SE511128C2 - Förfarande och anordning för koncentrationsmätning i en rörledning - Google Patents

Description

15 20 25 30 35 511 128 gränsskiktet om inga särskilda åtgärder vidtages och sålunda kommer en för huvudströmmen icke representativ koncentrations- nivà att råda inuti bulben. Detta förhållande medför felmät- ningar, vilka medför avgörande ekonomiska nackdelar. Av denna anledning har industriellt använda anordningar av detta slag försetts med en propeller, vilken inmatar huvudströmmens kon- centration in i bulben och därmed till området för avkännings- kroppen.

Emellertid kräver den kända tekniken att en betydande pump- effekt måste appliceras för att någorlunda säkert huvudström- koncentrationen ska tillföras bulben, i synnerhet om det, vil- ket är fallet vid massasuspensioner, normalt råder stora flöden som i rörledningen. Detta medför en avsevärd energiàtgång, be- hov av en kraftig motorinstallation samt översyn och underhåll av denna anläggning omfattande ett flertal apparater och rör- liga delar. Med teknikens ståndpunkt finns även risken att in- matningen från huvudströmmen blir otillräcklig eller ojämn, varför felmätningar inte kan uteslutas.

Det är ett ändamål med föreliggande uppfinning att undanröja nackdelarna med den kända tekniken och att tillhandahålla ett förfarande och en anordning som medger en tillförlitlig och ekonomisk lösning.

Detta ändamål uppnås enligt uppfinningen vid ett förfarande och en anordning av inledningsvis nämnt slag genom särdragen i de kännetecknande delarna av 1 respektive 2.

Genom att gränsskiktet närmast rörledningsväggen av suspen- sionsströmmen omlänkas så att det bortförs från området av av- känningskroppen, vilken är belägen i rörledningens ytterområde eller utanför rörledningens huvudsakliga sträckning, och detta genom ett flödesmodifieringselement i form av en fast deflek- tor, tillförsäkras att inflytandet från gränsskiktet på massa- 23082. DOC; 97-12-29 10 15 20 25 30 35 511 128 koncentrationsmätningen elimineras. Omläggningen sker i motsats till vid den kända tekniken inte genom en yttre kraftkälla utan istället med hjälp av den drivkraft som bibringats huvudström- men av dess ordinarie framdrivningspump.

Eftersom gränsskiktet avlänkas från området av avkänningskrop- pen kommer denna att arbeta i huvudströmmens suspensionkoncent- ration, vilket ger väsentligt säkrare mätresultat. I detta sam- manhang kan nämnas att det är önskvärt, såväl vid den kända tekniken som vid föreliggande uppfinning att anordna avkän- ningen i suspensionsledningen på ett sätt som stör strömningen så litet som möjligt i ändamål att undvika onödiga strömnings- förluster, dvs. sidobeläget i rörledningen. En oförsiktig an- bringning av en avkännare för långt utstickande i rörledningen skulle också kunna medföra, utöver skador pà avkännaren, vilket diskuteras ovan, igensättning av ledningen på grund av uppdäm- ning av eventuella medströmmande ej upplösta föremål.

Särdraget i patentkravet 3, vilket avser inrättandet av en i och för sig känd skyddsbulb, medför ökad säkerhet för avkän- ningskroppen mot skador och oönskad påverkan samt medger mins- kad påverkan på strömningen i rörledningen. Genom att gräns- skiktet leds in i bulben kan en i området av bulbens mynning inrättad avkänningskropp säkert bringas att verka i en för huvudströmmen representativ massakoncentration.

Genom krökning av deflektorn in mot bulbens inre förbättras strömningsförhållandena, vilket accentueras om inströmnings- arean överstiger utströmningsarean för deflektorn. Detta senare medför en hastighetsökning vid gränsskiktets inträde till bul- ben så att dess strömning inuti bulben främjas. Härvid tillses lämpligen att bulben förlänats en jämn krökning, så att gräns- skiktet säkert strömmar längs bulbens yttervägg från deflektorn till ”nedströmssidan” av bulben. Speciellt kan nämnas att när det handlar om massasuspensioner det normalt råder ett relativt 23082 . DOC; 97-12-29 10 15 20 25 30 35 511 128 4 högt tryck i rörledningen och att av denna anledning bulben måste vara utformad för att motstå detta tryck, vilket medför att den vanligtvis är utförd med dubbelkrökta ytor i så stor utsträckning som möjligt.

