FI96056C - Nesteenpumppausmenetelmä - Google Patents

Description

1 96056 NESTEENPUMPPAUSMENETELMÄ

Keksinnön kohteena on patenttivaatimuksen 1 johdanto-osassa määritelty nesteenpumppausmenetelmä.

5 Normaalisti pumpulla tai muulla tavoin imemäl lä on teoreettinen imukorkeus vedellä n. 10,2 m. Tiheydeltään vettä kevyemmillä nesteillä saavutetaan suurempi imukorkeus ja vastaavasti tiheydeltään vettä raskaammilla nesteillä pienempi nostokorkeus. Lisäksi 10 nesteen virtauksesta imuputkessa aiheutuva painehäviö pienentää saavutettavaa nostokorkeutta.

Tarvittaessa suurempia imukorkeuksia kuin mihin normaalisti pystytään, käytetään tavallisesti uppopumppua, joka on tehty rakenteeltaan sellaiseksi, 15 että se voidaan upottaa pumpattavaan nesteeseen. Tällöin pumpulta ei vaadita imukorkeutta.

Käytännössä on kuitenkin useita sovelluksia, joissa uppopumppua ei voida käyttää. Yleensä merkittävimpänä syynä on se, että uppopumppu on kooltaan ja 20 painoltaan niin suuri, että sitä ei saada pumpattavaan nesteeseen. Eräs tällainen sovellus on öljyvahinkojen torjunta haaksirikkoutuneissa ja uponneissa laivoissa ja muut vedenalaiset tai veden alle joutuneet rakenteet, joista pyritään poistamaan öljyä tai muita nes-25 teitä.

:v Tunnettua tekniikkaa on esitetty muun muassa julkaisuissa SE 61879, DE 91886, DE 133722, DE 158178, DE 810462, DE 1055964 ja DE 1152021.

Esimerkiksi laivojen kaksoispohjien välisiä 30 tiloja käytetään yleisesti polttoainetankkeina ja haak-sirikkotilanteissa, vaikka alempi pohja repeää, suurin *' osa polttoaineesta jää säiliöihin. Tällöin ainoa tie päästä säiliöihin käsiksi turvallisesti on säiliöiden ilmakanavat, jotka usein ovat mutkikkaita ja suhteelli-35 sen pieniä läpimitaltaan. Samoin yleensä isommissa aluksissa pumppauskorkeudeksi ilmakanavaa pitkin muodostuu 10 - 20 m, jolloin tavallinen imu ei ole mahdol- 96056 2 linen. Toisaalta kanavien ahtaudesta johtuen ei voida käyttää uppopumppuja.

Keksinnön tarkoituksena on poistaa edellä mainitut epäkohdat. Erityisesti keksinnön tarkoituksena 5 on tuoda esiin uudenlainen pumppausmenetelmä, joka mahdollistaa erilaisten nesteiden imupumppauksen huomattavasti yli 10 metrin olevilla imukorkeuksilla.

Keksinnölle tunnusomaisten seikkojen osalta viitataan vaatimusosaan.

10 Keksinnön mukaisessa nesteenpumppausmenetel- mässä yli teoreettisen nostokorkeuden olennaisesti suljetuista tiloista imuputkeen aiheutetaan alipaine, jolla siirrettävä neste imetään ja imettävän nesteen läheisyyteen sijoitetaan kaasunsyöttöputki. Kaasunsyöt-15 töputkea pitkin nesteeseen johdetaan paineistettu, voimakas höyryvirtaus, joka pisaroittaa pumpattavan nesteen, jolloin neste ja paineella purkautuva höyry muodostavat seoksen, joka imuputken alipaineella siirretään imuputkea pitkin tilasta pois. Keksinnön mukai-20 sesti kuuma höyry johdetaan imuputken sisällä olevalla kaasunsyöttöputkella imettävään nesteeseen ja lisäksi osa höyrystä suunnataan kohti pumpattavaa nestettä ja osa suunnataan imuputken imusuuntaan.

Keksinnön perusideana on se, että raskas ja 25 jäykkä suuriviskositeettinen neste saadaan voimakkaan :· kaasuvirtauksen avulla olennaisesti kaasumaisessa olo tilassa olevaksi seokseksi, jonka imeminen on mahdollista vastaavan nesteen teoreettista maksimi-imukor-keutta suuremmilla imukorkeuksilla imuputkessa vallit-30 sevan suuren alipaineen avulla. Kyseessä on siis kaksi-faasivirtaus.

·· Kuumalla höyryllä saavutetaan kaksi etua.

Ensiksikin höyry lämmittää öljyä ja pienentää näin öljyn viskositeettia, jolloin siitä saadaan sopivaa 35 pumpattavaa seosta ja toiseksi imuputkessa virtaava kuuma höyry lämmittää imuputkea ja siinä virtaavaa seosta pitäen näin pumpattavan seoksen tasalaatuisena 96056 3 ja hyvin liikkuvana.

Eräässä keksinnön sovelluksessa kaasuvirtauk-sessa käytetään sekä kuumaa höyryä että paineilmaa sopivassa suhteessa riippuen aina pumpattavan nesteen 5 viskositeetista, tiheydestä, ympäröivistä lämpötila-olosuhteista ja imukorkeudesta.

