FI98048C - Laitteisto öljyn erottelemiseksi vedestä meanderin muotoisella läpivirtauksella - Google Patents

Description

98048

Laitteisto öljyn erottelemiseksi vedestä meanderin muotoisella läpivirtauksella. - Anordning för separering av oija ur vatten med en meanderformad genomströmning.

Keksinnön kohteena on laitteisto öljyn erottelemiseksi vedestä, johon laitteistoon kuuluu astia, jossa on sisään- ja ulostulo ja ylhäältä ja alhaalta puhdistettavaan veteen työntyvät väliseinät, jolloin syntyy ylhäältä alas ja päinvastoin kulkeva meanderin muotoinen virtaus astian läpi, jolloin astian yläosassa on ylijuoksuaukot erotellun öljyn poistumista varten.

Tämän tyyppisessä tunnetussa laitteistossa (US-patenttijulkaisu 1 116 903) ylettyvät alhaalta ylös pistävät väliseinät vain hieman yli nesteenpinnan, jolloin puhdistettava vesi ei nouse näiden väliseinien yläreunojen yli eikä kyse ole meanderin muotoisesta virtauksesta. Erottuminen tapahtuu siksi vain laskeutusta-pahtumana, jolloin erotus on hyvin aikaaviepää ja epätäydellistä .

Keksinnön tavoitteena on siten kehittää alussa mainitun tapainen laitteisto, että erottelu tapahtuu täydellisemmin ja nopeammin kuin tunnetussa laitteistossa ja/tai tarpeellinen puhdistus aikaansaadaan yhdellä läpimenolla.

Keksinnön mukainen laitteisto on tunnettu siitä, että alhaalta ·. ylös suunnattujen väliseinien yläreunoilla on säädettävä etäi syys ylijuoksuaukkojen alareunoihin nähden, jolloin ylijuoksu-aukkojen alareunat ovat ylös suunnattujen väliseinien yläreunojen yläpuolella, jolloin ylijuoksuaukkojen alareunat ovat etäisyyden tai korkeusalueen säätämiseksi pystysuunnassa säädettäviä ja jolloin kulloinkin syntyy kaksi peräkkäistä koko . nestepinnan yli ylettyvää kammiota, jotka on parittain yhdis tetty keskenään yläosistaan, mutta jotka muutoin on väliseinien toisistaan erottamat, jolloin kulloinkin toinen kammio on alaosastaan yhdistetty seuraavan parin lähimpään kammioon.

2 98C48 Tällä järjestelyllä saavutetaan se, että puhdistettava neste pakotetusti johdetaan ylijuoksuaukkojen alareunan alueelle, jolloin vielä kovin likaisen veden meno aina seuraavaan astian osastoon voimakkaasti rajoittuu. Kovin likainen vesi johdetaan nimittäin pakonomaisesti väliseinämien ylitse, jotta se pääsisi seuraavaan kammioon, mikä johtaa lisäerottelutehoon johtuen yli-juoksutusaukkojen alareunojen ja väliseinien yläreunojen pintojen tasaamisesta.

Keksinnön mukainen tavoite ei ole myöskään ratkaistavissa eräällä toisella tunnetulla patentilla (DE-hyödyllisyysmalli) 8600285.6), jossa myöskin väliseinien yläreunat ovat huomattavasti nestepinnan alapuolella.

Puhdistettu vesi voidaan pumpata viimeisen kammion alaosasta pois.

Koska keksinnön mukaisessa järjestelmässä ei ole minkäänlaista suodatinta, ei pienten virtauspoikkileikkausten tukkeutuminen ole mahdollista. Erityisesti voidaan ylijuoksuaukot pitää niin suurina, että tukkeutumista tai likaantumista ei esiinny, joka haittaisi öljyn poisvientiä.

Ylijuoksuaukot ovat tarkoituksella makaavan suorakaiteen muotoiset, pituuden ollessa 20-30 cm ja korkeuden 2-5 cm. Väliseinien yläosat voivat olla asetettu edullisesti n. 20 mm ylijuoksuaukkojen alaosan alapuolelle.

