Pobierz dokument

RZECZPOSPOLITA
POLSKA
(12) TŁUMACZENIE PATENTU EUROPEJSKIEGO
(96) Data i numer zgłoszenia patentu europejskiego:
15.09.2004 04021875.2
(19) PL
(11) PL/EP
(13)
(51)
1516672
T3
Int.Cl.
B03B 5/62 (2006.01)
B03B 13/00 (2006.01)
Urząd Patentowy
Rzeczypospolitej
Polskiej
(54)
(97) O udzieleniu patentu europejskiego ogłoszono:
20.04.2011 Europejski Biuletyn Patentowy 2011/16
EP 1516672 B1
Tytuł wynalazku:
Sposób i urządzenie do oddzielania materiału organicznego od materiału nieorganicznego
(30)
(43)
Pierwszeństwo:
22.09.2003 DE 10343788
Zgłoszenie ogłoszono:
23.03.2005 w Europejskim Biuletynie Patentowym nr 2005/12
(45)
O złożeniu tłumaczenia patentu ogłoszono:
30.09.2011 Wiadomości Urzędu Patentowego 2011/09
(73)
Uprawniony z patentu:
Huber SE, Berching, DE
PL/EP 1516672 T3
(72)
Twórca(y) wynalazku:
WOLFGANG BRANNER, Berching, DE
(74)
Pełnomocnik:
rzecz. pat. Urszula Borowska-Kryśka
PRZEDSIĘBIORSTWO RZECZNIKÓW
PATENTOWYCH PATPOL SP. Z O.O.
SKR. POCZT. 37
02-770 Warszawa 130
Uwaga:
W ciągu dziewięciu miesięcy od publikacji informacji o udzieleniu patentu europejskiego, każda osoba może wnieść do Europejskiego Urzędu Patentowego sprzeciw dotyczący
udzielonego patentu europejskiego. Sprzeciw wnosi się w formie uzasadnionego na piśmie oświadczenia. Uważa się go za wniesiony dopiero z chwilą wniesienia opłaty za
sprzeciw (Art. 99 (1) Konwencji o udzielaniu patentów europejskich).
EP 1 516 672 B1
V5052PL00/UK
Opis
[0001] Wynalazek dotyczy sposobu i urządzenia do oddzielania materiału organicznego od materiału
nieorganicznego, zwłaszcza organicznie zanieczyszczonego piasku z oczyszczalni ścieków, z pojemnikiem,
mającym w swym górnym obszarze urządzenie zasilające do wprowadzania zanieczyszczonego materiału
nieorganicznego
do
pojemnika,
z
urządzeniem
odprowadzającym
dla
oddzielonego
materiału
nieorganicznego, umieszczonym w dolnym obszarze pojemnika, urządzeniem do odprowadzania materiału
organicznego i urządzeniem doprowadzającym dla wody płuczącej w dolnym obszarze pojemnika, przy
czym powyżej urządzenia doprowadzającego dla wody płuczącej w pojemniku następuje oddzielanie
materiału organicznego od materiału nieorganicznego w warstwie fluidyzowanej. Pojemnik urządzenia
można budować zwłaszcza w konstrukcji kolistej, lecz również z wielokątnym przekrojem poprzecznym.
Posiada on oś pionową i może być złożony z cylindrycznych oraz stożkowych odcinków. Sensowne jest
rozszerzenie przekroju poprzecznego od dołu do góry. Urządzenie służy do płukania organicznie
zanieczyszczonego piasku. Przez oddzielanie materiału organicznego czyści się materiał nieorganiczny, a
zatem piasek. Oddzielony materiał organiczny można odciągać razem z wodą płuczącą, alternatywnie
jednak również osobnym urządzeniem odprowadzającym.
[0002] Zwłaszcza materiał, pobierany z osadnika piasku oczyszczalni ścieków lub podczas czyszczenia
kanałów z sieci kanałów, lecz także czyszczenia ulic, przejmowany przez zamiatarki, zawiera oprócz
materiału nieorganicznego w postaci piasku, kamieni i tym podobnych często znaczne ilości materiału
organicznego. Aby móc doprowadzać materiał nieorganiczny na składowisko śmieci lub wykorzystywać go w
inny sposób, musi zostać on aż do pewnego stopnia pozbawiony materiału organicznego, aby móc
przeprowadzać niedrogie usuwanie go jako odpadu.
