FI59496B - Saett att styra en roerlig suganordning foer sugning av suspenderbart material fraon botten av en vaetskesamling och anordning foer utoevning av saettet - Google Patents

Description

---- Τλ, KUULUTUSjULKAISU

JQTa W (11) UTLÄOCNINCSSKRIFT 5 94 96

%S5 di4*) Γα tintti zy-^n-ry 10 03 17iU

^ y ^ (51) Kv-Ik-Wci.^ G 05 D 7/00, B 01 D 21/24 // E 02 F 5/88, C 02 F 11/00 SUOMI —FINLAND (21) IWttlh«k.nw.-f*«nt*n«ekn)n| 751380 (22) Hdwmliptlvl —Ar»öknlng»d»g 09· 05-75 (23) AlkupUvt—Glltlgh«udtg 09-05-75 (41) Tullut iulkteukil — Bltvtc offwKlIg 01.03-76

Patentti- ia rekisteri hallitut .... . , . .....

_ ' (44) Nlhtfvtkslpanon f· kuuLlulktltun pvm. —

Patent· och ragistaratyralaan ' ' Amöiun utiigd och utUkrifMn pubiktnd 30.0l+. 81 (32)(33)(31) —««gird priortt·» 29.O8.7I+

Ruotsi-Sverige(SE) 7^10937-2 (71) Ingenjörsfirman N.A. Sandbergs Industrikonstruktioner AB, Fredenstorps-gatan 15, 28l 00 Hässleholm, Ruotsi-Sverige(SE) (72) Nils Arne Sandberg, Hässleholm, Ruotsi-Sverige(SE) (71+) Oy Jalo Ant-Wuorinen Ab (5I+) Menetelmä liikkuvan imulaitteen ohjaamiseksi suspensoituvan aineen imemiseksi nestelammikon pohjasta ja laite menetelmän suorittamiseksi - Sätt att styra en rörlig suganordning för sugning av sus-penderbart material fr&n botten av en vätskesamling och anordning for utövning av sättet Tämä keksintö koskee menetelmää liikkuvan Imulaitteen ohjaamiseksi, jota käytetään nesteeseen suspensoituvan aineen, varsinkin sedimentoituneen aineen kuten lietteen, hiekan tai muiden kiinteiden hiukkasten imemiseksi nestelammikon pohjasta ja joka käsittää ainakin yhden imusuuttimen, suuttimeen liitetyn pumpun sekä laitteen ainakin imusuuttimen siirtämiseksi nestelammikossa. Keksintö koskee myös laitetta menetelmän suorittamiseksi.

Padoissa, altaissa tai vastaavissa olevan sedimentin imemiseksi on aikaisemmin tunnettua siirtää imusuutinta edestakaisin määrättyjä ratoja pohjaa pitkin kannatuslaitteen avulla, jota siirretään esimerkiksi vedenpinnalla tai sen yläpuolella.

Sedimentin korkeus sekä myös sen tiheys voi kuitenkin vaihdella ja jos sedi-mentointi on tapahtunut fraktioitaessa, voivat myös hiukkasten keskikoko tai keskipaino vaihdella ja jos tällaisissa olosuhteissa imusuutinta siirretään vakionopeudella vakLosyvyydessä, voi sisäänvirtauksen tilavuus aikayksikössä ja/tai kiinteä-ainepitoisuus vaihdella suuresti siirtämisen aikana, mikä johtaa siihen, että laitos toimii huonolla keskihyötysuhteella.

2 59496

Eräs tyypillinen esimerkki on laitos lietteen imemiseksi lietteen sedimentoi-misaltaassa, jossa liete on sedimentoitunut fraktioituneesti ja altaan pohjalla olevalla lietekerroksella on lietteen koostumukselle tavanomainen profiili, jossa on yksi tai useampia huippuja, jotka altaassa muodostavat poikittaisia valleja, jotka voivat muodostua eri fraktioita olevista aineista. Kun imusuutinta tällöin siirretään vakionopeudella vakiosyvyydessä altaan toisesta päästä toiseen, tulee siis suuttimen sisäänvirtauksen kiinteäainepitoisuus vaihtelemaan riippuen sedi-menttikerroksen paksuudesta ja fraktiotyypistä, koska lietteen tiheys vaihtelee sedimenttikerroksen syvyyden, sedimentointiajan ja eri fraktioiden keskihiuklcas-painon mukaan. Kun imusuutin siirtyy ohuen lietekerroksen läpi, on tiheys suhteellisen pieni ja sisäänvirtauksen kiinteäainepitoisuus on alhainen, mikä merkitsee että imetään suurimmaksi osaksi vettä ja että virtausmäärä on suuri, ja kun suutin siirtyy vallin läpi ja siis syvemmällä lietteessä, on tiheys suurempi josta syystä sisäänvirtauksen kiinteäainepitoisuus suurenee ja virtausmäärä pienenee.

Tämän ongelman eliminoimiseksi on ehdotettu säätää suuttimen siirtymisnopeut-ta, jotta sisäänvirtauksen kiinteäainepitoisuus ja tilavuus aikayksikössä pysyisivät edes suurin piirtein vakioina suuttimen siirtymisliikkeen aikana allasta pitkin, mutta tämä säätömenetelmä ei ole täyttänyt sille asetettuja toiveita. Imulaitteen siirtyrnisnopeuden säätämiseksi on esimerkiksi luonnollisista syistä »nopeuden säätäminen rajoitettava nollan ja imulaitteen siirtolaitteen salliman suurimman mahdollisen siirtonopeuden välille, ja kun laite toimii näillä rajanopeuksilla, ei mitään siirtynisnopeuden säätämistä enää tapahdu eikä siis myöskään ole mitään takuita siitä, että virtaus ja pitoisuus ovat vakioita. Tavanomaisia lietteen imulaitteita käytettäessä tulee nopeuden säätämisestä riippumatta kiinteäainepitoisuus nousemaan ja virtausmäärä aikayksikössä laskemaan, kun suutin siirtyy lietevallin läpi ja tilanne on päinvastainen kun suutin on ohittanut vallin.

