NL9301724A - Afdichtsysteem, speciaal geschikt voor proceskranen. - Google Patents

Description

Korte aanduiding: Af dichtsysteem, speciaal geschikt voor proceskranen.

De uitvinding heeft betrekking op een afdichtsysteem dat, door op eenvoudige en economische wijzer ervoor te zorgen dat het procesfluïdum nooit sijpelend door het af-dichtingsorgaan kan lekken, bijzonder geschikt is voor proceskranen doordat hij zorgt voor een effectieve bescherming van het milieu, zoals vereist is in het bijzonder bij processen die onwelriekende en/of giftige fluïda gebruiken.

Het beschermen van het milieu tegen verontreiniging ontstaande door wegsijpeling van procesfluïda is, zoals bekend, een van de meest ernstige problemen die moeten worden opgelost, doordat een perfecte afdichting tussen delen die axiale of draaiende beweging ondergaan, substantieel zeer moeilijk te bereiken is, in het algemeen zeer duur is en duidelijk ingewikkelder naarmate de druk van het af te dichten fluïdum hoger is.

Op het gebied van pompen, compressors, turbines en draaiende machines in het algemeen wordt dit probleem tegenwoordig opgelost door een afdichtsysteem dat een tussenkamer omvat, gevormd tussen twee afzonderlijke, in serie geplaatste afdichtorganen en waarin een neutraal barrièrefluïdum, in het algemeen stikstof, continu wordt geïnjecteerd onder een druk die iets hoger is dan die van het procesfluïdum, dat zo niet kan weglekken, terwijl het neutrale barrièrefluïdum continu wordt afgevoerd om te worden verzameld en opnieuw gebruikt na opnieuw op druk te zijn gebracht met een pomp.

Hoewel deze oplossing zorgt voor een verlies dat nihil is, heeft hij een reeks bezwaren, zoals de noodzaak van het gebruik van een pomp en een dynamische drukregelaar, die nauwkeuriger, en dus duurder, moet zijn bij het klein houden van het drukverschil naarmate de hoeveelheid hulpfluïdum welke naar het procesfluïdum mag weglekken, kleiner is, met duidelijke complicaties in constructie en bedrijf, en een aanzienlijk energieverbruik, leidend tot toenemende kosten en totale afmetingen zodanig dat deze onaanvaardbaar zijn voor een eenvoudige proceskraan. Een verder bezwaar is dat er steeds een aanzienlijke stroming van het neutrale bar-rièrefluïdum is, met dientengevolge aanzienlijke verliezen, waardoor het in de praktijk onmogelijk wordt gemaakt om kleine anomalieën in deze stroom waar te nemen en zo te waarschuwen voor een mogelijk gevaar voordat er onherstelbare schade optreedt als gevolg van lekkages van het proces-fluïdum zelf.

De uitvinding heeft ten doel deze bezwaren te ondervangen door een afdichtsysteem te verschaffen dat zorgt voor de afwezigheid van sijpelingsverliezen van het procesfluïdum, zonder het gebruik van pompen en dynamische drukregelaars, en dus met zeer geringe eisen aan ruimte en kosten, welk systeem statisch werkt en dus geen energie vereist, en dat tenslotte een aanwijzing geeft voor het begin van achteruitgang van de afdichting, d.w.z. met aanzienlijke anticipatie eventuele vermindering van het neutrale barrièrefluïdum als gevolg van lekkage waarneemt, d.w.z. voordat er lekkage van het procesfluïdum plaatsvindt.

Dit wordt in hoofdzaak bereikt door het achterwege laten van elk drukverschil tussen het procesf luïdum en een niet giftig, biologisch afbreekbaar, smerend hulpfluïdum dat de genoemde tussenkamer vult, welke echter aangebracht is tussen twee, in serie geplaatste feitelijke afdichtpakkin-gen, waarbij de druk ervan steeds gelijk gehouden wordt aan de druk van het procesf luïdum door een zeer elastische, statische separator van distributiekamer- of zaktype, waarnaar het fluïdum wordt gevoerd, waarbij het procesfluïdum naar die zeer elastische distributiekamer of zak wordt gevoerd welke samenwerkt met een beweegbare kop die tegen de distributiekamer wordt gedrukt door zwaartekracht of door een veer, om te werken als positiesensor en een zekere mate van expansie van de distributiekamer aan te geven die een indicatie is voor anomalieën in de afdichtingen, en nauwkeuriger van lekkages van het hulpf luïdum door de tweede pakking benedenstrooms van de tussenkamer. In dit opzicht zal met zo’n constructie de afwezigheid van drukverschil niet alleen het gebruik mogelijk maken van lage druk-afdichtin-richtingen die zorgen voor een zeer lange levensduur zonder lekkage, maar zal ook worden gewaarborgd dat het proces^-fluïdum niet alleen niet naar buiten kan lekken, wat wordt bereikt zonder energieverbruik en door eenvoudige statische organen, maar evenmin verontreinigd kan worden door het hulpfluïdum.

