DE60032753T2

DE60032753T2 - Schlammherstellungsverfahren

Info

Publication number: DE60032753T2
Application number: DE60032753T
Authority: DE
Inventors: Robert A. Boston Benson
Original assignee: Benson Robert Arthur Boston
Current assignee: Benson Robert Arthur Boston
Priority date: 1999-03-29
Filing date: 2000-03-21
Publication date: 2007-11-08
Anticipated expiration: 2020-03-22
Also published as: NO20014739L; US6070417A; EP1166020B1; BR0009388B1; EA002861B1; EP1166020A1; BR0009388A; CA2366965C; WO2000058671A1; ATE350632T1; JP2002539946A; DE60032753D1; EA200101013A1; MXPA01009826A; NO319444B1; CA2366965A1; OA12040A; EP1166020A4; NO20014739D0; AU4022000A

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Bildung einer Aufschlämmung bzw. eines Schlamms. Ein Ausgangsfluid, aus dem sich Feststoffe bilden, wenn es abgekühlt wird, wird durch eine Vorrichtung geführt, die ein Endlos-Wiedereintrittslumen definiert. Das Lumen weist eine wärmeleitfähige Bearbeitungswand auf, von der Wärme von Außen extrahiert wird, wenn das Ausgangsfluid durch das Lumen strömt, was in der Bildung von Feststoffen bzw. festem Material an der inneren Oberfläche bzw. der Innenseite der Lumenwand führt. Ein Läufer zirkuliert um das Lumen und löst Material ab, das sich an der inneren Oberfläche der Lumenwand abgesetzt hat. Dieses Material wird danach als Feststoffe einer Aufschlämmung mit dem Fluidstrom aus der Vorrichtung geführt. Wärmetauschersysteme, die kontinuierlich innen durch einen Läufer gereinigt werden, sind bekannt aus dem U.S. Patent US-A-3.425.083.
Die vorliegende Erfindung wird nachstehend in Bezug auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben. In den Zeichnungen zeigen:
1 eine Verarbeitungsvorrichtung, die bei der Ausführung des Verfahrens gemäß der vorliegenden Erfindung eingesetzt wird;
2 eine vergrößerte Ansicht des Läufers, der Bestandteil der Vorrichtung aus 1 ist; und
3 eine Komponente des Läufers aus 2.
In Bezug auf die Abbildungen weist die für die Ausführung der vorliegenden Erfindung eingesetzte Vorrichtung 10 eine Wand 11 auf, welche das Endlos-Wiedereintrittslumen 12 definiert, das durch die Bearbeitungswand tritt, sowie eine Läufer-Rücklaufstruktur 19. Der Einlassanschluss 13 kommuniziert bzw. steht in Verbindung mit dem Lumen 12, ebenso wie der Auslassanschluss 14. Ein erster Pfad 22 verläuft von dem Einlassanschluss 13 zu dem Auslassanschluss 14 durch das Lumen 12. Die Lumenwand um den ersten Pfad 22 weist einen Wärmetauscherabschnitt 15 auf, der aus einem wärmeleitfähigen Material besteht. Das Lumen 12 in dem Wärmetauscherabschnitt 15 weist in vorteilhafter Weise einen einheitlichen Querschnitt auf. Ein kürzerer Pfad 23 durch das Lumen 12 von dem Einlassanschluss 13 zu dem Auslassanschluss 14 ist ebenfalls definiert, wobei dieser Pfad nur durch die Läufer-Rücklaufstruktur 19 verläuft.
Die Läufer-Rücklaufstruktur 19 weist einen reduzierten Abschnitt 30 auf, in dem der Querschnitt des Lumens 12 kleiner ist als in dem Wärmetauscherabschnitt 15. Die Läufer-Rücklaufstruktur 19 weist ferner einen Stopfenmechanismus auf, wie zum Beispiel ein Absperrventil 31, das den Strom von dem Einlassanschluss 13 durch den zweiten Pfad 23 zu dem Auslassanschluss 14 blockiert bzw. sperrt.
