FI85258C - Anordning foer inmatning av pulverformiga aemnen. - Google Patents

Description

1 85258

Laite jauhemaisten aineiden syöttämistä varten

Keksinnön kohteena on laite partikkelimateriaalin, erityisesti jauhemaisen materiaalin ja terveydelle ja/tai 5 ympäristölle vaaraksi muodostuvan materiaalin ja/tai materiaalin, joka ulossyötettäessä pyrkii muodostamaan siltoja tai tukkeutumia, vastaanottamiseksi ja ulossyöttämiseksi annoksina painovoiman alaisena säiliössä olevan aukon läpi, joka laite käsittää säiliön poistoaukon, säiliössä 10 olevat pystysuoran käyttöakselin kannattamat sekoitusele-mentit sekä elementit säiliön sisällön virtauksen ohjaamiseksi poistoaukkojen läpi, jotka elementit käsittävät pyörivän sulkuventtiilin, joka on järjestetty kiinteäksi säiliön alle ja on rakennettu yhteen säiliön kanssa, jol-15 loin pystysuora käyttöakseli on sovitettu käyttämään sul-kuventtiiliä sekä ulottuu säiliössä tästä ylöspäin ja on varustettu mainituilla sekoituselementeillä ainakin kahdella korkeudella säiliössä, jolloin mainittu poistoaukko on muodostettu pohjalevyyn, sulkuventtiiliin, joka on so-20 vitettu antamaan peräkkäiset annokset säiliön sisällöstä poistoaukkoon.

Jauhemaisten materiaalien kuljetus, varastointi ja annostus ovat laajoja ja tärkeitä toimintoja eri teollisuuden aloilla. Monissa tapauksissa tietyt jauheet ja 25 materiaalit edellyttävät sellaisia laitteita, jotka sopivat käsiteltävälle materiaalille ja myös käyttöolosuhteisiin ja ympäristöön. Käsiteltävä keksintö on kehitetty nimenomaan erikoiskäyttöolosuhteita varten käsiteltäessä materiaaleja merellä tapahtuvaan öljyn- ja kaasunporauk-30 seen liittyen. Poraliejussa käytetyt lisäaineet voivat olla kalliita ja niillä on usein erikoiskäsittelyä edellyttäviä ominaisuuksia. Tästä johtuen näiden materiaalien käsittelyyn saattaa liittyä niiden kanssa kosketukseen joutuviin henkilöihin kohdistuvia terveysriskejä, joita 35 voidaan pitää työympäristöprobleemana, johon voi liittyä 2 85258 myös muita tekijöitä, koska monilla näistä materiaaleista on taipumus pienentyä tilavuudeltaan niiden puristuessa kokoon, mikä aiheuttaa materiaalisiltojen muodostumista ja tukkeutumista omapainesyötön aikana säiliön pohjassa ole-5 van aukon tai vastaavan läpi.

Mainittujen materiaalien kuljetukseen, varastointiin ja annostukseen käytettäville laitteille asetetaan edellä esitetyssä erikoissovellutuksessa monia tiukkoja vaatimuksia, ja tähän mennessä käytetyt laitteet eivät ole 10 olleet läheskään tyydyttäviä, nimenomaan ehkä juuri ympäristö- ja terveysriskiongelmien kannalta.

Tavanomaisia jauhemaisten materiaalien kuljetussäi-liöitä ei ole varustettu annostusyksiköillä. Tällaiset säiliöt on lisäksi varustettu erillisillä tuuletusjärjes-15 telmillä sitä ilmaa varten, joka tarvitaan korvaamaan säiliöstä sen tyhjennystoiminnon aikana poistetun jauheen tai materiaalin tilavuus. Tämä merkitsee sitä, ettei tällaisia säiliöitä ole voitu tehdä kaasutiiviiksi, mikä voi taas aiheuttaa ympäröivän ilman saastumista ja muita epäkohtia. 20 Usein syntyy vaikeuksia jauhemaisten materiaalien muodostaessa siltoja poistoaukon ympärille, jolloin tyhjentäminen on vaikeaa tai lievimmässäkin tapauksessa mate-riaalivirtaus on sysäyksellistä. Näissä tapauksissa käytetään tavallisesti ulkopuolisia voimia, esimerkiksi täryt-25 timiä, materiaalia hakataan nuijalla ja niin edelleen.

