NL8020513A

NL8020513A - Mengwerkwijze en -inrichting.

Info

Publication number: NL8020513A
Application number: NL8020513A
Authority: NL
Original assignee: Jorge O Arribau
Priority date: 1980-04-28
Filing date: 1980-04-28
Publication date: 1982-03-01
Also published as: US4850702A; BR8009056A; WO1981003143A1; JPS57500773A; EP0053117A1; EP0053117A4; GB2085312B; DE3050365A1; GB2085312A

Description

Lx 5922 £^0513

Mengwerkwijze en -inrichting.

De uitvinding heeft betrekking op een nieuwe en verbeterde werkwijze en inrichting voor het mengen van materialen in een eentrapsbewerking, en meer in het bijzonder op een draagbaar gesloten etelsel, dat in staat is menging met grote capaciteit 5 van verschillende hoeveelheden of verhoudingen van vloeistoffen en vaste stoffen met elkaar op zeer doeltreffende en betrouwbare wijze tot stand te brengen, waarbij het stelsel volgens de uitvinding in het bijzonder kan worden aangepast voor het gebruik bij'olie- en gasbronaanboorbewerkingen.

10 In een oudere ÜS-octrooiaanvrage nr. 6277» van 25.01*79? is een op een voertuig bevestigde menger van grote capaciteit beschreven, waarin een zeer snel schoepenrad concentrisch binnen een buitenmantel draaibaar is opgesteld, waarbij een vastestof-inlaat gescheiden is van een uitwendige concentrische vloeistof-15 inlaat. Bij de voorkeursvorm van de laatstgenoemde uitvinding is de menger in het bijzonder ontworpen voor gebruik bij cementeer-bewerkingen of bij het aanboren van ondergrondse olie- en gaslagen. Het zeer snelle schoepenrad is inwendig gescheiden en concentrisch ten opzichte van een ringvormige kamer opgesteld, het-20 geen tot gevolg heeft, dat de vloeistof in de asrichting voorbij de afvoorzijde van het schoepenrad wordt gericht, waardoor vast materiaal, dat door de middeninlaat wordt toegevoerd, door het schoepenrad tengevolge van de middelpuntvliedende kracht in de snel in de asrichting bewegende vloeistofstroom wordt gedreven.

25 Een mengkamer loopt in de asrichting en weg van het schoepenrad-gebied uit in een afvoerpoort. Voorts is een terugvoerinlaat aangebracht om een verbinding vanaf de afvoerzijde naar de midden-of vastestofinlaat tot stand te brengen, teneinde een overmaat aan gemengd materiaal door de menger terug te voeren. Een aantal 30 belangrijke voordelen blijken voort te vloeien uit het scheiden van de vastestofinlaat van de vloeistofinlaat, in het bijzonder aan het grensvlak dwars over het schoepenradgebied. Voorts is het mogelijk gebleken het mengen van tenminste bepaalde materialen aanmerkelijk te verbeteren door de beweging van de vloeistof-35 stroom in de menger en langs de ringvormige ruimte, die rondom het schoepenradgebied is gevormd, te beheersen. Verder is gebleken, dat de aanpasbaarheid van de menginrichting aanmerkelijk kan 8020513 - 2 - worden verbeterd door samen daarmede een gesloten stelsel te gebruiken, dat samen met de menger op een voertuig kan worden bevestigd, en vanuit de voertuigaandrijving kan worden bediend om het afgeven van materialen naar en van de menger te regelen, en om de 5 afvoer van gemengde materialen aan beide zijden van het voertuig naar een boorput of een ander beoogd gebruikspunt te regelen.

Het is derhalve een doelstelling van de onderhavige uitvinding een nieuwe en verbeterde vloeistof/vloeistof- of vloeistof/ vastestof-mengwerkwijze en -inrichting te verschaffen, die kunnen 10 worden aangepast voor gebruik in cementeer- en aanboorbewerkingen, zoa^s bijvoorbeeld toegepast bij olie- en gasputten.

Een verder doel van de onderhavige uitvinding is het verschaffen van een mengwerkwijze en -inrichting van grote capaciteit, waarbij het invoeren van een van de te mengen bestanddelen volledig 15 gescheiden is van de andere bestanddelen, en waarbij het mengen van de bestanddelen in verschillende hoeveelheden in een mengbewerking van grote capaciteit kan worden uitgevoerd.

Een verder doel van de onderhavige uitvinding is het verschaffen van een werkwijze voor het met elkaar mengen van vaste 20 deeltjesmaterialen met een zeer snelle wervelende vloeistofstroom, waarin de vaste materialen worden ingevoerd door een inwendig gebied heen, dat van het uitwendige vloeistofgebied is gescheiden, en wel door het straalsgewijs tengevolge van de middelpuntvliedende kracht richten van de vaste stoffen, teneinde de vloeistofstroom 25 te doorsnijden, en daarin in suspensie te worden gehouden, om aldus naar het punt van het beoogde gebruik te worden gepompt.

Nog een ander doel van de uitvinding is het verschaffen van een nieuwe en verbeterde mengwerkwijze en -inrichting, die op een voertuig kan worden bevestigd, en kan worden ingericht voor jO het mengen van vloeibare met vloeibare dan wel vloeibare met vaste bestanddelen voor een ononderbroken afvoer naar het beoogde gebruikspunt, terwijl verder een gesloten stelsel samen met deze raeng-inrichting wordt gebruikt om de capaciteit en de druk van de in de menger ingevoerde vloeistof, alsmede de afvoer van gemengde materi-35 alen te regelen, hetgeen een zeer grote aanpassingsgraad wat de verhoudingen en de hoeveelheden van de te mengen bestanddelen betreft, alsmede wat betreft de afvoer ervan door een of meer uitlaat-of afvoerpoorten, verschaft.

