SE511018C2 - Vätskefiltreringsanordning med kontinuerlig tvättning av bäddpartiklarna samt förfarande för vätskefiltrering - Google Patents

Description

15 20 25 30 511018 väl avstämd till övriga komponenter och den aktuella drifts- situationen. Detta kan ibland vara svårt att åstadkomma.

Filtermedietvätten bör å ena sidan ha så liten vertikal utsträckning som möjligt i syfte att inte i onödan få otymp- ligt stor bygghöjd på anläggningen. Å andra sidan måste den ha tillräcklig utsträckning för att sanden skall bli till- fredsställande tvättad. Vidare är genomflödet av tvättvätska en kritisk parameter. Här utgör det optimala en kompromiss mellan behovet av stort flöde för så effektiv tvättning som möjligt och önskemålet om begränsat flöde för att ej onödigtvis förslösa tvättvätska. Då detta normalt tas från det från bädden kommande filtratet önskar man ju att så liten del av denna som möjligt går förlorad som rejektvätska.

Tidigare kända anordningar av detta slag uppvisar en stelhet vad gäller att uppnå en så effektiv tvättning som möjigt under ovan nämnda ramvillkor. Resultatet blir många gånger en anläggning som ej kan arbeta optimalt och i värsta fall blir svår att få att fungera tillfredsställande. Ändamålet med föreliggande uppfinning är att komma till rätta med detta problem och åstadkomma en filtreringsan- ordning och ett filtreringsförfarande som medger en optimal anpassning av filtermedietvätten till övriga komponenter och till den aktuella driftssituationen.

Detta har enligt en första aspekt av uppfinningen ernåtts genom att en anordning av det i kravets l ingress angivna slaget uppvisar de speciella särdrag som anges i detta kravs kännetecknande del.

Tack vare att anordningen är försedd med dylika reglerorgan kan tvättningsprocessen optimeras med avseende på tvättrummets längd så att detta får en utsträckning som tillförsäkrar erforderlig tvättningsgrad utan att tvättrummet överdimensioneras och gör anordningen skrymmande.

Ett enkelt och ändamålsenligt utförande för reglering av tvättrummets längd är att låta det vara uppbyggt av 10 15 20 25 30 35 511 018 3 ett antal tätt sammankopplingsbara och löstagbara moduler så att längden kan varieras genom att bygga på eller ta bort lämpligt antal moduler, vilket exempelvis kan göras under anordningens intrimningsfas. Ett sådant utförande av an- ordningen utgör därför en föredragen utföringsform av uppfin- ningen.

Vid ytterligare en föredragen utföringsform av upp- finningen har tvättvätskan utloppsorgan försedda med ett bräddöverlöp som kan förskjutas i vertikalled. Genom regle- ring av bräddöverlöpets läge påverkas det mottryck som den genom tvättrummet strömmande vätskan arbetar mot och därmed flödeshastigheten.

Det föredrages vidare att filtermedietvätten är anordnad inuti filtreringsanordningens kärl så att en kompakt anläggning åstadkommes och så att man på ett gynnsamt sätt kan utforma flödena av filtreringsmedel och vätska genom anordningen.

Lämpligtvis är filtermedietvätten anordnad med helt vertikala väggar för att på bästa sätt utnyttja gravitationen i processen och undvika att filtermedium stockas i tvätt- rummet.

Ett lämpligt utförande av tvättrummet är av typen med två cylindriska väggar som bildar ett ringformigt tvättrum in i vilket flänsar sträcker sig från väggarna.

Därvid är enligt en föredragen utföringsform vardera modul bildad av en väggdel med minst en fläns.

Vid ett ytterligare föredraget utförande av anord- ningen utgöres tvättvätskan av från bädden kommande filtrat som ansamlas i en vätskebehållare ovanför bädden. Från vätskebehållaren avleds filtrat genom ett renvätskeutlopp.

Trycket i behållaren utnyttjas för att pressa filtrat som tvättvätska genom tvättrummet. Därvid är enligt en föredragen utföringsform renvätskeutloppets läge i vertikalled regler- bart så att trycket i behållaren och därmed tvättvätske- flödet genom tvättrummet regleras.

Ovan angivna och andra föredragna utföringsformer av den uppfunna filtreringsanordningen anges i de av kravet 1 10 15 20 25 30 35 511 018 beroende kraven.

Enligt en andra aspekt av uppfinningen har ända-målet ernåtts genom att ett förfarande av det i kravets 14 ingress angivna slaget innefattar de speciella åtgärder som anges i detta kravs kännetecknande del.

