FI58263B - Tankbotten - Google Patents

Description

(TjCTI r.l nil KUUUUTUSJULKAISU CO 0^-7

We m <11) UTLÄOCNINOSSKRIFT 58263 C ..«.Patentti myynne tty 12 01 1931 VSv^ ” Patent meddelat ^ ^ (51) Kv.ik?/iw.ci.3 B 01 D 23/18 SUOMI —FINLAND (21) P»wnttm«k«mu« —P*t*nt*n»öknJn| 751953 (22) HakwnltpUvC — Aiwttknlngarftg 03.07.75 (23) Alkupllvi—GlMghMsdag 03.07.75 (41) Tullut fulklMkti — BIMt offantllg 01 j6 P.tantti. J* rekisterihallitus Nihuvtoip^on j. kuUL|ulk..*,n pvm. -

Patent· ech registerstyrelsen Anteion uti»gd och uti.tkr«t«n publicmd 30.09.80 (32)(33)(31) ttuolksu*—Begirt prlorltet 10.07.jk 15-11.7^ Ruotsi-Sverige(SE) 7^09057-2, 7^368-6 (71) Billerud Uddeholm Aktiebolag, S-66l 00 Säffle, Ruotsi-Sverige(SE) (72) Bengt Henry Nilsson, Skoghall, Ruotsi-Sverige(SE) (7I+) Berggren Oy Ab (5^) Säiliöpohja - Tankbotten

Keksintö kohdistuu säiliön pohjaan, erityisesti sellaista säiliötä varten, joka on tarkoitettu jauheen muodossa olevan, jyvämäisiä tai muita aineosia sisältävän aineksen käsittävässä kerroksessa olevan nesteen käsittelyä varten. Lähemmin määriteltynä kohdistuu keksintö sailiöpohjaan, jossa on ylemmän ja alemman pohjalevyn muodostama pari näiden levyjen muodostaessa välissään pohjakammion, edelleen lukuisia suodatinyksikköjä, jotka kukin sisältävät suoda-tinelementin ja muodostavat nestetiehyen nesteen läpivirtausta varten pohjakammion ja ylemmän pohjalevyn yläpuolisen tilan välillä, ja nestejohto, joka on liitetty nestekammioon alemman pohjalevyn kautta.

Laitteissa, joissa vesi tai muu puhdistettava tai jonkin muun käsittelyn alaiseksi joutuva neste virtaa alaspäin aineosia sisältävän aineksen muodostaman kerroksen lävitse säiliössä, esimerkiksi hiekkasuodatinsäiliössä tai ioninvaihtokolonnissa, sisältää kantava säiliöpohja usein parin pystysuorassa suunnassa toisistaan erotettuja pohjalevyjä, jotka välissään muodostavat kammion, joka puolestaan on yhteydessä kerroksen kanssa useiden suodatinyksiköiden eli- osien 2 58263 välityksellä ylemmässä pohjalevyssä ja yhden tai useamman johdon kautta, jotka on yhdistetty alempaan pohjalevyyn. Pohjakammion tarkoituksena on kerätä käsitelty neste, joka virtaa alaspäin kerroksen läpi suodatinosien kautta. Käsittely suoritetaan tavallisesti jaksottaisesti tai kausittaisesti ja pohjakammiota käytetään myös nesteen jakamiseen, joka johdetaan virtaamaan ylöspäin suodatinosien ja kerroksen lävitse niiden jälkihuuhteluvaiheiden aikana, jotka vuorottelevat käsittelyvaiheita; jälkihuuhtelun tarkoituksena voi esimerkiksi olla kerroksen uudistaminen tai käsittelyvaiheiden aikana kerrokseen kerääntyneiden epäpuhtauksien poistaminen.

Tämänlaatuisissa laitteissa on ollut vaikeata valvoa, asentaa ja vaihtaa suodatinosia. Yleensä on ollut välttämätöntä ottaa laite pois käytöstä ja poistaa kerros, jotta suodatinosiin päästäisiin käsiksi säiliön sisäpuolelta.