Volgens de uitvinding is een nieuwe en verbeterde meng- 8020513 i r - 3 - inrichting ontworpen, die kan worden ingericht voor toepassing bij mengbewerkingen van grote capaciteit. In de voorkeursvorm omvat een op een voertuig bevestigde menginrichting een inwendige vastestofinlaat, die in de asrichting in een schoepenradgebied 5 reikt. Het schoepenrad is inwendig gescheiden en coaxiaal ten opzichte van een concentrische buitenkamer opgesteld, die een volgens een raaklijn gerichte vloeistofinlaat bezit voor het afgeven van vloeistof in een wentelende en enigszins schroeflijnvormig gerichte stroom door de ringvormige kamer en langs de afvoer-10 zijde van het schoepenradgebied. Het schoepenrad is zodanig tus-sen\de vastestofinlaat en de ringvormige kamer opgesteld, dat een dynamische dichting daartussen wordt gevormd, en dat een volledige scheiding van de vaste stoffen ten opzichte van de vloeistoffen wordt verzekerd, behalve in het punt van afvoer in de wente-15 lende vloeistofstroom. De ringvormige kamer is bij voorkeur zodanig uitgevoerd, dat deze zich langs het schoepenradgebied verwijdt, en een geringe toeneming van de druk van de vloeistofstroom bewerkstelligt, wanneer deze zich naar het afvoereinde van de menger voortbeweegt, teneinde te verzekeren, dat de vaste stoffen 20 met de vloeistofstroom door de afvoerpoort worden meegesleept.

Een gesloten stelsel wordt samen met de menger gebruikt om vloeibare materialen onder een bepaalde overdruk naar de buitenste vloeistofinlaat te voeren, welk stelsel een pomp omvat, waarvan de zuigzijde in verbinding staat met een reeks inlaatpoorten, die aan 23 tegenovergestelde zijden van het voertuig zijn gelegen, teneinde de afgifte van materialen vanuit een vloeistoftoevoerbron voor afvoer onder een bepaalde druk in de menger teweeg te brengen. Uit de menger afgevoerde materialen worden door het gesloten stelsel teruggevoerd voor afvoer door dezelfde of andere poorten, die 30 langs tegenovergestelde zijden van het voertuig zijn gelegen. Het gesloten stelsel is zodanig ontworpen, dat dezelfde poorten langs tegenovergestelde zijden van het voertuig kunnen worden gebruikt voor het aanzuigen dan wel voor het afvoeren, welke poorten voorts zodanig met elkaar kunnen zijn verbonden, dat de menger wordt over-35 brugd voor spoel- of andere bewerkingen. Een bepaalde hoeveelheid van de uit de menger afgevoerde materialen kan door het gesloten stelsel worden teruggevoerd naar de vloeistofinlaat, hetzij voor verdere menging, hetzij voor het verminderen van de hoeveelheid materiaal, die naar het beoogde gebruikspunt wordt afgevoerd.

8020513 i : _ if -

De werkwijze volgens de onderhavige uitvinding voert het mengen van vloeistoffen of vloeibare en vaste bestanddelen uit door de vloeistoffen vanuit een gesloten stelsel rakend in een zich neerwaarts verwijdende ring in te voeren, en tegelijker-5 tijd te mengen vloeibare of vaste materialen door een middenin-laat toe te voeren, waarbij de materialen door een onderste uitlaat onder een sterke middelpuntvliedende kracht worden afgevoerd, teneinde innig te worden gemengd met de wentelende vloeistof-stroom, die neerwaarts door de ring stroomt. De afgevoerde mate-10 rialen worden door het gesloten stelsel gevoerd voor afgifte door een W meer uitlaten, terwijl ook desgewenst een bepaalde hoeveelheid kan worden rondgevoerd door de buitenste ring voor een verdere menging met bijkomende materialen, die door de midden-inlaat zijn ingevoerd.

15 De uitvinding zal in het onderstaande nader worden toe gelicht aan de hand van een tekening; hierin toont: fig. 1 een zijaanzicht van de voorkeursuitvoeringsvorm van de inrichting volgens de uitvinding, bevestigd op een voertuig; 20 , fig. 2 een bovenaanzicht van de uitvoeringsvorm van fig. 1; fig. 3 een doorsnede van de voorkeursuitvoeringsvorm van de menger volgens fig. 1 en 2; en fig. ^ een doorsnede op kleinere schaal van het schoe-25 penrad van fig. 4.

In fig. 1 en 2 is een mengstelsel volgens de uitvinding afgebeeld, dat in hoofdzaak bestaat uit een menginrichting 10 en een gesloten vloeistofverdeelinrichting 12. De menginrichting 10 en de verdeelinrichting 12 zijn op het onderstel B van een voer-30 tuig geplaatst, teneinde naar verschillende beoogde gebruikspunten te kunnen worden gevoerd. In dit verband zal de voorkeursvorm van de inrichting volgens de uitvinding in het bijzonder met betrekking tot het mengen van vloeibare en vaste bestanddelen worden beschreven, die in een boorput voor het aanboren van ondergrondse 35 olie- of gaslagen moeten worden ingevoerd, doch het zal duidelijk . zijn, dat deze inrichting ook voor andere toepassingen geschikt kan worden gemaakt, bijvoorbeeld voor cementeerbewerkingen.