Genom att anordna en silanordning uppströms deflektorn tillses att eventuell medströmmande större föroreningar avvisas från deflektorns inlopp, vilket förhindrar igensättning. Lämpligen är silen så anordnad att avståndet mellan silelementen under- stiger måtten mellan deflektornplåten och rörets och bulbens vägg, vilket minimerar igensättningsrisken. Det föredras att silen utgörs av avvisarorgan, vilka utgår från rörväggen ett stycke uppströms deflektorn och förlöper in mot rörledningens inre, t ex rätlinjigt, för att vid deflektorn uppvisa samma in- stick i rörledningen som deflektorn eller ett instick översti- gande deflektorns, En enkel sil kan utgöras av ett antal efter deflektorn bredd inrättade triangelformiga plåtar med en spets intill rörväggen och riktad mot strömningsriktningen.

Uppfinningen ska nu närmare beskrivas med ledning av de bifo- gade ritningarna, vilka avser ett föredraget utföringsexempel.

På ritningarna visar: Fig 1 en anordning vid en rörledning inkluderande en deflektor enligt uppfinningen i ett axiellt snitt, Fig 2 anordningen enligt fig l i ett tvärsnitt genom rörled- ningen sett i riktningen av pilen II i samma figur, och Fig 3 anordningen i fig l sedd i riktningen av pilen III i samma figur.

Med 1 betecknas i fig 1 en rörledning för transport av en mas- sasuspension inkluderande vatten och fasta beståndsdelar såsom massafibrer, fillers mm. Rörledningen l är försedd med en sido- 23082. DOC; 97-12-29 10 15 20 25 30 35 511 128 monterad bulb 2, vilken i sitt mot rörledningen anslutande om- råde uppvisar en avkänningskropp 3 för rotation i suspensionen Avkänningen går till på i och för sig känt sätt så att rota- tionsmotstàndet för avkänningskroppen i suspensionen detekteras och utnyttjas som ett mått på suspensionens koncentration.

Uppströms avkänningskroppen är anordnad en deflektor 4, vilken är utgjord av en plåtprofil, som i detta exempel har tvärsnit- tet i huvudsak överensstämmande med en kvarts cirkelbàge, var- vid deflektorns utsträckning i tvärled från rörledningens 1 vägg och utåt är tilltagen så att ett gränsskikt 7 av den genom rörledningen strömmande suspensionen omlänkas av deflektorn 4 så att den efter omlänkningen får en i figuren med streckade linjer visad horisontell rörelse vid deflektorns utlopp, indi- kerad med 9, så att sagda gränsskikt införes i det inre av bul- ben 2 för strömning längs bulbens innervägg för att slutligen lämna bulben vid 10 och åter tillföras huvudströmmen i rörled- ningen l. Genom att anbringa deflektorn 4 så att inträdesytan vid 8 överstiger utträdesytan vid 9 erhålles en hastighetsök- ning för gränsskiktet, vilket medför fördelaktig strömning längs bulbväggen 2.

Uppströms deflektorn 4 är inrättade ett antal efter deflektorns bredd fördelade silelement 5, vilka i detta fall utgörs av triangulära plåtar, och vilka uppvisar ökande tvärsnitt i strömningsriktningen så att eventuella större föroreningar såsom ej upplösta kvistar mm avvisas från deflektorn, därigenom undvikande tilltäppning. Med 6 indikeras strömningshastighetens fördelning för suspensionen sett över rörledningens bredd, varvid hastigheten uppvisar ringa variation över huvuddelen av rörledningens tvärsnittsyta förutom vid gränsskiktet 7 där hastigheten närmast rörledningsväggen är lägre för att intill väggen vara noll. Genom deflektorns utformning kommer nedströms denna att införas en suspensionsandel som befinner sig i huvudströmmen, vilket medför att avkänningskroppen 3 kommer att 23082. DOC; 97-12-29 10 15 20 25 30 35 511 128 arbeta i en andel av suspensionen, vars koncentration är representativ för koncentrationen hos suspensionen i sin hel- het. Med ll betecknas deflektorns 4 fastsättningsanordningar, vilka i detta fall består av två plåtar, vilka lämpligen anslu- ter till deflektorn 4 efter dess utsträckning, och dessutom uppvisar uppåt sig sträckande partier, vilka är avsedda för fastsättning på insidan av rörledningens 1 vägg, t ex genom svetsning.

Deflektorn 4 är i utföringsexemplet, vilket framgår tydligare av figur 2, en del av en cylinder, vilket förenklar tillverk- ningen. I denna figur framgår även fastsättningselementen ll samt silelementen 5, vilka är fördelade över inloppsytan 8 för deflektorn.

Av figur 3 framgår åter fördelningen av silelementen 5, varvid ett visst avstånd är inrättat mellan dessa element och deflek- torns inloppsände. Av denna figur framgår vidare fastsättnings- elementen ll samt deflektorns 4 utloppsyta 9.

