NO822895L - Volumetrisk diafragmapumpe for suspensjoner av skjoere partikler - Google Patents

Description

Foreliggende oppfinnelse angår en volumetrisk diafragmapumpe ment for transport av suspensjoner og mere spesielt suspensjoner inneholdende sprø partikler.

Det er blant fagfolk kjent at diafragmapumper er den beste måte for transportering fra et punkt til et annet av suspensjoner inneholdende høye andeler faststoffer slik som f.eks. tykke slam, metallurgiske konsentrater, leire, papirmasser, pigmenter, osv.

Imidlertid er denne type pumpe ledsaget av mangler idet de er konstruert på en slik måte at under kompresjonsfasen virker diafragmaet hardt på partiklene som transporteres og som således kan knuses eller rystes, hvis de ikke har tilstrek-kelig mekanisk styrke.

Selv om opprettholdelse av den" fysikalske integritet for partiklene ved de aller fleste produkter som transporteres ved slike pumper ikke medfører problemer hverken på grunn av de høye kompresjonskrefter som utøves på partiklene eller fordi formen forandres eller fordi fordelingen ikke er av viktighet, gjelder dette ikke suspensjoner som inneholder sprø partikler slik som f.eks. korn av ionebytteharpikser som skal behandles med omhyggelighet for å unngå dannelse av såkalte finoppdelte stoffer som kan skade deres brukslevetid og driften av kolonnene som fylles med disse partikler.

Dette er grunnen til at foreliggende søkere har lett etter

og perfeksjonert en pumpe der nedbrytning av sprø partikler i suspensjonen som transporteres, forhindres.

Pumpen ifølge oppfinnelsen omfatter en diafragma som sepa-rerer et kontrollrom utstyrt med midler for å forskyve diafragmaet fra et overføringsrom inn i hvilket suspensjonen trekkes fra et materør under påvirkning av denne fortrengning, og deretter tvinges tilbake til et utslippsrør via ikke-retur ventiler, og karakteriseres ved at overføringsrommet strekker seg perpendikulært på planet av denne diafragma ved'et ytterligere rom, ved at utslippsrøret er anbragt i enden av nevnte rom lengst fra diafragmaet og at materøret er anbragt på den laterale vegg av rommet og ved at aksen strekker seg i en retning bort fra diafragmaet til et punkt fjernt fra horisontalplanet og passerer gjennom det laveste nivået for diafragmaet.

Pumpen ifølge oppfinnelsen omfatter således på samme måte som hovedandelen av de konvensjonelle pumper en diafragma anordnet horisontalt mellom to rom. Ett av disse rom er kalt kontrollrommet, fordi det inneholder drivfluidet ved hjelp av hvilket diafragmaet forskyves og som er en væske eller en gass under trykk, tilført til rommet gjennom en ventil hvis åpning er kontrollert via en tidsbryter. Det andre rom er kalt overføringsrommet fordi det står i forbindelse både med materøret og utslippsrøret gjennom ikke-retur ventiler og, under påvirkning av diafragmaets forskyvning, sikrer passasje av suspensjon fra et av disse rør til det andre på følgende måte: når diafragmaet heves fra den nedre posi-sjon er det en økning i volumet i overføringsrommet som resulterer i et redusert trykk og som et resultat i åpning av mateventilen og lukning av tilbakestrømsventilen; en mengde suspensjon tilsvarende det volum som dannes innføres således i pumpen. Diafragmaet faller deretter tilbake til den opp-rinnelige lavere stilling og utøver et trykk på suspensjonen som overføres til tilbakeløpsventilen som åpnes og til inn-løpsventilen som lukkes; et volum suspensjon tilsvarende volumet som ble sluppet inn tvinges deretter ut av pumpen. Således omfatter hver full syklus av diafragmapumpen over-føring av et visst suspensjonsvolum og det er av denne grunn at pumpen kalles "volumetrisk".

Under disse driftsbetingelser er det intet som forhindrer at partiklene i suspensjonen kommer i kontakt med diafragmaet og som et resultat kan underkastes en sjokkvirkning når diafragmaet faller tilbake, noe som kan medføre mer eller mindre betydelig disintegrering av partiklene.

Søkeren har modifisert disse driftsbetingelser ved å' for-lenge overføringsrommet med et ytterligere rom eller kammer der i tilmåtings- eller utslippsrørledninger er anordnet slik at partiklene i suspensjonen permanent er atskilt fra hele diafragmaoverflaten ved hjelp av et sjikt av en klar væske og i stand til dekantering under fyllefasen for pumpen.

Ekstrarommet kan innta en hvilken som helst form. Imidlertid er en viss symmetri i forhold til aksen loddrett på diafragmaet ønskelig. Således er generatrisene for den laterale overflate fortrinnsvis parallelle med diafragma-aksen og kan ha en hvilken som helst kontur av kvadratisk, rektangulær, sirkulær eller lignende form. For enkelhetens skyld er diafragmaet vanligvis en skive med sirkulær form, noe som gir rommet en sylindrisk form. I tillegg kan sylinderen gis et tverrsnitt der omkretsen er lik"diafragmaet. Rommet kan være variabelt hva høyden angår. For imidlertid å oppnå de ønskede resultater finnes det en minimal høyde lik tre ganger forsyningen av diafragmaet på midten.

Røret som mater ekstrarommet strekker seg vanligvis gjennom en ikke-retur ventil i sideveggen i en retning bort fra diafragmaet og har vanligvis en vinkel på mindre enn 60° mot vertikalaksen.

Det punktet der røraksen.munner ut befinner seg i en avstand fra horisontalplanet gjennom det laveste nivå av diafragmaet minst lik fortrengningen av diafragmaet mellom de ekstreme posisjoner.

