PL192939B1 - Wypełnienie dla złóż biologicznych do obróbki płynów oraz sposób wytwarzania tego wypełnienia - Google Patents

Abstract

1. Wypelnienie dla zlóz biologicznych do obróbki plynów, zwlaszcza do biologicznego oczyszczania scieków, z duza liczba pasów z tworzywa sztucznego, zaopatrzonych z co najmniej jednej strony w co najmniej jedno pasmo przejmujace naprezenia rozciagajace, znamienne tym, ze pasmo, wzglednie kazde z pasm (22) przejmujacych naprezenia roz- ciagajace jest zaopatrzone we wzmocnienie. 16. Sposób wytwarzania wypelnienia dla zlóz biologicznych do obróbki plynów, zwlasz- cza do biologicznego oczyszczania scieków, z duza liczba pasów, z których kazdy jest pola- czony z co najmniej jednym pasmem przejmu- jacym naprezenia rozciagajace, znamienny tym, ze pasma (22) wytwarza sie z pasma wzmacniajacego (23) o wysokiej wytrzymalosci na rozciaganie, który metoda ekstruzji otacza sie koszulka (24). PL PL PL PL PL

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest wypełnienie dla złóż biologicznych do obróbki płynów oraz sposób wytwarzania tego wypełnienia.

Wypełnienia takie stosuje się w przeważającej mierze do biologicznej obróbki cieczy i gazów, zwłaszcza w technice obróbki ścieków do ich oczyszczania biologicznego. W tym celu na pasie wypełnienia sadzi się trawnik biologiczny, zawierający bakterie.

Z europejskiego opisu patentowego nr EP 0274633 B1 znane jest tego typu wypełnienie, w którym kilka warstw leżących obok siebie pasów jest połączonych ze sobą za pomocą taśmy mocującej, ustawionej poprzecznie do wzdłużnego kierunku pasów. Wypełnienie wraz z podwieszonymi pasami jest korzystnie umieszczone w zbiorniku z obrabianą cieczą. Pasy muszą mieć takie wymiary, aby pod wpływem obciążenia ciężarem trawnika biologicznego nie ulegały nadmiernemu wydłużeniu, a nawet pęknięciu.

Inne wypełnienie znane jest z europejskiego opisu patentowego nr EP 0 332 907 B1. Pasom są tutaj przyporządkowane biegnące wzdłuż nich pasma przejmujące naprężenia rozciągające. Pozwala to zwiększyć wytrzymałość pasów na rozciąganie. Takie zwiększenie wytrzymałości pasów na rozciąganie jest jednak ograniczone.

Celem wynalazku jest udoskonalenie pasowego wypełnienia do obróbki płynów pod względem wytrzymałości pasów na rozciąganie. Ponadto wynalazek dotyczy sposobu prostego wytwarzania wypełnienia.

Wypełnienie dla złóż biologicznych do obróbki płynów, zwłaszcza do biologicznego oczyszczania ścieków, z dużą liczbą pasów z tworzywa sztucznego, zaopatrzonych z co najmniej jednej strony w co najmniej jedno pasmo przejmujące naprężenia rozciągające, według wynalazku charakteryzuje się tym, że pasmo, względnie każde z pasm przejmujących naprężenia rozciągające jest zaopatrzone we wzmocnienie.

Korzystnie wzmocnienie jest umieszczone w paśmie przejmującym naprężenia rozciągające.

Korzystnie wzmocnienie jest umieszczone wewnątrz pasma przejmującego naprężenia rozciągające.

Korzystnie połączone z pasem pasmo przejmujące naprężenia rozciągające składa się z co najmniej jednego pasma wzmacniającego i koszulki.

Korzystnie koszulka ma w odniesieniu do jej przekroju stałą grubość ścianki.

Korzystnie pasmo wzmacniające ma w przybliżeniu kołowy przekrój.

Korzystnie zewnętrzny przekrój koszulki ma w przybliżeniu kształt kołowy.

Korzystnie grubość ścianki koszulki wynosi w przybliżeniu od 0,5 do jednej średnicy pasma wzmacniającego.

