NO20140994A1

NO20140994A1 - Ramme til filterduk

Info

Publication number: NO20140994A1
Application number: NO20140994A
Authority: NO
Inventors: Andrew John Ralph
Original assignee: United Wire Ltd
Priority date: 2012-02-16
Filing date: 2014-08-15
Publication date: 2014-08-15
Also published as: RU2014137324A; BR112014020273A8; US9592535B2; RU2651852C2; GB201219679D0; GB2499692A; GB2499692B; US20150021241A1; NO343500B1; CA2863871C; GB201202675D0; CA2863871A1; WO2013121227A1; GB2499423A; BR112014020273A2

Abstract

En støtteramme for filterduk omfattende ent perimeter plassert i et horisontalt plan som definerer en vertikal retning normal for vedkommende plan, vedkommende perimeter er forsterket av et arrangement av forsterkede tråder, vedkommende arrangement omfattende en første gruppering av stort sett parallelle, strukturelle tråder som strekker seg mellom motsatte områder av perimeteren i et første horisontalt plan, en andre gruppering av stort sett parallelle, strukturelle tråder som strekker seg mellom motsatte områder av perimeteren i et andre horisontalt plan, vedkommende første og andre grupperinger av strukturelle tråder blir innstilt i vinkel til hverandre og i kontakt med hverandre, og danner således et mangfold av kontaktpunkter mellom strukturelle tråder av henholdsvis den første og andre gruppering, arrangementet videre omfattende minst ytterligere en strukturell tråd, vedkommende strukturelle tråd strekker seg mellom motsatte områder av perimeteren og blir plassert parallelt til, og stort sett vertikalt plassert vekk fra, en tråd i den første grupperingen av strukturelle tråder, og i kontakt med tråder i den andre grupperingen.

Description

RAMME FOR FILTERDUK

Område for offentliggjørelsen

Utforminger offentliggjort her relaterer vanligvis til en støtteramme for filterduk omfattende en perimeter, spesielt, men ikke eksklusivt for å danne en del av en filterduk, f.eks. for bruk i en vibrasjonssikt for å separere faste stoffer fra en væske-/fast stoff-blanding.

Bakgrunn

Separere faste stoffer fra væsker på en effektiv måte er et utbredt teknisk problem. En av de mest praktiske og robuste metodene for å oppnå dette er bruken av en sil, eller filterduk, til å sikte de faste stoffene fra blandingen av væske og fast stoff.

Når det bores etter olje og/eller gass, brukes syntetiske borevæsker eller slam. Siden slam er relativt kostbare å produsere, blir de vanligvis gjenvunnet etter at de er brukt i en prosess som inkluderer å sikte stein, borekaks og annet avfall fra slammet. Dette involverer bruken av en såkalt vibrasjonssikt som har tilpasset én eller flere sikteduker, laget av en filterdukramme med ett eller flere ark av vevd stålrist eller filterduk, strukket over og festet til den. I bruk vibrerer vibrasjonssikten sikteduken eller -dukene for å hjelpe sikteprosessen.

For å kunne motstå påkjenningen av denne sikteprosessen, må siktedukene ha en viss stivhet og være svært slitesterke. Dette har resultert i en design for sikteduker som har en filterdukramme med et mangfold av forsterkende "ribber". En typisk design av en filterdukramme er rektangulært omfattende et ytre rektangulært perimeter med hver side forbundet med den motsatte siden av et mangfold av ribber. En slik design resulterer i et mangfold av rektangulære åpninger. Vanligvis er filterduken festet ikke bare til den rektangulære perimeteren, men også til ribbene, for å gi bedre festing av filterduken til rammen og å forlenge dens levetid.

I lys av det faktum at siktedukene blir tvunget inn i stilling, har slike filterdukrammer i en tid vært laget av plastmaterialer for å redusere vekten. En typisk design for filterdukrammer av plast blir forsterket ved å inkludere en metalltrådstruktur, innkapslet inne i plastens rektangulære perimeter og ribbearrangement.

