Steg 4 Analys av alternativa lösningar. IKOT D1 söndag den 22 februari 2009

Storlek: px

Starta visningen från sidan:

Download "Steg 4 Analys av alternativa lösningar. IKOT D1 söndag den 22 februari 2009"

Rut Åström
för 7 år sedan
Visningar:

1 D1 Steg 4 Analys av alternativa lösningar 0

Inventering av koncept Inventeringen inleddes med en undersökning och kartläggning av befintliga lösningar och koncept med hjälp av internet (patent på dammtätningar för konkrossar: www.uspto.

2 Inventering av koncept Inventeringen inleddes med en undersökning och kartläggning av befintliga lösningar och koncept med hjälp av internet (patent på dammtätningar för konkrossar: google patent search: ; konkurrenters lösningar: ; samt andra finurliga tätningsmekanismer t.ex.: sv.wikipedia.org/wiki/vattenlås). Lösningarna itererades, rankades och korsbefruktades med hjälp av en serie pugh-matriser. Nedan återges momenten och metoderna i sina huvuddrag. 5 koncept Efter successiv gallring under sökandet efter koncept och lösningar på dammtätningsproblemet enades gruppen om 5 koncept att arbeta vidare med. Nedan följer en kort sammanfattning av respektive koncept: Nuvarande lösning Den nuvarande lösningen består av en glidring och en dammtätningsring som löper mot varandra vid axiell rörelse. För att lämna rum för axelns/ stödkronans radiella rörelser är tätningsringens innerdiameter något större än glidringens ytterdiameter. Detta ger upphov till en öppen spalt mellan de båda ringarna. En kompressor skapar ett övertryck i maskineriet som orsakar ett luftdrag, som hindrar damm att ta sig in genom tidigare nämnda spalt. Komplex lösning, Patentnummer Den här lösningen består av två tätningsringar, den ena är fäst vid basramen och den andra sitter fast i krosskonen. Mellan de båda tätningarna uppstår en luftficka. Luften i fickan hålls ren från damm och annat smuts med hjälp av ett fläktsystem och filter. Heltäckande tätning, Patentnummer Detta är ett heltätt system som består av en korrugerad (veckad) tätning. Tätningen är fäst vid basramen och stödkronan. Den här lösningen förhindrar roterande rörelse av axeln och stödkronan. Veckningen i tätningen möjliggör däremot både radiell och axiell rörelse. Labyrint, Patentnummer I det här systemet finns det ett antal ringar på både stödkronan och basramen. Dessa löper i varandra och bildar på så sätt via en sorts labyrint, ett långt avstånd för dammet att färdas in till maskineriet. 1

Vattenlås Den här lösningen har vi inte hittat på någon konkross. Den används för att täta många andra produkter (därav inget specifikt patentnummer).

3 Vattenlås Den här lösningen har vi inte hittat på någon konkross. Den används för att täta många andra produkter (därav inget specifikt patentnummer). Vi tänker oss att lösningen skulle bestå av en vattenfylld skåra i basramen och en ring, fäst vid stödkronan, som löper i skåran och på så vis bildar ett vattenlås. Vattnet spolas/rinner hela tiden genom skåran och ersätts på så sätt med dammfritt vatten. Ett alternativ är att låta vattnet cirkulera och inkludera ett externt filtersystem. Man kan också tänka sig någon annan vätska, om så är praktiskt t.ex. vid låga temperaturer. Pughmatris och korsbefruktning För att finna en referenslösning att arbeta vidare med rankades respektive koncepts styrkor och svagheter med hjälp av en pugh-matris där de jämförda egenskaperna utgjordes av kritiska, bas och pricken-över-i krav som gruppen anser viktiga. Funktion/Koncept Befintlig Vattenlås Labyrint Duk Komplex Tätning Stärkning av krona Motverkan av fretting Uppfyller underhållskrav Driftsäkerhet Standardiserad reparation 0 + X - - Lättinstallerad Lättdemonterad Tålig CE-märkning 0 -* *Kräver kemikalier för motverka isbildning vid låga temperaturer Utifrån ovanstående resultat korsbefruktades koncepten för att om möjligt eliminera svaga delar och på så sätt ta fram en bättre lösning på tätningsproblemet. Korsbefruktningarna blev som följer: Labyrint med filtersystem Det här är en labyrint där man integrerat filtersystemet från den komplexa lösningen. Labyrint med utåtriktad luftström Det här är labyrinten tillsammans med den nuvarande lösningen. Själva tätningen består av labyrinten och det också en kompressor som skapar ett övertryck i maskineriet och därmed en utåtriktad luftström genom labyrinten. Vattenlås med duktillsats Den hör korsbefruktningen är tänkt att lösa problemet med is som uppstår med vattenlåsfunktionen. När man förväntar sig låga temperaturer tömmer man helt enkelt ut vattnet och monterar istället på en heltäckande gummiduk som substitut. 2

