(57)【要約】      （修正有）【課題】既存の大規模な加圧蒸解槽のための液圧式駆動アセンブリ及び液圧式駆動アセンブリを設置するための方法。【解決手段】下部端及び上部端を有するスタブシャフト３２を含み、下部端は液圧式駆動部３８と係合し、上部端は駆動シャフト２０と連結している。カップリング３０は、頂部カップリング４０及び底部カップリング４２をさらに含む。頂部カップリング４０は駆動シャフト２０に連結し、底部カップリング４２はスタブシャフト３２に連結している。駆動部支持ブラケット４６は液圧式駆動部３８に取り付けられ、次に、土台２８に固定されている少なくとも１つの敷板２６によって駆動部支持ブラケット４６に取り付ける液圧式駆動アセンブリ。【選択図】図２
2015040369.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
既存の大規模な加圧蒸解槽のための液圧式駆動アセンブリであって、
下部端及び上部端を有し、下部端は液圧式駆動部と係合し、上部端は駆動シャフトと連結しているスタブシャフト；
頂部カップリング及び底部カップリングをさらに含み、頂部カップリングは前記駆動シャフトに連結し、底部カップリングは前記スタブシャフトに連結しているカップリング；
液圧式駆動部に取り付けられた駆動部支持ブラケット；及び
前記駆動部支持ブラケットに取り付けられ、土台に固定されている、少なくとも１つの敷板を含むことを特徴とする液圧式駆動アセンブリ。
【請求項２】
駆動部支持ブラケットが上部環状装着リング及び下部環状装着リングをさらに含む請求項１に記載の液圧式駆動アセンブリ。
【請求項３】
駆動部支持ブラケットが基部をさらに含み、該基部は下部環状装着リングと上部環状装着リングとの間に位置されている請求項２に記載の液圧式駆動アセンブリ。
【請求項４】
上部環状装着リング及び下部環状装着リングが複数のボルト孔をさらに含む請求項２に記載の液圧式駆動アセンブリ。
【請求項５】
駆動部支持ブラケットが少なくとも１つのアクセス開口をさらに含む請求項１に記載の液圧式駆動アセンブリ。
【請求項６】
スタブシャフトがスプライン駆動部をさらに含み、該スプライン駆動部が液圧式駆動部に連通している請求項１に記載の液圧式駆動アセンブリ。
【請求項７】
スタブシャフトがキースロットをさらに含む、請求項１に記載の液圧式駆動アセンブリ。
【請求項８】
頂部カップリングが前から存在しているものである請求項１に記載の液圧式駆動アセンブリ。
【請求項９】
土台が前から存在しているものである請求項１に記載の液圧式駆動アセンブリ。
【請求項１０】
敷板が前から存在しているものである請求項１に記載の液圧式駆動アセンブリ。
【請求項１１】
敷板が少なくとも１つのアンカーボルトをさらに含む請求項１に記載の液圧式駆動アセンブリ。
【請求項１２】
加圧蒸解槽のための機械的トランスミッション装置及び電気モーターを液圧式駆動部に置換するための方法であって、
機械的トランスミッション装置及び電気モーターを加圧蒸解槽の下から除去する工程；
加圧蒸解槽における底部スクレーパー装置を駆動するために十分なねじり能力を有し、加圧蒸解槽の下に適合するように十分に小さいサイズを有する液圧式駆動部を選択する工程；
加圧蒸解槽及び液圧式駆動部のためのスタブシャフト及び駆動部支持ブラケットを設計する工程；
スタブシャフトを液圧式駆動部の開口に挿入する工程；
液圧式駆動部を駆動部支持ブラケットの上部環状装着リングにボルト留めする工程；
液圧式駆動部、スタブシャフト及び駆動部支持ブラケットを組み立て、液圧式駆動アセンブリを、スタブシャフトが駆動シャフトに位置合わせされるまで、土台上の既存の締結装置に沿ってスライドさせる工程；
底部カップリングがスタブシャフトに連通し、頂部カップリングが駆動シャフトに連通するように、スタブシャフトを駆動シャフトに連結させる工程；及び
支持ブラケットの下部環状装着リングを少なくとも１つの敷板に締結させる工程を含むことを特徴とする方法。
【請求項１３】
加圧蒸解槽のための機械的トランスミッション装置及び電気モーターを液圧式駆動部に置換するための請求項１２に記載の方法であって、
土台を除去したり又は掘ったりすることなく、且つハウジング又は他の構成要素を加圧蒸解槽の側壁に取り付けることなく、液圧式駆動部を設置することをさらに含む方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、加圧蒸解槽からトランスミッション装置及びモーター駆動メカニズムに延びている駆動シャフトによって駆動される回転又は他の作動内部構成要素を有する加圧蒸解槽（圧力槽とも称され、これに限定されるわけではないが蒸解槽、反応槽等を含む）に関する。特に、この開示は、液圧式駆動メカニズムを既存の圧力槽の駆動シャフトに適合させて、トランスミッション装置及びモーターを液圧式駆動部に置換することに関する。
【背景技術】
【０００２】
紙パルプ産業、並びに他のプロセス産業では、大気圧より高い圧力下の槽内でしばしば行われるプロセスにおいて化学反応が用いられている。そのような槽は圧力槽と呼ばれる。典型的には、これらのプロセスは、所望の化学反応を促進する、予め決められた大気圧超の圧力及び高められた温度に生産物を維持する圧力槽内で行われる。連続式又はバッチ式のパルプ蒸解槽は、化学反応が高められた圧力及び温度下で行われ、木材チップ、細砕セルロース材、バイオマス等を含むがこれらに限定されないリグノセルロース材からパルプ生産するための反応槽の例である。
【０００３】
行われるプロセスは、特に化学反応中に、加圧蒸解槽におけるリグノセルロース材の撹拌又はかき混ぜを必要とすることが多い。そのような撹拌又はかき混ぜは、リグノセルロース材が圧力下及び高められた温度にある間に、処理された材料を蒸解槽から排出させる補助ともなる。撹拌は、シャフト駆動の攪拌機によって典型的に行われる。電気モーターは動力伝達装置（power transfer device）、例えばトランスミッションを介してシャフトを駆動し、動力伝達装置はベルト、駆動チェーン及びギア減速機を含んでいる。槽のための液圧式駆動システムが米国特許第7,846,298号明細書に説明されている。液圧式装置は、遅い回転の適用、例えば低いrpm（1分あたりの回転数）及び高いトルクの適用に適している。これらの適用は、連続式蒸解槽のためのかき混ぜ装置を含む。
【０００４】
液圧式駆動システムは、以前は、既存の加圧蒸解槽のハウジングに直接固定されていた。典型的には、蒸解槽の底部におけるベルハウジングが、液圧式駆動システムのハウジングのための装着部（mount）を提供していた。ハウジング間のカップリングは、有意なねじれ負荷が加圧蒸解槽のハウジングに適用される結果となった。さらに、液圧式駆動部のハウジングをより古い蒸解槽に取り付けることは、装置、例えば蒸解槽の出口装置が鉄で形成され、溶接することによって改修すること、すなわちアダプターフランジを溶接することによって改修することができないので困難であった。
【０００５】
液圧式駆動システムを、ギアボックス、減速機又は他の機械的なトランスミッション装置を元々有する既存の加圧蒸解槽に付加することは、液圧式駆動システム、ベルハウジング又は他の適切なシステムのいずれかのハウジングを配置することが典型的に必要となる。その配置は加圧蒸解槽の底部において行われ、ハウジング同士が一緒に固定されることを保証する。そのような固定は、元々の加圧蒸解槽が溶接を利用できない材料で典型的に作製されているときに重要である。さらに出口装置駆動シャフトは、しばしば新しいシャフトを必要とする液圧式駆動部に適合するために典型的に配置されなければならなかった。さらに、機械的トランスミッション及びモーターアセンブリを支持する、加圧蒸解槽の下の土台は、機械的トランスミッション及びモーターアセンブリの除去との関係で処置されるか、あるいは除去されなければならなかった。そのような処置（manipulation）は、土台の一体性を損傷することなく土台を適切に変更するために有意な資源及び費用を必要とするが、これは蒸解槽のための土台であるからである。
【０００６】
必要とされるものは、溶接が可能でない表面に装着されつつ、所望のrpm、及び蒸解槽に動力を与えるのに必要なトルクを供給することができる液圧式駆動アセンブリである。そのようなアセンブリは既に存在している土台エンベロープに挿入され、蒸解槽の溶接可能でない表面に装着され、敷板に取り付けられる。そのようなシステムは安全要素（safety factors）を改善し、システムの故障を減少させつつ、適切なrpm及びトルクを提供するという利点を有する。さらに液圧式駆動システム及び結果として得られる装着アセンブリによって、土台エンベロープにおいて使用されるエリアが減少し、この未使用スペースを液圧式駆動アセンブリを維持するために使用することが可能となる。
【発明の概要】
【０００７】