Monia tunnettuja syöttö- ja annostuslaiterakenteita on käytetty kiinteissä siiloissa ja säiliöissä. Esimerkkejä tunnetuista rakenteista on muun muassa GB-patentissa nro 496 565, julkaistussa GB-patenttihakemuksessa nro 30 2 019 819 ja julkaistuissa DE-patenttihakemuksissa nro:t 1 104 434, 2 014 551 ja 2 930 236. DE-patenttihakemus 1 104 434 on nyt käsiteltävän aiheen kannalta näistä ehkä mielenkiintoisin, koska siinä esitetään pyörivä sulkuvent-tiili, jonka pystyakseli suuntautuu ylöspäin vastaavan 35 siilon alaosaan ja mainittu laite käsittää sekoittimen 3 85258 siilossa olevaa materiaalia varten niin, että se pääsee virtaamaan helpommin alas ja sulkuun. Mikään näistä tunnetuista rakenteista ei sovellu kuitenkaan nimenomaan kulje-tussäiliöihin, jotka ovat jauhemaisia materiaaleja kulje-5 tettaessa ja varastoitaessa täysin suljettuja, niin että kaikki ympäristöstä tuleva tai siihen kohdistuva vaikutus on eliminoitu. Myös muissa suhteissa tärkeät rakenneyksityiskohdat mukaan luettuina näissä aikaisemmissa tunnetuissa rakenteissa on huomattavia epäkohtia ja puutteelli-10 suuksia edellä mainittujen jauheiden ja materiaalien ollessa kyseessä, nimenomaan niissä epätavallisissa olosuhteissa, jotka koskevat kuljetussäiliöissä tapahtuvaa pora-liejun kuljettamista, varastointia ja annostusta maa-asemilta merellä oleville porauslautoille.

15 Keksinnön mukaiselle laitteelle on tunnusomaista, että a) säiliö on sovitettu sulkeutumaan täysin tiiviisti ja kuljettavaksi yhdessä sulkuventtiilin kanssa yhtenä yksikkönä, jolloin säiliö on sovitettu jäämään suljetuksi 20 sulkuventtiilin yläpuolella kun tämä käytössä luovuttaa säiliön sisällön, jolloin ilmaa tai kaasua, joka virtaa säiliön sisään luovutetaan sisällön tilan korvaamiseksi, virtaa sulkuventtiilin lävitse, b) poistoaukko on muodoltaan nelikulmio, jonka ai-25 nakin kolme sivureunaa on orientoitunut siten, että ne muodostavat kulman suhteessa sulkuventtiilissä olevaan, läpi kulkevaan moottorilevyyn ja c) alaspäin poistoaukosta kulkee poistokanava, jonka muoto vastaa poistoaukon poikkileikkausmuotoa, jolloin 30 kaksi poistoaukon reunaa muodostaa huippupisteen, joka sijoittuu siten, että sulkuventtiilin käytön aikana muodostuu poistoalue, jonka pinta kasvaa asteittain suuntaan, joka on poispäin huippupisteestä jokaista poistoon annettua mainittua annosta kohti. Keksinnön mukaisen laitteen 35 edulliset suoritusmuodot on esitetty oheistetuissa pa- 4 85258 tenttivaatimuksissa 2-6,

Keksinnön mukaisen ratkaisun etuina on mainittava ensinnäkin se, että säiliö voi olla ympäristöön nähden täysin vesi- ja kaasutiivis. Porauslautalta suoritettavaan 5 poraukseen liittyvässä syöttötoiminnossa sulkuventtiilin erikoisrakenteesta johtuen annostus voi tapahtua keskeytyksettä ja sysäyksittä niin, ettei syötettävän materiaalin virtauksessa esiintyviä vaikeuksia tarvitse ottaa huomioon.