Tämä keksintö perustuu sille ajatukselle että sisäänvirtauksen kiinteäaine-pitoisuuden ja tilavuuden aikayksikköä kohden voidaan sallia muuttuvan suhteellisen pienien rajojen puitteissa ja käyttää vaihteluita annetun suureen suhteen palautus signaaleina, ja tämä perusajatus on toteutettu siinä menetelmässä, jolla on patenttivaatimuksessa 1 esitetyt tunnusmerkit ja sopivammissa rakennemuodoissa ne tunnusmerkit, jotka on esitetty patenttivaatimuksissa 2-12.

Keksinnön mukainen menetelmä perustuu siis säätämiseen annettujen suureiden suhteen, jotka koskevat virtausmäärää aikayksikköä kohti suuttimen läpi ja virtauksen kiinteäainepitoisuutta, mutta jotta ei olisi tarpeellista käyttää häiriöille herkkiä ja kalliita virtausmäärämittareita ja pitoisuusmittareita, käytetään sen sijaan pumppumoottorin tehon tai sähkönkulutuksen vaihteluita signaaleina annettuiin suureeseen palauttamista varten. Tätä tarkoitusta varten käytetään sellaisella moottorilla varustettua pumppua, jonka tehokäyrä ainakin sopivalla työalueella kasvaa ainakin suurin piirtein verrannollisesti pumppuvirtausmäärän kasvuun. Tämän ta- 3 59496 paisia pumppuvarusteitä on markkinoilla, eikä tästä syystä keksinnön mukainen säätömenetelmä aiheuta mitään lisäkustannuksia itse pumppuvarus teisiin nähden. Tämän tapaista pumppuj är j e s te Imää käytettäessä nousee siis pumppumoottorin tehontarve suuttimen sisäänvirtauksen kasvaessa ja päinvastoin, ja koska sisäänvirtauksen määrä aikayksikköä kohden pienenee kiinteäainepitoisuuden suuretessa ja päinvastoin, voidaan oikeutetusti todeta että pumppumoottoritehon vaihtelujen tunnusteleminen vastaa virtausmäärän tunnustelua aikayksikköä kohti ja kiinteäainepitoisuuden tunnustelua. Pumppuvarustetta käytetään siis todellisuudessa virtaus- ja pitoi-suusmittarina.

Keksinnön mukaisessa menetelmässä käytetään siis hyväksi sinänsä tunnetun tekniikan mukaisesti tietyn suureen vaihteluita annetun suureen suhteen vaatimus-signaalina itse suureen palauttamiseksi annettua suturetta kohti, mutta keksinnön mukaisesti palautusvaatimussignaa.1 i lähetetään siihen laitteeseen, jonka avulla imusuutinta siirretään, ohjaamaan siirtämistä vaikuttamaan siirtämisohjelmaan tai aikaansaamaan muutoksia siirtämisohjelmassa sellaisella tavalla, että suuttimen si-säänvirtaus ja kiinteäainepitoisuus pysyvät määrätyissä, suhteellisen suppeissa rajoissa ennalta määrätyn annetun suureen molemmin puolin. Edelläolevasta ilmenee että keksintö edellyttää, että laitteella suuttimen siirtämiseksi on tietyissä tapauksissa tai yleensä myös voitava nostaa tai laskea suutinta, ja jotta säätötoi-mintaa voitaisiin yksinkertaistaa ja tehostaa mahdollisimman paljon, ehdotetaan että ainakin tietyt imusuuttimen siirtovaiheet suoritetaan ajasta riippuen. Tämä merkitsee toisin sanoen sitä että esimerkiksi Hetteen imu voidaan suorittaa sellaisen imusuuttimen avulla, jota lietteen syvyydestä ja pitoisuudesta riippuen ohjataan kolmiuloitteisesti, so. kolmea kohtisuoraan toisiaan vaataan olevaa akselia pitkin, ja käyttämällä mukana aikatekijää, joka neljäntenä ulottuvuutena täydentää kolmiulotteista ohjausta.

Keksinnön mukainen menetelmä poistaa imulaitteen "sokean” ohjauksen oletetun tai odotetun lieteprofiilin perusteella määrätystä nopeudenmuutoksesta riippuen siirtovaiheen aikana sekä poistaa tarpeen käyttää erityisiä lietteen syvyyden mit-taavia laitteita. Keksintö poistaa edelleen sen tarpeen imeä lietettä tietyltä syvyydeltä, joka yleensä liittyy tunnettuihin menetelmiin sedimentoimislaitoksissa olevan lietteen poistamiseen ja josta ensiksikin seuraa se että imusuuttimet liikkuessaan lietteen läpi nostavat ylös jonkin verran lietettä niin, että tämä jälleen suspensoituu veteen, ja lisäksi se että suuttimet liikkuessaan sedimentointialtaan pohjaa pitkin kohtaavat lietteen syvyydestä ja lietteen koostumuksesta riippuvan vaihtelevan vastuksen, jolloin liete sellaisissa kohdissa, joissa se on sitkeätä, voi voimakkaasti jarruttaa suuttimien liikettä ja tämän lisäksi vahingoittaa suut-timia tai niihin kuuluvia imuletkuja tai liitoksia.

