NL1018325C2 - Drukontspanningsflotatie-inrichting. - Google Patents

Description

Korte aanduiding: Drukontspanningsflotatie-inrichting.

BESCHRIJVING

De uitvinding heeft betrekking op een 5 drukontspanningsflotatie-inrichting omvattende een flotatietank met een beluchtingssysteem, welk beluchtingssysteem een inrichting omvat voor het onder druk brengen van een flotatievl oei stof en het daarin oplossen van een gas en tenminste een drukontspannings-inrichting voor het verlagen van de druk van de onder druk gebrachte en van opgelost gas voorziene 10 flotatievloei stof, welke drukontspannings-inrichting tenminste één, in een doorvoerleiding van de flotatievloeistof aangebrachte, afsluiter omvat, welke afsluiter stuurbaar is met behulp van een onder werkdruk staand fluïdum en dat drukregelmiddelen aanwezig zijn voor het regelen van de werkdruk van het fluïdum.

15 Een dergelijke drukontspanningsflotatie-inrichting is bekend uit Amerikaans octrooi schrift 5.199.684. De daarin beschreven drukontspanningsinrichting omvat pneumatisch of hydraulisch bediende afsluiters waarin een vast lichaam onder pneumatische of hydraulische regeling een vaste opening meer of minder afsluit.

20 Dergelijke afsluiters, waarbij een vast lichaam beweegt ten opzichte van een vaste opening teneinde de voor doorstroming beschikbare grootte van de opening te regelen zijn in grote mate aan slijtage onderhevig en zijn slechts met veel moeite en ervaring telkens opnieuw (bijvoorbeeld na schoonmaken) op een zodanige stand in te stellen dat het 25 juiste drukverschil over de afsluiter aanwezig is. Het juiste drukverschil is noodzakelijk om de diameter van de gasbelletjes welke door de ontspanning ontstaan in het juiste gebied te verkrijgen, namelijk tussen 20 en 70 micron.

Een andere uitvoeringsvorm van een drukontspannings-30 flotatie-inrichting volgens de bovengenoemde aanhef wordt geopenbaard in de internationale octrooiaanvrage nr. WO 95/26930. In dit octrooi schrift wordt een afsluiter toegepast, voorzien van een, onder invloed van een 1018325 2 onder werkdruk staand fluïdum, instelbaar vlak membraan. Voorts omvat de afsluiter drukregelmiddelen en een werkfluïdum voor het aansturen van de membraanafsluiter.

Amerikaans octrooi schrift nr. 3,542,675 openbaart een klep, 5 waarbij een op een klepsteel bevestigd kleplichaam onder invloed van een op een membraan werkend onder werkdruk staand fluïdum (onder druk staande lucht) in een klepzitting verplaatsbaar is voor het instellen van het door de klep stromende medium.

Doel van de uitvinding is het verschaffen van een 10 drukontspanningsinrichting welke minder aan slijtage onderhevig is, geen bewegende mechanische delen kent en eenmaal ingesteld zodanig dat gasbelletjes van de juiste diameter worden verkregen, automatisch, onafhankelijk van veranderingen in de toegevoerde flotatievloeistof, die instelling handhaaft.

15 Dit doel wordt volgens de uitvinding bereikt, doordat de afsluiter een flexibel slangdeel omvat, welke slangdeel ter plaatse van de afsluiter tenminste een deel van de wand van de doorvoerleiding vormt en waarbij de doorstroomopening van het slangdeel door alzijdige vervorming door het onder werkdruk staande fluïdum instelbaar is.

20 Door het alzijdig uitoefenen van de kracht op de slang vanaf de buitenzijde kan het oppervlak van de doorlaatopening van de slang worden ingesteld op een waarde welke afhankelijk is van de druk van het fluïdum en de druk van de flotatievloeistof.

Een voorkeursuitvoeringsvorm van een drukontspannings-25 flotatie-inrichting volgens de uitvinding wordt gekenmerkt, doordat dat indien de werkdruk van het fluïdum gelijk is aan nul de doorstroomopening van het flexibele slangdeel nagenoeg gelijk is aan de doorstroomopening van de doorvoerleiding.

Daardoor is bereikt dat de omstandigheden in de 30 flotatietank, in het bijzonder de snelheid waarmee de flotatievloeistof aan de flotatietank wordt toegevoerd en derhalve de hoeveelheid gasbelletjes welke in de flotatietank worden geïntroduceerd, op 1018325 3 eenvoudige wijze kan worden geregeld doordat de doorstroomopening eenvoudig kan worden ingesteld. Tevens is bereikt dat de drukontspanningsinrichting vrijwel niet aan verstopping onderhevig is. Een afsluiter zal als gevolg van de werkdruk van het fluïdum een gebogen 5 oppervlak vertonen voor de langsstromende flotatievloeistof zonder scherpe hoeken waarin geen of weinig stroming plaatsvindt en waarin vuildeeltjes zich kunnen ophopen.

