SK2282004A3 - Izolačné zariadenie na ochranu dutiny tesnenia v kvapalinových rotačných zariadeniach - Google Patents

Description

Oblasť techniky

Vynález sa týka kvapalinových rotačných zariadení ako sú napríklad čerpadlá a ochrany ich tesniacich dutín.

Doterajší stav techniky

Čerpadlá sa používajú v mnohých priemyselných odvetviach na rôzne účely, Napríklad v ropnom priemysle sa používajú čerpadlá rôznych veľkostí a s velkým počtom funkcií. V ťažkom priemysle zlyhanie čerpadiel dôsledkom nečistôt obsiahnutých či už v samotnom čerpadle alebo v prečerpávanej kvapaline nie je neobvyklé. Čerpadlá obsahujú nespočetné množstvo tesnení, izolácii a výplní, čím sú chránené pred znečistením a následným opotrebená.m poškodením.

minulosti sa mnohí pokúšali vyrobiť doplnky čerpadlám, ktoré by zredukovali

Jeden z úspešných doplnkov

SpiralTrac™, vyrobená firmou

Products Ltd. z Nového Škótska poškodenie nečistotami.

je ochrana tesnenia

EnviroSeal Engineering

Kanade. Dá sa povedať, vstupe do plášťom je prstencová tesnenia izolácia umiestnená pri čerpadla, ktorá je z časti z časti hriadeľom sa pozdĺž dutiny a z časti prostriedkami na dutiny samotnej.

Tieto tesniace prostriedky formu mechanického tesnenia umiestneného na distálnom konci dutiny alebo formu výplne vypĺňajúcej dutinu. V oboch prípadoch je izolácia SpiralTrac™ umiestnená na proximálnom konci dutiny. Izolácia obsahuje aj zúžený špirálovito drážkovaný vrt, ktorý vedie z povrchu izolácie až k vstupu dutiny. Špirálovitá drážka sa v priemere obvykle zmenšuje smerom k jej najmenšej časti, ktorú predstavuje malá prstencová medzera okolo hriadeľa. Keď hriadeľ rotuje, všetok drobný materiál, ktorý sa dostane do vnútra dutiny v priebehu chodu čerpadla, bude odstredivou silou odvedený do špirálovitej drážky a teda vytečie medzerou okolo hriadeľa. Tento materiál bude silou vyvedený medzerou von z dutiny. Táto izolácia je uvedená a potvrdená v americkom patente číslo

5,553,868 z 10. septembra 1996 a v austrálskom patente číslo 688, 977 z 18. októbra 1995 podobne ako aj v európskych a kanadských prihláškach.

Izolácia, ako bolo uvedené vo vyššie zmienenom americkom patente, je obzvlášť výhodná pri dutinách, ktoré majú mechanické tesnenie na distálnom konci. Prihlasovateľ vyrába aj tesniace izolácie, ktoré sú špeciálne upravené na použitie s výplňou, ktorá v podstate vypĺňa dutinu, ktorej izolácie pracujú na tom istom princípe, no vyžaduje fyzickú úpravu dizajnu, aby mohla pojať výplň. Napríklad izolácia pre prostredie s výplňou vyžaduje plochú prstencovú distálnu koncovú stenu, ku ktorej môže výplň priľnúť, zatiaľ čo takáto stena nie je nevyhnutná alebo vyžadovaná pre prostredie bez výplne.

V niektorých prípadoch môžu výrobcovia alebo používatelia čerpadiel požadovať zmenu čerpadla s mechanickým tesnením na distálnom konci dutiny tesnenia na čerpadlo s výplňou vo vnútri dutiny tesnenia a naopak. Ak už čerpadlo využíva tesniacu izoláciu SpiralTrac™ pre mechanickú dutinu tesnenia, bolo by nevyhnutné túto izoláciu vyhodiť a nahradiť ju izoláciou prispôsobenou na použitie výplne. Toto bude mať za následok nemalé náklady, zvlášť odkedy je SpiralTrac™ považovaný za izoláciu so značne dlhšou životnosťou ako konvenčné izolácie dutín tesnenia. Preto je potrebné izolačné zariadenie použiteľné ako aj s mechanickou dutinou tesnenia tak aj s dutinou s výplňou bez výrazných dodatočných nákladov alebo úsilia či už výrobcu alebo prevádzkovateľa čerpadla.

Podstata vynálezu

Ak hovoríme c izoláciách, slovo proximálny mieni alebo znamená koniec alebo stenu, ktorá má byť nasmerovaná oproti začiatku dutiny tesnenia kým slovo distálny mieni alebo znamená koniec alebo stenu, ktorá má byť nasmerovaná proti vzdialenému koncu dutiny tesnenia.

Súčasný vynález má za cieľ uspokojiť potrebu izolačného zariadenia, ktoré môžu byť použité v oboch horeuvedených konvenčných prostrediach tesniacich dutín. Súčasný vynález v podstate predstavuje zariadenie, ktoré využíva minimálne dva izolačné články. Prvý alebo hlavný článok je navrhnutý na použitie s výplňou obsiahnutou v dutine tesnenia. Tento izolačný článok obsahuje prstencový distálny koniec steny, ku ktorej môže výplň priľnúť, keď je umiestnená v dutine tesnenia. Tento izolačný článok taktiež obsahuje špirálovitú drážku ako to je doložené v uvedenom americkom patente na odstraňovanie nečistôt z dutiny tesnenia.

