FI116803B - Sovitelma mekaanisen tiivisteen yhteydessä - Google Patents

Description

11 6

Sovitelma mekaanisen tiivisteen yhteydessä

Keksinnön kohteena on sovitelma mekaanisen tiivisteer sä, joka käsittää ainakin kaksi vastakkain painautuvaa liukupinta; 5 sovitettu tiivistämään pyörivän ja pyörimättömän koneenosan välis välineet liukupintoja jäähdyttävän tiivistenestevirtauksen aikaansaar Mekaanisia tiivisteitä käytetään hyvin yleisesti eri tekni tiivistämään pyörivän ja pyörimättömän koneenosan välisiä rakoja, nä tällaisista pyörivistä ja pyörimättömistä koneenosista ja niiden i 10 öistä voidaan mainita pumpun, esimerkiksi prosessipumpun runk sekä niiden väliin jäävä rako, joka on tiivistettävä niin, että pump sessineste ei pääse vuotamaan ulos pumpun akselin ja pumpun ru sä olevan raon kautta. Tiivistys tapahtuu kahden tarkasti vastakkais vasten pyörivän liukupinnan välissä. Normaalikäytössä mekaani 15 luonnollisesti myös lämpenee, jolloin sitä jäähdytetään nestevirtaul teen vastakkaiselta puolelta. Jäähdytysnesteenä käytetään esimei Mekaanisissa tiivisteissä on usein ilmakehän, ts. ympäristön puo toinen liukupintapari, jolla tiivistetään tiivistenesteen vuoto ilmakehä Mekaanisen akselitiivisteen toiminnan kannalta kriittisi 20 arvoja ovat paine, lämpötila ja muutamat muut seikat. Paine kasit! tävän tuotteen paineen, tiivisteen sisällä vallitsevan paineen, ns. ti paineen, em. paineiden suhteen toisiinsa nähden ja lisäksi paineis vat muutokset.

» Lämpötilan kannalta ajatellen asiaan liittyvät tiivistettävi .···, 25 lämpötila, tiivistenesteen lämpötila, ympäristön lämpötila, tiivisteen tyisesti liukupintojen lämpötila ja lämpötilojen muutokset.

... Muihin seikkoihin kuuluvat esimerkiksi tiivistettävän ak • * ***** misnopeus, prosessin käynnistys- ja alasajotilanteet sekä mahdoili lanteet prosessissa.

«*·: : 30 Tunnetusta tekniikasta voidaan mainita seuraavanlaise ·*· v · Mekaanisissa akselitiivisteissä kävtetään ns kaksnistasanainntnstf 2 11 teissä. Joissakin tapauksissa tiivisteeltä ulostuleva vesiliitäntä tulpe naan. Tällaisissa ratkaisuissa käytetään esimerkiksi tiivisteveden se vontayksikkö, jolla säädetään mekaanisen tiivisteen tiivisteveden painetta. Laitteisto käsittää virtausmittarin ja tarpeelliset säätölaitt 5 veden virtauksen ja paineen säätämistä varten. Em. järjestelyllä se ville tiivisteveden virtaus. Tiivisteveden eräänä tärkeänä tehtävän dyttää mekaanista tiivistettä kuten edellä on todettu. Tiivisteveden kuitenkin vaikea säätää optimiksi poistuvan tiivisteveden lämpötila Em. ratkaisun avulla tiedetään käytetyn tiivisteveden määrä, mutta 10 lutus on usein säädetty varmuuden vuoksi liian suureksi. Ongelmai leen se, että jos tiivisteveden virtaus säädetään pieneksi niin virtau tusaukko tukkeutuu helposti vedessä olevista partikkeleista, vaikka kuristusaukko olisi muotoiltu veden epäpuhtauksille suotuisaksi. Kui tukkeutumisesta johtuvat virtauksen alarajahälytykset ovat myös k; 15 ongelmallisia. Mikäli tiivisteveden ulostuloliitäntä on suljettu tulpalla saadaan mekaaniselle tiivisteelle hyvät olosuhteet, mutta lämmör visteeltä ei tällä järjestelyllä voida aikaansaada. Jos lämpötila nous nisen tiivisteen käyttöön suunniteltua lämpötilaa suuremmaksi saattaa vaurioitua. Ratkaisu ei siis sovellu tilanteisiin, joissa tiivistee 20 nousee helposti korkeaksi. Ratkaisun etuna on luonnollisesti se, < tiivistevettä ei kuluteta.