Korzystnie każde pasmo jest swoją koszulką połączone z danym pasem.

Korzystnie koszulka jest połączona z danym pasem za pomocą złącza spawanego, zgrzewanegolub klejonego.

Korzystnie pasmo przejmujące naprężenia rozciągające jest usytuowane w przybliżeniu centralnie na co najmniej jednej stronie każdego z pasów.

Korzystnie wzmocnienie, korzystnie każde pasmo wzmacniające, jest z materiału o wysokiej wytrzymałości na rozciąganie.

Korzystnie każde pasmo wzmacniające stanowi pasmo włókien węglowych lub szklanych względnie wiązka pasm włókien węglowych lub szklanych.

Korzystnie koszulki i pasy są z tego samego materiału, korzystnie tworzywa termoplastycznego.

Korzystnie koszulka jest co najmniej częściowo z tworzywa piankowego lub spienionego, korzystnie ze spienionego polietylenu.

Sposób wytwarzania wypełnienia dla złóż biologicznych do obróbki płynów, zwłaszcza do biologicznego oczyszczania ścieków, z dużą liczbą pasów, z których każdy jest połączony z co najmniej jednym pasmem przejmującym naprężenia rozciągające, według wynalazku charakteryzuje się tym, że pasma wytwarza się z pasma wzmacniającego o wysokiej wytrzymałości na rozciąganie, który metodą ekstruzji otacza się koszulką.

Poprzez wzmocnienie pasm przejmujących naprężenia rozciągające, osiąga się zwiększenie wytrzymałości na rozciąganie. Pozwala to zwiększyć długość pasów korpusu wypełnieniowego. Przy odpowiednim ukształtowaniu wzmocnień można ponadto sprawić, że przy rozciąganiu pasów nastęPL 192 939 B1 puje ich skręcanie, co zapobiega sklejaniu sąsiednich pasów i poprawia ukształtowanie kanałów przepływowych pomiędzy sąsiednimi pasami.

Szczególnie korzystne okazało się umieszczenie wzmocnienia wewnątrz pasma przejmującego naprężenia rozciągające. Wzmocnienie nie styka się zatem z otoczeniem, w związku z czym jest zabezpieczone przed uszkodzeniami. Jednocześnie dzięki umieszczeniu wzmocnienia wewnątrz pasma materiał wzmocnienia nie podlega żadnym wymaganiom odnośnie dobrego zasadzenia trawnika biologicznego.

W korzystnej postaci wykonania wynalazku wzmocnienie stanowi co najmniej jedno pasmo wzmacniające, otoczone koszulką. Pasmo przejmujące naprężenia rozciągające składa się zatem z pasma wzmacniającego i koszulki. Możliwe jest jednak również utworzenie pasma przejmującego naprężenia rozciągające z kilku pasm wzmacniających, otoczonych wspólną koszulką. Koszulka chroni pasmo lub każde z pasm wzmacniających, zwłaszcza przed naprężeniami mechanicznymi.

Przede wszystkim jednak koszulka służy do łatwego połączenia pasma przejmującego naprężenia rozciągające z poszczególnymi pasami, ponieważ jest wykonana z materiału, który daje się bez problemu łączyć z materiałem pasa. Korzystnie koszulki i pasy są z tego samego materiału. Korzystnie koszulka jest połączona z pasem za pomocą złącza spawanego, zgrzewanego lub klejonego.

Korzystnie pasmo wzmacniające i koszulka mają kształt kołowy. Pasmo wzmacniające ma kształt cylindryczny, natomiast koszulka ma kształt kołowego pierścienia. Grubość ścianki wokół pasm wzmacniających jest zatem w przybliżeniu jednakowa. W następstwie tego pasmo wzmacniające jest otoczone koszulką o stałej grubości. Grubość ścianki koszulki może być tak dobrana, aby odpowiadała w przybliżeniu średnicy pasma wzmacniającego.

W kolejnej postaci wykonania wynalazku pasmo wzmacniające jest z materiału o wysokiej wytrzymałości na rozciąganie, korzystnie stanowi je pasmo włókien węglowych lub szklanych względnie wiązka pasm włókien węglowych lub szklanych.