10 Tämä pätee myös niihin materiaaleihin nähden, jotka saatujen kokemusten perusteella aiheuttavat suuria ongelmia muodostaessaan materiaalisiltoja ja -tukkeutumia, kuten jo edellä mainittiin. Pyörivät sekoituselementit sekoittavat tunnetulla tavalla jauhemaisen massan alaosaa ja 15 katkaisevat näin sillat sekä estävät tukkeutumisen. Tätä tehoa lisää hyvin paljon se tuuletus- tai fluidaatiovaiku-tus, jonka sisääntuleva ilma- tai kaasuvirtaus sulkuventtiilin läpi aiheuttaa poistuvan materiaalin tilavuuden kompensoimiseksi. Tällainen ilma- tai kaasuvirtaus menee 20 siis sulkuventtiilin ohi vastavirtauksena ulos syötettäviin jauhemateriaaleihin. Tämä vaikutus kasvaa, kun kul-jetussäiliö on edellytetyllä tavalla täysin suljettu.

Heti sulkuventtiilin päällä olevan jauhemaisen massan tehokkaasta tuuletus- tai fluidaatiotoiminnosta johtu-25 en päästään suureen volymetriseen annostustarkkuuteen ja lisäksi tiedetään melko varmasti, että säiliö on kokonaan tyhjä.

Sulkuventtiilin eri osien geometriseen muotoon nähden tämän keksinnön eräs tärkeä näkökohta on, että sulku-30 venttiilin pohjalevyssä oleva poistoaukko on nelikulmainen, mikä saa aikaan tasaisen siirtymisen eri kammioiden välillä pyörimisen aikana ja edistää näin ollen suuresti materiaalin virtaamista sulusta tasaisesti ja sysäyksittä.

Keksinnön mukaisen laitteen muita etuja ja erikois-35 piirteitä selostetaan yksityiskohtaisesti seuraavassa 5 35258 viittaamalla piirustuksiin, joissa kuvio 1 esittää yksinkertaistettua vaakaprojektio-ta, osittain leikkauksena, keksinnön mukaisesta säiliöstä, kuvio 2 esittää kaaviona ja tasokuvana kuvion 1 5 mukaiseen laitteeseen kuuluvaa sulkuventtiiliä, ja kuvio 3 esittää yksinkertaistettua pystyleikkausta kuvion 2 mukaisesta sulkuventtiilistä.

Kuvio 1 esittää kuljetussäiliötä 1, joka on suljettu yläpäästään kokonaan kannella IA. On selvää, että tämä 10 kansi voidaan varustaa tavalliseen tapaan luukulla, tarkastusaukolla ynnä muulla ja käyttää sitä sitten säiliön 1 täyttämiseen kuljetettavalla, varastoitavalla ja annostettavalla materiaalilla. Kuten jo edellä mainittiin, sitä mahdollisuutta, että säiliö voidaan sulkea kokonaan kulje-15 tuksen ja varastoinnin ajaksi pidetään hyvin tärkeänä. Annostuksen aikana materiaali on voitava syöttää ulos säiliöstä 1. Tämä tapahtuu pyörivän sulkuventtiilin 3 avulla, jossa on poistokanava 5. Näiden osien rakennetta seloste-taankin seuraavassa. Tässä mainitaan vain lyhyesti, että 20 poistokanavassa 5 tulisi olla laitteet sen sulkemista varten, joka voi tapahtua venttiilin avulla, jossa on siirto-tai käyttölaite 19, tai yksinkertaisesti kanavan 5 alaosassa olevan kannen avulla, esimerkiksi kumihatulla tai vastaavalla, joka pannaan paikalleen ja pysyy paikallaan 25 joustavan kutistumisensa ansiosta.

Sulkuventtiili 3 voidaan tehdä pääosiltaan sellaisena rakenteena, jossa on tunnetusti periaatteessa ylälevy 11 ja alalevy 13 ja niiden välissä roottori, jossa on säteen suuntaiset roottorisiivet 9, katso myös kuvioita 2 30 ja 3. Kuvion 3 mukaan sulkuventtiilissä on roottorisiivet 9. Niiden käyttövoimana on pystyakseli 7, joka suuntautuu sulkuventtiilistä säiliön 1 alaosaan. Akselin 7 ulokeosaan on sijoitettu sekoituselementit 8, jotka ovat poikittaisia tankoelementtejä. Nämä sekoituselementit voidaan tehdä 35 monina eri rakennemuotoina, kuten edellä mainituissa tun- 6 85258 netuissa rakenteissa esitetään.

