NO348033B1

NO348033B1 - Combined vacuum cleaner, three-phase separator and tank washing system

Info

Publication number: NO348033B1
Application number: NO20221058A
Authority: NO
Inventors: Frank Roar Eriksen
Original assignee: Frank Ecos As
Priority date: 2022-10-04
Filing date: 2022-10-04
Publication date: 2024-06-24
Also published as: NO20221058A1

Description

Tittel: Kombinert vakuumsuger, trefaseseparator og tankvaskesystem Title: Combined vacuum cleaner, three-phase separator and tank washing system

Beskrivelse: Description:

Oppfinnelsen er en maskin som kan gjøre tre forskjellige jobber, hver for seg eller samtidig. Oppfinnelsen kan gjøre følgende: The invention is a machine that can do three different jobs, separately or simultaneously. The invention can do the following:

1. Suge til seg slam, søl og annet vått avfall i væskeform eller slurryform. Maskinen kan enten suge dette til seg ved hjelp av suge-pumpe (fortregningspumpe) eller suge det til seg ved hjelp av undertrykk/vakuum. Maskinen kan også få det tilført ved hjelp av pumpesystemer utenfor maskinen. 1. Suck up mud, spills and other wet waste in liquid or slurry form. The machine can either suck this up using a suction pump (displacement pump) or suck it up using negative pressure/vacuum. The machine can also have it supplied by means of pump systems outside the machine.

2. Separere væsken eller slurryen i to eller tre faser (for eksempel olje, vann og sand). 2. Separate the liquid or slurry into two or three phases (eg oil, water and sand).

De tre fasene kan pumpes ut av maskinen i tre forskjellige løp, slik at selve avfallet blir konsentrert før det sendes til destruksjon eller gjenbruk The three phases can be pumped out of the machine in three different runs, so that the waste itself is concentrated before it is sent for destruction or reuse

3. Fungere som automatisk tankvaskesystem for innvendig vasking av store industritanker og andre lukkede beholdere. Maskinen sender da vaskevann under trykk til spylekanoner som bruker vannet til tankevask. Samtidig suges det brukte vaskevannet tilbake til oppfinnelsen som så renser, resirkulerer og sender vannet tilbake til spylekanonene. Det konsentrerte avfallet som separeres fra vaskevannet sendes til en avfallskontainer. 3. Act as an automatic tank washing system for the internal washing of large industrial tanks and other closed containers. The machine then sends washing water under pressure to spray guns that use the water for tank washing. At the same time, the used washing water is sucked back into the invention, which then cleans, recycles and sends the water back to the flushing guns. The concentrated waste that is separated from the washing water is sent to a waste container.

Problemet oppfinnelsen løser er at den vesentlig reduserer og konsentrerer avfall som skal sendes til destruering (for eksempel olje og forurenset sand), samtidig som at vann som separeres er rent nok til at det kan gjenbrukes som vaskevann. Siden oppfinnelsen erstatter tre store maskiner som ofte benyttes på samme installasjoner/anlegg, så reduserer den arealbehov, transportbehov, vedlikehold og vekt til ca.1/3 sammenliknet med å ha tre separate maskiner. The problem the invention solves is that it significantly reduces and concentrates waste to be sent for destruction (for example oil and contaminated sand), while ensuring that water that is separated is clean enough to be reused as washing water. Since the invention replaces three large machines that are often used on the same installations/facilities, it reduces the area requirements, transport requirements, maintenance and weight to approx. 1/3 compared to having three separate machines.

Tradisjonelt om bord på oljerigger eller andre produksjonsanlegg, så benyttes en vakuumsuger for å suge opp søl samt vann brukt til for eksempel rengjøring. Vann blandet med avfall (blandingen kalles «slop») suges opp og pumpes til store slop-tanker hvor det lagres frem til det kan sendes til deponi eller destruering. Noen ganger benyttes et eget slopseparatorsystem til å konsentrere avfallet (dvs. separere ut vannet) for å redusere mengden som må sendes på land. Traditionally on board oil rigs or other production facilities, a vacuum cleaner is used to suck up spills and water used for, for example, cleaning. Water mixed with waste (the mixture is called "slop") is sucked up and pumped to large slop tanks where it is stored until it can be sent to landfill or destruction. Sometimes a separate slop separator system is used to concentrate the waste (i.e. separate out the water) in order to reduce the amount that has to be sent ashore.