STAN TECHNIKI
[0003] Urządzenie opisanego na wstępie rodzaju jest znane z opisu DE 44 15 647 C2 lub też EP 0 707 520
B1. Urządzenie ma pojemnik, z osią pionową. Pojemnik posiada przekrój poprzeczny, rozszerzający się
odcinkowo od dołu do góry. W górnym obszarze przewidziane jest urządzenie zasilające do wprowadzania
zanieczyszczonego materiału nieorganicznego do pojemnika. W dolnym obszarze przylega do pojemnika
urządzenie odprowadzające dla oddzielonego oczyszczonego materiału nieorganicznego, składające się z
urządzenia z przenośnikiem ślimakowym, prowadzonego skośnie do góry. Przewidziane jest urządzenie do
odprowadzania materiału organicznego. Jest ono umieszczone w górnym obszarze pojemnika i posiada
krawędź przelewu, przez którą odprowadza się wodę płuczącą i materiał nieorganiczny. W dolnym obszarze
pojemnika, powyżej urządzenia odprowadzające dla oddzielonego materiału nieorganicznego, jest
przewidziane urządzenie doprowadzające dla wody płuczącej, mające perforowane dno. Perforowane dno
posiada wiele przerwań, dysz lub tym podobnych, rozmieszczonych na przekroju poprzecznym, tak że z jego
pomocą wytwarza się przepływ rozmieszczony na przekroju poprzecznym i skierowany do góry. Woda
płucząca doprowadzana jest w takiej ilości na jednostkę czasu i wydawana jest rozdzielona na otworach dna
perforowanego w sposób skierowany do góry, że powyżej dna perforowanego powstaje warstwa
1
EP 1 516 672 B1
fluidyzowana, a zatem warstwa fluidalna, przez którą organicznie zanieczyszczony materiał nieorganiczny
wprawiany jest w stan ruchu typowy dla warstwy fluidalnej, w przypadku którego ziarenka piasku uderzają
wciąż o siebie oraz o ściankę pojemnika, tak że przywierający materiał organiczny zostaje odłączony od
materiału nieorganicznego. Przez napływającą wodę płuczącą odprowadza się ponadto materiał organiczny
do góry. Utworzona warstwa fluidalna różni się zasadniczo od poruszonego złoża stałego, w którym ziarenka
piasku nie mogą się swobodnie poruszać.
Wytworzona warstwa fluidyzowana ma typowo określoną
wysokość przebiegu w pojemniku, nadzorowaną za pomocą siłomierza puszkowego do sił ściskających.
Sygnały siłomierza puszkowego do sił ściskających można wykorzystywać do sterowania urządzeniem
odprowadzającym dla oddzielonego materiału nieorganicznego. Aby materiał odciągany mógł dostawać się
do obszaru urządzenia odprowadzającego jest przewidziane obejście, które może być zrealizowane
technicznie na wiele sposobów, przykładowo przez otwór w obszarze środkowym dna perforowanego,
umieszczenie przewodu obejściowego lub inny otwór, przez który również woda płucząca może przechodzić
do góry, a oczyszczony piasek w kierunku przeciwnym, do dołu. W pojemniku jest ponadto umieszczone
mieszadło, mające ramiona mieszające, które mogą być umieszczone w dolnym obszarze fluidyzowanej
warstwy piasku i/lub w dolnym obszarze komory zbiorczej dla materiału organicznego. Za pomocą znanego
urządzenia można przeprowadzać efektywne oddzielanie między materiałem organicznym i nieorganicznym.
