DK165052B - Hoejtryksstraaleapparat til at foere en blanding af slibende materiale og baerevaeske ud gennem en dyse som en hoejhastighedsstraale - Google Patents

Description

i

DK 165052B

Den foreliggende opfindelse angår strømning af en blanding af slibende materiale og bærevæske i et højtryksstråleapparat. Nærmere bestemt angår opfindelsen et højtryksstråleapparat, som angivet i den indledende del af krav 1. Slibende partikler, som er indeholdt i en væskestråle, 5 har vist sig nyttige til at skære gennem materialer, navnlig i et miljø, hvor varme eller flammer ikke kan tolereres.

Det slibende materiale kan tilføres tørt eller i form af en opslæmning til en trykbeholder, hvor det derefter bliver blandet med bærevæsken 10 ved dennes høje tryk. Med høje tryk menes tryk på mindst 10 bar (1 MPa) og fortrinsvis over 15,25,35 eller endog 70 bar.

Trykbeholderens udløb kan være forbundet med yderligere forsyninger, for eksempel med vand for at justere siibematerialekoncentrationen, 15 men disse yderligere forsyninger er ikke beregnet til yderligere at forøge trykket i materialet, der er tilført fra trykbeholderen. Efter denne valgfrie tilførsel fører en enkelt ledning til dysen, og ved dysen foregår der ingen blanding af slibematerialet og yderligere forsyning af vand. Idet der kun fører en ledning til dysen, kan denne hånd-20 teres med større lethed, end hvis den var forbundet med to eller flere ledninger. Forsyning af en højtryksblanding af væske og slibemateriale til en dyse er mere effektivt end at indføre slibeblandingen i en bæ-revæskestråle (således som beskrevet i US patentskrift nr. 4.478.368), da bærevæskéns tryk falder, når strålen er dannet, således at den en-25 delige blanding derefter vil foreligge ved et lavere tryk end det oprindelige tryk, hvortil bærevæsken var hævet. Denne herskende ineffektivitet ved impulsoverføringsprocessen ifølge ovennævnte US patentskrift undgås ved at føre slibeslammet under højt tryk gennem en dyse, som tilvejebringer en effektiv omdannelse af væskeblandingens potenti-30 ale energi eller "tryk"-energi direkte til kinetisk energi eller hastighedsenergi . Den resulterende strøm af opslæmmet slibemateriale med høj hastighed kan derefter anvendes til skæring af en række materialer.

35 US patentskrift nr. 3.815.286 beskriver, som det vil fremgå af fig. 5 og 6, et højtryksstråleapparat omfattende en dyse, en beholder til at danne en blanding af slibende materiale og bærevæske på et sted langt fra dysen og et rør, der kan lukkes, og som fører blandingen ved det nævnte højtryk til dysen for at danne en højhastighedsstråle. Patent-

DK 165052B

2 skriftet beskriver derimod ikke de træk, som er kendetegnende for den foreliggende opfindelse, idet der ikke foreligger nogen cirkulationsbane gennem beholderen for opslæmningen af slibende materiale, når røret er lukket. Den cirkulationsbane, som foreskrives ifølge den fore-5 liggende opfindelse, anviser en måde, hvorpå beholderen med blandingen af slibende materiale kan fyldes, hvorimod sådant materiale i appara-tet ifølge patentskriftet må føres ind gennem et låg, og bærevæsken må føres ind gennem en ledning, som fører fra et kammer.

10 Strømningen gennem trykbeholderen er fortrinsvis arrangeret således, at slibematerialet, i det mindste ved den centrale del af trykbeholderen, bundfældes og ikke foreligger i form af opslæmning.

Opslæmningen dannes ved den nedre del af trykbeholderen ved hjælp af 15 det lokale strømningsmønster omkring udløbsindretningen for opslæmningen. I en foretrukket udførelsesform vil væske, der er indført ved toppen af trykbeholderen, forskyde væske gennem tomrummene mellem de udfældede slibepartikler. En typisk hulrumsfraktion er ca. 50% for udfældede slibepartikler. Det hulrumsstrømningsareal, som er tilgænge-20 lig for væskestrømmens passage, strækker sig over hele beholderens tværsnitsareal, og således er den gennemsnitlige hastighed for væskestrømningen (a) rettet nedefter og (b) tilvejebragt med en relativ lille størrelse, som i højere grad har en tendens til at komprimere de udfældede slibepartikler end tendens til at fluidisere disse. I områ-25 det ved indgangen til udløbet for slibeopslæmning i nærheden af beholderens bund afbøjes væskestrømmen i hulrummene fra sin nedefterrettede retning og konvergerer ind i et kanal område. Strømningens konvergens medfører en reduktion i det tilgængelige hulrumsareal og medfører således en forøgelse af den lokale væskehastighed. Væsken har derfor en 30 tendens til at fluidisere partiklerne i umiddelbar nærhed af kanalen og river partiklerne med ind i denne kanal. Volumenet af de lokalt fluidiserede partikler er en funktion af væskens strømningshastighed, som på sin side medfører et tilnærmelsesvis proportionalt forhold mellem volumenet af slibematerialet, der føres ud af beholderen pr. en-35 hedstid, og væskens strømningshastighed. Dette forhold strækker sig ned til det lave strømningsområde, men udløbskanalen er udformet således, at en afbrydelse af væskestrømningen ind i trykbeholderen resulterer i en skarp defineret afbrydelse af si ibematerialetiIførsien fra beholderen. Dette er både driftsmæssigt fordelagtigt og er fordelag- 3 tigt ved undgåelse af ventilslid.

