FI101048B - Dispersiovesisuutin - Google Patents

Description

101048

Dispersiovesisuutin - Munstyck för dispersionsvatten 5 Esillä olevan keksinnön kohteena on patenttivaatimuksen 1 johdanto-osan mukainen menetelmä mikrokuplien muodostamiseksi korkeapaineflotaatiomenetelmän (DAF) yhteydessä käytettävässä dispersiovesisuuttimessa/ jossa disper-siovesisuuttimeen tulevaa paineenalaisena liuennutta ilmaa 10 sisältävää vesivirtausta käsitellään ja jonka dispersio-vesisuuttimen kuristinlaitteisto on ainakin 2-portainen. Myös patenttivaatimuksen 9 mukainen laitteisto em. menetelmän toteuttamiseksi on keksinnön kohteena. Kuristin-laitteistolla tarkoitetaan niiden dispersiovesisuuttimen 15 elimien kokonaisuutta/ jotka muodostavat kuristimet tai ovat aktiivisesti osallisina kuristinten toiminnassa.

Korkeapaineflotaatiomenetelmässä flotatoitavan nesteen sekaan, esim. flokattuun jäteveteen, tuodaan paineistettua 20 vettä, tavallisimmin selkeytettyä jätevettä, johon on paineenalaisena liuotettu kaasua, kuten esim. ilmaa. Tästä paineistetusta, kaasua sisältävästä vedestä käytetään yleisesti nimitystä dispersiovesi. Dispersiovedestä käytetään yleisesti englanninkielistä termiä: water saturated 25 with air under pressure. Tästä korkeapaineflotaatiomene-telmästä, missä paineistettu dispersiovesi ja flotatoitava neste, esim. puhdistettava jätevesi, saatetaan reagoimaan keskenään, käytetään yleisesti lyhennettä DAF (dissolved air flotation).

30 . Korkeapaineflotaatiomenetelmä on sinällään tunnettu, ja sitä selostetaan esim. US-patentissa 5,154,351. Tässä patenttijulkaisussa on myös esitetty eräs dispersiovesi-suutinkonstruktio.

Korkeapaineflotaatiossa hyödynnetään Henryn lakia eli kaasun liukoisuus nesteeseen on suoraan verrannollinen P1298 35 2 101048 kaasun osapaineeseen. Korkeapaineflotaatiossa tätä käytetään hyväksi liuottamalla veteen ilmaa noin 2-8 barin, edullisesti n. 3,5 - 6 barin, paineessa. Tätä ilmalla kyllästettyä vettä johdetaan flotaatioselkeytysaltaaseen 5 paineenalennuselinten kautta. Vesivirtauksen paineen äkillisesti alentuessa ilma vapautuu pieninä kuplina. Käsiteltävänä vetenä on kiinteitä tai kolloidisia flokkeja sisältävä vesi. Flokit saatetaan hallitusti reagoimaan dispersioveden sisältämien hienojakoisten raikrokuplien 10 kanssa ja yhdistelmät (flokki + mikrokuplat) nostatetaan hallitusti flotaatioaltaan pintaan, josta ne sitten sopivan laitteiston avulla kerätään pois.

Kuten patenttijulkaisussa US 5,154,351 todetaan, kor-15 keapaineflotaation yhteydessä hyödynnettävien ilmakuplien (mikrokuplien) tulee olla oikean kokoisia. Jos kuplat ovat liian suuria, on kuplien nousunopeus liian suuri ja syntyy flokkeja rikkovaa turbulenssia eivätkä isot kuplat tartu flokkeihin. Toisaalta, jos kuplat ovat liian pieniä, on 20 niiden nousunopeus liian hidas. Käytännössä hyväksi on esim. jätevesien puhdistuksen yhteydessä osoittautunut n. lOOpm halkaisijaltaan olevat mikrokuplat.

Tässä patenttijulkaisussa US 5,154,351 todetaan myös, että 25 neulaventtiileihin perustuvilla suuttimilla sekä sokke-losuuttimilla on aikaansaatavissa hyvä toimintahyötysuhde, eli oikean kokoisten kuplien osuus on suuri. Neulaventtiileihin perustuvien suuttimien ja sokkelosuuttimien ongelmana on kuitenkin niiden tukkeutuminen.

: 30

Kalvoventtiileihin ja palloventtiileihin perustuvien suuttimien hyötysuhde on sen sijaan huono. Syntyvistä kuplista suuri osuus on joko liian pieniä tai liian suuria hyvän flotaatiovaikutuksen aikaansaamiseksi. Tiettyyn flotaatio-35 vaikutukseen tarvitaan näillä suuttimilla (kalvo- ja pal-loventtiilit) siten suurempi dispersiovesimäärä kuin hyö- P1298 101048 3 tysuhteeltaan paremmilla, esim. neulaventtiileihin tai sokkelosuuttimiin perustuvilla, suuttimilla.

Neulaventtiilien ja sokkelosuuttimien haittapuolia on 5 mainitussa patentissa US 5,154,351 pyritty ratkaisemaan tietynlaisen palloventtiilikonstruktion avulla siten, että em. neulaventtiileille ja sokkelosuuttimille ominaiset tukkeutumisongelmat saadaan poistettua, ja kuitenkin suut-timen kuplanmuodostusominaisuudet on pidetty ainakin tun-10 nettujen neulaventtiili- tai sokkeloperustaisten suuttimi-en tasolla.

«

Tyypillisesti kaikkien em. suutintyyppien, sekä tunnettujen että mainitussa patenttijulkaisussa esitetyn, lävitse 15 kulkevan dispersioveden tilavuusvirrat ovat sangen vaatimatonta tasoa, ehkä muutaman kymmenen litran luokkaa minuutissa suutinta kohden.

Tässä patentissa US 5,154,351 esitetyssä ratkaisussa on 20 kuitenkin sangen elegantisti ratkaistu tunnettuja neula-ja sokkeloventtiilejä vaivaava tukkeutumisongelma. Samalla on esitetty, että kyseisen keksinnön mukainen ratkaisu ylläpitää ainakin tunnettujen venttiilien mukaiset kuplanmuodostusominaisuudet. Kyseisen keksinnön mukaisessa rat-25 kaisussa myös käsiteltävän dispersioveden määrällinen vastaavuus, ts. tilavuusvirta on tunnettujen venttiili-tyyppien kapasiteettia vastaava. Patentin US 5,154,351 mukaisesti kuristimena käytettävän ympyräaukon halkaisija on yleensä suuruusluokkaa noin 2,5 - 3,5 mm käytetystä : 30 paineesta ja suuttimen kokonaismitoituksesta riippuen.

Näin ollen tunnettujen dispersiovesisuuttimien, mukaanlukien patentin US 5,154,351 mukainen dispersiovesisuutin, läpäisevät tilavuusvirrat ovat luokkaa n. 10-20 1/min. Patentin US 5,154,351 mukainen dispersiovesisuutin on 35 kaksiportainen.

P1298 4 101048 Tämän keksinnön tarkoituksena on välttää tunnettuun tekniikkaan liittyviä epäkohtia ja aikaansaada parannettu mikrokuplien muodostuminen dispersiovesisuuttimessa. Kek-sinnön mukainen ratkaisu (menetelmä + laitteisto) mahdol-5 listaa korkeapaineflotaation yhteydessä käytettävässä dispersiovesisuuttimessa optimaalisen kokoisten mikrokuplien tuottamisen hallitusti ja sellaisissa määrissä, jotka vaihtelevat muutamista kymmenistä litroista minuutissa, useisiin satoihin litroihin, jopa yli tuhanteen litraan 10 minuutissa yhtä dispersiovesisuutinta kohden. Disper- siovesisuuttimella tarkoitetaan koko sitä laitteistoa, % missä tulevaa dispersiovesivirtausta käsitellään mikrokuplien aikaansaamiseksi. Jatkossa sanaa suutin on käytetty lyhyytensä vuoksi synonyyminä sanalle dispersiovesisuutin, 15 ellei toisin ole mainittu.

