RS64454B1

RS64454B1 - Uređaj za filtraciju

Info

Publication number: RS64454B1
Application number: RS20230678A
Authority: RS
Inventors: Trond Melhus
Original assignee: Renasys As
Priority date: 2019-02-15
Filing date: 2019-02-15
Publication date: 2023-09-29
Also published as: CN113423484A; EP3924086A1; MD3924086T2; PE20212118A1; CO2021011955A2; AU2019429616A1; JP7361440B2; JOP20210223A1; JOP20210223B1; CN113423484B; MA54916A; HRP20230983T1; IL285597A; US20220127178A1; EP3924086B1; CA3127183A1; SG11202108630QA; MY208229A; PH12021551731A1; US12157688B2

Description

Opis

Oblast tehnike

[0001] Predmetni pronalazak se uopšteno odnosi na filtraciju. Preciznije, pronalazak obezbeđuje uređaj za filtraciju namenjen za filtraciju čestica iz tečnosti.

Stanje tehnike

[0002] Danas se izvode različiti tipovi filtracije fluida, na primer filtracija otpadnih voda u cilju zaštite životne sredine, ili filtracija industrijskih fluida radi poboljšanja industrijskih procesa. Poznate instalacije za filtraciju otpadnih voda su često glomazne i veoma energetski zahtevne, a u procesu se mogu koristiti i velike količine hemikalija, npr. za flokulaciju. Mulj koji nastaje ovim procesom filtracije takođe sadrži visok udeo vode, često i više od 90%. Mulj sa visokim sadržajem vode se obično transportuje do udaljenih objekata radi sušenja mulja. I transport i sušenje mogu podrazumevati upotrebu velikih količina fosilnih goriva, što rezultuje velikim uticajem na životnu sredinu.

[0003] Ispuštanje čestica u životnu sredinu takođe predstavlja sve veći problem. Čestice koje se ispuštaju u jezera mogu doprineti prekomernoj fertilizaciji i mogu zakloniti sunčevu svetlost biljkama koje rastu na dnu jezera. Sve veći i veći broj čestica plastike se takođe ispušta u životnu sredinu. Mnoge vrste plastičnih čestica imaju istu gustinu kao voda te stoga ne tonu na dno, što otežava prikupljanje ovih čestica.

[0004] Dokument US 3358834 A opisuje uređaj za filtraciju tečnosti. Uređaj se sastoji od rezervoara, medijuma za filtraciju, beskonačne transportne trake za nošenje medijuma za filtraciju koja se kreće oko rezervoara, distributera tečnosti i ispusne cevi. Prostor ispod medijuma za filtraciju se evakuiše kako bi se proizveo delimični vakuum ili niži apsolutni pritisak u odnosu na atmosferski radi promovisanja i kontrolisanja protoka tečnosti i vazduha kroz medijum za filtraciju.

[0005] Dokument EP 0668094 A2 opisuje sklop filtera koji se sastoji od sabirne posude, beskonačne trake za filtraciju, usisne komore i usisne pumpe. Usisna pumpa se koristi za stvaranje vakuuma u usisnoj komori, što dovodi do filtracije suspenzije.

Izlaganje suštine pronalaska

[0006] Jedan od ciljeva predmetnog pronalaska je da obezbedi uređaj za filtraciju koji vrši efikasnu filtraciju.

[0007] Dalji cilj predmetnog pronalaska je da obezbedi uređaj za filtraciju koji je energetski efikasan.

[0008] Još jedan dalji cilj predmetnog pronalaska je da obezbedi uređaj za filtraciju koji ima veliki kapacitet filtracije.

[0009] Još jedan dalji cilj predmetnog pronalaska je da obezbedi uređaj za filtraciju koji je ekološki prihvatljiv, npr. zahteva upotrebu manje količine hemikalija štetnih po životnu sredinu.

[0010] Još jedan dalji cilj predmetnog pronalaska je da obezbedi uređaj za filtraciju koji omogućava izvođenje dugih kontinualnih operacija filtracije bez prekida.

[0011] Još jedan dalji cilj predmetnog pronalaska je da obezbedi uređaj za filtraciju čiji je dizajn kompaktan.

[0012] Još jedan dalji cilj predmetnog pronalaska je da obezbedi uređaj za filtraciju koji omogućava jednostavnu instalaciju, kao što je na primer fleksibilna instalacija i/ili koji omogućava naknadnu montažu novih ili modifikovanih delova.

[0013] Još jedan dalji cilj predmetnog pronalaska je da obezbedi uređaj za filtraciju koji rešava nekoliko ili kombinaciju svih prethodno navedenih ciljeva. Prema jednom od aspekata pronalaska, obezbeđen je uređaj za filtraciju namenjen za filtraciju čestica iz tečnosti prema zahtevu 1.

[0014] Unutar posude za filtraciju, na elementu za filtraciju, može se formirati stub tečnosti. Težina ovog stuba tečnosti generiše nad-pritisak na elementu za filtraciju, odnosno uzvodno od elementa za filtraciju. Diferencijalni pritisak može biti uzrokovan razlikom između pritiska uzvodno od (npr. geodetski iznad) najmanje jednog elementa za filtraciju unutar posude za filtraciju i pritiska nizvodno od (npr. geodetski ispod) elementa za filtraciju. Diferencijalni pritisak uzrokuje usisavanje tečnosti kroz element za filtraciju unutar posude za filtraciju.

[0015] Izmeštanjem elementa za filtraciju iz posude za filtraciju mogu se postići različiti tretmani elementa za filtraciju izvan zone filtracije, bez prekidanja operacije filtracije koju izvodi uređaj za filtraciju. Na primer, jedan deo beskonačnog elementa za filtraciju (ili jedna kaseta koja sadrži element za filtraciju) može se očistiti izvan posude za filtraciju, dok je drugi deo beskonačnog elementa za filtraciju (ili druga kaseta koja sadrži element za filtraciju) postavljen unutar posude za filtraciju i vrši filtraciju čestica.

