FI125052B - Harjarakenne - Google Patents

Description

HARJARAKENNE

KEKSINNÖN ALA

Keksinnön kohteena on patenttivaatimuksen 1 johdanto-osassa määritelty harjarakenne epäpuhtauksien poistamiseksi veden pinnalta.

KEKSINNÖN TAUSTA

Keksintö on ennen kaikkea kehitetty öljyn ja öljymäisten tuotteiden poistoon veden pinnalta, mutta se soveltuu myös muiden veden pinnalla kelluvien epäpuhtauksien, kuten nestemäisten, jauhemaisten ja rae-maisten aineiden poistoon veden pinnalta.

Tunnettua tekniikkaa keksinnön alalla on esitetty julkaisuissa FI71596 ja EP1Q03938, jotka kuvaavat kiertäviä harjamattoja ja julkaisussa EP468992, jossa on rumpumainen harja. Julkaisuissa kiertävien tai pyörivien harjojen harjaksiin tarttuu öljyä tai muuta epäpuhtautta veden pinnasta ja harjaksiin tarttuneena niiden välisissä tiloissa epäpuhtaudet nousevat vedestä. Harjakset puhdistetaan sitten vedenpinnan yläpuolella sinänsä tunnetuissa erilaisissa aura- ja kamparakenteissa.

Harjarakenteen tehokkuuden mittana on öljyn ja veden erotuskyky eli että harjan kerätessä öljyä sen mukana tulevan veden osuus kokonaisnestemäärästä on mahdollisimman pieni. Paksuja öljyjä kerättäessä ei yleensä ole ongelmaa, mutta mitä lähempänä veden viskositeettia kerättävän öljyn viskositeetti on, sitä enemmän vettä pyrkii jäämään mukaan harjasten väliin öljyn mukana.

Ongelmia voidaan tietenkin vähentää alentamalla harjojen pyörimisnopeutta, jolloin vesi juokse-vampana ehtii valua suuremmassa määrin harjasten välistä pois ennen puhdistusta. Tämä ei ole kuitenkaan toivottu ratkaisu ongelmaan, koska epäpuhtauksien tor- jlinnassa nopeus on tärkeää ja on aina pyrittävä mahdollisimman nopeasti ja tehokkaasti poistamaan öljy tai vast, epäpuhtaudet vedenpinnalta,

KEKSINNÖN TARKOITUS

Keksinnön tarkoituksena on poistaa edellä mainitut epäkohdat.

Erityisesti keksinnön tarkoituksena on tuoda esiin uudenlainen harjarakenne, jonka avulla kerätyn ja talteen otetun öljyn vesipitoisuus saadaan pysymään mahdollisimman alhaisena etenkin myös silloin, kun kerättävän epäpuhtauden viskositeetti on lähellä veden viskositeettia.

KEKSINNÖN YHTEENVETO

Keksinnön mukaiselle harjarakenteella on tunnusomaista se, mitä on esitetty patenttivaatimuksessa 1.

Keksinnön mukainen harjarakenne on tarkoitettu epäpuhtauksien, erityisesti öljyn, poistamiseksi veden pinnalta. Harjarakenteen harjaan kuuluu suuri joukko harjaksia, joiden päät muodostavat harjan pyörimissuunnassa olennaisesti jatkuvan harjapinnan, joka poikittaissuunnassa rajoittuu reunoihin. Lisäksi har-jarakenteeseen kuuluu ainakin osittain harjan alapuolella harjapinnan läheisyydessä vaippa, joka estää epäpuhtauksien poistumisen harjaksista ja ohjaa epäpuhtaudet harjasten mukana eteenpäin, esimerkiksi sopivaan keräysastiaan, harjojen puhdistuspisteeseen tms. Sopiva kaareva vaippa on edullisesti suhteellisen lähellä harjasten päitä, harjan halkaisijasta riippuen esimerkiksi välillä 5-50mm. Keksinnön mukaisesti osa harjaksista on lyhyempiä siten, että niiden kohdalle harjapintaan on muodostunut harjan liikesuunnassa poikittaisia syvennyksiä, jotka ulottuvat ainakin harja-pinnan toiseen reunaan. Näin syvennykset yhdessä levy- maisen ja epäpuhtauksia läpäisemättömän vaipan, pellin, kanssa muodostavat vedenkeräysonkaloita, joita pitkin harjaksista erottuva vesi pääsee virtaamaan pois ennen epäpuhtauksien poistoa harjaksista. Toisin sanoen harjan harjapinnassa on sekä pituutta että leveyttä omaavia alueita, syvennyksiä, joiden kohdalla useat vierekkäiset harjakset ovat lyhyempiä. Näin syvennykset muodostavat vaipan ja harjapinnan väliin veden kerääntymiselle ja öljystä erottumiselle otollisia alueita ja kun nämä alueet lisäksi avautuvat harjapinnan reunoilta ulos, muodostavat ne samalla virtaus-tiet, joita pitkin vesi pääsee poistumaan harjasten yhteydestä ennen niiden puhdistamista öljystä.