Genom det uppfunna förfarandet uppnås fördelar av liknande slag som beskrivits ovan avseende den uppfunna filt- reringsanordningen. I de av kravet 14 beroende kravet anges fördelaktiga utföringsformer av det uppfunna förfarandet.

Uppfinningen förklaras närmare genom efterföljande detaljerade beskrivning av föredragna utföringsformer av densamma under hänvisning till medföjande ritningar: Pig. 1 är ett schematiskt längdsnitt genom en filtreringsanordning enligt en föredragen utföringsform av uppfinningen.

Pig. 2 är ett schematiskt längdsnitt genom en detalj i fig. 1.

Pig. 3 är ett schematiskt längdsnitt genom en detalj i fig. 1 enligt en alternativ föredragen utförings-form.

Pig. 4 och 5 är ett delsnitt genom alternativa utföringsformer av en detalj i fig. 2.

Pig. 6 är ett schematiskt längdsnitt genom en detalj i fig.

Pig. 7 visar en första alternativ utföringsform av en detalj i fig. 6.

Pig. 8 visar en andra alternativ utföringsform av en detalj i fig. 6.

Pig. l illustrerar i ett vertikalt schematiskt snitt genom en filtreringsanordning enligt uppfinningen hur denna är uppbyggd och hur den fungerar.

Piltreringsanordningen består av ett cylindriskt kärl l med vertikalt orienterad axel. Kärlet l innehåller en bädd 2 med kornformigt filtreringsmedel, lämpligtvis sand. I sandbäddens nedre del finns ett inlopp 3 för vätska, normalt smutsigt vatten, som skall filtreras. Vattnet strömmar i pilarnas A riktning upp genom sandbädden varvid den filtreras 10 15 20 25 30 35 5 511 018 och filtrerad vätska ansamlas i en vätskebehållare 4 som utgör den del av kärlet 1 som når ovanför sandbädden. Från behållaren 4 strömmar den filtrerade vätskan ut genom en utloppsledning 5 förbunden med behållaren 4 via en såsom ett bräddavlopp utformat renvattenutlopp 6. Det vertikala läget för utloppet 6 bestäms av överkanten hos en vägg 33. Denna är i den visade figuren fast, men kan även utföras förskjutbar i vertikalled så att nivån på utloppet 6 varieras och därmed nivån I för filtrerad vätska i vätskebehållaren 4.

Inuti kärlet 1 är i behållaren 4 en filtrerings- medelstvätt 7 anordnad ovanför sandbädden 2. I denna tvättas sand som blivit nedsmutsat under filtreringsprocessen. Därvid användes en del av det filtrerade vattnet för tvättningen.

Filermedietvätten är så anordnad att nedsmutsad sand förflyttas nedåt genom denna och möter filtrerat vatten som rör sig uppåt. För tillförsel av sand är en mammutpump 8 anordnad längs kärlets centrumaxel i ett skyddsrör 25. Annan lämplig pumptyp kan naturligtvis komma i fråga. Mammutpumpen har nedtill en insugningsöppning 9 för insugning av sand från sandbäddens 2 nedre del där sanden är som mest nedsmutsat.

Sanden förs upp genom mammutpumpen 8 som sträcker sig cen- tralt genom filtermedietvätten 7 och har en utloppsöppning 10 som mynnar ovanför filtermedietvätten 7 och faller genom gravitation ned i denna. Filtermedietvätten har ett sand- utlopp 11 genom vilket tvättad sand faller ner mot sandbädden 2 för återanvändning. Denna cirkulation av sand sker konti- nuerligt och samtidigt med filtreringsförloppet. Sanden i sandbädden rör sig således hela tiden sakta nedåt där ned- smutsad sand avtappas nedtill och tvättad sand fylls på upptill. Mammutpumpen 8 drivs genom tryckluft som tillföres genom en tryckluftledning 26 med reglerventil 27. Trycklufts- ledningen sträcker sig ner genom skyddsröret 25 till mammut- pumpens 8 inlopp 9 nedtill i sandbädden. Genom en renvatten- ledning 28 och reglerventil 29 tillföres renvatten till mammutpumpens inlopp 9. Ovanför filtermedietvätten är ett stänkskydd 30 anordnat. Vidare är utanför behållaren anordnat ett mät- och avluftningsrör 31 med en givare 32, vilket rör 10 15 20 25 30 35 511018 6 är förbundet med en dekanteringsventil 33.