[0016] U predmetnom pronalasku se smatra da fluidi iz kojih se vrši filtracija čestica pomoću uređaja za filtraciju mogu biti tečnosti. Preciznije, uređaj za filtraciju prema predmetnom pronalasku može biti konfigurisan tako da vrši filtraciju čestica, a opciono i supstanci, iz vode.

[0017] Uređaj za filtraciju može da se koristi za filtraciju ulazne vode u i/ili izlazne vodu iz rezervoara za uzgoj ribe, na primer filtraciju plastičnih čestica i drugih čestica kao što je lososova uš. U uzgoju ribe je potreba za filtracijom ulazne i izlazne vode obično velika. Tipični protoci vode su u rasponu od 6 m<3>/s do 15 m<3>/s.

[0018] Kao dalji primer, uređaj za filtraciju prema predmetnom pronalasku se može koristiti za prečišćavanje komunalnih voda, i/ili za filtraciju čestica kao što su izmet i hrana, iz otpadne vode pre njenog ispuštanja u životnu sredinu. Uređaj za filtraciju može biti integrisan u sistem otpadnih voda. U ovom slučaju, diferencijalni pritisak za uređaj za filtraciju se može odrediti projektno, odnosno uređaj za filtraciju može biti integrisan tako da se uspostavi optimalni diferencijalni pritisak tokom normalnog rada sistema za prečišćavanje otpadnih voda.

[0019] Uređaj za filtraciju prema predmetnom pronalasku se može koristiti za filtriranje plastičnih čestica, kao što su na primer čestice mikro-plastike čija je veličina manja od 0,5 mm. Uređaj za filtraciju prema predmetnom pronalasku se takođe može koristiti za filtriranje različitih supstanci iz tečnosti, kao što su na primer masti ili izmet.

[0020] Kao dalji primer, uređaj za filtraciju prema predmetnom pronalasku se može koristiti za filtriranje različitih industrijskih fluida, ka na primer za filtriranje različitih tečnosti za čišćenje cevi ili fluida u hidrauličnim sistemima.

[0021] Kao dalji primer, uređaj za filtraciju prema predmetnom pronalasku se može koristiti za odvajanje ulja od vode. Ovo je korisno u vezi sa izlivanjem nafte. Na primer, uređaj za filtraciju se može koristiti za filtriranje ulja iz morske vode u smeši sakupljenoj iz zaštitnih plutajućih barijera. Velike količine smeše se mogu upumpati u uređaj za filtraciju postavljen na brodu radi filtriranja velikog kapaciteta. Filtrat, odnosno prečišćena voda, može se ispustiti nazad u more. Ova vrsta filtracije će biti posebno efikasna u hladnoj vodi gde viskozitet ulja postaje veoma visok u odnosu na vodu. Pošto su zaštitne plutajuće barijere osetljive na uticaj talasa, uređaj za filtraciju prema predmetnom pronalasku može da pruži odličan dodatak zaštitnim plutajućim barijerama.

[0022] Uređaj za filtraciju prema predmetnom pronalasku može na primer biti konfigurisan da upravlja protokom od 5 m<3>/s do 15 m<3>/s, kao što je na primer protok od 10 m<3>/s. Kada je protok fluida koji se prenosi kroz ulaz za filtraciju 8 m<3>/s, diferencijalni pritisak kroz element za filtraciju unutar posude za filtraciju može biti od između 100 Pa (1 mbar) i 260 kPa (2600 mbar). Kada je zapreminski protok tečnosti po površini 5 l/cm<2>/min, diferencijalni pritisak može biti najmanje 5 kPa (50 mbar), kao što je na primer pritisak od 10 kPa (100 mbar) do 600 kPa (6000 mbar).

[0023] Pored uspostavljanja diferencijalnog pritiska, uređaj za filtraciju može biti konfigurisan da kontroliše diferencijalni pritisak kroz najmanje jedan element za filtraciju unutar posude za filtraciju. Na ovaj način se takođe može kontrolisati protok tečnosti kroz element za filtraciju. Kontrola diferencijalnog pritiska može biti beskoračna. Kontrola diferencijalnog pritiska se može izvršiti kontrolisanjem nadpritiska uzvodno od najmanje jednog elementa za filtraciju unutar posude za filtraciju, i/ili kontrolisanjem podpritiska nizvodno od elementa za filtraciju.

[0024] Najmanje jedan element za filtraciju može biti konfigurisan da od tečnosti odvaja čestice veće od određene veličine. Prema predmetnom pronalasku, najmanje jedan element za filtraciju može biti sastavljen od jednog elementa za filtraciju, kao što je na primer beskonačni element za filtraciju, ili od većeg broja elemenata za filtraciju koji su, na primer, uzastopno raspoređeni duž putanje.

[0025] Najmanje jedan element za filtraciju može biti postavljen tako da cirkuliše duž putanje. Cirkulacija se može, na primer, ostvariti pomoću rotacionog bubnja ili pomoću transportne trake.

[0026] Putanja može da sadrži niski deo koji je spušten u posudu za filtraciju. Na taj način se najmanje jedan element za filtraciju može transportovati kroz tečnost koja se nalazi u posudi za filtraciju. Element za filtraciju se tako može potopiti u tečnost unutar posude za filtraciju.

[0027] Prema predmetnom pronalasku, smeša koja sadrži čestice i tečnost i koja je dovedena u element za filtraciju se može nazvati izvornom tečnošću, dok se tečnost koja je filtrirana pomoću elementa za filtraciju može nazvati filtratom, a čestice koje su uklonjene od strane elementa za filtraciju mogu se nazvati filtridom.