Taktiež môže byť dodávaný s ďalšími doplnkami, podobne ako v izolácii SpiralTrac™, zahrňujúc kolmé otvory pre splachujúce kvapaliny a osové drážky na vonkajšom povrchu na odvodňovacie ciele.

Druhý izolačný článok obsahuje distálny a proximálny koniec steny a špirálovitú drážku nachádzajúcu sa v ňom. Proximálny koniec steny druhého izolačného článku je tvarovaný tak, aby pasoval do distálnej prstencovej koncovej steny prvého izolačného článku. Tento distálny koniec steny druhého článku je preto tak úzky, aby špirálovitá drážka začínala blízko k vonkajšej stene dutiny tesnenia. Špirálovitá drážka druhého článku prechádza plynulo do špirálovitej drážky prvého článku tak, aby zabezpečila plynulé prúdenie nečistôt z distálneho konca druhého článku do proximálneho konca prvého článku.

S takýmto zariadením súčasného vynálezu sa dajú skombinovať oba izolačné články dokopy v prípade, že chceme ochrániť dutinu tesnenia, ktorá obsahuje mechanické tesnenie na jednom konci a obyčajne volný priestor medzi mechanickým tesnením a izolačným zariadením. Je možné použiť iba prvý izolačný článok, ak by dutina tesnenia mala byť vyplnená výplňou. Ak chceme zmeniť jeden typ dutiny tesnenia 11a druhý, potom treba iba odstrániť buď druhý článok z kombinácie oboch článkov alebo pridať druhý izolačný článok k prvému podlá potreby. Obyčajne druhý izolačný článok býva menši ako prvý izolačný článok a cena tohto zariadenia neprevýši dodatočné náklady na druhý izolačný článok v pomere k prvému alebo v pomere k dvom separátnym plnohodnotným izoláciám, ktoré by inak boli nevyhnutné na zmenu z jedného druhu dutiny tesnenia na iný.

Zhrnuté v skratke môžeme povedať, že vynález poskytuje izolačné zariadenie na ochranu dutiny tesnenia v kvapalinových rotačných zariadeniach, ktorých dutina je ohraničená z časti rotačným hriadeľom s valcovitým vonkajším povrchom, z časti krytom s valcovitým vnútorným povrchom, ktorý ju obkolesuje a je orientovaný súbežne s hriadeľom, z časti vstupnou časťou a z časti koncom oproti vstupnej časti, pričom dutina je prispôsobená na prijatie bežnej výplne, alebo na mechanické tesnenie umiestnené na vzdialenom konci. Zariadenie obsahuje: a) prvý a druhý izolačný článok obyčajne valcovitého tvaru určený na umiestnenie do dutiny. Každý takýto článok musí byť prispôsobený na vtesnanie sa do vnútra krytu a musí obsahovať vrt prechádzajúci jeho stredom s priemerom väčším než je priemer hriadeľa, aby vytváral prstencovú medzeru medzi týmto vrtom a vonkajším povrchom hriadeľa;

b) prvý izolačný článok s proximálnou a distálnou prstencovou koncovou stenou; c) vnútorný vrt prvého článku zahŕňajúci prvú a druhú koncovú sekciu konštantného priemeru, ústiace v tomto poradí(postupne) do proximálnej a distálnej koncovej masky, tretiu sekciu so vzrastajúcim priemerom susediacu s prvou sekciou, a štvrtú sekciu so zmenšujúcim sa priemerom medzi treťou a druhou sekciou, pričom aspoň tretia sekcia vrtu prvého izolačného článku tvorí špirálovitú drážku ústiacu oproti štvrtej sekcii vrtu, orientovanú rovnako ako smer rotácie hriadeľa d) druhý izolačný článok, priliehajúci proximálnou koncovou stenou o distálnu koncovú stenu prvého izolačného článku; e) vnútorný vrt druhého izolačného článku zahŕňajúci prvú sekciu konštantného priemeru ústiacu k proximálnej koncovej stene druhého izolačného článku, a druhú sekciu so zväčšujúcim sa priemerom vedúcu z prvej sekcie k distálnemu koncu druhého izolačného článku, pričom aspoň druhá sekcia vrtu druhého článku tvorí špirálovitú drážku ústiacu oproti distálnemu koncu druhého izolačného článku, orientovanú rovnako ako smer rotácie hriadeľa; f) ak dutina obsahuje iba výplň, prvý izolačný článok bude umiestnený pri vstupe do dutiny tesnenia, a výplň priľne ku distálnej koncovej stene prvého izolačného článku a ak dutina obsahuje mechanické tesnenie, bude prvý článok umiestnený pri vstupe do dutiny a druhý bude umiestnený v dutine proximálnou koncovou maskou zapadajúci do a dotýkajúci sa distálnej koncovej masky prvého článku izolačného článku smerujúca foriem izolačného zariadenia z nich budú popísané v tomto spôsobom a s referenciami a druhá sekcia vrtu druhého ku mechanickému tesneniu. Je možné vyrobiť niekoľko tohoto vynálezu a niektoré dokumente neobmedzujúcim k doprovodným obrázkom.

Prehľad obrázkov na výkresoch

Obrázok 1 je neúplný bočný nárys kvapalinového rotačného zariadenia bez vnútornej ochrany dutiny tesnenia.

je zväčšenina zariadenia z obrázku 1, zobrazujúca smer prúdov v tesnenia.

ktorá môže

Obrázok 4 je pohľad na prierez izoláciou

SpiralTrac™, byť použitá s mechanickým tesnením je pohľad na časť rezu zariadenia dutiny.

obsahu j úceho izoláciu dutiny tesnenia určenú na použitie v prostredí s výplňou.