Erityisen edullista on, jos ylijuoksuaukkojen alaosat ovat pystysuoraan säädettävissä. Tällöin ne ovat tarkoituksenmukaisesti varustetut yhteisellä alhaalta ylijuoksuaukkoa vasten ·.’ siirrettävällä peitelevyllä, joka mahdollistaa yli juoksuaukkojen alaosan korkeuden muuttamisen. Tällaisella järjestelyllä on nes-teenpinta laitteistossa helposti säädettävissä ja erityisesti silloin, jos yksittäinen ylijuoksuaukko on varustettu erillisellä ja erikseen säädettävällä luukulla. Nämä peittolevyt voidaan rakentaa suorakaideaukoilla varustetuiksi vetoluukuiksi, il is:t uin m idi joissa on kädensija ja jotka ovat liikuteltavissa pystysuorissa j ohteissa.

3 98048

Peittolevyjen säätö ja siten nesteenpinnan korkeus ovat automatisoitavissa, jos laitteistossa on uimurikytkin, joka ohjaa peittolevyn toimilaitetta.

Ylijuoksuaukot päättyvät tarkoituksenmukaisesti yhteiseen kokooja-astiaan, johon erotettu öljy kerätään ja siten johdetaan uudelleen käyttöön.

Eräässä toisessa laitteistossa vedenpinnan säätelemiseksi on astian ulostuloaukossa joutsenen kaulan muotoinen putki, jossa on pystysuora osa ja siihen liitetty käyrä, jossa käyrä on te-leskooppimaisesti säädettävissä pystysuoran putkenosan suhteen. Säätämällä käyrää millimetritarkkuudella voidaan siten muuttaa paitsi nesteenpintaa laitteistossa myös läpimenomäärää. Jos nimittäin lasketaan kaaren alempi sisäpinta nesteenpinnan alapuolella, kasvaa nesteen tai veden virtaus, mikä jälkisyötön pienentyessä johtaa joko nesteenpinnan alenemiseen laitteistossa tai tasaamalla lisänä poistuva määrä jälkisyötöllä suurempaan läpimenoon.

Tarkoituksenmukaiseksi on osoittautunut astia, jonka tilavuus on n. 2 m^, jolloin kysymykseen tulee n. 2000 1/h läpimeno.

" Tämä tarkoittaa sitä, että virtaus laitteiston läpi kestää n.

yhden tunnin. Puhdistettava vesi kulkee normaalisti jatkuvana virtana astian läpi. Nopeammassa läpikulussa on jopa 8000 1/h mahdollista.

Keksinnön mukainen laitteisto voidaan siksi suunnitella edulli-*' sella tavalla suhteellisen pieneksi ja sillä on kuitenkin hyvä hyötysuhde. Laitteiston pieni koko mahdollistaa erityisesti sen, että laitteisto on liikuteltavissa, joten se voidaan siirtää ajoneuvolla paikasta toiseen. Tästä on erityisen suuri etu, 4 98048 sillä tunnetun laitteiston tarpeelliset kuljetustuet jäävät pois, sillä keksinnön mukaisella laitteistolla vesi otetaan siltä paikalta ja johdetaan puhdistettuna vesistöön takaisin.

Veden pyörteiden vähentämiseksi voi astiassa tuloaukon alueella olla viistoksi tehdyt pystysuorat sivureunat.

Pumppu on suunniteltava siten, että öljy ei joudu pyörteeseen, ts. puhdistettavaan veteen tai ei muodosta emulsiota sen kanssa. Siksi voi olla tarkoituksenmukaista käyttää puhdistettavan veden pumppauksen kiertomäntäpumppua.

Keksinnön mukaisella laitteistolla selostetulla tavalla voidaan yhdellä läpiajolla erottaa jopa 5 % öljymääriä niin hyvin, että puhdistetussa vedessä öljymäärä on enää promillen luokkaa. Kokeet ovat osoittaneet, että yhden läpiajon jälkeen puhtaassa vedessä on enää vain 0,3 -0,7 mg hiiltä litrassa. Keksintöä selitetään lähemmin seuraavassa erään suoritusmuotoesimerkin mukaan oheisiin piirustuksiin viitaten:

Kuvio 1 esittää kaavamaisesti kuvattuna keksinnönmukaisen laitteiston toteutusmuotoa, kuvio 2 esittää kuvion 1 mukaista laitteistoa yksityiskohdin .. kuvio 3 on leikkaus III-III kuvion 2 mukaan kuvio 4 on yläkuvanto laitteistosta kuvion 2 mukaan.