De tweede afdichtpakking benedenstrooms van de tussen-kamer werkt uiteindelijk met een drukverval dat gelijk is aan de hele procesdruk, en, omdat het onmogelijk is ook een lekkage nihil te waarborgen voor het hulpfluïdum, wordt een beperkte lekkage daarvan door sijpelen geaccepteerd, waarbij de mate van deze lekkage echter steeds wordt gecontroleerd door de verplaatsing van de beweegbare kop die op een zeker punt, vóór volledige expansie van de elastische distributie-kamer of zak plaatsvindt, en dus aanzienlijk vóór eventuele lekkage van het werkelijke procesfluïdum kan plaatsvinden, een schakelaar in werking stelt die waarschuwt voor de naderende anomalie, die dan kan worden voorkomen door herstel van de lekkage van hulpfluïdum in de statische separator.

Aldus betreft de uitvinding een afdichtingssysteem, in het bijzonder geschikt voor een proceskraan, omvattend een kraanhuis en een klepelement voor het procesfluïdum, waarvan de steel glijdend gedragen wordt door twee afzonderlijke, in serie geplaatste afdichtorganen waartussenin een tussenkamer gevormd is waaraan een hulpfluïdum wordt toegevoerd, met het kenmerk dat de tussenkamer aangebracht is tussen twee feitelijke, in serie aangebrachte, glijdende afdichtingspakkin-gen, en verbonden is met een statische separator van elastisch distributiekamer- of zaktype, gevuld met het hulpflu-idum in de vorm van een biologisch afbreekbaar, niet verontreinigend, niet agressief smeerfluïdum, waarbij de inwendige distributiekamer of zak, die van zeer hoge elasticiteit is, met het procesfluïdum verbonden is in het gebied dat grenst aan de afdichting die het dichtst bij het kleporgaan ligt, welke elastische distributiekamer of zak samenwerkt met een beweegbare kop die zelf samenwerkt met een positiesensor.

Volgens een variant van de uitvinding wordt een zeer klein drukverschil opgewekt tussen het hulpfluïdum en het procesfluïdum, om er op betrouwbare wijze voor te zorgen dat het procesfluïdum nooit de tussenkamer kan bereiken, zelfs niet tengevolge van de verschuiving van de klepsteel.

Dit wordt in de praktijk bereikt doordat de statische separator van elastisch distributiekamer- of zaktype met het procesfluïdum verbonden is in het gebied dat grenst aan de afdichting die het dichtst bij het kleporgaan ligt, terwijl de inwendige distributiekamer of zak, gekozen met slechts een zekere elasticiteit, verbonden is met de tussenkamer» Op deze wijze is de druk in de tussenkamer altijd gelijk aan de som van de druk van het procesfluïdum en de zeer kleine druk die nodig is om de elasticiteit van de distributiekamer te overwinnen die zich tegen het opblazen daarvan verzet, en waarvan de waarde uiteraard afhangt van de mate van elasticiteit van de distributiekamer, en welke druk dus altijd iets hoger is dan die van het procesfluïdum, welke als gevolg daarvan nooit de tussenkamer in kan sijpelen»

De uitvinding wordt hierna beschreven aan de hand van de bijgaande tekeningen van enkele voorkeursuitvoeringen. De uitvinding is evenwel niet alleen toepasbaar voor een proceskraan, maar het afdichtsysteem kan ook worden toegepast bij pompen, compressoren, turbines, en in het algemeen alle draaiende machines. Verder kan een balg worden gebruikt in plaats van een elastische distributiekamer of zak.

Fig. 1 is een verticale doorsnede door een proceskraan waarin het afdichtingssysteem volgens de uitvinding wordt gebruikt.

Fig. 2 een soortgelijke voorstelling als fig. 1, maar waarin een gewijzigde uitvoering van de uitvinding wordt gebruikt.