既存の大規模な加圧槽に関連する液圧式駆動アセンブリが発明された。そのような装置は、新規又は付加的な構成要素を溶接することが選択できないときに使用される。発明された装置は、液圧式駆動部に係合されている（engaged）下部端と駆動シャフトに連結されている上部端とを有するスタブシャフトを含む。スタブシャフトの下部端は液圧式駆動部によって回転され、それが次に駆動シャフトを回転させる。駆動シャフトは、次に加圧蒸解槽の底部スクレーパーを回転させる。カップリングは、駆動シャフトに取り付けられている頂部カップリング及びスタブシャフトに取り付けられている底部カップリング、並びに対応するカップリング駆動リングを含む。カップリングによって、駆動シャフトとスタブシャフトとが連結され、液圧式駆動部から生ずるトルクが、加圧蒸解槽への損傷を防ぐように適切に施行される（administered）ことが確実になる。さらに駆動部支持ブラケットが液圧式駆動部に取り付けられている。駆動部支持ブラケットは液圧式駆動部を保持し、回転を防ぎ、液圧式駆動部からのねじれ力を土台に伝達する。エンベロープが土台内にあり、そこには元々の電気モーター、機械的トランスミッション装置及び敷板が配置されていた。電気モーター及び機械的トランスミッション装置は敷板に固定され、敷板は土台に固定されていた。土台に固定されている敷板は、電気モーター及び機械的トランスミッション装置が除去された後も残存する。液圧式駆動アセンブリの構成において、少なくとも１つの敷板が、駆動部支持ブラケットの回転を防ぐために駆動部支持ブラケットに取り付けられるべきである。
【０００８】
装置の一つの実施形態では、駆動部支持ブラケットが上部環状装着リング及び下部環状装着リングを有する液圧式駆動アセンブリを含む。上部環状装着リングは液圧式駆動部に取り付けられている。駆動部支持ブラケットは、下部環状装着リングと上部環状装着リングとの間に位置している基部を有し、支持を駆動部支持ブラケットの全体に与えている。下部環状装着リングは液圧式駆動部の底部に配置され、敷板に締結されている。駆動部支持ブラケットは、上部及び下部環状装着リングの両方に複数のボルト孔を含む。上部環状装着リングのボルト孔は、液圧式駆動部を駆動部支持ブラケットに固定するための場所を提供し、一方、下部環状装着リングにおけるボルト孔は、液圧式駆動部が敷板に固定されることを可能にする。
【０００９】
さらなる実施形態では、駆動部支持ブラケットに少なくとも１つのアクセス開口を含む。これらのアクセス開口は、例えば下部環状装着リングと上部環状装着リングとの間の基部に配置され、支持を駆動部支持ブラケットの全体に与えている。アクセス開口は、液圧式モーターに固定されるチューブのために液圧式駆動部への開口を提供し、メンテナンスのための開口をも提供する。種々の実施形態では、液圧式駆動部と連通するスタブシャフト上のスプライン駆動部も含む。他の実施形態では、キースロットを有するスタブシャフトを含む。キースロットは、たとえカップリングがスリップすることになったとしても、スタブシャフトが駆動シャフトを回転させることを確実にする。駆動シャフトに取り付けられる頂部カップリングは、元々の電気モーター及び機械的トランスミッション装置のセットアップに属するものであるが、状況に応じて新しい頂部カップリングを使用することが適切である。前述の実施形態は、既存の装置システムの土台に対して適合させることはしないが、土台が特別なニーズに最もよく適合するように変更又は置換されることがある。さらに敷板は、既存の機械的なシステムの一部であるが、1つ又はそれ以上の敷板が置換されることがあり、又、1つ又はそれ以上の既存の敷板が使用されることがある。さらに敷板は種々のサイズであり、既存のものでもよい。敷板は少なくとも1つのボルトアンカーを含む。ボルトアンカーは、敷板から突き出て、駆動部支持ブラケットを敷板及び土台にボルト留めするのに使用される。
【００１０】
加圧反応槽のためのトランスミッション装置及びモーターを液圧式駆動部に置換する方法は、機械的トランスミッション装置及び電気モーターを加圧槽の下から除去することを含む。機械的トランスミッションを除去することにより、新しい駆動部が設置される大きなスペースができる。次いで、液圧式駆動部は、加圧蒸解槽において底部スクレーパー装置を駆動するための十分なねじり能力を有するように選択されなければならない。選択された駆動部は、加圧槽の下に適合するために十分に小さいサイズであるべきである。液圧式駆動部を駆動シャフトに連結するために使用されるスタブシャフトは、典型的には特注（カスタムメイド）である。それゆえ、スタブシャフト及び駆動部支持ブラケットは、加圧槽及び液圧式駆動部のために設計されるべきである。スタブシャフトは、次に、液圧式駆動部の開口に挿入されるべきである。液圧式駆動部は、駆動部支持ブラケットの上部環状装着リングにボルト留めされる。液圧式駆動部、スタブシャフト及び駆動部支持ブラケットは組み立てられ、液圧式駆動アセンブリを形成する。液圧式駆動アセンブリは、次に、土台上の既存の締結装置、例えば敷板に沿ってスライドし、既存の土台エンベロープに入り、スタブシャフトが駆動シャフトに位置合わせされて、スタブシャフトがしばしば既存のカップリングを有する駆動シャフトに連結可能になる。底部カップリングはスタブシャフトに連通し、頂部カップリングは駆動シャフトに連通し、二つを一緒に締結する。支持ブラケットの下部環状装着リングは、次に敷板に締結されるが、ボルトアンカーが用いられることもある。
【００１１】
種々の特徴が、本明細書に開示されているアセンブリ及び方法の種々の実施形態に含まれ得る。そのような液圧式駆動部を設置するためのアセンブリ及び方法は、土台を除去したり又は掘ったりする必要なしに行われ、ハウジング又は他の構成要素を加圧槽の側壁に取り付けることなく行われる。土台に改変がなされることもあるが、これはさらなるコスト削減の利益を得るためのものである。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】図１は、駆動シャフト、シャフト操作部、及び支持構成要素を備える従来の先行技術の加圧蒸解槽の斜視図であり、明確に図示するために蒸解槽の部分が切り取られている。
【００１３】
【図２】図２は、加圧蒸解槽の駆動シャフトに連結されている液圧式駆動部、及び加圧蒸解槽の土台の敷板に取り付けられている駆動部支持ブラケットの側面図である。
【００１４】
【図３】図３は、加圧蒸解槽の駆動シャフトに連結されている液圧式駆動部、及び加圧蒸解槽の土台の敷板に取り付けられている駆動部支持ブラケットの正面の側面図（front side view）である。
【００１５】
【図４】図４は、駆動部支持ブラケット及び土台のトップダウン図である。
【００１６】
【図５】図５は、駆動部支持ブラケットのトップダウン図である。
【００１７】
【図６】図６は、図５のライン６−６に沿って取られた典型的な駆動部支持ブラケットの断面図である。
【００１８】
【図７】図７は、駆動部支持ブラケットの典型的なボトムアップ図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下の詳細な説明において、添付の図面を参照するが、添付の図面は本発明を具現化する特定の例示的な実施形態を図示すものである。これらの実施形態は、当業者が本発明を具現化できるように十分に詳細に説明されているが、他の実施形態が用いられることもあり、本発明の範囲から逸脱することなく変更がなされ得る。以下の説明は、単に例示のためだけのものである。
【００２０】
本開示は、連続式撹拌槽又は蒸解槽のための「出口装置」として当該技術分野で知られているもとの関連で説明されるが、本開示は加圧又は非加圧である流体含有槽の壁を貫通するあらゆるシャフトに適用可能であることを理解されたい。シャフトは垂直に配向されているシャフトであり、回転又は往復運動するものである。
【００２１】
図１は加圧蒸解槽１０、すなわち加圧槽を示す。従来の連続式蒸解槽１０の底部カバー１４は、例えばニューヨーク州グレンスフォールス（Glens Falls, N.Y.）に所在のアンドリッツ社によって販売され、米国特許第７，８４６，２９８号明細書に開示されているものである。加圧蒸解槽１０は、細砕セルロース繊維材料、例えば木材チップの連続式化学パルプ化のために使用される。細砕セルロース繊維材料は槽の頂部（図示せず）に入り、大気圧超の圧力、典型的には１．１barg〜２０barg（１５〜３００psig）、好ましくは５〜１５barg（７０〜２２０psig）の圧力下、１００℃より高い温度、典型的には１３０℃と１８０℃との間、又は１２０℃と１６０℃との間の温度でパルプ化化学薬剤で処理されながら下方向に移動する。垂直加圧蒸解槽１０は、一般に円筒状であり、１００フィート（３３メートル）を超える高さ、２０フィート（７メートル）を超え、例えば２０フィート〜３５フィート（７メートル〜１１メートル）の直径を有し、１日あたり５００トンを超える、例えば５００トン〜５，０００トンの木材チップを連続的に処理する能力を有する。
【００２２】
パルプ化反応が実質的に完了した後、パルプ化された細砕セルロース繊維材料は、出口装置１６の底部カバー１４に装着された回転する底部スクレーパー装置１２によって蒸解槽１０の底部から排出される。底部スクレーパー装置１２は蒸解槽１０の内部にある。処理されたパルプ及び薬液は、底部カバー１４の内部を通り、蒸解槽１０の底部カバー１４におけるパルプ出口１８を流れ出る。
【００２３】
底部スクレーパー装置１２は出口装置１６によって加圧蒸解槽１０内に支持されているが、出口装置１６は、回転装置、例えば底部スクレーパー装置１２の重量及び荷重を支持するためのベアリング、及び蒸解槽１０から出口装置１６を通る処理流体の漏洩を防ぐためのシールを含む。出口装置１６は蒸解槽１０の下にあり、蒸解槽１０の底部カバー１４に取り付けられている。出口装置１６は、蒸解槽１０における底部スクレーパー装置１２を回転させる駆動シャフト２０を収容している。
【００２４】