Det er imidlertid blitt funnet at slike tråder kan mangle den nødvendige stivheten, spesielt når de strekker seg mellom lange avstander for store filterdukrammer, og gir etter under tyngdekraft som reduserer effektiviteten som forsterkende strukturer.

Det er blitt foreslått, i f.eks. GB 2461725, å bruke forsterkende ribber mellom den øvre og nedre grupperingen av tråder for å forbedre den totale stivheten av filterdukburet og rammen. Bruk av slike ribber krever imidlertid modifikasjon av produksjonsprosessen og tilknyttet bestykning og øker materialkostnader og kompleksitet.

Derfor ville ytterligere måter til å forbedre stivheten til slike filterdukrammer uten å introdusere betydelig vekt til filterdukrammen være svært ønskelig.

Kort beskrivelse av tegningene

Offentliggjøringen vil nå bli beskrevet ved hjelp av eksempler og med henvisning til de medfølgende tegninger hvor: Figur 1 er et perspektivsnitt av en del av en kjent filterduk; Figur 2 er en perspektiwisning av en støtteramme for filterduk som danner en del av en slik filterduk. Figur 3 er en perspektiwisning av en støtteramme for filterduk i henhold til offentliggjøringen; Figur 4 er en detaljert perspektiwisning av en del av støtterammen for filterduk i figur 3; Figur 5 er et forstørret delvis tverrsnitt av rammestrukturen vist i figur 3 og 4; Figur 6 illustrerer matematiske seksjoner brukt til å modellere stivheten til rammen i figur 2; og Figur 7 illustrerer matematiske seksjoner brukt til å modellere stivheten til rammen i figur 3.

Detaljert beskrivelse

Figur 1 viser en kjent filterduk (10] omfattende en ramme (12) hvor tre lag med vevd stålrist er festet til rammen (14), vist i i perspektivsnitt for lett henvisning. Rammen (12) omfatter en ortogonal gruppering av celler dannet fra kryssende plastribber (16) formet over øvre og nedre grupperinger av strukturelle tråder (18), (20). Figur 2 viser en trådstruktur eller underramme (22) som vil bli innkapslet i plastmateriale, slik som et termoplastmateriale, for å danne en filterdukramme som i figur 1. Struktur (22) omfatter en rektangulær perimeterramme (24) fra motsatte sider hvor det løper et mangfold av ståltråder (25), (25 '), (26), (26'), sveiset sammen for å danne øvre gruppering (18) og nedre gruppering (20) av ortogonalt kryssende tråder, de to grupperingene plassert med avstand fra hverandre. Gruppering (18) blir dannet fra de øvre ortogonalt kryssende tråder (25), (26) og gruppering (20) blir dannet fra nedre ortogonale tråder (25'), (26'). Der det er ønskelig, og er kjent i faget, blir avstandsstykker (27) sveiset mellom utvalgte tråder i øvre og nedre gruppering for å opprettholde en ønsket separasj onsavstand.

Filterdukrammen har vanligvis en lengde på mellom 60 og 1300 cm og en bredde på mellom 60 og 100 cm. Under forming for å skape plastribbene vist i figur 1, opplever tråd (25), (25'), (26), (26') en reduksjon av stivhet på grunn av lengden hvor de ikke er støttet. Dette fører til at trådene bøyer seg og kommer i kontakt med formingsverktøyet, og forårsaker at trådene stikker gjennom innkapslingene etter at de er formet. Dette er spesielt for de tråder (26), (26') som løper lengden av filterdukrammen som ikke er støttet over en større avstand.

I henhold til offentliggjøringen og som vist i figur 3,4 og 5, blir det skaffet en skjermramme som har en rektangulær perimeter (24). Perimeteren er forsterket av et første øvre arrangement (18) av forsterkende tråder og et nedre andre arrangement (20) av forsterkede tråder.

Som man kan se i detaljer i figur 5, skaffer strukturelle tråder (26) den første grupperingen av strukturelle tråder for det øvre arrangementet (18) og strukturelle tråder (26') skaffer den første grupperingen av strukturelle tråder for det andre nedre arrangementet (20). Også vist i figur 5 er en tråd fra den andre grupperingen som er ortogonal til trådene i den første grupperingen (26), (26'). Som man kan se, er trådene i den første og andre grupperingen i både det første (18) og andre (20) arrangementet i kontakt.

