SE462003B - Provtagningsanordning foer fibroesa partiklar i vaetskesuspension - Google Patents

Description

462 10 15 20 ' 25 30 35 003 'ordningar för att åstadkomma en blandning och sprid- ning av partiklarna. Även inuti ett agiterat kärl kan det emellertid finnas virvlar eller strömmar, vilka åstadkommer att partiklar med olika fysiska egenskaper åtskiljes. En mänsklig operatör kan an- vändas för att komma undvika detta problem genom att prov tages från ett agiterat parti hos kärlet. Detta introducerar emellertid ytterligare problem med tillgänglighet, säkerhet och konsistens hos provtag- ningstekniken. Dessutom är denna teknik inte lämplig för automatisering så att kontinuerlig provtagning kan åstadkommas.

Mycket ofta pumpas de intressanta blandningarna av vätska och partiklar genom rörledningar under olika steg i tillverkningen. I centrum hos ett så- dant rör är partiklarnas hastighet relativt ensartad och fri från virvlar, och sedimentering sker inte.

Följaktligen kommer ett prov, som dragits från ett centralt parti av rörledningen, att vara relativt typisk för de partiklar som rör sig i material- strömmen. Eftersom trycket inuti en rörledning som leder fluid normalt är högre än det yttre trycket, torde en liten provtagningsöppning som anordnas, t ex medelst ett rör, som skjuter ut i centrum av rörledningen, resultera i att ett prov tvingas genom röret till rörledningens yttre. I praktiken kan emellertid förbikoppling och blockering av provtag- ningsöppningen förekomma om inte upptagningsöppning- en är mycket stor i jämförelse med dimensionen hos de partiklar som är uppslammade i vätskan. Varje så- dan förbikoppling eller blockering kommer att resul- tera i att provtagningen blir mer selektiv och inte representativ för den aktuella partikelfördelningen i vätskan eller kan helt avbryta provtagningsflödet.

Ett syfte med denna uppfinning är att åstad- 10 15 20 25 30 35 462 003 komma en apparat för utvinnande av ett prov på fi- brösa partiklar från en vätskesuspension av sådana, vilken skall övervinna, eller avsevärt minska, de ovan nämnda nackdelarna.

Följaktligen innefattar denna uppfinning en apparat för utvinning av ett prov på fibrösa partik- lar från en vätskesuspension innehållande sådana, varvid apparaten innefattar ett munstycke, som är utformat för att förbindas med ett inlopp av tryck- satt vätska, och en inloppstratt, som är ansluten till provavgivningsrör, varvid munstycket är riktat in mot trattens inlopp.

Företrädesvis är munstycke och trattinlopp axiellt i linje med varandra.

I drift utdrives en stråle av trycksatt vätska från munstycket och rör sig genom huvudslammassan och in till inloppstratten. På detta sätt drages partiklar från suspensionen in i vätskestrålen och bringas med strålen in till inloppstratten och av- givningsröret.

Vätskestrålen inställes företrädesvis för att åstadkomma ett något större flöde än som kan mot- tagas av tratten, vilket resulterar i ett litet tur- bulent återflöde i det område där strålen kommer in i tratten.

Eftersom ett flöde av trycksatt vätska kontinu- erligt passerar till inloppstratten och till följd av det lilla turbulenta återflödet, förblir tratten fri från förbikoppling och fri från tilltäppning av partiklar från suspensionen.

Ett utförande av denna uppfinning skall nu be- skrivas med hjälp av ett exempel under hänvisning till de bifogade ritningarna, på vilka: FIG l är en vy delvis i tvärsektion av apparat- en enligt uppfinningen monterad på en rörledning för 462 10 15 20 25 30 35 003 transport av en materialström och FIG 2 är ett schematiskt flödesschema över ett automatiskt provtagningssystem, som använder prov- tagningsapparaten enligt uppfinningen.

Såsom visas i FIG l, är apparaten enligt denna uppfinning monterad på ett T-stycke l, vilket utgör en del av en rörledning (ej visad), som överför en materialström (ej heller visad). Materialströmmens flödesriktning genom T-stycket l är från höger till vänster i FIG l och visas medelst pilen "A".

T-stycket l skall placeras på rörledningen och tätas medelst ett lock 2, som medelst bultar 4 hålles mot flänsen 3 på T-stycket. Apparaten enligt uppfinningen innefattar ett munstycke 5, som är fäst på änden hos ett rör 6. Munstycket 5 är placerat i centrum av “genompassagen“ hos rörledningen, varvid röret 6 är fäst på locket 2 med hjälp av en tätande förbindning 7. Munstycket 5 har en yttre konisk form och dess inre flödesytor har mjuka parabolformer. En inloppstratt 8 är fäst på änden hos ett avgivnings- rör 9, vilket också utsträcker sig från locket 2 och är fäst på det med hjälp av en tätande förhindning (ej visad). Det yttre av inloppstratten 8 som möter materialströmmen är jämt format för att minimera flödesstörningar, och de inre flödespassagerna hos inloppstratten 8 har också släta parabolformer. Mun- stycket 5 är via röret 6 anslutet till ett tillopp av trycksatt vätska (ej visat), vilket t ex kan vara vattennätet.