Obrázky 5 až 11 sú pohľady na prierezy rôznymi izolačnými zariadeniami dutiny tesnenia, ktoré sú v súlade s daným vynálezom.

Príklady uskutočnenia vynálezu

Obrázok 1 ilustruje typické prostredie pre zariadenie daného vynálezu. V tomto prípade je vynález použitý v kvapalinovom rotačnom zariadení, ktoré obsahuje odstredivú pumpu 10 poháňanú elektrickým motorom 12. Motor roztáča rotujúci hriadeľ 14 s ním spojený vnútri ložiskového plášťa 13. Hriadeľ je pripojený na odstredivý rotor 18, ktorý, keď rotuje, vysáva kvapalinu prívodom 20 a vypúšťa ju odvodným kanálom 22. Hriadeľ 14 je obyčajne podporovaný ložiskami v ložiskovom plášti 13. Ako vidno na obrázku 1, dutina tesnenia 28 je ohraničená hriadeľom 14, plášťom 16, ktorý obkolesuje aspoň časť hriadeľa, tesneniami 26, ktoré sú v kontakte s hriadeľom na jednom konci dutiny a držiakom 24 používaným na uchytenie tesnení v danej polohe. Na úchyt tesnení sa môžu použiť aj skrutky, ktoré však nie sú na obrázku.

Obrázok 2 je zväčšenina oblasti z obrázka číslo 1, kde sa x-ová os hriadeľa 14 pripája na rotor 18 . Hriadeľ má rameno BjO, z ktorého vystupuje časť 32 menšieho priemeru. Závit 34 vyčnieva z časti 32 a prilieha k ramenu 30. Podložka 38 a matica 40 sú pevne zatiahnuté proti rotoru 18, aby ho pritisli k hriadeľu 14 a nosová časť 4 2 zakrýva podložku 38, maticu 40 a odhalenú časť závitu 3_4. Medzi vnútornou plochou 44 rotoru 18 a vonkajšou plochou 46 plášťa 16 vzniká úzka medzera G.

Smer prúdov kvapaliny v odstredivom čerpadle spôsobuje protiprúdy, ktoré tečú špirálovo priamo dovnútra cez medzeru G, tak ako to ukazuje šípka A. Tieto protiprúdy prenášajú drobné nečistoty, ktoré keď sa dostanú do tesniacej dutiny 28 môžu poškodiť samotné tesnenie alebo rotačný hriadeľ.

Treba poukázať na to, že špirálový dovnútra tečúci prúd A obvykle prilieha k povrchu 4 6. Keďže pri chode čerpadla jestvujú aj dynamické sily, bude kvapalina z hriadelovej oblasti odnášaná prúdom B tečúcim popri povrchu 44 smerom von z čerpadla.

Ako vidno na obrázku 2, časť kvapaliny bude tiež prúdiť do dutiny tesnenia 28 cez medzeru resp. otvor 4 8, ktorý sa nachádza v prednej stene plášťa 16 vedia hriadeľa 14 . Tento prúd obsahuje drobné častice, ktoré sa presunuli špirálovo dovnútra popri stene plášťa 4 6. Vo vnútri dutiny bude tiecť prúd vody obsahujúci nečistoty po dráhe 11, tak ako to ukazujú šípky, pričom si treba uvedomiť, že jestvuje taktiež rotujúca zložka prúdu, ktorá je spôsobená trením medzi kvapalinou a rotujúcim hriadeľom resp. tesnením, a medzi rotujúcim hriadeľom a stenou plášťa dutiny. Predná časť tesnenia 2 6 počas rotácie spôsobuje odstredivý pohyb kvapaliny, z ktorej časť prúdi smerom k prednej časti dutiny a časť k zadnej - medzi tesnenie a plášť. Zhluk nečistôt sa vytvára v dutine 28 v časti 15, ktorá sa nachádza pri spoji pätky dutiny a prednej steny plášťa, čo vytvára ideálnu pozíciu na umiestnenie zariadenia súčasného vynálezu.

Obrázok 3 ilustruje priečny rez ochrany dutiny tesnenia, resp. izolácie 50, ktorá je v súlade s poznatkami z amerického patentu číslo 5,553,868 z 10. septembra 1996, ktorá má chrániť dutiny tesnení, aké sú aj na obrázkoch 1 a 2, a aj dutiny tesnení, ktoré sú špecifické mechanickým tesnením 26 na distálnom konci.

Izolácia 50 je charakteristická valcovitým tvarom, pričom jej vonkajší povrch 52 je valcový, prispôsobený na tesné prilnutie k valcovému povrchu dutiny tesnenia a vnútorný povrch 54 izolácie je taktiež valcovitého tvaru, určený na jemné obopnutie vonkaj šieho povrchu hriádela 14 vytvárajúc medzeru medzi nimi.

Izolácia obsahuje centrálny vrt 58, ktorého priemer sa zväčšuje od vnútorného povrchu smerom k distálnemu koncu 60.