Det blir også skaffet ytterligere strukturelle tråder (30) fra det øvre arrangementet (18), og ytterligere tråder (30') for det nedre arrangementet (20). Som man kan se, er de ytterlige, strukturelle trådene (30), (30') parallelt og vertikalt plassert vekk fra en tråd i den første grupperingen (26) i henholdsvis det første og andre arrangementet.

Det vil også bli merket at bare noen av trådene (26) i det øvre arrangementet (18) og det nedre arrangementet (20) har korresponderende strukturell tråd (30), (30').

De sekundære tråder (30), (30') stiver vekselvis forhåndseksisterende tråder i lengderetning (26), (26') som hjelper til å hindre de forhåndseksisterende tråder fra bøyning ved forming og forbedrer den totale stivheten til burstrukturen (22).

Som vist i figur 3, løper disse støttende sekundære trådene langs lengden av rammen kolineært og proksimalt til utvalgte tråder (26), (26') selv om de, hvis det er ønskelig, kan bli brukt til å forsterke tråder som løper langs bredden av rammen.

Hvis det er ønskelig, kan det skaffes ytterlige strukturelle tråder for alle tråder (26), (26') som løper lengden av rammen, men vanligvis vil det være tilstrekkelig å skaffe sekundære tråder for annenhver tråd som løper lengden av rammen, som vist.

Ved å ha to proksimale tråder, skaffer trådparene (30), (26) og (30'), (26') effektivt en bjelkestruktur som er tilsvarende til deres totale diameter pluss diameteren til tråden fra den sekundære grupperingen mellom dem. Således, som vist i figur 4, hvis tråder (30), (26) begge har en tverrsnittsdiameter på 2,5 mm med et gap på 1,5 mm mellom dem, opptrer de som en bjelke på 6,5 mm.

Ved å trykke på det forsterkede buret i figur 3, og det uforsterkede buret i figur 2 med den samme mengde kraft, ble det observert en betydelig økning i stivhet i det forsterkede buret. For å kvantifisere mengden av forbedring, ble det foretatt en endelig analyse i ANSYS Workbench-modelleringsprogramvare (tilgjengelig fra ANSYS, Inc. i Canonsburg, Pennsylvania, USA] for å sammenligne stress og defleksjon i de respektive rammene. For en vanlig belastning utviste et tradisjonelt bur som vist i figur 2 en maksimal defleksjon på 0,94 mm, et forsterket bur som vist i figur 3 utviste en maksimal defleksjon på 0,53 mm. Således, når de respektive strukturene ble lastet og tvunget inn på en identisk måte, bøyde den forsterkede strukturen seg 43 % mindre. Den foreliggende offentliggjøringen gir en betydelig forbedring i stivheten funnet med enkle tråder som vist i rammen i teknikkens stand i figur 2, med dette oppnådd med mindre materialkostnad enn ved å bruke en stiv stang siden tråden er billigere og med mindre kompleksitet siden de sekundære tråder lett kan bli innlemmet i de eksisterende produksjonsteknikker.

Teoretisk modellering illustrerer forbedringene oppnådd ved bruk av offentliggjøringen: For en ramme som vist i figur 2 når den er formet til en filterduk, kan kalkulasjon av den andre momentflaten gi en indikasjon på stivheten til strukturen. Figur 6 viser som diagram hvordan den andre momentflaten for rammen i figur 2 kan vises. Figur 6 (a) representerer rammen (12) som polypropylen med to styrkende ståltråder tilsvarende til trådene i øvre og nedre grupperinger (18), (20). Disse tråder (25) har et rundt tverrsnitt med 2,5 mm diameter. For å forenkle kalkulasjonen av den andre momentflaten, kan de runde trådene bli omdannet til en firkantet seksjon av et tilsvarende andre moment, se figur 6(b), hvor den tilsvarende firkantete tråddimensjonen er 2,19 x 2,19 mm.

Ved å holde høyden konstant, gir bredden av stålseksjonen når den blir multiplisert med modulforholdet den tilsvarende bredden av den firkantete ståltråden som polypropylen.