出口装置１６は、機械的トランスミッション装置２４、例えば減速機又はギアボックスを介して電気モーター２２によって典型的には駆動される。出口装置１６は、１ｒｐｍと２０ｒｐｍとの間、好ましくは５〜１５ｒｐｍの最終速度で典型的には駆動されるが、他の適用では駆動シャフト２０の回転速度は上記速度よりも速いことがある。電気モーター２２及び機械的トランスミッション装置２４によって適用されるトルクは、蒸解槽１０の底部におけるセルロース材料と薬液とのスラリー中で、出口装置１６を回転又は往復運動させるのに十分である。
【００２５】
電気モーター２２及び機械的トランスミッション装置２４は駆動シャフト２０に直接連結されているが、出口装置１６に一般的には固定されていない。電気モーター２２及び機械的トランスミッション装置２４は、土台２８、例えばコンクリート基盤に固定されている敷板２６に伝統的に取り付けられている。敷板２６、例えば土台２８に組み込まれているビームは、電気モーター２２及び機械的トランスミッション装置２４を支持する台座を提供する。カップリング３０は駆動シャフト２０を機械的トランスミッション装置２４に連結し、力及びトルクを伝達する。カップリング３０の半分は機械的トランスミッション装置２４に連結し、カップリング３０の他の半分は駆動シャフト２０に連結する。
【００２６】
この分野の技術革新により、加圧蒸解槽の出口装置の適正な稼働を可能にするためにトルク及びｒｐｍを増大させることが必要とされてきており、そのような要求が、既存の電気モーター２２及び機械的トランスミッション装置２４に改変をもたらしている。これらの改変は、既存のサービスファクターを超えて、メンテナンスの増加や設備の故障の増大をもたらすことが判明している。土台の変更を含む改変は、高価で時間がかかることがある。加圧蒸解槽１０に対する溶接改修が不可能であることにより、過去においては、大規模でより空間を必要とする解決法が必要であった。以下に述べるものは、前述の状況を軽減し、新しい産業のニーズに合致するために使用される。図１の先行技術の装置において特定され、現行の装置と共通する要素は、類似の符号で示されている。以下に示すものは、考えられ得る一つの実施形態にすぎない。
【００２７】
図２及び図３は、既存の大規模な加圧蒸解槽１０（図１に示されている）との関連で可能な液圧式駆動アセンブリの側面図及び正面図をそれぞれ示す。図２及び図３にはスタブシャフト（stub shaft）３２が示されている。スタブシャフト３２は下部端３４及び上部端３６を有し、種々の形状であり得るが、円形であってもよい。スタブシャフト３２の下部端３４は液圧式駆動部３８と係合し（engaged）、液圧式駆動部３８と加圧蒸解槽１０との間のインターフェースを提供する。スタブシャフト３２は、出口装置１６及び加圧蒸解槽１０内の底部スクレーパー装置１２（図１に示されている）に直接取り付けられている液圧式駆動アセンブリの唯一の構成要素である。従って、スタブシャフト３２は、出口装置１６及び加圧蒸解槽１０内の底部スクレーパー１２に連結するために設計又は構成された液圧式駆動アセンブリの唯一の構成要素である。
【００２８】
液圧式駆動部３８は、出口装置１６のカップリング３０を介して駆動シャフト２０を回転させるために十分にスタブシャフト３２を回転し、スタブシャフト３２にねじり力を適用する。カップリングは、駆動シャフト２０をスタブシャフト３２に固定する際に機能するギアカップリング又は他のタイプのカップリングである。典型的には、電気モーター２２及び機械的トランスミッション装置２４が存在しないことによって提供されるスペースは長方形（図１に示される２２及び２４）である。液圧式駆動部３８は、サイズが電気モーター２２及び機械的トランスミッション装置２４と非常に類似していることもあるが、通常、液圧式駆動部３８は電気モーター２２及び機械的トランスミッション装置２４より物理的に小さい。図２及び図３を見れば、比較することができる。図２及び図３は、土台２８、敷板２６、及び駆動シャフト２０を示している。元々の装置のために作られたエンベロープは通常長方形であるので、図２は液圧式アセンブリによって長さ方向に占められると考えられ得るスペースを示し、図３は液圧式アセンブリシステムによって幅方向に占められると考えられ得るスペースを示す。従来は電気モーター２２及び機械的トランスミッション装置２４が土台２８の長方形エンベロープを満たしていた。
【００２９】
液圧式駆動部３８は、液圧式駆動部３８内で、液圧式機械装置、例えばピストン又はスライディングベーン（sliding vanes）の環状列を駆動するために液圧液体（hydraulic liquid）を使用する。液圧式駆動部３８は電気モーター２２と機械的トランスミッション装置２４との合計重量よりも実質的に少ない重量であり、例えば10,000ポンド（4,500キログラム）も軽い。液圧式駆動部３８は以前の機械設備（hardware）のスペースを占めるが、液圧式動力ユニット（図示せず）は加圧蒸解槽１０の底部の外側にあり、加圧された液圧液体をホースを介して供給して、液圧式駆動部３８を駆動する。液圧式駆動部３８とスタブシャフト３２の下部端３４との間で必要とされる係合（engagement）は、スプライン（splines）の使用によって達成されるが、他のタイプの駆動部も使用され得る。スタブ駆動部３２の上部端３６は、カップリング３０を介して出口装置１６の駆動シャフト２０に連結されている。カップリング３０は、２つの部分、すなわち駆動シャフト２０に連結している頂部カップリング４０とスタブシャフトの上部端３６に連結している底部カップリング４２とから成る。カップリング３０は、駆動シャフト２０とスタブシャフト３２とを一緒に連結する。
【００３０】
他の実施例では、底部カップリング４２におけるキースロットに適合するような形状及びサイズであるキースロット４４を有するスタブシャフト３２を含むことがある。液圧式駆動部３８は駆動部支持ブラケット４６に取り付けられている。駆動部支持ブラケット４６は、所望の適用のために適切な特注の高さ（custom height）を有する。駆動部支持ブラケット４６は少なくとも１つの敷板２６に取り付けられ、敷板２６は土台２８に締結されている。敷板２６の下側と土台２８の頂部面との間に、コンクリート又は他の適切な材料を用いたグラウト材（grout）が存在することがある。そのような材料は、図２及び図３において符号４８で示されている。そのような材料は、元々の機械的トランスミッションシステムのセットアップに属するものである。
【００３１】
図２〜図７は、駆動シャフト２０に連結されている液圧式駆動部３８の可能な実施形態を示す。液圧式駆動部３８は駆動部支持ブラケット４６によって支持されている。液圧式駆動部３８に取り付けられている駆動部支持ブラケット４６は、回転を防止することができ、ねじれ力を液圧式駆動部３８から土台２８（地面）へ伝達する。駆動部支持ブラケット４６及びスタブシャフト３２は、特定の加圧蒸解槽１０のために特別に作製される液圧式駆動アセンブリの唯一の構成要素である。液圧式駆動部３８は、駆動部の製造業者によって提供される標準的な駆動部モデルから選択される。駆動シャフト２０への頂部カップリング４０、敷板２６及び土台２８は、加圧蒸解槽１０の敷地（site）に存在し、液圧式駆動アセンブリのために再利用されることがある。
【００３２】
次に述べる特徴の１つが含まれ得る。ある実施例では、駆動部支持ブラケット４６が上部環状装着リング５０及び下部環状装着リング５２を有する液圧式駆動アセンブリを含む。これらの２つの装着リングは、液圧駆動部３８を支持するために適切な種々の材料で作製される。駆動部支持ブラケット４６は、上部環状装着リング５０と下部環状リング５２との間に位置している基部５４も有する。基部５４は種々の方法、例えば締結、ボルト留め又は溶接によって、上部及び下部環状装着リング５０及び５２に連結されている。基部５４は液圧式駆動部３８のために、ねじれ及び構造的支持（torsional and structural support）を提供するために十分な厚さを有する金属プレートで形成されている。さらなる実施例では、駆動部支持ブラケット３８上に少なくとも１つのアクセス開口５６を含み、これが基部５４上に見られる。アクセス開口５６は、技術者が液圧式駆動部３８を点検するために入るための開口や液圧式モーター（図示せず）に連結されている液圧ホース（図示せず）のための開口を提供する。
【００３３】
駆動部支持ブラケット４６は、上部環状装着リング５０に複数のボルト孔５８、及び下部環状装着リング５２に複数のボルト孔６０も含む。上部環状装着リング５０のボルト孔５８は、上部環状装着リング５０の周囲の少なくともほとんどに延びている。これらのボルト孔５８は、液圧式駆動部３８を駆動部支持ブラケット４６に締結又はボルト留めするために使用される。ボルト孔５８は、液圧式駆動部３８のハウジングを駆動部支持ブラケット４６の上部環状装着リング５０に締結するボルトを受け入れる。ボルト孔５８は１２個より多いが、その数は液圧式駆動部３８のために必要とされるねじれ及び構造的支持に基づいて選択される。下部環状装着リング５２は、ボルト孔６０を介して、コンクリート土台２８に組み込むことができる敷板２６に締結される。上部及び下部環状装着リング５０及び５２の形状は、長方形、円形、又は液圧式駆動部３８のハウジング及び敷板２６に適合するあらゆる他の適切な形状である。
【００３４】
敷板２６の種々の実施例では、少なくとも１つのアンカーボルト（図示せず）を含む。アンカーボルトは、ボルト孔６０を使用して、下部環状装着リング５２を敷板及び土台にアンカーするのに使用される。頂部カップリング４０、土台２８及び敷板２６は、電気モーター２２及び機械的トランスミッション装置２４と共に、当初のセットアップから既に存在することも可能である。少なくとも1つの敷板２６が使用されねばならない。これらの要素のそれぞれは液圧式駆動アセンブリのセットアップをよりよく達成するように置換又は変更されることもある。