Špirálovitá drážka je vyrytá do kuželovitej steny centrálneho vrtu 58 tak, aby smerovala ku dutine. Táto drážka zachytáva kvapalinu prúdiacu v nečistoty v nej obsiahnuté a zároveň nasmeruj e kvapalinu medzere, aby tam mohli byť odstránené z dutiny 28. Vzhľadom na schopnosť čerpadiel a kvapalinových rotačných zariadení rotovať v oboch smeroch je nutné zaistiť, aby orientácia špirálovitej drážky 62 súhlasila so smerom rotácie zariadenia v ktorom je použitá. Ako vidno na obrázku číslo 3, na vnútornom valcovitom povrchu izolácie sa nachádza aj špirálovitá drážka 64, ktorá začína vnútorným koncovým bodom drážky 62 a pokračuje až k rotoru alebo proximálnej strane izolácie. Prúd nečistôt extrahovaných z dutiny prvou alebo hlavnou drážkou číslo 62 je zosilnený druhou drážkou 64, čím urýchľuje odstraňovanie nečistôt z dutiny. V prípade potreby sa môže použiť aj prídavná tekutina na preplachovanie, ktorá znižuje opotrebenie piestu zlepšením odstraňovania nečistôt otvorom cez drážku 64.

Obrázky 1 až 3 ilustrujú typickú dutinu tesnenia s mechanickým tesnením na ochranu alebo izoláciu s americkým patentom číslo distálnom konci dutiny tesnenia

5,553,868, a typickú v súlade ktorý je zvlášť prispôsobený na ochranu takej dutiny a značné predĺženie životnosti komponentov vrátane hriadela, ložísk a tesnení.

Existujú zariadenia, kde dutiny tesnení kvapalinových rotačných zariadení nevyužívajú mechanické tesnenia na distálnom konci dutiny, namiesto toho vypĺňajú dutiny bežnou výplňou. Aj napriek velmi malému alebo dokonca žiadnemu voľnému priestoru vnútri dutiny sa počas používania často do dutiny dostanú nečistoty pomocou tekutiny alebo sa vytvoria vnútri dutiny samotnej. Tieto nečistoty môžu zariadenie poškodiť viac ako nečistoty v prostredí, kde bolo použité mechanické tesnenie, pretože sa môžu zakliniť medzi výplň a hriadeľ zvyšujúc tým mieru opotrebenia a znižujúc interval medzi nevyhnutnými opravami zariadenia. Prostredie s výplňou je lacnejšie na výrobu ako prostredie s mechanickým tesnením a má aj svoje výhody.

Prostredie s výplňou bolo pomenované výrobcami ochranného tesnenia SpiralTracu™, podľa ich zariadenia verzie P ilustrovaného na obrázku číslo 4. Izolácia 7 0 používaná v prostrediach s výplňou má vonkajší valcovitý povrch 72 prispôsobený na tesnú priľnavosť k vnútornému valcovitému povrchu 74 plášťu hriadela 76 a má aj plochú proximálnu koncovú stenu 7 8 prispôsobenú na priľnutie ku pätke 80 hrdla plášťu. Výhodné je vyryť prstencovú drážku 82 do vonkajšieho valcovitého povrchu 72 na lepší pohyb preplachovacej tekutiny pod tlakom striekanej z jednej z dýz 84 . Distálna prstencová koncová stena 8 6 izolácie je tiež plochá a vytvára stenu, ku ktorej môžu priľnúť prstence výplne, keď sa spojí izolácia a prstence výplne vnútri dutiny.

H

Izolácia 7 0 má centrálny vrt 88 vytvárajúci medzeru 90 medzi vrtom a vonkajším povrchom hriadeľa 92. Centrálny vrt zahŕňa aj proximálnu a distálnu časť 94,96 , ktoré v tomto poradí sú valcovitého tvaru a obsahujú špirálovité drážky 98, 100 rovnakej orientácie' ako je smer rotujúcej časti zariadenia. Vrt 88 má centrálnu časť 102 obsahujúcu dve kužeľovité povrchové časti 104, 106. Priemer časti 104 sa zväčšuje smerom od proximálneho konca distálnej sekcie 96, kým priemer časti 106 sa zmenšuje z veľkopriemerového proximálneho konca časti 104 ku distálnemu koncu proximálnej časti 94 vrtu. Stena časti 106 má vo vnútri vyrezanú alebo vytvarovanú špirálovitú drážku 108, čeliacu centrálnej časti 102 vrtu, ktorá má rovnakú orientáciu ako drážky 98, 100, plynulo sa spájajúcu s distálnym vstupom do drážky 98. Taktiež je tam výhodne umiestnených zopár prepájacich kanálov (injection holes), ktoré spájajú prstencovú drážku 82 s centrálnou časťou 102 vrtu, pričom diery 110 boli vyvŕtané resp. vytvarované tak, aby boli nasmerované v smere rotácie hriadeľa od drážky 82 k centrálnej časti 102 vrtu.