Denne målemetode giver et tilnærmelsesvis konstant forhold mellem væskens strømningshastighed og slibematerialets udladningshastighed, uan-5 set niveauet for mængden af slibemateriale i beholderen, indtil dette når den begrænsende tilstand, når overfladen af udfældet slibemateriale når fluidiseringsområdet ved kanalen.

En yderligere fordel ved denne fremgangsmåde er, at størstedelen af 10 slibematerialet i trykbeholderen forbliver i bundfældet tilstand. Hvis slibematerialet i væsentlig grad blev fluidiseret, ville der optræde en størrelsesgraduering af partiklerne, således som det opleves, og således som anvendt ved tilbageskylning af et sandfilterleje. Denne graduering af partiklerne vil på skadelig måde påvirke driften af si i -15 beskærehovedet. Skærehastigheden er en funktion af partikelstørrelsen og vil derfor variere under trykbeholderens udladningscyklus.

Apparatet ifølge opfindelsen tillader endvidere undgåelse af slid på ventiler stammende fra slibematerialet, som transporteres igennem ven-20 tilerne, medens disse betjenes fra lukket tilstand til åben tilstand eller omvendt. Ifølge den foreliggende opfindelse er der således tilvejebragt en fremgangsmåde til tilførsel af slibemateriale, der medrives i en bærevæske gennem en ledning, som indeholder en ventil, hvilken fremgangsmåde omfatter, at der tilvejebringes en dysekanal, der er 25 forsynet med en udgangsfælde tilvejebragt i kanalen ovenover afskæringsorganerne, og et volumen, der er dannet i dysekanalen nedenunder afskæringsmidlerne, og som er tilstrækkeligt til at modtage al det materiale, som bundfældes fra den del af dysekanalen, der ligger under udgangsfælden og fra selve afskæringsorganerne, når strømningen ophø-30 rer. Hvis ventilen først betjenes efter en forudbestemt periode, efter strømningen er ophørt, vil slibematerialet i den forudbestemte periode være bundfældet under ventilen, og når ventilen senere betjenes bevæges den gennem ren bærevæske og er således ikke udsat for slid stammende fra slibematerialet, der ellers ville være fanget mellem indbyr-35 des bevægende elementer i ventilen. Der er vist forskellige egnede udformninger for fælden, for eksempel i form af et omvendt U, som, når strømmen ophører, deler det bundfældede slibemateriale i en andel, som bundfældes fri af ventilen, og en anden andel, der bundfældes gennem ventilen til en ledning nedenunder ventilen.

DK 165052B

4

Eksempler ifølge opfindelsen og kendte eksempler vil herefter beskrives nærmere under henvisning til den medfølgende tegning, hvor fig. 1 viser et skematisk billede af et apparat til slibemateriale-5 tilførsel, fig. 2 og 3 forstørrede detaljer for apparatet i fig. 1, fig. 4 et blokdiagram af en kendt indretning til medrivning af slibemateriale under højt tryk, fig. 5 et blokdiagram af et arrangement til medbringning af en væs-10 kebatch og for slibemateriale, fig. 6 et blokdiagram af et arrangement til kontinuerlig tilførsel af slibeslam under højt tryk, fig. 7 et snit gennem en skyllet ventil med en siibematerialefælde, fig. 8 et blokdiagram af et arrangement for kontinuerlig tilførsel 15 af slibeslam med et stort trykhoved, fig. 9 et mere detaljeret diagram af det i fig. 8 viste apparat, fig. 10 og 11 detaljer ved det i fig. 8 viste apparat, fig. 12 et skematisk diagram for et skæreapparat med slibevandstrå-le, 20 fig. 13 et sidebillede, delvis i snit, af en detalje i fig. 12, fig. 14 og 15 længdesnit gennem to alternative fluidiserende indretninger, fig. 16 et planbillede af den i fig. 15 viste indretning, fig. 17 et billede, med visse dele brudt væk, af den i fig. 16 viste 25 indretning i drift, og fig. 18 et billede til illustration af indretningen i fig. 17 anbragt i en beholder med parti kel formet materiale.

I det apparat, som er vist i fig. 1, tilføres slibemateriale enten 30 tørt eller i form af slam i en tragt 205, der er fyldt med vand, der maksimalt har en dybde, som reguleres af et overløb 207. Materiale fra bunden af tragten kan trækkes opefter gennem et lodret rør 206, der gennem en ventil 211 fører til en fælde 208, og ventilen er tilvejebragt i en sådan stilling, at volumenet af ledningen nedenunder venti-35 len er større end ledningens volumen ovenover ventilen og nedenunder fælden med en sådan faktor, at når slibematerialet i driftskoncentrationen i bærevæsken optræder i ledningen ovenover og nedenunder ventilen og når strømningen stoppes, så vil slibematerialet i ledningen bundfældes til et maksimalt niveau, som er under ventilens niveau.