Korzystnie koszulka jest co najmniej częściowo z tworzywa piankowego na przykład ze spienionego polietylenu. Koszulka jest przy tym spieniana na paśmie wzmacniającym. Przy niewielkim zużyciu materiału i małej masie koszulki można w ten sposób uzyskać dużą powierzchnię przekroju. Pozwala to przykładowo zwiększyć sztywność (przy zginaniu) i wytrzymałość. Ponadto można zwiększyć powierzchnię styku koszulki z medium i/lub odstęp pasma wzmacniającego od pasów. W przypadku koszulki spienianej przy utwardzaniu można uzyskać zamkniętą zewnętrzną powierzchnię koszulki, którą w prosty sposób można połączyć z pasami.

Metoda ekstruzji, zastosowana w sposobie według wynalazku, umożliwia proste wytwarzanie koszulek wokół mającego włóknistą postać, pasma wzmacniającego o wysokiej wytrzymałości na rozciąganie. Tak wykonane pasma można doprowadzać jako półfabrykat w stanie oziębionym do wstęgi materiału dla wytwarzania pasów lub do gotowych pasów, i łączyć oba elementy ze sobą. Alternatywnie można jeszcze niezupełnie oziębione pasma zgrzewać ze wstęgą materiału lub gotowymi pasami.

Przedmiot wynalazku jest uwidoczniony w przykładach wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia zbiornik z podwieszonym w nim wypełnieniem w widoku z boku, fig. 2 - rozpostarte wypełnienie z fig. 1 w widoku z góry, fig. 3 - fragment pojedynczego pasa w rozwinięciu i powiększeniu, fig. 4 - przekrój pasa z fig. 3 w powiększeniu, zaś fig. 5 - schemat urządzenia do wytwarzania wypełnienia sposobem według wynalazku.

Wypełnienie ukazane na figurach służy do tworzenia złoża biologicznego dla biologicznego oczyszczania ścieków. W tym celu wypełnienie 10 jest podwieszone w zbiorniku 11 z oczyszczanymi ściekami 12, korzystnie przy ruchu ścieków względem wypełnienia 10.

Na fig. 2 uwidocznione jest wypełnienie 10, składające się z dużej liczby pasów 13 i taśmy mocującej 18, w stanie rozpostartym. Pasy 13 i taśma mocująca 18 są wykonane z tworzywa termoplastycznego, korzystnie z polipropylenu lub polietylenu. Ukazane tu wypełnienie składa się z kilku warstw 14, 15, 16, z których każda zawiera kilka pasów 13 o jednakowej szerokości. Pasy 13 każdej z warstw 14, 15 i 16 biegną równolegle do siebie, tworząc małe przestrzenie pośrednie 17 pomiędzy sąsiednimi pasami 13. Pasy 13 każdej z warstw 14, 15 i 16 mogą być wykonane z odpowiedniej taśmy foliowej. Warstwy 14, 15 i 16 są połączone ze sobą za pomocą biegnącej poprzecznie do wzdłużnego wymiaru pasów 13, taśmy mocującej 18. Pasy 13 rozciągają się przy tym zobu stron taśmy mocującej 18 tak, że pasy 13 każdej z warstw 14, 15 i 16 mają z obu stron taśmy mocującej 18 w przybliżeniu jednakową długość. Alternatywnie można zastosować rozwiązanie, w którym wypełnienie 10 składa się

PL 192 939 B1 z pasów 13, leżących tylko w jednej płaszczyźnie. Do utworzenia pasów 13 wypełnienia 10 można również użyć dwie lub więcej niż trzy warstwy.