【００３５】
駆動部支持ブラケット４６を備える液圧式駆動部３８の足型（foot print）（図４参照）は、置換される機械的トランスミッション装置２４及び電気モーター２２の足型より実質的に短い。機械的トランスミッション装置２４及び電気モーター２２のために元々設計された敷板２６は、液圧式駆動部３８の直径又は長さよりも実質的に長く、例えば２倍の長さである。このスペースの増大及び機械要素の配置によって、加圧蒸解槽１０のための機械的トランスミッション装置２４及び電気モーター２２を、液圧式駆動部３８に置換する方法が提供される。
【００３６】
液圧式駆動アセンブリを設置するための方法は、電気モーター２２及び機械的トランスミッション装置２４を加圧蒸解槽１０の下から除去すること、次いで液圧式駆動部３８を選択することを含む。選択された液圧式駆動部３８は、加圧蒸解槽１０における底部スクレーパー装置１２を駆動するために十分なねじり能力を必要とする。さらに、そのような液圧式駆動部３８は、加圧蒸解槽１０の下に適合するために十分に小さいサイズでなければならない。スタブシャフト３２は特別に作製されることが多い。スタブシャフト３２を使用することは、下部端３４が液圧式駆動部３８に適合し、上部端３６がカップリング３０を介して駆動シャフト２０と相互作用するスタブシャフト３２を設計することを必要とする。加圧蒸解槽１０は、機械に特有な計測が必要となる槽の目的に特有の個別の設備が必要となることがあるので、加圧蒸解槽１０及び液圧式駆動部３８のために駆動部支持ブラケット４６を設計することも必要である。
【００３７】
一旦設計されると、スタブシャフト３２の下部端３４は、液圧式駆動部３８の開口に挿入されることになる。液圧式駆動部３８は、次に駆動部支持ブラケット４６の上部環状装着リング５０にボルト留めされる。液圧式駆動部３８、スタブシャフト３２、及び駆動部支持ブラケット４６は組み立てられることになる。アセンブリが完成すると、液圧式駆動アセンブリは、スタブシャフト３２が駆動シャフト２０に位置合わせされるまで、土台２８上の既存の締結装置、例えば敷板２６に沿ってスライドされる。前に説明したように、敷板２６及び土台２８は元々の電気モーター２２及び機械的トランスミッション装置２４からのものでよい。スタブシャフト３２が駆動シャフト２０に位置合わせされると、２つのシャフトは、カップリング３０において一緒に連結され、底部カップリング４２がスタブシャフト３２と連通し、頂部カップリング４０が駆動シャフト２０と連通する。頂部カップリング４０は、当初の電気モーター２２及び機械的トランスミッション装置２４システムに属していることもある。もし当初の頂部カップリング４０が使用されれば、これにより既存の駆動シャフト２０に適合するようなカップリングの半分を探したり、特別に設計する必要がなくなる。しかしながら、スタブシャフト３２の底部カップリング４２に合わせるために新しい頂部カップリング４０とすることもあり得る。液圧式駆動アセンブリは、次に、敷板２６への駆動部支持ブラケット４６の下部環状装着リング５２を介して土台に締結される。これは、土台２８及び敷板２６内で見い出されるアンカーボルトを使用することによって達成される。
【００３８】
種々の特徴が、液圧式駆動アセンブリの設置方法に含まれ得る。液圧式駆動部３８を設置するそのような方法は、土台２８を除去したり又は掘ったりすることなく実施され、ハウジング又は他の構成要素を加圧蒸解槽１０の側壁に取り付けることなく実施される。ハウジング又は他の構成要素を加圧蒸解槽１０に直接取り付ける必要がないことにより、溶接などの装置取り付け方法が制限されるか又は不可能である条件下で液圧式駆動アセンブリを利用することが可能になる。
【００３９】
以上、好ましい実施形態が、現在最も実用的で好ましい実施形態であると考えられているものとの関係で説明されたが、本発明は開示された実施形態に限られず、逆に、添付の請求項の範囲内に含まれる種々の修正及び等価な構成に及ぶことを意図していることを理解されたい。
【図１】
2015040369.tif 000003
【図２】
2015040369.tif 000004
【図３】
2015040369.tif 000005
【図４】
2015040369.tif 000006
【図５】
2015040369.tif 000007
【図６】
2015040369.tif 000008
【図７】
2015040369.tif 000009
【手続補正書】
【提出日】平成26年11月11日(2014.11.11)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１７】
【図６】図６は、駆動部支持ブラケットの典型的なボトムアップ図である。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１８】
【図７】図７は、図５のライン６−６に沿って取られた典型的な駆動部支持ブラケットの断面図である。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２９】
液圧式駆動部３８は、液圧式駆動部３８内で、液圧式機械装置、例えばピストン又はスライディングベーン（sliding vanes）の環状列を駆動するために液圧液体（hydraulic liquid）を使用する。液圧式駆動部３８は電気モーター２２と機械的トランスミッション装置２４との合計重量よりも実質的に少ない重量であり、例えば10,000ポンド（4,500キログラム）も軽い。液圧式駆動部３８は以前の機械設備（hardware）のスペースを占めるが、液圧式動力ユニット（図示せず）は加圧蒸解槽１０の底部の外側にあり、加圧された液圧液体をホースを介して供給して、液圧式駆動部３８を駆動する。液圧式駆動部３８とスタブシャフト３２の下部端３４との間で必要とされる係合（engagement）は、スプライン（splines）の使用によって達成されるが、他のタイプの駆動部も使用され得る。スタブシャフト３２の上部端３６は、カップリング３０を介して出口装置１６の駆動シャフト２０に連結されている。カップリング３０は、２つの部分、すなわち駆動シャフト２０に連結している頂部カップリング４０とスタブシャフトの上部端３６に連結している底部カップリング４２とから成る。カップリング３０は、駆動シャフト２０とスタブシャフト３２とを一緒に連結する。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３２】
次に述べる特徴の１つが含まれ得る。ある実施例では、駆動部支持ブラケット４６が上部環状装着リング５０及び下部環状装着リング５２を有する液圧式駆動アセンブリを含む。これらの２つの装着リングは、液圧駆動部３８を支持するために適切な種々の材料で作製される。駆動部支持ブラケット４６は、上部環状装着リング５０と下部環状リング５２との間に位置している基部５４も有する。基部５４は種々の方法、例えば締結、ボルト留め又は溶接によって、上部及び下部環状装着リング５０及び５２に連結されている。基部５４は液圧式駆動部３８のために、ねじれ及び構造的支持（torsional and structural support）を提供するために十分な厚さを有する金属プレートで形成されている。さらなる実施例では、駆動部支持ブラケット４６上に少なくとも１つのアクセス開口５６を含み、これが基部５４上に見られる。アクセス開口５６は、技術者が液圧式駆動部３８を点検するために入るための開口や液圧式モーター（図示せず）に連結されている液圧ホース（図示せず）のための開口を提供する。
【手続補正５】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図５】
2015040369.tif 000010
【外国語明細書】
【TITLE OF INVENTION】
RETROFIT ASSEMBLY AND METHOD FOR INSTALLING A HYDRaULIC DRIVE MOTOR TO A PRESSURIZED VESSEL
【TECHNICAL FIELD】
【０００１】This disclosure relates to pressurized digester vessels (also referred to as pressure vessels which include, but are not limited to, digester vessels, reactor vessels, etc.) having rotating or otherwise moving internal components driven by a drive shaft extending out of the pressurized digester vessel to a transmission device and motor drive mechanism.  In particular, this disclosure relates to fitting a hydraulic drive mechanism to a drive shaft of an existing pressure vessel replacing a transmission device and motor with a hydraulic drive.
【BACKGROUND ART】