Een nog verdere voorkeursuitvoeringsvorm van een drukontspanningsflotatie-inrichting volgens de uitvinding wordt 10 gekenmerkt doordat de drukregel middel en sensormiddelen omvatten voor het waarnemen van de doorstroming van de onder druk gebrachte flotatievloeistof, welke drukregelmiddelen zijn ingericht om bij een geringere doorstroming dan vooraf ingesteld de werkdruk van het fluïdum te verlagen.

15 Het waarnemen van de doorstroming kan bijvoorbeeld gebeuren door het uitvoeren van een drukmeting.

Verdere voordelige uitvoeringsvormen worden beschreven in de bijgevoegde afhankelijke conclusies.

De uitvinding heeft tevens betrekking op een werkwijze voor 20 het ontstoppen van een doorvoerleiding voor flotatievloeistof in een drukontspanningsflotatie-ïnrichting, waarbij een afsluiter in de doorvoerleiding is opgenomen waarvan de doorstroomopening kan worden ingesteld, welke overeenkomstig de uitvinding gekenmerkt wordt, doordat de afsluiter een flexibel slangdeel omvat waarvan de doorstroomopening 25 kan worden ingesteld door alzijdige vervorming van het slangdeel en waarbij in het geval van een ten minste gedeeltelijke blokkade van de doorvoerleiding, de doorstroom-opening zodanig wordt ingesteld dat het slangdeel in doorsnede een binnendiameter heeft welke voldoende groot is voor het door de doostroomopening doen stromen van de tenminste 30 gedeeltelijke blokkade.

Indien onverhoopt gehele of gedeeltelijke verstopping mocht optreden van een afsluiter dan zal dat tot uiting komen in een 1 Ö1 8325 4 verminderde doorstroming van de flotatievloei stof ten opzichte van de doorstroming van de flotatievloei stof indien er geen verstopping aanwezig is. Op zich is bekend hoe groot bij een gegeven werkdruk de hoeveelheid flotatievloei stof is welke bij die gegeven werkdruk en bij niet verstopte 5 afsluiter per tijdseenheid behoort door te komen. Indien de sensorwaarneming aangeeft dat minder flotatievloei stof dan verwacht doorstroomt bij een bepaalde werkdruk dan is dat een aanduiding dat er mogelijk verstopping van een afsluiter plaatsvindt. Die verstopping is dan eenvoudig te verhelpen door de werkdruk van het fluïdum te verlagen, 10 waardoor een grotere hoeveelheid vloeistof door de vergrote opening van de afsluiter kan stromen alsmede de opening zodanig groot kan worden dat een eventueel verstoppend element alsnog door de vergrote opening kan stromen.

De uitvinding zal nu nader worden toegelicht aan de hand 15 van de bijgaande figuren, waarin:

Figuur 1 een schematische weergave is van een drukontspanningsflotatie-inrichting volgens de uitvinding;

Figuur 2 een lengtedoorsnede is van een gangbare afsluiter.

In figuur 1 is met verwi jzingsci jfer 1 een 20 drukontspanningsflotatie-inrichting in schematische vorm weergegeven. De inrichting 1 omvat een flotatietank 2, een recirculatiepomp 3, een verzadigingsvat 4 en drukontspanningsventielen 5. De flotatietank 2 is voorzien van een toevoer 11 voor toevoer van vervuilde vloeistof, het influent. Een schrapermechanisme 6 beweegt in de met pijlen a en b 25 aangegeven richtingen om de sliblaag op de vloeistof te transporteren in de richting van de ruimte 8. De ruimte 8 is afgescheiden van de flotatievl oei stof in de tank 2 door middel van een scherm 7. Via een leiding 12 wordt het slib uit de ruimte 8 verwijderd. Via leiding 13 wordt gereinigde vloeistof uit de tank 2 verwijderd. Scherm 9 zorgt 30 ervoor dat de sli blaag of slibdeeltjes niet in de leiding 13 terecht kunnen komen. Over scherm 10 stroomt de gereinigde vloeistof naar leiding 13. Leiding 14 is aangesloten op tank 2 nabij een plaats waar de 1018325 5 vloeistof reeds grotendeels is gereinigd en verbindt de tank 2 met de recirculatiepomp 3. De recirculatiepomp 3 is via leiding 15 verbonden met verzadigingsvat 4. Aan verzadigingsvat 4 wordt met behulp van inrichting 39 gas onder druk toegevoerd aan het verzadigingsvat 4. In het algemeen 5 is inrichting 39 een luchtpomp welke lucht in het verzadigingsvat 4 pompt, maar ook andere gassen zijn denkbaar. Onderin vat 4 bevindt zich een hoeveelheid vloeistof 51 welke met het door de inrichting 39 onder druk geleverde gas is verzadigd. Via leiding 16 en onder invloed van de overdruk in ruimte 52 in het verzadigingsvat 4 wordt de met gas 10 verzadigde flotatievloeistof getransporteerd naar de drukontspannings- inrichting 5.

