FI58442C - Saett och anordning foer filtrering av vaetska - Google Patents

Description

ij-.^::-:.1 r_, .,,. kuulutusjulkaisu r e . . _ -W (t1) UTLÄCGNINGSSKRIFT 5 8 4 4 2 C (45) F=tcnr^Ut‘ty ^ ^ (51) Kv.ik.3/int.a.3 B 01 D 25/24, 25/16 SUOM I —FI N LAN D (21) P«*«ttlhik*mu· — P«ten«nidknlfn 23^5/7^ (22) Hakwnispllvl — Ameknlngfdtf 06.08.7*+ (FI) (23) AlkupUvi—GHtl|h«tada| 06.08.7*+ (41) Tullut julklMksI —Bltvtc off«ntll| 26.02.75

Patentti· ]· rekisterihallitus (44) NihttvSktlpeKK. J. kuuLlullutaun pym.-

Patent· och registerstyrelsan ' Anaökan utltgd och utt.skrlfcan publfcmd 31.10.80 (32)(33)(31) Pyydetty atuotkaut—Bagtrd prlorltat 25.08.73

Englanti-England(GB) *+0368/73 Toteennäytetty-Styrkt (71) Simon-Hartley Limited, Etruria Works, Stoke-on-Trent, Staffordshire,

Englanti-England(GB) (72) Eric Paul Austin, Sandbach, Cheshire, John Trevor Allanson, Stoke-on-Trent, Staffordshire, Englanti-England(GB) (7*+) Oy Jalo Ant-Wuorinen Ah (5I+) Menetelmä ja laite nesteen suodattamiseksi - Sätt och anordning för filt-rering av vätska Tämä keksintö koskee nesteiden suodattamista ja erityisesti, vaikkakaan ei ainoastaan, suspendoitujen kiinteiden aineiden poistamista viemärivesistä tertiäärisissä käsittelyvaiheissa.

Tavallisin menetelmä nesteen suodattamiseksi suspendoitujen epäpuhtauksien poistamiseksi käsittää sen että neste saatetaan virtaamaan vaakasuoran, hienojakoista suodatusainetta, kuten hiekkaa, sisältävän kerroksen läpi. Tällä menetelmällä on se suuri haitta, että suodatusprosessi on usein keskeytettävä ja suodatusaine pestävä vastavirtaan.

Esimerkiksi englantilaisessa patentissa 1 327 058 on esitetty menetelmä, jossa nesteen suodatus on ehdotettu tapahtuvaksi saattamalla se virtaamaan vaakasuorassa pystysuoran hiekkapylvään muodostavan kerroksen läpi, joka jatkuvasti siirtyy alaspäin jolloin hiekkaa poistetaan kerroksen alaosasta, pestään ja kierrätetään takaisin kerroksen yläosaan. Olemme havainneet että suodattaminen tämän menetelmän mukaan ei ole erityisen tyydyttävä, koska suodatusaine-kerros voi tukkeutua erittäin nopeasti. Yritykset siirtää hiekka-pylvästä nopeammin tämän kompensoimiseksi aiheuttavat ongelmia siinä, että suodatinkerros lakkaa olemasta hyvin pakattu eikä näin ollen suodata enää tehokkaasti.

2 58442

Suomalaisessa patenttihakemuksessa 2385/71 esitetyssä menetelmässä käytetään vapaata kaltevaa suodatinainepintaa, joka kuitenkaan ei ole riittävän pitkä jotta suodattava aines ehtisi jakautua kokonsa mukaan eri kerroksiksi, ja vaikka näin tapahtuisikin, sekoittavat sekoitusvarret kerrosjakautuman jatkuvasti. Tämän julkaisun mukaisessa laitteessa tapahtuu puhdistettavan nesteen virtaus vasta-virtaisesti kerroksen liikkeeseen nähden.

Tämän keksinnön eräänä tarkoituksena on aikaansaada uusi suodatusmenetelmä ja laite sen suorittamiseksi, jolla vältytään ainakin jossain määrin edellä mainituista haitoista.