DK 165052B

5

Dette kan opnås ved åt tilvejebringe den nedre del af røret 206 med et større tværsnit end den del af røret, som er tilvejebragt ovenover ventilen. Ventilen vil derefter i hviletilstand være anbragt i ren bærevæske, og ventilen kan betjenes, uden der trækkes slibemateriale 5 ind i dennes arbejdende dele. Den mindste værdi for faktoren afhænger af koncentrationen af slibemateriale i bærevæsken, men apparatet kan være udformet med en faktor, der er egnet for de fleste arbejdskoncen-trationer.

10 En trykbeholder 201 har to koaksiale ledninger ved sin øvre ende, således som vist mere detaljeret i fig. 2, og et udløb af typen med fælde ved sin nedre ende, således som vist mere detaljeret i fig. 3. Den indre koaksiale ledning 225 er gennem en fælde 208 og ventilen 211 forbundet med røret 206. En højtryksvandpumpe 209 tilfører vand i de 15 to grene. En gren fører gennem en variabel strømningsbegrænser 217, et flowmeter 216, en kontraventil 220 og en ventil 213 til den ydre koaksiale ledning 226, der er forsynet med et filter 227 ved indgangen til beholderen 201. En forbindelse mellem ventilen 213 og den ydre koaksiale ledning 226 fører gennem en ventil 221 til en sugepumpe 210, som 20 tilfører vand til toppen af tragten 205. Pumpen 210 er i stand til at håndtere et indløbssug på 63 cm Hg og lave slamkoncentrationer, da noget fint slibemateriale vil blive ført forbi filtret 227. En egnet pumpe er en pneumatisk drevet membranpumpe. Den anden gren fra forbindelsen ved pumpen 209's udløb føres gennem en kontraventil 219 til en 25 forbindelse, hvorfra en gren gennem en ventil 212 er forbundet med trykbeholderen 201's udløbsledning 204, og den anden gren er forbundet med en udladningsdyse. Kontraventilerne 219 og 220 er valgt, således at en tilstrækkelig trykforskel er dannet for at føre en ønsket strømning gennem trykbeholderen 201, idet den resterende del af pumpens 30 output omledes trykheholderen 201 gennem ventilen 219. Aflastningsventiler 218 er tilvejebragt af sikkerhedsmæssige årsager.

Ved driftsopstart fyldes trykbeholderen 201 med vand. Sugepumpen 210 aktiveres for at cirkulere vand fra ledningen 226, der er anbragt ved 35 toppen af trykbeholderen 201 gennem ventilen 221, som er åben (ventilerne 212 og 213 er lukket) ind i tragten 205 og fra bunden af tragten gennem røret 206 tilbage til beholderen 201's ledning 225. Hårde partikler afgives til tragten og bundfælder på bunden. Den trykforskel, som er frembragt inde i røret 206, og den lokalt forøgede væskehastig-

DK 165052B

6 hed flui di serer slibemateriale ved røret 206's indløb og et slam bestående af vand, og det parti kel formede materiale, der er indeholdt i tragten, suges ind i trykbeholderen 201, hvor komponenternes arrangement og strømningshastigheden er valgt, således at slibematerialet 5 bundfældes fra slammet, medens vandet fortsat cirkulerer gennem ledningen 226 til pumpen 210. Senere vil det bundfældne materiale nå niveauet for filtret 227 ved indgangen til den ydre koaksiale ledning 226 ved toppen af beholderen og stoppe strømningen, når filtres masker bliver blokeret. Slibematerialet vælges, således at det er tilveje-10 bragt inden for et smalt parti kel større!sesområde, således at der er mange hulrum i materialet i beholderen 211, som tillader væske at strømme derigennem. Tilstedeværelsen af fine korn i et sådant materiale vil blokere væskestrømningen gennem det bundfældne materiale og endvidere vil sådanne fine korn ikke være effektive, når slibemateri-15 alet medrives i en stråle af bærevæske og anvendes til skærende formål .

De hårde partikler (eng. grit) udlades fra trykbeholderen 201 ved at påføre vand under tryk fra pumpen 209 gennem ventilen 213 til den ydre 20 koaksiale ledning 226, idet ventilerne 211 og 221 er lukket. Denne vandstrøm, der er omstyret i forhold til den forudgående strømning, renser filtret 227 for hårde partikler, og vand passerer gennem det bundfældne materiale til bunden af trykbeholderen, hvor det lokale strømningsmønster nærliggende udgangsfælden 204 fluidiserer materia-25 let, som føres gennem fælden 204, der er vist mere detaljeret i fig.

