NO342659B1 - Siktesystem - Google Patents

Abstract

Et siktesystem omfatter et siktehus med et innløp for råfluid og et utløp for siktet fluid og en hovedsakelig sylindrisk siktekurv med en sikteskjerm plassert i huset. Den ytre overflaten av sikteskjermen er i fluidforbindelse med råfluidinnløpet, og den indre overflaten av sikteskjermen er i fluidforbindelse med utløpet for siktet fluid. En skylleoppsamlingsinnretning omfatter en skyllekanal med en åpning anbrakt nær den ytre overflaten av sikteskjermen. Skyllekanalen og sikteskjermen er bevegelige i forhold til hverandre, slik at åpningen i skyllekanalen kan passere over sikteskjermens ytre overflate. En fremgangsmåte for å sikte et fluid, særlig en væske, er også tilveiebrakt. En ventilinnretning for selektiv åpning og lukking av flere skyllekanaler er også beskrevet.

Description

Den foreliggende oppfinnelsen angår en sikteinnretning og dens fremgangsmåte for bruk. Innretningen og fremgangsmåten kan brukes i et bredt område av separasjonsoperasjoner, særlig, men ikke begrenset til, sikting av sjøvann til bruk i ved leting eller produksjon av olje og gass offshore.

I mange prosesser og operasjoner er det nødvendig å fjerne fast materiale fra vann og vandige strømmer. Ett slikt eksempel er siktingen av sjøvann som kreves for å fjerne fast materiale inkludert slam, sand, grus samt plante- og dyremateriale slik at vannet kan brukes ved boring og andre operasjoner forbundet med leting og produksjon av olje og gass. Andre bruksområder for sikting omfatter rensing av vann som kommer fra underjordiske brønner, inkludert olje og gassbrønner, rensing av grunnvann, elvevann og vann fra våtmarksområder.

Kjente sikteinnretninger omfatter en eller flere sikteskjermer som strekker seg over en fluidstrøm i et kar eller en kanal mellom et innløp for råfluid og et utløp for siktet fluid, hvor fluidet ledes gjennom skjermen. I en enkel konfigurasjon strekker sikteskjermen seg over et rør eller kar hvor strømmen som skal siktes passerer. For å øke innretningens kapasitet er det kjent å tilvirke siktene som en eller flere siktekurver (candles). En eller flere slike kurver kan plasseres i et kar for å tilveiebringe et større areal sikteskjerm per enhetsvolum av karet eller kanalen.

Ved sikting blir fast materiale avsatt på skjermen. Ansamlingen av fast materiale forårsaker en økning av trykkfallet over skjermen, hvilket reduserer strømningsraten av fluidet gjennom sikten, hvilket igjen reduserer siktens effektivitet. Systemer og prosedyrer for å fjerne det faste materialet som avsettes på sikteskjermer er kjente, og går vanligvis ut på å snu fluidstrømmen slik at et fluid, ofte en del av det siktede fluidet, sendes gjennom skjermen i motsatt retning og fjerner det faste materialet. Denne prosedyren kalles i fagterminologien ”backwash” eller skylling. Siktesystemet omfatter vanligvis en separat kanal og utløp for å fjerne skyllefluidet med det faste materialet. I den enkle siktkonfigurasjonen nevnt ovenfor, er skylleinnretningen tilsvarende enkel og likefrem. Når mer kompliserte sikteinnretninger benyttes, blir imidlertid skyllesystemet mer komplekst. Dette er særlig tilfellet når det er ønskelig å utføre en skyllesyklus på en del av sikteinnretningen mens resten av systemet holdes tilgjengelig for bruk.

I et kjent arrangement er hver siktekurv plassert i sin egen kanal med et fluidinnløp og et fluidutløp. Flere slike kanaler er forbundet ved sine respektive innløp og utløp til en rekke fluidhoder. Ved vanlig drift tilføres råfluid gjennom et fluidhode til hver siktekurv. Siktet fluid tas ut gjennom et utløpshode. Ved hjelp av passende ventiler kan hver siktekurv isoleres fra tilførsels- og utløpshodene og i stedet forbindes med innløps- og utløpshoder for skylling, slik at skyllefluid kan passere i motsatt retning gjennom siktekurven for å fjerne fast materiale og rense sikteskjermen. Det er klart at et slikt arrangement er komplisert med hensyn til hvilke rørsystemer og ventilarrangementer som kreves. I tillegg krever hele innretningen et relativt stort volum. Dette er en ulempe når det er lite tilgjengelig plass, for eksempel i en undervannsinstallasjon på et brønnhode eller på en produksjonsplattform offshore.

I et alternativt kjent arrangement er flere individuelle hovedsakelig sylindriske siktekurver montert i ett enkelt kar. I en bestemt innretning strekker siktekurvene seg longitudinalt i karet mellom to støtteplater, hvilke støtteplater har en åpning forbundet med det indre av hver siktekurv. Et innløp for råfluid er tilveiebrakt i en ende av karet, hvorfra råfluidet ledes gjennom de respektive støtteplatene og inn i et sentralt rom i hver siktekurv. Siktet fluid samles opp fra utsiden av hver siktekurv og forlater karet gjennom et egnet utløp. Faste partikler i råfluidet blir holdt tilbake på de indre flatene av siktekurvene.

