NO346192B1

NO346192B1 - Liquid sediment sensor with suction nozzle.

Info

Publication number: NO346192B1
Application number: NO20201318A
Authority: NO
Inventors: Frank Roar Eriksen
Original assignee: Frank Ecos As
Priority date: 2020-12-03
Filing date: 2020-12-03
Publication date: 2022-04-11
Also published as: NO20201318A1

Description

BESKRIVELSE DESCRIPTION

Tittel: Flytende sedimentsensor med sugestuss. Title: Liquid sediment sensor with suction nozzle.

Hensikt med oppfinnelsen: Purpose of the invention:

Oppfinnelsen retter seg i all hovedsak mot fjerning av væskelag i en tre-fase-separasjon, og kan benyttes der væsker med ulik tetthet er blandet med uønskede sedimenter. Oppfinnelsen fungerer ved at den automatisk regulerer utpumping av væsken med høyest tetthet, og lar sedimenter og væsken med lavest tetthet bli igjen i beholderen. På denne måten løser oppfinnelsen problemer som gjør seg gjeldende i renseprosesser, hvor man ender opp med å sende mer enn det som er strengt nødvendig til deponi. Behovet for oppfinnelsen er særlig stort i olje- og tankvaskeindustrien, men kan også benyttes i andre typer renseanlegg. The invention is mainly aimed at removing liquid layers in a three-phase separation, and can be used where liquids of different densities are mixed with unwanted sediments. The invention works by automatically regulating the pumping out of the liquid with the highest density, and allowing sediments and the liquid with the lowest density to remain in the container. In this way, the invention solves problems that arise in cleaning processes, where you end up sending more than is strictly necessary to landfill. The need for the invention is particularly great in the oil and tank washing industry, but can also be used in other types of treatment plants.

Oppfinnelsen er tenkt benyttet der avfallsstoffer med ulik tetthet er blandet i en beholder eller reservoar, og muliggjør automatisk utpumping av mellomsjiktet etter at stoffene har fått tid til å separere seg. Den er særlig aktuell i bruk der to væsker med forskjellig tetthet, som for eksempel vann og olje, er blandet sammen med sedimenter. Her ønsker man å la vannet separere fra oljen og sedimentene, og deretter fjerne vannet. Tradisjonelt har man på dette området benyttet dykkpumper som manuelt senkes ned i beholderen av en operatør ved hjelp av for eksempel vinsj og vaier. Dykkpumpen plasseres så midt i vannlaget, og operatøren begynner å pumpe ut vannet. Operatøren må hele tiden sørge for at han eller hun ikke pumper fra olje- eller sedimentlaget, og det kan være en vanskelig oppgave å følge med på hva som pumpes ut. For å finne riktig væske benyttes det noen ganger radar, men denne teknologien gir ofte misvisende opplysninger på grunn av for eksempel skum og uklare grensesjikt mellom lagene. Oppfinnelsen som søkes patentert automatiserer og forenkler prosessen med å pumpe ut mellomsjiktet. The invention is intended to be used where waste substances of different densities are mixed in a container or reservoir, and enables automatic pumping out of the intermediate layer after the substances have had time to separate. It is particularly relevant in applications where two liquids with different densities, such as water and oil, are mixed together with sediments. Here you want to let the water separate from the oil and sediments, and then remove the water. Traditionally, submersible pumps have been used in this area, which are manually lowered into the container by an operator using, for example, a winch and cables. The submersible pump is then placed in the middle of the water layer, and the operator starts pumping out the water. The operator must constantly ensure that he or she does not pump from the oil or sediment layer, and it can be a difficult task to keep track of what is being pumped out. To find the right liquid, radar is sometimes used, but this technology often gives misleading information due to, for example, foam and unclear boundary layers between the layers. The patent-pending invention automates and simplifies the process of pumping out the intermediate layer.

