SE515240C2 - Filteranordning för avskiljning av fasta substanser från genomströmmande fluider - Google Patents

Description

15 20 25 30 5115- m) 2 Kort beskrivning av ritningarna Figur 1 visar schematiskt, från sidan, en utföringsform av uppfinningen enligt Exempel 1, i viloläge.

Figur 2 visar schematiskt, underifrån, en utföringsform av uppfinningen enligt Exempel 1, i viloläge.

Figur 3 visar schematiskt, från sidan, en utföringsform av uppfinningen enligt Exempel 1, i arbetsläge.

Figur 4 visar schematiskt, från sidan, en utföringsform av uppfinningen enligt Exempel 3. För tydlighets skull framställs endast tillsatskransen detalje- rat.

Figur 5 visar schematiskt, underifrån, tillsatskransen enligt Exempel 3.

Detaljerad beskrivning av uppfinningen I Figur 1 till 5 visas en föredragen filteranordning enligt uppfinningen som omfattar en ihålig cylinderkropp 1 vars vägg i sin nedre del är i form av remsor 2, vilka sträcker sig i cylinderkroppens förlängning och är anordnade spiralvridet så att de överlappar varandra och bildar en trattliknande form, var- vid remsorna hålls på plats med en flyttbar åtsnörning 3, och varvid cylinder- kroppen är roterbar, av en sugkraft anbringadi axialriktningen vid ett utlopp 4 i cylinderkroppens övre ände, genom den turbinverkan som uppstår då vatten strömmar in genom ett inlopp 5 i cylinderkroppens nedre ände förbi de överlappande remsorna, och varvid remsornas överlappning är rörlig mellan minst två lägen.

Det bör noteras att de nämnda överlappande remsorna 2 inte nödvändigt- vis är helt tätslutande mot varandra. När ovannämnda sugkraft är anbringad kan således vatten strömma in i cylinderkroppen 1 genom de mellan dessa rem- sor 2 befintliga utrymmena. Med nämnda inlopp 5 avses följaktligen det i Figur 2 underifrån visade hålet och/eller utrymmena mellan de överlappande rem- sorna.

Väsentligt för uppfinningen är alltså dels turbinfunktionen, dels flexibili- teten i överlappningen, dvs. utformningen med remsor som är rörliga mellan minst två lägen i enlighet med rådande tryckförhållanden. Denna utformning ger de specifika fördelarna med uppfinningen.

Uppfinningen bygger på principen att vatten pumpas i axialriktningen genom en ihålig cylinderkropp som av strömningen bringas att rotera kring sin 10 15 20 25 30 35 i 515 240 f- ... nu 3 axel, beroende på att cylinderkroppen delvis är i form av remsor som överlappar varandra och bildar en turbinljknande struktur. Under drift kan strömnjngen inne i cylinderkroppen beskrivas som en upp åtriktad virvel, varvid de överlapp- ande remsorna fungerar som en slags turbin. Fasta substanser har då en rela- tivt lång transportsträcka bestående av ett flertal varv genom cylinderkroppen under vilken motsvarande tid de har möjlighet att fastna i de rännor som bildas av de överlapp ande remsorna.

Det som ger uppfinningens överraskande effekt är att den utnyttjar det faktum att remsorna befinner sig i olika grad av överlappnjng när olika tryck- förhållanden råder i cylinderkroppen. Mer specifikt, så är innervolymen mindre då ett sugtryck anbringas genom att filteranordningens utlopp kopplas till en pump. När pumpen kopplas bort upphör vattnets strömning och cylinderkrop- pens rotation, samtidigt som innervolymen ökar då remsorna rör sig utåt och i sidled i förhållande till varandra. Fasta substanser som fastnat i rännorna loss- nar då, bland annat på grund av, att remsorna plötsligt rör sig i sidled så att rännornas väggar förskjuts, att remsorna plötsligt rör sig utåt, och att ström- ningen genom cylinderkroppen avbryts. De fasta substanserna faller på grund av tyngdkraften nedåt, sedan de lossnat från rännorna, och företrädesvis är cylinderkroppen belägen lodrätt så att de faller ut genom filteranordningens inlopp, varefter de kan tas tillvara eller ej, allt efter önskemål. I denna beskriv- ning används uttrycken ”övre” och ”nedre” del respektive ände etc. med avseen- de på cylinderkroppen, för att beteckna föredragna lägen vid utövande av upp- finningen när man vill låta infångade fasta substanser sedimentera ut av sig själva i viloläge. Rotationen och andra funktioner hos filteranordningen funge- rar dock oberoende av läge, vilket är uppenbart för fackmannen.

