SE518835C2 - Oscillerande dusch för skivfilter - Google Patents

Description

518 855 Efter att ñltret har körts ett tag blir förbeläggningsskiktet mindre genomträng- ligt och tillhandahåller inte längre någon -ämplig filtrering. Följaktligen är det nödvändigt att periodiskt avlägsna förbeläggningsskiktet. Skivñltret som visas i fig. 2 åstadkommer ett avlägsnande av förbeläggningsskiktet genom att använda ett oscillerande sprutrör 14 som är utrustat med ett sprutmunstycke 15. Sprut- munstycket 15 förflyttar sig mellan kanten och mitten av skivan 2, sprutar vat- ten på skivan 2 och avlägsnar förbeläggningsskiktet.

Användningen av en oscillerande dusch för att avlägsna fast material från ett skivfilter beskrivs också i USA-patenten 3 252 577 och 4 332 680. Ett problem som är gemensamt för alla dessa anordningar är att duscharmen rör sig med en fast hastighet. Eftersom skivytan är mycket mindre mot mitten av skivan, an- vänds mer vatten än nödvändigt pä detta inre parti av skivan vilket slösar pä vatten. Om hastigheten för den oscillerande duschen ökas för att motsvara det inre området av skivan kommer det att uppstå en otillräcklig sprutning vid det yttre området av skivan.

Sammanfattning av uppñnningg Ovan nämnda och andra nackdelar och svagheter hos känd teknik övervinns eller förbättras genom skivfiltersystemet enligt den föreliggande uppfinningen. I överensstämmelse med den föreliggande uppfinningen inkluderar skivfiltret oscillerande duschar som periodiskt avlägsnar förbeläggningsskiktet av fasta partiklar från skivfiltren. Varje oscillerande dusch förflyttar sig över skivans yta vid en varierande hastighet så att vatten sprutas likformigt på den yttre och inre ytan av skivan. Vid det inre av skivan, där ytan är mindre, rör sig den oscille- rande duschen snabbare än vid den yttre kanten av skivan där ytan är större.

Den oscillerande duschen som oscillerar vid varierande hastigheter sprutar en jämn mängd vatten på ytan av skivan. Detta minskar mängden vatten som an- vänds för att avlägsna förbeläggningsskiktet och minskar antalet munstycken.

Att reducera antalet munstycken minskar de initiala kostnaderna och under- hällskostnaderna för skivfilter. 518 855 De ovan nämnda och andra särdrag och fördelar med den föreliggande uppfin- ningen kommer att förstås bäst av fackrnanrien gerioiii den följande detaljerade beskrivningen och ritningarna.

Kort beskrivning av ritningarna Med hänvisning till ritningarna betecknas likadana element med samma siffror: Fig. 1 är en tvärsnittsvy av ett vanligt skivfilter; F ig. 2 är en tvärsnittsändvy av ett vanligt skivñlter; Fig. 3 är en tvärsnittsändvy av skivñltret enligt den föreliggande uppfinningen; Fig. 3A är ett blockschema för skivñlterstyrsystemet; Fig. 4 är en förstorad vy av den oscillerande duschstaven; Fig. 5 är en tvärsnittsvy av skivfiltret i fig. 4; Fig. 6 är en förstorad vy av den oscillerande duschmanöverenheten; Fig. 7A-7C visar banan och hastigheten för den oscillerande duschen över filter- skivorna för den första passeringen och efterföljande passeringar; och Detalierad beskrivning av uppfinningg F ig. 3 är en tvärsnittsändvy av skivfiltret enligt den föreliggande uppfinningen.

Skivfiltret inkluderar åtminstone en skiva 2. Skivan 2 liknar dem som beskrivits i känd teknik på så sätt att fast material avlägsnas från vätska genom att tvinga vätskan genom de filtrerande skivorna 2. Vätskan tvingas genom skivorna 2 ge- nom att skapa en tryckskillnad mellan behållaren eller kärlet 5 och insidan av skivorna 2 (t.ex. genom att trycksätta behållaren 5 eller att skapa ett vakuum inuti skivorna 2). Skivorna 2 kan vara av ett perforerat material, t.ex. metall som är täckt med ett filtermaterial, t.ex. polypropen. Filtermaterialet betecknas 518 835 allmänt som ñlterduk. Varje skiva 2 är uppdelad i skivsektorer 70 som är täckta med filterduk. Skivorna 2 är placerade inuti en behållare 5 som innehåller det fasta/vätskeslammet. Nivån för slammet kan variera men ligger typiskt omkring mitten av skivan 2. När skivan 2 roterar inträder varje sektor 70 helt och hållet i slammet och en mängd av fast material avsätts på ytan av varje skivsektor 70.