Ved gjennomføring av tankvask kan det benyttes et automatisk tankvaskesystem kalt «ATC-system» (ATC=Automatic Tank Cleaning). Dette er en maskin som renser og gjenbruker vaskevannet mens man vasker tanker. Avfallet som vaskes ut av tankene separeres fra vannet og sendes konsentrert til en avfallskontainer. When carrying out tank washing, an automatic tank washing system called "ATC system" (ATC=Automatic Tank Cleaning) can be used. This is a machine that cleans and reuses the washing water while washing tanks. The waste that is washed out of the tanks is separated from the water and sent concentrated to a waste container.

Det finnes en tidligere patentert oppfinnelse som inneholder liknende teknologi: There is a previously patented invention that contains similar technology:

US2018/0361442A1 US2018/0361442A1

Forskjellen mellom oppfinnelsen som her søkes patentert er: US2018/036442A1 består av to separate maskiner, en vakuumsuger og en ATC Unit /Separator i form av fire forskjellige tanker som er koblet sammen med slanger/rør slik at de kan arbeide sammen. Oppfinnelsen som her søkes patentert, er en maskin med kun én tank som fungerer som ATC-Unit, separator og vakuumsuger. Vann og sedimenter kan med denne oppfinnelsen pumpes ut separat, samtidig som tanken er under vakuum og maskinen arbeider som vakuumsuger. The difference between the invention that is sought to be patented here is: US2018/036442A1 consists of two separate machines, a vacuum cleaner and an ATC Unit / Separator in the form of four different tanks which are connected by hoses/pipes so that they can work together. The invention for which a patent is sought is a machine with only one tank that functions as an ATC unit, separator and vacuum cleaner. With this invention, water and sediments can be pumped out separately, while the tank is under vacuum and the machine works as a vacuum cleaner.

Maskinen er tenkt benyttet i kombinasjon med «Flytende sedimentsensor med sugestuss» (patent 346192). Søker eier rettighetene til dette patentet. The machine is intended to be used in combination with "Floating sediment sensor with suction nozzle" (patent 346192). The applicant owns the rights to this patent.

Detaljert beskrivelse av oppfinnelsen: Detailed description of the invention:

Oppfinnelsen består i grove trekk av en ATC-Unit som er modifisert til også å kunne fungere som Vakuum Unit og Slopseparator Unit. The invention roughly consists of an ATC-Unit which has been modified to also function as a Vacuum Unit and Slopseparator Unit.

Oppfinnelsen består av en lukket tank medet innløp og forskjellige innvendige kammervegger som leder væskestrømmen gjennom maskinen slik at vann, olje og tunge sedimenter går i forskjellige retninger og kan tas ut hver for seg. Det ferdig separerte vannet i maskinen er koblet til en kraftig pumpe som sørger for at resirkulert vaskevann og vaskekjemikalier pumpes til spylekanonene med tilstrekkelig trykk og volumstrøm for effektiv tankvask. En selvsugende slop-returpumpe suger det skitne vaskevannet samtidig tilbake inn i maskinen, litt fortere enn det pumpes gjennom spylekanonene. Dette for at det ikke skal bygges opp et væskenivå i tanken man vasker. Sediment-pumpen pumper avfallet som kontinuerlig separeres fra vannet til en avfallsbeholder, hvor ytterligere vann kan separeres ut og sendes tilbake til den rene vannbeholderen ved hjelp av en Flytende sedimentsensor med sugestuss (patent 346192). The invention consists of a closed tank with an inlet and different internal chamber walls that direct the liquid flow through the machine so that water, oil and heavy sediments go in different directions and can be taken out separately. The fully separated water in the machine is connected to a powerful pump which ensures that recycled washing water and washing chemicals are pumped to the flushing guns with sufficient pressure and volume flow for efficient tank washing. A self-priming slop return pump simultaneously sucks the dirty washing water back into the machine, slightly faster than it is pumped through the flushing guns. This is so that a liquid level does not build up in the tank being washed. The sediment pump pumps the waste that is continuously separated from the water into a waste container, where additional water can be separated out and sent back to the clean water container using a Liquid Sediment Sensor with suction nozzle (patent 346192).