Počas chodu čerpadla, rotujúci prúd v centrálnej časti 102 vrtu vytvára axiálnu (osovú) prúdovú zložku ťahanú od vonkajšieho polomeru kužeľovitej časti 104. Časť tohto prúdu smeruje von cez vývod alebo cez proximálnu drážku 98. Splachovanie je vedené takým istým smerom ako rotácia hriadeľa, cez bránu resp. brány 84 do drážky 82 a potom cez diery 110 do centrálnej časti vrtu resp. do komory 102. Potrebný je iba dostatočný splachovací objem nahradzujúci prúd vody tečúci cez vývodovú drážku. Každý drobný materiál nachádzajúci sa v splachovacej kvapaline je ihneď separovaný v centrálnej časti 102 vrtu, ťahaný do špirálovej drážky 108 a vytlačený cez vývodovú drážku 98. Drobný materiál prichádza júci zozadu od rotora je vytláčaný odstredivou silou rotujúceho hriadeľa a kvapaliny do vývodovej drážky 98, ktorá usmerňuje tento materiál späť smerom k rotoru. Drobný materiál pochádzajúci z výplne bude nasmerovaný vstupom respektíve distálnou špirálovitou drážkou 100 do centrálnej časti vrtu, kde tento materiál je vháňaný odstredivou silou popri kužeľovitej stene centrálnej časti 104 do bodu, kde vstupuje do špirálovej drážky 108 a kde je usmernený do vývodovej drážky a odtiaľ preč z dutiny. Splachovacia kvapalina tečúca cez vývodovú drážku 98 vytlačí drobný materiál pod vnútorný prstencoví!:ý okraj pätky hrdla. Zariadenie SpiralTrac™ verzia P (ochrana dutiny tesnenia) umožňuje do veľkej miery redukovať splachovanie s porovnaním, keď sa toto zariadenie nepoužije a to vďaka väčšiemu využitiu prúdu kvapaliny a odstredivým efektom rotujúceho hriadeľa. Drobnosti sú zachytené a vedené preč od priľahlého prstenca opotrebenie obalu. Keď je redukované presakovanie na mať výplň dlhšiu životnosť.

V predchádzajúcom texte sa dutiny tesnenia, ktoré sú s mechanickým tesnením a ;

výplne, čím sa redukuje použitá kvalitná výplň, je minimálnu úroveň a tým bude zaviedli dva typy ochrany k dipozícii pre prostredia re prostredia s výplňovými prstencami. Existujú situácie, kde pre hocijaký dôvod, čerpadlo resp. kvapalinové rotačné zariadenie sa bude chcieť konvertovať z jedného prostredia na iné. Pre existujúce ochrany dutín tesnenia by bolo nevyhnutné „odložiť ochranu momentálne používajúcu a nahradiť ju inou ochranou, ktorá obzvlášť sedí do prostredia, v ktorom sa používa. Vďaka súčasnému vynálezu je možné využiť základnú alebo primárnu výplňovú izoláciu buď samu pre seba s párovou sekundárnou izoláciou - pre mechanické tesniace prostredie. Obrázky 5 až a kombinácie primárnych a sekundárnych izolácii, ktoré budú spĺňať potreby na zmeny v prostrediach dutín tesnenia.

Obrázok ilustruje zariadenie 120 v súlade s predloženým vynálezom. Tento plán zahŕňa základný, prvý alebo primárny izolačný článok

122, ktorý je v podstate konštruovaný spôsobom veľmi podobným ako verzia P

SpiralTrac™ ktorá sa používa výplňovým prostredím.

Takže tento prvý izolačný článok obsahuj e všetky tie sekcie, vrty, povrchy a drážky i zolácie zakreslené obrázku 4 a taktiež sa používajú tie isté vzťahové značky označujúce tie isté prvky ako na obrázku

4. Hlavný rozdiel medzi izolačným členom 122 a verziou P izolácie 70 z obrázku 4 je prstencová distálna koncová stena 124. Ako môžeme vidieť na obrázku 5, táto koncová stena nie je rovinná, namiesto toho má radiálnu vonkajšiu prstencovú rovinnú časť 126, vnútorne kužeľovitú časť 128 a radiálnu vnútornú prstencovú rovinnú časť 130. Ciel tejto tvarovanej distálnej koncovej steny bude vysvetlený nižšie.

Izolačné zariadenie tohto vynálezu obsahuje druhý izolačný článok 132, ktorý má valcovitý vonkajší povrch 134 rovnakého priemeru ako vonkajší povrch 72 prvého izolačného článku 122. Druhý izolačný článok 132 má centrálny vrt 136, ktorý ohraničuje vnútorný valcovitý povrch 138 rovnakého priemeru ako centrálny vrt proximálnej časti 94 prvého izolačného článku a ktorý sa kuželovito roztvára od distálneho konca vnútorného povrchu 138 smerom ku vonkajšiemu povrchu 134 na distálnom konci druhého izolačného článku.

Špirálovitá drážka 140 je vyrytá v kužeľovitej stene centrálneho vrtu, ústiaca oproti dutine tesnenia počas používania.

Špirálovitá drážka 140 má rovnakú orientáciu ako špirálovité drážky v prvom izolačnom článku 122.

Špirálovitá drážka 142 je vyrytá vo vnútornom valcovitom povrchu 138 druhého izolačného článku, pričom je plynulo prepojená so špirálovitou drážkou 140 tak, aby vyplavovala kvapalinu a nečistoty z otvoreného distálneho konca druhého izolačného článku smerom ku proximálnemu.