Eine Wärmetauscher-Sicherheitshülle 25 schließt einen Raum 20 um den Wärmetauscherabschnitt 15 der Lumenwand 11 ein. Ein Kühlmittel-Einlassanschluss 26 ist so angeschlossen, dass er Kühlmittel in den Raum 20 eintreten lässt, und ein Kühlmittel-Ausflussanschluss 27 ist so gekoppelt bzw. angeschlossen, dass er Kühlmittel aus dem Kühlmittelraum 20 ausstößt.
Der speziell in der Abbildung aus 2 dargestellte Wandkonditionierungsläufer 24 ist in dem Lumen 12 angeordnet und kann sich um den Kreis des Lumens unabhängig und frei bewegen. Der Läufer 24 weist eine gereckte Form auf, die sich von dem vorderen Ende 41 zu dem hinteren Ende 42 erstreckt und ein Wandkonditionierungselement 43, ein vorderes Mitführungselement 44, ein hinteres Mitführungselement 45 und die Rücklaufblockierungselemente 81, 82, 83 aufweist, die alle an einem flexiblen Rücken 48 angebracht sind, der entlang der Länge des Läufers verläuft. Das Wandkonditionierungselement besteht aus einem verformbaren oder flexiblen Material, so dass es durch den reduzierten Abschnitt 30 verlaufen kann.
Der Abstand zwischen dem vorderen Mitführungselement 44 und dem hinteren Mitführungselement 45 ist größer als der Abstand von dem Einlassanschluss 13 zu dem Auslassanschluss 14 entlang dem Pfad 23. Jeder der Abstände zwischen dem Rücklauf-Blockierungselement 81 und dem Rücklauf-Blockierungselement 82, zwischen dem Rücklauf-Blockierungselement 82 und dem Rücklauf-Blockierungselement 83 und dem Rücklauf-Blockierungselement 83 und dem Rücklauf-Blockierungselement 84 ist kleiner als die Länge des reduzierten Abschnitts 30.
In besonderem Bezug auf die Abbildung aus 3 können die Mitführungselemente 44, 45 in vorteilhafter Weise aus Ausschnitten 50 gebildet werden, die aus einem flexiblen Metall- oder Polymer-Lagenmaterial ausgeschnitten werden, zugeschnitten in der in der Abbildung aus 4 dargestellten Form. Zwei derartige Ausschnitte werden zentral aneinander angebracht, wobei die Flügel 51 eines Ausschnitts die Vertiefungen 52 des anderen abdecken. Dieses Ausschnittspaar wird danach über den Rücken 48 geschoben und an die schalenförmigen Seite bzw. Fläche des Rücklauf-Blockierungselements 81 geklemmt. Die schalenförmige Seite drückt auf die Ausschnitte und biegt die Ausschnitte in einer konischen Form nach hinten. Die Peripherie der montierten Struktur bzw. Konstruktion nimmt leicht einen kleineren Radius an, wobei die Flügel nach hinten gebogen werden und sich gegenseitiger mehr überlappen, so dass die Mitführungselemente in ihrer erweiterten Form den Querschnitt des Lumens in dem Pfad 22 füllen, während sie eine komprimierte Form annehmen, die in den reduzierten Abschnitt 30 passt, wenn der Läufer durch den Pfad 23 verläuft.
Im Einsatz wird ein Kühlmittelfluid durch den Kühlmittel-Einlassanschluss eingelassen, zirkuliert durch den Raum 20 und tritt durch den Kühlmittel-Ausstoßanschluss 27 aus. Das Fluid, aus dem ein Feststoff gebildet wird, wenn das Fluid gekühlt wird, wird durch den Einlassanschluss 13 eingelassen und zirkuliert durch das Lumen 12 entlang dem Pfad 22 und nach außen durch den Auslassanschluss 14. Das Absperrventil 31 ist geschlossen und verhindert einen Fluss durch den Pfad 23. Dem Fluid, das durch den Einlassanschluss 13 eingetreten ist, während es entlang dem Pfad 22 zirkuliert, wird Wärme entzogen, durch Kontakt bzw. Berührung mit der Bearbeitungswand 15, die wiederum durch das Kühlmittelfluid in dem Raum 20 gekühlt wird, das die Außenseite der Bearbeitungswand 15 badet. Als Ergebnis dieses Wärmeentzugs bilden sich aus dem zirkulierenden Fluid Feststoffe, die sich an der Innenseite der Bearbeitungswand 15 ansammeln.