Youngs modul (mykt stål) =ES = 210 GPa

Youngs modul (polypropylen) Epp = 0,896 GPa

I Tilsvarende bredde = 2,19 x (ES/EPP) = 513 mm

Dette blir vist i figur 6(c) hvor (c) representerer en tilsvarende omformet polypropylenseksjon som har de samme egenskaper som den sammensatte seksjon av 6(a).

Det andre moment for den omformete seksjon = I™ totalt = Iflatei + (Iflate2) + [Iflates) hvor:

Iflatei er Og IFLATEI, IFLATE3er

b=bredde, d=høyde, A=flate, h=avstand fra nøytral akse til tyngdepunkt.

Dette gir andre momenter som vist nedenfor:

Ved å bruke det samme prinsippet kan den andre momentflaten bli funnet for den forsterkede strukturen i figur 3. Først blir modellen omformet til en tilsvarende polypropylenseksjon, se figur 7 hvor 7 (a) viser modellen med parete ståltråder og 7(c) viser den tilsvarende polypropylen.

Den andre momentflaten tilsvarer:

hvor Iflate4 og Iflates blir kalkulert som for Iflate2 og Iflate3.

Dette gir en total andre momentflate som nedenfor:

Desto høyere I, desto stivere er en bjelke og mer belastning er nødvendig for å generere defleksjoner. Den forsterkede strukturen utviser en høyere I og er derfor bedre enn rammen i figur 2.

Fra endelig elementanalyse ved bruk av ANSYS Workbench, ble det observert at en kjent defleksjon (0,2254 mm) skjedde på midten av en RM3 industriell filterduk når en 60 m/s<2>akselerasjon ble påført filterduken ved bruk av defleksjonsligningen

i Ved å rearrangere ligningen ovenfor er det mulig å kalkulere hvilken kraft som er nødvendig for å generere en kjent defleksjon for de forskjellige andre momentflatene kalkulert ovenfor.

i Ved å arbeide med disse verdiene og ved å rearrangere defleksjonsligningen til beregnet kraft, ble det funnet at den forsterkede rammen var 1,3 ganger stivere enn rammen i figur 2 (2,37 N sammenlignet med 1,77 N).

I henhold til ett aspekt av den foreliggende offentliggjøringen, blir det skaffet en ) støtteramme for filterduk omfattende en perimeter plassert i et horisontalt plan som definerer en vertikal retning normal for vedkommende plan, vedkommende perimeter er forsterket av et arrangement av forsterkede tråder, vedkommende arrangement omfattende en første gruppering av stort sett parallelle, strukturelle tråder som strekker seg mellom motsatte områder av perimeteren i et første horisontalt plan, en andre 5 gruppering av stort sett parallelle, strukturelle tråder som strekker seg mellom motsatte områder av perimeteren i et andre horisontalt plan, vedkommende første og andre grupperinger av strukturelle tråder blir innstilt i vinkel til hverandre og i kontakt med hverandre, og danner således et mangfold av kontaktpunkter mellom strukturelle tråder av henholdsvis den første og andre gruppering, arrangementet videre omfattende minst ytterligere én strukturell tråd, vedkommende strukturelle tråd strekker seg mellom motsatte områder av perimeteren og blir plassert parallelt til, og stort sett vertikalt i avstand fra, en tråd i den første grupperingen av strukturelle tråder, og i kontakt med tråder i den andre grupperingen.

Apparatet i den foreliggende offentliggjøringen skaffer således et arrangement av to parallelle tråder over og under og i kontakt med trådene i den andre grupperingen. Vedkommende arrangement skaffer en spesielt stiv kontakt og mye større stivhet enn hvis den minst ene ytterligere strukturelle tråden ikke var til stede.

Vanligvis blir den minst ene ytterligere strukturelle tråden plassert vekk fra en tråd i den første grupperingen av strukturelle tråder med en avstand mellom 1,0 og 2,5 mm.

Trådene som danner den første grupperingen er vanligvis plassert med lik avstand fra hverandre, dvs. avstanden mellom tilstøtende tråder i grupperingen er stort sett fast. På samme måte er trådene som danner den andre grupperingen også plassert med lik avstand fra hverandre.