Tämä keksintö koskee näin ollen ensisijaisesti menetelmää nesteen suodattamiseksi, jossa menetelmässä oleellisesti pystyseinäi-seen säiliöön muodostetaan hienojakoisen aineen kerros, jossa aines-osaset ovat erikokoisia, poistetaan jatkuvasti kyseistä ainetta kerroksen alaosasta, esimerkiksi pestäväksi, ja johdetaan hienojakoista ainetta tilalle kerroksen yläpuolelle, ja menetelmä tunnetaan siitä, että hienojakoinen aine johdetaan säiliöön siinä olevan aukon kautta, jota rajoittaa virtauslevyn reuna, jolloin kyseisen reunan ohi vir-taava hienojakoinen aine muodostaa vapaasti viettävän yläpinnan, joka ulottuu kyseisestä reunasta alaspäin, niin että ainesosaset valuessaan pintaa pitkin alaspäin jakautuvat kokonsa mukaisesti ja muodostavat päällikerroksen, jossa on pääasiassa suurikokoisia ainesosassa, sisäkerroksen päälle, jossa on pääasiassa pienikokoisia ainesosassa, ja että suodatettava neste johdetaan säiliöön mainitusta aukosta erillisen aukon kautta siten, että se virtaa alaspäin kerroksen läpi, jolloin neste tulee kerrokseen oleellisesti viettävän yläpinnan kautta ja virtaa ensin uloimman osaskerroksen läpi.

Keksinnön kohteena on myös suodatuslaite, joka käsittää erikokoisista osasista muodostuvan hienojakoisen aineen kerroksen säiliössä, jonka seinämät ovat oleellisesti pystysuorat, elimet hienojakoisen aineen jatkuvaksi poistamiseksi kerroksen alaosasta sekä elimet korvaavan hienojakoisen aineen johtamiseksi kerroksen yläpuolelle, joka laite on tunnettu säiliöön sijoitetusta virtauslevystä, jonka reuna rajoittaa varastosta johtavaa aukkoa, josta korvaavaa hienojakoista ainetta johdetaan kerrokseen, jolloin hienojakoinen aine yksinomaan painovoiman vaikutuksesta virtaa aukon läpi ja reunan ohitettuaan muodostaa kerroksen vapaasti valuvan yläpinnan, joka 3 58442 viettää oleellisesti hienojakoisen aineen vapaan valumakulmun mukaisesti ja ulottuu reunasta alaspäin osasten siirtyessä alaspäin ja jakautuessa valumapinnalla osaskoon mukaan, niin että pääasiassa suuremmista osasista koostuva yläpinta, jossa suuremmat osaset kerääntyvät valumapinnan alaosaan, peittää oleellisesti pienemmistä osasista koostuvan kerroksen, sekä kyseisestä aukosta erillisen aukon, jonka kautta suodatettava neste johdetaan virtaamaan alaspäin kerroksen läpi, jolloin sisääntuleva nestevirta kohtaa tasaisesti jakautuneena koko kerroksen vapaan viettävän pinnan ja virtaa ensin tämän uloimman osaskerroksen läpi.

Keksintö selitetään lähemmin seuraavassa viitaten oheen liitettyyn piirustukseen, jossa vain esimerkkinä on esitetty kaksi keksinnön mukaisen suodatuslaitteen suoritusmuotoa. Siinä kuvio 1 esittää pystysuoraa poikkileikkausta keksinnön mukaisen laitteen ensimmäisestä suoritusmuodosta, jossa on suorakulmionmuotoi-sen vaakasuoran poikkileikkauksen omaava suodatusastia, ja kuvio 2 osittain poisleikattua perspektiivikuvaa laitteen Loisesta suoritusmuodosta, jossa suodatusastialla on ympyränmuotoinen vaakasuora poikkileikkaus.

Kuviosta 1 ilmenee, että keksinnön mukaisen laitteen tämä suoritusmuoto käsittää pääasiassa pystysuoran suodatusastiän, joka on kokonaisuutena merkitty viitenumerolla 10. Astialla 10 on pääasiassa suorakulmionmuotoinen vaakasuora poikkileikkaus , joka pienenee astian alapäässä 11 ollen yhteydessä putken 12 kanssa, joka selitetään jäljempänä.