Keksintö käsittää myös patenttivaatimuksien 13-15 mukaisesti järjestetyt varusteet keksinnön mukaisen menetelmän suorittamiseksi.

Keksintö selitetään lähemmin seuraavassa viitaten oheiseen piirustukseen, jossa kuvio 1 esittää kaaviona!sesti sedimentointilaitosta, jossa on keksinnön mukai- 4 59496 sesti sijoitetut varusteet lietteen imemiseksi ja lietteestä ja vedestä koostuvan suspension siirtämiseksi vastaanottokouruun, josta se kuljetetaan edelleen-käsittelyä varten toiseen asemaan. Kuvio 2 esittää kaaviotasi se s ti osaa kuvion 1 mukaisesta lietteen imulaitoksesta sekä laitetta, jossa on pumppumoottorin tehon-tunnustelulaite tämän osan ohjaamiseksi, kuvio 3 virtausmäärämittaria esimerkkinä tunnestelulaitteesta, joka voisi korvata tai täydentää tehon tunnustelijaa, kuvio 4 kaaviota, jossa on esitetty ajateltu lietteen pohjaprofiili ja ohjelma kuvion 2 mukaisella pumppuvarusteelle varustettu! traverssivaunun siirtämiseksi vaakasuorassa suunnassa yhdistettynä altaassa olevaan pumppulaitteen korkeusäätämiseen liete-kerroksen syvyydestä riippuen pumppumoottorin sähköpiiristä tulevien signaalien perusteella, kuvio 5 kaaviota, joka esittää edelleen kehitettyä automaattista ohjelmaa, jossa aika on aikarelelaitteen avulla otettu mukaan neljäntenä dimensiona kuvion 1 mukaisen laitoksen automaattiseen ohjaukseen, ja kuvio 6 esittää syvyyden säätöä ajan suhteen.

Keksintö havainnollistetaan piirustuksessa sovellutettuna laitteeseen lietteen poistamiseksi suorakaiteenmuotoisen sedimentointialtaan 1 pohjalta, johon altaan toisesta päästä johdetaan massatehtaasta tulevaa saastunutta vettä tuloaukon 2 kautta puhdistamista tai nk. kirkastamista varten ja josta kirkas vesi johdetaan pois altaan toisesta päästä kohdassa 3 olevan ylivirtauskohdan kautta. Vedessä olevat kiinteät epäpuhtaudet saostuvat altaan pohjalle ja muodostavat siellä liete-kerroksen 4, jonka profiili riippuu epäpuhtauksien laadusta, altaan koosta ja leveys/ pituussuhteesta, veden kiertonopeudesta ja sedimentointiajasta. Kuviossa 1 esitetyn lietekerrosprofiilin oletetaan syntyneen tietyn ajanjakson jälkeen, jona aikana lietettä ei ole imeytetty pois.

Altaaseen 1 kuuluu lietteen imulaite, joka käsittää altaan yläpuolella kulkevan traverssin eli siirtosillan 5, jota voidaan siirtää edestakaisin altaan pituussuunnassa ja joka kannattaa traverssivaunua 6, jota voidaan siirtää siltaa pitkin altaan poikki suunnas s a. Vaunu 6 kannattaa taipuisaa johtoa 7, jonka alapäässä on upotettava sähkömoottorilla varustettu imu- ja painepumppu 8 liete- ja vesisuspension imemiseksi ja suspension siirtämiseksi letkun 7 kautta ylös. Upotettavan pumpun asemasta voidaan käyttää traverssiUe sijoitettua pumppua, esimerkiksi väliaineen (veden, ilman) pumppaamiseksi letkuun 7 letkun alapäässä olevan suuttimen yläpuolella imun kehittämiseksi suuttimessa ja liete suspension kuljettamiseksi ylös letkun kautta. Tämän tapaiset laitteet ovat tunnetut eikä niitä siitä syystä selitetä lähemmin.

Letkun 7 kautta kuljetettu suspensio tyhjennetään kouruun 9 tai vastaavaan, johon voidaan pumpata huuhteluvettä altaan pintakerroksesta pumpun 10 avulla. Kourusta suspensio johdetaan edelleen johdon kautta lisäkäsittelyä varten, esimerkiksi hornogenoimissäiLLöön LL tai suodatuslaitokseen. Muilla kuviossa 1 esitetyillä yksityiskohdilla ei ole merkitystä keksinnölle, josta syystä niitä ei selitetä.

5 59496

Kuviossa 2 on esitetty letku 7, pumppu 8 sähkömoottoreineen, joka on merkitty ia, ja kouru 9. Pumppua 8 kannattaa nostettavasti ja laskettavasta köysi 12, joka on viety ylöspäin vintturirummulle 13, jota sähkömoottori M2 käyttää haramasvaihteen 14 kautta. Hammasvaihde 14 on varustettu tunnetun tyyppisellä sisäänrakennetulla ohjauslaitteella, joka käsittää momentista ja matkasta riippuvat katkaisimet, joista matkasta riippuva katkaisin samalla toimii signaaliisitteena vastaavassa ääriasennossa. Tämäntyyppiset sähkömoottorin M2 ja ohjauslaitteella varustetun hammas-vaihteen 14 käsittävät laitteet ovat tunnetut ja esimerkkeinä voidaan mainita laitteet, joita myy Erichs Armatur AB Malmö’ssä tyyppimerkinnällä Auma iyp SA. Vintturin 43 ja· vaihde- ja ohjauslaitteella 14 varustetun moottorin M2 asemasta voidaan käyttää kuitenkin tavanomaisella säätölaitteella varustettua telferiä, joka voidaan asettaa automaattiohjauksella seuraavaa selitystä vastaavalla tavalla.