Jednakże, warstwa fluidyzowana wytwarzana jest jedynie przez doprowadzaną wodę płuczącą, tak że musi
być ona oddawana do dyspozycji w odpowiedniej ilości na jednostkę czasu. Prędkość w pustych rurach
wody napływającej wynosi około 5 do 15 m/h. Ramiona mieszające mieszadła, umieszczone obrotowo w
dolnym obszarze fluidyzowanej warstwy piasku i/lub w dolnym obszarze komory zbiorczej dla materiału
organicznego, zapobiegają z jednej strony tworzeniu się kanałów w dolnym obszarze fluidyzowanej warstwy
piasku i rozluźniają z drugiej strony masę organiczną, znajdującą się nad warstwą piasku, tak że poprzez
urządzenie zasilające ponadto dodawany zanieczyszczony materiał może przenikać przez warstwę
organiczną, a zatem może dostawać się do obszaru fluidyzowanej warstwy piasku.
[0004] Z opisu EP 0 713 418 B1 jest znany sposób i urządzenie do oddzielania piasku ze ścieków
załadowanych piaskiem i substancjami organicznymi w stojącym pojemniku. W górnym obszarze pojemnika
jest
przewidziane
urządzenie
zasilające.
Z
dolnym
obszarem
pojemnika
graniczy
urządzenie
odprowadzające dla oddzielonego materiału nieorganicznego w postaci urządzenia z przenośnikiem
ślimakowym. W tym obszarze przewidziany jest również przewód doprowadzający dla świeżej wody, przez
który świeżą wodę wprawia się w ruch cyrkulacyjny, w którym specyficznie lżejsze substancje organiczne
poruszane są do góry do przelewu, podczas gdy specyficznie cięższe ziarenka piasku opadają na dno
pojemnika i tworzą tam placek z piasku, poruszany mechanicznie mieszadłem, tak że pojedyncze ziarenka
piasku pocierają o siebie i przy tym ewentualnie przywierające substancje organiczne są ścierane. Starte
substancje organiczne zabierane są do góry za pomocą strumienia skierowanego do góry wytworzonego
przez doprowadzaną świeżą wodę. Przez to, zanieczyszczony piasek w złożu stałym jest mechanicznie
poruszany i jest wyprowadzany jedynie w ilości, zapewniającej wstępnie określoną wysokość minimalną
osadzonego piasku. Działanie oczyszczające polega zatem zasadniczo na mechanicznym poruszaniu
ziarenek piasku w złożu stałym mieszadłem, które musi być wykonane z odpowiednią mocą.
[0005] Z opisu DE 198 44 006 A1 jest znany sposób oddzielania mineralnego piasku od obrabianej
mieszaniny z wody, składników organicznych i piasku. Mieszanina, wprowadzana od góry do osadnika, jest
kulkowana drobno pęcherzykowym powietrzem od dołu do góry, tak że następuje w kierunku pionowym
2
EP 1 516 672 B1
oddzielanie cząstek według ich gęstości. Ze względu na wyższą gęstość odprowadza się w sposób
uregulowany oddzielony piasek. Mieszanina z piasku, wody i składników organicznych może być podczas
kulkowania powietrzem dodatkowo mechanicznie poruszana. Piasek, osadzony w obszarze dennym w złożu
stałym można wykorzystywać do określania momentu obrotowego, wprowadzanego podczas mieszania.
Płynność mieszaniny można regulować przez dodatkowe dodawanie wody od góry. Urządzenie może
przejmować wspólnie zadanie separatora piasku/łapacza piasku. Przez drobno pęcherzykowe kulkowanie
mieszaniny z piasku, wody i składników organicznych następuje odpowiedni ruch mieszaniny, prowadzący
do pożądanego działania separującego.
[0006] Z opisu US 1 277 145 A jest znane dodatkowe urządzenie podnoszące.
ZADANIE WYNALAZKU
[0007] Zadaniem leżącym u podstaw wynalazku jest takie dalsze rozwinięcie urządzenia opisanego na
wstępie rodzaju, że osiąga sie wysokie działanie czyszczące, odłączając w wysokim stopniu materiał
organiczny przywierający do materiału nieorganicznego od tego materiału, a następnie materiał organiczny z
jednej strony i materiał nieorganiczny z drugiej strony mogą być osobno odprowadzane. Chodzi przy tym o
umożliwienie prostej budowy i niedrogiego wytarzania i taniej eksploatacji urządzenia.