De voorkeursvorm van de menginrichting 10, zoals afgebeeld in fig. 3i omvat een in het midden volgens de as gerichte 8020513 - 5 - inlaat 1^, een schoepenrad 16, dat draaibaar aan het benedeneinde van de inlaat 1*l· is opgesteld, en een ringvormige kamer 18, die aan de buitenzijde coaxiaal ten opzichte van de inlaat 1*l· is gelegen, en een rakend gerichte vloeistofinlaat 20 aan het boven-5 einde, en een rakend gerichte uitlaatpoort 22 aan het benedeneinde bezit. Er wordt opgemerkt, dat de ringvormige kamer 18 zich in de neerwaartse richting voorbij het schoepenradgebied en naar het af-✓ voereinde 22 verwijdt, welke kamer overal volledig open is, teneinde een ononderbroken vloeistofstroom daardoorheen toe te laten.

10 Bij voorkeur wordt de middeninlaat 1^ gevormd door een holle cy- li^dervormige mantel, die zich opwaarts door een middenopening in > een bovenste bevestigingsplaat 25 uitstrekt, welke bevestigings-plaat van geschikte verbindingsringen 26 is voorzien, teneinde het verplaatsen en aanbrengen van de menger te vergemakkelijken. Het 15 boveneind van de inlaat 1^ bezit een verbindingsflens 28 voor het vergemakkelijken van de bevestiging daarvan aan een buisleiding, die deel uitmaakt van een vastestof-toevoerstelsel, bijvoorbeeld van de soort, die in de voornoemde US-octrooiaanvrage 6 277 van 25*01.79 is beschreven.

20 De benedenrand van de mantel 1½ past op de binnenrand van een ringvormige plaat 30, die de bovengrens van het schoepenradgebied vormt, en die zich vanaf het benedeneinde van de mantel 1½ horizontaal in buitenwaartse richting uitstrekt. Een buisvormig wandgedeelte 32 is met de benedenrand op de buitenrand van de 25 plaat 30 aangebracht, en strekt zich opwaarts daarvan uit, en wel coaxiaal op een afstand van de mantel 14, welk wandgedeelte aan de onderzijde van de bovenplaat 25 van de menger eindigt. De wand 32 vormt de binnenwand van de ringvormige kamer 18 in het bovengedeelte van de kamer tegenover de inlaat 20. Een onderste wand-30 gedeelte 3^ heeft een middellijn, die met die van het bovenste wandgedeelte 32 overeenkomt, en vormt de binnenwand van de ringvormige kamer 18 onder het schoepenrad 16, en is voorts tegenover de afvoerpoort 22 gelegen. Het onderste wandgedeelte bevindt zich tussen een bovenste horizontaal gerichte cirkelvormige flens 35 35 en een horizontale bodemplaat 36, die de onderste horizontale eindwand van de menger vormt, welke plaat 36 in hoofdzaak ring-of cirkelvormig is, en van een middenopening is voorzien. Een zich neerwaarts verwijdende wand 38 vormt de buitenwand van de volledige menger, alsmede van de ringvormige kamer 18, welke wand 8020513 - 6 - 38 in hoofdzaak buisvormig is, waarbij het boveneinde ervan is vastgemaakt aan een bevestigingsring 39, die zich rond de onderzijde van de buitenomtreksrand van de bovenwand 23 van de menger uitstrekt, terwijl het benedeneinde van de wand 38 aan de buiten-5 omtreksrand van de bodemplaat 36 van de menger is bevestigd. De vloeistofinlaatpoort 20 strekt zich volgens de richting van een raaklijn uit door het boveneinde van de wand 38 onmiddellijk beneden de bevestiging daarvan aan de bovenwand 25, terwijl de uit-laatpoort 22 zich volgens een raaklijn uitstrekt, en van het be-10 nedeneinde van de wand 38 juist boven de bevestiging ervan op de bodemplaat 36 van de menger weg is gericht. Daarbij kan de ver-wijdingsgraad van de buitenwand 38 verschillend zijn, doch bij voorkeur bestaat deze wand uit een betrekkelijk recht wandgedeel-te 40, dat overgaat in een hellend wandgedeelte 41 met geleide-15 lijk toenemende middellijn in een gebied, dat in hoofdzaak tegenover het schoepenradgebied is gelegen, en dat in een onderste recht wandgedeelte overgaat, en wel zodanig, dat de dwarsdoorsnede van de kamer aan het benedeneinde althans ongeveer tweemaal zo groot is als dat van de kamer nabij het boveneinde.