Et skyllesystem er tilveiebrakt for å rense siktekurvene og fjerne ansamlingene av fast materiale. I sin enkleste utførelse snur skyllesystemet simpelthen retningen på fluidstrømmen gjennom karet og siktekurvene. Dette krever imidlertid at hele karet må kobles fra når skyllingen skal utføres.

En forbedret skylleinnretning utfører skylleprosedyren på en eller flere siktekurver mens resten av siktekurvene er i bruk. Systemet omfatter en skylleinnretning med en eller flere roterbare skyllekanaler i en ende av karet. Skyllekanalene bringes i kontakt med siktekurvene i tur og orden, og leder fluidstrømmen langs innsiden av siktekurvene slik at ansamlingene av fast materiale fjernes ved hjelp av en skjærende fluidstrøm. Dette systemet er komplisert å tilvirke og vedlikeholde. Det avhenger av en forsegling anbrakt mellom skyllekanalen og enden av siktekurven, og er utsatt for lekkasjer og svak skylleeffekt når tetningen svikter. Et forbedret sikte- og skyllesystem er derfor påkrevet.

Ett slikt system er Metrol® Sea-Screen® Coarse Strainer, som er kommersielt tilgjengelig fra Petreco International. Systemet omfatter en eller flere sylindriske siktekurver anbrakt inne i et hovedsakelig sylindrisk kar. Hver siktekurv er forsynt med sin egen skylleinnretning med et langstrakt skylleoppsamlingshode som strekker seg langs hele siktekurven. Oppsamlingshodet omfater en slisse eller flere slisser nær den indre flaten av siktekurven, og er forbundet med en skyllekanal i skylleinnretningen. Ved bruk roteres oppsamlingshodet inne i siktekurven slik at slissen passerer over den indre flaten av kurven. Skyllekanalen er forbundet med et utløp ved redusert trykk, vanligvis ved at den er åpen mot atmosfæretrykk, hvorved fluid i karet ledes inn i oppsamlingshodet gjennom slissen. Fluid trekkes både gjennom siktekurven i motsatt retning av normal strøm i området nær oppsamlingshodet, og langs den indre flaten av siktekurven. På denne måten fjernes fats materiale som har samlet seg på den indre flaten av siktekurven av en revers og en skjærende fluidstrøm.

Selv om det ovennevnte systemet tilveiebringer stor siktekapasitet med svært stor skylleeffektivitet, er det behov for ytterligere forbedringer ved enkelte spesielle anvendelser av siktekonseptet. For eksempel krever systemet en motor og girboksinnretning for hver siktekurv. Selv om dette vanligvis er akseptabelt, finnes det tilfeller hvor totalvekten av sikteenheten må reduseres. Det ville også være en fordel om overflatearealet av siktemateriale per enhetsvolum av det omsluttende karet også kunne økes. Dette ville gjøre det mulig å redusere diameteren på karet for en gitt siktekapasitet, hvilket vil redusere størrelsen på enheten og videre redusere totalvekten av karet, både tomt og fylt med fluid ved drift.

US 5,855,799 vedrører en sikteanordning med roterende disk og med en skylleinnretning.

US 5,030,347 omhandler et siktesystem med et flertall av sikteelementer. Det er overraskende funnet at det mest fordelaktige siktesystemet kan tilveiebringes ved å reversere retningen på fluidstrømmen i forhold til det som er vanlig på fagområdet, og å anvende skylleoppsamlingsinnretningen i Metrol® Sea-Screen® Coarse Strainer på utsiden av siktekurven.

Hovedtrekkene ved den foreliggende oppfinnelse fremgår av de selvstendige patentkrav. Ytterligere trekk ved oppfinnelsen er angitt i de uselvstendige krav.

Følgelig tilveiebringer den foreliggende oppfinnelsen i en første utførelse et siktehus med et innløp for råfluid og et utløp for siktet fluid;

en siktekurv med en sikteskjerm som er plassert inne i huset, hvor den ytre overflaten av sikteskjermen er fluidforbundet med råfluidinnløpet og den indre overflaten av sikteskjermen er fluidforbundet med utløpet for siktet fluid;

en skylleoppsamlingsinnretning omfattende en skyllekanal med en åpning anbrakt nær den ytre overflaten av sikteskjermen, hvilken skyllekanal og siktekurv er bevegelige i forhold til hverandre, slik at åpningen kan passere over den ytre overflaten av sikteskjermen.

Sikteinnretningen i følge den foreliggende oppfinnelsen tilveiebringer den vesentlige fordelen at et stort overflateareal av sikteskjerm kan inneholdes i et gitt husvolum, hvorved den totale størrelsen og vekten av hele innretningen reduseres. Videre tilveiebringer arrangementet i den foreliggende oppfinnelsen mulighet for å oppnå en svært høy skyllestrømrate, og dermed mer effektiv skylling. Dette reduserer i sin tur tiden det tar å rengjøre sikteskjermen, og maksimere tiden som er tilgjengelig for sikting av væske.

