FI71670C - Saett och apparat foer att fraon en vaetska avskilja groevre partiklar. - Google Patents

Description

1 71670

Tapa ja laite karkeiden osasten erottamiseksi nesteestä.

Sätt och apparat för att frän en vätska avskilja grövre partiklar.

Keksinnön kohteena ovat laitteet/ jotka toimivat jäljempänä olevan päävaatimuksen johdannossa esitetyllä tavalla.

Esimerkkejä tämänlaisista laitteista kuvataan amerikkalaisissa patenteissa US-3 789 978 ja US-4 153 543, jotka ovat jäljempänä olevan patenttivaatimuksen 4 johdannossa esitettyä lajia.

Tunnetuissa laitteissa ruiskutetaan neste/ kuten vesi, pystysuoraan asetettuun säiliöön järjestetyn suuttimen läpi neste-kartion muodossa vaakasuoran suodatinkankaan alapintaa vastaan. Neste sisältää karkeampia ja hienompia osasia. Sellu-loosateollisuudessa nämä osaset mm. muodostuvat karkeammista ja hienommista kuiduista. Pesuloissa neste voi olla peräisin pesukoneista, jolloin se voi sisältää hienoja kuituja, nukkaa ja senkaltaista sekä karkeampia epäpuhtauksia.

Tunnetut laitteet käytetään siten, että säiliön nestepinta pidetään vakiokorkeudella suuttimen alapuolella siten, että suutin on vapaana suodatinkankaan ja säiliön nestepinnan välillä olevassa suljetussa ilmatilassa. Nestepinnan pitämiseksi vakiokorkeudella lasketaan tunnetuista säiliöistä jatkuvasti nestettä ylivuodon kautta pois, jonka jälkeen tämä neste on puhdistettava mukana kulkeutuvista karkeista osasista ennenkuin nestettä mahdollisesti voidaan käyttää uudelleen. Selluloosateollisuudessa tämä lasku muodostaa ylimääräisen energiankulutuksen käsiteltäessä tätä nestettä, jonka tilavuus voi olla jopa 15-30 * pumpusta tulevasta kokonaisvirtaamasta. Tämä kokonaisvirtaamasta jaettu osa tuo siten mukanaan huomattavia haittoja* 2 71670

Pesuloiden kohdalla on lisähaittana myös että ylivuodon kautta tapahtuva poislasku lisäksi tuo mukanaan lämpöhukkaa, joka ei ole vähäpätöistä.

Kyseessä olevan keksinnön tarkoituksena on siten eliminoida tunnetuissa laitteissa esiintyvät haitat mahdollisimman hyvin, ja tämä saavutetaan keksinnön mukaan käyttämällä konetta siten kuin jäljempänä olevan patenttivaatimuksen 1 tunnusomaisessa osassa mainitaan.

Menetelmän toteuttamiseksi on keksinnön mukainen laite järjestetty jäljempänä olevan patenttivaatimuksen 4 tunnusomaisessa osassa mainitulla tavalla.

Keksinnön mukaisessa menetelmässä ja laitteessa annetaan nesteen poistua säiliöstä ainoastaan suodatinkankaan läpi. Aikayksikössä virtaus suodatinkankaan läpi on tällöin yhtä kuin aikayksikössä pumpusta tuleva kokonaisvirtaus, mikä täydellisesti eliminoi ne haitat, jotka esiintyvät tunnettujen laitteiden yhteydessä johtuen ylivuotoon johtavasta jakautuneesta virtauksesta. Keksinnön mukaisessa menetelmässä ja laitteessa tulevat karkeammat hiukkaset hitaasti laskeutumaan säiliön pohjalle ja kokoontumaan sellaisiksi määriksi, jotka vaiheittain helposti ja nopeasti voidaan tyhjentää säiliöstä yksinkertaisesti avaamalla hetkeksi pohjaventtiili. Pesuloiden ollessa kyseessä saavutetaan huomattavia etuja sen kautta, että mitään lämmintä vettä ei lasketa pois vaan kaikki vesi kulkee suodatinkankaan läpi ja voi luovuttaa lämpönsä lämmönvaihtimen kautta. Käytännössä keksinnön mukainen laite on osoittautunut tuovan mukanaan erityisiä etuja, nimittäin että sekä BHT- että KHT-pitoisuudet suodatinkankaan läpi kulkevassa vedessä voidaan vähentää vähintään 60 %:lla. Tämä etu saavutetaan erityisesti kun vakiona oleva nestepinta sijoitetaan korkeammalle kuin suutin. Koska nämä likaavat pitoisuudet eräissä maissa tuovat mukanaan erityisiä rangaistusmaksuja näiden pitoisuuksien vähentäminen johtaa vastaavasti pienempiin maksuihin ja vastaavasti alhaisempiin käyttökustannuksiin.