Det fasta materialet avlägsnas sedan från varje sektor 70 för att separera det fasta materialet från vätskan.

En oscillerande dusch 30 inkluderar en oscillerande duschstav 32 som har duschmunstycken 34. Den oscillerande duschen 30 används för att avlägsna förbeläggningsskiktet av fasta partiklar formade på ytan av skivan 2. Under nor- mal filtrering används inte den oscillerande duschen 30. Vid slutet av en filtre- ringscykel har förbeläggningsskiktet blivit ogenomträngligt för att effektivt filtre- ra och måste avlägsnas. Behållaren 5 dräneras, varvid skivan roteras moturs (såsom visas i fig. 3) vid en låg hastighet och den oscillerande duschen avlägs- nar förbeläggningsskiktet som är format på skivan 2. I överensstämmelse med ett viktigt särdrag av den föreliggande uppfinningen sprutar den oscillerande duschen ytan av skivan 2 jämnt vid en varierande hastighet och med ett på förhand bestämt mönster. Detaljerna för detta oscillerande mönster för den oscillerande duschen 30 beskrivs nedan med hänvisning till fig. 7A-7 C.

En skrapmekanism 40 inkluderar ett blad 42 som avlägsnar kakskiktet från förbeläggningsskiktet. Under filtrering roterar skivan 2 moturs (såsom visas i fig. 3). När varje skivsektor 70 passerar genom slammet och kommer upp ur slammet avsätts ytterligare fast material på ytan av skivsektorn 70. När skiv- sektorn 70 passerar skrapbladet 42 avlägsnas kakskiktet som är format på toppen av förbeläggningsskiktet. Det avlägsnade fasta materialet faller in i rännan 46. En ränndusch 44 sprutar vatten i rännan 46 och tillåter det fasta materialet att glida nedåt till botten av rännan 46. Det fasta materialet slussas ned i en mesablandningstank, med användning av rännsprutningar och återcir- kulerat slam från blandningstanken.

En tvättdusch 50 är ett tillval till skivfiltret. Tvättduschen inkluderar ett tvättrör 52 och ett flertal tvättduschmunstycken 54. Tvättduschmunstyckena 54 spru- 518 835 tar vatten vid det fasta materialet som är format på skivsektorerna 70 när varje skivsektor 70 är i slammet. varje skivsektor 70 kommer upp från slammet innehåller det både fasta partiklar och viss vätska. Tvättduschen 50 byter ut en del av vätskan mot vatten varvid förhindras att vätskan som innehåller högre koncentratíoner av kemikalier uttöms i rännan 40. Detta ökar filtereffektiviteten för skivfiltret.

Driften för skivñltret kommer nu att summeras. Det fasta/ vätskeslammet matas till behållaren 5 genom ett inloppsrör. Behållaren 5 trycksätts sedan och skivor- na 2 roteras moturs (såsom visas i fig. 3). När skivsektorerna 70 kommer upp ur slammet är de belagda med en kaka av fast material och vätska. Tvättduschen 50, om den används, byter ut vätskan för att förhindra vätskan från att tömmas ut ned i rännan 40. Kakskiktet som är format på toppen av förbeläggningsskik- tet avlägsnas sedan av skrapbladet 42. Denna process fortgår under en önskad tidsperiod till dess förbeläggningsskiktet blir för ogenomträngligt och mäste av- lägsnas för att bibehålla filterkapaciteten. Vid denna tidpunkt dräneras behålla- ren, skivorna 2 roteras sakta och den oscillerande duschen 30 avlägsnar förbe- läggningsskiktet. När väl förbeläggningsskiktet har avlägsnats återupptas filter- processen.

Istället för att avlägsna förbeläggningen vid slutet av filtreringscykeln kan beslu- tet att initiera den oscillerande duschen 30 göras automatiskt av styrkretsarna.

När antingen en hög slamnivå eller ett tryckfall detekteras av styrkretsarna akti- veras den oscillerande duschen. Såsom visas i fig. 3A detekterar en slamnivå- sensor 200, som är placerad inuti behållaren 5, nivån för slammet. En trycksen- sor 210 detekterar om trycket i vakuumsystemet ökar. Båda dessa villkor indi- kerar att flödet genom filterskivorna 2 är hindrat och att filtersektorerna 70 be- höver rengöras. Vid detektering av en av dessa båda villkor initierar styrkretsar- na 220 förbeläggningsavlägsningscykeln.