Tämä ongelma tulee ratkaistuksi keksinnön mukaisen säiliöpohjan avulla, joka on tunnettu siitä, että pohjalevyissä on useita suoraan toistensa vieressä olevia aukkoja, että joukko holkkeja sijaitsee pohjalevyjen välissä suoraan näissä olevien kunkin mainittujen aukkojen muodostaman parin keskellä ollen lujasti kiinnitettyinä pohjalevyihin, jolloin kunkin hoikin sisäosa on yhteydessä pohja-kammion kanssa hoikin seinässä olevan yhden tai useamman aukon välityksellä, ja että suodatinosat on asetettu kukin omaan hoikkiinsa ollen yksikkönä asetettavissa hoikkiin ja irrotettavissa siitä hoikin alapään kautta. Koska suodatinosat voidaan helposti tutkia, asentaa, puhdistaa ja vaihtaa, esimerkiksi säiliöpohjan alapuolella olevan avoimen tilan kautta, voidaan laskea, että kaikki tai lähinnä kaikki suodatinosat toimivat aina oikealla tavalla. Tästä syystä ei tarvitse käyttää paljoakaan enempää kuin mitä oikealla tavalla toimivia suodatinosia tarvitaan varmistamaan riittävä ja osapuilleen yhtäläinen virtaus kerroksen lävitse. Tämä merkitsee sitä, että kustannuksia voidaan vähentää tai että kalliimpaa ainesta, esimerkiksi haponkestävää terästä, voidaan käyttää ilman että kustannukset nousevat liian korkeiksi.

Eräänä toisena etuna keksinnön mukaista säiliöpohjaa käytettäessä on, että molemmat etäisyyden päähän toisistaan pystysuorassa suunnassa asetetut pohjalevyt ja niihin esimerkiksi hitsaamalla kiinnitetyt holkit muodostavat kehämäisen rakenteen, joka kykenee kannat- 3 58263 tamaan raskaita kerroksia pohjalevyjen ollessa ohuitakin ja/tai sijaitessa vain pienen etäisyyden päässä toisistaan. Tämä merkitsee sitä, että voidaan tehdä lisää ainesäästöjä samalla kun voidaan pienentää pohjakammion tilavuutta ja siten vähentää ns. lievevaiku-tuksia, joita esiintyy käsittely- ja jälkihuuhteluvaiheiden välillä tai vaihdettaessa käsiteltävä neste toiseen. Nämä lievevaikutukset aiheuttaa se neste, joka jää jäljelle pohjakammioon vaihdon suorittamisen jälkeen.

Keksintöä kuvataan seuraavassa lähemmin oheisiin piirustuksiin — viitaten, jotka esittävät esimerkin tavoin valittuja sovellutus-muoto j a.

^ Kuva 1 esittää pystysuoraa leikkausta keksinnön mukaisella pohjalla varustetun säiliön alaosasta;

Kuva 2 esittää suuremmassa mittakaavassa pystysuoraa leikkausta kuvan 1 säiliöpohjan eräästä osasta;

Kuva 3 on kuvan 2 kaltainen poikkileikkaus esittäen säiliöpohjassa olevan suodatinosan vaihtoehtoista valmistustapaa suodatinosassa olevan virtaussäätöelimen ollessa ensimmäisessä toiminta-asennossa;

Kuva 4 on kuvan 3 kaltainen poikkileikkaus esittäen kuitenkin vir- taussäätöelintä toisessa toiminta-asennossa; ^ Kuvat 5 ja 6 esittävät leikkausta kuvan 3 linjaa V-V ja vastaavasti VI-VI pitkin; - Kuvat 7 ja 8 ovat kuvaa 3 ja vastaavasti kuvaa 4 vastaavia poikkileikkauksia esittäen suodatinosan muunnettua valmistusmuotoa.