3, og gennem ventilen 212 til dysen 222. Udladningen fra trykbeholderen 201 kan stoppes på et hvilket som helst tidspunkt ved at lukke ventilen 213, således at vand fra pumpen 209 derefter omstyres gennem kontraventilen 219, og slibematerialet i ledningen under fælden 204 30 vil bundfælde gennem ventilen 212 i ledningen mellem ventilen 212 og forbindelsen med ledningen fra kontraventilen 219 og således gøre det muligt for ventilen 212, efter en forudbestemt tidsforsinkelse, at blive lukket i ren bærevæske uden risiko for at slibemateriale medbringes i ventilens arbejdende dele. Således som det fremgår af fig. 3 35 passerer fluidiseret materiale ved tragtens bund gennem en indløbsåbning 241 ind i en ydre ledning 242 og derefter opad til fældens top 243, hvorfra en udløbsledning 244 centralt fører nedefter mod ventilen 212. Når ventilen 213 er lukket og strømningen gennem trykbeholderen stopper, vil slibemateriale kun bundfældes gennem ventilen 212 fra

DK 165052 B

7 fældes top 243, og slibemateriale, som endnu ikke har nået fældes top 243, vil bundfælde tilbage i den ydre ledning 242 og vil ikke bundfældes gennem ventilen 212. Der vil således kun være et lille volumen (volumenet for ledningen 244), hvorfra slibemateriale vil bundfældes 5 gennem ventilen, og det er relativt let at arrangere ledningen nedenunder ventilen 212 på en sådan måde, at den har tilstrækkelig stort volumen til at rumme dette slibemateriale uden risiko for at niveauet for det bundfældne materiale når højden for ventilen 212. Det er ikke nødvendigt, at fælden har to lodrette orienterede passager. For eksem-10 pel kan indløbspassagen være vandret eller have en hvilken som helst anden orientering, som forhindrer materialet fra tragten i at bundfældes gennem ventilen 212. Ved udformning af fælden er det nødvendigt at tage højde for slibematerialets skræntvinkel og variationer i hele apparatets orientering, for eksempel hvis det medbringes på ryggen af 15 en dykker under vand.

Filtret 227's blokering, når de hårde partikler når toppen af trykbeholderen 201, kan føles for at tilvejebringe en automatisk omstilling af ventilerne 212 og 213 og aktivering af pumperne 209 og 210, således 20 at de ændres fra ladningscyklen til udladningscyklen. Ved at lade vandet strømme gennem filtret 227 i den modsatte retning under udladningscyklen i sammenligning med ladningscyklen, vil de hårde partikler, som blokerer filtret 227, automatisk skylles væk.

25 Fig. 5 viser det grundlæggende layout for en udførelsesform for et apparat ifølge opfindelsen, der kan sammenlignes med et kendt medrivningsarrangement for slibemateriale i vand, og som er vist i fig. 4. I det kendte arrangement, der er vist i fig. 4, dannes et slam med relativt lav tryk ved anvendelse af vand som bærevæske, og dette slam 30 blandes yderligere med højhastighedsstrømme af rent vand. Blandingen af slibepartikelslam og rent vand ved høj hastighed optræder i en hensigtsmæssigt udformet "ejektor" eller "strålepumpe", hvor en del af energien i strømmen med høj strømningshastighed overføres til slibeslammet ved medrivning og momentomdannelse. Den resulterende slibe-35 strøm kan anvendes til at skære et antal forskellige materialer. Den teoretiske maksimale effektivitet for en strålepumpe er 50%. Denne effektivitet reduceres yderligere i tilfælde med meget høje trykforhold for den primære og sekundære strømning. Imidlertid anvendes i alle til dato kendte kommercielle slibende stråleskæringsarrangementer

DK 165052B

8 dette princip: (a) undgå behov for at pumpe et slibeslam under høje tryk. Normale højtryksvandpumper vil blive udsat for hurtigt og katastrofalt slid, hvis de blev anvendt til dette formål, (b) undgå det meget hurtige slid, som normalt vil fremkomme ved anvendelse af slibe-5 slam under højt tryk i en konventionel stråledyse. I apparatet, der er vist i fig. 4, dannes slam i en slamenhed 11 af en tør slibemateriale-forsyning 16 og en lavtryksvandforsyning 17. Blandingen arrangeres ved hjælp af en kompressor eller hydraulisk pumpe 13, og slibeslammet føres fra slamenheden 11 til en strålepistol 14, hvor der påføres vand 10 under højt tryk fra en 700-bar pumpe 12 for at medrive slibeslammet med høj hastighed mod arbejdsemnet, idet pumpen 12 forsynes fra samme lavtryksvandforsyning 17, som føder slamenheden 11. Strålepistolen er derfor ufordelagtig, idet slibeslammet tilføres i en separat ledning fra højtryksvandet, og der må derfor tilvejebringes to ledninger til 15 pistolen, hvilket gør den uhåndterlig og besværlig at rette mod målet. Pistolen 14 er en ejektor, hvori slibeslammet tilføres radialt i et kammer langs hvis akse højtryksvandet udstødes fra dysen på tilsvarende måde, som den der er nævnt i det ovenfor omtalte US patentskrift. Impulsen overføres fra en drivvæske til en anden væskeforsyning i et 20 blanderør. Sådanne indretninger har en iboende ineffektivitet. Med den fremgangsmåde, der er vist i fig. 5, undgås denne ineffektivitet ved at tilføre både slibe- og drivvandet som et slam under højt tryk til en dyse 23. Når blandingen faktisk er tilvejebragt under højt tryk, således som illustreret i fig. 5, optræder der ikke nogen yderligere 25 trykforøgelse mellem blandebeholderen 22 og dysen 23, som er adskilt af en ledning 24, der kan være fleksibel for at gøre det lettere at indstille dysen, således som det ønskes. Hårde partikler tilføres til trykbeholderen 22 enten i tør form eller i form af slam fra en forsyning 27, og en højtrykspumpe 21 tilvejebringer et tryk i det vand, der 30 tilføres fra en ledning 28 til tryk på ca. 35 til 70 bar (imidlertid kan der i visse anvendelsessituationer optræde tryk på 10.000 bar), og pumpen fører vandet til trykbeholderen 22, idet blandingen foregår under højt tryk.