20 Bij voorkeur komt het schoepenrad 16 overeen met het in de voornoemde US-aanvrage 6277 genoemde schoepenrad, welk schoepenrad daarbij bestaat uit een bovenste en een onderste dwars gerichte wand 43 en 44, die op een onderlinge afstand zijn gelegen, welke wanden met elkaar zijn verbonden door vertikaal gelegen en 25 in de omtreksrichting van elkaar gescheiden schoepen 45, die naar buiten toe in hoofdzaak volgens een spiraallijn vanuit een midden-opening 46 zijn gekromd, welke opening 46 wat de middellijn betreft overeenkomt met de middeninlaat 14. Om een volledige dichting langs het echoepenradgebied te verkrijgen, teneinde de mid-30 deninlaat 14 van de ringvormige kamer 18 af te scheiden, zijn de oppervlakken van de platen 30 en 35 tegenover de bovenwand 43 resp. de benedenwand 44 van het schoepenrad 16 bekleed met een laag 48 uit een materiaal met geringe wrijvingscoëfficiënt, terwijl de tegenoverliggende oppervlakken van de wandgedeelten 43 en 44 van 35 het schoepenrad van in de omtreksrichting van elkaar gescheiden spiraalvormige ribben zijn voorzien, waarvan de vorm overeenkomt met die van de schoepen 45, welke ribben 49 zich langs de oppervlakken 48 bewegen, wanneer het schoepenrad wordt rondgedraaid, teneinde alle vloeistof, die anders dwars naar binnen langs het 8 0 2 0 5 1 3 - 7 - scheidingsvlak tussen het schoepenrad en de aangrenzende platen 30 en 35 zou vloeien, uit te drijven.

Het onderste wandgedeelte 44 van het schoepenrad is voorzien van een middennaaf 50, die op een aandrijfas 52 is vast-5 gespied om samen daarmede rond te draaien, welke aandrijfas 52 zich neerwaarts door een vaste aandrijfhuls 54 en in een tandwielkast 55 uitstrekt, welke laatste op de bodemwand 36 van de menger is bevestigd. Er wordt opgemerkt, dat de aandrijfas 52 in een lagerbus 56 draaibaar is ondersteund, welke lagerbus door 10 middel van druklagers 57 in de huls 54 is bevestigd.

Zoals in fig. 4 is afgebeeld, hebben de schoepen 45 bij voorkeur de vorm van gebogen en zich in de straalrichting uitstrekkende schoepen, die op onderling gelijke afstanden in de om-treksrichting zijn aangebracht, waarbij elke schoep een hellende 15 binnenrand 58 bezit, en zich verder in de langsrichting gebogen naar buiten toe uitstrekt, waarbij elke schoep in een vertikale buitenrand 59 uitloopt, die glad aansluit op de buitenrand van de bovenwand 43 en de benedenwand 44. De schoepen zijn zodanig gebogen, dat de bolle oppervlakken bij draaiing van het schoepenrad 20 aan de voorzijde zijn gelegen, waardoor een buitenwaartse beweging van door de middeninlaat 14 ingevoerd materiaal wordt bevorderd,en aan dit materiaal een grote snelheid wordt medegedeeld, wanneer dit door de middelpuntvliedende kracht door het schoepenradgebied en in de door de ringvormige kamer 18 vloeiende vloeistofstroom 25 wordt gedreven. Daar het schoepenrad de inlaat 14 van de kamer 18 scheidt, vindt menging van materialen alleen in het afvoerpunt van het door de inlaat 14 ingevoerde materiaal plaats, wanneer dit vanaf de buitenste uiteinden van de schoepen 45 in de vloeistofstroom treedt, en wel in een richting, die in hoofdzaak loodrecht 30 staat op de stroomrichting van de vloeistofstroom. In dit verband wordt opgemerkt, dat de vloeistofstroom tengevolge van de rakende plaatsing van de inlaat een enigszins schroeflijnvormige voortbe-wegingsbaan door de ringvormige kamer zal volgen, en dat wegens het zich verwijden van de kamer in het schoepenradgebied de snel-35 heid van de stroom enigszins zal worden verminderd, wanneer het schoepenradgebied wordt bereikt, waarbij echter de druk dienovereenkomstig zal toenemen, en daarbij het vaste materiaal vanaf het schoepenrad naar de buitenwand van de kamer 18 zal drijven. In het algemeen zal de stroomsnelheid van de stroom, die wordt bepaald 8020513

t I

- 8 - door de inlaatdruk van de vloeistof in de bovenste inlaat 20, zodanig zijn, dat de vloeistof zeer dichte vaste stoffen kan opnemen, en deze grondig kan mengen en in suspensie kan houden om aldus door de onderste poort 22 te kunnen worden afgevoerd.

5 Het verdelingsstelsel 12 is zodanig uitgevoerd en inge richt, dat vloeistof vanuit een of meer van de poorten 60L en 60R naar de menger 10 kan worden gepompt, welke poorten evenwijdig langs tegenovergestelde zijden van het voertuigonderstel B zijn opgesteld, terwijl voorts de afvoer van het mengsel vanuit de 10 menger 10 door een of meer uitgekozen poorten 60L en 60R, die niet als inlaatpoorten worden gebruikt, daardoor wordt geregeld. Bij voorkeur is het stelsel 12 een gesloten stelsel, dat de menger kan overbruggen, en dat vloeistof van een toevoerbron door een of meer van de. poorten 60 rechtstreeks naar andere poorten 60 kan 15 pompen, die ofwel aan dezelfde dan wel aan de tegenovergestelde zijde van het onderstel zijn gelegen. Hiertoe omvat het verdelingsstelsel 12 een centrifugaalpomp 62, die een inlaat- of zuigzijde 63 en een afvoerzijde 6k heeft. De inlaatzijde 63 ie verbonden met een voorste dwars gerichte verzamelleiding 66, die een verbinding 20 vormt tussen een linkse verzamelleiding 67L en een rechtse verzamelleiding 6?R, die langs tegenovergestelde zijden van het onderstel aan de buitenzijde daarvan zijn aangebracht. De afvoerzijde 6k is verbonden met een afvoerleiding 68, die zich in de achterwaartse richting uitstrekt, en die met de vloeistofinlaat 20 van 25 de menger 10 kan worden verbonden, teneinde vloeistof onder een bepaalde druk vanuit de pomp 62 naar deze vloeistofinlaat te pompen. Bij voorkeur is de centrifugaalpomp een pomp Model CK-6 van Morris Pumps Inc., Boldwinsville, N.Y. Deze pomp heeft een schoepenrad, dat overeenkomt met het schoepenrad 16 van de voor-30 keursuitvoeringsvorm van de menger, doch van geringere afmetingen, teneinde te verzekeren, dat de door de pomp voortgebrachte druk nooit de drukgrens van de menger zal overschrijden.