Fig. 4 är en förstorad vy av den oscillerande duschen 30 som visas i fig. 3. Den oscillerande duschstaven 32 utgörs av en övre sektion 35 och en munstyckes- sektion 33. Dessa två sektioner av röret är sammanförda genom kopplingsen- 518 855 heten 36 som har gängor formade i båda ändarna. Kopplingsenheten 36 tillåter att munstyckessektioiieri 33 kan avlägsnas från den övre sektionen 35 för utb '- te och /eller underhåll av munstyckena 34. Munstyckena 34 år formade på munstyckessektíonen 33 och riktar vatten bort från munstyckessektionen 33 mot ytan av skivorna 2. Stödvinklar 37 är formade på den övre sektionen 35 för att förstärka den oscillerande duschstaven 32. Den oscillerande duschstaven 32 mottar vatten från högtrycksröret 3 1. Högtrycksröret 31 är monterat i lager 39 som bärs upp av lagerhållare 38. Fig. 4 visar den oscillerande duschstaven 32 i tre positioner.

Fig. 5 är en sidotvärsnittsvy av skivfiltret. Såsom beskrivits ovan är den oscille- rande duschstaven 32 kopplad till ett högtrycksrör 31. Högtrycksröret 31 rote- rar inuti lagren 39 (visat i ñg. 4) som bärs upp av lagerstödhållare 38. Den oscil- lerande duschstaven 32 är placerad angränsande till varje yta av skivorna 2.

Munstycken 34 sträcker sig bort från den oscillerande duschstaven 32 och rik- tar en stråle av vatten mot ytan av skivorna 2. Förbeläggningsskiktet som av- lägsnats av munstyckena 34 faller in i rännor 40 såsom beskrivits tidigare.

De oscillerande duschstavarna 32 drivs av en pneumatisk manövreringsenhet 82 som är monterad på ett manövreringsenhetsstöd 80. Den pneumatiska ma- növreringsenheten 82 driver en manövreringsarm 85 som oscillerar högtrycks- röret 3l. Ett matningsrör 84 tillhandahåller vatten till högtrycksröret 31. Mat- ningsröret inkluderar en roterande sektion 89 som är kopplad till högtrycksröret 31. En lager/ kullänk 86 kopplar den roterande sektionen 89 till matningsröret 84 och tillåter vatten att passera från matningsröret 84 till den roterande sek- tionen 89 och tillåter den roterande sektionen 89 att rotera relativt matnings- röret 84. Lager/kullänken 86 är monterad på en stödlagerhållare 87. Den rote- rande sektionen 89 är ansluten till högtrycksröret 31 genom en kluven tätning 83 och en tätningsmonteringsskiva 81. Tätningsmonteringsskivan 81 tätar be- hållaren 5 vid området där högtrycksröret 31 sträcker sig genom behållarväg- gen. När manövreringsarmen 85 drivs upp och ned förblir matningsröret 84 stationärt medan den roterande sektionen 89 och högtrycksröret 31 roteras. 518 855 Fig. 6 är en förstorad åndvy av området som inkluderar den pneumatiska ma- növreringsenheten 82. Lager/kullänken 86 visas ej i fig. ö för enkelhetens skull.

Den pneumatiska manövreringsenheten 82 är monterad på en ledlänk 88 som tillåter den pneumatiska manövreringsenheten att flytta sig bort från den rote- rande sektionen 89 såsom erfordras. Manövreringsarmen 85 är ansluten till den roterande sektionen 89 genom en anslutningsarm (ej visad i ritningarna) som är svetsad på den roterande sektionen 89 och roterbart kopplad till manövrerings- armen 85. Såsom tidigare beskrivits roterar den roterande sektionen 89 och på- verkar högtrycksröret 31 att rotera på ett oscillerande sätt, när manövrerings- armen 85 förflyttar sig upp och ned. Rotationen av högtrycksröret 31 oscillerar de oscillerande duschstavarna 32 över skivornas 2 ytor.

Fig. 7A-7C visar banan som följs av de oscillerande duschmunstyckena 34 över en skivas (visad i fig. 3) yta. Fig. 7A visar en enskild passering av den oscilleran- de duschen, fig. 7 B visar en dubbelpassering och ñg. 7C visar en trippelpasse- ring. Banan för de oscillerande duschmunstyckena 34 visas av spåret 90. Den oscillerande duschstaven 32 löper mellan en första radiell position och en andra radiell position på ytan av skivan 2. Såsom visas i ñg. 7A är den första radiella positionen vid eller i närheten av skivans 2 periferi. Den andra radiella positio- nen är nära mitten av skivan 2.

