JP4108329B2 - パルプ又は繊維プロセスシステムにおいて蒸解槽に帯するトップセパレーター - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明はパルプ又は繊維プロセスシステムにおいて蒸解槽に付帯するトップセパレーターに関する。
【0002】
【従来の技術】
トップセパレーターは、連続蒸解罐において、(通常高圧フィーダーからの)スラリー中のセルロース性繊維材料をスラリー中の液体の一部と分離し、分離後の液体を上流装置(例えば高圧フィーダー)へ戻すために慣用されている装置である。トップセパレーターの具体例は、米国特許第5,413,677号、第5,822,477号、第6,024,837号および第6,086,717号明細書に示されており、これらの米国特許明細書の開示内容は本明細書の一部を構成する。
【0003】
図1は、トップセパレーターのための従来のパッキンを部分的に断面で、また部分的に立面で示した概略側面図であり、図2は、従来のパッキンおよびその付帯パックボックスをより詳細に示した、図1と同様の図である。
【0004】
図1に示すように、従来のトップセパレーター10は、蒸解槽16の頂部に設けられ、トップセパレーターシャフト14の回りのパッキン12により蒸解槽に対してシールされており、このパッキンにより蒸解槽中の加圧スラリーがシールされる。パッキンは通常、潤滑系の一連のリング、例えばファイブ リング(five rings)である。加圧蒸解槽を良好にシールし続けるために、経時に伴いパッキンは交換する必要がある。
【0005】
蒸解槽の現在の設計に伴う問題点は、パッキン12を交換するために、スラリーを排出して蒸解槽を空にしなければならず、蒸解槽を空にするためには時間と費用のかかることである。
【0006】
図2に示すように,パックボックス18は、パッキン12を含むシャフト14の回りに設けられた環状チャンバーである。潤滑油は潤滑油口19によって、ランターンリング21を通ってパッキンチャンバーに注入される。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、蒸解罐を空にすることなく、パッキンを短時間でかつ安価に交換できるトップセパレーターアセンブリーを提供することにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】
一つの態様において、本発明は蒸解罐用のトップセパレーターアセンブリーに関するものであり、該トップセパレーターアセンブリーは、トップセパレーターのための回転可能なシャフトと、該シャフト用のパッキンと、前記シャフトに作動可能に取り付けられ、パックボックスとの間に名目上のクリアランスを有するシールリングとを含むものである。シールリングは、(シャフトが回転していないときおよび蒸解罐の保守の間に)シャフトを上昇させることにより、パックボックスと、パックボックスに向い合った側にある(蒸解罐中の)リング側面との間に実質的な流体密封シールを形成する。このシールリングによる流体密封は、パッキンを交換する間、蒸解槽の内容物の圧力を保持する。
【0009】
他の態様において、本発明は蒸解罐用の他のトップセパレーターアセンブリーに関するものであり、該トップセパレーターアセンブリーは、
トップセパレーター用の回転可能なシャフト;
該シャフトの回りに設けられたパッキンを収容するパックボックス;および
前記シャフトに設けられ、前記パックボックスと名目上のクリアランスを有するシールリングを含み、
該シールリングは、前記シャフトを上昇させることにより、前記パックボックス、前記リングおよび前記蒸解罐の間に実質的な流体密封シールが形成されるように設けられていることを特徴とするものである。
【0010】
更に別の態様において、本発明は、蒸解罐用のトップセパレーターアセンブリー中にパッキン材料を提供するための方法に関するものであり、この方法は、次の工程、すなわち、
(a)トップセパレーターアセンブリーから蒸解罐中に延びているシャフトを上昇させる工程;
(b)シャフトを上昇させながら、シャフトに設けられたシールリングと、シールリングを収容しているパックボックスとの間に流体密封シールを形成する工程;
(c)シールリングによって形成された密封シールを用いて、圧力下に蒸解罐内のスラリーを保持しながらパッキン材料を交換する工程;
(d)パッキン材料がパックボックスとシャフトとの間に密封シールを形成するようにシャフトを下降し、この下降によってシールリングとパックボックスとの間にクリアランスを形成する工程;および