Kalteva välilevy 13 kulkee astiassa 10 sen vastakkaisten seinien välissä ja on siten sovitettu, että sen alareuna 14 on välimatkan päässä astian 10 sivuseinämästä 15. Sen yläreuna 10 on vastaavasti välimatkan päässä astian 10 vastakkaisesta seinämästä 17, mutta se liittyy pystysuoraan levyyn 18, joka on suunnattu 4 58442 siitä ylöspäin astian 10 yläosaan saakka. Välilevyn 13 yläpuolella on hiekanpuhdistuskammio 19 joka on astian 10 yläpäässä olevassa tilassa 20. Kammion 19 alaosaa rajoittavat levyt 21 ja 22 jotka ulottuvat kammion menoaukon 23 vastakkaisista reunoista astian 10 sivuseinämään 15 vastaavasti välilevyyn 13.

Astiassa 10 on hienojakoista suodatusainetta oleva kerros 24, joka tässä esimerkissä on hiekkaa, joka syötetään astiaan 10 kammion 15 kautta. Astiaan 10 syötetty hiekka joutuu välilevyn 13 yläpuolelle kerättyyn varastoon 25 ja varaston 25 alapäästä hiekkaa valuu välilevyn 13 alareunan 14 ohi mikä antaa kerrokselle 24 vapaan kaltevan yläpinnan 26. Hiekka valuu vierien alaspäin kaltevaa pintaa 26 pitkin, mikä aikaansaa hiekkapartikkeleiden lajittelun koon mukaan. Pienemmillä partikkeleilla on taipumus jäädä kaltevan pinnan yläpäähän kun taas suuremmat partikkelit vierivät pintaa pitkin alas. Astiaan 10 lähellä sivuseinämää 15 tulevilla hiekkapartikkeleilla on taipumus valua pystysuorasti alaspäin ilman erottumista.

Käytössä suodatettava neste syötetään syöttöputken 27 kautta astiaan 10 nesteen virratessa ylisyöksylevyn 28 yli ja välilevyn 13 alapuolelta niin että se tunkeutuu kerrokseen 24 sen vapaan kaltevan pinnan 26 kautta. Neste tulee suodatetuksi sen siirtyessä kerroksen 24 läpi minkä jälkeen se valuu sihdillä 29 varustetun»astian 10 seinämässä 15 olevan suodoksen menoaukon kautta ja johdetaan pois putken 30 kautta.

Suodatuksen aikana hiekkaa poistetaan jatkuvasti kerroksen 24 alapäästä putkeen 12 ja nostetaan kerroksen 24 yläosaan putken 31 kautta, käyttäen lappoperiaatetta, jolloin ilmaa syötetään putkeen 12 tätä tarkoitusta varten syöttöjohdon 32 kautta. Näin ollen kerros 24 saatetaan liikkumaan alaspäin jatkuvasti,verraten hitaasti. Putki 31 avautuu kammioon 19. Osa syöttöputken 27 kautta laitteeseen johdetusta vedestä johdetaan välilevyn vesipuolelta putken 33 kautta hiekkavaraston 25 ja välilevyn 13 yläpuolella olevaan tilaan, kammion 19 menoaukon 23 alapuolella olevaan kohtaan pesuvedeksi. Tämä pesuvesi voidaan säätää venttiilin 34 avulla ja on selvää että pesuvesi virtaa ylöspäin kammion 19 läpi ja pesee kammion 19 putken 31 kautta syötetyn hiekan.

5 58442

Pesuvesi joka sisältää hiekasta poispestyjä epäpuhtauksia virtaa kammiosta 19 tilaan 20, josta se virtaa pois poistoputken 35 kautta.