Bakgrunn for oppfinnelsen: Background for the invention:

Det finnes tre tidligere patenterte oppfinnelser som inneholder liknende teknologi: There are three previously patented inventions that contain similar technology:

D1: CN211690540U D1: CN211690540U

D2: CN204219841U D2: CN204219841U

D3: GB2538233 A D3: GB2538233 A

Forskjellen mellom oppfinnelsen som her søkes patentert og eksisterende teknologi redegjøres i det følgende: The difference between the invention that is sought to be patented here and existing technology is explained in the following:

D1 D1

Oppfinnelse D1 er en flytende vannsugeanordning. D1 har en sanntidssensor for suspendert materiale festet til den ene siden av vannsugepumpen på den flytende platen. Sensoren er installert på den nedre overflaten av den flytende platen. Invention D1 is a floating water suction device. The D1 has a real-time suspended solids sensor attached to one side of the water suction pump on the floating plate. The sensor is installed on the lower surface of the floating plate.

Oppfinnelsen som her søkes patentert, skiller seg fra D1 ved at den registrerer sedimenter på et dypere nivå enn der det suges inn væske. Dette gjør at utpumpingen stopper på et tidligere tidspunkt, slik at sedimentene ikke suges inn. The invention that is being patented here differs from D1 in that it records sediments at a deeper level than where liquid is sucked in. This means that the pumping stops at an earlier time, so that the sediments are not sucked in.

D2 D2

D2 gjelder en sedimenteringstank med flyteplattform. Plattformen flyter på toppen av vannsjiktet og er utstyrt med vannpumpe som styres av en vanntrykkmåler. Det ligger en flyteblokk montert med vanntrykksensor i grensesjiktet mellom vann og sedimenter. D2 applies to a sedimentation tank with floating platform. The platform floats on top of the water layer and is equipped with a water pump controlled by a water pressure gauge. There is a floating block fitted with a water pressure sensor in the boundary layer between water and sediments.

Oppfinnelsen som her søkes patentert skiller seg fra D2 ved at sensoren er festet i selve flyteplattformen. Sensoren måler dermed kontinuerlig konsentrasjonen av sedimenter en gitt avstand under plattformen, mens D2 måler hvor mye vann som er over grensesjiktet. Sensoren som nå søkes patentert er ikke følsom med hensyn til tettheten til de to overvåkede sjiktene, mens D2 er avhengig av tettheten til væskelaget den flyter i. Videre er sensoren i D2 festet i den flytende blokken, og ikke i selve plattformen. The invention that is being patented here differs from D2 in that the sensor is fixed in the floating platform itself. The sensor thus continuously measures the concentration of sediments a given distance below the platform, while D2 measures how much water is above the boundary layer. The sensor that is now being patented is not sensitive to the density of the two monitored layers, while D2 is dependent on the density of the liquid layer in which it floats. Furthermore, the sensor in D2 is fixed in the floating block, and not in the platform itself.

D3 D3

D3 har en vibrerende gaffelpunktnivåbryter for bruk til å oppdage grensesnitt mellom en rekke medier i en beholder. Beholderen kan inneholde lag med luft, olje, vann og slam, og dersom grensesnittet faller under bryteren kan en pumpe slås av/på. Gaffelpunktnivåbryteren er festet på et fast sted i tanken. Oppfinnelsen som med denne søknad søkes patentert, er ikke festet til noe fast punkt i en beholder. Målepunktet vil til enhver tid følge det øverste sjiktets overflate. Dersom overflaten på det øverste sjiktet endres, følger plattformen med fastmontert sensor etter. Den er dermed effektiv uavhengig av fyllingsgrad. The D3 has a vibrating fork point level switch for use in detecting interfaces between a variety of media in a container. The container can contain layers of air, oil, water and sludge, and if the interface falls below the switch, a pump can be switched on/off. The fork point level switch is fixed in a fixed place in the tank. The invention that is sought to be patented with this application is not attached to any fixed point in a container. The measuring point will at all times follow the surface of the top layer. If the surface of the top layer changes, the platform with fixed sensor follows suit. It is thus effective regardless of the degree of filling.