[0028] Element za filtraciju koji je postavljen unutar posude za filtraciju obezbeđuje zonu filtracije. Uređaj za filtraciju može da sadrži dodatne zone filtracije. Na primer, uređaj za filtraciju može dalje da sadrži grubi filter za filtriranje tečnosti uzvodno od najmanje jednog elementa za filtraciju postavljenog unutar posude za filtraciju. Grubi filter može, na primer, biti konfigurisan da uklanja krupne čestice i/ili različite supstance, kao što je na primer masnoća. Prema jednom primeru, grubi filter ima veličinu mreže od 3 mm ili više.

[0029] Posuda za filtraciju može da sadrži dno i bočne zidove koji su izdignuti od dna. Putanja može da se pruža kroz unutrašnjost posude za filtraciju, da prolazi između dna i ulaza za filtraciju i da napušta unutrašnjosti posude za filtraciju. Prema jednom primeru, posuda za filtraciju ima dubinu od najmanje 0,5 m, kao što je na primer dubina od najmanje 1 m.

[0030] Posuda za filtraciju i najmanje jedan element za filtraciju mogu biti konfigurisani tako da bilo koja tečnost koja dolazi iz dovoda za filtraciju mora da prođe kroz element za filtraciju unutar posude za filtraciju kako bi stigla do odvoda za filtraciju. Drugim rečima, jedini način da tečnost iz dovoda za filtraciju dođe do odvoda za filtraciju je kroz element za filtraciju postavljen unutar posude za filtraciju. Na primer, širina elementa za filtraciju u pravcu normalnom na pravac putanje i unutrašnja širina posude za filtraciju u pravcu normalnom na pravac putanje mogu biti jednake, ili suštinski jednake.

[0031] Najmanje jedan element za filtraciju može da sadrži beskonačan element za filtraciju koji je izveden da se kreće duž putanje. U ovom smislu uređaj za filtraciju može dalje da sadrži najmanje dva valjka. Beskrajni element za filtraciju može biti raspoređen oko najmanje dva valjka. Beskrajni element za filtraciju može, na primer, biti nošen od strane beskonačne transportne trake koja se pokreće oko valjaka. Transportna traka može imati veoma visoku propustljivost, npr. znatno veću od elementa za filtraciju koji je postavljen na transportnu traku. Kao alternativa, veći broj elemenata za filtraciju može biti pričvršćen na traku. U svakom slučaju, traka može da preuzme celokupno ili značajan deo opterećenja od mešavine čestica i tečnosti.

[0032] Primena beskonačnog elementa za filtraciju koji se kreće duž putanje unutar i izvan posude za filtraciju omogućava fleksibilnu instalaciju pošto se deo putanje izvan posude za filtraciju može lako prilagoditi konkretnom mestu instalacije. Na primer, položaj uređaja za filtraciju u odnosu na posudu za filtraciju se može promeniti.

[0033] Putanja može da sadrži dva geodetski visoke deonice i geodetski nisku deonicu između dve visoke deonice, dok niska deonica može biti locirana unutar posude za filtraciju. Dve visoke deonice mogu ili ne moraju sadržati geodetski najviše tačke na putanji. Niska deonica i dve visoke deonice prema predmetnom pronalasku se mogu uspostaviti pomoću transportne trake ili bubnja. U slučaju da je najmanje jedan element za filtraciju, na primer beskonačni filterski element, nošen od strane rotirajućeg bubnja, bubanj može imati veoma visoku propustljivost koja je, na primer, znatno veća od propustljivosti elementa za filtriranje koji se nošen od strane bubnja.

[0034] Najmanje jedan element za filtraciju može biti konfigurisan tako da uklanja čestice veličine manje od 100 mm, kao što je na primer veličina manja od 50 mm. Na primer, najmanje jedan element za filtraciju može imati veličinu pora od 5 mm do 40 mm. Mikro-plastika ima veličinu čestica manju od 0,5 mm. Na taj način se većina mikroplastičnih čestica može ukloniti pomoću elementa za filtraciju. Veće veličine pora zahtevaju niže diferencijalne pritiske i obrnuto.

[0035] Pored veličine pora, za određivanje optimalnog diferencijalnog pritiska može se uzeti u obzir i propustljivost elementa za filtraciju i/ili viskozitet tečnosti. Veća propustljivost elementa za filtraciju može zahtevati niže diferencijalne pritiske i obrnuto. Veći viskozitet tečnosti može zahtevati veće diferencijalne pritiske i obrnuto.

[0036] Najmanje jedan element za filtraciju može da sadrži žičano platno, kao što je na primer platno izrađeno od metalne žice ili platno izrađeno od legure sa trodimenzionalnom geometrijom pora. Takav element za filtraciju obezbeđuje visoku propustljivost. Žičano platno može da sadrži žičanu osnove i potke od žice koje se međusobno ukrštaju i prepliću prema šablonu platna. Žice osnove se mogu formirati u najmanje dve različite konfiguracije kako bi se definisale osnovne žice prvog i drugog tipa. Dužina prve vrste žica osnove može da odstupa od dužine druge vrste žica osnove u odnosu na određenu jedinicu dužine. Pore se mogu formirati u međuprostorima između preseka dve susedne žice osnove i preseka dve susedne žice potke.

[0037] Jedan primer žičanog platna prema predmetnom pronalasku je Minimesh<®>RPD HIFLO-S platno koje proizvodi Haver & Boecker, kao što je na primer RPD HIFLO 5 S, 10 S, 15 S, 20 S, 30 S ili 40 S. Žičana platna imaju izuzetno visoku propustljivost i veći kapacitet nošenja filtrida u poređenju sa drugim filterima sa istom veličinom pora, te mogu da vrše filtraciju u širokom opsegu diferencijalnih pritisaka. Sledeći primer žičanog platna u skladu sa predmetnim pronalaskom je takođe opisan u američkoj patentnoj prijavi US 2011290369 A1. Najmanje jedan element za filtraciju može biti otporan na kiseline, otporan na koroziju, otporan na pritisak i/ili temperaturu.