In figuur 1 zijn verschillende mogelijke plaatsen aangegeven waar in de drukontspanningsinrichting 5 drukontspannings-ventielen kunnen zijn aangebracht. Zo is drukontspanningsventiel 20 15 aangebracht aan de onderzijde van tank 2, is drukontspanningsventiel 21 aangebracht meer aan de voorzijde van tank 2 en zijn drukontspanningsventiel en 22 en 23 niet op tank 2 aangebracht en aangesloten op de influentleiding 11. De na de drukontspanningsventiel en 22 en 23 ontstane gasbelletjes kunnen dan reeds in de influentleiding 11 hechten aan 20 vuil deeltjes of vlokjes voordat deze de tank 2 instromen.

De met gas verzadigde vloeistof welke via leidingen 16, 17, 18a, 18b, 19a en 19b wordt toegevoerd aan de drukontspanningsventielen 20, 21, 22 en 23 staat onder een druk van ongeveer 6 bar. De met gas verzadigde oplossing expandeert in de drukontspanningsventielen 20, 21, 25 22 en 23. Daardoor komt het opgeloste gas vrij in de vorm van miljoenen kleine belletjes met afmetingen in de grootte-orde 20 tot 70 micron.

Waar tot op heden voor de drukontspanningsventielen 20, 21, 22 en 23 inrichtingen werden gebruikt waarbij een lichaam met een vooraf bepaalde vorm en een vaste opening ten opzichte van elkaar worden bewogen 30 om de tussen het lichaam en de opening gevormde doorlaatopening in te stellen wordt in het kader van de onderhavige uitvinding gebruik maakt van afsluiters.

1018326 6

Een voorbeeld van een dergelijke afsluiter is getoond in figuur 2. De afsluiter 40 getoond in figuur 2 omvat een in hoofdzaak cilindrisch huis 41 hetwelk is voorzien van een toevoeropening 42. Op de toevoeropening kan een leiding 43 worden aangesloten. Een cilindrisch 5 membraan 44 is ingespannen tussen de behuizing 41 en de flenzen 46 en 47. Tussen de behuizing 41 en het membraan 44 is een ruimte 48 aanwezig, welke in verbinding staat met de opening 42.

De werking van afsluiter 40 is als volgt. Met behulp van de koppelstukken 46 en 47 is de afsluiter 40 bevestigd in een, schematisch 10 weergegeven, leiding 53. Door de leiding 53 stroomt vloeistof. De door leiding 53 stromende vloeistof stroomt ook door het cilindergedeelte 50 van de afsluiter 40. Via leiding 43 wordt een fluïdum, een gas of een vloeistof, onder druk via opening 42 in ruimte 48 geperst. De druk van het fluïdum in ruimte 48 kan groter zijn dan de druk in de vloeistof in 15 de ruimte 50. In dat geval zal het membraan 44 doorbuigen tot bijvoorbeeld een stand zoals met streeplijn 45 is aangegeven. Daardoor wordt de doorstroomopening voor de vloeistof in leiding 53 verminderd van de oppervlakte aan de in- of uitgang 49 in koppelstuk 46 tot de oppervlakte van de doorsnede ter plaatse van 54. Bij voldoend hoge druk 20 in ruimte 48 sluit afsluiter 40 de doorstroming van vloeistof door de leiding 53 geheel af.

Bij afsluiters 40, ofwel slangafsluiters, kan de diameter van de opening 49 bij wijze van voorbeeld variëren van 10 tot 30 mm en de lengte van de afsluiter 40 kan bij wijze van voorbeeld variëren van 120 25 tot 220 mm.

Van voordeel in de onderhavige toepassing is dat de doorlaatopening 54 wordt begrensd door het membraan 44 dat, zoals aangegeven met streep!ijnen 45, een vloeiende vorm heeft. Daardoor is bereikt dat de kans bijzonder gering dat een met de flotatievloei stof 30 meegevoerd vuil deeltje gevangen zal komen te zitten in een scherpe hoek waar de stroomsnelheid laag is.