ROZWIĄZANIE
[0008] Zadanie wynalazku rozwiązuje się zgodnie z wynalazkiem za pomocą cech niezależnych zastrzeżeń
patentowych.
OPIS WYNALAZKU
[0009] Urządzenie pracuje, tak jak również w stanie techniki, ze złożem fluidalnym, aby przeprowadzać w
porównaniu do złoża stałego bardziej efektywne oddzielanie między materiałem nieorganicznym i
przywierającym do niego materiałem organicznym. Utrzymuje się zatem w dolnym obszarze pojemnika
fluidyzowaną warstwę piasku jako warstwę fluidalną, przy czym zainicjowany przez to ruch ziarenek piasku
prowadzi do tego, że materiał organiczny zostaje odłączony od materiału nieorganicznego, rozdrobniony i
wyprowadzony przez wodę płuczącą do góry. Jednakże, złoże fluidalne nie jest tworzone i utrzymywane
tylko przez dodawanie wody płuczącej. Co więcej, przewidziane jest dodatkowo urządzenie podnosząca,
które wytwarza warstwę fluidyzowaną razem z urządzeniem doprowadzającym dla wody płuczącej w dolnym
obszarze pojemnika. Urządzenie przenoszące wprowadza ruch składowy na ziarenka piasku pionowo do
góry, a zatem w jednakowym kierunku, w jakim również doprowadzana woda płucząca wywiera ruch
składowy na ziarenka piasku. Zostaje zainicjowany przepływ cyrkulacyjny w złożu fluidalnym, a zatem
zostaje wytworzone w obszarach warstwy fluidalnej przemywanie strumieniem przeciwnym. Ponieważ
urządzenie podnoszące przyczynia się do utworzenia i utrzymania warstwy fluidalnej, powstaje zatem
korzystnie możliwość mniejszego zużycia wody z doprowadzenia wody płuczącej. Wykonanie urządzenia
może być tak dobrane, że samo doprowadzanie wody płuczącej nie umożliwia jeszcze przekroczenia
minimalnej prędkości fluidyzacji, lecz potrzebny jest do tego pionowy ruch składowy urządzenia
3
EP 1 516 672 B1
podnoszącego. Możliwe jest jednak również doprowadzanie wody płuczącej w większych ilościach, które
same wystarczają do przekroczenia minimalnej prędkości fluidyzacji, aby utworzyć dodatkowo przepływ
cyrkulacyjny i spowodowane tym przemywanie strumieniem przeciwnym w obszarze złoża fluidalnego.
Powstaje ulepszone działanie oczyszczające. Urządzenie można korzystnie również wtedy sensownie
stosować, gdy mają być oddzielane od siebie stosunkowo małe ilości materiału nieorganicznego
zanieczyszczonego materiałem organicznym. Urządzenie podnoszące wywiera na mieszaninę z materiału
nieorganicznego i organicznego w obszarze złoża fluidalnego skierowany do góry ruch składowy. Różni się
ono zatem wyraźnie od mieszadła, wywierającego na ziarenka piasku ruch składowy skierowany zasadniczo
poziomo. Dodatkowe użycie urządzenia podnoszącego ma tę kolejną zaletę, że złoże fluidalne poruszane
jest przez opisany przepływ cyrkulacyjny po zadanym torze ruchu. Przeciwdziała się przez to od początku
powstawaniu kanałów, typowemu dla pracy w złożu stałym.