[0038] Uređaj za filtraciju može dalje da sadrži najmanje jedan uređaj za čišćenje postavljen izvan posude za filtraciju, a najmanje jedan element za filtraciju može biti postavljen tako da se kreće duž putanje pored uređaja za čišćenje radi čišćenja najmanje jednog elementa za filtraciju od strane uređaja za čišćenje. Čišćenje najmanje jednog elementa za filtraciju se može na taj način izvršiti izvan zone filtracije koja se nalazi unutar posude za filtraciju, na primer u zoni čišćenja. Na taj način se proces čišćenja može razdvojiti od procesa filtracije. Uređaj za čišćenje može, na primer, da sadrži vazdušni nož, strugač, magnet ili ispirač namenjen za čišćenje najmanje jednog elementa za filtraciju.

[0039] Razdvajanjem zone čišćenja od zone filtracije, postupak filtracije pomoću uređaja za filtraciju se može izvoditi kontinuirano bez prekida tokom dugih vremenskih perioda. Tokom neprekidnog rada mešavina čestica i tečnosti se može transportovati do očišćenog dela beskonačnog elementa za filtraciju unutar posude za filtraciju. Ulazna smeša će tako uvek „videti“ ili će biti izložena čistom elementu za filtraciju unutar posude za filtraciju.

[0040] Uređaj za filtraciju dalje može da sadrži najmanje jedan uređaj za sušenje postavljen izvan posude za filtraciju, a najmanje jedan element za filtraciju može biti izveden tako da se kreće duž putanje pored uređaja za sušenje radi sušenja čestica uklonjenih iz najmanje jednog elementa za filtraciju. Sušenje filtriranih čestica se može na taj način izvršiti izvan zone filtracije unutar posude za filtraciju, na primer u zoni sušenja. Na taj način se proces sušenja može razdvojiti od procesa filtracije. Pored čišćenja i sušenja, dalji primer tretmana elementa za filtraciju koji se može izvesti izvan zone filtracije je sterilizacija.

[0041] Uređaj za filtraciju sadrži uređaj za kontrolu pritiska koji je izveden da kontroliše diferencijalni pritisak kroz element za filtraciju unutar posude za filtraciju. Uređaj za kontrolu pritiska može, na primer, biti postavljen tako da stvara podpritisak nizvodno od elementa za filtraciju. Dodatno, uređaj za kontrolu pritiska može biti postavljen tako da obezbedi beskoračnu kontrolu diferencijalnog pritiska.

[0042] Uređaj za filtraciju dalje sadrži sabirni prostor namenjen za prihvatanje filtrirane tečnosti iz odvoda za filtraciju i odvod sabirnog prostora radi odvođenja filtriranog fluida iz sabirnog prostora. Stub filtrirane tečnosti se na taj način može smestiti unutar sabirnog prostora. Težina ovog stuba tečnosti stvara podpritisak na elementu za filtraciju, odnosno nizvodno od elementa za filtraciju.

[0043] Sabirni prostor za prikupljanje tečnosti može biti obezbeđen u sabirnoj posudi. Sabirna posuda može biti otvorena ka atmosferi. Dodatno, dovod za filtraciju može da se pruža kroz sabirnu posudu, na primer pomoću cevi. Odvod za filtraciju se može otvarati u sabirnoj posudi, postavljen u donjem delu sabirne posude.

[0044] Alternativno, sabirni prostor za prikupljanje tečnosti može biti obezbeđen u zatvorenoj sabirnoj cevi. U ovom slučaju, sabirna cev može uspostaviti komunikaciju fluida između odvoda za filtraciju i odvoda iz sabirnog prostora.

[0045] Uređaj za kontrolu pritiska može da sadrži ventil koji je postavljen tako da kontroliše protok kroz odvod iz sabirnog prostora. Zatvaranjem ventila se smanjuje diferencijalni pritisak. Otvaranjem ventila se povećava diferencijalni pritisak.

[0046] Uređaj za filtraciju može biti konfigurisan tako da kontroliše rad ventila na osnovu nivoa tečnosti koji se nalazi u posudi za filtraciju. U tom cilju uređaj za filtraciju može da sadrži senzor nivoa tečnosti koji je konfigurisan da očita nivo tečnosti unutar posude za filtraciju. Kontrolni sistem uređaja za filtraciju može biti konfigurisan tako da kontroliše rad ventila na osnovu podataka o nivou tečnosti u posudi za filtraciju koji očitava senzor nivoa tečnosti

[0047] Alternativno ili dodatno, uređaj za filtraciju može biti konfigurisan tako da kontroliše rad ventila na osnovu nivoa tečnosti u sabirnom prostoru. U tom cilju uređaj za filtraciju može da sadrži senzor nivoa tečnosti koji je konfigurisan da očita nivo tečnosti unutar sabirnog prostora. Kontrolni sistem uređaja za filtraciju može biti konfigurisan tako da kontroliše rad ventila na osnovu podataka o nivou tečnosti u sabirnom prostoru koji očitava senzor nivoa tečnosti.

[0048] Alternativno ili dodatno, uređaj za filtraciju može biti konfigurisan tako da kontroliše rad ventila na osnovu pritiska u sabirnom prostoru. U tom cilju uređaj za filtraciju može da sadrži senzor pritiska koji je konfigurisan da očita pritisak unutar sabirnog prostora, na primer pritisak filtrirane tečnosti ili pritisak gasa komprimovanog od strane filtrirane tečnosti. Kontrolni sistem uređaja za filtraciju može biti konfigurisan tako da kontroliše rad ventila na osnovu podataka o pritisku u sabirnom prostoru koji očitava senzor pritiska.