Kuva 1 esittää osaa säiliöstä 1, joka muodostaa osan jäteveden käsittelylaitteesta. Säiliö on painetiivis ja sisältää johdot (eivät näy) käsiteltävän jäteveden syöttöä, käsitellyn veden pois-johtamista jälkihuuhtelunesteen syöttöä ja käytetyn jälkihuuhtelu-nesteen ja huuhtoutuneen aineksen poisjohtamista varten. Säiliö 1 sisältää sylinterimäisen seinän 10 ja pohjan 2, ja etupäässä tähän pohjaan keksintö kohdistunut. Pohja muodostaa alustan hiekkasuoda-tinkerrosta 3 tai muuta jauheenmuodossa olevaa tai jyvämäistä aine- f 11 58263 kerrosta varten, jonka kautta käsiteltävä jätevesi 4 pakotetaan virtaamaan alaspäin.

Tasokuvassa ympyränmuotoinen säiliöpohja 2 sisältää kaksi teräksistä pohjalevyä 7 ja 8, jotka ovat esitetyssä sovellutusmuodossa tasaisia, mutta jotka voivat vaihtoehtoisesti olla kuperia ylös-tai alaspäin. Riippumatta siitä ovatko ne tasaisia, kuperia tai jonkin muun muotoisia ne ovat etupäässä samansuuntaisia, so. asetettuja pääasiassa vakioetäisyyden päähän toisistaan suurimmalta osaltaan, ja tämä etäisyys on sopivimmin suhteellisen pieni, niin että levyjen väliin muodostuvan kammion 9, jota edelleen kutsutaan pohja-kammioksi, tilavuus on pieni kerroksen 3 tilavuuteen verrattuna, sopivimpana maksimisuhteena molempien tilavuuksien välillä ollessa 1:10.

Alemmassa pohjalevyssä 7 on joukko pääasiassa tasaisesti jakautuneita ympyränmuotoisia aukkoja 7a, joista vain kaksi on esitetty kuvassa 1. Ylemmässä pohjalevyssä 8 on vastaavat aukot 8a, ja jokainen tällainen aukko 8a on samassa linjassa yhden alemman pohja-levyn 7a aukon kanssa, so. sen edessä. Kunkin toistensa edessä olevan aukkoparin 7a ja 8a kautta kulkee lieriömäinen hölkkä 19 muodostettuna lyhyestä teräsputkikappaleesta. Hoikin 19 molemmat pääte-osat 19a ja 19b on hitsattu kiinni molempiin pohjalevyihin aukkojen 7a ja 8a (kuva 2) reunoja pitkin, niin että hitsit muodostavat nestetiiviin liitoksen hoikin ulkopinnan ja pohjalevyjen välillä. Molemmat pohjalevyt 7 ja 8 ja näihin kiinnihitsatut hölkät 19 muodostavat siten kehämäisen rakenteen, jolle on ominaista hyvä kuor-mankantokyky.

Kunkin hoikin 19 seinässä 4 on aukot 20, jotka muodostavat jatkuvasti avonaisen nesteen läpivirtausseinän hoikin sisäosan ja pohja-kammion 9 välillä. Neste voi siten virrata näiden aukkojen 20 lävitse säiliön kerroskammion välissä ylemmän pohjalevyn 8 ja pohja-kammion 9 yläpuolella.

Kunkin hoikin 19 ylempi pääteosa 19b on sisäläpimitaltaan pienempi kuin alempi pääteosa 19a, jossa on sisäkierre 21 (kuva 2). Hoikin sisäpuoli muodostaa rengasmaisen syvennyksen 19c neljän aukon 20 alueella.

Suodatinkappale(22}jonka alaosassa on holkkikierrettä 21 vastaava 5 58263 ulkokierre, on alhaaltapäin ruuvattu kiinni kuhunkin hoikkiin 19 sulkien vesitiiviisti hoikin alapään (kuvassa 1 näkyy holkki 19 tyhjänä sen muodon paremmaksi esittämiseksi). Suodatinkappaleen 22 ylemmässä pääteosassa on O-rengas 23» joka nojaa tiiviisti hoikin 19 ylemmän pääteosan 19b sisäsivua vasten. Suodatinkappaleen 22 kaulaosa 24 ulottuu hoikin yläpään yläpuolelle sisältäen ulkokier-teen.