[0010] Ponieważ urządzenie pracuje z utrzymywaniem złoża fluidalnego, występuje zatem – w
przeciwieństwie do pracy w złożu stałym – możliwość, wykrywania za pomocą sondy ciśnieniowej przebiegu
warstwy fluidalnej. Według wynalazku sonda taka jest przewidziana w obszarze warstwy fluidyzowanej na
ściance pojemnika, w celu sterowania wysokością przebiegu warstwy fluidyzowanej przez sterowanie
urządzeniem odprowadzającym dla oddzielonego, oczyszczonego materiału nieorganicznego, przy czym
urządzenie odprowadzające jest wykonane jako urządzenie z przenośnikiem ślimakowym. Urządzenie
odprowadzające dla oddzielonego materiału nieorganicznego, jest eksploatowane impulsowo. W dolnym
obszarze pojemnika, oczyszczony piasek przechodzi do dołu przez pierścieniową powierzchnię przekroju
poprzecznego w kołnierzu ochronnym. Odkłada się on tam w postaci złoża stałego. Podczas kontynuowanej
eksploatacji to złoże stałe przemieściłoby się do góry. Jest to dopuszczalne tylko warunkowo, ponieważ nie
można zakłócać doprowadzania wody płuczącej. W celu zapewnienia tu przepisowej pracy, oczyszczony
piasek musi być wciąż usuwany ze swego złoża stałego, a zatem musi być utrzymywana w pewnych
granicach stała wysokość złoża stałego przez uruchomienie urządzenia odprowadzającego.
[0011] Szczególnie proste i niedrogie wykonanie urządzenia podnoszącego wynika dzięki przenośnikowi
ślimakowemu, umieszczonemu pionowo w centrum pojemnika, napędzanemu wałem. Wał wchodzi od góry
do pojemnika, tak że napęd jest umieszczony w prosty sposób powyżej pojemnika, a zatem poza poziomem
wody. Urządzenie podnoszące w postaci takiego przenośnika ślimakowego może być równocześnie
zaopatrzone także w ramiona mieszające, tak że otrzymuje się tu wspólnie napędzaną jednostkę, która
może spełniać zarówno funkcję urządzenia podnoszącego, jak i funkcję mieszadła. Dla działania
oczyszczającego umieszczenie mieszadła nie jest jako takie potrzebne. Może być jednak celowe, ciągłe
rozluźnianie, względnie przerywanie budowy stosunkowo mocnej warstwy organicznej powyżej wysokości
przebiegu warstwy fluidalnej za pomocą ramienia mieszającego, aby z jednej strony było zapewnione
odprowadzanie materiału organicznego, a z drugiej strony stale nowy oczyszczany materiał, który podawany
przez urządzenie zasilające u góry, może przechodzić do dołu do strefy czyszczenia warstwy fluidalnej.
[0012] Urządzenie podnoszące może być wykonane, jak pokazano na przykładzie przenośnika
ślimakowego, jako urządzenie pracujące mechanicznie. Jest ono umieszczone zgodnie z działaniem w
centrum względnie w centralnym obszarze pierścieniowym pojemnika, korzystnie w takim obszarze
pojemnika, który tworzy cylindryczny pionowy odcinek. Jest jednak również możliwe wykonanie urządzenia
podnoszącego jako urządzenia działającego pneumatycznie, pracującego przy udziale gazu, przykładowo
powietrza, tak że urządzenie podnoszące stanowi powietrzny podnośnik cieczy. Doprowadzanie powietrza
4
EP 1 516 672 B1
następuje celowo od góry. Powietrze doprowadza się celowo do wypływania w dolnym obszarze warstwy
fluidalnej, a zatem poniżej poziomu wody, tak że wywiera się przez powietrze na materiał organiczny i
nieorganiczny pionowy ruch składowy, umożliwiający razem z doprowadzaniem wody wytwarzanie i
utrzymanie warstwy fluidalnej. Możliwe jest również stosowanie wielu urządzeń podnoszących w kombinacji,
przykładowo kombinacji z mechanicznego i pneumatycznego urządzenia podnoszącego. Urządzenie
podnoszące może stanowić również część składową mieszadła z napędzanym od góry wałem, przy czym
urządzenie podnoszące musi przede wszystkim dostarczać pionowy ruch składowy, podczas gdy poziomy
ruch składowy mieszadła wykorzystywany jest tylko dodatkowo.
[0013] Urządzenie ma urządzenie doprowadzające dla wody płuczącej, wykonane zasadniczo jako
pierścieniowy przewód z otworami wylotowymi. To urządzenie doprowadzające jest zatem wykonane inaczej
niż znane w stanie techniki dno perforowane ze skierowanymi do góry otworami w kształcie dysz,
rozmieszczonymi na powierzchni przekroju poprzecznego. Takie otwory w kształcie dysz mogą ulegać
zanieczyszczaniu lub nawet zatykaniu, tak że możliwe jest częściowe zamknięcie dna perforowanego.