Detaljert beskrivelse av oppfinnelsens utførelser Detailed description of the embodiments of the invention

Oppfinnelsen består av en plattform som ved hjelp av pongtonger (6) holder seg flytende i det øverste væskelaget. Et rør (7) med en sedimentsensor (9) går gjennom plattformen (5). Røret (7) strekker seg ned gjennom væsken med lavest tetthet/toppsjiktet (1) i beholderen (4), og ender i en sugestuss (8) som går ned i den væsken med høyere tetthet/mellomsjiktet (2). Rørets (7) utløpsside er koblet til sugesiden av en pumpe, med en slange (10) og en slangekobling (15). Sedimentsensoren (9) kan bestå enten av en vibrerende gaffel som på engelsk kalles «vibronic point level detector», eller en roterende åre som på engelsk kalles «rotating paddle switch». Åren/gaffelen (11) på sedimentsensoren (9) strekker seg gjennom plattformen (5) og forbi sugestussen (8). Den registrerer når den kommer i kontakt med sedimentlaget (3). På oversiden av plattformen (5) er det en koblingsboks (12) tilknyttet sedimentsensoren (9). Koblingsboksen (12) og gaffelen/åren (11) er koblet sammen med en forlengelsesstang/aksling (13). The invention consists of a platform which, with the help of pontoons (6), stays afloat in the upper liquid layer. A pipe (7) with a sediment sensor (9) passes through the platform (5). The pipe (7) extends down through the liquid with the lowest density/top layer (1) in the container (4), and ends in a suction nozzle (8) which goes down into the liquid with a higher density/intermediate layer (2). The outlet side of the pipe (7) is connected to the suction side of a pump, with a hose (10) and a hose connector (15). The sediment sensor (9) can consist of either a vibrating fork which in English is called a "vibronic point level detector", or a rotating paddle which in English is called a "rotating paddle switch". The blade/fork (11) of the sediment sensor (9) extends through the platform (5) and past the suction nozzle (8). It registers when it comes into contact with the sediment layer (3). On the upper side of the platform (5) there is a junction box (12) connected to the sediment sensor (9). The junction box (12) and the fork/oar (11) are connected by an extension rod/shaft (13).

Koblingsboksen (12) er tilknyttet pumpens start- og stoppfunksjoner via en kabel (14) eller trådløst. Når pumpen tar ut mellomsjiktet (2) vil det på et tidspunkt bli så tynt at gaffelen/åren (11) stikker ned i sedimentlaget (3) (se figur 4), og det sendes et signal som stopper pumpen. Med pumpen avslått vil mellomsjiktet (2) igjen begynne å vokse om man fortsetter å fylle beholderen (4), og pumpen vil få et nytt signal fra sedimentsensoren (9) om å starte igjen, når pongtongenes (6) oppdrift gjør at åren/gaffelen (11) trekkes opp fra sedimentlaget (3) (se figur 1,2 og 3). The junction box (12) is connected to the pump's start and stop functions via a cable (14) or wirelessly. When the pump takes out the intermediate layer (2), it will at some point become so thin that the fork/oar (11) sticks into the sediment layer (3) (see figure 4), and a signal is sent to stop the pump. With the pump switched off, the intermediate layer (2) will begin to grow again if you continue to fill the container (4), and the pump will receive a new signal from the sediment sensor (9) to start again, when the buoyancy of the pontoons (6) causes the oar/fork to (11) is pulled up from the sediment layer (3) (see figures 1,2 and 3).