【０００２】The pulp and paper industry, as well as other process industries, employs chemical reactions in processes that are often performed in vessels under pressures greater than atmospheric pressure.  Such vessels are referred to as pressure vessels. Typically, these processes are performed within pressure vessels that maintain the product at predetermined super-atmospheric pressures and at elevated temperatures which promote the desired chemical reaction.  Continuous or batch pulp digester vessels are examples of pressure vessels within which chemical reactions are performed under elevated pressures and temperatures to produce pulp from lignocellulosic material, including but not limited to wood chips, comminuted cellulosic material, biomass, etc. 
【０００３】The processes being performed often require agitation or stirring of the lignocellulosic material in the pressurized digester vessel, especially during a chemical reaction.  Such agitation or stirring could also assist in the discharge of treated material from the digester vessel while the lignocellulosic material is under pressure and at elevated temperatures.  The agitation is typically effected by a shaft-driven agitator.  An electric motor drives the shaft via a power transfer device, such as a transmission, which may include belts, drive chains and a gear reducer.  Hydraulic drive systems for vessels are described in U.S. Patent No. 7,846,298.  Hydraulic devices are good for slow rotation applications, such as low rpm (revolutions per minute) and high torque applications.  These applications include stirring devices for continuous digester vessels.
【０００４】Hydraulic drive systems were previously fixed directly to the housing of an existing pressurized digester vessel.  Typically, a bell housing at the bottom of the digester vessel provided a mount for the housing of the hydraulic drive system.  The coupling between the housings resulted in significant torsional loads being applied to the housing of the pressurized digester vessel.  Further, attaching the housing of a hydraulic drive to older digester vessels was difficult because the equipment, such as an outlet device of a digester vessel is formed of iron and cannot be modified by welding i.e., modified by welding an adapter flange.
【０００５】Adding a hydraulic drive system to an existing pressurized digester vessel, originally having a gearbox, speed reducer, or other mechanical transmission device, typically required configuring the housing of either the hydraulic drive system, the bell housing, or another appropriate system.  The configuration would take place at the bottom of the pressurized digester vessel and ensure the housings could be fastened together.  Such fastening is important as the original pressurized digester vessels were typically made out of materials where welding could not be utilized.  Further, the outlet device drive shaft typically had to be configured to conform to the hydraulic drive which often required a new shaft.  In addition, the foundation below the pressurized digester vessel, which supports the mechanical transmission and motor assembly, had to be manipulated or otherwise removed in connection with the removal of the mechanical transmission and motor assembly.  Such manipulation would require significant resources and expense in order to appropriately alter the foundation without damaging the integrity of the foundation, as this is the foundation for the digester vessel.
【０００６】What is needed is a hydraulic drive assembly capable of providing the desired rpm and torque necessary to power a digester, while being mounted to a non-weldable surface.  Such an assembly could be inserted into the already-existing foundation envelope and mounted to the non-weldable surfaces of the digester and attached to the sole plates.  Such a system would have the advantage of providing adequate rpm and torque while improve safety factors and reduce system breakdown.  In addition, hydraulic drive systems and the resulting mounting assembly could result in a reduction of area used in the foundation envelope allowing the unused space to be used to maintain the hydraulic drive assembly.  