Sikteinnretningen i følge den foreliggende oppfinnelsen kan brukes til å sikte enhver passende væske. Innretningen er imidlertid spesielt egnet for sikting av vann og vandige strømmer. I en bestemt anvendelse kan innretningen i følge den foreliggende oppfinnelsen utnyttes til sikting av sjøvann, især sjøvann som skal injiseres i en underjordisk formasjon ved olje- og/eller gassproduksjon.

Som bemerket over, er skyllekanalen og siktekurven bevegelige i forhold til hverandre. Skyllekanalen kan være bevegelig og siktekurven kan stå fast. I en foretrukket utførelse er imidlertid siktekurven bevegelig, nærmere bestemt roterbar, i forhold til skyllekanalen, hvorved suksessive deler av den ytre overflaten av sikteskjermen kan eksponeres mot åpningen i skyllekanalen.

Skyllekanalen kan ha enhver egnet form for å tilveiebringe en kanal eller passasje for transport av skyllefluidet med det faste materialet som er fjernet fra sikteskjermen ut av sikteinnretningen for behandling og/eller deponering. Skyllekanalen er fortrinnsvis et rør, og åpningen i skyllekanalen er fortrinnsvis en eller flere slisser eller hull i røret. Slissene eller hullene kan ha enhver egnet form. Det foretrekkes imidlertid at skyllekanalen har en eller flere langsgående slisser. I en særlig foretrukket utførelse er åpningen i skyllekanalen en langsgående slisse som strekker seg langs hovedsakelig hele lengden av sikteskjermen.

Sikteinnretningen i følge den foreliggende oppfinnelsen kan omfatte en enkelt siktekurv og en enkelt skylleinnretning. Alternativt kan flere par av siktekurver og skyllekanaler huses i samme kar. Det er imidlertid en fordel ved den foreliggende oppfinnelsen at en enkelt skyllekanal kan betjene flere siktekurver, slik at flere siktekurver er forbundet med skyllekanalen. I et slikt arrangement omfatter skyllekanalen fortrinnsvis en åpning for hver av de flere siktekurvene.

De flere siktekurvene kan anbringes i ethvert egnet mønster rundt skyllekanalen. Det mest effektive arrangementet er å anbringe de flere siktekurvene radielt omkring skyllekanalen. På denne måten opptar innretningen et minimum av plass. Som drøftet i større detalj nedenfor, muliggjør dette arrangementet også at en svært effektiv drivinnretning kan benyttes til å bevege skyllekanalen og siktekurvene i forhold til hverandre.

Antall siktekurver anbrakt rundt skyllekanalen kan variere avhengig av størrelse og utforming av siktekurvene, skyllekanalen, huset og oppgaven som skal utføres. Mer bestemt kan antallet siktekurver som kan anbringes omkring en enkelt skyllekanal kan variere fra 2 til 10. Det er funnet at et arrangement som omfatter fra 2 til 5 siktekurver er spesielt fordelaktig, med 3 siktekurver anbrakt radielt omkring én skyllekanal som foretrukket utførelse.

Arrangementet med flere siktekurver anbrakt omkring en enkelt skyllekanal gjør det mulig å bruke den foreliggende oppfinnelsen med en modulær tilnærming. Følgelig kan man forestille seg et siktesystem som omfatter flere siktemoduler, hvor hver modul omfatter en skyllekanal og minst en siktekurv forbundet med skyllekanalen. Ett enkelt kar kan huse to eller flere slike moduler. Hver modul omfatter fortrinnsvis flere siktekurver forbundet med hver skyllekanal.

En ytterligere fordel med siktemodulene i følge den foreliggende oppfinnelsen er at et enkelt drivsystem kan anbringes for å bevege hver av skyllekanalene i forhold til sine tilhørende siktekurver. Mer bestemt omfatter en foretrukket innretning ett enkelt drivsystem for å bevege alle siktekurvene i forhold til sin tilhørende skyllekanal.

I tillegg muliggjør den foreliggende oppfinnelsen et forenklet system av ventiler i skylleinnretningen for å skylle hver siktekurv. Mer bestemt kan, i den modulære innretningen beskrevet ovenfor, innretningen omfatte en ventilinnretning for selektiv åpning av hver av skyllekanalene for å innlede skylling av siktekurvene forbundet med den enkelte skyllekanalen. Detaljene i en foretrukket ventilinnretning beskrives i det følgende.