3 71 670

Keksinnön mukaisesti voidaan nestepinnan aseman hienosäätämi-seksi suuttimen yläpuolella olevalle tasolle käyttää ennen pumppua nestejohtoon kytkettyä ilmaputkea säätöventtiileineen, jolloin enemmän tai vähemmän lisäilmaa voidaan imeä nesteeseen. Tämä lisäilma vapautuu sitten suodatinkankaan alla olevassa ilmatilassa ja vaikuttaa tämän ilmatilan ilmanpaineeseen ja siten säiliössä olevan nesteen tasoon. Tavallisesti syötetty neste sisältää pienehkön määrän ilmaa, joka myös vapautuu suihkutuksen yhteydessä aikaansaaden suodatinkankaan alla olevaan ilmatilaan ylipainetta.

Käyttöolosuhteiden parantamiseksi käytetään vielä sopivasti rajauskartiota, joka sijaitsee suuttimen yläpuolella ja siitä vapaan etäisyyden päässä niin että edullisesti ontto, kartio-mainen nestesuihku kulkee kartion alapään ja suuttimen välillä olevassa raossa sijaitsevan nestekerroksen läpi. Tämän jälkeen nestesuihku on kartion suojaamana sen yläpäähän saakka erottuakseen siellä ja osuakseen suodatinkankaasen. Säiliön nestepinta sijaitsee tällöin rajaavan kartion ulkopuolella sen alapäätä hiukan korkeammalla. Käytännön kokeet ovat osoittaneet, että tämä kartio mm. aikaansaa vakaamman käytön, jossa nestepinnan asema on vakaa.

Oheisissa piirustuksissa esitetään esimerkkinä muutama keksinnön sovellutumuodon mukainen laite.

Kuvio 1 on kaavamainen leikkaus keksinnön mukaisen laitteen läpi, kuvio 2 näyttää samaa laitetta kuten kuviossa 1 sillä erolla, että rajaava kartio on järjestetty suuttimen yläpuolelle.

Johdon 10 kautta syötetään nestettä, joka sisältää karkeampia ja hienompia hiukkasia, kuten eri karkeita kuituja. Neste sisältää tavallisesti myös tietyn määrän ilmaa. Johdossa 10 on pumppu 11, jonka pumppupaine on tunnetulla tavalla säädettävissä. Tämän jälkeen neste pumpataan rakenteeltaan tunnettuun 4 71670 suuttimeen 12, joka aikaansaa kartiomaisen nestesuihkun 13, jonka sopivasti tulee olla ontto.

Suutin 12 on järjestetty pystysuoraan säiliöön 14, jonka yläosassa on suodatinkankaasta 15 muodostettu seinämä. Suodatin-kankaan silmäkoko voi esimerkiksi olla alueella 10...100 u ja on tavallisesti tämän alueen alaosassa.

Suodatinkankaan yläpuolella on poisto 16 sitä nestettä varten joka hienompien hiukkasten kera kulkee suodatinkankaan läpi. Keksinnön mukaan kaikki pumpun syöttämä neste poistuu suodatinkankaan 15 ja poiston 16 kautta.

Neste ruiskutetaan suodatinkankaan alapintaa kohti, jolloin karkeammat hiukkaset iskevät suodatinkangasta vastaan ja putoavat takaisin säiliöön, laskeutuvat alas ja kertyvät säiliön pohjalle 17.

Säiliössä oleva neste pidetään olennaisesti vakiokorkeudella IS, joka kuviossa 1 sijaitsee suuttimen poistopään yläpuolella etäisyydellä H niin, että kartiomaisen nestesuihkun on läpäistävä vastaavan paksuinen nestekerros menettämättä kartiomaista muotoaan. Tällöin suuttimen ympärillä oleva neste vetäytyy mukaan nestesuihkuun, mistä seuraa että pumpun syöttämää määrää suurempi määrä nestettä suihkutetaan suodatinkangasta vastaan. Jos pumpun tuotto on 100 1/min suihkutetaan esim 120 1/min suodatinkangasta vastaan, jolloin 100 1/min poistuu suodatinkankaan ja poiston 16 läpi, 20 1/min pudotessa takaisin suodatinkankaalta ja palautuessa suuttimen suihkuun uudelleen ruiskutettavaksi suodatinkangasta vastaan. Suurempi nestemäärä tuntuu edistävän stabiilisempia ja hiljaisempia käyttöolosuhteita.