Kuvion 1 mukaan astiasta 1 on useampia virtaussuunnassa 2 peräkkäin kytkettyjä kammioita 3-8, jolloin aina kaksi peräksi käin seuraavaa kammiota 3 ja 4, 5 ja 6 ja 7 ja 8 ovat parittain liitetyt yhteen yläosastaan 9, ja parittain olevien kammioiden väliseinät 10 sallivat puhdistettavan veden virtaamisen aina seuraavaan kammioon. Kammioparin joka toinen kammio 4 ja 6 on s 98048 alaosastaan 11 yhdistetty seuraavan parin lähimpään kammioon, jolloin viimeisen kammioparin kammio 8 on yhdistetty yksittäis-kammioon 13,

Virtaus 2 kammioiden läpi on siis meanderin muotoista, jolloin puhdistettava vesi johdetaan aina nuolen suunnassa ylhäältä alas ja päinvastoin.

Kammioparien 3-8 sekä yksittäiskammion 13 yläosassa 9 on suorakaiteen muotoiset ylijuoksuaukot 14 ja 15, jotka johtavat erotellun öljyn pois. Jotta eroteltu öljy myös voi virrata pois, ovat ylijuoksuaukkojen 14 ja 15 alareunat 14a ja 15a samalla korkeusalueella kuin jonkin kammioparin väliseinämän 10 yläreuna 10a.

Viimeisen yksittäiskammion 13 alaosaan on sijoitettu ulosmeno-aukko 17, johon on kiinnitetty joutsenen kaulan muotoinen putki 18, ja joka koostuu pystysuorasta osasta 18a ja käyrästä 18b. Käyrä 18b on teleskooppisesti säädettävillä putken 18 pystysuoran osan 18a suhteen. Käyrän korkeuden säädöllä voidaan säätää kammioissa ja siten myös joutsenen kaulan muotoisessa putkessa 18 olevaa nesteenpintaa 19. Samanaikaisesti tämän säädön kanssa muuttuu läpimenomäärä.

Putken 18 pystysuora osa 18a,, samoin kuin ensimmäisen kammion 3 *' alempaan osaan sijoitettu tuloaukko 21 on varustettu sulkuvent- tiilillä 20.

Ylijuoksuaukkojen 14 alareunojen 14a korkeussäätöä varten on kuhunkin ylijuoksuaukkoon sijoitettu peittolevyt 22 ja 23 (vrt. kuvio 2), joissa on suorakulmaiset aukot 24 ja 25 ja jota ' ovat pystysuoraan liikuteltavissa. Peittolevyt 22 ja 23 voivat olla varustetut kädensijoilla 26, (vrt. kuvio 2).

c 98048

Peittolevyjen 22 ja 23 säätö voi tapahtua yksittäin kussakin ylijuoksukohdassa, kuten kuviosta 2 ilmenee, mutta on myös mahdollista kytkeä kaikki peittolevyt samaan voimansiirtoakse-liin tai vastaavaan ja säätää niitä yhdessä. Peittolevyjen yksittäinen tai yhteinen säätö voidaan myös automatisoida rakentamalla peittolevyi1le karakäyttö tai vastaava ja käyttöä tai käyttäjä ohjattaisiin uimurikytkimellä 27 (vrt. kuvio 1). Tällaisella uimurikytkimellä voidaan ennakoida kulloisenkin ylijuoksuaukon 14 alareunan 14a etäisyys ja pitää se tarkasti.

Kuviossa 1 on lisäksi kaavamaisesti esitettynä keskipakopumppu 28 tai kiertomäntäpumppu, joka pumppaa puhdistettavaa, öljy-vaahdon 29 peittämää vettä 30 kaavamaisesti osoitetusta vesistöstä, kuten joesta, järvestä tai vastaavasta, mikä on ilmaista kuviossa 1 astialla 31. Puhdistettu vesi johdetaan kuvion 1 esityksen mukaan keräysastiaan 32, joka samoin voi olla itse puhdistettava vesistö.

Kulloisenkin ylijuoksuaukon alareunan 14a ja väliseinän 10 yläreunan 10a välinen etäisyys A on säädettävissä riippuen vallitsevista olosuhteista. Kuten havaitaan, pumpataan siitä vähemmän öljyä ulos, mitä suurempi tämä etäisyys on. Mutta toisaalta johtaa liian pieni etäisyys siihen, että ylijuoksuaukosta 14 virtaa yhdessä ulospumpattavan öljyn kanssa myös suhteellisen paljon vettä. Tosin teoreettisesti on mahdollista tehdä tämä etäisyys negatiiviseksi, ts. sijoittaa ylijuoksuaukkojen 14 alareunat 14a väliseinien 10 yläreunojen alapuolelle, joskin on osoittautunut tarkoituksenmukaiseksi valita positiivinen n.