Åpningen i skylleinnretningen kan anbringes svært nær den ytre overflaten av sikteskjermen til den enkelte siktekurven. På denne måten blir fluid trukket i revers retning gjennom sikteskjermen i skyllesyklusen, hvorved det faste materialet som har festet seg på utsiden av sikteskjermen fjernes. I en foretrukket utførelse anbringes imidlertid åpningen i skyllekanalen et stykke fra den ytre flaten av siktekurven, slik at væske både trekkes gjennom sikteskjermen fra innsiden av siktekurven og fra utsiden av siktekurven langs siktekurvens ytre flate ved skylling. Denne kombinasjonen av gjennomstrømmende og skjærstrømmende væske tilveiebringer en større renseeffektivitet i skyllesyklusen, hvilket forbedrer innretningens siktekapasitet og forkorter skylletiden. Åpningen i skyllekanalen er fortrinnsvis anbrakt slik at forholdet mellom fluidstrøm langs sikteskjermen og fluidstrøm gjennom sikteskjermen ved skylling er fra 3:1 til 1:3, mer foretrukket 2:1. For å oppnå dette er åpningen i skyllekanalen anbrakt mellom 0,5 og 10,0 mm fra sikteskjermens ytre overflate, nærmere bestemt fra 0,75 til 3,0 mm fra sikteskjermen ytre overflate avhengig av størrelsen på de faste partiklene i den innløpende fluidstrømmen.

Størrelsen på åpningen i skyllekanalen kan tilpasses til å tilveiebringe den påkrevde skylleytelsen, som delvis vil avhenge av oppgaven som skal utføres. Arealet av åpningen i skyllekanalen er fortrinnsvis mellom 0,1 og 10 % av siktekurvens overflateareal, mer foretrukket mellom 0,1 og 4 % av siktekurvens overflateareal.

Det foretrekkes at skyllekanalen dekker kun en mindre del av sikteskjermen, slik at den største delen av skjermen medvirker fullt i sikting av fluid. Skyllekanalen dekker fortrinnsvis mindre enn 10 % av sikteskjermens ytre overflate.

Sikteinnretningen kan tilpasses slik at siktefunksjonen til en bestemt siktekurv stoppes mens den skylles. Det foretrekkes imidlertid at skyllekanalen er tilpasset slik at delen av sikteskjermen som ved skylling er borte fra åpningen i skyllekanalen forblir operativ i sikteoperasjonen. Evnen til å utføre skylling og sikting samtidig ved bruk av en gitt siktekurv er en særlig fordel ved denne oppfinnelsen.

I en ytterligere utførelsesform tilveiebringer den foreliggende oppfinnelsen en fremgangsmåte for å sikte et fluid, omfattende:

å lede fluidet fra utsiden av en siktekurv gjennom en sikteskjerm til innsiden av siktekurven, og

å bevege en skyllekanal med en åpning anbrakt nær den ytre overflaten av sikteskjermen i forhold til den ytre overflaten av sikteskjermen, hvorved delen av sikteskjermen nær åpningen i skyllekanalen utsettes for en skylleoperasjon.

Som bemerket over, kan sikting og skylling utføres i rekkefølge på en gitt siktekurv. Det foretrekkes imidlertid at sikting og skylling av en gitt siktekurv utføres samtidig.

Skyllingen omfatter fortrinnsvis at fluid strømmer fra innsiden av siktekurven gjennom sikteskjermen og inn i skyllekanalens åpning, og at fluid strømmer fra nær utsiden av siktekurven langs sikteskjermen som drøftet ovenfor. Forholdet mellom fluidstrøm gjennom sikteskjermen og fluidstrømmen langs sikteskjermen inn i åpningen i skyllekanalen er fortrinnsvis mellom 3:1 og 1:3, fortrinnsvis 1:2.

Skyllekanalen kan beveges i forhold til siktekurvens sikteskjerm, som også kan beveges eller være stasjonær. Det foretrekkes imidlertid at skyllekanalen er stasjonær, og at sikteskjermen beveges i forhold til åpningen i skyllekanalen.

Mest fordelaktig forbindes flere siktekurver med skyllekanalen. Skyllekanalen omfatter fortrinnsvis en åpning for hver av de flere siktekurvene.

Arealet på åpningen i skyllekanalen er fra 0,1 til 10 % av sikteskjermens overflateareal, fortrinnsvis fra 0,1 til 4 % av sikteskjermens overflateareal.

Som bemerket ovenfor tillater konseptet som ligger til grunn for den foreliggende oppfinnelsen at flere separate siktekurver anbringes og tilordnes en enkelt skyllekanal. Følgelig tilveiebringer den foreliggende oppfinnelsen i en ytterligere utførelsesform et siktesystem, omfattende:

et siktehus med et innløp for råfluid og et utløp for siktet fluid,

flere siktekurver anbrakt inne i huset, hvor en av de indre og ytre flatene på siktekurven står i fluidforbindelse med råfluidinnløpet og den andre av de indre og ytre flatene på siktekurven står i fluidforbindelse med utløpet for siktet fluid, og

en skylleoppsamlingsinnretning, omfattende en skyllekanal tilpasset til å utføre en skylleoperasjon på de flere siktekurvene.

Mest fordelaktig er skylleoppsamlingsinnretningen tilpasset til å utføre en skylling av de flere siktekurvene samtidig.