I princip man man tänka sig att en trattliknande eller cylindrisk konstruktion med en icke flexibel invändig turbinstruktur ger en eftersträvad filtereffekt. De anmärkningsvärda fördelarna med uppfinningen visar sig dock först om konstruktionen med inbördes rörliga remsor används, genom att rem- sornas rörelse mellan de två lägena är relativt häftig då en inkopplad pump slås av. Rensning sker då med en avsevärd effektivitet, som är betydligt högre än om ingen sådan rörelse mellan två lägen skulle ske.

Vidare används i föreliggande system inte någon strömning i motsatt riktning utan endast avbrott av strömning, vilket i många fall är fördelaktigt eftersom man inte behöver installera några medel för att framkalla strömning i 10 15 20 25 30 35 5-15 240 4 motsatt riktning jämfört med arbetsriktningen. Det behövs inte heller några mekaniska organ som skulle vara särskilt avsedda för rensning.

I praktiken kan man lämpligen utnyttja uppfinningen på så sätt att man för att rensa en filteranordning enligt uppfinningen helt enkelt stänger av pum- pen. På någon sekund stannar då cylinderkroppen och eventuella infångade substanser faller ut från filteranordningen och ner till botten. Sedan kan pum- pen kopplas på igen. Den tid pumpen är avstängd kan vara mycket kort, exem- pelvis mindre än 10 sekunder, och bör lämpligen avpassas i förhållande till de fasta substanserna, så att väsentligen alla de infångade substanserna hinner sedimentera ut från filteranordningen.

För vissa tillämpningar kan det vara lämpligt att förse pumpsystemet med en tidsstyrning, exempelvis en timer, så att pumpen slås av vid bestämda tidpunkter varvid filteranordningen ”rensar sig själv”.

De olika komponenterna i filteranordníngen enligt uppfinningen kom- menteras nedan mer i detalj.

Cylinderkroppens viktigaste kännetecken är att den är rotationssym- metrisk och ihålig, så att en strömning kan ske genom cylinderkroppen under rotation. I den visade utföringsformen har kroppen en droppliknande form, av- smalnad uppåt, men avsmalningen är inte kritisk. Det kan dock vara gynnsamt att ytan som ligger an mot anslutningen upptill vid rotation (i arbetsläge), var- ken är för stor, vilket innebär hög friktion, eller för liten, vilket kan leda till en svårkontrollerad svängning hos cylinderkroppen. Cylinderkroppen kan vara försedd med en fläns som i viloläge vilar på anslutningens upphängningskrage (se nedan).

Remsorna bör ha en storlek som passar för den avsedda användningen.

Rotationen, filtreringen och rensningen är beroende av remsornas utformning, arrangemang och material. Den del av remsorna som är nedanför åtsnörningen fungerar som en propeller som motverkar cylinderkroppens huvudsakliga rota- tion och ökar turbulensen kring inloppet. Volymen hos cylinderkroppen i arbets- läge, dvs. roterande läge, påverkas bland annat av materialets beskaffenhet, av sugkraften samt av den centrifugalkraft som uppkommer när cylinderkroppen roterar. Således kommer sugkraften att balanseras av centrifugalkraften, var- vid innervolymen i allmänhet är mindre i arbetsläge än i viloläge. Åtsnörningen kan utgöras av en ring av ett stabilt material, exempelvis hårdplast, och svarar för funktionen att bevara det huvudsakliga läget för rem- 10 15 20 25 30 5.15 240 5 sorna. Ringen kan anbringas runt remsorna på så sätt att ett inlopp med lämp- lig storlek tillhandahålls.