(e)シャフトを蒸解罐の運転下に回転させ、シャフトをパックボックスによりシールし、シールリングをパックボックスから分離すル工程
を含むことを特徴とするものである。
【0011】
【発明の実施の形態】
図3は蒸解槽24用のトップセパレーター22のためのパッキン20を示す。
トップセパレーター22は、セルロース性繊維材料のスラリーを受け入れる入口シュート23を有する蒸解槽24の頂部に設けられた円筒形のハウジングである。シュート23は、蒸解槽24中に通常垂直下方に延びているセパレータースクリューコンベヤー25の中へスラリーを送り込む。スクリューコンベヤー25は、垂直セパレーターシャフト28によって回転される。このシャフト28は、モーター27によって、トップセパレーター22の頂部に取り付けられているギアボックス29経由で回転される。シャフト28はトップセパレーター22を通って下に延びており、パックボックス26を通って蒸解槽24に入っている。パックボックス26はパッキン20を含み、このパッキン20が回転しているセパレーターシャフト28と、固定している蒸解槽24との間をシールしている。このシールは槽中の圧力維持を助けるので、蒸解槽中でスラリーを加圧下に処理することができる。
【0012】
図4は、蒸解罐を空にすることなくパッキンを交換できるパックボックス26の詳細な側面図を、部分的に断面で、また部分的に立面で示す。パックボックスアセンブリー26は、トップセパレーターシャフト28に連携して、パックボックス26のところ、そのとなりまたは近くに、特定の構造を有するシールリング30を備えている。シールリング30は、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)含有材料、25%ガラス入りテフロン(登録商標)材料、エラストマーまたはパックボックスと固定セパレーターシャフトとの間に加圧シールを提供し得る、その他の材料によって形成されている。リング30は、トップセパレーターシャフトスリーブ34のショルダー46のところで適切に支えられている。
【0013】
リング30は、テーパーの付いた(例えば円錐台形の)頂面36を含むのが好ましい。シールリング30はシャフト用スリーブのショルダー46に取り付けられるか、またリング30は実質的に円錐台形の頂部シール面36を備えていてもよい。パックボックスのパッキン押さえ41の底部リム40は、前記シールリング頂面と実質的に相補的な円錐台形表面であるのが好ましい。
【0014】
正常な蒸解罐の運転の間、シールリング30と、パックボックス26のパッキン押さえ41の底部40との間には、名目的なクリアランス38が存在する。正常な蒸解罐の運転の間、シールリングはパックボックスに対してかみ合ったり、シールしたりすることはない。
【0015】
パックボックスハウジング41は、パッキン用の外部円筒壁を提供する。パッキン押さえは、パッキンと同様固定されている。パッキン20もまたパックボックスアセンブリー26中に収納されている。クリアランスがあるためにシールリングはシールを形成することはなく、このため正常な蒸解罐の運転中にはシールリングは作動しない。パックボックスハウジングの底部40は、シールリング30の頂面36の表面形状に対して相補的な表面形状をしているのが好ましい。シール性の向上のための突出したリッジ(ridge)42が、パックボックスの底部40に設けられていてもよく、このリッジ42はパックボックスの底部40の環状表面に環状の鋸歯状をなして連なっていてもよい。
【0016】
パッキン20を交換したいときは、シャフト28の回転を止め、図3に示す上昇板51を用いてシャフトを上昇させる。シャフトが図5に示すように矢印52の方向に上昇するにつれて、シールリング30は、パックボックスの底部40と、シャフトスリーブ34の環状のリッジ46との間で締め付けられる。締め付けられたシールリング30は、シールリング頂面36と、パックボックスのハウジング底部40との間に実質的な流体密封シールを形成する。流体密封シールはまたシャフトスリーブ34のレッジ(ledge)46との間でも形成される。蒸解罐が締め付けられたリングによって完全にシールされれば、パックボックスのパッキン20を交換することができる。パッキンを取り付けるために、パックボックスハウジングフォロア43はシャフトを上に滑り上がる。パッキン20は、全てのリングが取り外されるまで、1回に1本ずつ取り外される。次に新しいリング状パッキンが取り付けられる。
【0017】