Keksinnön mukaiselle menetelmälle on pääasiallisesti tunnusomaista se, mikä on esitetty patenttivaatimuksen 1 tunnusmerkkiosassa. Keksinnön mukaiselle laitteistolle on 20 puolestaan pääasiallisesti tunnusomaista se, mikä on esitetty patenttivaatimuksen 9 tunnusmerkkiosassa.

Keksinnön tarkoitus, ts. parannettu mikrokuplien muodostuminen dispersiovesisuuttimessa, saavutetaan hyödyntämällä 25 seuraavaa keksinnön perusoivallusta. Keksinnön mukaisessa menetelmässä optimaalisen kokoisten mikrokuplien tuottamiseksi, tunnettuun tekniikkaan nähden jopa kymmenkertaisia tai ylikin määriä yhtä suutintä kohden, on hyödynnetty sitä yllättävää havaintoa, että em. mikrokuplien laadun ja : 30 määrän yhdistäminen yksittäisessä suuttimessa onnistuu, kun ainakin ensimmäinen dispersiovesivirtauksen paineen-alennus ts. kuristaminen tapahtuu käyttämällä kuristimessa rakomaista, edullisesti kaarevaa kuristusaukkoa. Erityisen edullisesti ainakin ensimmäisen kuristimen kuristusaukko 35 on lisäksi tasalevyinen tai lähes tasalevyinen.

P1298 101048 5

Myös muiden kuristimien muoto, niiden sijoitus itse dis- persiovesisuuttimessa, niissä tapahtuvat paineenalennuk- set, jne. ovat myös merkittäviä seikkoja parannetun mikro- « kuplien muodostumisen aikaansaamisessa yksittäisessä dis-5 persiovesisuuttimessa.

Tämän keksinnön yhteydessä dispersiovesisuuttimen rungolla tarkoitetaan sitä dispersiovesisuuttimen osaa, jonka yhteyteen on konstruoitu dispersioveden paineenalennuksen 10 aikaansaavat kuristimet. Siten rungon läpivirtausaukolla tarkoitetaan sekä suuttimeen saapuvan käsiteltävän dispersioveden tuloaukkoa että suuttimesta lähtevän käsitellyn dispersioveden lähtöaukkoa. Itse kuristinlaitteistossa mahdollisesti olevaa läpivirtausaukkoa, esim. pallovent-15 tiilin pallon yhteydessä olevaa läpivirtausaukkoa, kutsutaan puolestaan kuristimen perusmuodon mukaisesti, eli esim. tässä tapauksessa pallon läpivirtausaukoksi. Tämän kuristimen läpivirtausaukon tehtävä on toimia puhdistus-aukkona, jonka läpi virtaa suuttimen läpäisevän disper-20 sioveden maksimitilavuusvirta. Tämän maksimitilavuusvirran tehtävänä on poistaa itse kuristimien kuristusaukkoihin ja/tai lähiympäristöön mahdollisesti kertyneet tukkeutumat .

25 Keksinnön mukaista menetelmää käytettäessä vältytään siis tehokkaasti suuttimen tukkeutumiselta. Keksinnön toisena tarkoituksena on aikaansaada laitteisto, joka toteuttaa em. menetelmän ja jossa käsiteltävän dispersioveden määrä vaihtelee muutamista kymmenistä litroista minuutissa usei-• 30 siin satoihin litroihin minuutissa, jopa yli tuhanteen litraan minuutissa yhtä suutinta kohden. Keksinnön mukaiset suuttimet tuottavat optimaalisen kokoisia mikrokuplia hallitusti laajalla tilavuusvirran stabiilisuusalueella, ja kuten edellisessä lauseessa todettiin, suuttimen koosta 35 riippuen, aikaisempaa huomattavasti suurempia määriä yhtä suutinta kohden. Suutinkohtaisen tilavuusvirran ja siten P1298 101048 6 tietysti syntyvien mikrokuplien kokonaislukumäärän määrää tietysti paitsi käytetty paine, niin myös suuttimen kokonaismitoitus. Olennainen piirre keksinnön mukaiselle rat- * kaisulle mikrokuplien muodostamiseksi dispersiovesisuutti-5 raessa on myös se seikka, että ko. suuttimeen mahdollisesti kertyviä tukkeutumia aiheuttavia epäpuhtauksia voidaan tiettyyn rajaan asti poistaa prosessin ajon aikana, te. ilman että ko. dispersiovesisuuttimen toimintaa keskeytetään. Tämä perustuu em. laajaan tilavuusvirran stabiili-10 suusalueeseen, joka on eräs keksinnön mukaiseen ratkaisuun sisältyvä erityinen ominaisuus. Jos dispersiovesisuuttimen % stabiilisuusalueella tapahtuva tilavuusvirran kohottaminen ei kuitenkaan riitä tuottamaan haluttua tulosta, ts. tukkeutuma ei poistu, voidaan ko. dispersiovesisuutin kääntää 15 tunnetussa tekniikassa esitetyn ratkaisun mukaisesti puh- distusasentoonsa, jolloin suuretkin tukkeutuman aiheuttavat epäpuhtaudet saadaan tehokkaasti poistettua disper-siovesisuuttimesta. Tällöin joudutaan kuitenkin ko. suuttimen tehtävä, ts. mikrokuplien tuottaminen käsiteltävään 20 dispersioveteen, keskeyttämään.

Keksinnön mukaisen menetelmän toteuttaminen tapahtuu edullisesti sellaista dispersiovesisuutinta hyväksikäyttämällä, jonka dispersiovesisuuttimen kuristinlaitteistoon 25 kuuluu sinänsä tunnettu, ainakin yhden akselin suhteen pyöritettävissä oleva kappale, joka on pyörähdysakselinsa ympäri kierrettävästä asennettu pyörähdysakseliin nähden kohtisuoralla rungon läpivirtausaukolla (tulevan ja lähtevän virtauksen läpivirtausaukot) varustettuun pesään " : 30 sekä ainakin kaksi kuristinta, joista ainakin ensimmäinen kuristin on rakomainen ja vain yksi kuristimen läpivir-tausaukko. Kuristimen läpivirtausaukon asento määrää sen toiminnan ko. dispersiovesisuuttiraessa. Jos kuristimen läpivirtausaukko on täysin tai olennaisesti auki, ts. ei 35 olla ko. suuttimen mikrokuplien muodostamisen stabiili suusalueella, se toimii puhdistusaukkona. Jos se taas on P1298 101048 7 tietyn sallitun määrän raollaan, ts. ollaan ko. suuttimen tilavuusvirran stabiilisuusalueella, muodostaa tämä raollaan oleva osuus osan ensimmäisestä ja viimeisestä kuristimesta. Kuristimien rakenteita selitetään yksitylskohtai-5 seramin jäljempänä, oheisten piirustusten selitysten yhteydessä. Keksinnön mukaisessa suutinkonstruktion kuris-tinlaitteistossa on näin ollen ainakin kaksi kuristinta. Keksinnön mukaisen menetelmän toteuttavan laitteiston ei suinkaan tarvitse olla konstruoitu vain ja ainoastaan 10 palloventtiilin yhteyteen, esim. lieriömäiset perusratkaisut ovat mahdollisia.

