FI116201B - Letku juoksevien väliaineiden ilmastusta varten - Google Patents

Description

116201

Letku juoksevien väliaineiden ilmastusta varten Slang för luftning av flytande medier 5

Esillä olevan keksinnön kohteena on juoksevien väliaineiden ilmastusta varten tarkoitettu letku, joka sisältää kehäreiät pienikuplaisen kaasun syöttämiseksi nestemäiseen väliaineeseen.

10

Hapen syöttö nesteeseen on erityisen merkityksellistä useita teknisiä käyttötarkoituksia ja erityisesti biologisten hajoamisprosessien ylläpitämiseksi biologisen jäte-vesipuhdistuksen aikana. Tätä varten tarvittavien laitteiden toimintaperiaatteen mukaisesti nestesäiliön pohjaan on asetettu ontto rei'illä varustettu kappale, jonka 15 sisältämien reikien kautta onttoon kappaleeseen johdettu paineenalainen kaasumainen väliaine poistetaan. Tarvittavien suurten happimäärien johdosta tämä aiheuttaa huomattavia energiakustannuksia.

Siten energiaa säästävän kaasunkäsittelyn edellytyksenä on pienikuplaisen kaasun *·* * 20 syöttö nestevaiheeseen. Tätä varten tunnetaan putkien, lautasten, levyjen ja letkujen * ·: · ’ muodossa olevat ilmastuselementit. Tätä tunnettua tekniikka on selostettu seuraavissa j y julkaisuissa: DE 32 24 177 AI, DE 36 32 772 Cl, DE 93 18 675 UI ja DE 86 14 739 ; * V UI. Nämä julkaisut on mainittu vain esimerkin tavoin, koska tällä alalla tunnetaan suuri • · · * · · "!.' määrä patentilla suojattuja ja suojaamattomia menetelmiä ja laitteita.

» » ·

I I I

25 : Tunnettujen ilmastuslaitteiden yhteydessä esiintyy yleensä se ongelma, että ilmastimen * » # .···, kautta kaasutetussa nesteessä tapahtuu ilmakuplien kuristumista. Tällöin pienempiä ,, · kuplia esiintyy lisääntyvässä määrässä yhtyneenä suurempiin kupliin.

• * · 30 Tätä ilmiötä kutsutaan ammattipiireissä käsitteellä "yhteensulautuminen". Tällaiset ; yhteensulautumisprosessit huonontavat huomattavasti kaasun syöttöä nesteeseen.

• I * 116201 2 Tämän haitan välttämiseksi selostetaan julkaisussa DE 36 32 772 rengasmainen, pääasiassa ympyränrenkaan muotoinen elementti kaasunsyöttöä varten. Tämä elementti sisältää keskiaukon, jonka kautta tapahtuu huomattava häviö käytössä olevassa kaasutuspinnassa. Tämä aiheuttaa suuremman painehäviön itse kaasuttimessa, jolloin 5 taas kaasutuspinnassa syntyy suurempia kuplia. Tämän haitan välttämiseksi on kaasuttimeen tulevaa kaasuvirtausta pienennettävä, jolloin kaasutussäiliöön asennettujen ilmastimien määrä lisääntyy ja käyttäjän investointikustannukset kasvavat.

Julkaisussa DE 14 739 UI selostetaan väliaineiden ilmastusta varten tarkoitettu 10 letkumainen laite. Tämä letkumainen ilmastuselementti sisältää kehälleen jaetulla tavalla asetetut läpimenoaukot, jotka ovat kuormittamattomassa tilassa suljettuja ja avautuvat onton tilan lisääntyvän paineistuksen yhteydessä kaasunpoistojohtoon.

Tällaisen letkuilmastimen keharei'ityksen haittana on se, että letku tulee painetuksi 15 kokoon ulkopuolella olevan nestepaineen aiheuttaman paineenvähennyksen johdosta. Kokoonpainetun letkun reuna-alueilla olevat rei'itykset eivät sulkeudu ollenkaan tai eivät sulkeudu täydellisesti kokoonpainamisen yhteydessä esiintyvien taivutusjänni-tyksien esiintyessä, jolloin ulkopuolella oleva neste voi tunkeutua kokoonpainetun • · · * . letkun sisäosaan.