I enda en ytterligere utførelse tilveiebringer den foreliggende oppfinnelsen en fremgangsmåte for å sikte et fluid, omfattende:

å lede fluidet fra utsiden av hver av flere siktekurver gjennom en sikteskjerm til innsiden av hver siktekurv;

å bevege en skyllekanal med en åpning i forhold til den ytre flaten av hver sikteskjerm, hvorved delen av sikteskjermen som er nær skyllekanalens åpning utsettes for en skylleoperasjon.

De flere siktekurvene skylles fortrinnsvis samtidig.

Endelig, som beskrevet ovenfor, er det en fordel ved den foreliggende oppfinnelsen at den gjør det mulig å betjene flere separate siktemoduler, som hver består av en eller flere siktekurver, med ett enkelt drivsystem, nærmere bestemt en enkelt drivmotor og ett enkelt skyllesystem. I dette henseende tilveiebringer den foreliggende oppfinnelsen i en ytterligere utførelsesform en ventilinnretning til bruk i skylleinnretningen i en sikt eller filtreringsinnretning, hvilken skylleinnretning omfatter flere skyllekanaler, hver med en utløpsåpning, hvilken ventilinnretning har en ventilplate med en åpning, hvilken ventilplate er bevegelig til å bringe åpningen sammenfallende med utløpsåpningen til an skyllekanal for derved å forbinde skyllekanalen med en utløpskanal.

Ventilplaten er fortrinnsvis roterbar. Rotasjon av ventilplaten fører åpningen i den i og ut av sammenfall med skyllekanalene i rekkefølge. I en foretrukket utførelse er åpningen buet. Derved kan åpningen i ventilplaten utformes slik at buens lengde bestemmer hvor lenge ventilen skal være åpen. I sikteinnretningen i følge den foreliggende oppfinnelsen strekker åpningen seg over en bue fra 10 til 30°, fortrinnsvis fra 15 til 25°. Åpningen kan dimensjoneres slik at en enkelt skyllekanal er åpen til enhver tid. Alternativt kan åpningen dimensjoneres slik at to eller flere skyllekanaler er åpne.

Selv om ventilplaten kan utformes slik at det er perioder hvor ingen skyllekanaler er åpne, kan den resulterende hydrauliske klemkraften vanskeliggjøre videre rotasjon av ventilplaten. Dette er spesielt tilfellet når motoren som driver ventilplaten har utilstrekkelig dreiemoment til å overvinne den hydrauliske klemkraften. I slike tilfeller er det foretrukket at ventilplaten og åpningen i den er utformet slik at det alltid er minst en skyllekanal som er minst delvis åpen til enhver tid eller posisjon ved drift.

Selv om ventilinnretningen i den foreliggende oppfinnelsen er beskrevet i forbindelse med skyllesystemet i en sikt eller filtreringsinnretning, skal det forstås at prinsippene bak ventilinnretningen kan anvendes på åpning og lukking av enhver samling av åpninger, rør og kanaler ettersom behovet oppstår.

Ulike utførelser av den foreliggende oppfinnelsen beskrives i det følgende som eksempler med referanse til de vedføyde figurene, hvor:

Figur 1 er et longitudinalt snitt gjennom en sikteinnretning ifølge en utførelsesform av den foreliggende oppfinnelsen,

Figur 2 er et snitt av innretningen i figur 1 langs linjen II-II,

Figur 3 er en forenklet fremstilling av arrangementet av siktekurver og skyllekanal i følge en foretrukket utførelse av den foreliggende oppfinnelsen, og

Figur 4 er et snitt av innretningen i figur 1 langs linjen IV-IV som viser ventilinnretningen i følge den foreliggende oppfinnelsen.

Det vises til figur 1, som forestiller en siktinnretning, generelt vist til ved 2, som omfatter et hus 4 i form at et hovedsakelig stående sylindrisk kar av konvensjonell utforming og konstruksjon. Selv om utførelsen vist i figurene og beskrevet i det følgende er anbrakt hovedsakelig vertikalt, skal det forstås at innretningen kan orienteres i andre retninger, for eksempel horisontalt, ettersom det er nødvendig.

Huset har en øvre kuppelformet ende 6 festet til den sentrale kroppen 8 av huset 4 ved hjelp av flenser 10a og 10b. Innretningen 2 er understøttet av en fot 12 som gjør det mulig å feste innretningen på ethvert egnet sted. Huset 4 er utstyrt med et innløp 14 for fluid som skal siktes og et utløp 16 for siktet fluid.

En sikteinnretning, generelt vist til ved 20, er fastholdt inne i huset 4 mellom en øvre plate 22 og en nedre plate 24. Den øvre platen 22 er fastholdt ved at den er klemt mellom flensene 10a og 10b på enden 6 og kroppen 8 av huset 4. Egnede pakninger (ikke vist) er benyttet til å sikre et fluidtett tetning mellom komponentene og flensene. Som vist tydeligere på figur 2, omfatter sikteinnretningen flere siktemoduler 26, hvor hver siktemodul omfatter et sentralt skyllerør 28 og tre siktekurver 30. Som vist i figur 2, omfatter arrangementet vist i figurene i alt sju siktemoduler 26. Ett enkelt skyllerør 28 og en enkelt siktekurv 30 er vist i figur 1 kun av hensyn til klarhet.