Ylälevyssä 11 on tuloaukko 10, joka voidaan muotoilla sektoriksi, jossa on säteisreunat 10A ja 10B, katso lähemmin kuviota 2. Alalevyssä 13 on poistoaukko 12, joka 5 on kuvion 2 mukaan nelikulmainen, toisin sanoen suorakaide, jossa on sivut 12A, 12B, 12C, 12D. Poistoaukon 12 muoto, pinta-ala ja sijainti ovat sellaiset, että materiaali saadaan tulemaan ulos sulkuventtiilistä tasaisesti ja sysäyksittä, mikä on tärkeä etu. Tämä saadaan aikaan rootto-10 risiivellä 9, joka pyöriessään ja liikuttaessaan syötettävää materiaalia menee poistoaukon 12 alueen ohi jostakin kulmasta alkaen (esimerkiksi reunojen 12A ja 12C välisestä kulmasta), niin että materiaallvirtaus voi tapahtua asteittain kasvavan poistoalueen läpi. Kuten kuviossa 2 esi-15 tetään, aukolla 12 voi olla pyörimissuunnassa jatke, joka vastaa suunnilleen kahden vierekkäisen siiven ulompien osien välistä etäisyyttä. Molempien aukkojen 10 ja 12 keskinäinen sijainti saa aikaan täydellisen ja jo sinänsä tunnetun sulkuvaikutuksen, niin ettei säiliöstä 1 ole kos-20 kaan vapaata ulostulokanavaa sulkuventtiilin 3 läpi. Kuvion 2 mukaan on jatkuvasti ainakin kaksi roottorisiipeä (esitetty katkoviivoilla kuviossa), jotka toimivat molemmilla puolilla tuloaukon ja poistoaukon välisenä sulkuna.

Käytettäessä tällaista sulkuventtiiliä säiliö 1 25 pystytään sulkemaan kokonaan, kuten edellä on selostettu. Lisäksi sulkuventtiilin rakenteella pystytään parantamaan edellä mainitulla tavalla sisääntulevaa ilma- tai kaasu-virtausta, joka kompensoi poistetun materiaalin tilavuuden ja jolla on mainittu fluidaatiovaikutus jauhemaiseen mas-30 saan, nimenomaan säiliön 1 alaosassa. Annostus on tällöin tasaista ja tarkkaa sekä soveltuu tarkkuuspunnitsemiseen, mikä on välttämätöntä monien niiden lisäaineiden kohdalla, joita käytetään poraliejuun merellä tapahtuvassa porauksessa.

35 On ilman muuta selvää, että kuviossa 2 esitetty 7 85258 suorakaiteen muotoinen poistoaukko 12 voi poiketa muodoltaan esitetystä sikäli, ettei puhdas suorakaidemuoto ole aivan välttämätön. Aukko ei saa kuitenkaan olla liian pitkä, toisien sanoen nelikulmion sivuja ei saa mitoittaa 5 liian erilaisiksi. Tämä riippuu sekä säteittäisten rootto-risiipien välisen sulkukammion koosta että muodosta ja myöskin poistokanavan 5 pinta-alasta. Tällöin suositetaan sellaista poistokanavan suorakaideosaa, joka vastaa pois-toaukon muotoa. Kanava saadaan näin ensinnäkin rakenteelle) taan yksinkertaiseksi ja lisäksi se voidaan järjestää haluttuun ja edullisimpaan kaltevuuteen, ilman että säiliö-yksikön rakennekorkeus tulee sinänsä liian suureksi, mikä ei ole toivottavaa. Laitteen kohtuullinen kokonaiskorkeus on luonnollisesti tärkeää sen kuljetus- ja käsittelyvai-15 heen kannalta, johon säiliöt joutuvat käytännössä.

On edullista, että poistokanava 5 on tietyssä kaltevuudessa alaspäin/ulospäin epäkeskisesti akselin 7 sul-kuventtiiliin nähden kuvion 1 esittämällä tavalla. Tämä mahdollistaa muun muassa säiliöyksikön sijoittamisen sa-20 maan tarkoitukseen käytettävään laitteeseen poistokammion 5 suuntautuessa tällöin jommalle kummalle puolelle, esimerkiksi säädetyn massavirtauksen syöttämiseksi jommalle kummalle kahdesta yhdensuuntaisesta kuljetuslaitteesta, jotka siirtävät jauhemaisen massan sille tarkoitettuun 25 määräpaikkaan.