De uitlaat 22 van de menger is door middel van een leiding 70 met een achterste verzamelleiding 72 verbonden, die de 35 achterste uiteinden van de aan de buitenzijde gelegen verzamellei-dingen 67L en 6?R met elkaar verbindt. Afsluiters 7^ zijn aan tegenovergestelde uiteinden van de verzamelleidingen 66 en 72 aangebracht, en wel in het verbindingspunt daarvan met de uitwendige verbindingsleidingen 67L en 67R. Voorts zijn. hoofdafsluiters 75L

8020513

' I

- 9 - en 75R in elk van de uitwendige verzamelleidingen 67L en 67R op-genomen, terwijl verder afzonderlijke regelkranen 76L en 76R voor elk van de poorten 60L reap. 60R zijn aangebracht. Verder blijkt uit de tekening, dat de afvoerleiding 70 een overbruggingsverbin-5 ding 78 naar de leiding j68 bezit, in welke leiding 78 een regel-kraan 80 is opgenomen, teneinde de verbinding tussen de leidingen 68 en ?0 voor een in het onderstaande nog te beschrijven doel naar keus te openen en te sluiten.

Het afgebeelde voertuig is van de gebruikelijke vorm, 10 en stelt in het afgebeelde geval een Model-Κ-2440-vrachtwagen voor, die wordt vervaardigd en verkocht door de Oshkosh Trucks Corp., te Oshkosh, Wise. Deze is voorzien van een Oshkosh-aan-drijfas voor 375 kW, die bij 82 is aangeduid, en die zich achterwaarts vanuit het bestuurdersgedeelte van het voertuig langs het 15 onderstel uitstrekt, en is voorzien van een aftakas 84, die op de gebruikelijke wijze naar het differentieel van de aangedreven achteras is gericht. Volgens de uitvinding is in de aandrijfas 82 een tandwielkast 86 opgenomen, teneinde het schoepenrad 16 van de menger 10 met behulp van een aftakas 88 te kunnen aandrijven, die 20 met deze tandwielkast 86 ie gekoppeld. Een andere tandwielkast 90 is in de aftakas 88 opgenomen, teneinde nog een andere hulpaan-drijfas 92 voor de centrifugaalpomp 62 te kunnen aandrijven. Door zowel de menger 10 als de pomp 62 vanuit een gemeenschappelijke aandrijving aan te drijven, die bijvoorbeeld beschikbaar is als 25 een normaal onderdeel van het voertuig, zal de pomp 62 niet sneller dan de menger kunnen draaien,of de drukgrens van de laatstgenoemde kunnen overschrijden, wanneer vloeistof-onder druk daaraan wordt toegevoerd,

Tijdens de werking verschaft het gesloten verdeelstel-30 sel van de voornoemde soort een zeer grote aanpasbaarheid bij het verbinden van dit stelsel met een geschikte vloeistoftoevoerbron aan een van de zijden van het voertuig door middel van een of meer inlaatpoorten 60L of 60R. De inlaatpoorten voor het invoeren van vloeistof aan de zuigzijde van de pomp worden uitgekozen uit 35 die poorten 60, die vóór de afsluiters 75L resp. 75R zijn gelegen. De afsluiters 74L aan de zijde nabij de inlaatpoorten 60L zijn geopend, terwijl-de afsluiters 74R zijn gesloten, tenzij vloeistof door middel van een van de poorten 60R aan de andere zijde van het voertuig moet worden aangezogen. De afvoerleiding 64 voert 8020513 - 10 - • » vloeistof onder druk naar de vloeistofinlaat 20, terwijl vast deeltjesmateriaal door de bovenste vastestofinlaat 1*l· in de menger wordt gevoerd. Het door de uitlaat 22 afgevoerde gemengde materiaal wordt door de leiding 70 naar de achterste dwarsleiding 72 ge-5 voerd. Wanneer wordt aangenomen, dat het mengsel door de achterste poorten van de buitenste verzamelleiding 671* moet worden afgevoerd, wordt de afsluiter 7^1<i die naar de leiding 67L voert, geopend, terwijl de leiding 7^E naar de andere verzamelleiding 67R gesloten blijft.