Uppfinningen är inte begränsad till utföringsexemplet ovan utan kan modifieras till form och anbringningssätt. Sålunda är en lösning i vissa fall tillämplig, vid vilken deflektorn inte samverkar med en bulb, utan istället uppvisar en plogliknande konstruktion, med mot rörledningens inre sig utbredande och inåt, uppåt sig sträckande plåtar, bakom vilka avkänningskrop- pen är inrättad att arbeta. En sådan plogliknande deflektor av- visar gränsskiktet i sidled från avkänningskroppen så att en respresentativ del av suspensionen kan inlöpa från huvudström- mens mot området av avkänningskroppen.

Vid koncentrationsmätning i samband med en anordning enligt uppfinningen kommer i många applikationer avkänningskroppen att arbeta i en strömning, vilken förlöper med en tvärledskomponent i förhållande till avkänningskroppens axel. För att förbättra 23082. DOC; 97-12-29 10 15 7 511 128 mätnoggrannheten kan avkänningsförfarandet styras så att mät- ning sker då den vanligtvis i analogi med en tvåbladig propel- ler utformade avkänningskroppen befinner sig i huvudsak i linje med strömningsriktningen och sålunda mätningen ej görs mot sagda tvärledskomponent.

Deflektorn kan även utformas pà annat sätt, t ex med dub- belkrökt yta, varvid närmare anslutning till rörledningsväggen respektive bulbväggen kan erhållas. Det är heller inte uteslu- tet att utforma deflektorn som en plan plåt eller åtminstone med linjärt tvärsnitt, varvid den t ex är placerad i huvudsak på platsen för deflektorn 4 i fig l, men med linjär tvärsnitts- utbredning. Även silelementen kan utformas annorlunda, t ex så- som stänger eller liknande. Vid mätningar på föroreningsfri suspension såsom silad massa skulle silelementen även kunna utelämnas. 23082. DOC; 97-12-29

Claims (9)

l0 15 20 25 30 511 128 8 Patentkrav:

1. Förfarande för koncentrationsmätning av en i en rörledning (1) strömmande suspension av fasta partiklar i en vätska, var- vid rörelsemotstàndet för en i suspensionen rörlig och i rör- ledningen och sidobelägen avkänningskropp (3) detekteras, var- vid avkänningskroppen (3) skyddas mot påverkan från eventuella i suspensionen förekommande, medströmmande föremål och, varvid till området av avkänningskroppen (3) en med avseende på kon- centrationen representativ del av suspensionsströmmen tillförs, kännetecknat av att ett gränsskikt (7) närmast rörledningsväg- gen av suspensionsströmmen omlänkas (4) så att det bortförs från området av avkänningskroppen.

2. Anordning för koncentrationsmätning av en i en rörledning (1) strömmande suspension av fasta partiklar i en vätska, var- vid en i suspensionen rörlig och i rörledningen sidobelägen av- känningskropp (3) är inrättad för att detektera rörelsemotstân- det i suspensionen, innefattande ett organ för skydd av avkän- ningskroppen mot påverkan från eventuella i suspensionen före- kommande, medströmmande föremål och innefattande ett flödes- modifieringselement (4) för att till området av avkänningskrop- pen (3) tillföra en med avseende på koncentrationen representa- tiv del av suspensionsströmmen, kännetecknad av att flödesmodi- fieringselementet är en fast deflektor (4), vilken är inrättad att omlänka ett gränsskikt (7) av suspensionsströmmen närmast rörledningsväggen (l) så att det bortförs från området av av- känningskroppen (3).

3. Anordning enligt krav 2, kännetecknad av en på rörledningen (l) anbringad sidomonterad skyddbulb (2), i eller i anslutning till vilken avkänningskroppen (3) är placerad. 23082. DOC; 97-12-29 10 15 20 25 5141 128

4. Anordning enligt krav 3, kännetecknad av att deflektorn (4) är insatt pà uppströmssidan av bulben (2) för att instyra om- länkat gränsskikt (7) in i denna.

5. Anordning enligt krav 4, kännetecknad av att sett i ett axialsnitt genom rörledningen (1) och genom bulben (2) deflek- torn (4) är krökt, så att ett första avsnitt av deflektorn är riktad mot rörledningens (1) strömningsriktning och ett andra avsnitt in i bulben (2).

6. Anordning enligt krav 5, kännetecknad av att ytan (8) mellan det första avsnittet och intillbelägen rörvägg är större än ytan (9) mellan det andra avsnittet och intillbelägen bulbvägg för att erhålla hastighetsökning av strömmande gränsskikt.

7. Anordning enligt något av kraven 2 - 6, kännetecknad av att den uppvisar silelement (5) för förhindrande av att större föroreningselement inträder i deflektorn (4).

8. Anordning enligt krav 6, kännetecknad av att sagda silele- ment utgörs av element med i strömningsriktningen, inåt i rör- ledningen (1) ökande tvärsnitt.

9. Deflektor för insättning i en anordning enligt något av kra- ven 2 - 8. 23082 . DOC; 97-12-29