Varsinkin silloin, kun ensimmäisen ja viimeisen (n) kuristimen välillä olevaa palloventtiilin kammiota suurenne-15 taan, on mikrokuplien optimaalisen muodostumisen kannalta havaittu edulliseksi lisätä tähän tilaan yksi tai useampia kuristimia, edullisesti ns. törmäyslevyn muodossa, jotka on sovitettu mikrokuplien muodostumisen kannalta edulliseen kulmaan törmäyslevyä vasten suuntautuvaan disper-20 siovesivirtaukseen nähden. Törmäyslevy voi olla myös tör-mäyspinta, ts. palloventtiilin sisäosa voidaan muotoilla esim. lisäpalan tai koneistuksen avulla siten, että sinne muodostuu dispersioveden kulkusuuntaan nähden edullisessa kulmassa oleva törmäyspinta. Kun palloventtiilin sisälle 25 on sovitettu yksi törmäyslevy/törmäyspinta, ts. n = 3, se on edullisesti n. 90° tai lähes 90° kulmassa sitä vasten törmäävän tulevan dispersiovesivirtauksen kanssa. Tällöin ensimmäisessä portaassa syntyvät kuplat pirstoutuvat optimaalisen kokoisiksi mikrokupliksi.

30

Tilavuusvirraltaan suuremmat dispersiovesisuuttimet ovat siten edullisesti kaksi- tai kolmeportaisia, ja ne on sovitettu sinänsä tunnetun palloventtiilin yhteyteen. Varsinkin ensimmäisen paineenpudotuksen yhteydessä on 35 kuristimen aukon reunan merkitys muodostuvien mikrokuplien laatuun huomattava. Ensimmäisen paineenpudotuksen yh- P1298 101048 8 teydessä muodoltaan erityisen edulliseksi on havaittu kaareva tasalevyinen kuristusaukko. Kuristimien lukumäärä n puolestaan voi olla myös suurempi kuin kaksi tai kolme.

« 5

Suoritetuissa kokeissa on havaittu lisäksi, että pai-neenalennuksen aiheuttavan kuristimen virtausaukon muodolla on merkittävä vaikutus syntyvien kuplien kokoon ja kokojakaumaan sekä hyväksyttyjen mikrokuplien määrään.

10 Rakomaisen muodon on havaittu olevan edullinen muoto niin mikrokuplien laadun kuin kokojakaumankin suhteen. Erityi- % sen edulliseksi on havaittu muodoltaan kaareva rako. Tämä johtunee siitä, että hyväksyttävissä olevien mikrokuplien ydintymisessä on erityinen merkitys sillä, kuinka lähellä 15 kiinteätä reunaa, ts. raon reunaa ko. ytimet ovat. Kun poikkileikkaukseltaan pyöreässä putkessa etenevää disper-siovesivirtausta halutaan käsitellä palloventtiilin yhteyteen sovitetussa paineenalennuslaitteistossa, ts. kuristaa, on kaareva raon muoto tällöin myös luonnollinen 20 vaihtoehto, kun halutaan, että saavutetaan mahdollisimman pitkä kuristimen aukon reunaviivan pituus yhdistettynä tietyn levyiseen rakoon. Kuten edellä mainittiin on ensimmäisen paineenpudotuksen yhteydessä muodoltaan erityisen edulliseksi on havaittu kaareva tasalevyinen kuristusauk-25 ko. Tarkkoja syy-seuraussuhteita em. käyttäytymiseen mikrokuplien synnyn yhteydessä ei ole kuitenkaan vielä pystytty selvittämään tämän keksinnön yhteydessä suoritettujen kokeiden perusteella.

30 Keksinnön mukaista menetelmää ja laitteistoa selitetään yksityiskohtaisemmin viittaamalla oheisiin piirustuksiin, jotka kuvaavat eräitä keksinnön mukaisia ratkaisuja, joihin keksintöä ei kuitenkaan ole tarkoitus yksinomaan rajoittaa. Tässä kuvattuja ratkaisuja voidaan käyttää edul-35 lisesti mm. erilaisten paperi- ja selluteollisuuden prosessien yhteyteen liittyvien vesien, kuten esim. raakave- P1298 101048 9 den, erilaisten prosessivesien ja jätevesien käsittelemisessä. Käsiteltävänä vetenä on tällöin kiinteitä tai kolloidisia £lokkeja sisältävä vesi. Flokit saatetaan halli-tusti reagoimaan dispersiosuuttimessa muodostettujen hie-5 nojakoisten mikrokuplien kanssa ja nämä toistensa kanssa reagoineet yhdistelmät (£lokki + mikrokuplat) nostatetaan myös hallitusti ja esteettä flotaatioaltaan pintaan, josta ne sitten sopivan laitteiston avulla kerätään pois. Flok-kien ja mikrokuplien välisellä reagoimisella tarkoitetaan 10 tässä sitä fysikaalista tapahtumaa, missä flokit ja mikro-kuplat kiinnittyvät toisiinsa.

%

Kuviossa 1 a on esitetty eräs keksinnön mukaisen disper-siovesisuuttimen kuristinlaitteisto katsottuna tulevan 15 virtauksen suunnasta, kuviossa 1 b on esitetty saman dispersiovesisuuttimen kuristinlaitteisto katsottuna lähtevän virtauksen suunnasta, kuviossa 2 a on esitetty kuvion 1 mukainen dispersiovesi-20 suutin työskentelyasennossaan sivultapäin katsottuna leik-kauskuvantona, kuviossa 2 b on esitetty kuvion 1 mukainen dispersiovesi-suutin puhdistusasennossaan sivultapäin katsottuna leik-kauskuvantona, 25 kuviossa 3 a on esitetty erään toisen, keksinnön mukaisen dispersiovesisuuttimen kuristinlaitteisto katsottuna tulevan virtauksen suunnasta ja kuviossa 3 b on esitetty sama dispersiovesisuuttimen kuristinlaitteisto katsottuna lähtevän virtauksen suunnasta.

Λ 30

Kuvioissa 1 on esitetty eräs keksinnön mukainen kuristin-laitteisto työasennossa. Kuviossa 1 a on esitetty eräs keksinnön mukaisen kaksi- tai useampiportaisen dispersio-35 vesisuuttimen kuristinlaitteisto katsottuna tulevan virtauksen suunnasta ja kuviossa 1 b vastaava laitteisto P1298 101048 10 lähtevän virtauksen suunnasta katsottuna. Tässä esitetty sovellus on konstruoitu palloventtiilin yhteyteen. Sen perusperiaatteena on, että dispersiovesisuuttimen kuris-tinlaitteiston kuristimien 1 ja n läpi virtaavaan disper-5 sioveteen muodostetaan mikrokuplia kuristinlaitteiston osana olevan, sinänsä tunnetun palloventtiilin 4 läpivir-tausaukon reunojen 7, 9 ja kyseisen palloventtiilin pesän 12 yhteyteen sovitettujen muotokappaleiden 5, 6 avulla siten, että kyseinen palloventtiili kierretään pyörähdys-10 akselinsa ympäri sellaiseen asentoon, että pesän yhteyteen sovitetut muotokappaleet 5, 6 ja avautuvan palloventtiilin läpivirtausaukon 22 reunat 7, 9 muodostavat yhdessä sopivan leveät, rakomaiset, kaarevat ja tasalevyiset kuris-tusaukot 8, 10.