ΓΛ Tunnetun tekniikan suhteen voidaan yhteenvetona tode peat painemuutokset voivat aiheuttaa tiivisteen vaurioitumisen. Lis dettava, että jatkuvan virtauksen käyttö kuluttaa suuria määriä tiivis .···, 25 Jatkuva virtaus ei myöskään ota huomioon tiivisteen todellista jä vettä ja sen muutoksia, joka voi johtaa tiivistevaurioon. Ylimitoiti nesteen virtaus jäähdyttää myös tiivistettävää tuotetta, mikä on ha • · **·* käli tiivistenesteen virtaus estetään kokonaan niin tiivistevaurion r entisestään. Pyörimisnopeuden muutokset vaikuttavat tiivisteen jä • * : 30 peeseen ja näihin muutoksiin eivät tunnetut ratkaisut sopeudu.

: *: kävnnistvs- ia alasaiotilanteissa muutokset Daineissa ia lämoöti 3 11

Keksinnön tarkoituksena on saada aikaan sovitelma, j aiemmin tunnetun tekniikan epäkohdat pystytään eliminoimaan, päästy keksinnön mukaisen sovitelman avulla. Keksinnön mukaine on tunnettu siitä, että jäähdyttävän tiivistenestevirtauksen aikaans 5 neiden yhteyteen on sovitettu venttiiliväline (8), jonka toiminta per timetallielementtiin, joka on sovitettu reagoimaan tiivisteen lämpötil tettu avaamaan ja sulkemaan tiivistenesteen virtauksen jäähdytysl kaisesti.

Keksinnön etuna on ennen kaikkea se, että keksinnör 10 daan aikaansaada tiivisteen mukautuminen kaikkiin tiivistettävän vistenesteen ja ympäristön muutoksiin, ts, sekä painemuutoksiin, ( lamuutoksiin. Keksinnön avulla voidaan lisäksi tiivisteen jäähdyty todellista tilannetta vastaavaksi, jollin optimoinnilla säästetään I määriä tiivistenestettä. Etuna on edelleen se, että tuotetta ei jää 15 haan. Optimointi luo tiivisteelle olosuhteet, joissa sen elinikä saads lisimman pitkäksi ja tiivistevaurion riski saadaan aiempaa pienem sinnön avulla aikaansaadaan edelleen reagoiminen pyörimisnop< toksen aiheuttamaan jäähdytystarpeen muutokseen, johon aiemr ratkaisut eivät pysty. Keksinnön ansiosta tiivistenestettä ei myösk; 20 turhaan prosessin ollessa alasajettuna. Keksinnön ansiosta tiiviste goimaan nopeasti tapahtuviin muutoksiin ja häiriötilanteisiin.

Keksintöä ryhdytään selvittämään seuraavassa tarkemn :T: sa piirustuksessa kuvatun erään edullisen sovellutusesimerkin avul * •v. kuvio 1 esittää periaatteellisena kuvantona prosessipum .··*. 25 kuvio 2 esittää periaatteellisena kuvantona kuvion 1 yk * * suuremmassa mittakaavassa, kuvio 3 esittää periaatteellisena kuvantona keksinnön rr • · ***** vitelman perusperiaatetta, kuvio 4 esittää kaavioilisesti muistimetallin lämpölaajenc : 30 aatetta, • · : '· kuvio 5 esittää keksinnön mukaisen sovitelman olennai 4 11 kuvio 8 esittää kuvion 7 yksityiskohtaa suuremmassa mitt nähtynä kuvantona ja kuviot 9-11 esittävät keksinnön mukaisen sovitelman to lutusmuotoa sivulta nähtyinä leikkauskuvantoina erilaisissa toimintav 5 Kuviossa 1 on esitetty periaatteellisesti prosessipumppu, rivän osan 1 ja prosessipumpun pyörimättömän osan 2 väliin on so kaaninen tiiviste, joka tiivistää pyörivän osan 1 ja pyörimättömän o sen raon kohdassa 3. Edellä mainittu mekaaninen tiiviste on kuvat! massa mittakaavassa kuviossa 2.

10 Mekaaninen tiiviste käsittää kaksi vastakkain painautuva taa, jotka on sovitettu tiivistämään pyörivän ja pyörimättömän kone* lisen raon. Tiiviste käsittää edelleen tuloyhteen jäähdyttävän tiivu johtamiseksi mekaaniselle tiivisteelle ja poistoyhteen jäähdyttävän teen johtamiseksi pois mekaaniselta tiivisteeltä. Tiivisteessä voi lisä! 15 nen liukupintapari, jolla tiivistetään tiivistenesteen vuoto ympäristöä nesteen tulo tiivisteelle ja poistuminen sieltä on esitetty kuviossa 2 f lisesti nuolten avulla. Tiivistävät liukupintaparit on esitetty kuviossa meroiden 4a ja 4b avulla.