Letkuun 7 on asennettu venttiili 15, joka on sovitettu ohjattavaksi samantapaisella laitteella M3, 14’ kuin edellisessä esitetty laite M2, 14. Sähkömoottoreiden M2, M3 ohjaussähköpiirit 16, 16’ on kytketty ohjauspiiriin, joka kokonaisuutena on merkitty numerolla 17 ja joka on kytketty tehontunnustelijaan 18, joka on sovitettu tunnustelemaan pumppumoottorin Ml syöttövirtauspiirissä 19 olevan tehon.

Tämän tunnustelemisen täsmällistä toimintatapaa ei ole esitetty, koska voidaan käyttää useita erilaisia tunnettuja tapoja. Tehontunnustelulaitteena voidaan esimerkiksi käyttää amperimittaria, joka on liitetty virransvoimakkuudesta riippuvaan sähkö-signaali an tur iin. Sähköohjauspiiri 17 käsittää sähkökytkimen S, jota ohjaa signaali-piiriin liitetty rele Hl, ja kaksi säädintä R2, R3, joista R2 on liitetty M2:een ja R3 M3 reen. Kuten seuraavassa selitetään, on Rl aikahidastuksella toimiva rele kytkemistä varten R2:sta R3‘een.

Pumppuna 8 ja pumppumoottorina Ml käytetään laitetta, joka toimii kuvion 2 kohdassa 18 esitetyllä teho- ja pumppuominaiskäyrillä, jossa P on teho, q pumpun virtausmäärä ja H nostokorkeus. Pumppumoottorin Ml teho ja pumpun 8 virtausmäärä kasvavat pääasiassa verrannollisesti toisiinsa viivojen LI vast. L2 mukaisesti. Sellaisia pumppulaitteita, joiden teho- ja virtausmääräominaiskäyrät ovat käytännöllisesti katsoen suorat koko normaali työalueella, on ollut markkinoilla jo kauan ja ne toimivat siten, että virtausmäärämuutos^q vastaa tehomuutostaAP ja päinvastoin.

Tätä ominaisuutta käytetään hyväksi tuntoelimessä 18 luotettavien ohjaus-vaatimus signaalien lähettämiseksi ohjauspiiriin 17.

Oletetaan, että pumppu 8 ajetaan kuviossa 1 esitetyn traverssin avulla liete-valliin, jossa altaan pohjalla olevan lietteen syvyys kasvaa. Koska lietteen tiheys kasvaa lietteen syvyyden mukaan pienenee suspension (lietteen ja veden) sisäänvirta-usmäärä pumpun suuttimessa 20 ja tämän seurauksena myös pumppumoottoriteho. Tehon pienentyminen tunnustellaan tehontuntoel imellä 18, joka relesähkökytkimen S kautta lähettää signaalin säätimeen R2. Virtausmäärän pienentyessä annetusta suureesta fb 6 59496 kynnyksen F2 suuntaan ja tehon pienentyessä tällöin vastaavasta annetusta suureesta Pb kynnyksen P2 suuntaan, lähetetään vastaava signaali R2:een, joka käynnistää vintturimoottorin M2 pumpun 8 nostamiseksi vaatimus signaalia vastaavasti. Nostaminen voi tapahtua aikareleen määrittäminä vaiheina, jolloin yhden vaiheen jälkeen, jos tehonarvo vielä on liian alhainen ja R2 vielä lähettää ohjaussignaalin siitä M2:een, M2 käynnistyy uudelleen, jolloin se nostaa pumppua 8 vielä yhden vaiheen verran jne. Pumppua voidaan tällä välin siirtää eteenpäin traverssin 5 avulla. Kun pumppu imu-suuttimineen 2° saavuttaa kohdan, jossa lietekerroksen paksuus ja imu3uuttimen si-säänvirtausmäärä kasvaa lietepitoisuuden pienetessä ja suhteellisen enemmän vettä imeytyy sisään, lähettää tehontuntoelin 12 vaatimussignaalin sähkökytkimen S kautta säätimeen R2 pumpun laskemiseksi alaspäin, jolloin R2 käynnistää moottorin M2 vastakkaiseen suuntaan (tai hellittää vintturin 13 jarrua) pumpun 8 laskemiseksi alas yhden vaiheen verran, joka toimenpide voidaan toistaa. Pumppumoottorin Ml tulee toimia kuvion 2 antamien tehonrajojen PI - P2 puitteissa, ja jos jompikumpi näistä te-honrajoista ylitetään, esimerkiksi pisteisiin PI, P2, voi esimerkiksi osoitin joutua kosketukseen rajakatkaisijän K1 tai K2 kanssa nostamisen tai laskemisen pysäyttämiseksi. Säätäminen tapahtuu työalueella suurin piirtein suhteessa lietepitoisuuteen ja toisin sanoen lietekerroksen paksuuteen, mikä yksinkertaistaa säätötoimenpiteet ja myös säätöjärjestelmän, mutta myöskin jatkuva, tarkempi korkeudensäätö olisi mahdollinen järjestää tarvittaessa. Kun pumppu 8 on saavuttanut alaääriasentonsa, ei M2:een kulje enää mitään signaaleja.