I sin övre ände är filteranordningen lämpligen försedd med en anslutningstillsats 6, som har en yta mot vilken cylinderkroppens utloppsände kan rotera, samt en upphängningskrage 7 för att hålla cylinderkroppen på plats i närheten av pumpslangen i viloläge (se Figur 1 och 3). Cylinderkroppen bör hållas så nära sugslangen att det räcker med att slå på pumpen för att cylinder- kroppen skall sugas på plats i arbetsläge.

Den ihåliga cylinderkroppen kan vid vissa tillämpningar företrädesvis kompletteras med en yttertillsats 8 med utåt- och upp åtriktade vingar 9, vilken fungerar som en propeller som följer med cylinderkroppens rotation och orsakar en strömning av vatten uppåt, längs cylinderkroppen. Detta kan vara lämpligt för att förhindra t.ex. långsträckta grönalger från att fastna på och lindas runt cylinderkroppen. Denna funktion åstadkoms dels genom den uppåtriktade strömningen, dels genom att vingarna slår sönder sköra substanser som exem- pelvis grönalger.

Uppfinningens användbarhet Föreliggande uppfinníng kan tillämpas för många olika ändamål, vilket år uppenbart för fackmannen. Som exempel kan nämnas pumpning av vatten som innehåller rikligt med slam.

Särskilt användbar är uppfinningen då man med minimalt underhåll och till låga kostnader vill säkerställa driften av pumpsystem. Det kan exempelvis gälla pumpning av vatten mellan dammar i en trädgård. Man kan vidare tänka sig en sänkpump i en brunn, varvid det är fördelaktigt att inte behöva ta upp filtret eller skicka ned någon person för att utföra underhållet.

Vid sådana tillämpningar är man överhuvudtaget inte intresserad av att ta vara på infångade substanser. Man kan dock lika väl inrätta uppsamljngs- organ som tar tillvara substanserna som faller ut från filteranordningen när pumpen är i frånslaget läge.

Föreliggande uppfinning har här huvudsakligen beskrivits i samband med pumpning av vatten. Det är dock inga för vatten unika egenskaper som utnyttjas, så filtret enligt uppfinningen fungerar lika väl med andra vätskor.

Såsom framgår av Exempel 4 nedan, fungerar samma princip också för gaser, 10 15 20 25 30 J.. 'wo 51-5 240 6 och uppfinningen omfattar följaktligen även filteranordningar till fläktsystem för gaser.

Uppfinningen illustreras nedan med hjälp av utföringsexempel.

Exempel 1 En filteranordning tillverkades utgående från en standardmässig 50 cl flaska, tillverkad av så kallad PET-plast och med höjd ca 23 cm och diameter ca 6 cm vid den icke-koniska delen, som klipptes så att botten avlägsnades och den icke-koniska delen klipptes till i form av längsgående ca 12 cm långa, 5 mm bre- da och ca 0,5 mm tjocka remsor. Remsorna arrangerades i spiralform, så att de överlappade varandra och hölls ihop av en gummisnodd, eventuellt komplette- rad med en ring av PET-plast. Åtsnörningen befann sig ca 3 cm ovanför den nedre änden och öppningen där var ca 2 mm i diameter i viloläge. Upptill bestod filteranordningen av en löstagbar anslutningstillsats, bestående av halsen från en likadan flaska samt ca 2 cm av denna flaskas koniska del, i nederänden för- sedd med en icke tätslutande invändig krage som håller cylinderkroppens ut- loppsände på plats i anslutningstillsatsen.

Denna filteranordning anslöts till ett pumpsystem för trädgårdsdammar (pump av märket Utfors med kapaciteten 30 minutliter) och var helt nedsänkt i en trädgårdsdamm i Alunda, Uppland, under sommartid. Pumpningen bedrevs med en effekt på 900 W under 4 månader, varvid cylinderkroppen roterade med ca 200 varv per minut. Filteranordningen rensades genom att pumpen stängdes av en gång per dygn. I allmänhet behövdes ingen ytterligare rensning och pumpningen bedömdes ske helt tillfredsställande. Under perioder med riklig förekomst av grönalger, vilka hade en längd uppemot en halv meter, hade dessa alger emellertid en tendens att fastna på och lindas runt flaskans cylinderkropp varför den i Exempel 3 beskrivna åtgärden vidtogs.