Spåret 90 är uppdelat i ett flertal spårsektioner 92 som indikerar avståndet som duschmunstyckena 34 löper per tidsenhet. Såsom visas i ñg. 7A är spårsektio- nerna 92 nära mitten av skivan större än spårsektionerna 92 vid periferin av skivan. Duschmunstyckena 34 rör sig snabbare nära mitten av skivan än vid periferin av skivan. Den pneumatiska armen 85 drivs snabbare när munstyck- ena 34 är nära mitten av skivan och långsammare när munstyckena 34 är nära periferin av skivan. Det finns mindre yta nära mitten av skivan 2 och sålunda förflyttar sig munstyckena 34 snabbare vid mitten av skivan och sprutar fort- farande effektivt skivytan. När skivytan ökar på väg från mitten av skivan saktar munstyckena 34 in för att uppnå jämn täckning av skivytan. Hastigheten för den oscillerande duschstaven 32 är beroende på den radiella positionen av den oscillerande duschstaven 32. Fig. 7B visar täckningsmängden når den oscille- 518 855 rande duschen passerar över ytan av skivan två gånger. Fig. 7 C visar att hela skivytan täcks när den oscillerande duschen passerar över skivans yta tre gånger.

Variationen i hastigheten för duschmunstyckena tillhandahåller flera fördelar.

Mindre munstycken behövs för att effektivt täcka ytan av skivan jämfört med stationära duschar. Detta minskar kostnaderna för tillverkningen och under- hållet av munstyckena. Dessutom används mindre vatten genom den varie- rande hastigheten för den oscillerande duschen i förhållande till vanliga dusch- ar med fast hastighet. Vidare tillhandahålls ett bättre rengöringsjobb av ytan utan att lämna ej rengjorda områden.

I överensstämmelse med den föreliggande uppfinningen använder den oscille- rande duschen variabel hastighet för att jämnt applicera vatten på hela ytan av skivorna i ett skivfilter. Nära periferin av skivan rör sig den oscillerande dusch- staven långsammare än vid närheten av mitten av skivan på grund av den stör- re mängden yta per grad vid periferin av den cirkulära skivan. Denna variation i hastighet minskar mängden vatten som används och minskar antalet mun- stycken som behövs för att fördela vattnet. Även om föredragna utföringsformer har visats och beskrivits kan olika modifie- ringar och ändringar göras utan att avvika från uppfinningens omfattning. Det skall sålunda förstås att den föreliggande uppfinningen har beskrivits i illustra- tionssyfte och ej i begränsningssyfte.

Claims (10)

518 835 Patentkrav

1. En oscillerande dusch för användning med ett skivfilter inkluderande åt- minstone en skiva, varvid duschen (30) innefattar organ för att förflyttas över skivans (2) yta vid en varierande hastighet så att en jämn mängd vätska sprutas på ytan av skivan i ett på förhand bestämt mönster.

2. Oscillerande dusch enligt patentkrav 1, i vilken den oscillerande duschen löper radiellt över skivans yta.

3. Oscillerande dusch enligt patentkrav 2, i vilken hastigheten för den oscille- rande duschen är beroende på den radiella positionen för den oscillerande duschen.

4. Oscillerande dusch enligt patentkrav 3, i vilken hastigheten för den oscille- rande duschen är större vid en andra radiell position än vid en första radiell po- sition.

5. Oscillerande dusch enligt patentkrav 4, i vilken den första radiella positio- nen ligger nära periferin av skivan och den andra radiella positionen ligger nära mitten av skivan.

6. Oscillerande dusch enligt patentkrav 1, i vilken den oscillerande duschen innefattar en oscillerande duschstav och åtminstone ett munstycke för att rikta vätskan mot ytan av skivan.

7. Oscillerande dusch enligt patentkrav 6, i vilken den oscillerande duschsta- ven är ansluten till ett högtrycksrör, varvid högtrycksröret tillhandahåller väts- kan till den oscillerande duschstaven.

8. Skivfilter med ett filtermaterial, varvid skivñltret innefattar: åtminstone en sensor för att detektera ett på förhand bestämt villkor; och 518 835 10 styrkretsar som reagerar på den åtminstone ena sensorn för att initiera en oscil- lerande dusch enligt något av kraven l-7.

9. Filter enligt patentkrav 8, varvid filtret innefattar ett slam och sensorn innefattar en slamnivådetektor för att detektera slamnivån.

10. Filter enligt patentkrav 8, varvid filtret är ett tryckfilter och sensorn inne- fattar en trycksensor för att detektera trycket i filtret. 1 1. Filter enligt patentkrav 8, varvid filtret är ett tryckfilter innehållande ett slam och den åtminstone ena sensorn innefattar en slamnivådetektor för att detektera slamnivån och en trycksensor för att detektera trycket i filtret.