NO337898B1 - Anordning for pumping av væske med innblandede partikler, hovedsakelig fisk i vann - Google Patents

Description

Oppfinnelsens tekniske område

Oppfinnelsen angår en anordning for pumping av væske med innblandede partikler, der partiklene ikke kan kjøres gjennom en væskepumpe med bevegelige deler eller utsettes for høye væskehastigheter. Dette gjelder hovedsakelig pumping av fisk i vann, spesielt levende fisk.

Bakgrunn for oppfinnelsen

Ved pumping av fisk er det behov for en løsning der det kan pumpes med en kontinuerlig vannstrøm fra innsug av vann og fisk til avlevering av vann og fisk på et høyere punkt, samtidig som det oppnås stor løftehøyde totalt og god løfteevne på sugesiden uten at fisken utsettes for høye vannhastigheter som i et rent ejektorsystem, og at pumpesystemet kan plasseres over vann på eksempelvis en ventemære eller brønnbåt med kun trakt for innsug av vann og fisk like under vannflaten.

Det finnes mange eksisterende løsninger for pumping av fisk, men alle disse skiller seg fra foreliggende oppfinnelse ved at de eksisterende løsninger ikke kan kombinere funksjoner som oppstillet over vann, stor løftehøyde totalt, god løftehøyde på sugesiden og kontinuerlig vannstrøm fra innløp til utløp uten å utsette fisken for høye og skadelige vannhastigheter eller bevegelige pumpedeler, også ved pumping av stor fisk.

En kjent teknikk for pumping av fisk er patent NO162506B, som omfatter en anordning for å løfte fisk opp via et transportrør til et kammer ved hjelp av dannelse av undertrykk i transportrøret, som omfatter pumpe for gass/luft og pumper for væske/vann, der luft og vann injiseres under trykk via åpninger til nedre del av røret. Det injiseres også luft i en øvrig luftring, slik at fisken transporteres opp i delvis luftbåret tilstand gjennom transportrøret til en høyde over vann-nivå.

En annen kjent metode for pumping av fisk er patent NO893073B, som omfatter en anordning for pumping av fisk der et kammer mottar en blanding av vann og fisk via en innløpsventil når kammeret utsettes for undertrykk, og blandingen av vann og fisk føres ut av kammeret og videre til utløpet når kammeret utsettes for overtrykk.

Kjente metoder er nærmere beskrevet i patenter/patentsøknader ref.nr: 2001-A-20013849_184711, 2009-Bl-20090258_386537, 2 00 9-Bl-200 930 94_388 67 5, 2010-B1-20101597_393080, 2011- B1-20110443_394301, 2 011-B1-2 0110903_3 94302, 2012- A1-20120372_393841, US4322897A, NO 162506B

Oppsummering av oppfinnelsen

Et formål ved foreliggende oppfinnelse er å skaffe til veie en anordning for pumping av væske og partikler, hovedsakelig vann og fisk, der væske og partikler flyter kontinuerlig i et rør fra innløp til utløp, uten at partiklene kjøres gjennom en væskepumpe med bevegelige deler.

Et annet formål med oppfinnelsen er å skaffe til veie en anordning for pumping av væske og partikler, hovedsakelig vann og fisk, der hastighet på væskestrømmen kan holdes på en hastighet som ikke er skadelig for partiklene.

Nok et formål med oppfinnelsen er å skaffe til veie en anordning for pumping av væske og partikler, hovedsakelig vann og fisk, der sugesiden har tilstrekkelig løftehøyde til at anordningen kan plasseres i en viss høyde over væskenivået, eksempelvis på en brønnbåt eller fiskebåt, samtidig som innløpsenden for væske og partikler plasseres like under væskeoverflaten.

Ytterligere et formål med oppfinnelsen er å skaffe til veie en anordning for pumping av væske og partikler, hovedsakelig vann og fisk, som tar lite plass samtidig som den gir løftehøyde nok til å transportere væske og partikler til et anlegg som står plassert langt unna eller høyt over væskenivået.

Nok et formål med oppfinnelsen er å skaffe til veie en anordning for pumping av væske og partikler, hovedsakelig vann og fisk, med tilstrekkelig kapasitet slik at vannstrømmen oppnår en hastighet tilstrekkelig til å kunne fange levende fisk uten at denne klarer å svømme unna, også når det er store rørdimensjoner pga. stor fisk som pumpes.