Suodatinkappaleen kaulassa 24 on poikkisuuntainen läpikulkeva tiehyt 25 ja kaksi poikkisuuntaista ristikkäin keskenään kulkevaa lisätiehyttä 26 on muodostettu suodatinkappaleeseen alemmaksi renkaanmuotoisen syvennyksen 19c alueelle. Akselinsuuntainen tiehyt 27 kulkee tiehyen 25 ja molempien ristikkäin kulkevien tiehyeiden ^ 26 välissä. Ulkokierteellä varustettu venttiilielementti 28 on kierretty kiinni akselinsuuntaisen tiehyen 27 sisäkierteellä varustettuun alaosaan säännöstellen nestevirtausta tiehyen 27 kautta tiehyeiden 25 ja 26 välissä.

Kierukkamaisesti kiedotusta nauhasta muodostettu suodatinelementti 29 on asetettu suodatinkappaleen kaulan 24 päälle ja sitä pitää paikoillaan mutteri 30. Suodatinelementin 29 ja mutterin 30 suurin mitta poikkisuunnassa on pienempi kuin hoikin pienin sisäläpimitta. Suodatinkappale 22 ja -elementti 29 muodostavat yhdessä suodatin-yksikön eli suodatinosan 31» jonka kautta neste voi virrata sekä alaspäin kerroksesta 3 pohjakammioon 9 että ylöspäin pohjakammiosta 9 kerrokseen 3» niin että virtausta voidaan säädellä venttiiliele-mentin 28 avulla. Kuten kuvasta 2 parhaiten näkyy voidaan suodatin-osa 31 kiertää yksikkönä hoikkiin 19 ja ottaa ulos siitä ilman että säiliöpohjaan 2 tarvitsee päästä käsiksi ylhäältäpäin. Kaikkien suodatinosien 31 asennus, kunnossapito ja vaihto voidaan siten suorittaa säiliöpohjan 2 alapuolelta käsin.

Koska suodatinosat 31 ovat aina vaivattomasti käsiteltävissä ja vaihdettavissa, on helppoa varmistaa, että kaikki tai lähinnä kaikki suodatinosat toimivat aina oikein. Suodatinosien lukumäärän ei siten tarvitse olla paljoakaan suurempi verrattuna niihin oikein toimivien suodatinosien määrään, joita tarvitaan sen varmistamiseen, että säiliöpohja päästää lävitseen odotetun nestemäärän ja että nestevirtaus jakautuu riittävän tasaisesti kerroksen poikkileikkaukselle.

6 58263 Käsitellyn ja pohjakammioon 9 kerääntyneen nesteen poisjohtamisek-si ja jälkihuuhtelunesteen syöttämiseksi pohjakammioon on alempi pohjalevy 7 varustettu joukolla ympyränmuotoisia lisäaukkoja 32. Kartiomainen putkenmuotoinen liitoskappale 13 on hitsattu kiinni alempaan pohjalevyyn kunkin tällaisen aukon 32 ympärysmittaa myöten ollen yhteydessä kuvassa näkymättömän poistojohdon kanssa putken l4välityksellä. Putkea^ käytetään myös jälkihuuhtelunesteen syöttämiseen pohjakammioon jälkihuuhteluvaiheiden aikana.

Käsiteltävä jätevesi 4 syötetään säiliön yläosaan ja se juoksee sitten kerroksen 3 lävitse pohjakammioon 9 suodatinosien 31 kautta, - minkä jälkeen se johdetaan pois aukkojen 32 ja putkien 14 välityksellä. Jälkihuuhteluneste ja mahdollisesti myös ilma syötetään pohjakammioon 9 putkien 14 kautta ja jaetaan tästä kerroksen poikkileikkaukselle suodatinosien 31 avulla, jotka siten toimivat suukappaleina jälkihuuhteluvaiheiden aikana.

On ilman muuta ymmärrettävää, että keksinnön sovellettavuus ei ole rajoittunut mihinkään erityiseen tyyppiin tai muotoon sen säiliön suhteen, joka on varustettu keksinnön mukaisella pohjalla.

Nimitys "säiliö" sisältää siten monia erityyppisiä astioita tai säiliöitä, jotka voivat sisältää aineosien muodossa olevasta aineksesta valmistetun kerroksen.