!;;V 20 . Myös letkuliitäntöjen alueella letkuilmastimen kehärei'itys sisältää tiettyjä haittoja.

• · · ; * V Kaasunsyöttölaitteella varustetun letkuilmaisimen liitäntäkohdassa letku tulee kaasun- • * · » , ·; ·. syötön johdosta enemmän tai vähemmän poikkeutetuksi ylöspäin.

: 25 Tämän poikkeutuksen alueella rei'tykset venyvät, jolloin tässä kohdassa esiintyy :' *'; suurempia kuplia kuin poikkeuttamattomilla rei'itysalueilla. Nämä suuremmat kuplat : ’ eivät kuitenkaan ole sopivia haluttuja ilmastustoimenpiteitä varten. Lisäksi kaasuvir- , -, tauksen irtikytkemisen yhteydessä, joka paisuttaa ilmastusputkea paineellaan, eivät letkupuoliskot ehkä tule päällekkäin suoraan liitäntäalueen siirtymäosassa, jolloin * * '; 30 rei'itykset jäävät tällä alueella enemmän tai vähemmän avoimina. Tällöin tarvitaan sisäistä tukisydäntä, joka tiivistää ilmastusletkun ulkoista ylipainetta vastaan.

3 116201

Esillä olevan keksinnön tarkoituksena on välttää nykyisen tunnetun tekniikan sisältämät haitat ja tarjota käyttöön väliaineiden ilmastusta varten tarkoitettu letku, joka estää liitäntä- ja sivuttaisella taitealueella nesteen pääsyn letkun sisälle. Keksinnön mukaisesti ehdotetaan tällöin, että letkun vapaat päät pidetään koko kehällään 5 vapaana rei’istä liitäntäalueella letkunysän välityksellä ja että lisäksi letkun ympärysmitan osa-alueet sisältävät pituussuunnassa kulkevat rei’istä vapaat seinäosat, jotka sijaitsevat diametraalisesti muodostaen taitekohdat letkun kokoonpainumisen yhteydessä.

10 Se, että keksinnön mukainen letku pidetään vapaissa päissään vapaana rei’istä, merkitsee sitä, että letkun kiinnitysalue jää letkunysän yläpuolelle ja on lisäksi ilman reikiä ennalta määrätyllä pituudella. Tällä tavoin estetään kaasupaineistuksen ja siitä johtuvan letkun ylöspäin nousemisen johdosta tapahtuva tällä alueella olevien rakojen venyminen. Tällä tavoin siis estetään liitäntäalueella tapahtuva suurten kuplien 15 muodostuminen, jotka syntyvät laajentuneiden rakojen venymisen johdosta.

Myös tästä riippuva painehäviö ja nesteen tunkeutuminen ulkoisen ylipaineen yhteydessä tulevat estetyiksi.

« · · • · : · t: 20 Keksinnön mukaisen pituussuuntaisten reiättömien letkuseinäalueiden seurauksena on • '·· se, että letku ei rei’ityksen valmistamisen yhteydessä - joka tapahtuu yleensä • ,· i neuloituksen avulla - sisällä kylkialueella mitään suurempia läpimenoaukkoja, joiden :.: : kautta suuremmat kuplat voisivat edellä mainittuja haittoja aiheuttaen tulla ulos.

!‘ Lisäksi näiden reiättömien seinäalueiden avulla estetään se, että huokoset kaasunpai- 25 neen irtikytkennän ja sitä seuraavan letkun kokoonpainumisen aikana pysyvät ulkoapäin vaikuttavan nestepaineen johdosta pidätettyinä kylkiosissa suljetussa tilassa, jolloin neste voisi tunkeutua letkun sisään.

avulla ja lisäksi letkua asetettaessa ilmastuslaitteeseen, niiden lisätessä toisaalta letkun vastusmomenttia vääntymistä vastaan.

