NO310600B1 - Syklon - Google Patents

Abstract

En syklon (101) har en frigivelsesanordning omfattende en stang (108) relativt bevegbar Inn 1 eller ut av en åpning (121) for å løsgjøre eventuelle faststoffer 1 denne. Stangen (108) kan utstyres med en tlldannlng (131,132,134) for å øke løsgjørIngen.

Description

Oppfinnelsen vedrører en syklon som har en frigivelseanord-ning. Det er kjent å bruke syklonseparatorer 1 offshore-oljeindustrien for å separere olje og vann. Blandingene som skal skilles inneholder imidlertid av og til fast materiale, f.eks. slam, sand eller organisk materiale, og dette kan blokkere utløpene fra separatoren eller separatorene. Ettersom et stort antall syklonsepartorer blir brukt, arrangert i serie eller parallelt i større tanker, er det vanskelig å identifisere og isolere det bestemte utløp hvor blokkeringen har inntruffet.

Hydrosykloner i denne type applikasjon har vanligvis blitt "tilbakeskyllet" ved å slippe til innløpstrykket til overstrømningskammeret i trykktanken, som dermed bevirker en reversering av strømningsretningen gjennom overstrømnings-åpningen. Dette har den begrensning at den maksimale trykkforskjell som kan utvikles over en blokkert åpning er lik med trykkfallet forårsaket av den reverserte strøm gjennom de andre ublokkerte eller delvis blokkerte åpninger. En stor reversert strøm og forlenget "tilbakeskylling" kan derfor være påkrevet for å frembringe en fordelaktig virkning på blokkerte eller delvis blokkerte åpninger. I tillegg er formålet med hydrosyklonen å fjerne restolje fra det produserte vann for å møte lovbestemmelser for utslipp, og enhver reversert strømning bringer tilbake til hydrosyklonen mengder av den separerte olje og hindrer hydrosyklonen i å fjerne noe olje fra den innkomne strøm. Dette er klart uønsket fordi kvaliteten på vannet som forlater understrømmen fra syklonen kan bli verre enn vannet som entrer syklonen.

Det er et formål med den foreliggende oppfinnelse å overvinne eller tendere til å overvinne disse ulemper.

I henhold til den foreliggende oppfinnelse har en syklon en frigivelsesanordning og en åpning, der frigivelsesanordningen omfatter en stang, stempelinnretninger festet til stangen og en fjær, idet stangen blir båret i en posisjon bort fra åpningen av fjæra ved normal operasjon av syklonen, og er relativt bevegelig inn i åpningen for å løsgjøre eventuelle faste stoffer i denne ved trykkendring av fluid som strømmer gjennom syklonen nedstrøms for åpningen, idet trykkendringen virker på stempelinnretningen til å overvinne kraften fra fjæra.

Fortrinnsvis er åpningen overstrømsutløpet fra syklonen.

Det er valgfritt om stangen blir holdt stasjonær og syklonen er bevegbar, eller om stangen er bevegbar og syklonen blir holdt stasjonær.

Fordelaktig har stangen en endet Udanning for å entre åpningen for å skrape veggene derav uten fullstendig å blokkere åpningen. Denne endetUdanningen kan likne en borkrone, med et helisk spor med kanter som utfører skrapingen.

Syklonen kan være en av et flertall sykloner montert i en tank med indre vegger som bærer syklonen og deler tanken i et innløpskammer, et overstrømskammer og et understrømskammer.

Fortrinnsvis er stangen bevegelig når trykket i overstrøms-kammeret er gjort likt med trykket i innløpskammeret.

Tanken kan ha tilbakeskyllingsinnretninger og en enveis ventil kan være tilveiebragt i en passasje som forbinder det indre av hver syklon med overstrømskammeret.

En utførelse av oppfinnelsen vil nå bli beskrevet gjennom kun et eksempel, med henvisning til de vedlagte tegninger, hvor: Fig. 1 viser et delvis lengdesnitt gjennom den brede ende av en syklon, der syklonen har en frigivelsesanordning;

fig. 2 viser skjematisk et lengdesnitt gjennom en trykktank som inneholder et antall sykloner (kun en vist), hver

i samsvar med oppfinnelsen;

fig. 3 viser et snittriss langs linjen III-III ifølge fig.

1; og

fig. 4 viser et forstørret sideriss av en del av stangen i

f rigivelsesanordningen.