Urządzenie doprowadzające w postaci pierścieniowego przewodu z otworami wylotowymi jest natomiast
mniej podatne na usterki. Ilość otworów wylotowych jest zasadniczo mniejsza niż w przypadku dna
perforowanego. Wystarcza jeden taki pierścieniowy przewód, ponieważ złoże fluidalne nie rozprzestrzenia
się na całej poziomej powierzchni przekroju poprzecznego, lecz jest tworzone i utrzymywane niejako w
pierścieniowej szczelinie między urządzeniem podnoszącym i średnicą wewnętrzną pojemnika. Woda
płucząca jest zatem doprowadzana celowo w tej pierścieniowej szczelinie.
[0014] Jest szczególnie celowe, gdy powyżej pierścieniowego przewodu na ściance wewnętrznej pojemnika
jest przewidziany kołnierz ochronny, tworzący w kierunku do dołu przestrzeń swobodną, w której jest
umieszczony pierścieniowy przewód. Otwory wylotowe pierścieniowego przewodu mogą być umieszczone
kierując się do góry do przestrzeni swobodnej. Ta przestrzeń swobodna utrzymywana jest we wszystkich
stanach eksploatacji pozbawiona osadzonego piasku, tak że nie jest możliwie zanieczyszczenie i zamknięcie
otworów wylotowych. Otwory wylotowe mogą być jednak przewidziane skierowane bocznie lub do dołu na
pierścieniowym przewodzie umieszczonym w przestrzeni swobodnej. Kołnierz ochronny jest tak
ukształtowany, że woda płucząca wyznacza po swym wyjściu z otworów wylotowych pierścieniowego
przewodu ścieżkę przepływu, która jest skierowana najpierw lub na swej drodze do dołu, zmienia następnie
swój kierunek ruchu i odpływa do góry przez przestrzeń, otoczoną przez kołnierz ochronny. Przy tym jest
celowe, że wał urządzenia podnoszącego albo doprowadzenie urządzenia podnoszącego pracującego z
powietrzem jest przewidziane tak, że sięga aż do poniżej pierścieniowego przewodu, tak że już w obszarze
przepływu do góry wody płuczącej jest utworzony pierścieniowy przekrój poprzeczny. Gdy urządzenie
podnoszące jest wykonane jako przenośnik ślimakowy, to na dolnym końcu przenośnika ślimakowego może
być przewidziana płyta odpierająca, której średnica zewnętrzna jest zgodna ze średnicą zewnętrzną spirali
przenoszącej przenośnika ślimakowego. Również to służy do wykonania pierścieniowego przekroju
poprzecznego dla wytwarzania złoża fluidalnego z nawarstwionym przepływem cyrkulacyjnym. Woda
płucząca gromadzona jest zatem na pierścieniowym przekroju poprzecznym, a płyta odpierająca dla
napływającej wody płuczącej polepsza działanie podnoszące przenośnika ślimakowego.
5
EP 1 516 672 B1
KRÓTKI OPIS FIGUR
[0015] Wynalazek zostanie poniżej dalej wyjaśniony i opisany na podstawie korzystnych przykładów
wykonania przedstawionych na figurach.
Fig. 1 pokazuje schematyczny widok z boku całego urządzenia.
Fig.2 pokazuje szczegółowy wycinek, częściowo w przekroju, według postaci wykonania z fig.1 urządzenia.
Fig.3 pokazuje podobny widok w przekroju jak fig.2, jednak w przypadku innej postaci wykonania.
Fig.4 pokazuje podobny widok w przekroju jak fig.2 i 3, jednak w przypadku kolejnej postaci wykonania.
OPIS FIGUR
[0016] Fig.1 pokazuje urządzenie w całości. Urządzenie ma pojemnik 1 z osią pionową 2. Pojemnik 1
posiada ściankę 3, korzystnie o konstrukcji okrągłej, i jest umieszczony skierowany pionowo swą osią 2.