116201 4

Eräässä erityisen edullisessa sovellusmuodossa pituussuuntaisilla reiättömillä seinä-5 alueilla letkun ulkopintaan on muodostettu vastakkaisia uria.

Nämä urat muodostavat nimelliset taitekohdat, jotka varmistavat määrätyn kokoon-painumisen ulkoisen ylipaineen yhteydessä.

10 Reiätön kehäalue letkun vapaissa päissä mitoitetaan pituudeltaan yleisen kaaavan E = T + D + fE mukaisesti. Tässä kaavassa E merkitsee reiättömän kehäalueen pituutta, T ilmastusletkun pituutta letkunysässä ja D letkun läpimittaa, jolloin fE > 1. Tämän toimenpiteen tarjoamia etuja on jo yksityiskohtaisesti selostettu.

15 Pituussuuntaiset reiättömät seinäalueet saadaan keksinnön mukaisesti yleisen kaavan K = 2 x s x f2 avulla, jossa K merkitsee pituussuuntaisen reiättömän seinäalueen leveyttä, s letkun seinäpaksuutta ja fk > 1. Myös tällä tavoin saavutettuja etuja on jo aikaisemmin selostettu.

• * V..: 20 Keksinnön mukaiset kaasutusletkut on kiristetty vapaasti kaasunsyöttölaitteiden • • ’*· letkunysien välillä. Siten on jätetty pois tavanomaisten kaasutusjärjestelmien yh- teydessä vaaditut tiivistyselementit kantavan rakenteen ja kaasutusosan välillä. Tällä ···' : tavoin epätiiviiden kohtien esiintyminen käytön yhteydessä on käytännöllisesti *·' katsoen estetty.

25 t ; · ;;; Keksinnön mukaisten kaasutusletkujen avulla saavutetaannesteessä olevien kaasujen virtauskuva, jolle pienet kuplat ovat tunnusomaisia. Nämä pienet ilmakuplat katkais-taan jo kaasutusletkupinnasta tapahtuvan virtauksen avulla ja johdetaan kulkemaan nestemäiseen väliaineeseen ennen krittisen kuplakoon saavuttamista. Tällä tavoin • *,: 30 vältetään letkuläpimitan avulla suurin piirtein pienten ilmakuplien yhteensulautumi- : nen. Koska yhtä suuria kuplia esiintyy letku alasivulla kuin sen yläsivulla, saavute- 5 116201 taan virtaus myös säiliön pohjassa, joka estää luotettavalla tavalla aktiivilietteen laskeutuksen

Keksinnön mukaisen kaasutusletkun esimerkkisovelluksia on esitetty kaavamaisesti 5 oheisissa piirustuksissa, joissa:

Kuvio 1 esittää letkunysän kiristysalueella olevaa letkua;

Kuvio 2 esittää kuvion 1 mukaista letkua ilman sisältäpäin tapahtuvaa paineistusta; 10

Kuvio 3 esittää kuvion 2 mukaista letkua linjaa E—E pitkin otettua leikkausta;

Kuvio 4 esittää kuvion 1 mukaista letkua linjaa D—D pitkin otettuna leikkauksena.

15 Kuvio esittää letkunysän 2 kiristysalueella olevaa letkua 1. Letkunysä 2 kuuluu esikytkettyyn kaasutuslaitteeseen, jota ei ole esitetty piirustuksissa. Itse letku 1 on esitetty pituusleikkauksena ja tässä kuviossa ei näy letkun kiristystä vastakkaisissa vapaissa päissä. Tämä kiristys muodostaa kuitenkin peilikuvan esitetystä kiristysalu- : ' eesta ja se voidaan siten jättää pois piirustuksista.

: : : 20 • 1 ·

Pituus E merkitsee letkun 1 rei’ittämättömän kehäalueen pituutta, jonka avulla : osittaispituus T letkunysässä 2 on muodostettu. Kirjaimella D on merkitty letkun 5. ‘ · läpimittaa. Kaasu tulee nuolen suunnassa nysän 2 ja letkun rei’ittämättömän kehäalu- !·' een E pituusalueen kautta, joka ei ole kiristettynä nysässä 2, letkun rei’itetyillä 25 seinäalueilla varustettuun sisäpoikkileikkaukseen. Siitä kaasu virtaa ulos reikien ’; ;; kautta letkun keskiontelosta nuolen suunnassa ympärillä olevaan nesteilmakehään.