両表面間のリングをシールすることによって、パックボックスハウジング41とパッキン20を、蒸解槽内部の大気圧以上の圧力からシールする。図6に概略示す圧力ゲージ48は、パッキン底部への液体の出入を行うパックボックスハウジング41のキャビティ50に取り付けてもよい。図4および図5に示すように、キャビティ50は、シールリングがパックボックスとかみ合ったときにシールされるようになる。パックボックスキャビティ中の圧力は、パックボックスが安全に作動しているかどうかを確認するために、またシールリングがシャフトとパックボックスとの間の密封を良好に保っていることを確認するために測定される。ゲージに高い圧力が示されているということは、キャビティが密封されていないことを示しており、低い圧力が示されているということは、シール装置が働き、キャビティが蒸解罐の圧力から隔離していることを示している。
【0018】
圧力ゲージ48は、トップセパレーター22中に設置されるか、またはセパレ―ターの外に設置され、蒸解罐の外部に信号を伝え、そこに配置されている作業員が容易に読み取れるようにする。従来の適切な圧力ゲージ48であれば、どのようなものでも使用することができる。配管中の流体ドレイン56用のバルブ54を、過剰の圧力を逃がすために設けてもよい。バルブ58は、加圧水の供給源60に連結してもよい。
【0019】
パックボックス中の圧力が安全であると一旦確認されれば、内部構成部品であるパッキン20を交換することができる。パッキンを従来の方法で交換すると、シャフト28にかかる、矢印52によって示される上昇力が解放され、シャフトが下方にわずかに下がり、セパレーターの作業位置へと動く。シャフトスリーブおよびシールリング30は図3に示された位置に戻り、図4に示すようにリング30の表面と、パックボックス底部40との間にクリアランス38を生ずる。
【0020】
通常のトップセパレーターでは、蒸解罐を空にし、パッキン交換、蒸解罐の再充填、内容物のバッチ蒸解、そして連続運転を再開するには28時間以上必要である。この時間を、ここに開示したシールリング形態を用いることにより、約6時間までに短縮することができる。
【0021】
本発明は、最も実際的かつ好ましい態様であると現在考えられるものについて記載したものであるので、本発明は開示の態様に限定されず、本発明の精神と前記特許請求の範囲に含まれる多くの部分的修正と等価の構成とをすべて含むものであることを理解すべきである。
【図面の簡単な説明】
【図1】 蒸解槽の上部に設けられた従来のトップセパレーター側面を部分断面で、また部分立面で示した図である。
【図2】 図1に示すトップセパレーター用の従来のパックボックス側面を部分断面で、また部分立面で示した拡大図である。
【図3】 蒸解槽上に設置され、パックボックスおよびシールリングを備えたトップセパレーター側面を部分断面で、また部分立面で示した図である。
【図4】 図3に示すパックボックスおよびシールリング側面を部分断面で、また部分立面で示した拡大図である。
【図5】 図3に示すパックボックスの側断の拡大図であり、シールリングがパックボックスと蒸解槽の間をシールしている。
【図6】 図3に示すパックボックス用の流体バルブおよび圧力バルブシステムの概略図である。
【符号の説明】
10,22…トップセパレーター、12、20…パッキン、14…トップセパレーターシャフト、16,24…蒸解槽、18、26…パックボックス、19…潤滑油口、21…ランターンリング、23…入口シュート、25…スクリューコンベヤー、27…モーター、28…セパレーターシャフト、29…ギアボックス、30…シールリング、34…シャフトスリーブ、36…シールリング上面、38…クリアランス、40…底部リム、41…パッキン押さえ、42…リッジ(ridge)、43…パックボックスハウジングフォロア、46…レッジ(ledge)、50…キャビティ、51…上昇板、52…上昇方向矢印、54,58…バルブ、56…ドレイン、60…加圧水供給源
Claims (18)
- 蒸解罐用のトップセパレーターアセンブリーであって、
トップセパレーター用の回転可能なシャフト;
該シャフトの回りに設けられたパッキンを収容するパックボックス;および
前記シャフトに設けられ、前記パックボックスと名目上のクリアランスを有するシールリング
を含み、
該シールリングは、前記シャフトを上昇させることにより、前記パックボックス、前記シールリングおよび前記蒸解罐の間に実質的な流体密封シールが形成されるように設けられており、