[0049] Prema alternativnoj varijanti, uređaj za kontrolu pritiska sadrži plovak izveden tako da pluta po površini tečnosti koja se nalazi u posudi za filtraciju, kao i čep koji je postavljen da otvori odvod iz sabirnog prostora kada je nivo tečnosti u posudi za filtraciju nizak, kao i da zatvori odvod iz sabirnog prostora kada je nivo tečnosti u posudi za filtraciju visok. Uređaj za kontrolu pritiska može dalje da sadrži spojni mehanizam koji povezuje plovak i čep. Spojni mehanizam može da sadrži spojnicu. U skladu sa tim uređaj za filtraciju prema predmetnom pronalasku može biti konfigurisan tako da mehanički kontroliše diferencijalni pritisak kroz najmanje jedan element za filtraciju, na primer u potpunosti bez korišćenja elektronike.

1

[0050] Uređaj za filtraciju može imati modularnu konstrukciju. Na primer, prva modularna jedinica može da sadrži posudu za filtraciju, element za filtraciju, dovod za filtraciju i odvod za filtraciju, dok druga modularna jedinica može da sadrži sabirni prostor, kao što je na primer sabirna posuda, odvod iz sabirnog prostora i ventil. U ovom slučaju prva modularna jedinica može biti postavljena na vrhu druge modularne jedinice. Prva modularna jedinica i druga modularna jedinica se mogu odvojeno transportovati do mesta instalacije. Svaka od prve modularne jedinice i druge modularne jedinice može biti smeštena unutar kontejnera. Prva modularna jedinica se može nazvati jedinicom za filtraciju, dok se druga modularna jedinica može nazvati jedinicom sabirnog prostora.

Kratak opis slika nacrta

[0051] Dalji detalji, prednosti i aspekti predmetnog pronalaska će postati očigledni na osnovu sledećih izvođenja datih u vezi sa slikama nacrta, gde:

Slika 1: šematski prikazuje pogled u perspektivi na uređaj za filtraciju;

Slika 2: šematski prikazuje bočni poprečni presek uređaja za filtraciju sa slike 1;

Slika 3: šematski prikazuje bočni poprečni presek daljeg uređaja za filtraciju; i

Slika 4: šematski prikazuje bočni poprečni presek daljeg uređaja za filtraciju.

Detaljan opis pronalaska

[0052] U nastavku će biti opisan uređaj za filtraciju čestica iz fluida i postupak filtracije čestica iz fluida. Iste pozivne oznake će se koristiti za označavanje istih ili sličnih strukturnih karakteristika.

[0053] Slika 1 šematski prikazuje pogled u perspektivi na jedan primer uređaja 10 za filtraciju, dok slika 2 šematski prikazuje pogled sa bočne strane na poprečni presek jednog primera uređaja 10 za filtraciju. Uz kolektivno pozivanje na slike 1 i 2, uređaj 10 za filtraciju je konfigurisan da vrši filtraciju čestica iz tečnosti, kao što je na primer voda. Uređaj 10 za filtraciju se može, na primer, koristiti za filtraciju čestica iz vode ribnjaka za uzgoj ribe, ili za filtraciju čestica iz otpadne vode. Ipak, uređaj 10 za filtraciju se takođe može koristiti za filtraciju čestica iz gasova. Uređaj 10 za filtraciju sadrži posudu 12 za filtraciju, element 14 za filtraciju, dovod 16 za filtraciju 16 i odvod 18 za filtraciju.

[0054] Posuda 12 za filtraciju prema ovom primeru sadrži dno, četiri zida i otvoreni gornji deo. Dubina posude 12 za filtraciju može biti 1 m.

[0055] Element 14 za filtraciju prema ovom primeru je beskonačni element 14 za filtraciju. Element 14 za filtraciju je oslonjen na beskonačnu transportnu traku. Element 14 za filtraciju je postavljen tako da se kreće duž putanje 20. U tom cilju uređaj 10 za filtraciju sadrži dva valjka 22, veći broj deonica za vođenje transportne trake (neoznačenih) i elementa 14 za filtraciju na traci. Pokretanjem jednog ili oba valjka 22 se pokreće element 14 za filtraciju tako da kruži duž putanje 20, uglavnom u smeru kretanja kazaljke na satu posmatrano na slici 2. Element 14 za filtraciju se može voditi neprekidno ili isprekidano duž putanje 20.

[0056] Kao što je prikazano na slici 2, putanja 20 se pruža nadole kroz unutrašnjost posude 12 za filtraciju, između dovoda 16 za filtraciju i dna posude 12 za filtraciju, i nagore i izvan unutrašnjosti posude 12 za filtraciju. Putanja 20 se sastoji od dve geodetski posmatrano visoke deonice 24 i geodetski posmatrano niske deonice 26 na dnu posude 12 za filtraciju koja se nalazi između visokih deonica 24. Prema ovom primeru geodetski posmatrano visoke deonice 24 su postavljene pored odgovarajućih gornjih krajeva posude 12 za filtraciju. Element 14 za filtraciju je tako postavljen da se kreće u posudu 12 za filtraciju i da izlazi iz posude 12 za filtraciju. Element 14 za filtraciju uspostavlja zonu filtracije unutar posude 12 za filtraciju.

[0057] Element 14 za filtraciju je konfigurisan da uklanja čestice iz fluida koji prolazi kroz njega. Element 14 za filtraciju prema ovom primeru je žičano platno koje ima trodimenzionalnu geometriju pora, kao što je na primer Minimesh<®>RPD HIFLO-S koji proizvodi Haver & Boecker, i koje ima izuzetnu propustljivost. Element 14 za filtraciju je konfigurisan da uklanja čestice veličine manje od 50 mm i na taj način može ukloniti većinu mikro-čestica. Ipak, uređaj 10 za filtraciju nije ograničen samo na filtraciju mikročestica.

[0058] Uređaj 10 za filtraciju prema ovom primeru dalje sadrži dva uređaja 28 za čišćenje, kao što su na primer uređaji za ispiranje. Svaki od uređaja 28 za čišćenje je konfigurisan tako da čisti deo elementa 14 za filtraciju koji prolazi pored uređaja 28 za čišćenje, na primer uklanjanjem čestica filtrida iz elementa 14 za filtraciju. U tom cilju uređaj 10 za filtraciju može da sadrži odvod (nije prikazan) za sakupljanje uklonjenog filtrida radi njegove dalje obrade.