Keksinnön mukaisesti toimivien ja käytettävien syvennysten koko, rakenne ja muoto voivat suurestikin vaihdella riippuen harjojen ja harjapintojen koosta, harjojen pyörimisnopeudesta, harjasmateriaalista, kerättävästä veden pinnalla olevasta epäpuhtaudesta ja sen viskositeetista ja lämpötilasta. Olennaista on, että harjan harjapinnalla on lyhyempien harjasten muodostamia koloja, tiloja, syvennyksiä tai vastaavia, jotka avautuvat harjan liikesuunnassa sivulle niin, että niihin kerääntynyt vesi pääsee virtaamaan niistä pois ennen harjasten puhdistusta. Käytännössä toimivaksi on havaittu ratkaisu, jossa syvennykset kattavat suurimman osan harjapinnan pinta-alasta ja pidemmät, lähelle vaippaa ulottuvat harjakset muodostavat syvennysten väleihin vain kapeampia kaistoja.

Syvennykset voivat olla yksisuuntaisia siten, että ne avautuvat vain harjan toiseen reunaan, mutta edullisesti syvennykset ulottuvat harjapinnan läpi sen reunasta toiseen. Syvennyksiä on edullisesti koko har-j apinnalla tasaisesti tai sopivasti välttelevin välein. Ne voivat olla tasalevyisiä, mutta sopivammin ne laajenevat reunoja kohti niin, että niiden virtaus-poikkileikkaus on suurempi harjapinnan reunojen lähei syydessä kuin keskellä. Samalla tavoin ne voivat olla tasasyvyisiä tai reunoja kohti syvyydeltään kasvavia.

Syvennyksen etureuna ja takareuna voivat olla suoraviivaisia tai kaarevia tai sopivasti niiden yhdistelmiä. Edullisesti kuitenkin syvennyksen muoto on harjan pyörimissuunnassa sen reunoja kohti taaksepäin viettävä. Tällöin harjan pyörimisliike yhdessä syvennyksen muodon kanssa aikaansaa syvennyksessä veden tehokkaan virtauksen kohti syvennyksen reunoja.

Keksinnön mukainen harjarakenne soveltuu käytettäväksi yhtä hyvin yhden akselin ympärillä pyörivissä sylinterimäisissä harjoissa kuin hihnamaisissa harjarakenteissa, joissa harjapinta koostuu ainakin kahdesta kaarevasta harjapinnasta ja niiden välisistä suorista harjapinnoista.

Keksinnön mukaisella harjarakenteella on merkittäviä etuja tunnettuun tekniikkaan verrattuna. Keksinnössä harjaan epäpuhtauksien mukana tulleelle vedelle on luotu vielä mahdollisuus erottua ja poistua epäpuhtauksien joukosta. Alaspäin suuntautuvat harjakset ja niiden alapuolella oleva yhtenäinen vaippa muodostavat väliinsä vedelle virtaustiet, joihin sekä painovoiman että keskipakovoiman ansiosta viskositeetiltaan alhaisempi vesi erottuu tehokkaammin suuremman viskositeetin omaavan epäpuhtauden jäädessä kiinni harjaksiin. Näin keksintö mahdollistaa harjojen suuremmat pyörimisnopeudet sekä paremmat ja puhtaammat erotustulokset ja näistä johtuvan suuremman keräys kapasiteetin .