koncu tohto článku. Malo by to byť chápané tak, že hriadeľ kvapalinového rotačného zariadenia nie je zakreslený na obrázkoch číslo 5 až 11 a že na týchto obrázkoch by mala byť malá medzera medzi vnútorným valcovitým povrchom prvého a druhého izolačného článku

a medzi vonkajším povrchom	hriadeľa, kedy	je	i zolačné
zariadenie	nainštalované v	dutine tesnenia.
Proximálna	prstencovitá	koncová stena	144	druhého

izolačného článku je opracovaná tak, aby priliehala a zapadala do distálnej koncovej steny prvého izolačného článku 122. Takže proximálna koncová stena druhého izolačného článku má radiálnu vonkajšiu rovinnú časť 146 a kužeľovitú časť 148, ktoré zapadajú do odpovedajúcich častí prvého izolačného článku. Výhodné by bolo, ak druhý izolačný článok bude tesne pasovať do dutiny tesnenia tak, že keď prilieha k prvému izolačnému článku bude medzi nimi malá resp. žiadna relatívna rotácia a izolácie medzi sebou vzájomne nerotujú. Na uľahčenie izolácie by mohli byť spojené medzi sebou napríklad kolíkmi osovo pretiahnutými medzi príslušnými koncovými stenami 124 a 144 alebo ozubením v týchto stenách, aby sa zabránilo relatívnemu otáčaniu. Mohli by byť použité ďalšie tradičné spojovacie mechanizmy, aby udržali prvý a druhý izolačný člen tesne pri sebe tak, aby nedochádzalo k rotácii medzi nimi.

Pre dutinu tesnenia, ktorá používa iba výplň, by sa mal použiť iba prvý izolačný člen analogicky ako je to už popísané vo verzii P SpiralTrac™ izolácie. Výplň by bola umiestnená vo vnútri dutiny tak, aby priliehala k distálnej koncovej stene 124 prvého izolačného článku. Pre dutinu tesnenia, ktorá používa mechanické tesnenie na vzdialenejšom konci tejto dutiny, by sa mala použiť kombinácia prvého a druhého izolačného článku, s proximálnou koncovou stenou 144 druhého izolačného článku priliehajúcou a zapadajúcou do distálnej koncovej steny 124 prvého izolačného článku. Smer prúdenia kvapaliny vo vnútri kombinovaných izolácii bude rovnaký ako bolo vyššie popísané. Ak chce prevádzkovateľ zmeniť prostredie tesnenia s jedného na druhé, stačí iba pridať alebo odstrániť druhý izolačný článok, závisiac od konkrétneho zariadenia, ktoré chceme použiť.

Oba izolačné články zobrazené na obrázku 5 majú oproti sebe vyryté vrty 150. V praxi sa dajú izolačné články vypracovať, odliať alebo vymodelovať z nehrdzavejúcej ocele 316, 416, sklom vypĺňaného PTFE (polytetrafluóretylénu), uhlíkovografitového PTFE, bronzu alebo titanu, ako jednodielny kus alebo ako dvojdielne zostavy na jednoduché vtesnanie do dutiny tesnenia. Pre dvojdielne zostavy by každý izolačný článok mal byť vypracovaný, odliaty alebo vymodelovaný v dvoch do seba zapadajúcich, komplementárnych poloviciach, oddelených pozdĺžnou rovinou. Jedna z týchto polovíc by mala obsahovať vrty 150 a druhá by mala obsahovať komplementárne kolíky (nezobrazené na obrázku) z nej vystupujúce zapadajúce do vrtov 150 v priebehu montáži na rotačný hriadeľ.

Obrázok 6 ilustruje zariadenie 152, v ktorom sú prvý a druhý izolačný článok rovnaké ako články 122 á 132 na obrázku 5. Jediný rozdiel spočíva v prstencovom ramene 154 v proximálnej koncovej stene prvého izolačného článku, pričom toto rameno je prispôsobené tak, aby zapadalo do schodíkového hrdla izolácie pri vstupnej zóne do dutiny tesnenia, rovnako ako na obrázku 1.

Obrázok 7 zobrazuje ďalší variant zariadenia (z obr.5), z ktorého vyčnieva externý výbežok 156, hneď vedľa proximalne.ho konca prvého izolačného článku, na umiestnenie prvého izolačného článku do dutín tesnenia, ktoré takýto výbežok vyžadujú.

Obrázok 8 ukazuje opäť ďalší variant zariadenia z obr. 5. Izolačné články sú zobrazené oddelene, ale sú tu zobrazené aj v plášti dutiny tesnenia s odvodňovacím kanálom 158 spojeným s prstencovou drážkou 82 vo vonkajšom valcovitom povrchu prvého izolačného článku. Toto zariadenie, namiesto striekania splachovacej kvapaliny pod tlakom do centrálnej časti 102, má odvodňovací kanál 158 spojený s odsávaním čerpadla. Toto zariadenie sa používa najmä ale nie iba v prostredí s mechanickým tesnením. Druhý izolačný článok prenáša nečistoty do distálneho konca prvého izolačného článku, aby tam boli odstránené odvodňovacím kanálom 158 späť do odsávania čerpadla. Ostatné nečistoty, ktoré sa nepodarilo odsať, budú odstránené cez špirálovité drážky spôsobom uvedeným vyššie.

Obr. 9 ilustruje dvojdielne zariadenie 160, ktoré je užitočné iba v prostredí s výplňou. Prvý izolačný článok

162 má vonkajší valcovitý povrch 166 ohraničujúci kuželovito zväčšuje od povrchu 166 a je obstara v šikmej stene vrtu, distálnemu koncu vonkajšieho konca dovnútra smerom a k prstencovej distálnej článku. Špirálovitá drážka valcovitého povrchu 166, popísaných vyššie.

povrch 164 a vnútorn centrálny vrt 168.

distálneho konca ný špirálovitou pričom izolačného šikmej steny drážka 170 článku.

sa vrt ý valcovitý Vrt 168 sa vnútorného drážkou 170 ústi oproti Z radiálneho radiálne zužuje izolačného článku j stene 172 izolačného je vyrytá do vnútorného podobne ako v izoláciách k poliacej čiare koncové

174

V tomto zariadení štandardný, komerčne dostupný lampovitý krúžok 17_6 prilieha k distálnej koncovej stene 17 2 prvého izolačného článku 162. Toto zariadenie umožňuje prevádzkovateľovi použiť jeho lampovitý krúžok s prvým izolačným článkom ako to bolo uvedené.