Ifølge oppfinnelsen oppnås formålene ved en løsning som er nærmere definert i det selvstendige patentkrav, mens utførelsesformer av oppfinnelsen er definert i de uselvstendige patentkrav.

Detaljert beskrivelse av oppfinnelsen.

Figur 1 og 2 viser en foretrukket utførelse av oppfinnelsen, bestående av en slange med sugetrakt(3), der enden med sugetrakt(3) er nedsenket i det øverste laget(20) av et væskevolum(1) med innblandede partikler(2), og den andre enden av slangen med sugetrakt(3) er koblet til et første kammer(4). I bunnen av første kammer(4) er det et fordelingskammer(11) med små åpninger for tilførsel av luftbobler til kammer(4). Dette fordelingskammeret(11) får tilført luft med overtrykk fra en kompressor(12).

Kammer(4) strekker seg vertikalt oppover til utløp med tilbakeslagsventil(14), der væske og partikler(2) passerer gjennom ventil(14) og inn i ejektor(7) og videre inn i rørstrekning(15). Tilbakeslagsventil(14) åpner når trykket i kammer(4) er større enn trykket i ejektor(7), og lukker når trykket i kammer(4) er lavere enn trykket i ejektor(7). Tilbakeslagsventil(14) hindrer på den måten væske og partikler fra å flyte i retur ut av røret(15) og tilbake til væskevolum(1).

På toppen av kammer(4) er det et uttak(9) med tilhørende ventil(10) for evakuering av luft som samler seg i toppen av kammer(4), samtidig som ventil(10) lukker seg ved undertrykk i kammer(4) og forhindrer at det dras luft inn i kammer(4). Uttak(9) ledes om mulig til et punkt på rørstrekning(15) der denne stiger mot utløp, slik at luften dras med av væskestrømmen og ut av røret(15).

I øverste del av første kammer(4) er det et uttak(6) for væske til et ytre kammer(5), der uttaket (6) har åpninger som er mindre enn de minste partiklene(2), slik at disse er forhindret fra å komme inn i kammer(5).

Det ytre kammeret(5) har en slik høyde at luft som dras med væsken inn i det ytre kammeret(5) stiger opp og tilbake inn i første kammer(4) gjennom uttak(6), samtidig som væsken dras nedover og inn i pumpe(13). På denne måten bidrar sugesiden på pumpe(13) til fylling av væske i første kammer(4), og under drift til deler av strømmen av væske og partikler(2) i første kammer (4).

Pumpe(13) er en væskepumpe av ønsket type, det kan være en fortrengerpumpe eller en sentrifugalpumpe med tilbakeslagsventil, der pumpen(13) er tett når den ikke er i drift, slik at væsken ikke flyter i retur gjennom pumpe(13) og tilbake til kammer (4) .

Væsken pumpes gjennom pumpe(13) og inn i ejektorkammer(8) og videre gjennom ejektor(7) og inn i rørstrekning(15). Når kammer(4) skal fylles med væske, vil det ikke være væske i pumpe(13) og i ejektor(7). Det vil da være lavest trykk i første kammer(4). Tilbakeslagsventil(14) er da lukket, slik at pumpe(13) kan danne et tilstrekkelig undertrykk i første kammer(4) for å løfte opp væske og partikler(2) fra væskevolum(1) gjennom slange med sugetrakt(3). Når væskenivået er kommet til pumpe(13), så kan kompressor(12) startes. Kompressor(12) trykker da luft inn i fordelingskammeret(11), slik at det tilføres luft i bunnen av første kammer(4). Når denne luften stiger, så fungerer dette som en mammutpumpe der den stigende luften drar med seg væske °PP gjennom kammer (4).

Samtidig pumper pumpe(13) væske inn forkammer(8) og derfra gjennom ejektor(7), slik at ejektor(7) danner et ytterligere trykkfall i rørstrekning(15) ved ejektor(7), og en tilhørende trykkøkning i rørstrekning(15) etter ejektor(7).

På denne måten bidrar både pumpe(13), mammutpumpe og ejektor(7) til en væskestrøm på 200 til 300 liter i sekundet og en løftehøyde på 15 til 20 meter, selv om første kammer(4) har en begrenset høyde på 2,5 meter, og uten at økningen i væskehastighet i ejektor(7) kommer opp i en vannhastighet som skader partiklene(2).