Na fig. 1 widać, że nad zbiornikiem 11 umieszczonych jest kilka, usytuowanych w odstępie względem siebie, belek nośnych 19. Wypełnienie 10 jest ułożone w kształcie litery U nad belkami nośnymi 19 i unieruchomione za pomocą taśmy mocującej 18. Taśma mocująca 18 osłania przy tym, co najmniej częściowo, powierzchnię belek nośnych 19. Rozciągające się z obu stron taśmy mocującej 18 pasy 13 zwisają po przeciwnych stronach z poszczególnych belek nośnych 19. Odpowiednio pasy 13 zanurzają się pionowo w ścieki 12, znajdujące się w zbiorniku 11. Długość pasów 13 jest tak dobrana, że końce pasów 13 nie dotykają obszaru dna 20 zbiornika. Pomiędzy obszarem dna 20 i końcami pasów 13 powstaje wówczas szczelina 21.

Na pasach 13 posadzony jest tak zwany trawnik biologiczny, za pomocą którego następuje biologiczne oczyszczanie ścieków 12. Chodzi przy tym w dużej mierze o wytworzenie dużej powierzchni styku wypełnienia 10, mianowicie pasów 13, z oczyszczanymi ściekami 12. Poza tym należy wyeliminować sklejanie sąsiednich pasów 13. Odbywa się to zwykle w ten sposób, że swobodnie zwisające pasy 13 są co najmniej częściowo skręcone, w związku z czym pomiędzy sąsiednimi pasami 13 mogą tworzyć się kanały przepływowe.

Każdy z pasów 13 jest zaopatrzony w co najmniej jedno, przejmujące naprężenia rozciągające, pasmo 22. Pasmo 22 jest korzystnie ustawione w kierunku wzdłużnego wymiaru danego pasa 13. Odpowiednie pasmo 22 jest zamocowane centralnie, ewentualnie również niecentralnie, z jednej strony każdego pasa 13.

Przejmujące naprężenia rozciągające pasma 22 biegną korzystnie na całej długości pasów 13, zatem do ich (obwodowych) końców. Pasma 22 mogą być również nieco krótsze niż pasy 13. Wówczas kończą się one w pewnej odległości przed wolnymi dolnymi końcami pasów 13. Rozwiązanie to opiera się na znajomości faktu, że naprężenia rozciągające pasy 13 zmniejszają się w kierunku ich końców. W związku z tym nie ma obawy, że krótkie, dolne zakończenia pasów 13, które nie są wzmocnione pasmami 22, mogą podlegać nadmiernemu wydłużaniu, a nawet pękaniu.

Każde pasmo 22 składa się z pasma wzmacniającego 23 i koszulki 24. Pasmo wzmacniające 23 jest wykonane z materiału o bardzo wysokiej wytrzymałości na rozciąganie, korzystnie stanowi pojedyncze pasmo włókien węglowych lub szklanych względnie wiązkę włókien węglowych, szklanych lub temu podobnych, charakteryzujących się wysoką wytrzymałością i niewielkim wydłużeniem. Utworzone z pojedynczych włókien lub wiązki włókien, które ewentualnie mogą być splecione, pasmo wzmacniające 23 ma w przybliżeniu kołowy przekrój. Wokół pasma wzmacniającego 23 umieszczona jest współosiowo koszulka 24. Koszulka jest wykonana z tworzywa termoplastycznego, korzystnie polipropylenu lub polietylenu. Koszulka może być wykonana ze zwartego tworzywa sztucznego lub z tworzywa spienianego, korzystnie polietylenu. Spienione tworzywo może mieć zwartą powierzchnię zewnętrzną, w związku z czym tworzywo spienione znajduje się jedynie pomiędzy powierzchnią zewnętrzną i pasmem wzmacniającym. W korzystnym przykładzie wykonania wynalazku pasy 13 i koszulki 24 są wykonane z tego samego tworzywa termoplastycznego, na przykład polipropylenu lub polietylenu.

Koszulka 24 ma przekrój w kształcie kołowego pierścienia. Pasma 22 przejmujące obciążenia rozciągające mają wobec tego kształt cylindryczny. Poza tym ukształtowanie koszulki 24 w postaci kołowego pierścienia sprawia, że pasmo wzmacniające 23 jest otoczone równomiernie pierścieniem tworzywa termoplastycznego o jednakowej grubości.