[0059] Prvi uređaj 28 za čišćenje je postavljen unutar posude 12 za filtraciju u blizini vrha posude 12 za filtraciju. Drugi uređaj 28 za čišćenje je postavljen nizvodno od desnog valjka 22 (posmatrano na slici 2). Kao što je prikazano na slici 2, svaki od uređaja 28 za čišćenje je postavljen izvan zone filtracije. Putanja 20 se dalje pruža iza dva uređaja 28 za čišćenje.

[0060] Uređaj 10 za filtraciju prema ovom primeru dalje sadrži dva uređaja 30 za sušenje, kao što su na primer vazdušne duvaljke. Svaki od uređaja 30 za sušenje je konfigurisan tako da suši deo elementa 14 za filtraciju koji prolazi pored uređaja 30 za sušenje. Prema ovom primeru dva uređaja 30 za sušenje su raspoređena između prvog uređaja 28 za čišćenje i desnog valjka 22 (posmatrano na slici 2). Kao što je prikazano na slici 2, svaki od uređaja 30 za sušenje je takođe postavljen izvan zone filtracije. Putanja 20 se dalje pruža iza dva uređaja 30 za sušenje.

[0061] Dovod 16 za filtraciju je postavljen tako da usmerava mešavinu čestica i tečnosti u zonu filtracije, odnosno na element 14 za filtraciju unutar posude 12 za filtraciju. Prema ovom primeru, ulaz 16 za filtraciju je geodetski postavljen iznad zone filtracije i pruža se u posudu 12 za filtraciju. Uređaj 10 za filtraciju može dalje da sadrži grubi filter (nije prikazan) postavljen uzvodno od dovoda 16 za filtraciju.

[0062] Izlaz 18 za filtraciju je postavljen tako da prenosi filtrat, odnosno fluid filtriran pomoću elementa 14 za filtraciju, izvan posude 12 za filtraciju. Prema primeru sa slike 2, odvod 18 za filtraciju je postavljen na dnu posude 12 za filtraciju, odnosno geodetski posmatrano ispod elementa 14 za filtraciju unutar posude 12 za filtraciju.

[0063] Uređaj 10 za filtraciju dalje sadrži sabirni prostor 32, ovde prikazan kao sabirna posuda 34, i odvod 36 iz sabirnog prostora. Fluid filtriran pomoću elementa 14 za filtraciju se prihvata u sabirnom prostoru 32. Odvod 36 iz sabirnog prostora je

1

postavljen tako da odvodi filtrirani fluid iz sabirnog prostora 32. Sabirna posuda 34 prema ovom primeru je otvorena ka atmosferi.

[0064] Uređaj 10 za filtraciju prema ovom primeru dalje sadrži cev 38. Jedan kraj cevi 38 je povezan sa odvodom 18 za filtraciju, dok se jedan kraj cevi 38 otvara u sabirnu posudu 34 i to u donjem delu sabirne posude 34. Odvod 18 za filtraciju se time produžava unutar sabirne posude 34. Cev 38 sačinjava cev za nivelisanje.

[0065] Uređaj 10 za filtraciju je konfigurisan tako da uspostavlja diferencijalni pritisak kroz elementa 14 za filtraciju unutar posude 12 za filtraciju, odnosno kroz zonu filtracije. U tom cilju uređaj 10 za filtraciju prema ovom primeru dalje sadrži uređaj 40 za kontrolu pritiska.

[0066] Uređaj 40 za kontrolu pritiska prema ovom primeru je postavljen tako da generiše podpritisak nizvodno od elementa 14 za filtraciju, na primer unutar cevi 38. Uređaj 40 za kontrolu pritiska sadrži ventil 42 koji je postavljen tako da selektivno zatvara i otvara odvod 36 iz sabirnog prostora. Ventil 42 je na taj način postavljen da kontroliše protok kroz odvod 36 iz sabirnog prostora. Ventil 42 može dalje biti postavljen tako da kontroliše stepen otvaranja odvoda 36 iz sabirnog prostora. Uređaj 40 za kontrolu pritiska je na taj način konfigurisan da beskoračno kontroliše diferencijalni pritisak kroz element 14 za filtraciju. Otvaranjem ventila 42 se povećava diferencijalni pritisak i obrnuto.

[0067] Uređaj 10 za filtraciju prema ovom primeru dalje sadrži senzor 44 nivoa tečnosti. Senzor 44 nivoa tečnosti je konfigurisan da očita nivo 46 tečnosti unutar posude 12 za filtraciju.

[0068] Uređaj 10 za filtraciju prema ovom primeru dalje sadrži senzor 48 nivoa tečnosti 48. Senzor 48 nivoa tečnosti je konfigurisan da očita nivo 50 tečnosti unutar sabirnog prostora 32, koji ovde predstavlja sabirnu posudu 34.

[0069] Uređaj 10 za filtraciju prema ovom primeru dalje sadrži senzor 52 pritiska. Senzor 52 pritiska je konfigurisan da očita pritisak unutar sabirnog prostora 32.

[0070] Uređaj 10 za filtraciju dalje sadrži kontrolnu jedinicu (nije prikazana). Kontrolna jedinica je konfigurisana da upravlja radom ventila 42 na osnovu signala koji dobija iz senzora 44 nivoa tečnosti, senzora 48 nivoa tečnosti i/ili senzora 52 pritiska. Na taj način je uređaj 40 za kontrolu pritiska konfigurisan da upravlja diferencijalnim pritiskom kroz element 14 za filtraciju.