【BRIEF SUMMARY OF INVENTION】
【０００７】A hydraulic drive assembly related to large, pre-existing pressurized vessels has been conceived.  Such a device can be utilized when welding new or additional components is not an option.  The conceived apparatus includes a stub shaft with a lower end engaged to a hydraulic drive, and an upper end coupled to a drive shaft.  The lower end of the stub shaft is rotated by the hydraulic drive which in turn rotates the drive shaft.  The drive shaft in turn rotates the bottom scrapper of the pressurized digester vessel.  The coupling includes a top coupling attached to the drive shaft and a bottom coupling attached to the stub shaft and corresponding coupling drive rings.  The coupling ensures that the drive shaft and the stub shaft are connected and the torque resulting from the hydraulic drive is appropriately administered so as to prevent damage to the pressurized digester vessel.  Additionally, a drive support bracket is attached to the hydraulic drive.  The drive support bracket holds the hydraulic drive and prevents rotation and transmits torsional forces from the hydraulic drive to the foundation.  Within the foundation is an envelope where the original electric motor, mechanical transmission device, and sole plates were located.  The electric motor and mechanical transmission device were fixed to the sole plates and the sole plates fixed to the foundation. The sole plates, fixed to the foundation, remain after the electric motor and mechanical transmission devices are removed.  In the hydraulic drive assembly configuration at least one sole plate should be attached to the drive support bracket to prevent rotation of the drive support bracket
【０００８】One embodiment of the apparatus could include a hydraulic drive assembly where the drive support bracket has an upper annular mounting ring and a lower annular mounting ring.  The upper annular mounting ring may be attached to the hydraulic drive. The drive support bracket could also have a base that is positioned between the lower annular mounting ring and the upper annular mounting ring lending support to the overall drive support bracket.  The lower annular mounting ring is located on the bottom of the hydraulic drive and is fastened to the sole plates.  The drive support bracket may also include a plurality of bolt holes on both the upper and the lower annular mounting rings.  The bolt holes on the upper annular mounting ring provide places to fix the hydraulic drive to the drive support bracket; while bolt holes in the lower annular mounting ring allow the hydraulic drive to be fixed to the sole plates.  
【０００９】Additional embodiments could include at least one access opening on the drive support bracket.  These access openings are located on the base, for example, between the lower annular mounting ring and the upper annular mounting ring lending support to the overall drive support bracket. The access openings provide openings to the hydraulic drive for tubes to be fixed to the hydraulic motor and openings for maintenance.  Various embodiments may also include a spline drive on the stub shaft that communicates with the hydraulic drive.  Another embodiment could include the stub shaft having a key slot.  A key slot ensures the stub shaft is still able to turn the drive shaft even if the coupling were to slip.  The top coupling attached to the drive shaft can belong to the original electrical motor and mechanical transmission device setup, but depending on the situation it may be appropriate to use a new top coupling.  While the previously described embodiments allow for no adaptation to the foundation of a pre-existing device system, the foundation can be altered or replaced to best fit the particular needs.  In addition, while sole plates are a part of the mechanical pre-existing system, one or more sole plates can be replaced, or one or more of the pre-existing sole plates can be used.  In addition, sole plates can come in various sizes and may be pre-existing.  Sole plates could include at least one bolt anchor.  Bolt anchors may protrude from the sole plate and may be used to bolt the drive support bracket to the sole plates and the foundation.
【００１０】 A method of replacing a transmission device and motor for a pressurized vessel with a hydraulic drive includes removing a mechanical transmission device and electric motor from under a pressurized vessel.  By removing the mechanical transmission there is now a large space where a new drive could be placed.  A hydraulic drive must then be selected that has sufficient torsional capacity to drive a bottom scraper device in the pressurized digester vessel.  The selected device should be of a size small enough to fit under the pressurized vessel.  Stub shafts, used to connect the hydraulic drive to the drive shaft, are typically custom-made.  Therefore, a stub shaft as well as the drive support bracket should be designed for the pressurized vessel and the hydraulic drive.  The stub shaft should then be inserted into an opening of the hydraulic drive.  The hydraulic drive may be bolted to an upper annular mounting ring of the drive support bracket.  The hydraulic drive, the stub shaft, and the drive support bracket may be assembled, creating the hydraulic drive assembly.  The hydraulic drive assembly may then slide along existing fastening device(s), such as sole plates, on the foundation, into the existing foundation envelope, until the stub shaft is aligned with the drive shaft to allow for coupling of the stub shaft to the drive shaft, often with existing couplings.  The bottom coupling communicates with the stub shaft and the top coupling communicates with the drive shaft; fastening the two together.  The lower annular mounting ring of the support bracket is then fastened to the sole plates, possibly with bolt anchors
【００１１】Various features may be included with various embodiments of the assembly and method disclosed herein.  Such an assembly and method of installing a hydraulic drive could be performed without the need to remove or dig into the foundation, and could be performed without attaching a housing or other components to a side wall of the pressurized vessel.  While alternations could be made to the foundation, this is an additional cost saving benefit.  
【BRIEF DESCRIPTION OF DRAWINGS】
【００１２】FIG. 1 is a perspective view of a conventional prior art pressurized digester vessel with drive shaft, shaft operating, and supporting components, with portions of the digester vessel cut away for clarity of illustration.
【００１３】FIG. 2 is a side view of a hydraulic drive coupled to the drive shaft of a pressurized digester vessel and the drive support bracket attached to the sole plates of the pressurized digester vessel foundation.
【００１４】FIG. 3 is a front side view of a hydraulic drive coupled to the drive shaft of a pressurized digester vessel and the drive support bracket attached to the sole plates of the pressurized digester vessel foundation.
【００１５】FIG. 4 is a top-down view of the drive support bracket and foundation.
【００１６】FIG. 5 is a top-down view of the drive support bracket.
【００１７】FIG. 6 is a cross-sectional view of a typical drive support bracket taken along line 6-6 of FIG. 5.
【００１８】FIG. 7 is a typical bottom-up view of the drive support bracket.
【MODE FOR CARRYING OUT INVENTION】
【００１９】In the following detailed description, reference is made to the accompanying drawings that show by way of illustration specific example embodiments in which the present teaching may be practiced.  These embodiments are described in sufficient detail to enable those skilled in the art to practice the present teachings, and it is to be understood that other embodiments may be utilized and changes may be made without departing from the scope of the present teachings.  The following description is purely illustrative.
【００２０】Although this disclosure is described in context to what is known in the art as an "outletdevice" for a continuous agitator or digester vessel, it is understood that this disclosure is applicable to any shaft that penetrates the wall of a fluid containing vessel that may be pressurized or unpressurized.  The shaft may be a vertically oriented shaft and may rotate or reciprocate.
【００２１】FIG. 1 illustrates a pressurized digester vessel 10, or pressurized vessel.  The bottom cover 14 of a conventional continuous digester vessel 10, such as those sold by Andritz Inc. of Glens Falls, N.Y. and shown in U.S. Patent 7,846,298.  The pressurized digester vessel 10 could be used for the continuous chemical pulping of comminuted cellulosic fibrous material, for example, wood chips.  The comminuted cellulosic fibrous material enters the top of the vessel (not shown) and passes downward as it is treated with pulping chemicals at super-atmospheric pressure, typically 1.1 barg to 20 barg (15 to 300 psig), preferably 5 to 15 barg (70 to 220 psig), and at a temperatures greater than 1000C, typically between 1300C and 1800C, or 120°C and 160°C.  The vertical pressurized digester vessel 10 may be generally cylindrical and have a height of over 100 feet (33 meters), a diameter of over 20 feet (7 meters), for example 20 feet to 35 feet (7 meters to 11 meters), and a capacity to continuously process over 500 tons, for example 500 tons to 5,000 tons of wood chips per day.
【００２２】After the pulping reaction is essentially completed, the pulped comminuted cellulosic fibrous material is discharged from the bottom of the digester vessel 10, by means of a rotating bottom scraper device 12, mounted in the bottom cover 14 of the outlet device 16. The bottom scraper device 12 is internal to the digester vessel 10.  Processed pulp and liquor flow through the interior of the bottom cover 14 and out the pulp outlet 18 at the bottom cover 14 of the digester vessel 10.
【００２３】The bottom scraper device 12 is supported within the pressurized digester vessel 10 by an outletdevice 16 which includes bearings to support the weight and load of the rotating device, e.g., the bottom scraper device 12, and seals to prevent leakage of process fluids from the digester vessel 10 through the outlet device 16.  The outlet device 16 is below the digester vessel 10 and is attached to the bottom cover 14 of the digester vessel 10.  The outletdevice 16 houses a drive shaft 20 that turns the bottom scraper device 12 in the digester vessel 10.  