In de figuren duidt het verwijzingscijfer 1 het huis aan van een proceskraan die de zitting 2 draagt voor een kleporgaan 3 dat bediend wordt door een bekrachtigingsin-richting 5 via de steel 4. Die steel wordt glijdend door het kraanblok 6 gedragen via de twee afzonderlijke glijdende afdichtingspakkingen 7 en 8 die in serie langs de steel zijn aangebracht om een tussenkamer 9 te vormen.

Die kamer 9 is via de buis 10 verbonden met een statische separator 11 van het elastische distributiekamer- of zaktype en is, samen met deze laatste, gevuld met een biologisch afbreekbaar, niet verontreinigend, niet agressief hulpsmeermiddel dat toegevoerd wordt door de open-dicht kraan 12. De inwendige elastische distributiekamer of zak 13 van de statische separator 11 is via de buis 14 verbonden met het procesfluïdum in het gebied 15 dat grenst aan de afdichting 7 die het dichtst ligt bij het kleporgaan 3. De distributiekamer 13 van zeer hoge elasticiteit (in fig. 1 geeft de gebroken lijn 131 de maat van die distributiekamer aan wanneer druk afwezig is), werkt ook samen met een beweegbare kop 16 die door zwaartekracht op de distributiekamer rust en een magneet 17 draagt die een positiesensor 18 bestuurt.

De inrichting werkt als volgt.

De zeer hoge elasticiteit van de distributiekamer of zak 13 betekent dat de druk in de kamer 19 altijd gelijk is aan die in de kamer 20 en daardoor aan die in de tussenkamer 9. Wanneer lekkage van hulpfluïdum door de pakking 8 druk-verlies in de kamer 20 veroorzaakt, zorgt de bijbehorende expansie van de distributiekamer 13 ervoor dat de kop 16 omhoog gaat, samen met de magneet 17. De positiesensor 18 stelt die verplaatsing vast, welke duidt op een slechte afdichting, en wanneer die beweging een bepaalde waarde bereikt blokkeert hij de werking van de kraan.

In de gewijzigde uitvoering van fig. 2 is de tussenkamer 9 door de buis 10’ verbonden met de inwendige distributiekamer of zak die, door het effect van de druk van het hulpfluïdum, opgeblazen is vanuit de ruststand die door de gebroken lijn 13" in fig. 2 is aangeduid tot de werkstand 13", waarbij de kamer 20' van de statische separator 11 door de buis 14' verbonden is met het gebied 15 waarin de druk van het procesfluïdum aanwezig is.

Op deze manier bevindt zich in de tussenkamer 9 een iets hogere druk dan de druk van het bedieningsfluïdum, en wel met een verschil dat vereist is om de in dit geval niet uitzonderlijk hoge elasticiteit van de distributiekamer, die zich tegen opblazen ervan verzet, te overwinnen.

Claims (2)

1. Afdichtingssysteem, in het bijzonder geschikt voor een proceskraan, omvattend een kraanhuis en een klepelement voor het procesfluïdum, waarvan de steel glijdend gedragen wordt door twee afzonderlijke, in serie geplaatste afdichtorganen waartussenin een tussenkamer gevormd is waaraan een hulp-fluïdum wordt toegevoerd, met het kenmerk dat de tussenkamer aangebracht is tussen twee feitelijke, in serie aangebrachte, glijdende af dicht ingspakkingen, en verbonden is met een statische separator van elastisch distributiekamer- of zaktype, gevuld met het hulpfluïdum in de vorm van een biologisch afbreekbaar, niet verontreinigend, niet agressief smeerfluïdum, waarbij de inwendige distributiekamer of zak, die van zeer hoge elasticiteit is, met het procesfluïdum verbonden is in het gebied dat grenst aan de afdichting die het dichtst bij het kleporgaan ligt, welke elastische distributiekamer of zak samenwerkt met een beweegbare kop die zelf samenwerkt met een positiesensor.

2. Afdichtingssysteem, in het bijzonder geschikt voor een proceskraan volgens conclusie 'l, met het kenmerk dat de statische separator van elastisch distributiekamer- of zaktype met het procesfluïdum verbonden is in het gebied dat grenst aan de afdichting die het dichtst bij het kleporgaan ligt, terwijl de inwendige distributiekamer of zak, gekozen met slechts een zekere elasticiteit, verbonden is met de tussenkamer.