Hver siktemodul 26 er plassert hovedsakelig vertikalt i kroppen 8 av huset 4. Hvert skyllerør 28 strekker seg oppover fra den nedre platen 24, og den nedre enden av skyllerøret 28 er lukket av den nedre platen. Ved sin øvre ende strekker skyllerøret 28 seg gjennom den øvre platen 22 og åpnes i hulrommet i den øvre enden 6 av huset 4 over den øvre platen.

Hvert skyllerør 28 er forsynt med en langsgående slisse 32 som strekker seg langs dets lengde ved punktet som vender mot hver av siktekurvene 30 som tilhører skyllerøret. Dette arrangementet er vist stilisert i figur 4. Som alternativ til slissen 32 kan skyllerøret være utstyrt med en rekke hull. Derved dannes en strømningsvei for skyllefluid som strekker seg fra området i huset 4 som omgir siktekurvene 30, gjennom slissene 32 i hvert skyllerør og inn i det øvre hulrommet i huset 4. Et utløp (ikke vist av hensyn til klarhet) for skyllefluidet er tilveiebrakt i den øvre delen av huset 4.

Hver siktekurv 30 strekker seg mellom den øvre platen 22 og den nedre platen 24. Ved sin øvre ende er hver siktekurv 30 lokket og forseglet nær den øvre platen 22. Ved sin nedre ende strekker hver siktekurv 30 seg gjennom den nedre platen 24 og åpnes mot hulrommet under den nedre platen 24. Hver siktekurv 30 omfatter en hovedsakelig sylindrisk sikteskjerm 34 som strekker seg langs hovedsakelig hele lengden av siktekurven 30 mellom den øvre platen 22 og den nedre platen 24. Det er således dannet en strømningsvei for fluid som skal siktes, hvilken strømningsvei strekker seg fra innløpet 14 og hulrommet i den sentrale delen 8 av huset 4, gjennom sikteskjermen 34, nedover langs det indre av siktekurven 30 og inn i det nedre hulrommet i huset 4 under den nedre platen 24. Utløpet 16 er tilveiebrakt for å fjerne siktet fluid fra huset 4.

I arrangementet vist i figurene er hvert skyllerør 28 og dets tilhørende siktekurver 30 bevegelige i forhold til hverandre ved at siktekurvene 30 er roterbare. Drivinnretningen som roterer siktekurvene 30 er vist i figur 1 og detaljert i figur 2. Et sentralt drivtannhjul 40 er tilveiebrakt og montert på en sentral drivaksling 42 som strekker seg gjennom den øvre platen 22 og er drevet av en motorinnretning (ikke vist av hensyn til klarhet). Det er en særlig fordel ved utførelsen vist i figurene at alle siktekurvene er drevet far en enkelt motorinnretning.

Hver siktekurv 30 er utstyrt med et fastgjort tannhjul 44 ved sin øvre ende nær den øvre platen 22. Det fastgjorte tannhjulet 44 på hver siktekurv 30 er fastgjort i forhold til siktekurven, slik at rotasjon av tannhjulet 44 medfører rotasjon av hele siktekurven. Hvert skyllerør er utstyrt med et løpetannhjul 46 ved sin øvre ende nær den øvre platen 22. Løpetannhjulet 46 kan rotere fritt om skyllerøret 28 uten at skyllerøret roteres. Løpetannhjulet 46 på hvert skyllerør 28 er i inngrep med det faste tannhjulet 44 på hver av de tilhørende siktekurvene 30. Den innerste siktekurven 30, det vil si kurven som er anbrakt nærmest den sentrale aksen i huset 4, i hver modul, har sitt faste tannhjul i inngrep med det sentrale tannhjulet 40.

Ved drift forårsaker rotasjon av det sentrale drivtannhjulet 40 rotasjon av den innerste siktekurven i hver modul. Denne driver i sin tur de andre siktekurvene ved hjelp av løpetannhjulet på hvert skyllerør 28.

For å få skyllefunksjonen til å rense sikteskjermen på hver siktekurv, er innretningen 2 utstyrt med en ventilinnretning. Ventilinnretningen omfatter en sirkulær ventilplate 50, som er detaljert vist i figur 4. Ventilplaten 50 er roterbart montert på den øvre platen 22 som vist i figur 1. Et skylledrivsystem (ikke vist for oversiktens del) er tilveiebrakt for å rotere ventilplaten 50. Ventilplaten 50 er utstyrt med en langstrakt buet åpning 52, plassert slik at rotasjon av ventilplaten 50 fører åpningen 52 over den åpne enden av hvert skyllerør 28 i rekkefølge. Lengden av den buede åpningen 52 bestemmer hvor lenge hvert skyllerør er åpent, hvilket i sin tur bestemmer hvor lenge hver siktemodul skylles. Når bredden i radial retning av den buede åpningen er satt lik den indre diameteren av hvert skyllerør, er tidsrommet hvert skyllerør er åpent proporsjonalt med åpningens bue for en gitt rotasjonsfart for ventilplaten. Denne er fortrinnsvis fra 10 til 30°. Som vist i figur 4 strekker åpningen seg over en bue på 19°.