前記パックボックスが、前記シールリングと向き合った環状表面を有し、該環状表面がシャフトの上昇時に前記シールリングとかみ合い、
パックボックスの前記環状表面が、シャフトの上昇時に前記シールリングの中へ食い込んでいる、少なくとも一つのリッジ( ridge )を有する
ことを特徴とする前記トップセパレーターアセンブリー。 - 前記リッジが鋸歯状であることを特徴とする請求項1に記載のトップセパレーターアセンブリー。
- 前記シャフトが前記シールリングを受け入れるためのレッジ(ledge)を有し、該レッジが、前記シールリングとかみ合う、少なくとも一つの環状リングを有することを特徴とする請求項1に記載のトップセパレーターアセンブリー。
- レッジ上の前記環状リングが、鋸歯状であることを特徴とする請求項3に記載のトップセパレーターアセンブリー。
- 前記パックボックスが、前記シールリングと向き合った環状表面を含み、該環状表面が、シャフトの上昇時に前記シールリングとかみ合っていることを特徴とする請求項1に記載のトップセパレーターアセンブリー。
- パックボックスの前記環状表面が、シャフトの上昇時に前記シールリングの中へ食い込んでいる、少なくとも一つのリッジを含むことを特徴とする請求項5に記載のトップセパレーターアセンブリー。
- 蒸解罐が、セルロース性繊維材料のスラリーを前記トップセパレーターを通して受け入れることを特徴とする請求項1に記載のトップセパレーターアセンブリー。
- 前記回転可能なシャフトが、前記トップセパレーターを通って前記蒸解罐中に垂直に延びていることを特徴とする請求項1に記載のトップセパレーターアセンブリー。
- 前記シールリングが、軟性のシール材から形成されていることを特徴とする請求項1に記載のトップセパレーターアセンブリー。
- 前記シールリングが、通常台形断面を有する環状であることを特徴とする請求項1に記載のトップセパレーターアセンブリー。
- 前記シールリングが、上面と下面を有し、前記シールリングの上面が前記パックボックスの下部環状表面と向き合い、前記シールリングの下面が前記シャフトの環状レッジと向き合っていることを特徴とする請求項1に記載のトップセパレーターアセンブリー。
- 前記シールリングが、前記シャフトの環状表面に向き合って設けられた内部円筒表面をさらに有し、前記環状表面がシャフトの前記レッジに近接していることを特徴とする請求項4に記載のトップセパレーターアセンブリー。
- 前記シャフトがシャフトスリーブを有し、該スリーブが前記シールリングを支持するレッジを有することを特徴とする請求項1に記載のトップセパレーターアセンブリー。
- 蒸解罐頂部に設けられるトップセパレーターアセンブリー中にパッキン材料を提供するための方法であって、次の工程、すなわち、
(a)トップセパレーターアセンブリーから蒸解罐中に延びているシャフトを上昇させる工程;
(b)シャフトを上昇させながら、シャフトに設けられたシールリングと、シールリングを収容しているパックボックスとの間に流体密封シールを形成する工程(該工程において、前記パックボックスが前記シャフトの周囲に第一の環状表面を有するとともに、前記シールリングが前記シャフトの上昇時に前記第一の環状表面とかみ合う第二の環状表面を有し、前記第一または第二の環状表面が、前記シャフトの上昇時に他方の環状表面とシールを構成する環状のリッジを有するものである);
(c)シールリングによって形成された密封シールを用いて、圧力下に蒸解罐内のスラリーを保持しながらパッキン材料を交換する工程;
(d)パッキン材料がパックボックスとシャフトとの間に密封シールを形成するようにシャフトを下降し、この下降によってシールリングとパックボックスとの間にクリアランスを形成する工程;および
(e)シャフトを蒸解罐の運転下に回転させ、シャフトをパックボックスによりシールし、シールリングをパックボックスから分離する工程
を含むことを特徴とする前記方法。 - シャフトを上昇させる前に、パックボックス中の流体圧力を検知する工程をさらに含むことを特徴とする請求項14に記載の方法。
- シャフトを上昇させている間に、パックボックス内の流体圧力をモニターすることを特徴とする請求項15に記載の方法。
- 検知された流体圧力が、パックボックス内の所定の流体圧力を超える場合、工程(a)〜(d)を行わない工程をさらに含むことを特徴とする請求項15に記載の方法。
- 工程(a)〜(d)の間に、シャフトが回転しないことを特徴とする請求項15に記載の方法。
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