35 Det kan være ønskeligt at fortynde højtryksslammet, der er dannet ved hjælp af trykbeholderen 22, før det når dysen 23, og dette er muliggjort ved hjælp af en omløbsledning 25, som passerer gennem en variabel begrænser 26, men dette omløb vil ikke forårsage nogen yderligere trykforøgelse i det tilførte slibemateriale og vil kun fortynde det

DK 165052B

9 til den koncentration, der er nødvendig for en specifik skæreoperation. Ledningen 25 er forbundet med en ledning 24 nær beholderen 22 og fjernt fra dysen 23. Strålen fra dysen 23 har vist sig at frembringe et rent og nøjagtigt snit gennem stål pi ader, selv om kendte slibemate-5 rialemedrivningsarrangementer generelt frembringer et grovere og mindre nøjagtigt snit.

I fig. 6 er de hårde partikler blandet med vand ved lavt tryk for at blive ført ind i trykbeholderen, og derefter føres vand under højt 10 tryk til blandingen for at forøge trykket i slutblandingen, som føres frem til dysen. Dette er en batch-proces, men for at udføre denne proces med en kontinuerlig tilførsel er der tilvejebragt et par trykbeholdere med hensigtsmæssige ventiler til at omstille forsyningen til dysen fra den ene trykbeholder til den anden. Hårde partikler fra for-15 syningen 27 blandes i et kammer 31 med vand fra trykbeholdere 32 og 33 og er ved hjælp af tyngdekraften tilført de parallelle trykbeholdere 32 og 33 gennem ventiler 34 og 35. Vand leveres fra ledningen 28 til en højtrykspumpe 36, hvis output afgives gennem ventiler 37 og 38 til trykbeholderne 32 og 33. Outputtet fra trykbeholderne 32 og 33 leveres 20 gennem ventiler 41 og 42 og gennem en koncentrationsudjævningsindretning 43 for de hårde partikler til dysen 23. Trykbeholderne 32 og 33 ventileres gennem ventiler 46 og 45 tilbage til kammeret 31 for forsyning af vand til fremstilling af slammet. De lige-nummererede ventiler åbner sammen i modfase med de ulige-nummererede ventiler. Når trykbe-25 holderen 32 er blevet fyldt med slam under lavt tryk fra kammeret 31 gennem ventilen 34 ændres ventilernes stilling, således at højtryksvand indføres gennem ventilen 37 til trykbeholderen 32 for at drive slam under højt tryk til dysen 23, medens slam under lavt tryk nu strømmer ind i trykbeholderen 33 gennem ventilen 35. Når trykbeholde-30 ren 32 er tømt for slam, og trykbeholderen 33 er fyldt med slam, ændres ventilernes stilling igen, og processen fortsætter. Koncentrationsudjævningsindretningen 43 for de hårde partikler omfatter et vor-texkammer, hvor mængderne af slam skiftevis med mængderne af vand indføres tangentielt og passerer gennem en spiralformet bane i kammeret 35 til et udløb. De skiftende hastigheder og spiralbanen sikrer, at vandet og slammet blandes korrekt ved udløbet for at tilvejebringe en ensartet slamkoncentration ved dysen 23 for opnåelse af ensartede skæreegenskaber og for at minimere ændringerne i koncentrationen af hårde partikler i slammet, som kan optræde ved ændring af ventilernes til-

DK 165052B

10 stand. Uden indretningen 43 vil dysen have en tendens til at skære perforationer snarere end en kontinuert slids.

Ventil sammenstillinger 34,35,41,42,45 og 45 har en speciel udformning, 5 da de medbringer hårde partikler, dog gælder dette kun i en lille udstrækning for ventilerne 45 og 46. Fig. 7 viser denne udformning i detaljer. Opslæmningen af hårde partikler trænger ind i ventilen 134 gennem et fangkammer eller en fælde 135, der har et hævet udløb 136, der fører til en kugle 133. Fig. 7 viser ventilen i åben tilstand. Før 10 ventilens drift vil strømmen almindeligvis stoppes ved betjening af ventiler, der arbejder i ren bærevæske. Efter nogle få sekunders forsinkelse vil slibepartiklerne falde fri af ventilens kugle og sæde, som derefter kan betjenes uden risiko for skade.