En syklon i samsvar med oppfinnelsen er vist i fig. 1 og, som vist i fig. 2 er plassert med et antall lignende sykloner parallelt i en trykktang 10 lukket med en endeplate 11. Et antall sykloner hæres parallelt i tanken, der hver syklon har et sylindrisk parti 101A og et tilspisset parti 101B. Kun en syklon er vist for tydeliggjøring. Syklonen 101 bæres i tanken 10 av to vegger i form av rørplater 102 og 103, som deler det indre av tanken for å danne tre kammere: et innløpskammer 180 inn i hvilket en blanding av olje og vann som skal separeres entrer via et tankinnløp 105, et under-strømskammer. 107 fra hvilket vann og en mindre oljeandel enn i blandingen matet gjennom innløpet utgår via et tank-understrømsutløp 10fc og et overstrømskammer 109 hvorfra vann og en større andel olje utgår via et tankoverstrømsutløp 104. I denne utførelsen har syklonen 101 en innløpsport 112, tangensielt plassert i det sylindriske parti 101A, (skjønt mer enn én innløpsport kan være tilveiebragt), en understrøm-sport 122 i enden av det tilspissede parti 101B og en overstrømsport 121, der hver av disse åpner inn i innløps-kammeret 108, understrømskammeret 107 og overstrømskammeret 109 respektivt.

Tilbakeskyllingsorganer omfattende ventiler A og B og tilhørende rørsystem er anordnet. Ventilen A er forsynt i utløpsrørsystemet festet til overstrømsutløpet 104 og én ventil B er forsynt i rørsystemet som forbinder utløps-rørsystemet og innløps-rørsystemet festet til innløpet 105. Som vist i fig. 1 er syklonen 101 festet til rørplatene 103 og er ikke aksielt bevegelig. Overstrømsporten 121 er formet i et rør 115 som går inn i det indre av syklonen 101 langs aksen P-P for denne. Røret 115 har et parti 151 med redusert indre diameter i sin indre ytterende og en konisk avkortet flate 130 mellom det reduserte diameterparti 151 og resten 152 av dets innside.

Overstrømsporten 121 forløper gjennom et nav 167 utformet i enden av syklonen 101. Navet har anlegg i et hull 125 tildannet i rørplatene 103. Porten forløper inn i boringen i en sylindrisk fordypning 126 i rørplatene 103. Plassert i fordypningen er et stempel 171, som tettende er i inngrep ved hjelp av en O-ring-stempeltetning 124 i et spor 106 mot den indre vegg 107 av fordypningen 126. Stempelet 171 har en stang 108 festet eller integrert tildannet med denne på aksen P-P av syklonen, en ende 108A av denne forløper mot over-strømsporten 121 i røret og den annen ende 108B forløper inn i overstrømskammeret 109 i tanken 10.

Plassert i rørplaten langs hullet 125 er et hull 135 med mindre diameter som fører inn i et med større diameter 137 av en passasje 139 som fører inn i syklonen 101. Passasjen 139 har et mindre diametersnitt 141 og i overgangen mellom de to seksjoner 137 og 141 er en skulder 143 for å bære en helisk fjær 145 som presser en kule 147 mot enden av hullet 135 med mindre diameter. Kulen 147 og fjæren 145 utgjør en enveisventil 149 mellom fordypningen 126 og det indre av syklonen 101. Enden av hullet 135 med mindre diameter virker som et ventilsete.

Den nevnte ene ende 108A ligger inntil den konisk avkortede flate 130 inne i røret 115 og er forsynt med et smalt fremspring 110 og et antall finner 114 som forløper radielt utad fra stangen 108 og hjelper til å sikre at stangen er plassert på aksen P-P for røret 115. Den annen ende av stangen er forsynt med en flens 165.

Det smale fremspring 110 er forsynt med et helisk spor 134 som forløper langs hele dets lengde. Fremspringet har dermed utformingen av en borkrone som det kan ses i fig. 3.

Sporet 134 har kanter 131 og 132 som forøker løsgjøringen av eventuelt faststoff i åpningene ved å tilveiebringe en skrapende virkning i drift som beskrevet senere. Utformingen reduserer også sjansen for at fremspringet 110 avtetter i åpningen 121.

En fjær 116 er anordnet mellom basisen 117 av fordypningen og stempelhodet 118 i hvilket det er tildannet et antall huller 119. Disse huller er dekket med en plate 120 som holdes mot stempelhodet 118 med en ytterligere spiralfjær 164 som omgir røret og presser i en ende mot platen 120 og i den andre mot flensen 165.

Under normal drift er ventilen B lukket og ventilen A åpen. Trykket er større på innsiden av syklonen og en separert komponent, dvs. en oljerik blanding av olje og vann passerer ut gjennom overstrømsporten 121, forbi finnene 114 og inn i fordypningen 126. Blandingen passerer så gjennom hullene 119 i stempelhodet 118, beveger platen 120 til venstre (som vist i fig. 1) mot den pressede fjær 164 og passerer inn i overstrømskammeret 109.