15

Kuviossa 1 a esitetty kuristinlaitteiston tulevan virtauksen puoleinen päätylevy 1 on kiinnitetty kuviossa 1 b esitettyyn lähtevän virtauksen puoleiseen päätylevyyn 11 pulttiliitoksen 2 välityksellä. Kaksitoimisen säätövivun 3 20 välityksellä voidaan palloa 4 kiertää eri toimiasentoihin. Säätövivun 3 toimintaperiaatetta selostetaan tarkemmin jäljempänä kuvion 2 selityksen yhteydessä. Kuviossa 1 a muotokappale 5 ja pallon reuna 7 muodostavat tulevan virtauksen puoleisen rakomaisen, kaarevan tasalevyisen kuris-25 tusaukon 8. Vastaavasti kuviossa 1 b muotokappale 6 ja pallon reuna 9 muodostavat lähtevän virtauksen puoleisen rakomaisen, kaarevan tasalevyisen kuristusaukon 10. Viitenumerolla 14 on merkitty palloventtiilin tulopuolen läpivirtausaukkoa ja viitenumerolla 15 puolestaan pallo-: 30 venttiilin lähtevän puolen läpivirtausaukkoa. Tässä sovel luksessa kuristimien 1 ja n kuristusaukot sijoittuvat lähelle läpivirtausaukkojen 14, 15 keskiosia. Tämä kuris-tusaukkojen sijainti, etenkin kuristimen n sijainti, pitää mikrokuplavirtauksen tasaisena dispersioveden lähtevän 35 puolen putken poikkileikkauksessa. Tällöin vältytään tehokkaasti seuraavalta vaaralta. Jos mikrokuplavirtaus P1298 101048 11 virtaa pitkähköjä matkoja putken seinämän läheisyydessä, on vaara, että seinämä toimii haitallisessa määrin suurien kuplien yhdistymis-/ydintymiskeskuksena, jolloin tietenkin m hyvien mikrokuplien osuus ko. dispersiovesivirtauksessa 5 vähenee.

Kuviossa 2 a on esitetty kuvion 1 mukaisen kuristinlait- teiston poikkileikkaus, kun n = 3, kuristinlaitteiston ollessa työasennossa. Kuviossa 2b on esitetty kuristin- 10 laitteiston poikkileikkaus, kuristinlaitteiston ollessa puhdistusasennossa. Kuvioissa 2 tulevan dispersiovesivir- % tauksen suuntaa on esitetty nuolella V. Kuviossa 2 a kuristinlaitteiston pesää on merkitty viitenumerolla 12. Kuviossa 2 a on esitetty sekä törmäyslevyn työasento 16 15 että sen äärimmäinen säätöasento 17 pallon 4 asennon pysyessä paikallaan. Törmäyslevyn 16 ollessa työasennossa se toimii portaiden 1 ja n välisenä kuristimena. Dispersio-vesisuuttimen kuristinlaitteiston kuristimien 2 ... (n-1) (tässä sovelluksessa (n-1) = 2 ; törmäyslevyjä on siis 20 vain yksi) läpi virtaavaan dispersioveteen muodostetaan siten mikrokuplia kuristinlaitteistoon kuuluvan, sinänsä tunnetun palloventtiilin sisälle sovitetun törmäyslevyn 16 avulla kiertämällä sitä palloventtiilin pyörähdysakselin ; suhteen siten, että törmäyslevy 16 on mikrokuplien muodos- 25 tumisen kannalta sopivassa kulmassa sitä vasten törmäävän tulevan dispersiovesivirtauksen kanssa. Törmäyslevy 16 on tällöin edullisesti kohtisuorassa tai lähes kohtisuorassa tulevaa dispersiovesivirtausta vastaan. Törmäyslevyn 16 suuntaa voidaan kuitenkin säätää kuviossa 2 a esitettyjen 30 ääriasentojen välillä ilman, että pallon 4 asentoa muutetaan. Törmäyslevy 16 toimii tässä sovelluksessa kuristin-laitteiston toisena kuristimena. Tässä sovelluksessa on (n-1) = 2. Kuristimen aukon toisen reunan muodostaa pallon 4 sisäpinta 19, 19' ja toisen reunan törmäyslevyn 16 pääty 35 18, 18'. Törmäyslevyn pääty 18, 18' on edullisesti muodol taan kaareva, pallon 4 sisäpinnan 19, 19' muotoa vastaava, P1298 12 101048 jolloin kuristusaukko 20, 20' on vastaavasti muodoltaan kaareva rako. Esimerkiksi jos törmäyslevy 16 on muodoltaan suorakaide, on kuristusaukko 20, 20' silloin vastaavasti segmentin muotoinen. Segmentin yläosan muodostaa tällöin 5 pallon 4 sisäpinta 19, 19'.

Kuviossa 2 b on esitetty törmäyslevy 16 puhdistusasennos-sa. Törmäyslevy 16 on puhdistusasennossa ollessaan edullisimmin yhdensuuntainen pallon läpivirtausaukon 22 keskiak-10 selin 21 kanssa. Kuristinlaitteiston, eli tässä sovelluksessa palloventtiilin, ollessa puhdistusasennossa, disper-siovettä virtaa pallon 4 läpi mahdollisimman paljon, mahdollisimman vapaasti. Tällöin palloventtiilin tulopuolen läpivirtausaukkoon 14 ja/tai palloventtiilin lähtevän 15 puolen läpivirtausaukkoon 15 tai niiden läheisyyteen, tai johonkin kuristimeen mahdollisesti kertyneet dispersiove-den virtausta haittaavat partikkeli- tai kolloidikasau-tumat saadaan tehokkaasti huuhdeltua pois. Samalla pallo-venttiilin sisäosiin mahdollisesti kertyneet partikkeli-20 tai kolloidikasautumat huuhtoutuvat tehokkaasti pois.

Kuvioissa 2 on myös esitetty tähän dispersiovesisuutinso-vellukseen kuuluvan kaksitoimisen säätövivun toimintaperiaate skemaattisesti. Kun palloventtiili on kierretty tiet-25 tyyn asentoon, voidaan törmäyslevyä 16 liikuttaa takaisin ko. kiertosuuntaan nähden vastakkaiseen suuntaan päin n. 45° ilman, että palloventtiilin pallon 4 asento muuttuisi. Tämä liikkumavara on kuvioiden 1 ja 2 mukaisessa sovelluksessa tarpeellinen siksi, että dispersiovesisuut-30 timen toiminta sen eri toimiasennoissa saadaan tällöin mahdollisimman tehokkaaksi. Dispersiovesisuuttimen ollessa esim. kuvion 2 a mukaisesti työasennossa on törmäyslevy edullisesti n. 90° kulmassa tulevaan dispersiovesivirtauk-seen nähden. Dispersiovesisuuttimen ollessa kuvion 2 b 35 mukaisesti puhdistusasennossa on törmäyslevy 16 edullisimmin samansuuntainen pallon läpivirtausaukon 22 keskiakse- • · P1298 13 101048

Iin 21 kanssa. Kun siis esim. kuvion 2 a dispersiovesisuuttimen kuristuslaitteistoon kuuluva palloventtiilin pallo 4 on kierretty kiinni päin työasentoonsa, on törmäys levy 16 kiertynyt samalla mukana omaan työasentoonsa, 5 ts. n. 90® kulmaan kohti tulevaa dispersiovesivirtausta, jota on merkitty nuolella V. Kun sitten kuristuslaitteis-ton toimitila halutaan muuttaa puhdistusasentoon, kierretään palloa 4 edelliseen nähden vastakkaiseen suuntaan. Tällöin käännettäessä kaksitoimista säätövipua 3 törmäys-10 levy 16 kiertyy ensin asentoon 17, jonka jälkeen vasta itse pallo 4 alkaa kiertyä yhdessä törmäyslevyn kanssa.