Zariadenie na obrázku 10 je podobné tomu z obrázku 9, ale lampovitý krúžok 176 je obstaraný špirálovitou drážkou 178 na jeho vnútornom povrchu, na odstraňovanie nečistôt z lampovitého krúžku do prvého izolačného článku a následne do rotorovej strany rotujúceho zariadenia. Toto zariadenie je obzvlášť prispôsobené pre prostredia s výplňou.

Obrázok 11 ukazuje trojdielne zariadenie 180, v ktorom sú prvý a druhý izolačný článok 182, 184 rovnaké ako izolačné články 122 a 142 z obrázka 5 a pracujú a spolupracujú rovnakým spôsobom. Toto zariadenie obsahuje tretí izolačný článok 186, ktorý je rovnaký ako izolačný článok 162 z obrázka 9. Rovinná prstencová distálna koncová stena 172 tretieho izolačného článku je priľnutá k rovinnej prstencovej proximálnej koncovej stene 78 prvého izolačného článku 182 a nečistoty tečú z prvého izolačného článku do tretieho izolačného článku a potom do rotorovej strany rotujúceho zariadenia. Toto zariadenie by bolo použité, ak by dutina tesnenia bola priestorovo obmedzená a bolo by nevyhnutné zmeniť dĺžku izolačného zariadenia na dosiahnutie správnej inštalácie.

Z uvedeného vyplýva, že môžu byť použité rôzne kombinácie prvého, druhého a tretieho izolačného článku, s alebo bez lampovitých krúžkov, s použitím výplňových a/alebo mechanických tesnení tak, aby splnili akékoľvek požiadavky odstraňovania nečistôt z dutiny tesnenia. Overená technológia ochrany dutiny tesnenia SpiralTrac™ bola aplikovaná v nových komponentoch, aby prevádzkovateľovi umožnila výber vhodnej izolácie na ochranu dutiny tesnenia, či už používa výplňové alebo mechanické tesnenie. Zariadenie tohto vynálezu mu tiež umožni zmenu z prostredia s výplňou na prostredie s mechanickým tesnením a naopak, bez zbytočného zničenia alebo vyhodenia izolácii, ktoré by boli inak ešte použiteľné .

PATENTOVÉ NÁROKY

1. Izolačná zariadenie na ochranu dutiny tesnenia kvapalinového rotačného zariadenia, ktorej dutina je určená z časti rotačným hriadeľom majúcim 'vonkajší valcovitý povrch a z časti obkolesujúcim plášťom, ktorý má vnútorný valcovitý povrch rozmiestnený radiálne smerom von od spomenutého hriadeľa, vstupnú zónu, z ktorej je dutina prispôsobená prijímať výplňový materiál, a vzdialenejší koniec vstupnej zóny na umiestnenie mechanického tesnenia, vyznačujúce sa tým, že obsahuje:

a) prvý a druhý zvyčajne valcovitý izolačný článok na umiestnenie v spomínanej dutine, pričom každý z týchto má vonkajší valcovitý vnútorný povrch plášťa, izolačných článkov ktorého zapadá povrch, do a vnútorný valcovitý spomínaného a hriadeľom vrt s priemerom väčším ako hriadeľa tak, aby vznikla medzi je priemer týmto vrtom prstencová medzera,

b) prvý izolačný článok, ktorý má a distálnu koncovú stenu, proximálnu

c) vnútorný vrt prvého izolačného článku obsahujúci prvú a druhú koncovú časť obvykle konštantného priemeru otvárajúceho sa k proximálnym a distálnym koncovým stenám, respektíve obsahujúci tretiu časť rastúceho priemeru susediacu so spomínanou prvou časťou a štvrtú časť zmenšujúceho sa priemeru nachádzajúcou sa medzi treťou a druhou časťou pričom najmenej tretia časť vrtu prvého izolačného článku určuje špirálovitú drážku otvárajúcu sa smerom k štvrtej časti vrtu a táto špirálovitá drážka je orientovaná rovnako ako smer rotácie hriadeľa,

d) druhý izolačný článok majúci proximálnu koncovú stenu, ktorá prilieha a zapadá do distálnej koncovej steny prvého izolačného článku,

e) vnútorný vrt druhého izolačného článku obsahujúci prvú časť obvykle konštantného priemeru otvárajúceho sa ku proximálnej koncovej steny druhého izolačného článku, a druhú časť rastúceho priemeru vedúceho od prvej časti ku distálnemu koncu spomínaného druhého izolačného článku, pričom najmenej uvedená druhá časť vrtu druhého izolačného článku určuje špirálovitú drážku otvárajúcu sa smerom ku distálnemu koncu druhého izolačného článku a táto špirálovitá drážka je orientovaná rovnako ako smer rotácie hriadeľa,

f) ak spomínaná dutina obsahuje iba výplň, bude prvý izolačný článok umiestnený pri uvedenej vstupnej zóne, pričom táto výplň bude priliehať ku distálnej koncovéj stene prvého izolačného článku a ak uvedená dutina obsahuje mechanické tesnenie, bude prvý izolačný článok umiestnený pri vstupnej zóne dutiny a druhý izolačný článok bude umiestnený vo vnútri uvedenej dutiny, proximálnou koncovou stenou priliehajúcou sa a zapadajúcou do distálnej koncovej steny prvého izolačného článku a druhá časť vrtu druhého izolačného článku smeruje k mechanickému tesneniu.