For å få til en tilbakeskylling lukkes ventilen A og ventilen B åpnes. Dermed slippes væske med innløpstrykk til over-strømskammeret mens syklonen ellers er i normal drift. Dette ville tendere til å forårsake en reversert strøm gjennom overstrømsåpningen 121, som medfører at trykket i kjernen av syklonen er lavere enn innløpstrykket. Platen 120 dekker hullene 119 på en måte som en tilbakeslagsventil som hindrer enhver reversert f luidstrømning gjennom stempelet 171 og trykkforskjellen over stempelet får det til å bevege seg til høyre som vist i fig. 1, som vil skyve fremspringet 110 gjennom overstrømsåpningen 121 som dermed løsgjør eventuelt faststoffmaterlale i denne, Idet kantene av sporet gir den skrapende virkning referert til ovenfor. Væske fortrengt med stempelet når det beveger seg til høyre passerer ut gjennom overstrømsåpningen eller gjennom enveisventilen 149.

En fordel med denne konstruksjon er at en stor kraft genereres med stempelet 171 og en fysisk skrapevirkning frembringes av fremspringet som hjelper til i mer effektiv rengjøring av åpningen enn det som er mulig med konvensjonell tilbakeskylling, som bruker kun en reversert vannstrøm for å få til rengjøring. En annen fordel er at alle sykloner vil motta en lik rengjørende virkning, og en tredje fordel er at væskemengden skjøvet tilbake inn i syklonen fra overstrøms-kammeret er lik kun med volumet fortrengt av bevegelsen til stempelet 171.

Når tilbakeskyllingen er ferdig lukkes ventilen B og ventilen A åpnes slik at innløpstrykket blir frakoplet overstrøms-kammeret. Fjæren 116 returnerer stempelet 171 til sin venstre stilling, som trekker tilbake fremspringet 110 fra åpningen 121, som gjør at syklonen gjeninntar normal drift.

I en modifikasjon av den beskrevne oppfinnelse kan den fremre del av stangen 108 og fremspringet 110 og enveisventilen 149 utelates, dvs. etterlater stempelet 171, fjæren 126, platen 120, fjæren 164 og flensen 165, på den bakre del av stangen 108. Dermed tjener anordningen til å begrense volumet av vannet som reversert sendes gjennom hver åpning til volumet fortrengt av stempelet, som dermed overvinner kun en ulempe ved den konvensjonelle tilbakeskylling.

Claims (10)

1. Syklon med en frigivelsesanordning og en åpning (121), karakterisert ved at frigivelsesanordningen omfatter en stang (108), stempel innretninger (171) festet til stangen og en fjær (116), idet stangen (108) blir båret i en posisjon bort fra åpningen (121) av fjæra (116) ved normal operasjon av syklonen, og er relativt bevegelig inn i åpningen (121) for å løsgjøre eventuelle faste stoffer i denne ved trykkendring av fluid som strømmer gjennom syklonen nedstrøms for åpningen, idet trykkendringen virker på stempel innretningen (171) til å overvinne kraften fra fjæra (116).

2. Syklon ifølge krav 1,karakterisert ved at åpningen er.overstrømsutløpet (121) fra syklonen (101).

3. Syklon ifølge krav 1 eller 2, karakterisert ved at stangen (108) holdes stasjonær og syklonen (101) bevegbar.

4. Syklon ifølge krav 1 eller 2, karakterisert ved at stangen (108) er bevegelig og syklonen (101) er stasj onær.

5 . Syklon ifølge et hvilket som helst av de foranstående krav, karakterisert ved at stangen (108) har en endetildanning (110) for å entre åpningen (121) for å skrape veggene derav uten fullstendig å blokkere åpningen.

6. Syklon ifølge krav 5,karakterisert ved at endeti 1danningen (110) likner en borkrone med et helisk spor (134) med kanter (131, 132) som utfører skrapingen.

7. Tank som inneholder et antall sykloner hver i samsvar med et hvilket som helst av de foranstående krav, karakterisert ved at tanken har indre vegger (102, 103) som bærer syklonen (101) og deler tanken (10) i et innløpskammer (180), et overstrømskammer (198) og et understrømskammer (107).

8. Tank ifølge krav 7, karakterisert ved at stangen (108) er bevegelig når trykket i overstrømskammeret (109) er gjort likt med trykket i innløpskammeret (180).

9. Tank ifølge krav 7 eller 8, karakterisert ved at den innbefatter tilbakeskyllingsinnretninger (A, B).

10. Tank ifølge et hvilket som helst av kravene 7 til 9, karakterisert ved at den omfatter en enveisventil (149) i en passasje (139) som forbinder det indre av hver syklon med overstrømskammeret (109).