【００２４】The outletdevice 16 is typically driven by an electric motor 22 via a mechanical transmission device 24, e.g., a speed reducer or gearbox.  The outletdevice 16 is typically driven at a final speed between 1 and 20 rpm, preferably, 5 to 15 rpm, though in other applications the drive shaft 20 rotational speed may be higher.  The torque applied by the electric motor 22 and mechanical transmission device 24 is sufficient to turn or reciprocate the outlet device 16 in the slurry of cellulosic material and liquor in the bottom of the digester vessel 10. 
【００２５】The electric motor 22 and mechanical transmission device 24 are directly connected to the drive shaft 20 but are generally not fixed to the outlet device 16.  The electric motor 22 and mechanical transmission device 24 are traditionally mounted to sole plates 26 fixed to a foundation 28, such as a concrete platform.  The sole plates 26, e.g., beams embedded in the foundation 28, provide a seat supporting the electric motor 22 and mechanical transmission device 24.  The coupling 30 couples drive shaft 20 to a mechanical transmission device 24 and transmits power and torque.  Half of the coupling 30 couples to the mechanical transmission device 24 and the other half of coupling 30 to the drive shaft 20. 
【００２６】Due to innovations in the field there has been a need for increased torque and rpm to allow proper operation of the outlet device of pressurized digester vessels.  Such demands have led to alterations on the existing electric motor 22 and mechanical transmission device 24.  These alterations have been found to exceed existing service factors and have led to increased maintenance and equipment breakdown.  Alterations, including foundation changes, would be expensive and time consuming.  The inability to weld modifications to the pressurized digester vessels 10 has in the past required large, more space consuming solutions. The following could be used to alleviate the aforementioned situations and meet new industry needs.  Elements identified in prior art device FIG. 1 that are common to the current device are referred to with similar identifiers. What follows is only one possible embodiment. 
【００２７】FIG. 2 and FIG. 3 depict a side view and a front view, respectively, of a possible hydraulic drive assembly, in relation to a large pre-existing pressurized digester vessel 10 (Shown in FIG. 1).  Illustrated in FIGs. 2 and 3 is a stub shaft 32.  The stub shaft 32 has a lower end 34 and an upper end 36 and can be a variety of shapes, but can also be circular.  The lower end 34 of the stub shaft 32 engages with a hydraulic drive 38 providing an interface between the hydraulic drive 38 and the pressurized digester vessel 10.  The stub shaft 32 may be the only component of the hydraulic drive assembly that directly attaches to the outlet device 16 and bottom scraper device 12 (Shown in FIG.1) within the pressurized digester vessel 10.  Accordingly, the stub shaft 32 may be the only component of the hydraulic drive assembly designed or configured to couple to the outlet device 16 and bottom scraper 12 within the pressurized digester vessel 10. 
【００２８】The hydraulic drive 38 rotates and applies torsion to the stub shaft 32 sufficient to rotate the drive shaft 20 via the coupling 30 of the outlet device 16.  The coupling could be a gear coupling or other type of coupling that could function in fastening the drive shaft 20 to the stub shaft 32. Typically, the space provided by the absence of the electric motor 22 and the mechanical transmission device 24 is rectangular (22 and 24 shown in FIG. 1).  The hydraulic drive 38 may be very similar in size to the electrical motor 22 and mechanical transmission device 24 but usually the hydraulic drive 38 is physically smaller than the electric motor 22 and mechanical transmission device 24.  A comparison can be seen when looking at FIGs. 2 and 3.  FIGs. 2 and 3 show the foundation 28, sole plates 26, and the drive shaft 20.  Because the envelope created for the original device is usually rectangular, FIG. 2 demonstrates the possible space occupied length-wise by the hydraulic assembly, and FIG. 3 demonstrates the possible space occupied width-wise by the hydraulic assembly system.  Previously, the electric motor 22 and mechanical transmission device 24 filled the rectangular envelope of the foundation 28. 
【００２９】A hydraulic drive 38 uses a hydraulic liquid to drive hydraulic machinery, e.g., an annular array of pistons or sliding vanes, within the hydraulic drive 38.  A hydraulic drive 38 may weigh substantially less, such as by more than 10,000lbs (greater than 4,500 kilograms) less than the combined weight of the electric motor 22 and mechanical transmission device 24.  While the hydraulic drive 38 takes up the space of the previous hardware, the hydraulic power unit (not shown) is outside the bottom of the pressurized digester vessel 10 and provides pressurized hydraulic liquid via hoses to drive the hydraulic drive 38.  The necessary engagement between the hydraulic drive 38 and the lower end 34 of the stub shaft 32 can be accomplished by the use of splines, though other types of drives could also be utilized.  The upper end 36 of the stub drive 32 is coupled, via coupling 30, to the drive shaft 20 of the outlet device 16.  The coupling 30 can be made of two pieces, a top coupling 40 that couples to the drive shaft 20 and a bottom coupling 42 that couples to the upper end 36 of the stub shaft.  The coupling 30 connects the drive shaft 20 and stub shaft 32 together. 
【００３０】Another implementation could include the stub shaft 32 having a key slot 44 that is shaped and sized to match into a key slot in a bottom coupling 42.  The hydraulic drive 38 is attached to a drive support bracket 46.  The drive support bracket 46 may have a custom height that is appropriate for the desired application. The drive support bracket 46 is attached to at least one sole plate 26, which is fastened to the foundation 28. Between the underside of the sole plate(s) 26 and the top surface of the foundation 28, there may be grout with concrete or other appropriate material.  Such material is identified in FIGs. 2 and 3 with identifier 48.  Such material may belong to the original mechanical transmission system setup.
【００３１】FIGs. 2-7 illustrate a possible embodiment of a hydraulic drive 38 coupled to a drive shaft 20.  A hydraulic drive 38 can be supported by the drive support bracket 46.  The drive support bracket 46, which is attached to the hydraulic drive 38, can prevent rotation and transmits torsional forces from the hydraulic drive 38 to the foundation 28 (ground).  The drive support bracket 46 and the stub shaft 32 may be the only components of the hydraulic drive assembly that are custom made for particular pressurized digester vessel 10.  The hydraulic drive 38 may be selected from standard drive models offered by a drive manufacturer.  The top coupling 40 to the drive shaft 20, sole plates 26, and foundation 28 may exist at the site of the pressurized digester vessel 10 and be reused for the hydraulic drive assembly.  
【００３２】One of the following features may be included.  One implementation could include a hydraulic drive assembly where the drive support bracket 46 has an upper annular mounting ring 50 and a lower annular mounting ring 52.  These two mounting rings could be made of various materials appropriate for supporting a hydraulic drive 38.  The drive support bracket 46 could also have a base 54 that is positioned between the upper annular mounting ring 50 and the lower annular ring 52.  The base 54 could be connected to the upper and lower annular mounting rings 50 and 52 a variety of ways, such as by fastening, bolting, or welding.  The base 54 may be formed of a metal plate having a sufficient thickness to provide torsional and structural support for the hydraulic drive 38.  Additional implementations could include at least one access opening 56 on the drive support bracket 38, this could be found on the base 54.  Access openings 56 could provide openings through which technicians may enter to service the hydraulic drive 38 and for the hydraulic hoses (not shown) to be connected to the hydraulic motor (not shown). 
【００３３】The drive support bracket 46 may also include a plurality of bolt holes 58 on the upper annular mounting ring 50 and a plurality of bolt holes 60 on the lower annular mounting ring 52.  The bolt holes 58 on the upper annular mounting ring 50 may extend at least most of the circumference of the upper annular mounting ring 50.  These bolt holes 58 can be used to fasten or bolt the hydraulic drive 38 to the drive support bracket 46.  The bolt holes 58 receive bolts that fasten the housing of the hydraulic drive 38 to the upper annular mounting ring 50 of the drive support bracket 46.  The bolt holes 58 may be more than a dozen, but the number is selected based on the torsional and structural support needed for the hydraulic drive 38.  The lower annular mounting ring 52 can be fastened to the sole plates 26 that are able to be embedded in the concrete foundation 28 via bolt holes 60.  The shape of the upper and lower annular mounting rings 50 and 52 may be rectangular, circular, or any other appropriate shape that conforms to the housing of the hydraulic drive 38 and the sole plates 26.  