Claims (7)

1. vyznačujúce sa tým, že prvá aj druhá časť vrtu prvého izolačného článku a prvá časť vrtu druhého izolačného článku obsahujú špirálovitú drážku orientovanú rovnako ako smer rotácie hriadeľa.
2. 3. Zariadenie podľa nároku 1 alebo 2, vyznačujúce sa tým, že distálna koncová stena prvého izolačného článku obsahuje radiálne vonkajšiu prstencovú rovinnú časť, prstencovú radiálne dovnútra sa roztvárajúcu kužeľovitú časť a radiálne vnútornú prstencovú rovinnú časť a proximálna koncová stena druhého izolačného článku obsahuje radiálne vonkajšiu prstencovú rovinnú časť a kužeľovito radiálne dovnútra sa rozširujúcu časť, pričom obe tieto časti proximálnej koncovej steny druhého izolačného článku sú prispôsobené tak, aby priliehali a zapadali do vonkajšej rovinnej časti a do kužeľovitej časti distálnej koncovej steny prvého izolačného článku.
3. 4. Zariadenie podľa niektorého z nárokov 1,2 alebo 3, vyznačujúce sa tým, že prstencové rameno je vyformované v proximálnom konci prvého izolačného článku susediac odtiaľ s vonkajším valcovitým povrchom.
4. 5. Zariadenie podľa niektorého z nárokov 1,2 alebo 3, vyznačujúce sa tým, že obsahuje výbežok trčiaci radiálne z vonkajšieho valcovitého povrchu prvého izolačného článku odtiaľ susediac s proximálnym koncom.
5. 6. Zariadenie podľa niektorého z nárokov 1 až 5, vyznačujúce sa tým, že obsahuje tretí izolačný článok na priliehanie k distálnemu koncu prvého izolačného článku, pričom tretí izolačný článok má vonkajší valcovitý povrch na presné zapadanie do vnútorného valcovitého povrchu plášťu a má vnútorný valcovitý vrt väčšieho priemeru ako je priemer hriadeľa, na vytváranie prstencovej medzery medzi vrtom a vonkajším povrchom hriadela; uvedený vnútorný vrt tretieho izolačného článku obsahujúci prvú časť konštantného priemeru, ústiacu do proximálnej koncovej steny tretieho izolačného článku, druhú časť vzrastajúceho priemeru vedúcu z prvej časti vrtu tretieho izolačného článku ku tretej časti zmenšujúceho sa priemeru, ktorý ústi v rovinnej distálnej koncovej stene tretieho izolačného článku, pričom aspoň druhá časť vrtu tretieho izolačného článku určuje špirálovitú drážku ústiacu oproti distálnemu koncu tretieho izolačného článku, ktorá má rovnakú orientáciu ako smer rotácie hriadeľa.
6. 7. Izolačné zariadenie na ochranu dutiny tesnenia kvapalinových rotačných zariadení, ktorých dutina je ohraničená častí rotačným valcovitým povrchom, z časti s vnútorným valcovitým povrchom rozprestierajúcim sa radiálne navonok od uvedeného hriadeľa, z časti vstupnou zónou dutiny a časti koncom odľahlým od vstupnej zóny, uvedená dutina prispôsobená vyznačujúce sa je tým, že obsahuje na prijatie bežnej výplne,

   a) prvý a druhý valcovitý izolačný článok na umiestnenie do dutiny, pričom každý takýto izolačný článok má vonkajší valcovitý povrch na zapasovanie do vnútorného povrchu uvedeného plášťa, a má valcovitý vrt väčšieho priemeru ako vnútorný je priemer hriadeľa, aby vznikla prstencová medzera medzi týmto

   b) proximálnu

   c) vnútorný vrt prvého izolačného článku zahŕňajúci prvú časť proximálnej koncovej konštantného priemeru ústiacu do steny, druhú časť zväčšujúceho sa s prvou časťou, vedúcu k tretej sa priemeru, ktorá sa tiahne vrtom a vonka j š im povrchom hriadeľa;

   prvý izolačný článok majúci a distálnu prstencovú koncovú stenu;

   k distálnej koncovej stene, druhá časť vrtu spomínaného prvého i zolačného článku určuj úca špirálovitú drážku ústiacu smerom k tretej časti vrtu, ktorá má rovnakú orientáciu ako smer rotácie hriadeľa;

   ktorý druhý izolačný má proximálnu článok je lampovitý- krúžok, koncovú stenu zapadajúcu do podpery distálnej koncovej steny prvého izolačného článku;

   e) ak je prvý izolačný článok umiestnený pri vstupnej zóne dutiny a lampovitý krúžok umiestnený v dutine proximálnou koncovou stenou priliehajúcou k distálnej koncovej stene prvého izolačného článku.
7. 8. Zariadenie podľa nároku 7, vyznačujúce sa tým, že lampovitý krúžok má špirálovitú drážku na jeho vnútornom povrchu, ktorá má rovnakú orientáciu ako smer rotácie hriadeľa, pričom špirálovitá drážka lampovitého krúžku slúži na nasmerovanie nečistôt smerom k prvému izolačnému článku.