On usein toivottavaa, että jälkihuuhteluvirtaus on huomattavasti suurempi kuin nestevirtaus kerroksen kautta käsittelyvaiheiden aikana. Kuvissa 3-8 esitetyt suodatinosien sovellutusmuodot mahdollistavat nestevirtauksen lisäämisen jälkihuuhteluvaiheiden aikana lisäämällä läpivirtauspinta-alaa siirryttäessä käsittelyvaiheista jälki-huuhteluvaiheisiin.

Kuvissa 3-8 on kuvassa 2 esitettyjen osien kanssa identtisiä tai niitä vastaavia osia merkitty samoilla viitenumeroilla kuin kuvassa 2. Kuvissa 3~8 esitetyt kaksi sovellutusmuotoa eroavat kuvan 2 mukaisesta sovellutusmuodosta vain suodatinosien suhteen.

Kuvissa 3-6 esitetty suodatinosa 40 sisältää ulkokierteellä varustetun suodatinkappaleen 4l, joka on kierretty kiinni hoikin 19 sisä-kierteellä 21 varustettuun alaosaan, sekä suodatinelementin 42, joka on kierretty kiinni suodatinkappaleen 4l yläosaan. Suodatin- 7 S8263 kappaleen 4l alapäänä on poikkileikkaukseltaan kuusisivuinen sisäänpäin kääntynyt avaintartunta 43· Pari O-renkaita 23 tiivistää suodatinkappaleen ulkosivun ja hoikin 19 sisäsivun välisen tilan. Molempien O-renkaiden 23 välissä on suodatinkappaleen 4l uuma, johon on muodostettu kaksi poikittaista toistensa suhteen ristikkäistä tiehyttä 44, joiden suut aukenevat renkaanmuotoiseen syvennykseen 19c ja ylöspäin kääntyneen renkaanmuotoisen kantapinnan 45 muodostamaan ympyränmuotoiseen aukkoon.

Suodatinelementti 42 on muodoltaan putkimainen hilkka, jossa on — ylöspäin kupera yläseinä 46 ja lieriömäinen sivuseinä 47. Molemmissa seinissä on suuri määrä ympäriinsä jakautuneita kapeita rakoja 48. Suodatinelementin 42 sisällä on putkenmuotoinen virtaus- ^ säätökappale 49, jonka yläpää muodostaa renkaanmuotoisen pinnan asetettuna tiiviisti nojaamaan kantapintaa 45 vasten kuvan 3 esittämällä tavalla. Kalibroitu aukko 50 ulottuu akselinsuuntaisena kappaleen 49 lävitse ja kappaleen ollessa kuvan 3 esittämässä asennossa muodostaa tämä aukko ainoan tien, jonka kautta neste voi virrata tiehyeiden 44 ja rakojen 48 välissä.

Virtaussäätökappale 49 on samankeskinen suodatinelementin 42 sisäpuolen kanssa ja sillä on pieni välys tämän suhteen. Sitä voidaan siirtää akselinsuuntaisesti, so., pystysuorassa suunnassa, suodatin-elementissä kantapinnan 45 määräämästä asennosta (kuva 3) yläsei-nään 46 asti, minkä asennon määrittää joukko kantoja 51 (kuva 4). Kuten kuvasta 4 ilmenee ei virtaussäätökappaleella 49 ole yläasen-nossaan mitään tai vain erittäin vähän haittaava vaikutus ylöspäin-suuntautuneen nestevirtauksen suhteen suodatinosan kautta.

- Käsittelyvaiheen aikana on virtaussäätökappale 49 kuvassa 3 esitetyssä asennossa, jossa se saa aikaan merkittävän kuristuksen käsitellyn tai puhdistetun nesteen alaspäin suuntautuvan virtauksen suhteen suodatinosan kautta. Vaihdon yhteydessä jälkihuuhteluvai-heeseen muutetaan nesteen virtaussuuntaa, jolloin neste työntää virtaussäätökappaleen ylös kuvassa 4 esitettyyn asentoon, missä melkein koko nestevirtaus voi vapaasti kulkea virtaussäätökappaleen ohitse. Seuraavan vaihdon yhteydessä käsittelyvaiheeseen palaa virtausäätökappale uudelleen ala-asentoon painovoiman vaikutuksesta. Virtaussäätökappaleen toistuva ylös-alasliike vähentää myös rakojen 48 taipumusta tukkeutua.