% Tätä pallon 4 ja törmäyslevyn 16 kiertämistä jatketaan, kunnes on saavutettu kuviossa 2 b esitetty puhdistusasen-to. Tällöin siis dispersiovesisuuttimen läpi kulkee mah-15 dollisimman suuri dispersioveden tilavuusvirta mahdolli simman esteettömästi. Tällöin pallon 4 läpivirtausaukko 22 ja törmäyslevy 16 ovat kummatkin dispersiovesivirtauksen V kanssa samansuuntaiset.

20 Kuviossa 3 a on esitetty erään toisen keksinnön mukaisen kaksi tai useampi portaisen kuristinlaitteiston periaate-kuvat. Nämä kuviot esittävät kuvioiden 1 tavoin kuristin-laitteiston kuristimia 1 ja n työasennossa. Kuviossa 3 a . on esitetty dispersiovesisuuttimen kuristinlaitteisto, 25 katsottuna tulevan virtauksen suunnasta ja kuviossa 3 b vastaava laitteisto lähtevän virtauksen suunnasta katsottuna. Tässä sovelluksessa dispersiovesisuuttimen kuristinlaitteiston kuristimien 1 ja n läpi virtaavaan disper-sioveteen muodostetaan mikrokuplia kiertämällä sinänsä 30 tunnetun palloventtiilin palloa 4 pyörähdysakselinsa ympä ri, jolloin palloventtiilin esim. koneistuksen avulla muotoillut pallon läpivirtausaukon 22 reunat 7, 9, jotka itsessään muodostavat osan ensimmäisestä ja viimeisestä kuristimesta (n), aikaansaavat mikrokuplien muodostumisen 35 kannalta sopivan leveät, rakomaiset, edullisesti kaarevat ja tasalevyiset kuristusaukot. Kuviossa 3 a palloventtii- P1298 14 101048

Iin tulopuolen läpivirtausaukko 14 ja pallon 4 reuna 7 muodostavat tulevan virtauksen puoleisen rakomaisen, kaarevan ja tasalevyisen kuristusaukon 8. Vastaavasti kuvios-sa 3 b palloventtiilin lähtevän puolen läpivirtausaukko 15 5 ja pallon 4 reuna 9 muodostavat lähtevän virtauksen puoleisen rakomaisen, kaarevan ja tasalevyisen kuristusaukon 10.

Jos diepersiovesisuuttimen kuristimien lukumäärä n = 3 ja 10 suutin on konstruoitu palloventtiilin yhteyteen, voidaan toisen kuristimen, eli tässä tapauksessa törmäyslevyn 16, liikkuminen palloventtiilin sisällä säätää myös sellaiseksi, että sen asento voidaan pitää muuttumattomana tai lähes muuttumattomana, vaikka palloventtiilin eli kuristi-15 mien 1 ja 3, asentoa muutettaisiin dispersiovesisuuttimen stabiilisuusalueen määrittelemän tilavuusvirran puitteissa. Tällä toimenpiteellä varmistetaan se, että palloventtiilin puhdistaminen voidaan suorittaa kasvattamalla palloventtiilin läpi kulkevaa tilavuusvirtaa tiettyyn rajaan 20 asti, ilman, että mikrokuplien tuotantoa joudutaan kokonaan keskeyttämään, ts. ilman että joudutaan kääntämään palloventtiili varsinaiseen puhdistusasentoonsa. Sinä aikana, minkä palloventtiili joutuu olemaan puhdistusasen-nossa, ei mikrokuplia ko. suuttimessa tietenkään synny.

25

Kuvion 3 mukaisessa sovelluksessa voidaan käyttää myös kiinteästi paikoilleen asennettua törmäyslevyä. Kuvion 3 mukaisessa ratkaisussa palloventtiili on työasennossa ollessaan täysin tai lähes täysin samassa asennossa kuin 30 koneistamaton palloventtiili olisi kiinniasennossaan. Työasento tässä sovelluksessa vastaa siten sitä asentoa, missä pallon 4 läpivirtausaukko 22 on kohtisuorassa tai lähes kohtisuorassa tulopuolen ja lähtöpuolen läpivirtaus-aukkojen 14, 15 keskiakseliin 21 nähden. Työasennossa tämä 35 kiinteästi paikoilleen asennettu törmäyslevy on tällöin kohtisuorassa tai lähes kohtisuorassa asennossa tulevaa P1298 15 101048 dispersiovesivirtausta vastaan ja puhdistusasennossa vastaavasti tulo- ja lähtöaukkojen 14, 15 keskiakselin 21 suuntainen tai lähes sen suuntainen. Kuvion 3 selityksen yhteydessä on esitetty kuristimien 1 ja n toiminta. Ku-5 viossa 3 a palloventtiilin tulopuolen läpivirtausaukko 14 ja pallon 4 reuna 7 muodostavat tulevan virtauksen puoleisen rakomaisen, kaarevan ja tasalevyisen kuristusaukon 8. Vastaavasti kuviossa 3 b palloventtiilin lähtevän puolen läpivirtausaukko 15 ja pallon 4 reuna 9 muodostavat lähte-10 vän virtauksen puoleisen rakomaisen, kaarevan ja tasalevyisen kuristusaukon 10.

Suoritettujen kokeiden perusteella on havaittu, että suut-timen kuristinlaitteiston ensimmäisen portaan muoto ja 15 ensimmäisen portaan yhteydessä tapahtuva paineenalennus ovat erityisen merkittäviä. Kunhan suuttimen kuristinlaitteiston ensimmäinen porras on muodoltaan rakomainen, edullisesti kaareva ja erityisen edullisesti tasalevyinen rako, voidaan muiden portaiden kuristusaukkojen muodoille 20 sallia suurempia vaihteluita ja silti saada koko disper-siovesisuuttimen mikrokuplien tuotos pidetyksi hyväksyttävänä. Parhaat dispersiovesisuuttimet saadaan kuitenkin käyttämällä jokaisessa portaassa rakomaisia, edullisesti . kaarevia kuristusaukkoja. Esimerkiksi jos törmäyslevy 16 25 on muodoltaan suorakaide, on kuristusaukko 20, 20' silloin vastaavasti segmentin muotoinen rako. Segmentin yläosan muodostaa tällöin pallon 4 sisäpinta 19, 19'.

Oleellista keksinnön mukaisen kuristinlaitteiston hyvälle 30 toiminnalle on myös eri kuristusportaissa syntyvien pai-neenpudotusten keskinäinen suhde. Esim. DN 50 tyyppisen palloventtiilin yhteyteen konstruoidussa kolmiportaisessa kuristinlaitteistossa on seuraavilla kokonaispaineenpudo-tuksilla eri portaissa saatu hyviä tuloksia. I porras n.

35 70% , II porras n. 20% ja III porras n. 10% . Paineenpudo- tusten tulisi myös tapahtua ajallisesti mahdollisimman no- P1298 16 101048 peasti, jottei haitallista mikrokuplien yhtymistä toisiinsa pääsisi syntymään.

Kuristinlaitteistojen koon kasvaessa, joudutaan tietenkin 5 tyytymään ainakin joissakin kohdin tiettyihin kompromissiratkaisuihin. Jos kuitenkin kokonaistilavuusvirta yhtä suutinta kohden on tuhannenkin litran suuruusluokassa minuuttia kohden, voidaan tällöin sallia pienehkö määrä laadultaan heikkojakin kuplia, koska hyvien mikrokuplien 10 kokonaismäärä on tällöin kuitenkin yhtä suutinta kohden erittäin suuri verrattuna tunnetun tekniikan mukaisiin suuttimiin.