Edellä esitetyt seikat ovat alan ammattihenkilölle täysin 20 tekniikkaa, joten ko. seikkoja ei esitetä tarkemmin tässä yhteydess rakenne voi olla esimerkiksi Fl-patenttihakemuksessa 773726 Kv :*·*: soistasapainoitettu mekaaninen akselitiiviste, jolla pystytään aikaa • * optimointi paineiden osalta.

Kuviossa 3 on esitetty keksinnön perusperiaate. Viiter • · · β·«β 25 avulla on esitetty pumppu. Viitenumeron 6 avulla on esitetty tiivis! tuloyhde ja viitenumeron 7 avulla vastaavasti tiivistenesteen poisto] *„* sinnön olennaisen ajatuksen mukaisesti tiivistenesteen virtauksen i ***** en välineiden yhteyteen, esimerkiksi tiivistenesteen poistoyhteen 7 on sovitettu venttiiliväline, joka on sovitettu reagoimaan tiivisteen li • · : 30 ja sovitettu avaamaan ja sulkemaan tiivistenesteen virtauksen tiivis f * Hv/h/ctamoon mi liraicocti \/onftiili nn eiic cra/ifatti· toimimaan eitc 5 11

Ratkaisu voidaan toteuttaa eri tavoin, esimerkiksi meka sähköisesti. Mekaaninen venttiiliväline voi esimerkiksi sisältää mt olevan osan 11, jolloin venttiiliväline 8 on sovitettu avautumaan tiivi: lämpötilan noustua venttiilivälineessä olevan muistimetalliin aktivc 5 lämpötilaan ja vastaavasti sulkeutumaan tiivistenesteen lämpötilan li

Venttiiliväline 8 voidaan liittää kuviossa 3 esitetyllä taval nesteen poistoyhteeseen 7. Jos tiivisteen lämpötila on alhainen, t mönpoistoa tiivisteeltä ei tarvita niin venttiiliväline 8 on kiinni, joll· neste ei pääse virtaamaan venttiilivälineen 8 läpi. Tiivisteen lämn 10 vistenesteen lämpötila luonnollisesti myös nousee vastaavalla taval tilan noustessa mekaanisen tiivisteen toiminnan kannalta lähel aluetta, venttiiliväline 8 aukeaa ja tiivistenestettä virtaa tiivistetilan kauan, että lämpötila on laskenut. Lämpötilan laskettua venttiilivä keutuu. Edellä mainittu toiminta on keksinnössä saatu aikaan mt 15 ominaisuuksien avulla.

Kuten edellä on todettu keksinnön mukaisen sovitelman na seikkana on se, että sovitelman avulla estetään lämpötilan nous mainitun tiivisteen toiminnan kannalta kriittisen lämpötilan yli. Ventt sä käytetään muistimetallia, jonka valmistusvaiheessa aktivoidun r 20 lan määritys on suoritettu tiivistevalmistajan tietämyksen perusteella mainittu rajalämpötila on määritetty niin, että se vastaa aiemmin nr :***: visteen toiminnan kannalta kriittistä lämpötilaa. Muistimetalli ei to • · laajenemisen periaatteen mukaisesti lineaarisesti, vaan kuvion 4 mu ,y. Kuvioissa 6 - 8 on esitetty yksityiskohtaisesti keksinnön .···. 25 sovitelman venttiilivälineen eräs edullinen soveilutusmuoto. Viiter avulla kuvioihin on merkitty liitäntä tiivistenesteen poistoyhteesi kautta tiivisteneste pääsee virtaamaan venttiilivälineen 8 sisään. Vii • · ··’ 10 avulla kuvioihin on merkitty yhde, jonka kautta tiivisteneste pää maan ulos venttiilivälineestä. Viitenumeron 11 avulla kuvioihin c • * : 30 muistimetallista valmistettu osa. Viitenumeron 12 avulla on merkitt jousi ja viitenumeron 13 avulla istukkaventtiili. Viitenumeron 14 avu 1 6 neste pääsee tällöin virtaamaan venttiilivälineen 8 ja edelleen yhtee ulos kuviossa 3 esitettyyn poistoyhteeseen 7. Istukkaventtiilin tausaukot on mitoitettu tarpeeksi suureksi, jolloin tiivistenesteen ep eivät tuki venttiililaitetta. Istukkaventtiilin avautuminen tapahtuu er 5 asti, joka estää epäpuhtauksien jäämisen venttiiliin. Venttiili on joi täysin auki. Venttiilin nopea toiminta perustuu muistimetallin käytt lämpötilan muuttuessa kuten kuviossa 4 on esitetty. Tiivistenesteer laskiessa muistimetallia oleva osa 11 supistuu, jolloin sen istukkaa kipitävä voima pienenee ja palautusjousi 12 sulkee istukkaventtiilin 10 Kuvioissa 9-11 on esitetty mekaanisen sovellutuksen merkki. Kuvioiden 9-11 mukainen soveilutusmuoto on samantyyi kuvioiden 6-8 mukainen soveilutusmuoto. Kuvioissa 9-11 on k; taavissa yksityiskohdissa samoja viitenumerolta kuin kuvioissa 6-8 Kuvioiden 9-11 mukainen soveilutusmuoto toimii pe 15 seuraavasti. Venttiiliä käyttöönotettaessa se ilmataan ja testataan s Letkua 14 painetaan nuolen A osoittamaan suuntaan, jolloin mek visteen vesitilasta15 poistuu ilma ja vettä virtaa venttiilin läpi nuole maan suuntaan. Kun ote letkusta 14 vapautetaan venttiili sulkeutu den paineen ja palautusjousen 12 avulla. Ilmausmekanismin rak< 20 minta on sinänsä tunnettua tekniikkaa alan ammattihenkilölle, joter vata tarkemmin tässä yhteydessä.