Grubość koszulki leży w przedziale od połowy do całej średnicy pasma wzmacniającego 23. Koszulka 24 może zatem mieć grubość, odpowiadającą średnicy pasma wzmacniającego 23, może jednak również być cieńsza i wynosić jedynie połowę średnicy pasma wzmacniającego 23.

Każde pasmo 22 jest poprzez koszulkę 24 połączone z odpowiednim pasem 13. Połączenie to jest realizowane za pomocą połączenia 25 w obszarze styku koszulki 24 z danym pasem 13, mianowicie przy użyciu spawania, klejenia i/lub zgrzewania. Ten rodzaj połączenia pasma 22 z odpowiednim pasem 13 jest korzystnie uwarunkowany z uwagi nato,że koszulka 24 i pas13 są wykonane z tworzywa termoplastycznego, korzystnie tego samego tworzywa sztucznego.

Na fig. 4 widać, że wskutek połączenia pasma 22 z pasem 13 w obszarze połączenia 25 powstaje lokalne spłaszczenie koszulki 24. Zapewnia to powstanie wystarczająco dużej powierzchni łączącej dla niezawodnego połączenia pasma 22 z pasem 13. Odpowiednia grubość ścianki koszulki 24 sprawia, że mimo spłaszczenia w miejscu połączenia 25 pasmo wzmacniające 23 nadal jest całkowiPL 192 939 B1 cie otoczone koszulką 24. Grubość ścianki koszulki 24 jest jedynie w obszarze połączenia 25 nieco mniejsza.

Zwłaszcza w przypadku zgrzewania pasma 22 z pasem 13 styk odpowiednich szczęk zgrzewających z zewnętrzną powierzchnią koszulki 24 może powodować, że koszulka 24 będzie miała, nie przedstawione na figurach, spłaszczenie po stronie przeciwnej do spłaszczenia w obszarze połączenia 25. Spłaszczenie to odpowiada w przybliżeniu spłaszczeniu w obszarze połączenia 25. Dzięki temu również w obszarze dodatkowego, zewnętrznego spłaszczenia otaczająca pasmo wzmacniające 23 koszulka 24 ma wystarczającą grubość.

Z jednym pasem 13 można również połączyć kilka pasm 23. Jeżeli zastosowane są dwa pasma 22, wówczas są one korzystnie rozmieszczone na przeciwnych stronach pasa 13, korzystnie w jego środku. Jeżeli jednemu pasowi 13 przyporządkowane są więcej niż dwa pasma 22, wówczas mogą się one w całości lub częściowo znajdować poza środkiem pasa 13; mogą być również przesunięte.

Wzmocnienie pasm 22 pozwala zmniejszyć grubość pasów 13, a także samych pasm (w porównaniu do pasm niewzmocnionych), co z kolei umożliwia zastosowanie folii o grubości poniżej 20 mm. Ponadto pasma wzmacniające 23 w pasmach 22 przejmujących naprężenia rozciągające pozwalają na zwiększenie długości pasów 13, ponieważ zyskują one dzięki pasmom wzmacniającym 23 większą wytrzymałość na rozciąganie. Poza tym wzmocnione pasma 22 powodują, że połączone z nimi pasy 13 ulegają mniejszemu wydłużeniu. Szczelina 21 pomiędzy końcami pasów 13 i obszarem dna 20 zbiornika 11 może być dzięki temu stosunkowo wąska, bez obawy, że końce pasów 13 będą dotykały obszaru dna 20 zbiornika 11. Zwiększa to sprawność zaopatrzonej w wypełnienie 10 według wynalazku, instalacji do biologicznego oczyszczania ścieków.

Sposób wytwarzania wypełnienia według wynalazku jest przedstawiony na fig. 5. Pasmo wzmacniające 23 doprowadza się do ekstrudera 26, w którym pasmo wzmacniające 23 opatruje się (w sposób ciągły) koszulką 24. W alternatywnym przykładzie wykonania można w jednym lub kilku ekstruderach 26 opatrywać jednocześnie kilka pasm wzmacniających 23 koszulkami 24. Co najmniej jedno, wykonane tym sposobem, pasmo 22 doprowadza się w stanie jeszcze nie oziębionym, w obszarze urządzenia łączącego 27, do styku z pasem 13 względnie wstęgą 28 materiału i łączy się z tym pasem lub wstęgą. W przypadku wstęgi 28 materiału można ją za urządzeniem łączącym 27, w kierunku transportu, dzielić za pomocą odpowiedniego urządzenia tnącego na wiele pasów 13.