For å gi støtte og stivhet til den indre strukturen i sikteinnretningen, strekker støttebjelker 60 seg mellom, og er boltet fast i, den øverste platen 22 og den nederste platen 24, inne i huset 4. Støttebjelkene er vist i figur 1, men er utelatt i de øvrige figurene for oversiktens skyld.

Ved drift tilføres fluid som skal siktes, så som sjøvann, til innløpet 14 i huset 4, hvorfra den ledes til det sentrale hulrommet i innretningen. Fluidet passerer sikteskjermen 34 i hver siktekurv 30, hvis funksjon er å holde fast stoff i fluidet igjen på utsiden av sikteskjermen 34. Det siktede fluidet flyter langs siktekurven 30 og inn i hulrommet under den nederste platen 24, hvorfra den forlater innretningen gjennom utløpet 16. Etter en tid i drift vil differansetrykket over sikteskjermene øke på grunn av avsetningene av fast materiale og debris. Ved et forhåndsbestemt differansetrykk startes skyllingen.

Skyllingen innledes ved å starte drivinnretningen for å rotere siktekurvene 30 ved hjelp av det sentrale drivtannhjulet 40. Dette fører til at hele den ytre flaten av hver sikteskjerm passerer over slissen eller hullene i sitt tilhørende skyllerør 28. Samtidig roteres ventilplaten 50 slik at den buede åpningen 52 passerer over den øvre enden av hvert skyllerør 28 i rekkefølge. Når åpningen 52 passerer over et skyllerør 28 blir rørets indre åpnet mot trykket i den kuppelformede enden 6 av huset, som vanligvis er omgivelsenes trykk eller atmosfæretrykk. Dette gir en signifikant trykkforskjell mellom fluidet i det sentrale kammeret i huset og utløpet av det åpne skyllerøret 28. Dette har to effekter. For det første trekkes fluid gjennom sikteskjerme 34 i motsatt retning av normal strømning, det vil si fra innsiden av siktekurven til utsiden og inn i slissen 32 i skyllerøret. For det andre ledes fluid som omgir sikteskjermen langs den ytre flaten av sikteskjermen og inn i slissen i skyllerøret. Derved er et tostrømsskyllesystem etablert.

Andelen av sikteskjermen 34 som er eksponert mot slissen i skyllerøret 28 og skyllestrømmen er bare en brøkdel av sikteskjermens totale overflateareal. Dette er vanligvis fra 0,1 til 10 % av det totale overflatearealet. På denne måten genereres en svært høy strømningsrate i skyllestrømmen, hvilket fører til en svært høy renseeffekt på skjermen. Vanligvis kan hastigheter på skyllestrømmen på 2 m/s og over oppnås og opprettholdes.

Når åpningen 52 i ventilplaten 50 beveger seg bort fra det første skyllerøret 28 vil skyllingen av denne siktemodulen opphøre. Den neste siktemodulen i rotasjonsretningen til ventilplaten 50 vil begynne sin skyllesyklus så snart åpningen 52 i ventilplaten 50 passerer over skyllerøret 28. I utførelsene vist i de vedføyde figurene er ventilplaten 50 utstyrt med en enkelt åpning 52 med en størrelse som medfører at kun ett skyllerør 28 kan være åpent på et hvilket som helst tidspunkt. På denne måten skylles kun en modul om gangen. Om ønskelig kan ventilplaten 50 utstyres med flere åpninger 52, eller åpningen 52 kan lages større slik at flere enn en siktemodul kan skylles om gangen.

Det er et trekk ved den foreliggende oppfinnelsen at siktingen fortsetter mens individuelle siktemoduler blir skylt. I tillegg kan en gitt siktekurv få en del av sin sikteskjerm renset av skyllesyklusen drøftet ovenfor mens resten av skjermarealet er tilgjengelig for sikting.

Hvor lenge skyllesystemet skal virke bestemmes av driftsomstendighetene, særlig konsentrasjonen av fast materiale i fluidet som siktes. Så snart trykkforskjellene over sikteskjermene er redusert til normale driftsnivåer stoppes skylleprosessen, og normal drift gjenopptas. I dette tilfellet forutsettes at skyllesystemet blir brukt ved behov. Sikteinnretningen i følge den foreliggende oppfinnelsen er imidlertid fleksibel i sin virkemåte, slik at sterkt forurenset fluid med høyt innhold av fast materiale kan siktes, og skyllesystemet kan brukes kontinuerlig.