In geval een meegevoerd vuildeeltje in de flotatie- 1018325 7 vloeistof, welke door de leiding 53 stroomt, zodanige afmetingen heeft dat de opening 54 wordt verstopt, ontstaat een drukverschil over het deeltje dat het deeltje alsnog door de opening 54 zal proberen te persen. Daarbij is van voordeel dat het membraan 44 flexibel is en kan de vorm 5 van de opening 54 zich aanpassen aan de vorm en de afmetingen van het deeltje dat voldoende groot is om de opening 54 af te sluiten. Het resultaat daarvan is dat alsnog het betreffende deeltje door de afsluiter 40 zal kunnen passeren. Slechts vuildeeltjes van aanzienlijke afmetingen, welke aanzienlijk groter zijn dan de afmetingen van de opening 54, lopen 10 kans door de afsluiter 40 te worden tegengehouden.

Een dergelijk tegenhouden is merkbaar doordat de hoeveelheid vloeistof die door de leiding 53 stroomt vermindert. Bekend is welke hoeveelheid vloeistof bij een bepaalde druk in de ruimte 48 door de leiding 53 stroomt. Door te detecteren, bijvoorbeeld met sensoren 33, 15 34, 35, 36 en 37 hoeveel flotatievloeistof per tijdseenheid door de betreffende leidingen stroomt kan worden bepaald of zich eventueel een verstopping van een van de afsluiters 20, 21, 22 en 23 heeft voorgedaan. De signalen van de sensoren 33-37 worden door signaalleidingen 28, 29, 30, 31 en 32 gevoerd naar een regel eenheid 38. Regel eenheid 38 is verder 20 ingericht voor het toevoeren van fluïdum onder druk aan de afsluiters 20, 21, 22 en 23 via leidingen 27, 26, 25 resp. 24.

Verder is regelinrichting 38 op een op zich bekende wijze ingericht om de signalen van de sensoren 33-37 welke binnenkomen via signaalleidingen 28-32 om te zetten in een gewenste druk van het fluïdum 25 in de leidingen 24-27.

Indien zich een verstopping voordoet, zoals gedetecteerd door één of meer van de sensoren 33-37 zal de reactie van regelinrichting 38 zijn dat voor een afsluiter in een leiding welke mogelijk verstopt is de druk van het fluïdum in de betreffende leiding 24-37 resp. 43 wordt 30 verlaagd. Door de drukverlaging zal het membraan 44 in de betreffende afsluiters minder gekromd komen te staan, waardoor de opening 54 in de betreffende afsluiters groter wordt waardoor alsnog het betreffende 1018325 8 vuildeeltje door de betreffende afsluiter zal worden doorgelaten.

Bij voorkeur is de regel inrichting 38 zodanig ingericht dat op vooraf bepaalde tijdstippen de druk van het fluïdum in de leidingen 24-27 wordt verlaagd. Daardoor wordt bereikt dat eventuele nog niet 5 gedetecteerde verstoppingen danwel in installaties waarbij sensoren 33-37 niet aanwezig zijn, alsnog de betreffende afsluiters van opgehoopt vuil worden ontdaan.

Een bijzonder voordeel van afsluiters, zoals afsluiter 40, toegepast in een drukontspanningsflotatie-inrichting zoals bij wijze van 10 voorbeeld beschreven met betrekking tot figuur 1, is dat dergelijke afsluiters, welke in gebruik zijn als drukontspanningsventiel, slechts eenmalig hoeven te worden afgesteld voor wat betreft de druk van het fluïdum dat via leiding 43 in een ruimte 48 wordt geperst. De opening 54 zal bij een bepaalde druk in de ruimte 48 en bij een bepaalde druk van de 15 met gas verzadigde flotatievloei stof in de leiding 53 altijd zorgen voor een door die twee drukken bepaalde drukval over de afsluiter 40. Bij voorkeur wordt de druk in de ruimte 48 zodanig gekozen dat in de vloeistof welke de afsluiter 40 heeft doorlopen gasbelletjes van een gewenste diameter ontstaan. Het voordeel van een afsluiter 40 als 20 drukontspanningsventiel is dat bij een bepaalde druk van de toegevoerde flotatievl oei stof de diameter van de na de drukontspanning ontstane gasbelletjes direct is gerelateerd aan de druk in de ruimte 48.