Kuvio 1 esittää vielä moottoria 6, joka käyttää akselia 7 asianomaisten välityksien ja viitenumerolla 16 merkityn kytkimen avulla. Kytkin voi olla irrotettava kytkin, jolloin moottori 6 voi kuulua osana merellä toimivan 30 porauslautan kiinteisiin laitteisiin ja olla tarkoitettu käyttämään sulkuventtiiliä 3 ja vastaavaa sekoitinta 8 kuljetussäiliössä, joiden sisältö tyhjennetään porauksen aikana lautalla oleviin laitteisiin vuorotellen tai peräkkäin.

35

Claims (5)

8 85258

1. Laite partikkelimateriaalin, erityisesti jauhemaisen materiaalin ja terveydelle ja/tai ympäristölle vaa-5 raksi muodostuvan materiaalin ja/tai materiaalin, joka ulossyötettäessä pyrkii muodostamaan siltoja tai tukkeutumia, vastaanottamiseksi ja ulossyöttämiseksi annoksina painovoiman alaisena säiliössä olevan aukon läpi, joka laite käsittää säiliön (1) poistoaukon (12), säiliössä 10 olevat pystysuoran käyttöakselin (7) kannattamat sekoitus-elementit (8) sekä elementit säiliön sisällön virtauksen ohjaamiseksi poistoaukkojen läpi, jotka elementit käsittävät pyörivän sulkuventtiilin (3, 9, 10, 12), joka on järjestetty kiinteäksi säiliön alle ja on rakennettu yhteen 15 säiliön kanssa, jolloin pystysuora käyttöakseli (7) on sovitettu käyttämään sulkuventtiiliä sekä ulottuu säiliössä tästä ylöspäin ja on varustettu mainituilla sekoitus-elementeillä (8) ainakin kahdella korkeudella säiliössä, jolloin mainittu poistoaukko (12) on muodostettu pohjale-20 vyyn (13), sulkuventtiiliin, joka on sovitettu antamaan peräkkäiset annokset säiliön sisällöstä poistoaukkoon, tunnettu siitä, että a) säiliö (1) on sovitettu sulkeutumaan täysin tiiviisti ja kuljettavaksi yhdessä sulkuventtiilin kanssa 25 yhtenä yksikkönä, jolloin säiliö on sovitettu jäämään suljetuksi sulkuventtiilin yläpuolella kun tämä käytössä luovuttaa säiliön sisällön, jolloin ilmaa tai kaasua, joka virtaa säiliön sisään luovutetaan sisällön tilan korvaamiseksi, virtaa sulkuventtiilin lävitse, 30 b) poistoaukko (12) on muodoltaan nelikulmio, jonka ainakin kolme sivureunaa (12A - 12D) on orientoitunut siten, että ne muodostavat kulman suhteessa sulkuventtiilis-sä olevaan, läpi kulkevaan moottorilevyyn ja c) alaspäin poistoaukosta (12) kulkee poistokanava 35 (5), jonka muoto vastaa poistoaukon poikkileikkausmuotoa, 9 85258 jolloin kaksi poistoaukon reunaa (12A, 12B) muodostaa huippupisteen, joka sijoittuu siten, että sulkuventtiilin käytön aikana muodostuu poistoalue, jonka pinta kasvaa asteittain suuntaan, joka on poispäin huippupisteestä jo-5 kaista poistoon annettua mainittua annosta kohti.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen laite, tunnettu siitä, että poistoaukko (12) on suorakaiteen muotoinen siten, että kaksi sen vastakkaisista reunoista ovat samalla etäisyydellä käyttöakselin (7) akselin kautta 10 kulkevasta säteittäisestä tasosta ja yhdensuuntaisia tämän kanssa.

3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen laite, tunnettu siitä, että poistoaukko (5) kulkee kaltevasta alaspäin sekä ulospäin ja poispäin käyttöakselin (7) 15 akselista.

4. Jonkin patenttivaatimuksen 1-3 mukainen laite, tunnettu siitä, että pystysuora käyttöakseli (7) alimmasta päästään on irrotettavasti kytketyn kytkentäeli-men (16) kautta liitettynä käyttömoottoriin (6).

5. Jonkin patenttivaatimuksen 1-4 mukainen laite, tunnettu siitä, että poistoaukko (5) käsittää venttiilin (19). 10 85258