Vanligvis er perimeteren rektangulært omfattende to parallelle, korte sider og to parallelle, i lange sider. I dette tilfellet skal den første grupperingen av stort sett strukturelle tråder fortrinnsvis strekke seg mellom de korte sidene av perimeteren og den andre grupperingen av stort sett parallelle tråder strekker seg mellom de lange sidene av perimeteren. Dette sikrer at trådene som strekker seg i den lengste avstanden blir forsterket av en parallell på minst én ekstra strukturell tråd. I dette tilfellet blir de første og andre grupperingene av i strukturelle tråder innstilt i rett vinkel til hverandre.

I en utforming blir hver av trådene i den første grupperingen henholdsvis forsterket av en ekstra tråd. Det er imidlertid blitt funnet at majoriteten av forbedringene i total stivhet kan bli oppnådd når ikke alle trådene i den første grupperingen blir forsterket av en ekstra ) strukturell tråd.

Den ekstra strukturelle tråden har fortrinnsvis et rundt tverrsnitt som kan være et identisk rundt tverrsnitt til trådene i den første og/eller andre grupperingen. Vanligvis kan diameteren av tverrsnittet til de ekstra strukturelle tråder strekke seg fra 10 mm til 1 mm og mer foretrukket, fra 5 mm til 2 mm.

Således vil det bli forstått at den første grupperingen av strukturelle tråder, den andre grupperingen av strukturelle tråder og de ytterligere strukturelle tråder, selv om de er på forskjellige, men parallelle plan, alle er i kontakt, og derved danner et arrangement hvor kontaktene skaffer den økte stivheten.

I ytterligere en foretrukket utforming, i tillegg til arrangementet som offentliggjøres, blir det skaffet et andre arrangement av slike tråder. Vedkommende arrangement ligger på et parallelt plan til, men er plassert med avstand vekk fra, det første arrangementet. Denne dupliseringen av arrangementet i den foreliggende offentliggjørelsen skaffer en videre økning i stivhet.

Som omtalt ovenfor, er filterdukrammen i henhold til den foreliggende offentliggjøringen beregnet til å ha vevd stålrist festet til perimeteren hvor den vevde stålristen utfører silfunksjonen.

Generelt er trådene i støtterammen for filterduk innkapslet i både den første og andre grupperingen, og danner derved de respektive grupperinger av plasttrådforsterkede ribber som strekker seg mellom perimeteren. Slike ribber skaffer fortrinnsvis en øvre overflate slik at den vevde stålristen kan blir festet, ikke bare til perimeteren, men også til toppoverflaten av plastribbene.

I et annet aspekt er offentliggjøringen relatert til en metode for å forbedre stivheten til en støtteramme for filterduk, vedkommende støtteramme omfattende en perimeter plassert i et horisontalt plan som definerer en vertikal retning normal for vedkommende plan, en første gruppering for stort sett parallelle, strukturelle tråder som strekker seg mellom motsatte områder av perimeteren i et første horisontalt plan, en andre gruppering av stort I sett parallelle, strukturelle tråder som strekker seg mellom motsatte områder av perimeteren i et andre horisontalt plan, vedkommende første og andre grupperinger av strukturelle tråder blir innstilt i vinkel til hverandre og i kontakt med hverandre, og danner således et mangfold av kontaktpunkter mellom strukturelle tråder av henholdsvis den første og andre grupperingen, forbedringen i stivhet blir skaffet ved å skaffe minst én ekstra strukturell tråd, vedkommende ekstra strukturelle tråd strekker seg mellom motsatte områder av perimeteren og blir plassert parallelt til, og stort sett vertikalt plassert vekk fra, en tråd i den første grupperingen av strukturelle tråder, og i kontakt med tråder i den andre grupperingen, og skaffer derved et arrangement av to parallelle vaire på hver side og i kontakt med den andre grupperingen, og vedkommende arrangement skaffer en økt stivhet i støtterammen for filterduk.