Utslippsrøret er forbundet med en ikke-retur ventil til enden av det ytterligere rom lengst fra diafragmaet for å gi en bedre partikkelstrømning.

Diameteren for de to rør avhenger av strømningshastigheten for suspensjonen som skal behandles og også av pumpedimensjo-nene.

Når installeringen startes opp, er det nødvendig å fylle rommet riktig og således være i stand til å fjerne luft som ikke kan slippe ut på grunn av tilbakeløp. En lufte-ventil er anbragt i sideveggen i rommet nær diafragmaet for å kunne gjennomføre dette.

Fylling kan gjennomføres med deionisert vann eller med suspensjon som omhyggelig er dekantert for å danne et sjikt av klar væske som kommer i kontakt med diafragmaet.

Når diafragmaet i drift heves, etterlates et tomt rom som umiddelbart fylles med et tilsvarende suspensjonsvolum. De faste partikler som har en høyere densitet enn væsken strøm-mer mot bunnen av det ytterligere rom, mens væskefasen flyter over, eventuelt i blanding med tidligere innført vann. Det ytterligere rom inneholder således" et suspensjonsvolum hvorpå • det befinner seg et volum av klar væske.

Når diafragmaet faller tilbake, utøver det trykk på partiklene gjennom volumet av klar væske, noe som resulterer i åpning av tilbakeløpsventilen og i utslipp av et volum suspensjon tilsvarende det volum som ble fortrengt av diafragmaet. Deretter heves diafragmaet igjen og tillater tilførsel av ytterligere et volum av suspensjon, isolert fra diafragmaet ved volumet av klar væske. Således kommer partiklene aldri i direkte kontakt med membranet og enhver risiko for nedbrytning av partiklene er eliminert.

Oppfinnelsen skal forklares bedre under henvisning til den ledsagende tegning som skjematisk og ufullstendig viser diafragmapumpen representert ved diafragmaet 1 der fortrengningen oppnås ved et fluid under trykk, tilført i pilretningen 2 og begrenset av et sete 3 utstyrt med en åpning 4. Under setet befinner seg det ytterligere rom 5 i henhold til oppfinnelsen. Dette er sylindrokonisk i form og på sideveggen utstyrt med en luftekanal 6 med ventil 7, ment for fjerning av luft, en suspensjonsmaterør 8 utstyrt med en ventil 9 samt et utløps-

rør 10 utstyrt med en ventil 11.

Det ytterligere rom er fra topp til bunn fylt med et sjikt

av klar væske 12 og et suspensjonsvolum 13.

Oppfinnelsen skal illustreres ved følgende eksempel:

En pumpe med et neoprendiafragma med diameter 4 00 mm og et sete utstyrt med en sirkulær åpning med diameter 100 mm og drevet av en trykkluftkilde (6 bar) ble utstyrt med et sylindrokonisk rom med en diameter tilsvarende det for diafragmaet, en sylinderhøyde på 500 mm og en konisk høyde på 300 mm og utstyrt med to 100 mm rør, et materør som var skrådd i 60° i forhold til vertikalaksen og hvis akse munner ut 300 mm fra planet gjennom diafragmaet nederste nivå, den andre ver-tikalt anbragt i konens bunn. En luftspylteventil med diameter 15 mm var anordnet i diafragmasetets nivå.

Pumpen ble matet med en suspensjon av harpikskorn med en tilsynelatende densitet på 1140 g/l hvori forholdet mellom faststoff og væske var lik 1:2 på volumbasis. Pumpen ga et volum på 4 liter pr. syklus og var anordnet for å fullføre 600 sykler pr. time i regulær rytme. Grenseflaten mellom klar væske og suspensjon forble på nivået for sideveggs-lufteventilen.

Det ble funnet at prosentandelen finoppdelte stoffer i suspensjonen før og etter passasje gjennom pumpen ikke undergikk noen forandring.

Oppfinnelsen er anvendbar på behandling av suspensjoner der de faste partikler er sprø og tettere enn den flytende fase. Spesielt skal nevnes behandling av korn av ionebytteharpikser i forbindelse med fikserings- eller elueringsinnretninger av kolonnetypen.

Claims (5)

1. Volumetrisk diafragmapumpe for transport av suspensjoner inneholdende sprø partikler og omfattende et kontrollrom utstyrt med midler for fortrengning av diafragmaet og et overføringsrom til hvilket suspensjonen trekkes av fra en rørledning under påvirkning av fortrengningen og tvinges til et utslippsrør gjennom ikke-retur ventiler, karakterisert ved at overføringsrommet er forlenget loddrett på membranplanet ved et ytterligere rom, ved at utslippsrøret befinner seg ved enden av det ytterligere rom lengst bort fra diafragmaet, ved at materøret befinner seg på sideveggen av det ytterligere rom og ved at aksen strekker seg i en retning bort fra diafragmaet til en punkt fjernt fra horisontalplanet, gjennom det nederste nivået for diafragmaet.

2. Pumpe ifølge krav 1, karakterisert ved at det ytterligere rom er en sylinder der tverr-snittet er lik diafragmaets tverrsnitt.

3. Pumpe ifølge krav 1, karakterisert ved at det ytterligere rom har en høyde som er tre ganger større enn bevegelsesdistansen for diafragmaet på midten.

4. Pumpe ifølge krav 1, karakterisert ved at akseretningen for materøret danner en vinkel på mindre enn 60° med vertikalaksen.

5. Pumpe ifølge krav 1, karakterisert ved at materøraksen strekker seg til et punkt som befinner i en avstand fra horisontalplanet gjennom det nederste nivå for diafragmaet som minst er lik bevegelsen av diafragmaet mellom endeposisjonene.