4 Vattenlås med luftström Det här är ett annat försök att komma runt isproblemet. När man förväntar sig låga temperaturer tömmer man ut vattnet och kör igång kompressorn, varvid det fungerar som i den nuvarande lösningen (fast med betydligt större luftspalt). En ny iteration med hjälp av en pugh-matris gjordes för att utvärdera korsbefruktningarna. Återigen sattes existerande lösning som referens. Funktion/Koncept Befintlig Labyrint + filter Labyrint + luftström Vattenlås + duktillsats Tätning Stärkning av krona Motverkan av fretting Uppfyller underhållskrav Driftsäkerhet Standardiserad 0 - X - 0 reparation Lättinstallerad Lättdemonterad Tålig CE-märkning Vattenlås + subs. luftström Efter utvärdering av resultatet framgick att den bästa lösningen på tätningsproblemet var vattenlåset. Slutsats Efter omfattande utvärdering och iteration med pugh-matriser är vattenlåset det koncept som vidare får betraktas som referenslösning i arbetet. Vattenlås referenslösning Vattenlåset är i all sin ära en enkel lösning och uppfyller sin funktion på ett utmärkt sätt. Enda möjligheten för att damm ska ta sig igenom avgränsningen, är om låset konstrueras på ett felaktigt sätt. Man skulle kunna säga att lösningen är felfri under rätt omständigheter. Funktionen är väldigt basal, då endast få komponenter behövs och varje del har en entydig funktion. Vattenlåsets största del är själva bassängen som byggs upp av nuvarande glidring. Eftersom denna står för mest utrymme av konstruktionen, möjliggör detta även omkonstruktion av stödkronan. Själva tätningen kan konstrueras längre ner än nuvarande lösning och på så sätt ges utrymme för utbyggnad av den svaga stödkronan. Med hjälp av en pump kopplad med ledning till bassängen, pumpas hela tiden nytt rent vatten in. Pumpen placeras utanför krossen och ledningarna tar endast upp relativt liten plats. Vattnet cirkulerar i bassängen, och dammet som försöker ta sig in i maskinerier stoppas här av vattnet. Kontinuerligt kommer damm att flöda, och det betyder att vattnet även måste bytas ut. Till bassängen är därför ett avlopp kopplat så att vattnet kan dräneras. Sista delen av lösningen är själva ringen som är fäst i stödkronan och avgränsar maskineriet tillsammans med bassängen och vattnet. Då stödkronan rör på sig excentriskt och ibland även axiellt, är bassängen konstruerad så att ringen har utrymme att röra sig i samtidigt som ringen alltid är i kontakt med vattnet. Även om referenslösningen uppfyller sin funktion på ett utmärkt sätt behöver den konstrueras för diverse problem. Används krossen i väldigt kalla miljöer kommer dessvärre vattnet att frysa till is och stödkronan låses fast. Detta är ett stort problem och kan lösas med tillsats av kemikalier till viss grad. 3

5 Delsystem Efter inventering och utvärdering av kända koncept och dess varianter har en referenslösning till dammtätningsproblemet tagits fram. Referenslösningen bygger på vattenlås principen som återfinns i dagens vattenklossetter. För en mer detaljerad beskrivning av utformning och funktion, se övriga delar av dokumentet. Funktioner Huvudfunktioner Damm tas upp av vatten Vattenlås tätar kross Tilläggsfunktioner Ring täpper till vattenlås Hjälpfunktioner Vatten dräneras i avlopp Avlopp leder ut smutsigt vatten Bassäng håller vatten Ledning forslar vatten Pump pumpar vatten Rent vatten leds till pump Ledning förbinder komponenter Ring löper i vatten Stödkrona håller ring Oönskade funktioner Vatten bildar is (vid låga temperaturer) Pump förbrukar elektricitet 4

6 Delsystem Vattenlås Utgörs av samtliga komponenters samverkan o Vatten Referensens viktigaste och mest centrala komponent Pump Ser till att tätningens olika komponenter alltid är försedda med vatten Ledning Förbinder komponenter och möjliggör på så sätt tätningens funktion tillsammans med pump Bassäng Utgör behållare för vattnet och är med det en mycket viktig komponent Avlopp Slutför tätningens uppgift genom att forsla bort smutsigt vatten från bassäng Ring Låser vattenlåset mycket viktig 5

7 6

8 Identifiering av starka och svaga delar Vattenlås + Utestänger damm från krossens hjärta Övriga nackdelar: Behöver kontinuerligt vattenflöde för att fungera Vatten + Tar upp damm Ökar korrosionsrisk Övergår till fast form vid låga temperaturer Övriga fördelar: Billigt, miljövänligt, ej hälsovådligt Övriga nackdelar: - Pump 0 Pumpar runt vattnet i tätningen Drar elektricitet Övriga nackdelar: Minskar tätningens tålighet mot slag och stötar Ledningar 0 Sammanbinder komponenter 0 Forslar vatten Övriga nackdelar: Ökar vattnets frysrisk vintertid Bassäng 0 Håller vattnet Övriga nackdelar: Kräver utrymme Avlopp 0 Forslar bort smutsigt vatten Övriga nackdelar: - Ring + Sluter vattenlåset 0 Löper i vattnet 7

9 Övriga nackdelar: Kräver utrymme Slutsats Utifrån utvärderingen av respektive komponents fördelar och nackdelar kan en rimlig rangordning utav respektive delsystems relevans göras. Resultatet blir som följer: 1. Vattenlås 2. Vatten 3. Ring 4. Avlopp 5. Ledningar 6. Bassäng 7. Pump Det fortskridande arbetet med brainstorming och övrig konceptgenerering kommer att riktas mot att stärka de övre punkterna och att byta ut de nedre punkterna enligt de 6 re-stegen i TVM. 8

Relevanta dokument

4.1 Inventering av olika koncept

1 4.1 Inventering av olika koncept Nedan har vi listat 5 olika koncept som vi har analyserat och jämfört med varandra. Ett av konceptet är Sandviks egna och de andra fyra är tagna ur patentdatabasen esp@cenet