Daardoor is bereikt dat voor het instellen van een gewenste diameter van de gasbelletjes voor de flotatie slechts de druk van het 25 fluïdum in de ruimte 48 behoeft te worden ingesteld. Ingewikkelde mechanische afstellingen en mechanismen om mechanisch een lichaam en een opening zodanig ten opzichte van elkaar te positioneren dat weer gasbelletjes van de juiste diameter ontstaan nadat de installatie buiten werking is geweest is niet meer noodzakelijk. Bij bestaande mechanische 30 installaties kan in de praktijk niet zomaar automatisch weer dezelfde afstelling worden gekozen om hetzelfde resultaat te bereiken. Bij de volgens de onderhavige uitvinding toegepaste afsluiters is het wel 1018325 9 mogelijk om steeds dezelfde instelling te kiezen om hetzelfde resultaat te bereiken.

SIangafsluiters bestaan uit een stuk flexibele slang, waardoorheen gas of vloeistof kan stromen. In het onderhavige geval 5 stroomt er met gas verzadigde flotatievloeistof doorheen. Rond de slang is een op de slang aansluitende behuizing aanwezig voor het vormen van een ruimte tussen de behuizing en de slang. In de ruimte tussen de behuizing en de slang kan een fluïdum onder druk worden toegevoerd. Het fluïdum oefent een druk uit op de buitenzijde van de slang waardoor de 10 doorlaat van de slang afneemt. Als slangmateriaal komen bijvoorbeeld in aanmerking EPDM, NR, SPR, Neopreen CR, butyl rubber, FKM, siliconen SI PUR, enzovoort. In de onderhavige toepassing zal vaak de diameter van de slang, afhankelijk van het debiet, zijn gelegen tussen 10 en 40 mm. Wanddiktes van de slang kunnen daarbij variëren van 4-8 mm.

15 Na het voorgaande zullen voor de vakman velerlei uitvoeringsvormen en modificaties van de uitvinding voor de hand liggen. Al dergelijke uitvoeringsvormen en modificaties worden geacht tot de uitvinding te behoren.

20 1018325

Claims (5)

1. Drukontspanningsflotatie-inrichting omvattende een flotatietank met een beluchtingssysteem, welk beluchtingssysteem een 5 inrichting omvat voor het onder druk brengen van een flotatievloei stof en het daarin oplossen van een gas en tenminste een drukontspannings-inrichting voor het verlagen van de druk van de onder druk gebrachte en van opgelost gas voorziene flotatievloei stof, welke drukontspannings-inrichting tenminste één, in een doorvoerleiding van de flotatievloeistof 10 aangebrachte, afsluiter omvat, welke afsluiter stuurbaar is met behulp van een onder werkdruk staand fluïdum en dat drukregelmiddelen aanwezig zijn voor het regelen van de werkdruk van het fluïdum, met het kenmerk, dat de afsluiter een flexibel slangdeel omvat, welke slangdeel ter plaatse van de afsluiter tenminste een deel van de wand van de 15 doorvoerleiding vormt en waarbij de doorstroomopening van het slangdeel door alzijdige vervorming door het onder werkdruk staande fluïdum instelbaar is.

2. Drukontspanningsflotatie-inrichting volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat indien de werkdruk van het fluïdum gelijk is aan nul 20 de doorstroomopening van het flexibele slangdeel nagenoeg gelijk is aan de doorstroomopening van de doorvoerleiding.

3. Drukontspanningsflotatie-inrichting volgens één of meer van de voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat de drukregelmiddelen voor het regelen van de werkdruk van het fluïdum een cilindrisch om het 25 slangdeel heen georiënteerde drukkamer omvatten.

4. Drukontspanningsflotatie-inrichting volgens één of meer van de voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat de drukregelmiddelen sensormiddelen omvatten voor het waarnemen van de doorstroming van de onder druk gebrachte flotatievloeistof, welke drukregelmiddelen zijn 30 ingericht om bij een geringere doorstroming dan vooraf ingesteld de werkdruk van het fluïdum te verlagen. 1018325

5. Werkwijze voor het ontstoppen van een doorvoerleiding voor flotatievloeistof in een drukontspanningsflotatie-inrichting, waarbij een afsluiter in de doorvoerleiding is opgenomen waarvan de doorstroomopening kan worden ingesteld, met het kenmerk, dat de afsluiter een flexibel 5 slangdeel omvat waarvan de doorstroomopening kan worden ingesteld door alzijdige vervorming van het slangdeel en waarbij in het geval van een ten minste gedeeltelijke blokkade van de doorvoerleiding, de doorstroomopening zodanig wordt ingesteld dat het slangdeel in doorsnede een binnendiameter heeft welke voldoende groot is voor het door de 10 doostroomopening doen stromen van de tenminste gedeeltelijke blokkade. 1018325