Claims

1 En støtteramme for filterduk omfattende en perimeter plassert i et horisontalt plan som definerer en vertikal retning normal for vedkommende plan, vedkommende perimeter er forsterket av et arrangement av forsterkede tråder, vedkommende arrangement omfattende en første gruppering av stort sett parallelle, strukturelle tråder som strekker seg mellom motsatte områder av perimeteren i et første horisontalt plan, en andre gruppering av stort sett parallelle, strukturelle tråder som strekker seg mellom motsatte områder av perimeteren i et andre horisontalt plan, vedkommende første og andre grupperinger av strukturelle tråder blir innstilt i vinkel til hverandre og i kontakt med hverandre, og danner således et mangfold av kontaktpunkter mellom strukturelle tråder av henholdsvis den første og andre gruppering, arrangementet videre omfattende minst ytterligere én strukturell tråd, vedkommende strukturelle tråd strekker seg mellom motsatte områder av perimeteren og blir plassert parallelt til, og stort sett vertikalt plassert vekk fra, en tråd i den første grupperingen av strukturelle tråder, og i kontakt med tråder i den andre grupperingen.

2. En støtteramme for filterduk i henhold til krav 1, hvor den minst ene ytterligere strukturelle tråden er plassert vekk fra en tråd i den første grupperingen av strukturelle tråder med en avstand mellom 0,5 og 2,5 mm.

3. En støtteramme for filterduk i henhold til krav 1 eller krav 2, hvor perimeteren er rektangulært omfattende to parallelle, korte sider og to parallelle, lange sider.

4. En støtteramme for filterduk i henhold til krav 3, hvor den første grupperingen av stort sett parallelle, strukturelle tråder strekker seg mellom de korte sidene av perimeteren og den andre grupperingen av stort sett parallelle tråder strekker seg mellom de lange sidene av perimeteren.

5. En støtteramme for filterduk i henhold til et hvilket som helst av de foregående kravene hvor den ytterligere minst ene strukturelle tråden har et rundt tverrsnitt.

6. En støtteramme for filterduk i henhold til krav 5, hvor tverrsnittsdiameteren til den ytterligere minst ene strukturelle tråden er fra 10 mm til 1 mm.

7. En støtteramme for filterduk i henhold til et hvilket som helst av de foregående krav, videre omfattende et andre arrangement av vedkommende forsterkede tråder, og vedkommende arrangement ligger i et plan parallelt med, men plassert vekk fra, det første arrangement.

8. En støtteramme for filterduk i henhold til et hvilket som helst av de foregående krav, hvor trådene i både den første og andre grupperingen er innkapslet i plastmateriale, og derved danner de respektive grupperinger av plasttrådforsterkede ribber som strekker seg mellom perimeteren.

9. En støtteramme for filterduk i henhold til et hvilket som helst av de foregående krav, som videre omfatter en vevd stålrist festet til perimeteren.

10. En metode for å forbedre stivheten til en støtteramme for filterduk, vedkommende støtteramme omfattende en perimeter plassert i et horisontalt plan som definerer en vertikal retning normal for vedkommende plan, en første gruppering av stort sett parallelle, strukturelle tråder som strekker seg mellom motsatte områder av perimeteren i et første horisontalt plan, en andre gruppering av stort sett parallelle, strukturelle tråder som strekker seg mellom motsatte områder av perimeteren i et andre horisontalt plan, vedkommende første og andre grupperinger av strukturelle tråder blir innstilt i vinkel til hverandre og i kontakt med hverandre, og danner således et mangfold av kontaktpunkter mellom strukturelle tråder av henholdsvis den første og andre gruppering, forbedringen i stivhet blir skaffet ved å skaffe minst ytterligere én strukturell tråd, vedkommende ytterligere strukturelle tråd strekker seg mellom motsatte områder av perimeteren og blir plassert parallelt til, og stort sett vertikalt plassert i avstand fra, en tråd i den første grupperingen av strukturelle tråder, og i kontakt med tråder i den andre grupperingen, og skaffer derved et arrangement av to parallelle tråder på hver side og i kontakt med den andre grupperingen, og vedkommende arrangement skaffer en økt stivhet i støtterammen for filterduk.