Wenn Fluid um das Lumen 12 fließt, schiebt des den Läufer 24 mit. Während sich der Läufer durch das Lumen in der Bearbeitungswand bewegt, entfernen die Wandkonditionierungselemente 43 die angesammelten Feststoffe von der Wandoberfläche, so dass sich keine Feststoffe an der Wand dauerhaft festsetzen, sondern mit dem strömenden Fluid als ein Schlamm bzw. eine Aufschlämmung mitgeführt werden.
Wenn der Läufer 24 in der Rücklaufstruktur 19 geführt wird, verläuft das vordere Mitführungselement 44 über den Auslassanschluss 14 und tritt in den reduzierten Abschnitt 30 ein, wobei dabei eine Verformung eintritt, so dass ein kleinerer Umriss angenommen wird. Danach wird das hintere Ende des Läuferelements weiter vorgeschoben, wobei das Absperrventil 31 geöffnet wird, den Einlassanschluss 13 passiert und in den Pfad 22 des Lumen eintritt. Hiermit kann festgestellt werden, dass das vordere Mitführungselement 44 in vorteilhafter Weise in das obere Ende des Pfads 22 eintritt, bevor das hintere Mitführungselement 45 das untere Ende des Pfads 22 verlassen hat, so dass sich mindestens eines dieser Mitführungselemente immer in dem Pfad 22 befindet, während der Fluss bzw. die Strömung es weiter führt. Hiermit kann ferner festgestellt werden, dass der Läufer das Absperrventil 31 zwar offen hält, sich jedoch stets mindestens ein Rücklauf-Blockierungselement in dem reduzierten Abschnitt 30 befindet, so dass ein Kurzschluss des Stroms von dem Einlassanschluss 13 durch den reduzierten Abschnitt 23 zu dem Auslassanschluss 14 verhindert wird. Nachdem der Läufer durch den Rücklaufabschnitt 19 getreten ist, wird er durch den Fluss durch einen anderen Kreis des Lumens 12 geführt, wo er wiederum die Wand von sich angesammelten Feststoffen reinigt.
Als ein besonderes Beispiel des Verfahrens gemäß der vorliegenden Erfindung wird Wasser in den Einlassanschluss 14 eingeführt, und gekühlte Sole wird auf einer Temperatur von unter 0°C dem Kühlmittel-Einlassanschluss 26 zugeführt. Eiswasser bzw. Wassereis bildet sich an der Bearbeitungswand 15 und kann durch den Läufer von der Wand in den Wasserstrom gekratzt werden, so dass ein Schlamm bzw. eine Aufschlämmung von in Wasser verteilten Eisteilchen erzeugt wird, wobei dieser bzw. diese durch den Auslassanschluss 13 ausgestoßen wird.
Hiermit wird festgestellt, dass das vorliegende Verfahren eingesetzt werden kann, um einen umfassenden Fluidbereich zu verarbeiten, aus dem sich beim Abkühlen bzw. Kühlen Feststoffe bilden, so dass Aufschlämmungen mit diesen in dem Fluid suspendierten Feststoffen erzeugt werden, und so dass ferner Fluide verarbeitet werden, aus denen sich Feststoffe durch Erwärmung bilden, indem ein heißes Fluid durch den Raum 20 zirkuliert. Die Auswahl der entsprechenden Stoffe bzw. Materialien und Temperaturen für das Wärmetauscherbad ist für den Fachmann auf dem Gebiet der Wärmetauscher ersichtlich.