Kuvion 1 mukaisella laitteella suoritetaan nestepinnan karkea-säätö säätämällä pumppupainetta. Tämän jälkeen suoritetaan hienosäätö tuomalla enemmän tai vähemmän lisäilmaa pumpun 11 imupuolelle. Tätä tarkoitusta varten on ilmaputki 19 liitetty

II

5 71670 ennen pumppua nestejohtoon 10, niin että ilmaa voidaan imeä tästä putkesta 19. Ilmasyötön hienosäätämistä varten haluttuun määrään on olemassa säädettävä venttiili 20. Periaatteessa voidaan kuitenkin myös lisätä säädettävä ilmamäärä suoraan suodatinkankaan 15 ja nestepinnan 18 väliseen ilmatilaan, muta tämä vaatii tällöin paineilmaa, mikä on jonkin verran monimutkaisempaa kuin ilman päästäminen sisään yksinkertaisesti putkesta 19.

Kuten kuvion 2 mukaisessa sovellutusmuodossa esitetään on laite siinä varustettu rajaavalla katkaistulla kartiolla 22, jonka kartiokulma on likimain sama kuin suuttimen 12 kartio-kulma. Kartio sijaitsee aksiaalisesti yhtenevästi suuttimen yläpuolella kapeampi pää suunnattuna alaspäin ja niin, että kartiomainen nestesuihku tulee kulkemaan kartion alapään läpi ja oleman suojassa kartion sisällä kunnes suihku poistuu kartion yläpäästä ja osuu suodatinkankaaseen 15.

Kartion alapään ja suuttimen välillä on rako, jonka korkeus määrää nestekerroksen, joka kartiomaisen suihkun tulee läpäistä samanaikaisesti kun se nestekerroksesta tempaa mukaansa nestettä sekä lähellä olevia karkeampia osasia.

Kartion yläpää sijaitsee likimain keskellä suuttimen ja suodatinkankaan väliä tai jonkin verran korkeammalla. Nestepinta 18A säilössä sijaitsee täällä korkeammalla kuin kuviossa 1, koska pinta sijaitsee suuttimen ja kartion välistä rakoa korkeammalla. Tässä tapauksessa nestepinta sijaitsee korkeudella H2 suuttimen poistopään yläpuolella.

Koska nestepinta tässä tapauksessa sijaitsee korkeammalla seuraa tästä parempi ejektorivaikutus, ts. ympärillä olevan nesteen vetäytymistä rakoon. Täten saavutetaan, kuten kuvion 1 mukaisen laitteenkin kohdalla, että pumpun pumppaamaa nestemäärää suurempi nestemäärä kohtaa suodatinkankaan. Käytännön kokeet ovat osoittaneet, että kartio tuo mukanaan huomattavan parannuksen vakioimalla edelleen käyttöolosuhteita.

71 670 6 Säiliön pohjassa on tyhjennysventtiili 21 säiliön pohjalle kerääntyneiden karkeampien osasten ajoittaista poislaskemista varten. Määrätyissä tapauksissa riittää näiden osasten pois-laskeminen kerran vuorokaudessa.

Yllä olevasta käy esille, että yksi keksinnön mukaisen laitteen tärkeimmistä eduista mainituissa amerikkalaisissa patenteissa esitettyihin laitteisiin verrattuna on, että mitään jatkuvaa pumpusta tulevan kokonaisvirtauksen haarautumaa säiliöstä ei saada. Tunnettujen laitteiden kohdalla voi haarautuma kuten mainittu olla n. 15...30 % kokonaisvirtauksesta. Tämä merkitsee, että esim. vedenpuhdistuksessa myös tämä haarautet-tu vesi on puhdistettava täyden puhdistustehon saavuttamiseksi. Keksinnön mukaisen laitteen kohdalla tätä ei tarvita, koska kokonaisvirtauksesta 100 % kulkee suodatinkankaan läpi ja edelleen sen jälkeisestä poistosta. Keksinnön mukainen laite vaatii täten määrättyä suodatinkankaan läpi menevää virtausta varten alhaisemman kapasiteetin omaavan pumpun määrättyä käsiteltyä virtausta kohti verrattuna tunnettujen laitteiden vaatimaan pumppukapasiteettiin.