10 In bepaalde gevallen kan het gewenst zijn tenminste een bepaald gedeelte van het mengsel van de afvoerzijde 22 van de menger naar de vloeistofinlaat 20 terug te voeren, teneinde verder te worden gemengd, in welk geval het rond te voeren materiaal na afvoer wordt teruggevoerd door een van de aanzuigpoorten 60, 15 en aldus weer in de menger wordt gepompt. Voorts kan de gehele menger 10 worden overbrugd, bijvoorbeeld wanneer het gewenst is het gesloten stelsel te gebruiken voor spoeldoeleinden, en geen menging van materialen vereist is. De regelkranen 9^ en 95 in de vloeistofinlaat 20 resp. in de afvoer 22 zijn dan open, terwijl 20 voorbeeld de vloeistof van de toevoerbron door de menger 10 wordt gepompt om deze te spoelen, welke vloeistof vervolgens door de afvoerleiding 70, de overbruggingsleiding 78, en terug door de van de menger afkomstige afvoerleiding stroomt voor verdeling of afvoer door de andere uitgekozen poorten 60 van een uitwendige verzamel-25 leiding 67* Wanneer wordt aangenomen, dat de vloeistof wordt toegevoerd door de voorste inlaatpoorten 60 van de uitwendige leiding 67R1 en door de achterste poorten van de verzamelleiding 67L moet worden afgevoerd, worden de afsluiters 75L en 75R gesloten, terwijl de afsluiter 7^R nabij de leiding 67B en de tegenovergestelde 30 afsluiter 7^1* nabij de leiding 67L worden geopend, zodat de vloeistof door de leiding 70 en de verzamelleiding 72 naar de achterste afvoerpoorten 60L van de verzamelleiding 67L kan worden gepompt. Voorts wordt de afsluiter 6?L gesloten, terwijl de andere afsluiters 7^R worden geopend, teneinde het invoeren van de vloeistof naar 35 de inlaatzijde van de pomp mogelijk te maken.

VOORBEELD

Bij een bepaalde toepassing van de menginrichting volgens fig. 1 en 2 wordt het voertuig.dicht bij de plaats van een boorput opgesteld, terwijl, afhankelijk van de toegankelijkheid van 8020513 I ft - 11 - een watertoevoerbron, een of meer van de poorten 60L of 60R nabij het vooreinde van de bijbehorende verzamelleiding 67 met een ver-bindingsleiding vanaf deze watertoevoerbron wordt verbonden. Wanneer bijvoorbeeld de watertoevoer aan de linkerzijde van het voer-5 tuig is gelegen, worden acht zuigslangen met de poorten 60 verbonden, en worden de afsluiters 76 geopend. Eerst wordt een mengsel ‘ 3 van 2 m van een 2 ^'s KCl-oplossing in water gevormd om de boorput te vullen en de leidingen naar de boorputaansluiting te onderzoeken. Zodra de eenheid op gang is gekomen, en de menger 10 en 10 de pomp 62 werken, worden de afsluiters 74L en 75L, die met de watertoevoerbron in verbinding staan, geopend. De vloeistof zal dan de pomp 62 binnentreden en de leiding 68 vullen. De afsluiters 94 en 95 zijn open, zodat de vloeistof de menger 10 zal binnentreden, en vervolgens door de leiding 72 wordt afgevoerd. Door het 15 openen van de afsluiters 7^R en 75R kan de vloeistof aan de rechterzijde van het voertuig door de afsluiters 76R afvloeien.

De vloeistof wordt naar geschikte pompeenheden gevoerd, die de vloeistof door middel van afvoerleidingen of -slangen ontvangen, die met de poorten 60R op het voertuig zijn verbonden, en 20 die dienen voor het vullen van de boorput met elke gewenste stroomsnelheid, mits deze geringer is dan de maximale snelheid van de pomp 62. Tegelijkertijd werkt de menger, waarbij 20 kg KC1 op 3 1 m water in de menger 10 wordt gevoerd met behulp van een geschikte transportband of schroefpomp, die met de boveninlaat 14 25 van de menger in verbinding staat.

In een volgende stap kan de bedieningspersoon van de menger een van de zui-glei dingen met een bron van 7,3 #'s HCl-oplos- *2 sing verbinden, en 2 nr van de vloeistof pompen, waaraan 4,5 kg citroenzuur wordt toegevoegd voor het reinigen van de boringen 3 30 van de boorputbekleding. Vervolgens wordt 120 m water door de menginrichting gepompt om te worden gegeleerd met 4,5 kg guargom op elke water, en 3^000 kg zand van δ00..2000μηι deeltejsgrootte.

Eij voorkeur worden de materialen gemengd door te beginnen met een concentratie vdn 0 kg/m^, toenemend met stappen van 0,1 kg op elke 3 3 35 m zand voor elke 2 m vloeistof, die in de put wordt gepompt. Tenslotte wordt 2 m^ 2 %'s KC1 ingevoerd teneinde alle vloeistof en zand in de aardlagen te verplaatsen.

Uit de voorgaande beschrijving blijkt duidelijk, dat een nieuwe en verbeterde werkwijze en inrichting is ontworpen voor , 8 02 0 513 f - 12 - t, het invoeren van vloeistoffen vanuit een gesloten stelsel in een onderaardse bodemlaag, waarbij overigens ook toepassing voor andere doeleinden mogelijk is. Een bijzonder voordeel bij het gebruik van de verbeterde vorm van de menginrichting, zoals in het 5 voorgaande beschreven, is, dat wegens de verwijding van de ringvormige kamer, die van een rakend gerichte vloeistofinlaat weg is gericht, de vloeistofstroom een schroeflijnvormige baan door de ringvormige kamer moet volgen, hetgeen bij het ontmoeten van de door het schoepenrad in de vloeistofstroom gedreven vaste stoffen 10 zal leiden tot een innige menging van de vaste stoffen met de vloeistof, welke vaste stoffen dan in de wervelende vloeistofstroom naar het afvoereinde van de menger worden gevoerd. De verwijding van deze kamer is zodanig, dat de dwarsdoorsnede aan het afvoereinde ongeveer tweemaal de doorsnede aan het inlaateinde is; 15 wanneer de wervelende stroom door deze kamer voortbeweegt, en in het bijzonder door het gedeelte buiten het schoepenradgebied, wordt het zand of andere vaste stof tegen de buitenwand van de kamer gedreven, teneinde samen met de vloeistof voort te bewegen, en zich niet langs de binnenwand of op de bodem van de kamer af te zetten. 20 Verschillende wijzigingen en veranderingen kunnen in de voorkeursvorm van de werkwijze en de inrichting volgens de uitvinding worden aangebracht, zonder daarbij de aard en de geest en de omvang van de volgende conclusies te treden.