Filtermedietvätten 7 är genom sandutloppet 11 öppen nedåt. Det innebär att det filtrat som befinner sig i be- hållaren 4 trycks in genom sandutloppet 11 av trycket från vätskepelaren upp till bräddavloppet 6. Sandutloppet 11 utgör således även inlopp för filtrerat vatten som skall tvätta sanden. Vid filtermedietvättens övre ände som genom väggar 12 är avskild från behållaren 4 strömmar den vätska som tvättat sanden ut och avleds genom en rejektvattenledning 13. Rejekt- vattenledningen är belägen under nivån för bräddavloppet 6 så att hydraultrycket blir tillräckligt för att trycka ut rejektvattnet genom ledningen 13. Från rejektvattenledningen förs rejektvattnet ut via en slang 14 och ett justerbart bräddavlöp 15 till ett rejektvattenutlopp 16.

Av det vatten som skall filtreras och som förs in genom inloppet 3 kommer således huvudparten att lämna anordningen som renat vatten genom utloppet 5 medan en mindre del som använts för tvättning av nedsmutsad sand lämnar an- ordningen som smutsigt rejektvatten genom rejektvattenut- loppet 16.

Fig. 2 är en förstoring av filtermedietvätten 7 i fig. 1 i ett schematiskt längdsnitt.

Filtermedietvätten består av en inre rörformig vägg 17 och en denna omgivande koaxiell yttre rörformig vägg 18, vilka väggar mellan sig bildar ett i tvärsnitt ringformat tvättrum 19. På den inre rörformiga väggen 17 är ett antal runtomgående flänsar 20 anordnade att skjuta in i tvättrummet 19 och på motsvarande sätt skjuter flänsen 21 in i tvätt- rummet från den yttre Väggen 18. Flänsarna 21 på den yttre väggen är i axialled belägna ungefär mitt emellan två flänsar 20 på den yttre väggen. Flänsarna (20, 21) på de inre respek- tive yttre väggarna sträcker sig ungefär halvvägs in i tvätt- rummet. Därmed bildas en axiell labyrintformad passage genomd detta där strömmande medier rör sig i zick-zack-formade banor, såsom markeras med pilarna i tvättrummet. Såsom tidi- gare nämnts trycks filtrerad vätska in genom öppningen 11 nedtill på filtermedietvätten 7 och trycks uppåt genom tvätt- 10 15 20 25 30 35 v 511018 rummet. Den sand som skall tvättas sugs upp genom mammut- pumpens rör 8 tillsammans med ofiltrerat vatten upp till mammutpumpens utlopp 10, från vilket sanden såsom markeras med pilarna B rinner ner i tvättrummet, genom detta och faller sedan ut genom öppningen 11 ned till sandbädden. Då sanden rör sig nedåt i en zick-zackbana genom tvättrummet 19 med dess flänsar 20, 21 möter den det uppåtgående filtrerade vattnet i en motsvarande bana, varvid sanden successivt tvättas av vattnet. Sanden blir alltså renare vart efter den rör sig nedåt genom tvättrummet 19 och den sand som lämnar detta genom öppningen 11 är i princip ren och återanvänd- ningsbar i bädden. Det genom tvättrummet 19 uppåtströmmande vattnet blir på motsvarande sätt i tilltagande grad för- smutsat och lämnar anordningen genom rejektvattenutloppet såsom beskrivits i anslutning till fig. 1.

Såsom framgår av figuren är såväl den yttre som den inre rörformiga väggen vardera sammansatta av ett antal moduler 18a, 18b, 18c etc. resp. 17a, 17b, 17c etc. Vardera modul är lätt löstagbart fäst vid intilliggande modul. Detta kan exempelvis utföras så att ett ringformat spår 22 är upptaget i ena änden av en modul som med presspassning samverkar med andra änden av intilliggande modul. Även andra sätt att förbinda modulerna med varandra så att de lätt kan sammankopplas och lösgöras är naturligtvis tänkbara. Vardera innerväggsmodul och vardera ytterväggsmodul uppvisar i det visade exemplet endast en fläns.

Man kan även tänka sig att vardera modul har flera flänsar. Likaså behöver ej samtliga moduler ha samma axiella längd och samma antal flänsar. Filtermedietvätten kan t.ex. vara uppbyggd av en förhållandevis lång grundmodul med ett flertal flänsar sammankopplad med några korta moduler med vardera en fläns.