KUVALUETTELO

Seuraavassa keksintöä selostetaan yksityiskohtaisesti esimerkkien avulla viittaamalla oheisiin piirustuksiin, joissa kuva 1 esittää kaaviomaisesti sivulta nähtynä erästä keksinnön mukaista harjaa, kuva 2 esittää osaa kuvan 1 harjan pinnasta, kuva 3 esittää erästä keksinnön mukaista ke-räyslaitetta päältä katsottuna ja kuva 4 esittää kuvan 3 laitetta sivulta.

KEKSINNÖN YKSITYISKOHTAINEN SELOSTUS

Kuvissa 1 ja 2 on esitetty eräs keksinnön mukainen harja, jossa rumpumaisessa harjassa on suuri joukko säteen suuntaisia harjaksia 2, joiden päät muodostavat sylinterimäisen harjapinnan 3, jossa on reunat 4. Harjaksista osa ja tässä sovelluksessa suurin osa eli noin 75% on lyhyempiä 1 siten, että har j apin-nassa on kahdella eri korkeudella säteen suunnassa harjasten paita. Näin harjapinnassa on kapeampia korkeampia V-muotoi s ia seinämiä ja niiden välissä vastaavia V-muotoisia leveämpiä syvennyksiä 6. Keskellä harjaa oleva V: n kärki osoittaa harjan pyörimissuunnan. Harjan reunojen 4 ulkopuolelle on järjestetty virtaus-tiet 8, joita pitkin syvennyksistä tuleva vesi pääsee virtaamaan alaspäin eli harjan pyörimissuuntaa vastaan .

Harjan toiminta perustuu yhteistoimintaan osittain sen alapuolella olevan kaarevan vaipan 5 kanssa, esitetty kuvassa 4. Kaareva levymäinen vaippa on lähellä harjapintaa 3 eli pienellä iäisyydellä pidempien harjasten päistä. Näin pidemmät harjakset työntävät vettä ja epäpuhtauksia edellään yhtenäistä vaippaa pitkin.

Kuvien 3 ja 4 mukaiseen laitteeseen kuuluu molemmissa päissä kellukkeet 9, joiden varassa laite kelluu veden pinnalla. Keskellä on keräyskaukalo 10, j ohon kerättävät epäpuhtaudet valuvat. Keräyskaukalon molemmille puolille eli kahdelle sivulle on sijoitettu vierekkäin kolme kuvien 1 j a 2 kuvaamaa keksinnön mukaista harj aa. Harj at ovat pienen välimatkan päässä toisistaan niin, että niiden väliin jää tila virtaus-teille 8 . Harj oj en alapinnalla alimmasta kohdasta ke-räyskaukalon 10 reunaan saakka on noin 90 asteen kaa- ren omaava kaareva levy eli vaippa 5. Keräys kaukalon reunan yläpuolelle on sijoitettu sinänsä alalla tunnettu ja käytetty poistolaite 7 eli kampamainen järjestely, jonka läpi harjan harjakset kulkevat niin, että niihin tarttunut öljy irtoaa ja valuu keräyskau-kaloon,