8020513

Claims

1. Menginrichting voor het mengen van vloeibare of vaste bestanddelen met een vloeistof, omvattende een middeninlaat, die met een schoepenradeenheid in verbinding staat, welke eenheid van schoepen is voorzien, die een middelpuntvliedende kracht aan 5 de materialen kan mededelen, die deze middeninlaat binnentreden, teneinde deze materialen dwars naar buiten uit te drijven, gekenmerkt door een ringvormige kamer, die de middeninlaat en het schoepenrad coaxiaal omgeeft, en aan het ene uiteinde van een inlaat, en aan het tegenovergestelde uiteinde van een afvoer is 10 voorzien, welke kamer een menggebied omvat, dat zich in de richting van het afvoereinde verwijdt, en dat in de straalrichting buiten de schoepenradeenheid is gelegen, terwijl middelen aanwezig zijn om de materialen onder druk in de kamerinlaat toe te voeren.

2. Menginrichting volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat de kamerinlaat is ingericht om een vloeistof onder druk te ontvangen, welke kamerinlaat rakend is gericht ten opzichte van de ringvormige kamer, teneinde de onder druk toegevoerde vloeistof volgens een in hoofdzaak schroeflijnvormige baan door deze ring-20 vormige kamer te doen stromen.

3- Menginrichting volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat de ringvormige kamer een in hoofdzaak cylindervormige binnenwand omvat, die evenwijdig aan de middeninlaat verloopt, alsmede een zich verwijdende buitenwand, waarbij de dwarsdoorsnede van de 25 kamer nabij het afvoereinde althans ongeveer tweemaal de dwarsdoorsnede van de kamer aan het inlaateinde is. k. Menginrichting volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat de schoepenradeenheid een draaibaar aandrijfmiddel en dynamische afdichtmiddelen boven en onder de schoepenradeenheid omvat, 30 welke laatste zijn ingericht om de door de middeninlaat toegevoer-materialen gescheiden te houden van de door de ringvormige kamer toegevoerde materialen, totdat de eerstgenoemde materialen door het schoepenrad in het menggebied van de ringvormige kamer zijn gevoerd.

5· Menginrichting volgens conclusie *l·, met het kenmerk, 3'5 dat de schoepenradeenheid is voorzien van een reeks in de straalrichting gerichte schoepen, die op gelijke omtreksafstanden zijn aangebracht, en in open verbinding met de middeninlaat staan. 8020513

6. Menginrichting volgens conclusie met het kenmerk, dat de ringvormige kamer een binnenwand met overal gelijkmatige middellijn bezit, waarbij de middellijn van de binnenwand althans nagenoeg overeenkomt met de buitenmiddellijn van de schoepenrad- 5 eenheid.

7. Menginrichting volgens conclusie met het kenmerk, dat de schoepenradeenheid wordt begrensd door een boven- en onderplaat, die van elkaar zijn gescheiden, waarbij de schoepen zich dwars tussen deze boven- en onderplaat uitstrekken, terwijl elk 10 van deze platen is voorzien van zich in de straalrichting uitstrekkende ribben op de plaatoppervlakken, die van de schoepen zijn afgekeerd, terwijl verder zich in de straalrichting uitstrekkende wandgedeelten boven en onder de schoepenradeenheid zijn aangebracht, die elk zijn voorzien van een llaag met een geringe wrijvings-15 coëfficiënt tegenover de ribben op de boven- resp. onderplaat.

8. Menginrichting volgens conclusie 7» «et het kenmerk, dat het materiaal met geringe wrijvingscoëfficient bestaat uit teflon.

9· Menginrichting volgens conclusie 8, met het kenmerk, 20 dat de ribben op onderling gelijke afstanden en in overeenstemming met de schoepen op de boven- resp. onderplaat zijn aangebracht, en daarbij langs de aangrenzende wandgedeelten kunnen strijken.

10. Menginrichting volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat de kamerinlaat en -afvoer rakend zijn gericht, en dat midde- 25 len aanwezig zijn voor het onder druk toevoeren van vloeistof in de rakend gerichte kamerinlaat.