20 mm etäisyys.

Ylijuoksuaukot laskevat yhdessä keräilyastiaan 33, johon eroteltu öljy 34 kerätään. Keräilyastian 33 alaosassa on sulku-venttiili 35 öljyn poislaskemista varten.

7 98048

Kuvio 3 esittää kuvion 1 mukaisen laitteiston astiaa 1 edestäpäin ja siitä havaitaan erityisesti öljykeräysastian 33 suoritusmuoto, jossa vino pohjaseinämä 36 vie öljyn astian keskiosaan, mihin on kiinnitetty venttiilillä 35 varustettu poisto-putki 37. Kuten kuviosta 3 havaitaan, voi poistoputki 37 olla vinossa asennossa, jolloin pohjaseinämä 36 on kuvion 2 mukaan lisäksi vinossa alaspäin säiliössä 1 poispäin. Koska öljyke-räyssäiliö 33 saattaa olla avonainen ylöspäin, on tarkoituksenmukaista varustaa se avattavalla kannella 38. Toinen kansi 39 voi peittää koko astian 1 .

Kuvio 4 on astian 1 yläkuvanto ja siitä havaitaan, että astiassa 1 on veden pyörteiden vähentämiseksi vinotut pystysuorat sivukulmat 40.

Tässä selitetyn laitteiston vaikutustapa on seuraava:

Keskipakopumpun 28 puhdistettavasta vesistöstä 31 ottama ja astiaan 1 pumppaama öljyn likaama vesi joutuu ensin kammioon 3, jossa sen yläosaan erottuu öljykerros 16. Pumppauspaineen ja tietyn siirtonopeuden vuoksi virtaa öljyä viereisen ylijuoksu-aukon 4 alareunan 14a yli virraten osittain ylijuoksuaukon 14 läpi keräysastiaan 33. Loppu öljy 16a joutuu väliseinän 10 yläreunaa 10a yli virtaavan veden mukana seuraavaan kammioon 4. Samanaikaisesti tapahtuu siis ylemmän öljypitoisen vesikerrok-sen virtaamista ylijuoksuaukon 14 yläreunan 14a ja sen alapuolelle jäävän kerroksen virtaamista väliseinän 10 yläreunan 10a ylitse.

Tämä tapahtuma toistaa sitten kammioissa 5 ja 6 sekä 7 ja 8.

Viimeisessä kammiossa 13 poistuu loppu öljy ylijuoksuaukosta 15, mikäli puhdistettavaan veteen vielä on jäänyt öljyä.

s 98048 Säiliössä olevaa nestepintaa ja samalla optimaalista erottelua voidaan säätää säätämällä erikseen tai yhdessä peittolevyjä 22, 23 (vrt. kuvio 2), minkä myös uimurikytkin 27 voi suorittaa, tai säätämällä joutsen kaulaputken 18 käyrää 18b suhteessa tämän putken pystysuoraan osaan 18a.

Jälkimmäinen mahdollistaa myös läpiinenomäärien muuttamista selitetyllä tavalla.

Claims (18)