Edelläesitettyä toimintatapaa, jossa on oletettu traverssin <coko ajan siirtävän pumppua 8 eteenpäin, voidaan muuttaa siten, että piiristä 17 tulevat ohjaussignaalit myös lähetetään traverssin käyttölaitteen ohjauslaitteeseen tämän käynnistämiseksi ja pysäyttämiseksi M2:n käynnistä tai suoraan pumppumoottoritehosta riippuen. Traverssin ohjauslaite voi olla aikakello, joka ohjaa traverssin liikkumismatkaa (aikaa) ja sen pysähdystaukojen pituutta. Tällöin voidaan pumppu 8 kuten ensiksi selitetyssä tapauksessa saattaa seuraamaan porraskäyrää, vaikkakin muunneltuna traverssin pysähdyksinä ja käynnistyksinä, tai rataa, jolle on tunnusomaista, että pumppu kun se viedään lietevalliin, nousee automaattisesti ylös samalla kun tra-verssi pysähtyy, jonka jälkeen pumppu laskeutuu yhden vaiheen verran kun virtaus-määrä kasvaa ja lasketaan tämän jälkeen vaiheittain alaspäin kunnes pumppu on saavuttanut pohjatason ja virtausmäärä taas kasvaa, jolloin traverssi käynnistetään pumpun siirtämiseksi vaiheittain tai jatkuvasti eteenpäin kunnes virtausmäärä taas pienenee koska lietteen syvyys ja pitoisuus kasvaa.

Ensinmainitussa tapauksessa pumppu "syö" lietekerrosta ulottuvuutensa puitteissa sivusuunnassa traverssin jokaisen vuoron aikana kunnes lietekerros on poistettu, ja jälkimmäisessä tapauksessa pumppu "syö" koko lietekerroksen ulottuvuutensa rajoissa aina pohjatasoon asti traverssin 5 yhden ainoan vuoron aikana. Nämä kummatkin tapaukset on havainnollistettu kaaviomaisella ja voimakkaasti yksinkertaistetulla 7 59496 tavalla kuvioissa k ja 5» jossa katkoviiva ilmaisee pumpun liikkeen ensimmäisessä tapauksessa ja ruudukko ilmaisee jälkimmäisessä tapauksessa poistetut lietekerrokset traverssin liikkuessa vaiheittain sl, s2, s3 jne sekä pumppua nostettaessa ja laskettaessa vaiheittain hl, h2, h3 jne. Ruudukko ei esitä tarkkaa kuvaa toiminnasta, koska se ei esitä pumpun siirtymistä lietevallin sisään ennen nostamisliikkeen alkamista, tai pumpun siirtymistä vallin pintakerrosta päin, jossaJaskuliike tapahtuu. Kuvion 5 alaosassa on esitetty traverssivaunun 6 sivuttaisliikevaihe traverssin 5 jokaisen vuoron lopussa jompaankumpaan suuntaan.

Kuviossa 6 on esitetty edileenkehitetty automaattinen ohjelma, joka voidaan helposti ohjelmoida ohjauspiirissä 17 olevaan sinänsä tunnettuun ohjelmalaitteeseen (ei esitetty), jossa R2 (sekä mahdollisesti R3) on liitetty traverssimoottoriin signaalipiirin 16" kautta. Kuvion 6 ohjelma on yksinkertaisimmin selitettävissä selvittämällä eri tapahtumat pisteestä 0 lähtien, jolloin pumppulaitteen oletetaan saavuttaneen ääriasennon lähellä altaan pohjaa, jonka pitkittäisosaa koordinaatti-järjestelmän x-akseli edustaa ja jossa y-akseli edustaa pumpun korkeussäädön pystysuoraa akselia. Edelleen oletetaan, että pumppu 8 im.usuutti.inineen 20 siirtyy liete-vallin läpi, jonka profiilia kuvion 6 mukaisessa kaaviossa olevat huiput likimain edustavat.

Kun traverssi käynnistetään pumpun siirtämiseksi yhden askeleen verran eteenpäin O-asennosta xL:een, käynnistyy M2 aikalaitteen avulla pumpun pakkonostamiseksi yhden askeleen 0-yl verran (esim. puoli metriä), Pumppu siirtyy siis 1iikkensä ensimmäisen osan aikana vinosti ylöspäin ja imee tällöin lietettä vallista suurin piirtein yhdensuuntaisesti vallin kaltevan pinnan kanssa. Jos vallin korkeus ei kasva pisteessä yl, pysähtyy pumpun nousuliike automaattisesti tässä pisteessä koska aika loppuu M2:n aikalaitteessa, ja tässä voidaan aluksi olettaa, että traverssi 5 tämän jälkeen toisen aikalaitteen ohjauksen alaisena siirtää pumppua 8 vaakasuorassa pisteeseen yl, xl, jossa pisteessä traverssi pysähtyy. Kun lietepitoisuus pisteessä yl, xl pienenee, ottaa tehontuntoelin tämän huomioon, ja kuvion 2 piirissä 17 olevan R2:n kautta käynnistää M2:n pumpun laskemiseksi alaspäin. Tänä aikana traverssi pysyy paikallaan aikalaitteensa avulla, jolloin pumppu vaiheittain siirtyy liete-kerroksen läpi pohjaan asti liuskaa pitkin, jonka leveys on zl ja pituus xl, joka on havainnollistettu kuvion 5 alaosassa, jossa kuvion 5 yläosassa oleva leikkaus on esitetty tasokuvana. Kun pumppu on saavuttanut pisteen yo, xl, käynnistyvät traverssi ja pumppu aikalaitteittensä avulla, jolloin uusi vaihe käynnistyy.