Genom att variera antalet moduler kan således filtermedietvättens längd varieras för anpassning dels till olika grad av tvättningsbehov dels för avstämning till de tryckförhållande som råder. 10 15 20 25 30 35 511018 8 I fig. 3 visas ett exempel på hur flänsarna kan vara utförda. Modulerna kan vara utformade som ringar av plast eller plåt där vardera utåtriktad fläns 20 är bildad genom en triangulär utvidgning i ringen och vardera inåt- riktad fläns 21 som ett triangulärt livparti i ringen.

Fig. 4 och 5 viar ett par alternativa utföranden av flänsarna 21 där desa är massiva. Flänsarna kan såsom framgår av dessa vara lutande på båda sidor eller enbart på den ena.

Andra former är naturligtvis tänkbara inom uppfinningens ram, ävensom andra slag av material än de ovan nämnda.

Fig. 6 visar i ett förstorat schematiskt delsnitt hur rejektvattenutloppet är anordnat. Det justerbara brädd- överlöpet 15 till vilket rejektvattenledningen 13 är kopplad via slangen 4 kan medelst stången 23 förskjutas i vertikal- led och låsas fast i ett valt läge medelst ett låsvred 24 som är anbragt vid stången 23. Höjdläget för bräddöverlöpet 15 bestämmer nivån II för rejektvatten som trycks upp från filtermedietvätten 7. Med I markeras nivån för filtrerat vatten i behållaren 4. Den tryckskillnad som nivåskillnaden mellan vätskeytorna I och II representerar bestämmer den kraft med vilken vattnet trycks upp genom filtermedietvätten 7, och därmed även dess strömningshastighet. Genom att variera höjdläget för bräddöverlöpet 15, varieras avståndet mellan I och II så att en reglering av genomströmningen av vatten genom filtermedietvätten erhålles. En optimal av- vägning mellan att å ena sidan förslösa så lite vatten som går bort som rejektvatten och å andra sidan åstadkomma erforderlig tvättning av sanden kan därmed inställas.

Fig. 7 visar ett alternativt utförande av brädd- överlöpet 15, där ett rör 16 som utgör utloppet sträcker sig in i bräddöverlöpets 15 hus. Röret är förskjutbart i verti- kalled så att utloppsnivån kan varieras. Alternativt kan röret vara fast monterat och vid sin ände försedd med en förskjutbar hylsa 34 som bestämmer utloppsnivån.

Fig. 8 visar ytterligare ett alternativt utförande av bräddöverlöpet 15, där i detta är anordnad en vertikalt förskjutbar mellanvägg 35, så att utloppsnivån regleras av 9 511018 väggens 35 läge.

Vid utföringsformerna enligt figur 7 och 8 behöver ej ledningen 13 (se fig. 6) vara förbunden med bräddöverlöpet 15 via en slang 14 utan denna kan då ersättas med ett stelt rör.

Claims (3)

1. 0 15 20 25 30 35 511 018 m NYA PATENTKRAV 1. Vätskefiltreringsanordning innefattande ett kärl (1) med en bädd (2) av kornformigt filtermedium och en filter- medietvätt (7) anordnad pà en nivå ovanför bäddens (2) ovan- sida, varvid cirkulationsorgan (8) är anordnade för kontinu- erlig överföring av nedsmutsat filtermedium från en nedre del av bädden till filtermedietvätten och överföring av tvättat filtermedium från filtermedietvätten till en övre del av bädden (2), vilken filtermedietvätt (7) innefattar ett tvätt- rum (19) bildat mellan väggar (17, 18) med utsträckning åt- minstone i vertikalled, varvid filtermedium är anordnat att förflyttas nedåt genom tvättrummet (19) och tvättvätska uppåt genom tvättrummet (19), kännetecknad av att reglerorgan är anordnade för reglering av tvättrummets (19) längd i flödes- riktningen.

2. Vätskefiltreringsanordning enligt patentkravet 1, vid vilken nämnda reglerorgan innefattar tvättrumsväggar (17, 18) som var och en är sammansatt av ett flertal moduler (17a, 17b, 17c, 18a, 18b, 18c), vilka är anordnade att lätt kunna sammankopplas med och lösgöras från varandra så att tvätt- rummets (19) längd kan varieras genom att variera antalet moduler.