15 I det arrangement, der er vist i fig. 8, er hårde partikler og vand sammen ført til indløbet 49 for et langt lodret rør 48, hvis nedre ende fører til en dyse. Dette arrangement gør det muligt at tilføre en blanding af hårde partikler og vand til dysen 23 ved et højt tryk, som er frembragt af vægten af vandet og de hårde partikler i røret 48 uden 20 anvendelse af nogen pumpe til at påføre et sådant tryk. I fig. '9 er der tilvejebragt mellemliggende fangstationer 47 for de hårde partikler ned langs røret 48's længde for at forhindre, at alle de hårde partikler synker til bunden af røret, når slammets strømning gennem dysen 23 stoppes. Et diagram for en sådan station er vist i fig. 10.

25 Et kammer 61 har en indløbsledning 62, der er liniestillet med et udløb 63, der har en lidt større boring end indløbsledningen 62's boring, og begge er skråtstillet under en vinkel i forhold til lodret inde i kammeret 61 med en spalte 64 mellem indløbet og udløbet. Når der optræder en strømning af slam mellem indløbet og udløbet, vil de 30 hårde partiklers impuls føre dem på tværs af spalten 64 til udløbet.

Når strømningen stopper vil de hårde partikler i slammet ved indløbet falde gennem spalten til bunden af kammeret 61 og fortsætter ikke ned til udløbets primære rør. Kammeret kan tømmes ved at åbne en ventil 65, og dette gøres hensigtsmæssigt, når der optræder en strømning af 35 slam gennem arrangementet for at undgå, at det næste kammer bliver overfyldt. Kammeret 61 er fremstillet tilstrækkeligt stort til at fange alle hårde partikler, som forbliver i røret ovenover den betragtede fangstation. Fangstationen for de hårde partikler kan anvendes i stedet for fælderne i de tidligere beskrevne udførelsesformer.

11 Når en tilførsel til flere dyser skal forbindes med det lodrette rør er der tilvejebragt en fler-fase strømningsforgrener 70, således som vist i fig. 11. Et kammer 71 har en lodret indløbsledning 72, der er rettet nedefter mod en mål flade 73 i bunden af kammeret, og udløb 74 5 er arrangeret radialt omkring kammeret ovenover enden af indløbsledningen 72. Dette arrangement sikrer, at hårde partikler forbliver op-slæmmet i slammet, og at koncentrationen af hårde partikler i slamtilførslen til de forskellige udløb 74 forbliver ensartet. Målfladen er fremstillet, så den let kan udskiftes, da den vil blive slidt på grund 10 af slibematerialets påvirkning. Ved bunden af røret 48 er der tilvejebragt en udtømningsventil 85 (se fig. 9), som fører til en opsamlingstank 86, hvori hårde partikler og/eller uønsket slam kan udtømmes.

I det arrangement, som er illustreret i fig. 12 og 13, tvinges vand 15 fra et reservoir 311 ved hjælp af en konventionel vandstrålepumpe 312 gennem et forsyningsrør 313, som er forbundet med en trykmåler 314 gennem en variabel ventil 315 til en ejektor 316. Ejektoren 316's udløb er forbundet med en yderligere trykmåler 317 og er gennem en fleksibel ledning 318 forbundet med en dyse 319, som er rettet mod det 20 materiale, der skal skæres væk, i dette tilfælde korrosion på det indre af et rør 321. Ejektoren forsynes med et slam af slibemateriale fra en forsyning 323 gennem en ventil 322.

Forsyningen 323 af slibemateriale omfatter en tragt, der har en øvre 25 cylindrisk del 324 og en nedre frustokonisk del 325, hvis udløb gennem en ventil 322 er forbundet med ejektoren 316. Vand fra ledningen 313 udtages gennem en ventil 326 til to parallelle arme, der hver omfatter en strømningsindstillingsmekanisme, et flowmeter 328 og en kontraventil 329. Væske i den øvre parallelle arm tilføres til det øvre område 30 af tragtens cylindriske del 324 for at føre det uforstyrrede slibematerialeindhold, som er indeholdt i den cylindriske del 324, mod den frustokoniske del 325. Det andet rør 331, der tydeligst fremgår af fig. 13, forløber parallelt med den frustokoniske del 325's væg 332 og er tilvejebragt i et lodret plan. Udløbspassager fra det indre af rø-35 ret 331 forløber parallelt med væggen 332 og er skråtstillet nedefter under mindst 30* i forhold til vandret. Vand, der strømmer gennem passagerne 333, fluidiserer, på grund af den lokalt forøgede hastighed, slibematerialet i den frustokoniske del 325 og leder det mod udløbet. Den nøjagtige tilspidsningvinkel af den nedre del 325 og den nøjagtige

DK 165052B

12 hældningsvinkel for passagerne 333 kan indstilles for at passe til de anvendte materialer og væsker. Det er ikke nødvendigt, at den forbundne ledning 334 fra den nedre parallelle arm strækker sig på tværs af tragten til røret 331, således som illustreret.