Edellä selitetyn lajitteluvaikutuksen ansiosta kerroksen 24 hiekkapartikkelit tulevat erotetuiksi siten että karkeammat partikkelit ovat veden tulopuolella, hienommat partikkelit tästä sisäänpäin, kun taas kaikenkokoisia partikkeleita on veden menopuolella. Näiden vyöhykkeiden likimääräiset rajat on esitetty piirustuksessa piste-katkoviivoin. Tämän erotuksen johdosta suodatettava vesi valuu aluksi pääasiassa karkeiden partikkeleiden välitse, sen jälkeen hienompien partikkeleiden ja lopuksi sekapartikkelei-den välitse, jotka viimemainitut pysyvät verraten puhtaina niiden siirtyessä alaspäin astian 10 läpi. Tuloksena on että suodatus-prosessi on erittäin tehokas eikä kerros 24 tukkeudu nopeasti estäen nesteen vapaan virtaamisen sihtiin 29.

Haluttaessa voidaan käyttää toista väliseinää 36 toisen vapaan kaltevan pinnan 37 aikaansaamiseksi, jonka tarkoituksena on suunnata pääasiassa karkeista partikkeleista koostuva kerros alaspäin suodoksen menoaukkosihdin 29 yli.

Seuraavassa viitataan kuvioon 2, jossa esitetty laite on pääasiassa samanlainen kuin kuvion 1 mukainen laite ja jolloin vastaavat osat on merkitty samoilla viitenumeroilla. Tässä suoritusmuodossa on suodatinkerroksella 24 pääasiassa ympyränmuotoinen vaakasuora poikkileikkaus ja sen keskellä on vapaa kalteva pinta 26 joka on pääasiassa ylöspäin avautuvan kartion muotoinen. Suodatettava neste virtaa näin ollen ulospäin kerroksen 24 läpi sen keskiosasta ja kerätään suodatinastiän 10 kehää pitkin. Edellä selitetyssä suoritusmuodossa käytetty välilevy 13 on korvattu alaspäin avautuvalla kartion muotoisella vaipalla 38, jolloin suodatettavaa nestettä syötetään vaipan 38 sisään putken 39 kautta.

Kerroksen 24 hiekka kierrätetään takaisin poistamalla sitä kerroksen 24 alaosasta useilla keskenään kulman muodostavilla putkilla 12 ja 31 joista jokainen avautuu hiekanpesukammioon 19, jolloin kynnyksen 40 yli virtaava pesuvesi joutuu tilaan 20, joka on ympyränmuotoinen, ja virtaa pois poistoputken 35 kautta.

Mikäli suodatinkerros 24 jommassakummassa suoritusmuodossa jostakin syystä tulisi liian saastutetuksi, on tietenkin mahdollista vastavirtapestä se syöttämällä vettä kerroksen 24 alaosaan tai putkien 30 kautta.

6 58442

On selvää ettei keksintö ole rajoitettu vain edellä esitettyihin esimerkkeihin, vaan että monet, asiantuntijalle itsestään selvät ja jälempänä seuraavien vaatimusten puitteisiin lankeavat muunnokset ovat mahdollisia.

Sen asemesta että ainetta poistetaan jatkuvasti kerroksen alaosasta, ainetta voidaan poistaa jaksottain. Vastaavasti voidaan suodatettavaa nestettä syöttää jaksottaisesti.

Poistettua ainetta ei tarvitse pestä ja kierrättää takaisin mikäli kerrokseen lisätään uutta korvaavaa ainetta.

On ilmeistä että käytettäessä ympyränmuotoista astiaa suodatettava neste voi virrata astian keskiosaa kohti, jolloin suodatinker-roksella on ylöspäin suunnattu kartionmuotoinen yläpinta.

On selvää että esitetty laite toimii menestyksellisesti tietyn-tyyppisille suodatettaville nesteille, vaikkakin käytetään sopivista samansuuruisista partikkeleista koostuvaa suodatinainetta, mutta on tietenkin edullisempaa käyttää suodatinainetta joka jakaantuu koon mukaan edellä selitetyllä tavalla.

Kaluttaessa voidaan suodatinaine pestä osalla suodatettavasta nesteestä sen jälkeen kun se on valunut suodatinkerroksen läpi.