Mutta jos edellä esitetyn tapahtumasarjan asemasta tehontuntoelin 18 pisteessä yl, xa tai tämän.pisteen ja pisteen yl, xl välillä tunnustelee kasvavan liete-pitoisuuden (lie te syvyyden) , käynnistyy M2 automaattisesti pumpun 8 nostamiseksi vaiheittain pisteeseen ya, xl. Kim lietepitoisuus pisteessä ya, xl on laskenut riittävästi pumpun toiminnan ansiosta, lähettää tehontuntoelin uuden laskusignaalin R2 kautta (kuv. 2) ja pumppu laskeutuu alaspäin pisteeseen yl, xl, jona aikana 8 59496 traverssi on yhä paikallaan, ja kun lietepitoisuus on pienentynyt riittävässä määrin pumpun toimiessa, lähetetään uusi laskeutumissignaali ja pumppu laskeutuu alaspäin pisteessä yO, xl olevalle pohjatasolle, jossa pisteessä pumppu toimii kunnes pitoisuus on laskenut tarpeeksi jotta syntyisi uusi laskusignaali M2:lie. Koska pumppu kuitenkin pisteessä yO, xl on alimmassa asennossa, ei tämä signaali millään tavalla vaikuta M2 reen. Traverssimoottorin aikalaite vastaanottaa sen sijaan signaalin ja käynnistyy, jolloin traverssi lähtee liikkeelle ja siirtyy askeleen eteenpäin samanaikaisesti kun myös M2:n aikalaite saa vaikutteen ja uusi liikevaihe käynnistyy.

Tämä vaihe voi olla toisto jommastakummasta esitetystä vaihtoehdosta tai esimerkiksi, kuten on esitetty, pumpun liike yO, xl-yl, xb-yl, x2-yb, x2-y0, x2. Muut vaiheet ovat helposti tajuttavissa kaaviosta sekä edellämainitun selityksen perusteella ja tästä syystä todetaan ainoastaan, että katkoviivat osoittavat, että eri liikemahdollisuudet voivat tulla kysymykseen ja ne määräytyvät lietevallin profiilin pohjalla. Kaavion toisesta liikevaiheesta esitetään kuitenkin tiettyjä tapahtumia kohdissa A, B ja C, jotka selitetään seuraavassa.

Pisteessä A oletetaan että kaasu, jonka pumppu on imenyt lietteessä olevasta kaasuontelosta, tai esimerkiksi poikittain pumpun sisäänmenoaukkoon 20 sijoittunut kaarnankappale on tukkinut pumpun. Virtausmäärä lähenee tällöin nollaa ja teho pienenee voimakkaasti. Pumppumoottoripiirissä oleva tehonkatkaisija EB, jota ohjaus-piirissä oleva rele R4 ohjaa, pysäyttää tällöin pumpun ja katkaisee R2:n sekä kytkee R3:n päälle ja käynnistää samalla releessä olevan aikalaitteen. Letkussa 7 oleva vesi virtaa tällöin alaspäin ja poistaa virtausta haittaavan esteen. Jos tukkeutuminen johtuu muusta syystä kuin edellämainituista, on todennäköistä että se aiheutuu eineen kerääntymisestä venttiilin 15 tuloaukkoon, joka normaalissa työasennossa ei ole täysin avoin. Samanaikaisesti kun R3 kytketään päälle lähetetään venttiilin au-kaisusignaali M3:een, joka avaa venttiilin täysin. Kun aikalaitteen säädetty aika on kulunut loppuun, kytkeytyy tehonkatkaisija EB jälleen päälle, jolloin Ml käynnistyy uudelleen ja ohjauspiiri 17 kytkeytyy R2:een yhteyksien palauttamiseksi 16:n ja 16”:n kautta M2:een tai traverssimoottoriin. Ml:n käynnistyksen ja kytkennän R3:sta R-2:een välille aikaansaadaan pieni hidastus koska Rl:n kytkent&aika on hieman pitempi kuin R4:n, josta syystä mahdolliset tukkeutumiset venttiilissä 15 ehditään poistaa ja venttiili saattaa normaaliasentoon virtausmäärän kasvaessa ennenkuin R3 kytketään pois ja R2 päälle.

Pisteessä B, jossa lietevalli on poistettu, virtausmäärä ja pumppumoottoriteho kasvaa voimakkaasti koeka pääasiassa pumpataan vain vettä, jolloin Rl kytkee S:n R2:sta R3:een ja sama].] a kun pumppu saavuttaa pohjatason, katkaisee kohdassa 14 oleva äärikatkaisija 14 M2:n virtapiirin. R3, joka nyt tunnustelee vaatimussignaalia vir-taussäätöä varten, lähettää signaalin M3:een venttiilin 15 ohjaamiseksi. Asennossa C kohdassa 14’ oleva AUMA-laite käynnistää aikareleen R3 ja pysäyttää siten traverssin. AUMA-laitteessa oleva katkaisija toimii pidikekoskettimena ja kun tämä aikareleen ajan 59496 loputtua kytkeytyy irti, käynnistyy traverssi uudelleen ja aikarele nollataan, jonka jälkeen pumppu siirtyy vaiheitta traverssin ääriasentoon jollei uusi liete-valli tule vastaan.