5

Kvaliteten af det slam, der tilføres til dysen 319, kan reguleres ved en indbyrdes indstilling af de to indstillingsmekanismer 327 og ventilen 315. Der kan være tilvejebragt trykmålere for at overvåge kvaliteten.

10

Indenfor den foreliggende opfindelse er det muligt at foretage variationer i forbindelse med det illustrerede apparat. For eksempel kan der være tilvejebragt flere rør 331. Den halve konusvinkel for den frustokoniske del kan være en anden end den viste vinkel på 30°. Da 15 outputtet fra tragten 323 er et slam, kan det forbindes direkte med dysen 319. Når slammet skal blandes med yderligere højtryksvæske fra ledningen 313, kan der være tilvejebragt en enkel forbindelse i stedet for ejektoren 316.

20 Fig. 14 viser en fluidiseringsindretning, der har en cylindrisk legeme 261 med en aksial boring, der udmunder ved dens nedre ende, og som er opdelt i to koaksiale kamre 262 og 263 ved hjælp af et aksi alt rustfrit stål rør 264. Røret 264 er monteret forskydeligt i boringen 265 i legemets lukkede øvre ende og kan fastholdes på plads ved hjælp af 25 fastholdende stopskruer 268 med en O-ring 266 eller 267, der forsegl er røret i forhold til boringen på hver side af skruerne. Den aksiale stilling for røret 264 kan indstilles for at passe til indretningens anvendelse. Et tangentialt indløb 269 er tilvejebragt i umiddelbar nærhed af kammeret 262/s øvre ende.

30 I drift indføres væske i kammeret 262 gennem indløbet 269 og passerer med en hvirvlende bevægelse til legemets åbne ende, hvor det mfiriver og fluidi serer parti kel formet materiale i det nærliggende område. Det fluidiserede materiale trækkes derefter op gennem røret 264 mod et 35 udløb (ikke vist) med en bevægelse, der er forårsaget af et sugetryk, som er påført udløbet, eller som er forårsaget af et tryk, der er påført det parti kel formede materiale i beholderen, som omgiver legemet.

I fig. 15 illustreres en indretning, der svarer til den i fig. 14 vis-

DK 165052B

13 te med undtagelse af, at der kun er dannet ét kammer 271 inde i legemet 272. Kammeret 271 har en del 273 med reduceret diameter ved den nedre ende med en trompetformet åbning 274, og det er også ved toppen forsynet med en luftventilering 275 til brug i situationer, når en 5 luftopbygning i kammeret 271 er en uønsket mulighed. Der kan være tilvejebragt en kontraventil i luftventileringen 275. Udover et tangenti -alt indløb 276 til den øvre del af kammeret er der tilvejebragt et tangenti alt udløb 277 fra den nedre del af kammeret ovenover delen med reduceret diameter, og dette udløb 277 har større dimensioner end ind-10 løbet og er anbragt for at modtage fluid, der af indløbet 276 er bragt til at cirkulere i kammeret. Den øvre del af legemet er konisk for at lette strømningen af parti kel formet materiale derover, og luftventileringen 275, der forløber aksialt gennem bunden af legemet, og delen med reduceret diameter foretrækkes, selv om de ikke er væsentlige. De 15 kan også være inkorporeret i den indretning, som er vist i fig. 14.

Idet der henvises til fig. 16 ses, at vand indføres i kammeret gennem indløbet 276 og roterer. Denne roterende strømning inde i legemet virker som en hydrocyklon og danner en ydre og indre kerne. Enhver luft, 20 som trænger ind i arrangementet, tvinges mod midten af cyklonen og kan undslippe gennem ventileringen 275.

Den roterende vandstrøm udlades fra kammeret 271 og ekspanderer for at danne en vandkonus, som er i stand til at omrøre og opslæmme eventuelt 25 slibemateriale inde i det lokaliserede område af konussen.

Delen med reduceret diameter ved kammerets nedre ende er medvirkende til tilvejebringelse af strømningsfordelingen. Det opslæmmede slibemateriale trækkes derefter ind i den indre roterende kerne, ved det re-30 ducerede tryk, og løftes til toppen af kammeret, hvor det møder den ydre roterende strøm. Slibematerialet accellereres i denne strøm og trækkes nedefter, når den roterer imod kammerets væg. Trykforskellen kan påføres over indretningen mellem den trompetformede åbning og udløbet 277 for at medvirke til at rotere den parti kel formede strømning 35 og forøge slibematerialeudladningen fra indretningen. Trykforskelle kan opnås ved at påføre et sugetryk på udløbet 277 eller ved at anvende en lagertank for slibemateriale under tryk, inde i hvilken legemet er anbragt. I sidstnævnte tilfælde må udløbsdelen 277 udlades til et område med lavere tryk udenfor trykbeholderen.