[0071] Dodatno, uređaj 10 za filtraciju sa slika 1 i 2 ima modularnu konstrukciju koja se sastoji od jedinice 54 sabirnog prostora i jedinice 56 za filtraciju koja je postavljena na jedinicu 54 sabirnog prostora. Jedinica 56 za filtraciju prema ovom primeru sadrži posudu 12 za filtraciju, element 14 za filtraciju, dovod 16 za filtraciju i odvod 18 za filtraciju. Jedinica 54 sabirnog prostora prema ovom primeru obuhvata sabirnu posudu 34, cev 38, odvod 36 iz sabirnog prostora i ventil 42. Kao što je prikazano na slikama 1 i 2, jedinica 56 za filtraciju i jedinica 54 sabirnog prostora pružaju kompaktan dizajn uređaja 10 za filtraciju.

[0072] Posmatrajući slike 1 i 2 biće opisan jedan primer načina izvođenja filtracije pomoću uređaja 10 za filtraciju. Mešavina čestica i tečnosti, koja je opciono prethodno propuštena kroz grubi filter, usmerava se kroz dovod 16 za filtraciju na element 14 za filtraciju unutar posude 12 za filtraciju. Brzina protoka ove smeše može biti, na primer, 10 m<3>/s.

[0073] Element 14 za filtraciju se transportuje kroz donju deonicu 26 na dnu unutrašnjosti posude 12 za filtraciju. Čestice se sakupljaju od strane elementa 14 za filtraciju na dnu posude 12 za filtraciju i sprovode se izvan posude 12 za filtraciju kretanjem elementa 14 za filtraciju duž putanje 20. Tokom izvođenja operacije filtracije, element 14 za filtraciju se kontinualno čisti pomoću uređaja 28 za čišćenje i suši pomoću uređaja 30 za sušenje, tako da se u posudu 12 za filtraciju neprekidno dovodi svež deo elementa 14 za filtraciju. Na taj se način operacija filtracije može izvoditi izvan zone filtracije bez prekida radi čišćenje elementa 14 za filtriranje, ili prekida za izvođenje drugih vrsta operacija održavanja.

[0074] Usled otpornosti elementa 14 za filtraciju, na elementu 14 za filtraciju unutar posude 12 za filtraciju će biti uspostavljen stub tečnosti. Težina ovog stuba tečnosti stvara pritisak uzvodno od elementa 14 za filtraciju.

[0075] Filtrirana tečnost se odvodi iz posude 12 za filtraciju kroz odvod 18 za filtraciju. Filtrirana tečnost se transportuje pomoću cevi 38 u sabirni prostor 32.

1

[0076] Kontrolisanjem ventila 42 se kontroliše protok filtrirane tečnosti iz sabirnog prostora 32 kroz odvod 36 iz sabirnog prostora. Na taj način se može kontrolisati nivo 50 tečnosti unutar sabirne posude 34. Odnos između stuba tečnosti u posudi 12 za filtraciju i stuba tečnosti u sabirnoj posudi 34 određuje diferencijalni pritisak kroz element 14 za filtraciju unutar posude 12 za filtraciju. Podešavanjem nivoa tečnosti u sabirnoj posudi 34 prilagođava se diferencijalni pritisak. Diferencijalni pritisak uzrokuje da tečnost u posudi 12 za filtraciju biva usisana u sabirni prostor 32 kroz element 14 za filtraciju. Diferencijalni pritisak se može kontrolisati na različite načine, na primer da bi se maksimizirao protok i/ili da bi se maksimiziralo odvajanje čestica od tečnosti.

[0077] Operacija filtracije proizvodi filtrid sa niskim sadržajem vode. Ovo omogućava jeftiniji i ekološki prihvatljiviji transport. Uređaj 10 za filtraciju prema primeru sa slika 1 i 2 može proizvesti filtrid sa sadržajem vode od približno 20%. Uređaj 10 za filtraciju može imati veliki uticaj u smislu uklanjanja čestica iz otpadne vode. Na primer, uređaj 10 za filtraciju može značajno doprineti poboljšanju uslova života za živi svet u moru.

[0078] Slika 3 šematski prikazuje pogled sa bočne strane na poprečni presek daljeg uređaja 10 za filtraciju. Biće uglavnom opisane razlike u odnosu na slike 1 i 2.

[0079] Umesto sabirne posude 34 i cevi 38 sa slika 1 i 2, uređaj 10 za filtraciju sa slike 3 sadrži sabirnu cev 58 koja formira sabirni prostor 32. Jedan od krajeva sabirne cevi 58 je povezan sa odvodom 18 za filtraciju, dok je jedan kraj sabirne cevi 58 povezan sa odvodom 36 iz sabirnog prostora. Sabirna cev 58 je zatvorena između izlaza 18 za filtraciju i odvoda 36 iz sabirne posude. U sabirnoj cevi 58 je obezbeđeno blokirajuće sredstvo 60 za fluid. Blokirajuće sredstvo 60 za fluid omogućava da filtrirani fluid teče prema odvodu 36 iz sabirnog prostora, ali ne i nazad prema posudi 12 za filtraciju.

[0080] Slika 4 šematski prikazuje pogled sa bočne strane na poprečni presek daljeg uređaja 10 za filtraciju. Biće opisane uglavnom razlike u odnosu na slike 1 do 3.

[0081] Uređaj 10 za filtraciju sa slike 4 sadrži alternativni uređaj 40 za kontrolu pritiska. Uređaj 40 za kontrolu pritiska sa slike 4 sadrži plovak 62, čep 64 i vezni mehanizam 66. Vezni mehanizam 66 je ovde prikazan u vidu kraka koji se može okretati oko stacionarne osovine 68. Plovak 62 pluta po površini tečnosti u posudi 12 za filtraciju. Čep 64 je postavljen tako da otvara i zatvara odvod iz sabirnog prostora 36.