Fremgangsmåten og anordningen i følge de ulike delene av den foreliggende oppfinnelsen er beskrevet med referanse til sikting av fluider, særlig væsker. I denne forstand skal sikting forstås som en overflateeffekt som tilveiebringer nominell separasjon mellom faste stoffer og fluidene hvor de er innblandet, for eksempel 98 % fjerning av alle partikler større enn 100 µm. Det skal forstås at de ulike delene av oppfinnelsen også kan anvendes på andre prosesser som skiller fast stoff og fluider, så som filtrering, inkludert dybdefiltrering og lignende.

Den foreliggende oppfinnelsen er spesielt beskrevet i forhold til separasjon av fast materiale fra en væske. Prinsippene i de ulike delene av den foreliggende oppfinnelsen kan også anvendes ved fjerning av fast materiale fra fluider generelt, inkludert gasstrømmer.

Claims (13)

P A T E N T K R A V

1. Siktesystem, omfattende:

et siktehus (4) med et innløp (14) for råfluid og et utløp (16) for siktet fluid, karakterisert ved at

siktesystemet omfatter et flertall av siktemoduler (26), idet hver modul omfatter en skyllekanal (28) og minst én siktekurv (30) som er assosiert med skyllekanalen (28), idet hver siktekurv (30) har en sikteskjerm og er plassert inne i huset (4), hvor den ytre overflaten av sikteskjermen er fluidforbundet med råfluidinnløpet (14) og den indre overflaten av sikteskjermen er fluidforbundet med utløpet (16) for siktet fluid, idet hver skyllekanal (28) har en åpning som er anbrakt nær den ytre overflaten av sikteskjermen til den respektive siktekurven (30), der skyllekanalen (28) og siktekurven (30) er bevegelige i forhold til hverandre, slik at åpningen (32) tillates å passere over den ytre overflaten av sikteskjermen.

2. Siktesystem i følge krav 1, hvor at siktekurven (30) er roterbar i forhold til skyllekanalen (28), hvorved suksessive deler av sikteskjermens ytre flate eksponeres for åpningen i skyllekanalen (28).

3. Siktesystem i følge krav 1 eller 2, hvor skyllekanalen (28) er et rør, og åpningen (32) i skyllekanalen (28) er én eller flere slisser eller hull i røret.

4. Siktesystem i følge krav 3, hvor åpningen (32) i skyllekanalen (28) omfatter én eller flere longitudinale slisser eller hull som fortrinnsvis strekker seg langs hovedsakelig hele lengden av sikteskjermen.

5. Siktesystem i følge ethvert av de foregående krav, hvor et flertall av siktekurver (30) er assosiert med skyllekanalen (28), fortrinnsvis minst tre siktekurver (30) som fortrinnsvis er anbrakt radialt omkring skyllekanalen (28).

6. Siktesystem i følge krav 5, hvor skyllekanalen (28) omfatter en åpning (32) for hver av de flere siktekurvene (30).

7. Siktesystem i følge ethvert av de foregående krav, ytterligere omfattende et enkelt drivsystem for å bevege alle siktekurvene (30) i forhold til sine assosierte skyllekanaler (28).

8. Siktesystem i følge ethvert av de foregående krav, ytterligere omfattende en ventilinnretning for selektiv åpning av hver av skyllekanalene (28) for å innlede en skylleoperasjon for siktekurvene (30) assosiert med skyllekanalen (28).

9. Fremgangsmåte for å sikte et fluid, karakterisert ved:

å tilveiebringe et flertall av moduler (26), idet hver modul omfatter en skyllekanal (28) og minst én siktekurv (30) i hver modul,

å forårsake at fluidet passerer fra utsiden av siktekurven (30) gjennom en sikteskjerm til innsiden av siktekurven (30),

å forårsake at skyllekanalen (30) som har en åpning anbrakt nær den ytre overflaten av sikteskjermen, beveger seg i forhold til den ytre overflaten av sikteskjermen, hvorved delen av sikteskjermen nær åpningen (32) i skyllekanalen (28) utsettes for en skylleoperasjon.

10. Fremgangsmåte i følge krav 9, hvor skylleoperasjonen omfatter fluid som strømmer fra innsiden av siktekurven (30) gjennom sikteskjermen og inn i åpningen i skyllekanalen (28), og fluid som strømmer fra nær utsiden av siktekurven (30) over sikteskjermen.

11. Fremgangsmåte i følge et av kravene 9 eller 10, hvor skyllekanalen (28) er stasjonær, og sikteskjermen beveges i forhold til åpningen (32) i skyllekanalen (28).

12. Fremgangsmåte i følge ethvert av kravene 9 til 11, hvor forholdet mellom fluidstrømmen gjennom sikteskjermen og inn i åpningen (32) i skyllekanalen (28) og fluidstrømmen over sikteskjermen inn i åpningen i skyllekanalen (28) er fra 3:1 til 1:3, fortrinnsvis omkring 1:2.

13. Fremgangsmåte i følge ethvert av kravene 9 til 12, hvor delen av sikteskjermen som ikke er nær åpningen i skyllekanalen (28) medvirker til å sikte fluid som passerer gjennom sikteskjermen fra utsiden av siktekurven (30) til innsiden av siktekurven (30).