【００３４】Various implementations of the sole plate 26 could include at least one anchor bolt (not shown).  Anchor bolts could be used to anchor the lower annular mounting ring 52 to the sole plates and foundation using the bolt holes 60.  It is possible that the top coupling 40, the foundation 28, and the sole plate 26 may pre-exist from an original setup with an electric motor 22 and mechanical transmission device 24.  At least one sole plate 26 must be used.  It is also possible that each of these elements could be replaced or altered in a way that better accomplishes the hydraulic drive assembly setup.
【００３５】The foot print (see FIG. 4) of the hydraulic drive 38 with drive support bracket 46 may be substantially shorter than the footprint of the mechanical transmission device 24 and electric motor 22 being replaced.  The sole plates 26 originally designed for the mechanical transmission device 24 and electric motor 22 may be substantially longer, e.g., twice the length, of the diameter or length of the hydraulic drive 38.  This increase in space and orientation of elements could provide a method of replacing a mechanical transmission device 24 and electric motor 22 for a pressurized digester vessel 10 with a hydraulic drive 38. 
【００３６】A method for installing a hydraulic drive assembly could include the following:  removing the electric motor 22 and mechanical transmission device 24 from under a pressurized digester vessel 10, then selecting a hydraulic drive 38.  The selected hydraulic drive 38 requires sufficient torsional capacity to drive a bottom scraper device 12 in the pressurized digester vessel 10.  In addition, such a hydraulic drive 38 must be a size small enough to fit under the pressurized digester vessel 10.  Stub shafts 32 are often custom made.  To use a stub shaft 32 would require designing a stub shaft 32 where the lower end 34 fits into the hydraulic drive 38 and the upper end 36 interacts with the drive shaft 20 via a coupling 30.  Designing a drive support bracket 46 for the pressurized digester vessel 10 and the hydraulic drive 38 is also necessary, as pressurized digester vessels 10 may require different equipment specific to the vessel’s purpose that requires machine specific measurements.  
【００３７】Once designed, the lower end 34 of the stub shaft 32 should be inserted into an opening of the hydraulic drive 38.  The hydraulic drive 38 is then bolted to an upper annular mounting ring 50 of the drive support bracket 46.  The hydraulic drive 38, the stub shaft 32, and the drive support bracket 46 should be assembled.  Once assembly is complete, the hydraulic drive assembly is slid along an existing fastening device, such as sole plates 26, on the foundation 28 until the stub shaft 32 is aligned with the drive shaft 20.  As previously discussed, the sole plates 26 and the foundation 28 can be from the original electric motor 22 and mechanical transmission device 24.  Once the stub shaft 32 is aligned with the drive shaft 20, the two shafts are coupled together at the coupling 30 where the bottom coupling 42 communicates with the stub shaft 32 and the top coupling 40 communicates with the drive shaft 20.  The top coupling 40 could belong to the original electric motor 22 and mechanical transmission device 24 system.  If the original top coupling 40 is used, this would eliminate the need to find or custom design a coupling half to fit the existing drive shaft 20.  However, it is also possible to have a new top coupling 40 to match the bottom coupling 42 of the stub shaft 32.  The hydraulic drive assembly is then fastened the foundation via the lower annular mounting ring 52 of the drive support bracket 46 to the sole plates 26.  This can be achieved by using anchor bolts found within the foundation 28 and the sole plates 26.
【００３８】Various features may be included in the method of installation of a hydraulic drive assembly.  Such a method of installing a hydraulic drive 38 could be practiced without having to remove or dig into the foundation 28 and could be practiced without attaching a housing or other components to a side wall of the pressurized digester vessel 10.  Not having to attach a housing or other components directly to a pressurized digester vessel 10 allows for the hydraulic drive assembly to be utilized in conditions where the method of attaching the device, such as welding, is limited or impossible.
【００３９】While preferred embodiments have been described in connection with what is presently considered to be the most practical and preferred embodiment, it is to be understood that the invention is not to be limited to the disclosed embodiments, but on the contrary, is intended to cover various modifications and equivalent arrangements included within the spirit and scope of the appended claims. 
1.  A hydraulic drive assembly for a large pre-existing pressurized digester vessel comprising:
a stub shaft wherein the stub shaft has a lower end and an upper end, wherein the lower end engages with a hydraulic drive, wherein the upper end is coupled to a drive shaft;
a coupling further comprising a top coupling and a bottom coupling, wherein the top coupling is coupled to the drive shaft, wherein the bottom coupling is coupled to the stub shaft;
a drive support bracket wherein the drive support bracket is attached to the hydraulic drive; and
at least one sole plate, wherein the sole plate is attached to the drive support bracket, and wherein the sole plate is fixed to a foundation. 
2.  The hydraulic drive assembly of claim 1, wherein the drive support bracket further comprises an upper annular mounting ring and a lower annular mounting ring. 
3.  The hydraulic drive assembly of claim 2, wherein the drive support bracket further comprises a base, wherein the base is positioned between the lower annular mounting ring and the upper annular mounting ring. 
4.  The hydraulic drive assembly of claim 2, wherein the upper annular mounting ring and the lower annular mounting ring further comprise a plurality of bolt holes  
5.  The hydraulic drive assembly of claim 1, wherein the drive support bracket further comprises at least one access opening. 
6.  The hydraulic drive assembly of claim 1, wherein the stub shaft further comprises a spline drive, and wherein the spline drive communicates with the hydraulic drive. 
7.  The hydraulic drive assembly of claim 1, wherein the stub shaft further comprises a key slot.  
8.  The hydraulic drive assembly of claim 1, wherein the top coupling is pre-existing.  
9.  The hydraulic drive assembly of claim 1, wherein the foundation is pre-existing.   
10. The hydraulic drive assembly of claim 1, wherein the sole plate is pre-existing. 
11. The hydraulic drive assembly of claim 1, wherein the sole plate further comprises at least one anchor bolt. 
12. A method of replacing a mechanical transmission device and electric motor for a pressurized digester vessel with a hydraulic drive comprising: 
removing a mechanical transmission device and electric motor from under a pressurized digester vessel;
selecting a hydraulic drive having sufficient torsional capacity to drive a bottom scraper device in the pressurized digester vessel and having a size small enough to fit under the pressurized digester vessel;
designing a stub shaft and a drive support bracket for the pressurized digester vessel and the hydraulic drive; 
inserting the stub shaft into an opening of the hydraulic drive; 
bolting the hydraulic drive to an upper annular mounting ring of the drive support bracket; 
assembling the hydraulic drive, the stub shaft, and the drive support bracket sliding the hydraulic drive assembly along an existing fastening device on a foundation until the stub shaft is aligned with a drive shaft;
coupling the stub shaft  to the drive shaft, wherein a bottom coupling  communicates with the stub shaft and a top coupling communicates with the drive shaft; and
fastening a lower annular mounting ring of the support bracket to at least one sole plate.
13. The method of replacing a mechanical transmission device and electric motor for a pressurized digester vessel with a hydraulic drive of claim 12, further comprising installing the hydraulic drive without removing or digging into the foundation and without attaching a housing or other components to the sidewall of the pressurized digester vessel.
１．ABSTRACT
A hydraulic drive assembly for a large pre-existing pressurized digester vessel and a method of installation of the hydraulic drive assembly have been conceived. Such a device includes a stub shaft which has a lower end and an upper end. The lower end engages with a hydraulic drive and the upper end is coupled to a drive shaft. The coupling further includes a top coupling and a bottom coupling. The top coupling is coupled to the drive shaft, and the bottom coupling is coupled to the stub shaft. A drive support bracket is attached to the hydraulic drive and then attached to the drive support bracket by at least one sole plate that is fixed to a foundation. The hydraulic drive assembly installation method is utilized when removing an electric motor and mechanical transmission device and replacing it with a hydraulic drive assembly.
２．SELECTED DRAWING
Fig. 2
2015040369.tif 000011
2015040369.tif 000012
2015040369.tif 000013
2015040369.tif 000014
2015040369.tif 000015
2015040369.tif 000016
2015040369.tif 000017