Exempel 2 En liknande filteranordning som den i Exempel 1 tillverkades med sam- ma mått, förutom att denna gång var väggarna i flaskans cylinderkropp unge- fär dubbelt så tjocka och följaktligen mindre flexibla. Filteranordningen testa- des på liknande sätt som filteranordningen i Exempel 1, dock ej under lika lång tid. Man kunde observera att skillnaden i innervolym och överlappning mellan 10 'S15 . 240 7 arbetsläge och viloläge inte var lika stor som med filteranordningen enligt Ex- empel 1. Filtrering bedömdes ske tillfredsställande även i detta fall.

Exempel 3 En tillsats bestående av en krans försedd med uppåt- och utåtriktade vingar fick ersätta åtsnörningsringen i filteranordningen enligt Exempel 2.

Jämförelser gjordes med samma filteranordning i drift utan tillsatskransen, varvid tillsatskransen medförde en minskad benägenhet för ansamling av långa grönalger kring cylinderkroppen.

Exempel 4 En ordinär hushållsdammsugare (Electrolux Excellio Z5040) kopplades till var och en av filteranordningarna enligt Exempel 1 och 2. Båda roterade, utom vid lägsta effektläge, med uppskattningsvis upp till 300 varv per minut, varvid innervolymen var mindre i rotationsläge än i viloläge. Detta exempel visar att uppfinningens princip fungerar också för gaser.

Claims (7)

"rsis 240 8 Patentkrav

1. Filteranordning för avskiljning av fasta substanser från genom- strömmande fluider, innefattande en ihålig cylinderkropp (1), vars övre ände är försedd med en anslutningstillsats (6) för anslutning till ett pumpsystem, kännetecknad av att cylinderkroppen (1) är roterbar kring sin axel i anslutningstillsatsen (6) samt att den undre delen av cylinderkroppens (1) Vägg föreligger i form av längsgående remsor (2), vilka är anordnade spiralformat överlappande och hålls på plats medelst en åtsnörning (3) vid cylinderkroppens (1) nedre ände, så att vid pumpning skapas en spiraliserande fluidgenom- strömning som bringar cylinderkroppen (1) i rotation, varvid fasta substanser fångas in mellan remsornas (2) överlappningar.

2. Filteranordning enligt patentkrav 1, kännetecknad av att en ytter- tillsats (8) med utåt- och uppåtriktade vingar (9) är anbringad vid cylinder- kroppens (1) nedre ände, vilken yttertillsats (8) medföljer cylinderkroppens (1) rotation.

3. Filteranordning enligt patentkrav 1 eller 2, kännetecknad av att åtsnörningen (3) är rörlig längs med cylinderkroppen (1) samt att remsorna (2) är flexibla, varigenom graden av överlappning för remsorna (2) varierar i enlighet med det genom pumpningen uppkomna sugtrycket.

4. Filteranordning enligt patentkrav 3, kännetecknad av att remsorna (2) rör sig utåt och i sidled i förhållande till varandra då ett tidigare genom pumpningen anbringat sugtryck upphör, varvid mellan remsorna (2) infångade fasta substanser frigörs.

5. Filteranordning enligt något av föregående patentkrav, kännetecknad av att ungefär hälften av cylinderkroppens (1) längd föreligger i form av remsor (2)- 5 1 5 - 2 4 0 “I

6. Förfarande fór avskiljning av fasta substanser från en gas eller vätska, kännetecknat av att en filteranordning enligt något av föregående patentkrav används.

7. Förfarande för rensning av en filteranordning enligt patentkrav 4, kännetecknat av att pumpningen stängs av, varvid sugtrycket upphör, under tillräckligt lång tid fór att mellan remsorna (2) infångade fasta substanser skall lossna och falla ut från filteranordningen.