Claims (16)

1. Zastrzeżenia patentowe

   1. Wypełnienie dla złóż biologicznych do obróbki płynów, zwłaszcza do biologicznego oczyszczania ścieków, z dużą liczbą pasów z tworzywa sztucznego, zaopatrzonych z co najmniej jednej strony w co najmniej jedno pasmo przejmujące naprężenia rozciągające, znamienne tym, że pasmo, względnie każde z pasm (22) przejmujących naprężenia rozciągające jest zaopatrzone we wzmocnienie.
2. 2. Wypełnienie według zastrz. 1, znamienne tym, że wzmocnienie jest umieszczone w paśmie (22) przejmującym naprężenia rozciągające.
3. 3. Wypełnienie według zastrz. 1, znamienne tym, że wzmocnienie jest umieszczone wewnątrz pasma (22) przejmującego naprężenia rozciągające.
4. 4. Wypełnienie według zastrz. 1, znamienne tym, że połączone z pasem (13) pasmo (22) przejmujące naprężenia rozciągające składa się z co najmniej jednego pasma wzmacniającego (23) i koszulki (24).
5. 5. Wypełnienie według zastrz. 4, znamienne tym, że koszulka (24) ma w odniesieniu do jej przekroju stałą grubość ścianki.
6. 6. Wypełnienie według zastrz. 4, znamienne tym, że pasmo wzmacniające (23) ma w przybliżeniu kołowy przekrój.
7. 7. Wypełnienie według zastrz. 4, znamienne tym, że zewnętrzny przekrój koszulki (24) ma w przybliżeniu kształt kołowy.
8. 8. Wypełnienie według zastrz. 7, znamienne tym, że grubość ścianki koszulki (24) wynosi w przybliżeniu od 0,5 do jednej średnicy pasma wzmacniającego (23).
9. 9. Wypełnienie według zastrz. 4, znamienne tym, że każde pasmo (22) jest swoją koszulką (24) połączone z danym pasem (13).

   PL 192 939 B1
10. 10. Wypełnienie według zastrz. 9, znamienne tym, że koszulka (24) jest połączona z danym pasem (13) za pomocą złącza spawanego, zgrzewanego lub klejonego.
11. 11. Wypełnienie według zastrz. 9, znamienne tym, że pasmo (22) przejmujące naprężenia rozciągające jest usytuowane w przybliżeniu centralnie na co najmniej jednej stronie każdego z pasów (13).
12. 12. Wypełnienie według zastrz. 1 albo 4, znamienne tym, że wzmocnienie, korzystnie każde pasmo wzmacniające (23), jest z materiału o wysokiej wytrzymałości na rozciąganie.
13. 13. Wypełnienie według zastrz. 12, znamienne tym, że każde pasmo wzmacniające (23) stanowi pasmo włókien węglowych lub szklanych względnie wiązka pasm włókien węglowych lub szklanych.
14. 14. Wypełnienie według zastrz. 4, znamienne tym, że koszulki (24) i pasy (13) są z tego samego materiału, korzystnie tworzywa termoplastycznego.
15. 15. Wypełnienie według zastrz. 4, znamienne tym, że koszulka (24) jest co najmniej częściowo z tworzywa piankowego lub spienionego, korzystnie ze spienionego polietylenu.
16. 16. Sposób wytwarzania wypełnienia dla złóż biologicznych do obróbki płynów, zwłaszcza do biologicznego oczyszczania ścieków, z dużą liczbą pasów, z których każdy jest połączony z co najmniej jednym pasmem przejmującym naprężenia rozciągające, znamienny tym, że pasma (22) wytwarza się z pasma wzmacniającego (23) o wysokiej wytrzymałości na rozciąganie, który metodą ekstruzji otacza się koszulką (24).