Beskrivelse av figurer: Description of figures:

Figur 1,2 og 3 viser oppfinnelsen med gaffelen/åren (11) over sedimentlaget (3), og figur 4 viser oppfinnelsen med gaffelen/åren (11) i sedimentlaget (3). Flyteelementene består av pongtonger (6) som kan være en, to eller flere parallelle, eller ha en sirkulær form. Pongtongene bærer plattformen (5), og gjennom plattformen (5) er det montert et rør (7). Den delen av røret (7) som er under overflaten til toppsjiktet (1) har lengde, l1 og kan endres etter hvilken tykkelse man forventer eller tillater på toppsjiktet (1). Maksimum tykkelse på toppsjiktet (1) er også lengden l1. Lengden l1 vil normalt settes litt lengre enn forventet tykkelse på toppsjiktet (1) slik at pumpen ikke skal suge inn noe fra toppsjiktet (1). Lengden l1 kan endres og/eller justeres ved å endre på hvor på røret (7) plattformen (5) festes inn. Valget av lengde l2 mellom sugestuss (8) og enden av gaffelen/åren (11) er med på å bestemme tykkelsen på mellomsjiktet (2). Tegningen viser også at man kan utforme røret (7) som et T-rør og montere sensoren (9) gjennom T-røret, noe som gir en enkel gjennomføring i plattformen (5). Figures 1, 2 and 3 show the invention with the fork/oar (11) above the sediment layer (3), and Figure 4 shows the invention with the fork/oar (11) in the sediment layer (3). The floating elements consist of pontoons (6) which can be one, two or more parallel, or have a circular shape. The pontoons support the platform (5), and through the platform (5) a pipe (7) is mounted. The part of the pipe (7) that is below the surface of the top layer (1) has a length, l1 and can be changed according to the thickness that is expected or allowed on the top layer (1). The maximum thickness of the top layer (1) is also the length l1. The length l1 will normally be set slightly longer than the expected thickness of the top layer (1) so that the pump will not suck in anything from the top layer (1). The length l1 can be changed and/or adjusted by changing where on the pipe (7) the platform (5) is attached. The choice of length l2 between the suction nozzle (8) and the end of the fork/oar (11) helps to determine the thickness of the intermediate layer (2). The drawing also shows that you can design the tube (7) as a T-tube and mount the sensor (9) through the T-tube, which provides an easy passage into the platform (5).

Beskrivelse av tegningene Description of the drawings

FIGUR 1 Viser oppfinnelsen som flyter i en beholder etter utført tre-fase-separasjon. FIGUR 2 Viser snitt A-A av oppfinnelsen markert i figur 1 FIGURE 1 Shows the invention floating in a container after three-phase separation has been carried out. FIGURE 2 Shows section A-A of the invention marked in figure 1

FIGUR 3 Viser snitt B-B av oppfinnelsen markert i figur 2 FIGURE 3 Shows section B-B of the invention marked in figure 2

FIGUR 4 Viser snitt A-A, samme som figur 2, men nå med et tynnere mellomsjikt slik at sensoren er i kontakt med sedimentlaget FIGURE 4 Shows section A-A, same as figure 2, but now with a thinner intermediate layer so that the sensor is in contact with the sediment layer

Punktene i hver figur er de samme The points in each figure are the same

1. Toppsjiktet 1. The top layer

2. Mellomsjiktet (væsken som skal pumpes vekk) 2. The intermediate layer (the liquid to be pumped away)

3. Sedimentlag 3. Sediment layer

4. Beholder 4. Container

5. Plattform 5. Platform

6. Pongtonger 6. Pontoons

7. Rør 7. Stir

8. Sugestuss (enden av rør i pkt.7) 8. Suction nozzle (end of pipe in section 7)

9. Sedimentsensor 9. Sediment sensor

10. Sugeslange til pumpe 10. Suction hose for pump

11. Åre/gaffel 11. Oar/fork

12. Koblingsboks 12. Junction box

13. Forlengelsesstang/aksling 13. Extension rod/axle

14. Kabel 14. Cable

15. Slangekobling 15. Hose connection

Claims

Patent claims

1: Floating device with sediment sensor (9) and suction nozzle (8) for automated pumping out of the middle layer (2) in a three-phase separation, where the sediment sensor (9) and suction nozzle (8) are mounted through a platform (5), characterized in that the sensing end (11) of the sensor protrudes deeper than the end of the suction nozzle (8) which goes down into the middle layer (2).