Imusuuttimen (pumpun) siirtyminen pystysuunnassa vallia poistettaessa sen ulottuvuuden puitteissa vaakasuunnassa, määrittyy siis pumppumoottorin tehonvaihteluiden perusteella annetun suureen Pb:n molemmin puolin kuviossa 2, mutta siihen vaikuttaa tietenkin myös aikatekijä syvyydensäätöjärjestelmässä. Tämä siirtyminen ajan suhteen voi esimerkiksi tapahtua kuviossa 6 olevassa kaaviossa esitetyllä tavalla, jossa "H" on korkeus altaan pohjasta ja "t" yhden työvaiheen aika, esimerkiksi ensimmäinen työvaihe kuviossa 5. Kuten on esitetty pakkosiirretään pumppu ensin ylöspäin asentoon yl, xa, josta pumppu siirretään lyhyin askelin ylöspäin pisteeseen ya, xl ja tämän jälkeen lyhyin askelin alaspäin alempaan ääriasentoon yO, xl, jonka jälkeen alkaa uusi vaihe. Ohjausjärjestelmä voidaan säätää pienille tai suurille korkeus-muutoksille jokaisen askeleen osalta. Sopivimmassa rakennemuodossa pyritään kuitenkin liikeohjaukseen, joiden taajuus ja amplitudi ovat suoraan verrannolliset tehonmuutoksiin.

On myöskin mahdollista ohjata traverssin pitkittäisliikkeitä samalla tavalla, so. pienin syöttöaskelin, joiden taajuus ja amplitudi ovat suoraan verrannolliset pumppumoottorin tehonmuutoksiin.

Virtausmäärämittaria 21 kuviossa 3 voidaan käyttää vaihtoehtoisesti tai haluttaessa tehontuntoelimenä, kuten on merkitty katkoviivoin kuviossa 2, jossa virtaus-määrämittari on liitetty letkuun 7 ja sen ulosmenevä signaalipiiri 22 ohjauspiiriin 17· On huomattava että virtausmäärämittari myös epäsuorasti ilmaisee lietepitoisuuden ja pumppumoottoritehon ja se voidaan siis edullisesti korvata tehontuntoelimellä, joka sallii yksinkertaisemman ja nopeammin toimivan ohjauksen ja joka tämän lisäksi voidaan suorittaa halvemman laitteiston avulla.

Virtausmäärämittarina 21 voidaan käyttää magneettista virtausmäärämittaria, jossa on mittausarvonmuuttaja ja mittausarvonanturi ja jota myy TURBO-WERK KÖLN, Länsi-Saksa, tai jotakin muuta sopivaa tunnettua virtausmäärämittaria, ja kuten kuviossa 3 on esitetty voidaan johdossa 23 oleva mittaussignaali tunnustella esimerkiksi kohdassa 24 ja lähettää tunnetuntyyppiseen laitteeseen 23, joka muuttaa mittasig-naalin tilavuuteen per aikayksikkö tai ilmaisee esimerkiksi minuuttilitramäärän.

Laite 23 voidaan sijoittaa välimatkan päähän laitoksesta ja sitä voidaan käyttää kauko-ohjausta varten ja laitteena 23 käytetään sopivimmin jotakin tunnettua, kaupassa saatavaa laitetta, joka on rekisteröivää, indikoivaa ja yhteenlaskevaa tyyppiä.

Edellämainitusta ilmenee, että keksintö mahdollistaa lietteen imemisen tehokkaan ja suhteellisen yksinkertaisen ohjelmaohjäämisen saostusaltaassa ja että lietteen imeminen voidaan suorittaa ilman että on pakko siirtää pumppua (tai vaihtoehtoisesti yksinomaan imusuutinta) syvällä lietevallissa. Suuttimen 20 (tai pumpun) ei

Claims (15)

1. Menetelmä imulaitteen liikkeen ohjaamiseksi, jota käytetään väliaineeseen, kuten ilmaan tai veteen, suspensoi tuvan aineen imemiseksi, ja varsinkin nesteeseen suspensoituvan sediraentoidun aineen imemiseksi nestelammikon (l) pohjalta ja joka käsittää ainakin yhden imusuuttimen (20) moottorikäyttöisen pumpun (8) tai vastaavan imuvoiman kehittämiseksi suuttimessa sekä laitteen (5,6) ainakin suuttimen siirtämiseksi nestelammikossa aineen ja nesteen, kuten suspension imemiseksi, tunnettu siitä, että tunnustellaan ainakin yhtä imulaitteen käytölle tunnusomaista suuretta, joka vaihtelee riippuen sisäänvirtausmäärästä aikayksikössä suuttimessa (20), ja että tämän suureen vaihteluita määrättyjen rajojen yli käytetään signaaleina ainakin laitteen tiettyjen liikkeiden ohjaamiseksi.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että tunnustellun suureen mainittuja vaihteluita käytetään suuttimen (20) syvyysasennon säätämiseksi.

3. Patentti vaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että tunnustellun suureen mainittuja vaihteluita käytetään suuttimen (20) siirtämisen ohjaamiseksi vaakatasossa.

4. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunne ttu siitä, että 11 59496 tunnustellun suureen mainittuja vaihteluita käytetään suuttimen (20) siirtämisen ohjaamiseksi vaakatasossa sekä suuttimen syvyyden säätämiseksi.

5. Patenttivaatimuksen 2 tai U mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että tunnustellun suureen mainittuja vaihteluita käytetään ohjelman vaihtamiseksi suuttimen (20) ohjelmoidussa siirtämisessä ja syvyyden säädössä.

6. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että suureena tunnustellaan pumppumoottorin (Ml) tehoa tai tehon mittana pumppumoottorin virrankulutusta.

7. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että tunnustellun suureen mainitut vaihtelut muutetaan sähköisiksi ohjaus-vaatimus signaaleiksi tai otetaan ulos sellaisina, jotka signaalit lähetetään sähköiseen ohjauspiiriin (17), josta lähetetään ohjaussignaaleja sähköiseen syvyyden-säätömoottoriin (M2).

8. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että ainakin yksi laitteen liikeohjaus suoritetaan siten, että liikkeet tapahtuvat vaiheittain.

9. Patenttivaatimuksen 8 mukainen menetelmä, tunne ttu siitä, että mainittu liikeohjaus suoritetaan tehonvaihteluihin verrannollisella amplitudilla ja taajuudella,

10. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen menetelmä, tunne ttu siitä, että laitteen liikkeitä säädetään kolmea kohtisuorassa toisiaan vastaan olevia akseleita pitkin.

10 59496 tarvitse työskennellä syvemmällä lietteeessä kuin että siirtyminen on ongelmatonta, mikä ei päde esimerkiksi kun pitkän pystysuoran putken päätä on siirrettävä pohjaa pitkin ja lietteen aiheuttama vastus voi aikaansaada kiellettyjä heilahdusmomentte-ja putkessa tai jarruttaa liian voimakkaasti traverssin liikettä. Keksinnön avulla aikaansaadaan myös se etu, että suutin 20 voi työskennellä tehokkuuden suhteen parhaimmassa mahdollisessa lietepitoisuudessa ja ilman että siirtoliikkeet aiheuttavat että lietettä suspensoituu uudelleen veteen. Edellisessä on oletettu,että vain yhtä pumppua 8 suuttimineen 20 ohjataan ohjauslaitteiston avulla, mutta on selvää että yhtä pumppua useine suuttimineen tai useita pumppuja voidaan ohjata samanaikaisesti, jolloin ohjaaminen, kun kyseessä on useampi pumppu, voidaan suorittaa tunnustelemalla ainoastaan yhden pumpun teho tai useiden tai kaikkien pumppujen keskiteho. Keksinnön mukainen menetelmä ja laite soveltuvat myös käytettäviksi toisentyyppisen saostuneen aineen kuin lietteen kuljettamiseksi ylös, tai muunlaisissa vesitä! nestelammikoissa, esimerkiksi hiekan tai muun kerro s tune en aineen nostamiseksi järvien ja merien pohjasta, kaivosteollisuudessa rikasteen tai vastaavan nostamiseksi altaan tai vastaavan pohjalta, materiaalin nostamiseksi kerroksittain jne. Tietyissä tapauksissa lienee mahdollista soveltaa keksintöä myös sellaisiin materiaaleihin, jotka ovat suspensoitavissa muihin väliaineisiin kuin nesteeseen, esimerkiksi ilmaan, kuten viljan imemiseksi viljavarastoista. Patenttivaatimukse t:

11. Patenttivaatimuksen 10 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että ohjaukseen syötetään aikalaitteen avulla.aika neljäntenä ulottuvuutena.

12. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen menetelmä, tunne ttu siitä, että tunnustellun suureen mainittuja vaihteluita käytetään myös pumppujoh-dossa (7) olevan venttiililaitteen (M3, 15) säätämiseksi.

13. Laite patenttivaatimuksen 1 mukaisen menetelmän suorittamiseksi nestelam-mikossa olevan imulaitteen ohjaamiseksi, jota käytetään suspensoituvan aineen imemiseksi nestelammikon pohjalta ja joka käsittää ainakin yhden imusuuttimen (20), sähkömoottorikäyttoisen pumpun (8) tai vastaavan imun aikaansaamiseksi suuttimessa sekä laitteen (5, 6, 12, 13, M2) suuttimen kannattamiseksi ja sen siirtämiseksi nestelammikossa, tunnettu signaali anturilla varustetusta tuntoelimestä (18), joka on sovitettu tunnustelemaan suuttimen (20) läpi tapahtuvaa virtausmäärää aikayksikköä kohden tai siitä riippuvaa suuretta sekä vaikuttamaan signaa.llanturiin, joka on sovitettu lähettämään vaihteluihin verrannollisen signaalin, sekä signaa-lianturiin ja mainittuun laitteeseen suuttimen siirtämiseksi liitetystä sähköisestä ohjauspiiristä (17), joka on sovitettu vastaanottaessaan signaaleja , jotka edustavat vaihteluita mainitusta suureesta tiettyjen raja-arvojen yli tai annetun suu- 12 59496 reen kummallakin puolella, lähettämään nämä suuttimen siirtolaitteeseen (5, 6, 12, 13, M2) ohjattavaksi suuttimen avulla.

14. Patenttivaatimuksen 13 mukainen laite, tunnettu siitä, että tuntoelin (18) on sovitettu tunnustelemaan pumppumoot tori tehon ja että laite ainakin suuttimen (20) siirtämiseksi on syvyydensäätölaite (13, 14, Ml), esimerkiksi moottorilla varustettu telferi tai vintturi, jonka ohjauspiiri on yhdistetty sähköiseen ohjauspiiriin (17) tullakseen automaattisesti ohjatuksi tämän avulla signaali anturi sta tulevista signaaleista riippuen.

15. Patenttivaatimuksen 14 mukainen laite, tunnettu siitä, että tuntoelin (18) on sovitettu tunnustelemaan pumppumoottoritehon ja että laite ainakin suuttimen (20) siirtämiseksi on käyttölaitteella varustettu kannatuslaite (5, 6), esimerkiksi traverssi, ainakin suuttimen (20) siirtämiseksi vaakatasossa, jolloin käyttölaitteen ohjauspiiri on yhdistetty sähköiseen ohjauspiiriin, joka on sovitettu automaattisesti ohjaamaan käyttölaitetta suuttimen siirtämiseksi ainakin yhteen vaakasuoraan suuntaan.