基本的配装を
具備する完全なキヤニスタ装置の縦断面図であ
る。従つて、第１図および第５図に共通の全部品
については、これら同一の参照符号を使用する。
前に述べたように、キヤニスタ１０は取外式の平
坦な頂部ふた１２、平坦な底部板１４および供給
室２２を受理室２０と吐出室２４から分離する働
きをする間隔を置いて平行に配設した仕切り１８
および１６を備えている。仕切り１６および１８
内の開口４６および４８の整合組はそれぞれ、前
述したように、ハイドロサイクロン２６の受理お
よび吐出端部に接続されたシール３６および３８
を嵌入する働きをする。多数の連結用または補強
用ロツド４０が仕切り、頂部ふたおよび底部板に
加わる差圧の影響を受けて、これらが変形するの
を防止する働きをする。

平面図たる第５図からは分からないが、キヤニ
スタの外形は円筒形であり、従つてその外側外板
１００は円筒状をし、該外板はその下部部分が全
て、平坦な底部板１４に溶接されて、その上部端
には頂部ふた１２を嵌入し且つ密封係合するため
の適当なフランジおよびガスケツト１０２が設け
てある。主供給接続具１０４が外板を通つて伸長
し、供給室２２と直接連通し、パルプポンプから
パルプ懸濁液を全てのハイドロサイクロン２６に
供給する。平坦な底部板１４を通る主受理用接続
具１０６は受理室２０と連通し、受理流体がハイ
ドロサイクロンから、ここを通つて流れる。該流
体はその後、製紙機械のヘツド箱または材料貯蔵
庫に供給される。主吐出接続具１０８もまた、円
筒状外側板１００を通じて吐出室２４に接続され
ている。吐出接続具１０８を通じて、汚染懸濁液
はどの段階にキヤニスタ装置１０が位置している
かによつて、さらにパルプを回収するため別の工
程または排水装置に送られる。内側壁部分１１０
は吐出流体を供給室２２から分離する働きをし、
吐出室２４および主吐出出口１０８間を連通させ
る。

第３図から、ハイドロサイクロン入口、受理出
口および吐出出口は全て、それぞれの垂直方向に
間隔を置いて配設した水平面内にあり、従つて、
キヤニスタ内の全てのハイドロサイクロンは等し
い作動状態に置かれることが分かるであろう。頂
部ふた１２を取外すことによつてハイドロサイク
ロンの吐出出口は極めて容易に検査することがで
き、必要ならば、個々のハイドロサイクロンを引
出し交換することが極めて容易に行い得る。

本発明に従つた比較的薄い板に形成した開口と
密封協働させることは製造上およびコスト的に重
要な大きな意味をもつ。従来技術において必要と
されるように、機械加工その他の方法によつて、
相当な軸範囲の円筒状表面に対し、平滑な表面仕
上げを行ない、良好な円形に形成するため、本発
明によると打抜きのような最も簡単で且つ安価な
技術によつて開口を形成し、このようにして得た
穴の平滑さ、同心性、円形度または整合性につい
て比較的ほとんど注意を払わずに済む。本発明に
よるシールはまたカラー背後のリブの膨張、その
後、清浄装置を後退させる際の問題点、密封リブ
の変形、およびキヤニスタ内での密封用ガスケツ
トの遊離など従来装置において生ずる問題を緩和
することができる。その他の利点はこの分野の当
業者なら理解することが容易であろう。