Tutkimuksissa on saatu hyviä tuloksia mm. oheisissa olo-15 suhteissa: - hyvien mikrokuplien muodostumisen "optimitilavuusvirta" n. 300 1/min

- palloventtiili tyyppiä DN

50 20 - dispersioveden paine n.5,5 bar - paineenalennukset kokonaispaineenpudotuksesta eri portaissa I, XI ja III (%) I n. 70% II n. 20% III n. 10% 25 - kuristusaukon 1 muoto ja leveys tasalevyinen kaareva rako leveys n. 5 - 5.5 mm - kuristusaukon 2 muoto ja leveys segmentin muotoinen lakikorkeus n. 7 mm 30 * - kuristusaukon 3 muoto ja leveys tasalevyinen kaareva rako leveys n. 15 mm 35 Keksinnön mukaiselle ratkaisulle on myös ominaista se, että se ei ole erityisen herkkä tilavuusvirtojen muutok- . ·« P1298 101048 17 sille, päinvastoin. Esim. DN 50 tyyppiseen palloventtii-liin konstruoitu suutin toimii hyvin, erittäin laajalla tilavuusvirta-alueella n. 175 - 325 1/min optimitilavuus-virran ollessa n. 300 1/min. Tämä ominaisuus vaikuttaa 5 siten erityisen edullisesti itse flotaatioprosessin hallintaan.

Kun tunnetun tekniikan mukaiset, esim. jätevesien käsittelyyn liittyvän flotaatioprosessin yhteydessä käytettävät 10 suuttimet likaantuvat syystä tai toisesta ja pyrkivät tukkeutumaan, aiheuttaa tämä suuttimien tukkeutuminen seu- % raavan ketjureaktion. Likaantunut suutin pystyy tuottamaan aikaisempaa vähemmän hyväksyttäviä mikrokuplia. Mitä vähemmän flotaatioprosessilla on käytettävänään hyväksyt-15 täviä mikrokuplia, sitä huonolaatuisempaa on kirkaste, ts. dispersioveden raaka-aine. Mitä huonolaatuisempaa, ts. likaisempaa, dispersiovesi on, sitä helpommin suuttimet tukkeutuvat, jne., kunnes koko prosessi on pysäytettävä ja suuttimet puhdistettava.

20

Keksinnön mukaisessa ratkaisussa sen sijaan vastaavassa ongelmatilanteessa tapahtuisi seuraavaa. Jos suuttimeen kertyy likaa ja sen toimintakyky laskee optimitasostaan, ts. hyväksyttävissä olevia mikrokuplia saadaan vähemmän 25 kuin pitäisi, voidaan keksinnön mukaisessa ratkaisussa suuttimen toimintaan eli mikrokuplien muodostumisprosessiin vaikuttaa jopa prosessin toimiessa. Suutin saadaan puhdistettua siten, että sen läpi kulkevaa tilavuusvirtaa kasvatetaan optimitasostaan avaamalla kuristusaukkoa 30 kunkin suutinkoon säätörajojen puitteissa. Dispersio-vesisuuttimen käyttöä jatketaan hyväksyttäviä mikrokuplia tuottavalla maksimitilavuusvirralla, kunnes suutin on puhdistunut. Kun toimitaan kunkin suutinkoon säätörajojen puitteissa, voidaan em. puhdistamistyö suorittaa ilman, 35 että flotaatioprosessi häiriintyisi, ts. keskeyttämättä sitä. Puhdistustoimenpiteen jälkeen voidaan sitten palata P1298 18 101048 takaisin siihen kuristusaukon kokoon, ts. tilavuusvirran määrään, mikä tuottaa optimaalisen hyvien raikrokuplien saannon.

5 Jos suutin tukkeutuu pahasti, niin se käännetään lyhyeksi aikaa kuvion 2 b mukaiseen puhdistusasentoon, jolloin sen läpi kulkee suurin mahdollinen tilavuusvirta, joka viimeistään varmistaa tukkeumien poistumisen. Jos keksinnön mukaisessa ratkaisussa ilmenee tukkeumia, syntyvät ne mitä 10 todennäköisimmin ensimmäisen kuristimen yhteyteen, jonka kuristimen rako siis on kaikkein pienin. Koska esim. esitetyissä sovelluksissa palloventtiilin läpivirtausaukon reunat itsessään muodostavat joko kokonaan tai osittain ensimmäisen kuristimen, on siihen kertyneet, tukkeuman 15 aiheuttaneet epäpuhtaudet varsin helppoa puhdistaa jommal-la kummalla edellä esitetyllä puhdistamistavalla.

Kun keksinnön mukaista ratkaisua käytetään pienempien palloventtiilien esim. DN 15 tai DN 32 yhteydessä, on 20 havaittu, että em. keksinnön perusperiaatteen, eli ensimmäisen kuristimen rakomaisen muodon, hyväksikäyttö on riittävä ominaisuus, jotta saadaan aikaiseksi hyväksyttäviä mikrokuplia ko. palloventtiilien yhteyteen konstruoi-. duissa dispersiovesisuuttimissa. Esim. DN 15-tyyppinen 25 suutin toimii hyvin tilavuusvirta-alueella 0-50 1/min, kun kaksiportaisen suuttimen tulopuolen, ts. sen ensimmäinen, kuristin on muotoiltu siten, että läpivirtausaukon reunaan on sovitettu muotokappale, jolloin ensimmäinen kuristin on kuvion 1 a mukainen. Toisen kuristimen muodostaa sitten ei 30 suinkaan toinen muotokappale yhdessä pallon läpivirtausaukon reunan kanssa, vaan pelkästään vinoon asentoon käännetty pallon läpivirtausaukko, jolloin raollaan oleva läpivirtausaukko itseasiassa muodostaa toisen, ts. jälkimmäisen kuristimen. Ensimmäisen kuristimen läpi virtaava 35 dispersiovesi törmää tässä sovelluksessa siten vinossa asennossa olevan läpivirtausaukon seinämään ja purkautuu P1298 101048 19 sen jälkeen em. jälkimmäisen kuristimen kautta ulos dis-persiovesisuuttimesta. Myös tässä sovelluksessa pätee se yleinen periaate, että ensimmäisen kuristimen aukko on m pienempi kuin toisen tai sitä seuraavien kuristimien au-5 kot, ts. kuristimien aukkojen kokosuhteet ovat seuraavat 1 < 2 < (n-1) < n. Tätä samaa suhdetta kuvaa toisaalta eri kuristimissa syntyvien paineenalennusten osuudet kokonais-paineenpudotuksesta koko suuttimen osalta. Hyviä tuloksia DN 15-tyyppisen suuttimen kokonaispaineenpudotuksissa (%) 10 näissä kahdessa portaissa on saatu, esim. seuraavilla arvoilla I n. 75% , II n. 25 %.

% DN 32-tyyppisessä suuttimessa voidaan puolestaan käyttää hyvällä menestyksellä kuvioiden 1 ja 2 mukaista ratkaisua, 15 mutta ilman erillistä törmäyslevyä, ts. vain kaksiportaisena suuttimena. DN 32-tyyppinen suutin toimii hyvin tila-vuusvirta-alueella n. 60-150 1/min. Hyviä tuloksia DN 32 tyyppisen suuttimen kokonaispaineenpudotuksissa näissä kahdessa portaissa on saatu esim. seuraavilla arvoilla 20 I n. 75% , II n. 25%, jotka ovat siis samat kuin DN 15 suuttimella.

Tällaisilla pienillä esim. DN 15-tai DN 32-tyyppisillä . suuttimilla hyvien mikrokuplien muodostumisalue ei ole 25 niin herkkä muutoksille kuin isompien tilavuusvirtojen suuttimilla. Näillä pienillä suuttimilla ei siten ole havaittu selvää optimialuetta toisin kuin suuremmilla suuttimilla.