1

[0082] Kao što je prikazano na slici 4, kada je nivo 46 tečnosti u posudi 12 za filtraciju relativno nizak, odvod 36 iz sabirnog prostora je otvoren pomoću čepa 64. Kada nivo 46 tečnosti u posudi 12 za filtraciju poraste, plovak 62 se podiže zajedno sa nivoom 46 tečnosti. Ovo uzrokuje da se spojni mehanizam 66 rotira oko osovine 68 (u smeru suprotnom od smera kretanja kazaljke na satu posmatrano na slici 4). Ova rotacija spojnog mehanizma 66 dovodi do toga da čep 64 zatvara odvod 36 iz sabirnog prostora. Iako su na slici 4 ilustrovani senzor 44 nivoa tečnosti i senzor 52 pritiska, uređaj 40 za kontrolu pritiska sa slike 4 može da radi potpuno mehanički.

[0083] Dok je ovaj pronalazak opisan u vezi sa primerima realizacije, smatra se da predmetni pronalazak nije ograničen isključivo i samo na ono što je opisano iznad, već je ograničen u skladu sa priloženim zahtevima. Na primer, smatra se da se dimenzije delova mogu menjati prema potrebi.

1

Claims

PATENTNI ZAHTEVI

1. Uređaj (10) za filtraciju namenjen za filtraciju čestica iz tečnosti, gde uređaj (10) za filtraciju sadrži:

- posudu (12) za filtraciju;

- najmanje jedan element (14) za filtraciju radi uklanjanja čestica iz tečnosti koja prolazi kroz element, pri čemu je najmanje jedan element (14) za filtraciju postavljen tako da se kreće duž putanje (20) u posudi (12) za filtraciju i izlazi iz posude (12) za filtraciju;

- dovod (16) za filtraciju postavljen tako da sprovede mešavinu čestica i tečnosti do najmanje jednog elementa (14) za filtraciju unutar posude (12) za filtraciju; i

- odvod (18) za filtraciju postavljen da sprovede tečnost filtriranu pomoću najmanje jednog elementa (14) za filtraciju izvan posude (12) za filtraciju; naznačen time, što uređaj (10) za filtraciju dalje sadrži:

- sabirni prostor (32) za prihvatanje filtrirane tečnosti iz odvoda (18) za filtraciju; i

- odvod (36) iz sabirnog prostora postavljen da odvodi filtriranu tečnost iz sabirnog prostora (32);

pri čemu je sabirni prostor (32) konfigurisan tako da težina stuba tečnosti filtrirane tečnosti koja se nalazi unutar sabirnog prostora (32) generiše podpritisak nizvodno od najmanje jednog elementa (14) za filtraciju kako bi se uspostavio diferencijalni pritisak kroz najmanje jedan element (14) za filtraciju unutar posude (12) za filtraciju; i

pri čemu uređaj (10) za filtraciju dalje sadrži uređaj (40) za kontrolu pritiska postavljen da upravlja diferencijalnim pritiskom kroz element (14) za filtraciju unutar posude (12) za filtraciju.

2. Uređaj (10) za filtraciju prema zahtevu 1, pri čemu najmanje jedan element (14) za filtraciju sadrži beskonačan element (14) za filtraciju postavljen da se kreće duž putanje (20).

3. Uređaj (10) za filtraciju prema bilo kom od prethodnih zahteva, naznačen time, što se putanja (20) sastoji od dve geodetski visoke deonice (24) i geodetski niske deonice (26) koja se nalazi između dve visoke deonice (24), i gde je niska deonica (26) postavljena unutar posude (12) za filtraciju.

4. Uređaj (10) za filtraciju prema bilo kom od prethodnih zahteva, pri čemu je najmanje jedan element (14) za filtraciju konfigurisan da uklanja čestice veličine manje od 100 µm, kao što je na primer veličina manja od 50 µm.

5. Uređaj (10) za filtraciju prema bilo kom od prethodnih zahteva, pri čemu najmanje jedan element (14) za filtraciju sadrži žičano platno sa trodimenzionalnom geometrijom pora.

6. Uređaj (10) za filtraciju prema bilo kom od prethodnih zahteva, koji dalje sadrži najmanje jedan uređaj (28) za čišćenje izvan posude (12) za filtraciju, pri čemu je najmanje jedan element (14) za filtraciju postavljen tako da se kreće duž putanje (20) pored uređaja (28) za čišćenje radi čišćenja najmanje jednog elementa (14) za filtraciju pomoću uređaja (28) za čišćenje.

7. Uređaj (10) za filtraciju prema bilo kom od prethodnih zahteva, koji dalje sadrži najmanje jedan uređaj (30) za sušenje izvan posude (12) za filtraciju, pri čemu je najmanje jedan element (14) za filtraciju postavljen da se kreće duž putanje (20) pored uređaja (30) za sušenje radi sušenja čestica uklonjenih sa najmanje jednog elementa (14) za filtraciju.

8. Uređaj (10) za filtraciju prema bilo kom od prethodnih zahteva, pri čemu uređaj (40) za kontrolu pritiska sadrži ventil (42) postavljen da upravlja protokom kroz odvod (36) iz sabirnog prostora.

9. Uređaj (10) za filtraciju prema zahtevu 8, pri čemu je uređaj (10) za filtraciju konfigurisan da upravlja radom ventila (42) na osnovu nivoa tečnosti u posudi (12) za filtraciju.

1

10. Uređaj (10) za filtraciju prema zahtevu 8 ili 9, pri čemu je uređaj (10) za filtraciju konfigurisan da upravlja radom ventila (42) na osnovu nivoa tečnosti u sabirnom prostoru (32).

11. Uređaj (10) za filtraciju prema bilo kom od zahteva 8 do 10, pri čemu je uređaj (10) za filtraciju konfigurisan da upravlja radom ventila (42) na osnovu pritiska u sabirnom prostoru (32).

12. Uređaj (10) za filtraciju prema bilo kom od prethodnih zahteva, pri čemu uređaj (10) za filtraciju ima modularnu konstrukciju.

2