Når maskinen arbeider som slop separator unit er prosessen tilsvarende som ATC unit, men det rene vannet kan pumpes der det er behov for det, eller eksempelvis til lagringstank eller avløp (dersom renheten er tilfredsstillende). When the machine works as a slop separator unit, the process is similar to an ATC unit, but the clean water can be pumped where it is needed, or for example to a storage tank or drain (if the purity is satisfactory).

Når maskinen arbeider som vakuumsuger stenges alle utløp, og en vakuum-pumpe lager undertrykk i maskinen. Undertrykket brukes til å suge inn vesker og søl via en sugeslange, sammenlignbart med en støvsuger. Inne i maskinen separeres vann, olje og sedimenter. Vann og sedimenter kan pumpes ut samtidig som maskinen arbeider og er under vakuum. Når sugingen er over, kan vakuumet i maskinen utlignes, og da kan også olje dreneres fra en oljefelle. When the machine works as a vacuum cleaner, all outlets are closed, and a vacuum pump creates negative pressure in the machine. The negative pressure is used to suck in bags and spills via a suction hose, comparable to a vacuum cleaner. Inside the machine, water, oil and sediments are separated. Water and sediments can be pumped out while the machine is working and under vacuum. When the suction is over, the vacuum in the machine can be equalised, and then oil can also be drained from an oil trap.

Beskrivelse av figurer: Description of figures:

Oppfinnelsen fremgår av figur 1-3 som viser et tverrsnitt av oppfinnelsen. The invention appears in figures 1-3 which show a cross-section of the invention.

Figur 1 viser oppfinnelsen når den arbeider som ATC Unit og vasker tanker. Figuren viser også hvordan væskestrømmen går igjennom maskinen. Figure 1 shows the invention when it works as an ATC Unit and washes tanks. The figure also shows how the liquid flow goes through the machine.

Figur 2 viser hvordan oppfinnelsen er koblet opp mot en avfallskontainer. Denne oppkoblingen er den samme i alle tre moduser (ATC Unit, Slop separator og vakuumsuger). Figure 2 shows how the invention is connected to a waste container. This connection is the same in all three modes (ATC Unit, Slop separator and vacuum cleaner).

Figur 3 viser hvordan oppfinnelsen er koblet opp når den arbeider som vakuumsuger. Figure 3 shows how the invention is connected when it works as a vacuum cleaner.