En rätvinklig böj i röret 6 nära munstycket 5 riktar munstycket i riktning mot materialströmmen i rörledningen och in mot inloppstratten 8, vilken är anordnad axiellt i linje med munstycket 5 med hjälp av en rätvinklig böj i röret 9.

En förstärkningshylsa 10 visas anordnad ovanpå 10 15 20 25 30 35 462 003 röret 9 för att ge ytterligare styrka åt röret 9 och därigenom bibehålla inloppstrattens 8 läge. Den extra förstärkningen erfordras endast i vissa till- lämpningar och en liknande hylsa kan monteras på röret 6 i samma syfte.

Ett returrör ll visas monterat i centrum av locket 2 med hjälp av en tätande förbindelse 12.

Funktionen hos returledningen kommer att förklaras nedan i anknytning till funktionen hos ett automat- iskt provtagningssystem.

I drift fungerar apparaten enligt uppfinningen enligt följande. Trycksatt vätska tillföres mun- stycket 5 via röret 6. Vätskan drives ut från mun- stycket 5 och rör sig mot strömmen genom material- strömmen till inloppstratten 8. Denna vätskestråle drar in partiklar från flödet, varvid de bäres med strålen när.denna av tratten 8 riktas mot avgiv- ningsröret 9. Avgivningsröret 9 innehåller sålunda en blandning av den trycksatta vätskan och ett prov på partiklar från materialströmmen.

Eftersom munstycket är riktat mot material- strömmen, är de enda partiklar som kommer in i myn- ningen hos tratten 8 de som dragits in av vätske- strålen. Dessa fibrer är relativt åtskilda och in- ordnade i linje genom vätskestrålens funktion och kommer sålunda in i tratten utan förbikoppling eller blockering. Det har visat sig att detta arrangemang är det mest effektiva vid kontinuerlig utvinning av partiklar från suspensioner, som innehåller höga partikeldensiteter, utan att blockering uppträder.

För att förhindra partikelagglomering i tratten 8 kan vätskestrålen ställas in för att tillföra ett större flöde än som kan mottagas av tratten 8. På detta sätt resulterar den överskjutande vätska från strålen i ett tillbakaflöde, vilket àtskiljer agglo- 462 003 10 15 20 25 30 35 meringar, innan de drages in i tratten 8.

Genom inställning av trycket hos den tillförda vätskan och därigenom flödet hos vätskestrålen, kan de partiklar som drages in i avgivningsröret 9 drivas en viss sträcka genom avgivningsröret till t ex en provstation.

FIG 2 visar ett automatiskt provtagningssystem, som använder apparaten enligt denna uppfinning. Det visade arrangemanget innefattar fyra provtagnings- apparater enligt uppfinningen, vilka alla har in- stallerats i fyra T-stycken 1 i fyra åtskilda rör- ledningar Pl, P2, P3 och P4. De fyra rörledningarna är visade för att visa hur flera provtagningsappa- rater enligt denna uppfinning kan parallellkopplas för att åstadkomma kontinuerlig provtagning åt en enda partikelanalysator l3. Arrangemangen och funk- tionen hos de fyra parallella systemen är identiska, och endast ett arrangemang skall beskrivas. Provtag- ningsapparaten monteras in i T-stycket l på det sätt som beskrivits ovan. Friskt vatten tillföres röret 6 och munstycket 5 via en styrventil 14, en flödes- mätare l5 och en andra ventil 16. Avgivningsröret 9 är via en ventil 17 och en ventil 18 anslutet till en fyrvägs solenoidpåverkad ventil S1. Ventilerna 16 och l7 är avstängningsventiler, som är anordnade för användning när ledningar kopplas bort och bidrager inte till funktionen hos uppfinningen. Ventilen Sl styres på konventionellt sätt med hjälp av en elek- trisk styrledning CLl. En returledning 19 är anord- nad från ventilen Sl till rörledningen Pl. Denna ledning visas schematiskt såsom anslutande till led- ningen Pl utanför T-stycket l. Emellertid kan en re- turledning ll till T-stycket l användas, såsom visas i FIG l.

En tillförselledning 20 åstadkommer kommunika- II 10 15 20 25 30 35 462 003 tion mellan ventilen Sl och analysatorn 13. En friskvattentillförselledning 21 är också ansluten till ventilen Sl, och tillförseln av färskt vatten till ventilen Sl styres med hjälp av en solenoid- styrd ventil Wl. Ventilen Wl styres elektriskt via styrledningen CL2 på konventionellt sätt. Färsk- vatten tillföres ledningen 2l med hjälp av en ventil 23, som är ansluten till lämpligt tillopp. Ventilen 23 är en till/från-tilloppsventil och bidrager inte till systemets funktion. En avloppsledning 22 är an- ordnad från analysatorn l3 och är försedd med en ventil 24. Ventilen 24 kan valfritt användas för att upprätthålla ett returtryck i ledningen 20 relativt trycket i rörledningen Pl. I praktiken är T-stycket och dess anknytande inlopps- och utloppsventiler in- stallerade i en fabriksrörledning och via ventilen 18 och returledningen 19 förbundna med resten av apparaten, vilken företrädesvis är inrymd i ett skyddande hölje 25, vilket kan vara placerat långt borta.