Laitteisto toimii seuraavasti. Laitteiston kelluessa vedessä, jonka pinnalla on öljyä, harjoja pyöritetään niin, että ne alakautta pyörivät kohti keräys kaukaloa 10 ja poistolaitetta 7, Tällöin harjaksiin tarttuneet öljy ja vesi kulkeutuvat harjasten mukana kaarevan vaipan 5 päällä olevalle alueelle. Koska vaipan 5 ja harjasten välissä on syvennyksiä 6 eli vapaita tiloja, pääsee alhaisemman viskositeetin omaava ja heikommin harjaksiin tarttuva vesi öljyä vapaammin sekä painovoiman että keskipakovoiman vaikutuksesta virtaamaan näihin tiloihin. Koska nämä syvennykset ovat vapaassa virtausyhteydessä harjan reunojen kautta vaipan ulkopuolelle, pääsee vesi vapaasti virtaamaan pois vaipan päältä ennen saapumistaan poistolaitteelle 7. Näin sopivasti valitsemalla harjan pyörimisnopeus käsiteltävien nesteiden ominaisuuksien mukaan saadaan poistolaitteelle 7 saapuvasta nesteestä käytännöllisesti katsoen vedetöntä. Veden poistovirtausta edistää vielä harjan pinnan syvennysten muoto, joka on harjan pyörimissuunnassa sen reunoja kohti taaksepäin viettävä .

Keksintöä ei rajata pelkästään edellä esitettyjä esimerkkejä koskevaksi, vaan monet muunnokset ovat mahdollisia pysyttäessä patenttivaatimusten määrittelemissä puitteissa.

Claims (11)

1. Harj arakenne epäpuhtauksien poistamiseksi veden pinnalta, jonka harjarakenteen harjaan kuuluu suuri joukko harjaksia (2), joiden päät muodostavat harjan pyörimissuunnassa olennaisesti jatkuvan harja-pinnan (3) , joka poikittaissuunnassa rajoittuu reunoihin (4) ja harjarakenteeseen kuuluu ainakin osittain harjan alapuolella harjapinnan läheisyydessä vaippa (5), joka estää epäpuhtauksien poistumisen harjaksista ja ohjaa epäpuhtaudet harjasten mukana eteenpäin, tunnettu siitä, että osa harjaksista on lyhyempiä (1) siten, että niiden kohdalle harjapintaan on muodostunut harjan liikesuunnassa poikittaisia syvennyksiä (6), jotka ulottuvat ainakin harjapinnan toiseen reunaan (4), muodostaen vaipan (5) kanssa veden-keräysonkaloita, joita pitkin harjaksista erottuva vesi pääsee virtaamaan pois ennen epäpuhtauksien poistoa (7) harjaksista.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen harjaraken-ne, tunnettu siitä, että syvennys (6) ulottuu harjapinnan molempiin reunoihin.

3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen har-jarakenne, tunnettu siitä, että syvennys (6) on koko pituudeltaan olennaisesti tasaleveä.

4. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen har-jarakenne, tunnettu siitä, että syvennys on leveydeltään reunoja kohti kasvava.

5. Jonkin patenttivaatimuksista 1-4 mukainen harjarakenne, tunnettu siitä, että syvennyksen (6) etureuna ja takareuna ovat suoraviivaisia,

6. Jonkin patenttivaatimuksista 1-4 mukainen harjarakenne, tunnettu siitä, että syvennyksen etureuna ja takareuna ovat kaarevia.

7. Jonkin patenttivaatimuksista 1-6 mukainen harjarakenne, tunnettu siitä, että syvennyksen (6) muoto on harjan pyörimissuunnassa reunoin il) kohti taa ks eρΛin vietti vä.

8. Jonkin patentet.! vaatimuksista 1—7 muk,.sinen hari a ra kerine, t u n n e t r. u siitä, että syvennyksen syvyys on vakio tai reunaa kohti kasvava.

SK Jonkin putenttivaatiimuksista 1-8 mukainen hari a rakenne, t u n n e t t n siitä, että harjapj nt -j on akselin ympärillä pyörivä sylinterämainen pinta.

10. Jonkin p.at eritti vaati muks i sta 1-8 mukainen iiai jarakenne, t u n n e t t u siitä, että Par papin ta on hihnamaisen harjan [.'intä koostuen ainakin kahdesta k a a r e v asia h .a t j a p innosta j a n i i cl o 11 v -i hifistä su·.' r i. s r a haijap innoista .

11. Jonkin patenttivaatimuksista 1-10 mukainen harjarakenne, t u n n e t t u siitä, että veden pinnasta poistettavana epäpuhtautena on öljy.