ここで使用した「処理装置」および「処理ユニ
ツト」という用語は「処理」される流体に対して
ある種の化学的および物理的変化を生ぜしめる装
置ばかりではなく、流体が１つの位置から別の位
置へ移動するというような簡単な処理を行ない、
また圧力の異なる領域間に新規なシールを挿入し
たような状態下において、単に流体を密閉するに
過ぎない、より簡単な工程を行なう装置をも対象
とするものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による新規なシールを仕切り内
に設けた開口と協働させたハイドロサイクロンを
内部に位置決めした状態を示す、平坦な仕切りを
備える典型的なハイドロサイクロンキヤニスタ装
置の部分縦断面図、第２図は仕切り内の開口内に
位置し、シールを開口と協働させたハイドロサイ
クロンを示す、円筒状仕切り壁を採用するキヤニ
スタ装置の部分縦断面図、第３図はシールの作動
状態を示す、ハイドロサイクロンの吐出端部上に
位置する新規なシールの簡略化した断面図、第４
図はハイドロサイクロンの受理端部上に適用した
新規なシールを示す、拡大断面図、第５図は本発
明によるシールを利用する新規なキヤニスタ装置
の縦断面図である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 比較的高圧領域と低圧領域を分離し、法線方
   向に軸を有する環状壁６０を形成する開口４６，
   ４８，４６ａ，４８ａ，６２を少なくとも１つ設
   けた仕切り１６，１８，１６ａ，１８ａ，５８
   と、前記開口に一部が位置し、前記軸方向に伸張
   して前記環状壁との間に環状帯を形成する処理ユ
   ニツト２６，２６ａと、弾力変形可能な材料から
   なり、前記高圧領域と低圧領域のシールの役割を
   する環状シール３６，３８，３６ａ，３８ａ，５
   ４を具備する処理装置において、 前記環状シールは高圧領域側に凹みを有するコ
   ツプ形状で、そのシール部分に環状の内側表面と
   外側表面及び自由環状端部８０を有する環状外側
   密封リツプ６６，６６ａが設けられており、前記
   環状外側密封リツプを前記環状シール本体に接続
   するため端部壁７０，７０ａ，７８が前記自由環
   状端部から離れた位置に設けられており、前記環
   状外側密封リツプの内側が高圧領域に暴されてお
   り、環状外側密封リツプ部の外側のうち前記仕切
   りと前記端部壁との間の部分が低圧領域に暴され
   ており、前記環状シールの環状壁に対する位置及
   び寸法を、環状シールの使用中に密閉係合が前記
   環状外側密封リツプのほぼ中央で、前記端部壁と
   前記自由環状端部の双方から前記軸方向に一定距
   り離れた位置に起こるように設けたことを特徴と
   する処理装置用シール装置。 ２ 特許請求の範囲第１項記載の装置であつて前
   記環状壁６０の前記軸方向の長さと前記仕切りの
   厚さを等しくしたことを特徴とする処理装置用シ
   ール装置。 ３ 特許請求の範囲第１項又は第２項記載の装置
   であつて前記環状外側密封リツプ６６，６６ａの
   外側表面が滑かな円筒状の形状で、環状シール
   が、前記仕切りに対して前記開口内側へ前記軸方
   向に滑つて進むようにしたことを特徴とする処理
   装置用シール装置。 ４ 特許請求の範囲第１項、第２項又は第３項記
   載の装置であつて、前記仕切りは前記環状シール
   に対して軸方向に配置され、前記軸方向の環状壁
   の長さが前記環状外側リツプの軸方向長さに比べ
   て十分に小さく、従つて、少なくとも以下の３つ
   のゾーンを持つことを特徴とする処理装置用シー
   ル装置。 (a) 前記自由環状端部から前記仕切まで伸長して
   おり、前記環状外側密封リツプの内側表面及び
   外側表面が高圧領域に暴され、環状外側密封リ
   ツプが等圧で圧縮され、円周応力を受けない第
   １ゾーン(A)。 (b) 外側密封リツプの外側表面が前記開口の環状
   壁６０と前記環状シール領域の全域に沿つて係
   合し、前記環状外側密封リツプに作用する差圧
   の影響による膨脹を高圧側圧力に比例する圧縮
   応力でもつて押さえている第２ゾーン(B)。 (c) 前記仕切りと前記端部壁間の環状外側密封リ
   ツプの外側表面部分が低圧領域に暴され、前記
   仕切りと端部壁との間の環状外側密封リツプの
   内側表面が高圧領域に暴され、それによつて関
   連する部分がそこに作用する差圧によつて円周
   応力と軸荷重を受ける第３ゾーン(C)。 ５ 請求項１、２、３、又は４に記載の処理装置
   であつて、前記開口の前記環状壁が仕上加工され
   ていないことを特徴とする処理装置用シール装
   置。 ６ 請求項１、２、３、４又は５に記載の処理装
   置であつて、前記仕切りは複数の開口を有し、各
   開口は処理ユニツトと、それに関連する、環状シ
   ールがそこに設けられており、開口の環状壁と密
   封係合することを特徴とする処理装置用シール装
   置。 ７ 特許請求の範囲第１項ないし第５項のいずれ
   かの１項に記載の処理装置であつて、スペースを
   置いて複数の仕切りを設け、その仕切り中に複数
   組の一列に並んだ前記開口の組を設け、開口の各
   組に関連する前記処理ユニツトを設け、前記開口
   の環状壁と前記処理ユニツトの間の環状帯をシー
   ルするように環状シールを設けたことを特徴とす
   る処理装置用シール装置。 ８ 特許請求の範囲第７項記載の処理装置であつ
   て、前記処理装置がマルチハイドロサイクロンの
   配列を備え、前記処理ユニツトの各々は供給室、
   吐出室及び受理室と各々流体的に連結している供
   給入口と吐出出口と受理出口を設けたことを特徴
   とする処理装置用シール装置。 ９ 特許請求の範囲第８項記載の処理装置であつ
   て、前記環状シールが各々の開口にそれに関連す
   る処理ユニツトを一緒に挿入するために前記又は
   全ての環状シールの端に隣接した部分にフラスコ
   状の円錐面部分を設けたことを特徴とする処理装
   置用シール装置。 １０ 特許請求の範囲第１項ないし第８項のいず
   れかの１項に記載の処理装置であつて、前記又は
   全てのユニツトを前記又は全ての開口に対し、軸
   方向に迅速に挿入できるようにするために前記又
   は全ての環状シールの外径を応力の作用しない状
   態で、各開口径よりも僅かに大きく設けたことを
   特徴とする処理装置用シール装置。 １１ 特許請求の範囲第１０項記載の処理装置で
   あつて、各々の開口にその開口と関連した前記処
   理ユニツトと一緒に挿入することを容易にするた
   めに前記又は全ての環状シールを環状シールの一
   方の端に隣接した部分にフラスコ状の円錐面を設
   けたことを特徴とする処理装置用シール装置。 １２ 特許請求の範囲第１項ないし第１１項のい
   ずれかの１項に記載の処理装置であつて、前記又
   は全ての環状シールに前記環状外側密封リツプか
   ら放射方向に間隔を置いたところに環状内側密封
   リツプを設け、前記端部壁を介して、外側シール
   密封リツプに完全に連結し、前記端部壁と前記処
   理ユニツトの間に密封係合させるために前記内側
   密封リツプは前記処理ユニツトと施錠したように
   係合する手段をその内側表面に設けたことを特徴
   とする処理装置用シール装置。 １３ 特許請求の範囲第７項、第８項又は第９項
   記載の処理装置であつて、前記仕切りが平坦でか
   つ互いに平行であることを特徴とする処理装置用
   シール装置。 １４ 特許請求の範囲第７項、第８項又は第９項
   記載の処理装置であつて、前記仕切りは、円筒状
   でかつ互いに同中心であることを特徴とする処理
   装置用シール装置。