On huomattava, että keksinnön mukaisessa pump-pausmenetelmässä imettävän seoksen ei välttämättä tarvitse pysyä tasalaatuisena neste-kaasuseoksena koko 10 imuputken matkaa, vaan olennaista on, että pumpattava neste pysyy pisaroituneena ja kaasuun sekoittuneena sen teoreettiseen imukorkeuteen saakka, minkä jälkeen seoksen nestemäiset ja kaasumaiset osat voivat erota toisistaan muodostaen imuputken yläpäähän pumpattavan 15 nesteen ja kaasun muodostamia erillisiä virtauspulsse-ja.

Eräässä keksinnön sovelluksessa imuputkena ja kaasunsyöttöputkena käytetään riittävän joustavia ja notkeita sisäkkäisiä putkia, jotka työnnetään tyhjen-20 nettävään tilaan tai tilan läheisyyteen siihen johtavaa kanavaa pitkin. On huomattava, että usein esim. haaksi-rikkotilanteissa ja säiliön alapohjan repeytyessä veden paine painaa säiliössä olevaa polttoainetta ilmaputkea pitkin ylöspäin olennaisesti merenpinnan tasoon, jol-25 loin imuputkea ei tarvitse työntää säiliöön saakka.

:* Eräässä toisessa keksinnön sovelluksessa, eri tyisesti silloin, kun tyhjennykseen käytettävä kanava on suhteellisen pieni ja se on ulkopäästään suljettavissa painetiiviisti, voidaan tätä kanavaa käyttää 30 imuputkena ja vain kaasunsyöttöputki johtaa tätä kanavaa pitkin pumpattavaan nesteeseen tai sen läheisyyteen.

Keksinnön mukaisen pumppausmenetelmän etuna tunnettuun tekniikkaan verrattuna on, että se mahdol-35 listaa ahtaissakin paikoissa suuret imukorkeudet, jotka ovat merkittävästi vastaavien nesteiden teoreettisia imukorkeuksia suuremmat. Keksinnön mukainen pumppaus- 96056 4 menetelmä toimii tietenkin myös pienillä imukorkeuksil-la ja sitä tehokkaammin, mitä pienempi imukorkeus, vaikka menetelmä on pääasiassa suunniteltu yli 10 m:n imukorkeuks i1le.

5 Seuraavassa keksintöä selostetaan yksityiskoh taisesti viittaamalla oheisiin piirustuksiin, joissa kuva 1 esittää kaaviollisesti erästä keksinnön mukaista menetelmää ja kuva 2 esittää erästä keksinnön mukaisen laitteen yksilö tyiskohtaa.

Kuvassa 1 on esitettynä keksinnön mukaisen pumppausmenetelmän eräs kaaviokuva. Siinä kaksoispoh-jalla varustetussa laivassa 5 on kaksoispohjassa suljettuja tiloja 1, jotka muodostavat laivan poltto-15 ainesäiliöt. Jokaisesta säiliöstä nousee laivan kannelle määräysten mukaiset ilmakanavat 4. Koska ilmakanavaa pitkin suoritettavan tilan 1 tyhjennyksen imukorkeus on yleensä suuremmissa aluksissa yli 10 m, ei säiliön tyhjentäminen perinteisellä imupumppauksella ole mah-20 dollista. Keksinnön mukaisesti se tapahtuu seuraavasti.

Käytetään pumppausjärjestelmää, johon kuuluu alipaineyksikkö 6, esimerkiksi nesterengaspumppu, joka on yhdistetty putkella 7 varmistussuodattimeen 8, joka estää pumpattavan nesteen pääsyn alipaineyksikköön.

25 Varmistussuodatin 8 on yhdistetty putkella 9 imusäili-öön 10, joka toimii myös erotuskammiona.

Erotuskammiosta 10 lähtee imuputki 2, joka viedään ilmaputken 4 kautta suljettavaan tilaan 1 tai sen läheisyyteen. Lisäksi järjestelmään kuuluu höyryn-30 kehitin tai paineilmankehitin 11, joka on putkella 12 yhdistetty imusäiliöön 10, josta putki 12 johdetaan * imuputken 2 sisälle ja näin imuputken mukana pumpatta van nesteen läheisyyteen.

Imuputken erään sovelluksen tarkempi rakenne 35 on esitettynä kuvassa 2. Imuputki 2 on sopivan joustavaa ja taipuisaa rakennetta, joka voidaan työntää mut-kaisiakin kanavia pitkin tyhjennettävään säiliöön.

96056 5

Imuputken sisällä kulkee joustava kaasunsyöttöputki 3, joka on ulkopäästään kiinnitetty kiinnityksellä 13 imuputken 2 pään läheisyyteen. Tässä sovelluksessa kaasunsyöttöputken 3 päähän on järjestetty kolme eril-5 listä suutinta seuraavasti. Ensimmäinen suutin 14 on käännetty suuntaamaan kaasupurkaus takaisin imuputkeen eli se muodostaa voimakkaan alkuvirtauksen imuputken päässä imettävälle materiaalille. Kaksi muuta suutinta 15 ja 16 on suunnattu imuputken suuaukosta poispäin 10 viistosti ja kulmassa toisiinsa nähden niin, että ne suuntaavat voimakkaat kaasupurkaukset imettävään nesteeseen imuputken pään läheisyydessä.