I drift fungerar systemet enligt följande.

Trycksatt vätska tilföres via flödesmätaren 15 röret 6 och därigenom munstycket 5. Vattenstrålen, som drives ut från munstycket 5 drager in partiklar, som flyter i en ström i rörledningen Pl, och tvingar dem genom avgivningsröret 9, såsom beskrivits ovan. Ven- tilerna l7 och 18 är normalt öppna och en blandning av prov och vätska avges sålunda till styrventilen S1 och ledes in i returledningen 19 till rörled- ningen Pl. När provet från rörledningen Pl skall riktas till analysatorn 13 påverkas ventilen S1 för att rikta flödet från avgivningsröret 9 till led- ningen 20, vilken är ansluten till analysatorn 13. I FIG 2 visas ventilen S2 i ett läge för att rikta provet från ledningen P2 till ledningen 20, medan 462 ons 8 10 15 20 25 30 35 vatten från ledningen 21 via motsvarande returled- ning riktas till rörledningen P2. Efter analys spolas provet ut via ledningen 22. När en analys av provet från rörledningen Pl har slutförts styres ventilen S1 att åter rikta flödet från avgivnings- röret 9 till returledningen 19. På detta sätt bibe- hålles fortgående flödet genom provtagningsapparaten för att förhindra tilltäppning av ledningarna, vilket skulle kunna ske om partiklarna tilläts sedi- mentera.

När styrventilen S1 påverkas för att förbinda avgivningsledningen 9 med returledningen med retur- ledningen 19 förbindes friskvattentillförselled- ningen 21 med avgivningsledningen 20 till analy- satorn 13. En kort stund efter varje provtagning på- verkas funktionsstyrventilen Wl för att medge flöde av friskt vatten genom ledningen 20 och analysatorn 13 för att spola igenom ledningen och analysatorn.

Tillförselledningen 20 och analysatorn 13 är sålunda i ett rengjort tillstånd och beredda att mottaga ett prov från en av de andra rörledningarna P2, P3 eller P4.

När apparaten enligt uppfinningen användes vid tillverkning av papper för att utvinna prov på fi- brös mäld från en suspension för analys i enlighet med metoden i den australiensiska patentansökningen nr 48793/85 har det visat sig, att ett tillopp från vattennätet utgör en lämplig källa av trycksatt vätska när den användes med ett munstycke med en ut- loppsdiameter på 1,5 mm och med ett avstånd mellan munstycke och tratt på 3 mm.

Det torde förstås att upptagningsapparaten en- ligt denna uppfinning medför fördelen att vara sär- skilt lämplig för användning i ett automatiskt prov- tagningssystem enligt ovan för att åstadkomma ett 10 15 20 25 30 35 462 003 kontinuerligt typprov från den materialström som flyter i den rörledning som kan anvisas selektivt när så erfordras. Apparaten är också särskilt lämp- lig för tillämpningar, vid vilka det är önskvärt att kontinuerligt övervaka partikelegenskaper hellre än att prova separata prov, som erhålles då och då.

Claims (3)

462 003 10 10 15 20 25 30 35 PATENTKRAV
1. l. Anordning för utvinning av prov på fibrösa partiklar från en sådana innehållande vätskesuspen- sion innefattande ett munstycke (5), som är inrättat för att vara förbundet med ett tillopp av trycksatt vätska, och en inloppsöppning, som är förbunden med ett avgivningsrör (9) för prov, varvid munstycket (5) är riktat mot inloppsöppningen, munstycket (5) och inloppsöppningen är koaxiellt anordnade, mun- stycket och inloppsöppningen är anordnade inuti en rörledning, genom vilken suspensionen flyter, och munstycket och inloppsöppningen i drift är nedsänkta i suspensionen, k ä n n e t e c k n a d av att in- loppsöppningen utgöres av en tratt (8), att munstyc- ket samt inloppsöppningen är riktade parallellt med suspensionens strömning och att munstycket är riktat för tillförsel av trycksatt vätska i motsatt rikt- ning mot suspensionens flödesriktning.
2. 2. Apparat enligt av krav l, k ä n n e - t e c k n a d av att munstycket (6) och tratten (8) är dimensionerade för att med apparaten i drift mer vätska avges från munstyckets tillopp än vad som kan tagas in av tratten.
3. 3. Apparat enligt krav 1 eller 2, k ä n n e - t e c k n a d av att apparaten är anordnad så att en del av provet avledes till en undersökningsanord- ning.