8 58263

Valitsemalla helposti vaihdettavissa olevan virtaussäätökappaleen 49 mitat sopivasti, voidaan vaivattomasti saavuttaa se nestevirtaus (tilavuusvirtaus) ja se painekorkeus alaspäin suuntautuvan virtauksen suhteen, joka tahdotaan kussakin erikoistapauksessa. Käyttämällä mitoiltaan erilaisia virtaussäätökappaleita yhden ja saman pohjan eri kohdissa voidaan saada aikaan nestevirtauksen erittäin tasainen j akautuminen.

Sekä virtaussäätökappale 49 että suodatinkappale 4l ja suodatinele-mentti 42 on sopivinta valmistaa muovista, mutta myös haponkestävää terästä tai muuta materiaalia voidaan käyttää. ~

Kuvien 7 ja 8 esittämä muunnettu suodatinosa 55 eroaa kuvien 3-5 suodatinosasta 40 vain siinä, että suodatinosa ja suodatinelementti muodostavat yhden ainoan osan 56. Lieriömäisen suodatinelementin yläpään sulkee kansi 57» joka määrittää ylemmän ohikytkevän asennon virtaussäätökappaletta 49 varten. Nämä erot poislukien on suodatinosa 55 olennaisesti samanlainen kuin suodatinosa 40 sekä sovellutus-muodon että valmistustavan suhteen.

Claims (4)

9 58263

1. Säiliön’pohja, erityisesti jauheenmuodossa olevassa jyvämäi-siä tai muita aineosia sisältävässä kerroksessa olevan nesteen käsittelyä varten, pohjan sisältäessä ylemmän ja alemman pohjalevyn muodostaman parin, joka muodostaa välissään pohjakammion, joukon suodatinosia, joissa kussakin on suodatinelementti ja nestetiehyt, johon suodatinelementti on asetettu ja joka muodostaa nesteenvir-taustien pohjakammion ja ylemmän pohjalevyn yläpuolella olevan tilan välillä, ja nestejohdon, joka on liitetty nestekammioon alemman pohjalevyn välityksellä, tunnettu siitä, että pohjale-vyissä (7, 8) on joukko toistensa vieressä sijaitsevia aukkoja (7a, 8a), että joukko holkkeja (19) ulottuu pohjalevyjen välissä kukin näissä olevien mainittujen aukkojen muodostaman parin keskellä ollen lujasti kiinnitettyinä pohjalevyihin, niin että kunkin hoikin (19) sisäpuoli on yhteydessä pohjakammion (9) kanssa holkkiseinässä olevan yhden tai useamman aukon (20) kautta, ja että suodatinosat (31) on asetettu kuhunkin tällaiseen hoikkiin (19) ollen yksikkönä asetettavissa hoikkiin ja poistettavissa siitä hoikin alapään kautta.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen säiliöpohja, tunnettu siitä, että hoikin (19) alempi pääteosa (19a) on varustettu sisä-kierteellä (21) ja että suodatinosa (31) on varustettu ulkokier-teellä ja kierretty kiinni hoikin tähän pääteosaan.

3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen säiliöpohja, tunnet-t u siitä, että suodatinosan (31) suodatinelementti (29) ulkonee ^ ylöspäin ylemmästä pohjalevystä (8).

4. Minkä tahansa patenttivaatimuksen 1-3 mukainen säiliöpohja, ^ tunnettu siitä, että hoikin (19) ylä- ja alapääteosan (19b, 19a) ulkopuoli on vesitiiviisti yhdistetty ylempään (8) ja vastaavasti alempaan pohjalevyyn (7) aukkojen reunoja myöten ja että hoikin sisäpuoli on tiivistetty suodatinosaa (31) vasten paikoissa, jotka ovat holkkiseinän aukon tai aukkojen (20) ylä- ja alapuolella.