‘: Kuvio 2 esittää kuvion 1 mukaista letkua sisältäpäin katsottuna ilman paineistusta.

1 ···' Letku 1 on ulkoisen nesteylipaineen johdosta painuneena kokoon rei’itysalueella.

/ 30 Kokoonpainuneen letkun ja nysään 2 kiinnitetyn letkun pään T välinen siirtymäalue kulkee kartiomaisena nysän reunaan asti. Koska letkun pinnassa ei ole mitään rei’ityksiä tällä alueella, ei muodostu mitään haitallisia poreaukkoja.

6 116201

Kuviossa 3 esitetty linjaa E—E pitkin otettu leikkaus kuvion 2 mukaisesta letkusta 1 osoittaa, että letku on rei’itetyillä alueillaan 11,12 puristettuna kokoon ulkoisen nestepaineen johdosta. Reuna-alueet 13,14 eivät rei’ittämättömässä muodossaan ole yhteenpuristettuina, vaan muodostavat pituussuuntaiset läpimenoaukot letkun reunoi-5 hin.

Näiden seinäalueiden korkeimpiin kohtiin on muodostettu aksiaalisesti kulkevat listat 15 tai urat 16. Nämä listat 15 tai urat 16 helpottavat muun muassa letkun 1 revitettyjen alueiden 11,12 yhteenasetusta.

10

Kuvio 4 esittää lopuksi sisäpaineella paineistettua letkua 1 kuvion 1 linjaa D—D pitkin esitettynä poikkileikkauksena. Myös tässä yhteydessä on esitetty seinäalueiden molemmat vaihtoehdot, yhtäältä listat 15 ja toisaalta urat 16. Kuviossa näkyvän letkuläpimitan keskierotuslinja ilmaisee, että sen kummallekin puolelle on muodostet-15 tu listat 15 tai urat 16.

i t : : i :

Claims (5)

116201

1. Letku nestemäisten väliaineiden ilmastusta varten varustettuna kehärei’ityksellä pienikuplaisen kaasun syöttämiseksi nestemäiseen väliaineeseen, tunnettu siitä, 5 että letku (1) pidetään vapaissa päissään liitäntäalueella (T) letkunysän (2) kanssa koko kehällään vapaana rei’istä, ja että lisäksi letkukehän osa-alueet sisältävät pituussuuntaiset reiättömät seinäalueet (13,14), jotka muodostavat diametraalisesti vastakkaisina alueina letkun (1) kokoonpainumisen yhteydessä syntyvät taitekohdat.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen letku, tunnettu siitä, että letkun vapaissa päissä olevan reiättömän kehäalueen (13,14) pituus mitoitetaan yleisen kaavan E = T + DxtE mukaisesti, jolloin E tarkoittaa rei’ittämättömän kehäalueen pituutta, T letkun (1) pituutta letkunysässä (2), D letkun (1) läpimittaa, ja fE > 1.

3. Patenttivaatimuksen 1 mukainen letku, tunnettu siitä, että pituussuuntaiset rei’ittämättömät seinäalueet (13,14) saadaan kaavasta K = 2xsxfK, jolloin K tarkoittaa pituussuuntaista refittämätöntä seinäaluetta, s letkun seinäpaksuutta, ja fK > 1. :.i.: 20

4. Patenttivaatimuksen 1 ja 3 mukainen letku, tunnettu siitä, että pituussuun taisten rei’ittämättömien seinäalueiden (13,14) alueelle letkun pintaan on muodostettu » · : ulospäin suunnatut pituussuuntaiset listat (15).

'·’ 5. Patenttivaatimuksen 1 ja 3 mukainen letku, tunnettu siitä, että pituussuun- 25 täisten rei’ittämättömien seinäalueiden (13,14) alueelle letkun pintaan on muodostettu ;;; diametraalisesti vastakkaiset urat (16). i : 116201