Claims

Verfahren zur Herstellung einer Aufschlämmung von Feststoffen in einem Fluid, wobei das Verfahren die folgenden Schritte umfasst: das Bereitstellen einer Vorrichtung mit einer Struktur, die ein Endlos-Wiedereintrittslumen (12) definiert, wobei das Lumen eine Wand (15), einen Einlassanschluss (13), der sich an einer ersten Position in Übertragungsverbindung mit dem genannten Lumen befindet, und einen Auslassanschluss (14) aufweist, der sich an einer zweiten Position in Übertragungsverbindung mit dem genannten Lumen befindet, so dass ein erster Pfad (22) und ein zweiter Pfad (23) von dem Einlassanschluss zu dem Auslassanschluss durch das Lumen definiert werden, wobei eine Rücklaufstruktur (19) um den genannten zweiten Pfad angeordnet ist, mit einer Bearbeitungswand, an der sich während dem Betrieb der genannten Vorrichtung Material ansammelt, wobei die genannte Bearbeitungswand Bestandteil der genannten Lumenwand ist und entlang dem genannten ersten Pfad angeordnet ist, wobei ein Läufer (24) in dem Lumen angeordnet und frei durch das Lumen beweglich ist, wobei der genannte Läufer einen Wandkonditionierungsabschnitt umfasst, der wenn sich der Läufer entlang dem genannten ersten Pfad bewegt, um angesammeltes Material von der genannten Bearbeitungswand zu entfernen, und mit einem Stopfenmechanismus, der so wirkt, dass er die Strömung von dem genannten Einlassanschluss zu dem genannten Auslassanschluss durch den genannten zweiten Pfad blockiert; das Einführen von Fluid in den genannte Einlassanschluss, aus dem sich beim Abkühlen Feststoffe bilden; das Entziehen von Wärme von der Außenseite der genannten Bearbeitungswand; das Abscheiden von Feststoffen an der Innenseite der genannten Bearbeitungswand; das Führen des genannten Wandkonditionierungsläufers um das genannte Lumen; das Lösen von an der Innenseite der genannten Bearbeitungswand gebildeten Feststoffen mit dem genannten Läufer; und das Entziehen einer Fluidaufschlämmung mit darin suspendierten Feststoffen aus dem genannten Auslassanschluss.
Verfahren zur Herstellung einer Aufschlämmung von Feststoffen in einem Fluid, wobei das Verfahren die folgenden Schritte umfasst: das Bereitstellen einer Vorrichtung mit einer Struktur, die ein Endlos-Wiedereintrittslumen (12) definiert, wobei das Lumen eine Wand (15), einen Einlassanschluss (13), der sich an einer ersten Position in Übertragungsverbindung mit dem genannten Lumen befindet, und einen Auslassanschluss (14) aufweist, der sich an einer zweiten Position in Übertragungsverbindung mit dem genannten Lumen befindet, so dass ein erster Pfad (22) und ein zweiter Pfad (23) von dem Einlassanschluss zu dem Auslassanschluss durch das Lumen definiert werden, wobei eine Rücklaufstruktur (19) um den genannten zweiten Pfad angeordnet ist, mit einer Bearbeitungswand, an der sich während dem Betrieb der genannten Vorrichtung Material ansammelt, wobei die genannte Bearbeitungswand Bestandteil der genannten Lumenwand ist und entlang dem genannten ersten Pfad angeordnet ist, wobei ein Läufer (24) in dem Lumen angeordnet und frei durch das Lumen beweglich ist, wobei der genannte Läufer einen Wandkonditionierungsabschnitt umfasst, der wenn sich der Läufer entlang dem genannten ersten Pfad bewegt, um angesammeltes Material von der genannten Bearbeitungswand zu entfernen, und mit einem Stopfenmechanismus, der so wirkt, dass er die Strömung von dem genannten Einlassanschluss zu dem genannten Auslassanschluss durch den genannten zweiten Pfad blockiert; das Einführen von Fluid in den genannten Einlassanschluss, aus dem sich beim Erwärmen Feststoffe bilden; das Zuführen von Wärme an die Außenseite der genannten Bearbeitungswand; das Abscheiden von Feststoffen an der Innenseite der genannten Bearbeitungswand; das Führen des genannten Wandkonditionierungsläufers um das genannte Lumen; das Lösen von an der Innenseite der genannten Bearbeitungswand gebildeten Feststoffen mit dem genannten Läufer; und das Entziehen einer Fluidaufschlämmung mit darin suspendierten Feststoffen aus dem genannten Auslassanschluss.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei die bereitgestellte Vorrichtung eine Sicherheitshülle aufweist, welche einen Raum um die genannte Bearbeitungswand einschließt.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei die bereitgestellte Vorrichtung eine Sicherheitshülle aufweist, welche einen Raum um die genannte Bearbeitungswand einschließt.