30 Kun dispersiovesisuuttimen koko pienenee, voidaan hyväksyttäviä mikrokuplia saada aikaan käyttämällä hyväksi vain keksinnön perusajatusta, rakomaista ensimmäistä kuristinta ainakin kaksiportaisen dispersiovesisuuttimen yhteydessä. Näin ollen näitä pieniä suuttimia käytettäessä voidaan 35 dispersiovesisuuttimen rakennetta yksinkertaistaa ilman, P1298 20 101048 että hyväksyttävissä olevien mikrokuplien määrästä ja laadusta jouduttaisiin tinkimään.

Keksinnön mukainen ratkaisu tarjoaa täysin uuden tavan 5 konstruoida flotaatioprosessien yhteydessä käytettävä mikrokuplien muodostamislaitteisto. Kuten on jo aiemmin todettu, voidaan keksinnön mukaista ratkaisua hyväksikäyttämällä saavuttaa useiden satojen litrojen tuotos, jopa yli tuhannen litran tuotos, yhtä dispersiovesisuutinta 10 kohden. Suuresta tilavuusvirrasta huolimatta on syntyvien mikrokuplien laatu hyvä. Tämä merkitsee tietenkin konst- % ruktöörin kannalta sitä, että tietyn kapasiteetin omaavien flotaatiolaitteistojen suunnittelu ja konstruointi helpottuu erittäin paljon. Yhdellä suuttimella voidaan korvata 15 jopa kymmeniä tavanomaiseen tekniikkaan perustuvia suutti-mia ja säästää pitkiä matkoja putkistojen rakentamisessa.

Flotaatioprosessin hallinta on aiempaa helpompaa, sillä yksittäisen keksinnön mukaisen suuttimen tukkeutumisalt-20 tius entisiin suuttimiin nähden on jo itsessään huomattavasti alhaisempi. Jos suutinta joudutaan puhdistamaan, se tapahtuu ajallisesti erittäin nopeasti, jopa niin, että itse mikrokuplien tuottamista ko. suuttimessa ei tarvitse , edes keskeyttää saati sitten, että koko prosessi olisi 25 keskeytettävä. Keksintö tarjoaa myös erinomaiset mahdolli suudet koko flotaatioprosessin jatkokehittelemiseksi, esim. siten, että suurien tilavuusvirtojen suuttimilla n. 100 - 1000 1/min tai yli voidaan flotaatioprosessia valvoa dispersiovesisuuttimien osalta siten, että antu-30 reillä mitataan yksittäisessä dispersiovesisuuttimessa tapahtuvaa kokonaispaineenpudotusta, ja jos siinä havaitaan riittävän suuria poikkeamia asetetuista raja-arvoista, ts. suuttimeen tai sen ympäristöön on syntynyt tukkeumia, ryhtyy ohjausjärjestelmä avaamaan ko. kuristimia 35 aukipäin optimi-työasennostaan, tarvittaessa aina kyseisen suuttimen stabiilisuusalueen ylärajalle asti, kunnes tuk- P1298 ί 21 101048 keuma on poistunut suuttimesta. Tämän jälkeen ohjausjärjestelmä palauttaa kuristimet takaisin optimi-työasentoonsa. Jos sitten tukkeuma on liian suuri hoidettavaksi ajon aikana, ajaa ko. ohjausjärjestelmä kyseisen disper-5 siovesisuuttimen varsinaiseen puhdistusasentoonsa, jolloin se viimeistään puhdistuu. Tämän jälkeen palataan jälleen kuristinten optimi-työasentoon.

Edellä esitettyä keksintöä on kuvattu tarkemmin viittaa- 10 maila eräisiin edullisena pidettyihin toteutusmuotoihin, joita käytetään jätevesien puhdistamisen yhteydessä, eri- « tyisesti paperi- ja selluteollisuuden jätevesien käsittelyn yhteydessä. Keksintöä on selostettu edellä siten vain sen eräiden edullisena pidettyjen suoritusmuotojen avulla.

15 Tällä ei ole luonnollisestikaan haluttu rajata esillä olevaa keksintöä. Muita sovellusalueita on useita, mm. raakaveden puhdistaminen ja malmien rikastaminen, jne., ja kuten alan ammattimiehelle on selvää, monet vaihtoehtoiset ja valinnaiset rakenne- ja muunnosvaihtoehdot ovat mahdol-20 lisiä oheisten patenttivaatimusten määrittelemän keksinnöllisen ajatuksen puitteissa.

P1298

Claims (17)

101048

1. Menetelmä mikrokuplien muodostamiseksi korkeapaineflo-5 taatiomenetelmän (DAF) yhteydessä käytettävässä disper- siovesisuuttimessa, jossa tulevaa paineenalaisena liuennutta ilmaa sisältävää vesivirtausta käsitellään ja jonka dispersiovesisuuttimen kuristinlaitteisto on ainakin 2-portainen, tunnettu siitä, että ainakin dispersiovesisuut-10 timen kuristinlaitteiston ensimmäisen kuristimen läpi virtaavaan dispersioveteen muodostetaan mikrokuplia rako-raaisen kuristusaukon avulla.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu 15 siitä, että ainakin dispersiovesisuuttimen kuristinlaitteiston ensimmäisen kuristimen läpi virtaavaan dispersioveteen muodostetaan mikrokuplia kaarevan rakomaisen kuristusaukon (8) avulla.

3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen menetelmä, tunnet tu siitä, että ainakin dispersiovesisuuttimen kuristin-laitteiston ensimmäisen kuristimen läpi virtaavaan dispersioveteen muodostetaan mikrokuplia rakomaisen, tasalevyisen tai lähes tasalevyisen, kuristusaukon avulla. 25

4. Patenttivaatimuksen 1, 2 tai 3 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että mikrokuplat muodostetaan n-portaises-sa kuristinlaitteistossa, jossa n on ainakin kolme ja joka kuristinlaitteisto on sovitettu sinänsä tunnetun pallo- 30 venttiilin yhteyteen.

5. Patenttivaatimuksen 4 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että dispersiovesisuuttimen kuristinlaitteiston kuristimien 1 ja n läpi virtaavaan dispersioveteen muodostetaan 35 mikrokuplia kuristinlaitteiston osana olevan sinänsä tun- : netun palloventtiilin läpivirtausaukon (22) reunojen (7, P1298 101048 9. ja kyseisen palloventtiilin rungon (12) yhteyteen sovitettujen muotokappaleiden (5, 6) avulla siten, että kyseinen palloventtiili kierretään pyörähdysakselinsa ympäri sellaiseen asentoon, että pesän yhteyteen sovitetut muoto-5 kappaleet ja avautuva palloventtiilin läpivirtausaukko muodostavat yhdessä sopivan leveät rakomaiset, edullisesti kaarevat, kuristusaukot (8, 10).

6. Patenttivaatimuksen 4 mukainen menetelmä, tunnettu siilo tä, että dispersiovesisuuttimen kuristinlaitteiston kuristimien 1 ja n läpi virtaavaan dispersioveteen muodostetaan % mikrokuplia kiertämällä sinänsä tunnettua palloventtiiliä pyörähdysakselinsa ympäri, jolloin palloventtiilin tulopuolen läpivirtausaukko (14) ja pallon (4) koneistettu 15 reuna (7) muodostavat tulevan virtauksen puoleisen ensimmäisen rakomaisen, edullisesti kaarevan, kuristusaukon (8) ja vastaavasti palloventtiilin lähtevän puolen läpivirtausaukko (15) ja pallon (4) koneistettu reuna (9) muodostavat lähtevän virtauksen puoleisen, viimeisen eli 20 kuristusaukon n rakomaisen, edullisesti kaarevan kuristusaukon (10).