11

Claims (7)

71670

1. Tapa erottaa nesteestä karkeahkoja osasia kuten karkeahkoja kuituja pumppaamalla neste pystysuoraan säiliöön järjestettyyn suihkutussuuttimeen, joka ruiskuttaa nesteen ylöspäin neste-kartion muodossa vaakasuoran suodatinkankaan tai vastaavan suodatinelimen alapuolta vastaan siten, että karkeammat osaset putoavat takaisin säiliöön hienompien osasten kulkiessa nesteen kanssa suodatinkankaan läpi ja poistetaan hienojakeena, jolloin nestepinta säiliössä saatetaan pysymään olennaisesti muuttumattomalla tasolla, tunnettu siitä, että koko aikayksikköä kohti suuttimen kautta syötetty nestemäärä jatkuvassa käytössä poistetaan suodatinkankaan läpi.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen tapa tunnettu siitä, että nestepinta säiliössä jatkuvassa käytössä saatetaan pysymään olennaisesti muuttumattomalla korkeudella suuttimen poistopään yläpuolella niin että kartiomainen nestesuihku ruiskutetaan säiliössä olevan nesteen kerroksen läpi.

3. Patenttivaatimuksen 2 mukainen tapa tunnettu siitä, että nestepinnan sijainti säiliössä hienosäädetään sekoittamalla lisäilmaa järjestelmään ennen suodatinkangasta.

4. Laite patenttivaatimuksen 1 mukaisen tavan toteuttamiseksi käsittäen pumpun karkeahkoja ja hienompia osasia sisältävän nesteen syöttämiseksi pystysuoraan säiliöön järjestettyyn suihkutussuuttimeen, joka ruiskuttaa nesteen edullisesti onton nestekartion muotoisena vaakasuoran suodatinkankaan alapuolta vastaan, joka suodatinkangas rajoittaa suljetun ilmatilan suodatinkankaan ja säiliössä olevan nestepinnan välillä ja joka päästää lävitseen hienompia osasia nesteen kera suodatinkankaan yläpuolella sijaitsevaan poistoon, karkeampien osasten törmätessä suodatinkankaaseen ja pudotessa alas säiliöön, jolloin mainitussa ilmatilassa ylläpidetään ylipaine, joka osallistuu säiliössä olevan nestepinnan korkeusaseman määrit- 71670 tämiseen, tunnettu siitä, että säiliö (14) käytön aikana on suljettu suodatinkanakaan alapuolelta siten, että koko pumpun (11) aikayksikköä kohden syöttämä nestetilavuus poistuu suodatinkankaan (15) ja mainitun poiston (16) kautta, ja että säiliön pohjaan on järjestetty avattava tyhjennys-venttiili (21) pohjalle kerääntyneiden karkeampien osasten jaksottaiseksi tyhjentämiseksi.

5. Patenttivaatimuksen 4 mukainen laite tunnettu siitä, että nestejohtoon (10) ennen pumppua (11) tai pumpun imu-puoleen on kytketty ilmaputki (19) lisäilman imemiseksi nesteeseen niin, että tämä ilma myöhemmin voidaan vapauttaa suuttimesta tapahtuvan suihkutuksen yhteydessä ja tätä kautta korottaa säiliössä (14) olevan nestepinnan yläpuolella olevan ilmatilan ilmapainetta ja täten vaikuttaa nestepinnan (H, H2) korkeusasemaan, sekä että ilmajohdossa on säädettävä venttiili (20) valinnaisen sekoitusilmamäärän hienosäätämiseksi.

6. Patenttivaatimuksen 4 tai 5 mukainen laite tunnettu siitä, että suuttimen yläpuolelle välin päähän tästä ja sen kanssa sama-akselisesti on järjestetty katkaistu ontto kartio (22), jonka kapea pää on suunnattuna kohti suutinta ja muodostaa kartion alapään, että kartion kartiokulma on olennaisesti sama kuin kartiomaisen nestesuihkun kartiokulma ja vastaavasti suuttimen (12) kartiokulma siten, että molemmat kartiot olennaisesti yhtyvät, sekä että suuttimen ja kartion alapään välisellä raolla ei ole suurempaa korkeutta kuin että kartiomainen nestesuihku käytössä pystyy läpäisemään raossa olevan neste-kerroksen säilyttäen nestesuihkun kartiomaisen muodon.

7. Patenttivaatimuksen 6 mukainen laite tunnettu siitä, että kartion (22) leveämpi pää sijaitsee likimain keskellä suuttimen (12) ja suodatinkankaan (15) välillä olevaa aluetta tai tätä jonkin verran korkeammalla. 71670