ΓΛ Lämpötilan noustessa tiivisteessä lähelle maksimikäytt aktivoituu muistimetallia oleva osa 11, esimerkiksi jousi, ja avaa ve :y: mää vettä virtaa silloin tiivisteen vesitilaan 15, lämpötila laskee, mi .···. 25 olevan jousen 11 jousivoima pienenee ja venttiili sulkeutuu, ts. v • · perusasentoonsa, jossa tiivisteveden paine ja palautusjousi 12 sul tiilin suikuosana olevan kuulan 16 avulla.

• · *···' Sähköinen sovellutus voidaan toteuttaa esimerkiksi sähköisesti toimivaa lämpötila-anturin ohjaamaa magneettiventtiilis : 30 tiventtiili asennetaan ulkoisesti mekaaniseen akselitiivisteeseen 7 11

Edellä esitettyjä sovellutusesimerkkejä ei ole mitenkäär rajoittamaan keksintöä, vaan keksintöä voidaan muunnella patenl ten puitteissa täysin vapaasti. Näin ollen on selvää, että keksinnör sovitelman tai sen yksityiskohtien ei välttämättä tarvitse olla juuri se 5 kuvioissa on esitetty, vaan muunlaisetkin ratkaisut ovat mahdollis kiksi venttiilivälineen ei tarvitse olla kuvioissa esitetty erillinen ke vaan venttiiliväline voidaan myös integroida mekaaniseen tiivisteese ·· « • · 1 : .· ··· • · ·

• · I

• · • « · • · · • · ··· : : »·· * • · ··· « 1 • i • « • 4 4 « · i • •4 4 · 4 • 1

Claims (6)

11

1. Sovitelma mekaanisen tiivisteen yhteydessä, joka kä kin kaksi vastakkain painautuvaa liukupintaa, jotka on sovitettu 1 pyörivän ja pyörimättömän koneenosan (1,2) välisen raon ja väline 5 toja jäähdyttävän tiivistenestevirtauksen aikaansaamiseksi, t u n n että jäähdyttävän tiivistenestevirtauksen aikaansaavien välineider on sovitettu venttiiliväline (8), jonka toiminta perustuu muistimetalli joka on sovitettu reagoimaan tiivisteen lämpötilaan ja sovitettu a\ sulkemaan tiivistenesteen virtauksen jäähdytystarpeen mukaisesti. 10

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen sovitelma, tunne että venttiiliväline sisältää muistimetallia olevan osan (11) ja että v (8) on sovitettu avautumaan tiivistenesteen lämpötilan noustua neessä (8) olevaan muistimetalliin aktivoituun rajalämpötilaan ja sulkeutumaan tiivistenesteen lämpötilan laskiessa.

3. Patenttivaatimuksen 2 mukainen sovitelma, tunm että venttiiliväline (8) käsittää istukkaventtiilin (13), jossa muistinne osa (11) on sovitettu siirtämään sulkuosaa palautusjousen (12) tenesteen paineen aiheuttamaa voimaa vastaan.

4. Patenttivaatimuksen 3 mukainen sovitelma, tunne 20 että sulkuosa on kuula. f V

5. Patenttivaatimuksen 2 mukainen sovitelma, tunne :T: että venttiiliväline (8) on asennettu ulkoisesti mekaaniseen tiivistees :Y:

6. Patenttivaatimuksen 2 mukainen sovitelma, tunne • · että venttiiliväline on integroitu mekaaniseen tiivisteeseen. ft·· • · «·· • * • · *#· « « « « · • · · ft## · ft»· » · ft · 11