11. Samenstel van een menginrichting met een vastestofinlaat, die met een schoepenrad in verbinding staat, en een uitwendige en in hoofdzaak coaxiale vloeistofinlaat voor het richten van 30 vloeistof langs het schoepenrad voor het mengen van vaste stof, die door het schoepenrad in de vloeistof wordt gedreven, en een uitlaat voor het afvoeren van het mengsel van vloeistof en vaste stof onder druk vanuit de menginrichting in een gesloten verde-lingsstelsel, gekenmerkt door een vloeistofpomp met een in-35 laat, die met een vloeistoftoevoerbron is verbonden, en een af-voerleiding, die met de vloeistofinlaat van de menger is verbonden, waarbij de door de pomp voortgebrachte druk beneden de druk-grens van de menger is gelegen, en door een paar verzamelleidingen, die onderling parallel zijn geschakeld, waarbij een gemeenschappe- 8020513 - 15 - lijke afvoerleiding deze verzamelleidingen met elkaar verbindt en in verbinding stelt met de uitlaat van de menger, waarbij afsluiters in de gemeenschappelijke afvoerleiding zijn aangebracht, teneinde de hoeveelheid van de door de menger in elk van deze verza-5 melleidingen gevoerde materialen te kunnen regelen. ' > 12. Samenstel volgens conclusie 11, gekenmerkt door een vloeistoftoevoerleiding, die de verzamelleidingen met de inlaat van de pomp verbindt, waarbij de vloeistoftoevoerbron met een van de verzamelleidingen wordt verbonden.

13. Samenstel volgens conclusie 11, met het kenmerk, dat elk van de verzamelleidingen is voorzien van een reeks af-voerpoorten, die onderling parallel met de desbetreffende verza-melleiding zijn verbonden, terwijl in elk van de afvoerpoorten afsluiters zijn aangebracht, teneinde de hoeveelheid materiaal, 15 die daardoorheen wordt afgevoerd, te kunnen regelen. 1^. Samenstel volgens conclusie 11, gekenmerkt door een overbruggingsleiding, die de gemeenschappelijke afvoerleiding en de toevoerleiding vanaf de afvoer van de vloeistofpomp naar de kamerinlaat verbindt, in welke overbruggingsleiding een 20 afsluiter is opgenomen, teneinde de hoeveelheid materiaal, die door de menger in de afvoerleiding voor terugvoer door de menger wordt afgevoerd, te kunnen regelen.

15· Samenstel volgens conclusie 11, met het kenmerk, dat elk van de verzamelleidingen een aantal parallel daarmede 25 verbonden poorten omvat, waarbij afsluiters in deze verzamelleidingen de poorten in elke verzamelleiding kunnen afsluiten, teneinde bepaalde poorten te kunnen gebruiken voor het invoeren van de vloeistof vanaf de vloeistoftoevoerbron naar de vloeistofpomp, en andere poorten voor het afvoeren van materialen uit de menger. 30 16. Verplaatsbare menginrichting, geschikt voor plaatsing en bevestiging op een voertuig, bestemd voor het mengen en afvoeren van vloeibare en vaste bestanddelen, gekenmerkt door een inrichting met een middeninlaat en een coaxiale buitenkamer, die is voorzien van een inlaat voor het onder druk in deze kamer 35 richten van een vloeistof, en een schoepenrad, dat een middelpuntvliedende kracht op de in de middeninlaat binnentredende materialen kan uitoefenen, teneinde deze buitenwaarts in de vloei-t, etofstroom onder druk, die door deze kamer vloeit, te richten, en door een gesloten verdelingsstelsel, dat een vloeistoftoevoer- 8020513 - 16 - pomp omvat, waarvan de inlaat met een vloeistoftoevoerbron is verbonden, terwijl de uitlaat met de inlaat van de kamer van de menger in verbinding staat, terwijl een paar verzamelleidingen ter weerszijden van het voertuig zijn aangebracht, die parallel 5 met elkaar zijn verbonden, en die een gemeenschappelijke afvoer-leiding bezitten, die met de afvoer van de menger in verbinding staat, waarbij afsluiters zijn aangebracht voor het naar keuze regelen van de hoeveelheden materiaal, die vanuit de menger in elk van de desbetreffende afvoerverzamelleidingen worden gevoerd. 10 17· Verplaatsbare menginrichting volgens conclusie 16, met het kenmerk, dat elk van de verzamelleidingen is voorzien van een reeks onderling parallel geschakelde poorten, waarbij bepaalde poorten met de inlaat van de vlöeistoftoevoerpomp kunnen worden verbonden om vloeistof vanuit de vloeistoftoevoerbron naar de 15 vloeistofpomp te voeren, terwijl andere poorten in verbinding kunnen worden gesteld met de gemeenschappelijke afvoerleiding.

18. Verplaatsbare menginrichting volgens conclusie 1?» met het kenmerk, dat elk van de verzamelleidingen is voorzien van afsluiters voor het afscheiden van de uitgekozen inlaatpoorten 20 van de uitgekozen afvoerpoorten van de desbetreffende verzamel-leiding.

19· Verplaatsbare menginrichting volgens conclusie 16, met het kenmerk, dat elk van de verzamelleidingen van poorten is voorzien, waarbij elke poort van een afsluiter is voorzien om de 25 afgifte van door de menger afgevoerd materiaal daaruit te kunnen regelen.

20. Verplaatsbare menginrichting volgens conclusie 16, met het kenmerk, dat het voertuig van een aandrijf- en een aftak-as is voorzien, waarbij een eerste tandwielkast is opgenomen tus- 50 sen de aandrijfas en de menger, terwijl een tweede tandwielkast is opgenomen tussen de aftakas en de vloeistoftoevoerpomp, welke vloeistoftoevoerpomp met een snelheid kan worden aangedreven, die kleiner is dan die van de menger.

21. Verplaatsbare menginrichting volgens conclusie 16, met 35 het kenmerk, dat de vloeistofpomp zodanig is uitgevoerd, dat een vloeistofdruk wordt gevormd, die binnen het beoogde drukge-bied van de menger is gelegen. 8020513