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

1. Pusteventil 1. Breather valve

2. Separatortank 2. Separator tank

3. TCM-pumpe 3. TCM pump

4. Kammer for rent/separert vann 4. Chamber for clean/separated water

5. Slop-pumpe 5. Slop pump

6. Innløps kammer 6. Inlet chamber

7. Diffuser 7. Diffuse

8. Sediment-hopper 8. Sediment jumps

9. Mateskrue 9. Feed screw

10. Lamellaplater 10. Lamella plates

11. Sediment-pumpe 11. Sediment pump

12. Olje-felle 12. Oil trap

13. Ventil for drenering av olje-felle 13. Valve for draining the oil trap

14. Ventil for vakuumsuging 14. Valve for vacuum suction

15. Ventil for å isolere suge-pumpe 15. Valve to isolate suction pump

16. Ventil for å isolere sediment-pumpe 16. Valve to isolate sediment pump

17. Ventil for å isolere TCM-pumpe 17. Valve to isolate TCM pump

18. Vakuum-pumpe 18. Vacuum pump

19. Spylekanon (TCM) 19. Flush cannon (TCM)

20. Tank som vaskes 20. Tank being washed

21. Flytende sedimentsensor med sugestuss 21. Liquid sediment sensor with suction nozzle

22. Suge-pumpe 22. Suction pump

23. Ventil for å isolere slop-pump 23. Valve to isolate slop pump

24. Rent/separert vann 24. Clean/separated water

25. Slop 25. Slop

26. Sediment slurry 26. Sediment slurry

27. Olje 27. Oil

28. Horisontal kant 28. Horizontal edge

29. Avfallskontainer 29. Waste containers

30. Sugelanse 30. Suction lance

Når maskinen arbeider som ATC-Unit, så fungerer den slik: Pusteventilen (1) er åpen slik at det verken kan bygges opp trykk eller vakuum inne i separatortanken (2). TCM-pumpen (3) (TCM=Tank Cleaning Machine, også kalt spylekanon i denne teksten) tar det separerte vannet (24) fra det rene kammeret (4) og pumper det med trykk via rør/slanger til en eller flere spylekanoner/TCMs (19) plassert inne i tanken som vaskes (20). Vannet kan blandes med vaskekjemikalier om nødvendig. Alle oppkoblinger mot maskinen gjøres med rør, slanger eller en kombinasjon av rør og slanger. Spylekanonene (19) vasker den skitne tankens (20) innvendige overflate etter et valgt spylemønster, samtidig som en slop-pumpe (5) suger tilbake det skittent vaskevann og sedimenter (til sammen slop) (25) fra bunnen av tanken (20) som vaskes. Slop pumpes deretter inn i separatortanken (2) gjennom et innløpskammer (6) via et diffuser system (7) som har til hensikt å redusere turbulens og skumdannelse. Når mer og mer slop pumpes inn i innløpskammeret (6) presses væskestrømmen til å gå sakte ned i en sediment-hopper (8) samtidig som de tunge fraksjonene kalt sediment faller til bunnen av sediment-hopper (8) og videre inn i mateskruen (9). Vannet som nå inneholder svært lite tunge partikler, presses videre opp igjennom Lamellaplatene (10) (coalescing media på engelsk), hvor ytterligere utfelling skjer. Når vannet har passert igjennom lamellaplatene (10), renner det over en horisontal kant (28) og tilbake inn i det rene kammeret (4) hvor det derfra kan gjenbrukes. When the machine works as an ATC-Unit, it works like this: The breather valve (1) is open so that neither pressure nor vacuum can build up inside the separator tank (2). The TCM pump (3) (TCM=Tank Cleaning Machine, also called flush cannon in this text) takes the separated water (24) from the clean chamber (4) and pumps it under pressure via pipes/hoses to one or more flush guns/TCMs (19) placed inside the tank being washed (20). The water can be mixed with washing chemicals if necessary. All connections to the machine are made with pipes, hoses or a combination of pipes and hoses. The flushing guns (19) wash the inside surface of the dirty tank (20) according to a selected flushing pattern, while a slop pump (5) sucks back the dirty washing water and sediments (together slop) (25) from the bottom of the tank (20) which be washed. Slop is then pumped into the separator tank (2) through an inlet chamber (6) via a diffuser system (7) which is intended to reduce turbulence and foam formation. When more and more slop is pumped into the inlet chamber (6), the liquid flow is forced to go down slowly into a sediment hopper (8) at the same time as the heavy fractions called sediment fall to the bottom of the sediment hopper (8) and further into the feed screw ( 9). The water, which now contains very few heavy particles, is further pushed up through the Lamella plates (10) (coalescing media in English), where further precipitation takes place. When the water has passed through the lamella plates (10), it flows over a horizontal edge (28) and back into the clean chamber (4) where it can be reused from there.

Sedimentene som havner i mateskruen (9), mates ut til siden og pumpes med sedimentpumpen (11) som slurry (26) til avfallskontainer (29). Når denne slurry havner i avfallskontaineren begynner dens komponenter, vann, olje og de tunge partiklene igjen å separere seg i tre faser. Da benyttes en «Flytende sedimentsensor med sugestuss» (21) sammen med Suge-pumpen (22) til å pumpe vannfasen i avfallskontaineren tilbake til innløpskammeret (6). Inne i innløpskammeret (6) flyter oljen (27) opp til overflaten hvor det er en oljefelle (12) som kan justeres vertikalt. Oljen (27) dreneres ut regelmessig med ventil (13). The sediments that end up in the feed screw (9) are fed out to the side and pumped with the sediment pump (11) as slurry (26) to waste containers (29). When this slurry ends up in the waste container, its components, water, oil and the heavy particles, begin to separate again into three phases. Then a "Floating sediment sensor with suction nozzle" (21) is used together with the Suction pump (22) to pump the water phase in the waste container back to the inlet chamber (6). Inside the inlet chamber (6), the oil (27) flows up to the surface where there is an oil trap (12) which can be adjusted vertically. The oil (27) is drained out regularly with valve (13).