Piirustuksissa esitettyä järjestelmää käytetään seuraavasti. Tyhjennettäessä esim. laivan 5 polt-15 toainetankkia 1, jossa on raskasta polttoöljyä, säiliön ilmakanavaan työnnetään esim. rakenteeltaan kuvan 2 mukainen imuputki ulottumaan polttoaineen pinnan lähei-syyteen.

Tämän jälkeen alipaineyksikkö 6 käynnistetään 20 muodostamaan järjestelmään voimakas alipaine ja samalla höyryn- ja kaasunkehitysyksiköstä 11 puhalletaan voimakas kaasuvirtaus kaasunsyöttöputken 3 kautta suuttimiin 14 - 16. Koska kyseessä on raskas polttoöljy, käytetään ainakin osittain kuumaa höyryä, johon mahdollisesti 25 sekoitetaan sopivassa määrin kantoilmaa. Tällainen .. kaasuseos purkautuu voimalla suuttimista 15 ja 16 imet tävään polttoöljyyn lämmittäen, notkeuttaen ja pisa-roittaen sen ilman kanssa seokseksi, joka imuputkessa 2 vallitsevan voimakkaan alipaineen ja suuttimen 14 suun-30 taaman voimakkaan kaasupurkauksen yhteisvaikutuksesta tehokkaasti virtaa imuputkea pitkin imusäiliöön 10.

Höyryn käyttömäärä ja lämpötila valitaan vallitsevien lämpötilaolosuhteiden mukaan sopivaksi.

Suuttimen 14 kuumasta höyrystä ja imuputken 35 sisällä olevasta kuumasta kaasunsyöttöputkesta johtuen raskas polttoöljy virtaa sumumaisena seoksena helposti ainakin sen kriittisen imukorkeuden yli, jonka jälkeen 96056 6 normaali pumppauskin on mahdollista.

Imusäiliössä 10 imettävä neste erotetaan kaasuista kaasujen edelleen kulkiessa putken 9 ja varmis-tussuodattimen 8 sekä putken 7 kautta alipaineyksikköön 5 6. Erotuskammiossa 10 voi olla jatkuva, esim. ruuvitoi- minen, imetyn nesteen poisto, jolloin sen suhteellisen pienestä tilavuudesta huolimatta imuprosessi voi olla jatkuvaa.

Edellä keksintöä on selostettu yksityiskohtai-10 sesti esimerkkien avulla keksinnön eri sovellusten ollessa kuitenkin mahdollisia patenttivaatimusten rajaaman keksinnöllisen ajatuksen puitteissa.

II

Claims (6)

96056

1. Nesteenpumppausmenetelmä yli teoreettisen nostokorkeuden olennaisesti suljetuista tiloista (1), 5 jossa menetelmässä - imuputkeen (2) aiheutetaan alipaine, jolla siirrettävä neste imetään ja imettävän nesteen läheisyyteen sijoitetaan kaasunsyöttöputki (3), - kaasunsyöttöputkea pitkin nesteeseen johdetaan pai-10 neistettu, voimakas höyryvirtaus, joka pisaroittaa pumpattavan nesteen, jolloin neste ja paineella purkautuva höyry muodostavat seoksen, joka imuputken (2) alipaineella siirretään imuputkea pitkin tilasta (1) pois, 15 tunnettu siitä, että - kuuma höyry johdetaan imuputken (2) sisällä olevalla kaasunsyöttöputkella (3) imettävään nesteeseen ja - osa höyrystä suunnataan kohti pumpattavaa nestettä ja osa suunnataan imuputken (2) imusuuntaan.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että kaasuvirtauksena käytetään kuumaa höyryä ja paineilmaa tapauskohtaisesti sopivassa suhteessa.

3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen mene-25 telmä, tunnettu siitä, että imuputkena (2) ja kaasunsyöttöputkena (3) käytetään sisäkkäisiä joustavia putkia, jotka työnnetään tyhjennettävään tilaan (1) siihen johtavaa kanavaa (4) pitkin.

4. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen mene-30 telmä, tunnettu siitä, että imuputkena käytetään tyhjennettävään tilaan johtavaa kanavaa (4), jota pitkin kaasunsyöttöputki johdetaan pumpattavan nesteen läheisyyteen.

5. Patenttivaatimuksen 4 mukainen menetelmä, 35 tunnettu siitä, että tyhjennettävänä tilana (1) on laivan tankki ja tyhjennyskanavana tankin ilmakanava (4) eli ylivirtausputki. 96056

6. Jonkin patenttivaatimuksista 1-5 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että menetelmää käytetään pumpattaessa uponneiden tai haaksirikkoutuneiden alusten polttoainetankeista niissä olevaa 5 öljyä tai muissa tankeissa olevia muita nestemäisiä aineita. li 96056