Ved utløp på rørstrekning(15) ledes væskestrøm og partikler(2) inn på en mottaksenhet(16), der partiklene(2)

går til videre oppbevaring eller prosessering.

Figur 3 og 4 viser en alternativ utførelse av oppfinnelsen. Denne skiller seg fra foretrukket utførelse ved at pumpe(13) er tilkoblet til en ekstern væsketilførsel(19) i tillegg til tilkobling til ytre kammer(5). Væsketilførselen reguleres ved hjelp av ventil(17) på ekstern tilførsel(19) og ventil(18) på tilførsel fra kammer(5).

Den eksterne tilførselen(19) brukes til eksempelvis vasking av anlegget med rent vann, fylling av væske ved oppstart og drift av ejektor(7) i de tilfeller hvor partiklene(2) har lett for å tette til uttak(6).

Når ekstern tilførsel(19) er koblet til væskevolum(1), så kan systemet driftes med ventil(17) delvis åpen og ventil(18) helt åpen. Da vil pumpe(13) hente væske fra den tilførselen med minst strømningsmotstand, slik at hvis uttak(6) går delvis tett, så er det minst strømningsmotstand i ekstern tilførsel(19). Når så strømmen av luft og væske som stiger i kammer(4) har renset uttak(6), vil pumpe(13) igjen hente væske fra ytre kammer(5), da ventil(17) bare er delvis åpen og fungerer som strømningsmotstand på ekstern tilførsel(19). Figur 5 viser en annen alternativ utførelse, som skiller seg fra de andre utførelsene ved at uttak(9) ledes til fordelingskammer(11) for økt lufttilførsel til bunnen av kammer(4). Uttak(9) er i tillegg koblet til ventil(21) som åpner et tredje løp til friluft når luften i toppen av kammer(4) får en viss trykkøkning eller når et visst væskenivå, denne kan styres av en sensor som måler væskenivå i kammer(4) eller være regulert til å åpne ved et visst overtrykk. Dette skjer når det dannes en større ansamling av luft i toppen av kammer(4), denne luften får da en trykkøkning når passasjen for væske under ansamlingen av luft smalner inn og væsken presser mot ansamlingen av luft. Figur 5 viser også en ytterligere utførelse der gass fra kompressor(12) kan ledes enten til fordelingskammer(11) eller til ejektor(7), ved at kompressor(12) har et løp til fordelingskammer(11) som stenges og åpnes med ventil(22), og et annet løp(24) som leder til ejektor(7) og som kan stenges og åpnes med ventil(23). Ventilene(22,23) kan styres manuelt eller av en sensor som måler væskenivå i kammer(4).

Denne funksjonen brukes når systemet skal fylles med væske, da stenges ventil(22) og åpnes ventil(23), og kompressor(12) trykker gass inn i ejektor(7) for å skape et undertrykk som evakuerer gass ut av kammer(4) og suger opp væske fra væskevolum(1) og inn i kammer(4).

Claims (11)

1. Anordning for pumping av partikler i væske, spesielt levende fisk i vann, omfattende et væskevolum(1) med innblandede partikler(2), en eller flere lukkede kanaler(3) fra væskevolum(1) til et kammer(4) for opptak av væske og partikler(2) ved dannelse av et undertrykk i kammeret(4), en eller flere pumper(13) for gass og væske, en eller flere kompressorer(12) for tilførsel av gass under trykk, og en eller flere lukkede kanaler(15) for transport av væske og partikler(2) fra kammer(4) til mottaksenhet(16); karakterisert vedat i kammer (4) er det et utløp for væske og partikler(2) som leder til en ejektor(7) og derfra til en lukket kanal(15) som ender opp i en mottaksenhet(16), og et fordelingskammer(11) som tilføres gass under trykk fra kompressor(12) og fordeler gassen som stiger oppover i væsken via åpninger i kammer(4), og en pumpe(13) som pumper væske gjennom ejektor(7) og inn i kanal(15) for dannelse av et undertrykk ved ejektor(7), og for å gi ønsket væskestrøm gjennom kanal(15), der sugeside på pumpe(13) er koblet til kammer(5) slik at væskemengde tilført pumpe(13) hentes fra væskevolum(1), da kammer(5) er koblet til kammer(4) via et uttak(6) med åpninger som er mindre enn partiklene(2) for tilførsel av kun væske og gass fra kammer(4) inn i kammer(5), slik at gassen som stiger vertikalt i kammer(4), ejektor(7) og pumpe(13) til sammen danner et tilstrekkelig undertrykk med påfølgende overtrykk til at ønsket mengde væske og partikler(2) føres fra væskevolum(1) gjennom lukket kanal(3) til kammer(4), og derfra videre gjennom ejektor(7) og kanal(15) til mottaksenhet(16) uten at partiklene(2) passerer gjennom pumpe(13).