Claims (6)

58442

1. Menetelmä nesteen suodattamiseksi, jossa menetelmässä oleellisesti pystyseinäiseen säiliöön muodostetaan hienojakoisen aineen kerros, jossa ainesosaset ovat erikokoisia, poistetaan jatkuvasti kyseistä ainetta kerroksen alaosasta, esimerkiksi pestäväksi, ja johdetaan hienojakoista ainetta tilalle kerroksen yläpuolelle, tunnettu siitä, että hienojakoinen aine johdetaan säiliöön siinä olevan aukon kautta, jota rajoittaa virtauslevyn reuna, jolloin kyseisen reunan ohi virtaava hienojakoinen aine muodostaa vapaasti viettävän yläpinnan, joka ulottuu kyseisestä reunasta alaspäin, niin että ainesosaset valuessaan pintaa pitkin alaspäin jakautuvat kokonsa mukaisesti ja muodostavat päällikerroksen, jossa on pääasiassa suurikokoisia ainesosasia, sisäkerroksen päälle, jossa on pääasiassa pienikokoisia ainesosasia, ja että suodatettava neste johdetaan säiliöön mainitusta aukosta erillisen aukon kautta siten, että se virtaa alaspäin kerroksen läpi, jolloin neste tulee kerrokseen oleellisesti viettävän yläpinnan kautta ja virtaa ensin uloimman osaskerroksen läpi.

2. Laite nesteen suodattamiseksi patenttivaatimuksen 1 mukaisella menetelmällä, joka laite käsittää erikokoisista osasista muodostuvan hienojakoisen aineen kerroksen säiliössä, jonka seinämät ovat oleellisesti pystysuorat, elimet hienojakoisen aineen jatkuvaksi poistamiseksi kerroksen alaosasta sekä elimet korvaavan hienojakoisen aineen johtamiseksi kerroksen yläpuolelle, tunnettu säiliöön sijoitetusta virtauslevystä (13), jonka reuna (14) rajoittaa varastosta (25) johtavaa aukkoa, josta korvaavaa hienojakoista ainetta johdetaan kerrokseen, jolloin hienojakoinen aine yksinomaan painovoiman vaikutuksesta virtaa aukon läpi ja reunan (14) ohitettuaan muodostaa kerroksen vapaasti valuvan yläpinnan (26), joka viettää oleellisesti hienojakoisen aineen vapaan valumakulman mukaisesti ja ulottuu reunasta alaspäin osasten siirtyessä alaspäin ja jakautuessa valumapin-nalla osaskoon mukaan, niin että pääasiassa suuremmista osasista koostuva yläpinta, jossa suuremmat osaset kerääntyvät valumapinnan alaosaan, peittää oleellisesti pienemmistä osasista koostuvan kerroksen, sekä kyseisestä aukosta erillisen aukon, jonka kautta suodatettava neste johdetaan virtaamaan alaspäin kerroksen läpi, jolloin sisään-tuleva nestevirta kohtaa tasaisesti jakautuneena koko kerroksen vapaan viettävän pinnan ja virtaa ensin tämän uloimman osaskerroksen läpi. 8 58442

3. Patenttivaatimuksen 2 mukainen laite, tunnettu siitä, että hienojakoinen aine on hiekkaa.

4. Patenttivaatimuksen 2 mukainen laite, tunnettu siitä, että siinä on elimet (36) toisen vapaasti viettävän pinnan (37) aikaansaamiseksi, joka on järjestetty aikaansaamaan suurempien osasten kerroksen suodoksen ulosmenon (29) kohdalle.

5. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen 2-4 mukainen laite, tunnettu siitä, että siinä on kammio (19) korvaavan hienojakoisen aineen johtamiseksi, jossa kammiossa on laitteet pesuveden johtamiseksi kammioon.

6. Patenttivaatimuksen 2 mukainen laite, tunnettu siitä, että säiliö (10) on poikkileikkaukseltaan pyöreä, jolloin virtauslevy (38) on muodoltaan kartiomainen, jonka suurin halkaisija on pienempi kuin säiliön halkaisija.