Når oppfinnelsen arbeider som slop separator fungerer den på samme måte som når den arbeider som ATC Unit, med følgende unntak: 1. Slop-pumpen (5) suger slop fra en slop tank/beholder. TCM-pumpe (3) fungerer som overføringspumpe som pumper det rene vannet til lagringstank eller videre prosessering/måling før det går på sjøen eller til avløp. When the invention works as a slop separator, it works in the same way as when it works as an ATC Unit, with the following exceptions: 1. The slop pump (5) sucks slop from a slop tank/container. TCM pump (3) functions as a transfer pump that pumps the clean water to a storage tank or further processing/measurement before it goes into the sea or into the drain.

Når oppfinnelsen arbeider som vakuumsuger stenges ventil (1), (13), (15), (16), (17) og (23) i retning inn til separatortank (2). Deretter startes vakuum-pumpe (18) slik at det suges inn til separatortank (2) gjennom ventil (14). Dette gjøres normalt med en håndholdt sugelanse (30) montert på en slange. Sediment-pumpen (11) sammen med mate-skrue (9) kan pumpe slurry (26) til avfallskontainer samtidig som maskinen arbeider som vakuumsuger. TCM-pumpe (3) kan ikke benyttes når det er vakuum i separatortank (2). Dersom det skal pumpes vann til tank/dump samtidig som maskinen arbeider som vakuumsuger, gjøres dette med sloppumpen (5). En stiplet linje i figur 3 viser hvordan slop-pumpen (5) gis en ny oppgave når den ikke er i bruk som slop-pumpe mens maskinen arbeider som vakuumsuger. Ventil (23) stenges og slop pumpen (5) kobles opp ved hjelp av slanger eller rør (stiplet linje), slik at den kan fungere som vann overføringspumpe samtidig som det er vakuum i separatortanken (2). When the invention works as a vacuum cleaner, valves (1), (13), (15), (16), (17) and (23) are closed in the direction into the separator tank (2). The vacuum pump (18) is then started so that it is sucked into the separator tank (2) through valve (14). This is normally done with a handheld suction lance (30) mounted on a hose. The sediment pump (11) together with feed screw (9) can pump slurry (26) to waste containers at the same time as the machine works as a vacuum cleaner. TCM pump (3) cannot be used when there is a vacuum in the separator tank (2). If water is to be pumped to the tank/dump at the same time as the machine works as a vacuum cleaner, this is done with the slop pump (5). A dashed line in Figure 3 shows how the slop pump (5) is given a new task when it is not in use as a slop pump while the machine works as a vacuum cleaner. Valve (23) is closed and the slop pump (5) is connected using hoses or pipes (dashed line), so that it can function as a water transfer pump at the same time as there is a vacuum in the separator tank (2).

Utpumping av vann og sedimenter samtidig som separatortanken (2) er under vakuum, krever at slop-pumpen (5), som fungerer som overføringspumpe, og sediment pumpen (11) skaper høyere vakuum enn det vakuum-pumpen (18) gjør. Pumping out water and sediments at the same time that the separator tank (2) is under vacuum requires that the slop pump (5), which functions as a transfer pump, and the sediment pump (11) create a higher vacuum than the vacuum pump (18) does.

Claims

Patent claim:

1: A closed tank (2) for automatic tank washing with water recycling, vacuum suction and separation of waste water, consisting of;

Three chambers, inlet chamber (6), chamber with lamella plates (10) and chamber for clean/separated water (4), connected by a common air layer above, which enables pressure regulation of the entire tank with a vacuum pump (18);

a diffuser (7) in the antechamber to reduce turbulence and foaming;

an oil trap (12) in for draining oil layers;

a sediment hopper (8), which lies below and is connected to the inlet chamber and chamber for lamella plates, through which the liquid is driven when the liquid level rises in the inlet chamber (6);

a feed screw (9) in sediment hopper (8) and sediment pump (11) for removal of sediment slurry (26);

an assembly of lamella plates (10), through which the liquid is further driven as it leaves the sediment hopper (8);

an overflow edge/horizontal edge (28) where the separated liquid is driven over and into the clean/separated water chamber (24);

a pump for pumping out for reuse of separated water for the tank washing process or for storage in another tank.

2. A machine in accordance with claim 1, which can pump out separated water and sediments from the separator tank (2) at the same time as the invention works as a vacuum cleaner, in that the sediment pump (11) and slop pump (5) suck with a lower pressure than the pressure in the separator tank (2) which is created by the vacuum pump (18), while the pressure in the separator tank (2) is equalized by the supply of new water and new sediments through the valve for vacuum suction (14).