3. Vätskefiltreringsanordning enligt patentkraven 1 eller 2, vid vilken filtermedietvätten (7) är anordnad inuti nämnda kärl (1). »b Vätskefiltreringsanordning enligt något av patentkraven 0-1 - 3, vid vilken filtermedietvättens (19) väggar (17, 18) är i huvudsak helt vertikalt riktade. UI Vätskefiltreringsanordning enligt något av patentkraven 1 - 4, vid vilken vardera vägg (17, 18) är försedd med i 10 15 20 25 30 ,, 511018 tvättrummet inskjutande flänsar (20, 21), vertikalt förskjut- na i förhållande till varandra. 6. Vätskefiltreringsanordning enligt något av patentkraven 1 - 5, vid vilken väggarna innefattar en inre cylindrisk vägg (17) med utåtriktade flänsar (20) och en yttre cylindrisk vägg (18) med inåtriktade flänsar (21), vilka väggar mellan sig bildar ett i tvärsnitt cirkulärt ringformat tvättrum (19). 7. Vätskefiltreringsanordning enligt något av patentkraven 1 - 6, vid vilken vardera modul (17a, l7b, l7c; l8a, l8b, l8c) innefattar ett avsnitt av vardera vägg med minst en fläns. 8. Vätskefiltreringsanordning enligt något av patentkraven 1 - 7, vid vilken flödesreglerorgan är anordnade för regler- ing av tvättvätskans flöde genom tvättrummet (19). 9. Vätskefiltreringsanordning enligt patentkravet 8, vid vilken nämnda flödesreglerorgan innefattar utloppslednings- organ (13, 16) för tvättvätska som passerat tvättrummet (19), vilka utloppsledningsorgan (13, 16) innefattar ett i verti- kalled förskjutbart bräddöverlöp (15). 10. Vätskefiltreringsanordning enligt något av patentkraven 1 - 9, vid vilken tvättvätskan utgöres av från bädden (2) er- hållet filtrat och anordningen innefattar en vätskebehållare (4) för filtrat, vilken behållare (4) utgöres av en förläng- ning uppåt av nämnda kärl (1) ovanför bäddens (2) ovansida och är försedd med ett renvätskeutlopp (6) för filtrat från behållaren (4) beläget på en nivå ovanför tvättrummets (19) högsta punkt, varvid filtermedietvätten (7) har ett nedtill beläget tvättvätskeinlopp (11) kommunicerande med behållaren 10 15 20 25 30 35 511 018 i /L (4) så att filtrat av det statiska trycket pressas upp genom tvättrummet. 11. Vätskefiltreringsanordning enligt patentkravet 10, vid vilken nämnda bräddöverlöp (15) är beläget på en nivå under nämnda renvätskeutlopp (6). 12. Vätskefiltreringsanordning enligt patentkravet 10 eller 11, vid vilken renvätskeutloppet (6) är försett med organ (33) för reglering av dess vertikala läge. 13. Vätskefiltreringsanordning enligt något av patentkraven 1 - 12, vid vilken nämnda cirkulationsorgan innefattar en mammutpump (8) med ett filtermedieinlopp (9) vid bäddens (2) nedre del och ett filtermedieutlopp (10) beläget ovanför tvättrummet (19). 14. Förfarande för filtrering av en vätska vid vilket väts- kan bringas att passera genom en bädd av kornformigt filter- medium och nedsmutsat filtermedium överföres från en nedre del av bädden till en filtermedietvätt och tvättat filterme- dium överföres från filtermedietvätten till en övre del av bädden, varvid filtermediet bringas att passera nedåt genom ett av väggar bildat tvättrum i filtermedietvätten, vilka väggar har utsträckning åtminstone i vertikalled och tvätt- vätska bringas att passera uppåt genom tvättrummet känneteck- nad av att tvättrummets längd regleras. 15. Förfarande enligt patentkravet 14, vid vilket tvätt- rummets väggar bygges upp av ett flertal lätt sammankopp- lingsbara och löstagbara moduler varvid tvättrummets längd varieras genom att variera antalet moduler. 16. Förfarande enligt patentkravet 14 eller 15, vid vilken tvättvätskan leds bort från tvättrummet via ett bräddöverlöp 10 15 /5 511 018 och att bräddöverlöpets vertikala läge regleras varigenom tvättvätskans flöde genom tvättrummet regleras. 17. Förfarande enligt något av patentkraven 14 - 16, vid vilket bädden är anordnad i ett kärl och där filtratet avges från bädden till en vätskebehållare ovanför bädden, vilken behållare utgör en del av kärlet, varvid filtratet användes som tvättvätska i filtermedietvätten och trycks genom denna av det statiska vätsketrycket i behållaren, vilken behållare har ett renvätskeutlopp varvid det vertikala läget för ren- vätskeutloppet regleras varigenom tvättvätskans flöde genom tvättrummet regleras. 18. Förfarande enligt något av patentkraven 14 - 17, till- lämpat vid en anordning enligt något av patentkraven 1 - 13.