1. 9 98048
2. 1. Laitteisto öljyn erottelemiseksi vedestä, johon laitteistoon kuuluu astia (1), jossa on sisään- ja ulostulo ja ylhäältä ja alhaalta puhdistettavaan veteen työntyvät väliseinät (10), jolloin syntyy ylhäältä alas ja päinvastoin kulkeva meanderin muotoinen virtaus astian läpi, jolloin astian yläosassa on yli-juoksuaukot (14, 15) erotellun öljyn poistumista varten, tunnettu siitä, että alhaalta ylös suunnattujen väliseinien (10) yläreunoilla (10a) on säädettävä etäisyys yli-juoksuaukkojen (14, 15) alareunoihin (14a, 14b) nähden, jolloin ylijuoksuaukkojen (14, 15) alareunat (14a, 15a) ovat ylös suunnattujen väliseinien (10) yläreunojen (10a) yläpuolella, jolloin ylijuoksuaukkojen (14, 15) alareunat (14a, 15a) ovat etäisyyden tai korkeusalueeen säätämiseksi pystysuunnassa säädettäviä ja jolloin kulloinkin syntyy kaksi peräkkäistä koko nestepinnan yli ylettyvää kammiota (3, 4; 5, 6; 7, 8) jotka on parittain yhdistetty keskenään yläosistaan (9), mutta jotka muutoin on väliseinien (10) toisistaan erottamat, jolloin kulloinkin toinen kammio (4, 6) on alaosastaan (11) yhdistetty seuraavan parin (5, 7) lähimpään kammioon.
3. 2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen laitteisto, tunnettu siitä, että puhdistettu vesi on poissiirrettävissä viimeisen • kammion (13) alaosasta (11).
4. 3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen laitteisto, tunnettu siitä, että ylijuoksuaukot (14, 15) ovat suorakaiteen muotoiset. » 4. Patenttivaatimuksen 3 mukainen laitteisto, tunnettu siitä, että suorakaiteen pituus on n. 20-30 cm ja korkeus n. 2-5 cm. 10 98048
5. 5. Jonkin edellämainituista patenttivaatimuksista mukainen laitteisto, tunnettu siitä, että väliseinän (10) yläosa (10a) on sijoitettu n. 20 mm ylijuoksuaukkojen (14, 15) alareunojen (14a, 15a) alapuolelle.
6. 6. Patenttivaatimuksen 1 mukainen laitteisto, tunnettu siitä, että ylijuoksuaukkojen alareunat (14a, 15a) on varustettu yhteisellä, alhaalta vasten ylijuoksuaukkoja (14, 15) liikuteltavalla peittolevyllä.
7. 7. Patenttivaatimuksen 6 mukainen laitteisto, tunnettu siitä, että yksittäinen ylijuoksuaukko on varustettu erillisellä ja erikseen säädettävillä peittolevyillä (22, 23).
8. 8. Patenttivaatimuksen 7 mukainen laitteisto, tunnettu siitä, että peittolevyt (22, 23) on varustettu kara- tai vastaavilla käyttölaitteilla.
9. 9. Patenttivaatimuksen 7 tai 8 mukainen laitteisto, tunnettu siitä, että peittolevyt (22, 23) on rakennettu suo-rakaideaukoilla (24, 25) varustetuiksi vetoluukuiksi.
10. 10. Patenttivaatimuksen 9 mukainen laitteisto, tunnettu siitä, että peittolevyissä (23, 24) on kädensijat (26) ja ne ; ovat liikuteltavissa pystysuorissa johteissa.
11. 11. Jonkin patenttivaatimuksen 8-10 mukainen laitteisto, tunnettu siitä, että laitteistossa on ainakin yksi uimurikytkin (27), joka ohjaa vähintään yhtä peittolevyjen (22, 23) toimilaitetta.
12. 12. Jonkin edellämainitun patenttivaatimuksen mukainen laitteisto, tunnettu siitä, että ylijuoksuaukot (14, 15) laskevat yhteiseen keräilyastiaan (33), johon erottunut öljy kerääntyy. 11 98048
13. 13. Jonkin edellämainitun patenttivaatimuksen mukainen laitteisto, tunnettu siitä, että astian (1) ulostuloaukkoon (17) on liitetty joutsenen kaulan muotoinen putki (18), jossa on pystysuora osa (18a) ja siihen liitetty ylempi käyrä (18b), joka käyrä (18b) on teleskooppimaisesti säädettävissä putken (18) pystysuoran putkenosan (18a) suhteen.
14. 14. Patenttivaatimuksen 13 mukainen laitteisto, tunnettu siitä, että käyrän (18b) alempi sisäpinta (18c) on laskettavissa säiliön (1) nestepinnan (1) alapuolelle.
15. 15. Jonkin edellämainitun patenttivaatimuksen mukainen laitteisto, tunnettu siitä, että astian (1) tilavuus on n. 2 m^, jolloin läpimenomäärä on 2000 1/h - 8000 1/h.
16. 16. Patenttivaatimuksen 15 mukainen laitteisto, tunnettu siitä, että puhdistettava vesi kulkee jatkuvana virtana astian (1) läpi.
17. 17. Jonkin edellämainitun patenttivaatimuksen mukainen laitteisto, tunnettu siitä, että laitteisto on rakennettu liikuteltavaksi.
18. 18. Jonkin edellämainitun patenttivaatimuksen mukainen lait- • teisto, tunnettu siitä, että astiassa (1) on ainakin tuloaukon (21) alueella viistoksi tehdyt pystysuorat sivureunat (40). 1 Jonkin edellämainitun patenttivaatimuksen mukainen laitteisto, tunnettu siitä, että puhdistettavan veden pump- • paukseen käytetään kiertomäntäpumppua. 12 98048