DK 165052B

14

Der opnås en selvregulering, da mængden af slibemateriale, som kan fluidi seres og pumpes, på et hvilket som helst tidspunkt afhænger af det vand, som leveres gennem indløbsporten 276 og den rotationshastighed, som dette inducerer i kammeret. Dette påvirker trykreduktionen 5 inde i den indre kerne, hvilket trækker opslæmmede partikler ind i kammeret. Denne trykreduktion påvirkes også af koncentrationen af slibemateriale i kammeret og regulerer således strømningen af yderligere slibemateriale ind i kammeret. Disse faktorer styres fuldstændigt af de fysiske dimensioner for den fluidiserende indretning samt dennes 10 geometri.

Lagerbeholderen er udformet, således at slibematerialet kan strømme frit mod beholderens bund. Den fluidiserende indretning er anbragt i nærheden af beholderens bund, således som vist i fig. 15. Det parti-15 kel formede materiale pakkes tæt i en bundfældet prop omkring legemet 272 undtagen i området nedenunder dette, hvor fluidi seringen foregår.

En passende frigang er tilvejebragt mellem indretningen og beholderen for at muliggøre en uhindret part i kel strømning omkring og ind i indretningen. Den fluidiserende effekt af den udstrømmende vandkonus kan 20 forbedres ved, at anbringe indretningens bund i en lille lodret afstand ovenover en plan flade. Med henblik herpå synes det mest fordelagtigt at tilvejebringe en beholder, der for størsteparten har koniske sider, men som har en plan flade, hvorover indretningen er anbragt.

25 Enhver af fluidi seringsindretningerne og kontraventil indretningerne, der er beskrevet ovenfor kan anvendes i en hvilken som helst af de ligeledes beskrevne blandeindretninger.

30 35

Claims (7)

1. Apparat for tilvejebringelse af en stråle bestående af en blanding af slibende materiale og bærevæske, hvilket apparat omfatter en tryk- 5 beholder (201) med en indløbskanal (225), hvortil en dysekanal er tilsluttet, en dyse (222), der er forbundet til dysekanalen, og k en -detegne't ved en udløbskanal (226) fra trykbeholderen (201), organer (212) til at lukke for dysekanalen, en cirkulationsbane, der fører gennem indløbs- og udløbskanalerne (225,226), at trykbeholderen 10 (201) og organer (205) tilfører slibende materiale til banen, at banen er forsynet med organer (211,221) til at afskære forbindelsen mellem trykbeholderen (201) og resten af cirkulationsbanen, organer (210) til at tvinge slibende materiale rundt i cirkulationsbanen, når trykbeholderen ikke er afskåret fra banen, og når dysekanalen er lukket, for 15 således at tilføre slibende materiale til trykbeholderen, og organer (209,216,217,220,213) til at forsyne trykbeholderen med en under tryk stående bærevæske, når trykbeholderen er afskåret fra resten af cirkulationsbanen, og når dysekanalen er åben, for således at tvinge den slibende blanding gennem dysen (222) uden yderligere trykpåførsel. 20

2. Apparat ifølge krav 1, kendetegnet ved, at det omfatter et filter (227) i udløbskanalen (226), hvilket filter (227) forhindrer yderligere gennemstrømning gennem cirkulationsbanen, når slibende materiale i trykbeholderen (201) når filtrets niveau (227), og at forsy- 25 ningsorganerne er forbundet til trykbeholderen gennem udløbskanalen og filtret.

3. Apparat ifølge krav 1 eller 2, kendetegnet ved, at det omfatter en kontraventil (219), som tillader bærevæske fra forsynings- 30 organerne (209) at passere direkte til dysen (222) ved strømning forbi trykbeholderen (201).

4. Apparat ifølge krav 3, k e n d e t e g n e t ved, at det omfatter en strømningskontrolenhed (219) i kontraventilen. 35

5. Apparat ifølge et hvilket som helst af de foregående krav, kendetegnet ved, at dysekanalen er forsynet med en udgangsfælde (204) tilvejebragt i kanalen ovenover afskæringsorganerne, og et volumen, der er dannet i dysekanalen nedenunder afskæringsmidlerne, og som DK 165052B 16 er tilstrækkeligt til at modtage al det materiale, som bundfældes fra den del af dysekanalen, der ligger under udgangsfælden, og fra selve afskæringsorganerne, når strømningen ophører.

6. Apparat ifølge et hvilket som helst af de foregående krav, ken detegnet ved, at trykbeholderen (201) har en øvre del, der er formet for, i denne del, at frembringe en propstrøm af bundfældet partikelmateriale, når væske under tryk tilføres ovenover parti kelmaterialet, og ved at den lokale hastighed for fluidet forøges ved hjælp af 10 den nedre dels form for at fluidisere materialet deri og for derved at lette materialets strømning til dysen (222).

7. Apparat ifølge krav 6, k e n d e t e g n e t ved, at det omfatter organer (327-9) for tilførsel af yderligere fluid ind i den nedre del 15 af tryktanken for at lette fluidiseri ngen. 20 25 30 35