2. Anordning ifølge krav 1,karakterisert vedat pumpe(13) kan pumpe gass i tillegg til væske, slik at pumpe(13) evakuerer gass ut av kammer(5) og kammer(4) som erstattes av væske som dras opp fra væskevolum(1).

3. Anordning ifølge et eller flere av kravene 1 og 2,karakterisert vedat sugeside på pumpe (13) er koblet til kammer(5) helt ved bunnen av kammeret(5), og uttak(6) er plassert øverst i kammer(5) slik at gass som er innblandet i væsken vil stige oppover og tilbake inn i kammer(4) gjennom uttak(6), samtidig som væsken dras nedover i kammer(5) og inn i pumpe(13).

4. Anordning ifølge krav 1,karakterisert vedat sugeside på pumpe(13) i tillegg er koblet til en ekstern tilførsel(19) av væske.

5. Anordning ifølge et eller flere av kravene 1-3,karakterisert vedat sugeside er koblet til både kammer(5) og en ekstern tilførsel(19), der tilkoblingene kan åpnes og lukkes helt eller delvis med ventil(17) på tilførsel(19) og ventil(18) på tilkobling til kammer(5), og disse ventilene(17,18) er regulert slik at det er minst strømningsmotstand i tilkobling til kammer(5), inntil uttak(6) går helt eller delvis tett med partikler(2), og da vil det være minst strømningsmotstand i ekstern tilførsel(19) frem til gass tilført fra kompressor(12) drar med seg disse partiklene(2) når gassen stiger i væskesøyle i kammer(4).

6. Anordning ifølge et eller flere av kravene 1-5,karakterisert vedat på toppen av kammer (4) er det et uttak(9) med regulerbar størrelse på åpning for gass med en tilbakeslagsventil(10) som lukker seg ved undertrykk i kammer(4), og ved oppsamling av gass med overtrykk i toppen av kammer(4) så vil gassen presses ut av kammer (4) gjennom uttak(9), og ved å regulere størrelse på åpning i uttak(9) vil man beholde tilstrekkelig overtrykk i toppen av kammer(4) til å trykke væske og partikler(2) til mottaksenhet(16).

7. Anordning ifølge et eller flere av kravene 1-6,karakterisert vedat gassen som presses ut gjennom uttak(9) ledes til lukket kanal(15), fortrinnsvis til et punkt på kanal(15) der kanalen(15) har en stigning opp mot utløp ved mottaksenhet(16), og gassen følger med væskestrømmen til utløpsenden på kanal(15).

8. Anordning ifølge et eller flere av kravene 1-7,karakterisert vedat gassen som presses ut gjennom uttak(9) ledes til fordelingskammer(11), for tilførsel av ekstra gass i bunnen av kammer(4).

9. Anordning ifølge et eller flere av kravene 1-8,karakterisert vedat uttak (9) har et tredje løp med en regulerbar åpning og en ventil(21) for å slippe overflødig gass ut av systemet, og ventilen(21) kan reguleres mekanisk til å åpne ved et visst trykk, styres manuelt eller styres automatisk av en sensor som måler trykk eller væskenivå i kammer(4).

10. Anordning ifølge et eller flere av kravene 1-9,karakterisert vedat kompressor (12) har to utløp med hver sin ventil(22,23), der det ene er koblet til fordelingskammer(11) og det andre til ejektor(7), slik at ved å stenge ventil(22) på utløp til fordelingskammer(11) og trykke gass fra kompressor(12) inn i ejektor(7), så dannes det et undertrykk ved ejektor(7) som tømmer lukket kanal(3), kammer(4) og kammer(5) for gass som erstattes av væske som dras opp fra væskevolum(1).

11. Anordning ifølge et eller flere av kravene 1-10,karakterisert vedat det på lukket kanal (3) eller kanal(15) monteres en tilbakeslagsventil(14) som lukker seg hvis strømmen av væske og partikler(2) går i feil retning fra kanal(15) til væskevolum(1), og åpner seg når væskestrømmen går i motsatt retning.