7. Patenttivaatimuksen 5 tai 6 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että dispersiovesisuuttimen kuristinlaitteiston 25 kuristimien 2 - (n-1) ; (n > 2), läpi virtaavaan dispersioveteen muodostetaan mikrokuplia kuristinlaitteistoon kuuluvan sinänsä tunnetun palloventtiilin sisälle sovitetun törmäyslevyn tai törmäyspinnan avulla sovittamalla se mikrokuplien muodostumisen kannalta sopivaan kulmaan, 30 edullisesti n. 90° tai lähes 90° kulmaan, sitä vasten törmäävän, tulevan dispersiovesivirtauksen kanssa.

8. Patenttivaatimuksen 4, 5, 6 tai 7 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että dispersiovesisuuttimen kuristinlait- 35 teiston kuristimien 1 ja n läpi virtaavan dispersioveden v tilavuusvirtaa säädetään stabiilisuusalueensa sisällä P1298 101048 f kiertämällä auki päin kuristinlaitteiston osana olevaa, mikrokuplien tuottamisen kannalta optimiasennossaan olevaa, palloventtiiliä, jolloin esim. pienimpiaukkoisesta ensimmäisestä kuristimesta 1 tai muista kuristimista irto-5 avat epäpuhtaudet pääsevät läpäisemään dispersiovesisuut-timen vaivattomasti, jonka jälkeen palloventtiili kierretään takaisin optimiasentoonsa.

9. Korkeapaineflotaatiomenetelmän (DAP) yhteydessä käy-10 tettävä dispersiovesisuutin jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukaisen menetelmän toteuttamiseksi, jossa suut- % timessa on kuristinlaitteisto mikrokuplien muodostamiseksi tulevaan, paineenalaisena liuennutta ilmaa sisältävään vesivirtaukseen, tunnettu siitä, että kuristinlaitteistoon 15 kuuluu sinänsä tunnettu, ainakin yhden akselin suhteen pyöritettävissä oleva kappale (4), joka on pyö-rähdysakselinsa ympäri kierrettävästä asennettu pyörähdysakseliin nähden kohtisuoralla läpivir-20 tausaukolla varustettuun pesään (12), ainakin kaksi kuristinta, joista ainakin ensimmäinen kuristin on rakomainen (8), sekä vain yksi läpivirtausaukko (22), joka on muodostettu edellämainittuun ainakin yhden akselin • · 25 suhteen pyöritettävissä olevaan kappaleeseen siten, että kuristinlaitteistoon tuleva disper-siovesi on johdettavissa pesässä (12) olevan tulevan virtauksen läpivirtausaukon (14) kautta tähän kappaleessa (4) olevaan läpivirtausaukkoon 30 (22) ja edelleen pesän toisessa päässä olevan lähtevän virtauksen läpivirtausaukon (15) kautta pois kuristinlaitteistosta.

10. Patenttivaatimuksen 9 mukainen dispersiovesisuutin, 35 tunnettu siitä, että kuristinlaitteisto on sovitettu sinänsä tunnetun palloventtiilin yhteyteen ja että kyseisen P1298 101048 palloventtiilin rungon (12) tulopuolen läpivirtausaukon (14) yhteyteen sovitettu muotokappale (5) ja palloventtiilin läpivirtausaukon (22) reuna (7) muodostavat yhdessä * tulevan virtauksen puoleisen ensimmäisen rakomaisen, edul-5 lisesti kaarevan, kuristusaukon (8) ja vastaavasti pallo-venttiilin rungon (12) lähtevän puolen läpivirtausaukon (15) yhteyteen sovitettu muotokappale (6) ja palloventtiilin läpivirtausaukon (22) reuna (9) muodostavat yhdessä lähtevän virtauksen puoleisen viimeisen eli kuristusaukon 10. rakomaisen, edullisesti kaarevan, kuristusaukon (10).

11. Patenttivaatimuksen 9 mukainen dispersiovesisuutin, tunnettu siitä, että kuristinlaitteisto on sovitettu sinänsä tunnetun palloventtiilin yhteyteen ja että pallo- 15 venttiilin tulopuolen läpivirtausaukko (14) ja pallon (4) koneistettu reuna (7) muodostavat tulevan virtauksen puoleisen ensimmäisen rakomaisen, edullisesti kaarevan, kuristusaukon (8) ja vastaavasti palloventtiilin lähtevän puolen läpivirtausaukko (15) ja pallon (4) koneistettu 20 reuna (9) muodostavat lähtevän virtauksen puoleisen, viimeisen eli kuristusaukon n rakomaisen, edullisesti kaarevan, kuristusaukon (10).

12. Patenttivaatimuksen 9 mukainen dispersiovesisuutin, 25 tunnettu siitä, että se on n-portainen, jolloin n on ainakin kolme.

13. Patenttivaatimuksen 12 mukainen dispersiovesisuutin, tunnettu siitä, että se on sovitettu sinänsä tunnetun 30 palloventtiilin yhteyteen, että palloventtiilin läpivirtausaukon (22) reunat itsessään muodostavat joko kokonaan tai osittain ensimmäisen ja viimeisen (n) kuristimen ja että palloventtiilin virtausaukon (22) yhteyteen on sovitettu 2 - (n-1) portaan kuristuksen aiheuttavat kuristus-35 elimet, esim. törmäyslevy(t) (16) tai törmäyspinnat. P1298 101048

14. Patenttivaatimuksen 13 mukainen dispersiovesisuutin, tunnettu siitä, että kuristinlaitteistoon kuuluu pesän (12) yhteyteen sovitetut muotokappaleet (5, 6), jolloin dispersiovesisuuttimen kuristinlaitteiston kuristimien 1 5 ja n läpi virtaavaan dispersioveteen on muodostettavissa mikrokuplia, kun kuristinlaitteiston osana oleva sinänsä tunnettu palloventtiili kiertyy pyörähdysakselinsa ympäri sellaiseen asentoon, että pesän yhteyteen sovitetut muoto-kappaleet (5, 6) ja avautuvan palloventtiilin läpivirtaus-10 aukon reunat (7, 9) muodostavat yhdessä sopivan leveät, rakomaiset, edullisesti kaarevat, kuristusaukot (8, 10).

15. Patenttivaatimuksen 13 mukainen dispersiovesisuutin, tunnettu siitä, että kuristinlaitteistoon kuuluvan pallo- 15 venttiilin läpivirtausaukon (22) reunat (7, 9) on muotoiltu, esim. koneistettu, siten, että ne itsessään muodostavat osan ensimmäisestä ja viimeisestä (n) kuristimesta, jolloin dispersiovesisuuttimen kuristinlaitteiston kuristimien 1 ja n läpi virtaavaan dispersioveteen on muodos-20 tettavissa mikrokuplia kuristinlaitteiston osana olevan sinänsä tunnetun palloventtiilin läpivirtausaukon (22) muotoiltujen reunojen (7, 9) avulla kun kyseinen pallo-venttiili kiertyy pyörähdysakselinsa ympäri sellaiseen asentoon, että läpivirtausaukon muotoillut reunat muodos-25 tavat mikrokuplien muodostumisen kannalta sopivan leveät rakomaiset, edullisesti kaarevat, kuristusaukot (8, 10).

16. Jonkin edellä olevan patenttivaatimuksen 9-15 mukainen dispersiovesisuutin, tunnettu siitä, että ainakin kuris- 30 tinlaitteiston ensimmäisen kuristimen kuristusaukko on muodoltaan rakomainen, edullisesti kaareva.

17. Patenttivaatimuksen 16 mukainen dispersiovesisuutin, tunnettu siitä, että ainakin kuristinlaitteiston ensim- 35 mäisen kuristimen kuristusaukko on lisäksi tasalevyinen : tai lähes tasalevyinen. P1298 101048