Ścianka 3 pojemnika 1 jest złożona z wielu cylindrycznych i/lub mających kształt stożka ściętego
fragmentów, zwłaszcza tak, że od dołu do góry jest przewidziany zwiększający się przekrój poprzeczny, jak
pokazuje to fig.1. Pojemnik 1 ma w swym obszarze górnym urządzenie zasilające 4, przykładowo w postaci
leja, przez który podaje się do pojemnika 1 zgodnie ze strzałką 5 materiał nieorganiczny zanieczyszczony
materiałem organicznym. Poziom wody 6 ustalający się podczas eksploatacji urządzenia jest zaznaczony. W
obszarze górnym do ścianki 3 pojemnika przylega urządzenie 7 do odprowadzania materiału organicznego i
cieczy. Zamiast urządzenia 7 mogą być również umieszczone dwa osobne urządzenia na niejednakowej
wysokości, przy czym jedno urządzenie jest wykonane do odprowadzania cieczy, a inne urządzenie do
odprowadzania materiału organicznego. Urządzenie do odprowadzania materiału organicznego jest
umieszczone poniżej urządzenia do odprowadzania cieczy. Przylega ono do komory zbiorczej 8, w której
wzbogaca się podczas eksploatacji materiał organiczny.
[0017] W dolnym obszarze pojemnika 1 jest przewidziane urządzenie doprowadzające 9 dla wody płuczącej,
za pomocą którego wprowadza się wodę płuczącą zgodnie ze strzałką 10 do wnętrza pojemnika 1. Króciec
wlotowy 11 jest w stałym połączeniu względem pierścieniowego przewodu 12 we wnętrzu pojemnika 1,
przez który następuje podawanie wody płuczącej.
[0018] Powyżej pierścieniowego przewodu 12 znajduje się kołnierz ochronny 13, przylegający wewnątrz do
ścianki 3 pojemnika 1, zwężający się lejowo do dołu i kończący się ewentualnie w odcinku cylindrycznym,
którego dolny koniec jest umieszczony poniżej pierścieniowego przewodu 12. Przy tym w klinie między
ścianką 3 i kołnierzem ochronnym 13 utworzona zostaje przestrzeń swobodna 14, uwzględniana i
przeznaczona do przechowywania pierścieniowego przewodu 12.
[0019] Od góry sięga do pojemnika 1 wał 15, napędzany obrotowo silnikiem 16 i przekładnią redukcyjną 17.
Wał 15 posiada w obszarze, który może zaczynać się nieco powyżej kołnierza ochronnego 13, przenośnik
ślimakowy 18. Przenośnik ślimakowy 18 może być na swym dolnym końcu wykonany zatem jako zamknięty
płytą odpierającą 19, tak że między średnicą zewnętrzną płyty odpierającej 19 i ścianką wewnętrzną 3
pojemnika 1 zostaje utworzony pierścieniowy przekrój poprzeczny 20, począwszy od którego w kierunku do
góry oddziałuje urządzenie podnoszące 21 na mieszaninę zanieczyszczonego organicznie materiału
nieorganicznego i wody. Urządzenie podnoszące 21 jest tu wykonane jako mechaniczne urządzenie
6
EP 1 516 672 B1
podnoszące. Istotne części składowe tego mechanicznego urządzenia podnoszącego stanowi wał 15 i
przenośnik ślimakowy 18. Przez działanie urządzenia podnoszącego wywierany jest skierowany do góry
ruch składowy na materiał nieorganiczny i organiczny. Te poszczególne warunki zostaną następnie
wyjaśnione na podstawie fig.2. Wał 15 przebiega swym dolnym końcem przez kołnierz ochronny 13. Kończy
się on poniżej niego i przygotowuje zatem pierścieniowy przekrój poprzeczny 20 także już w obszarze
kołnierza ochronnego 13.
[0020] Zasadniczo między kołnierzem ochronnym 13 aż do końca urządzenia podnoszącego 21 względnie
przenośnika ślimakowego 18 względnie nieznacznie poza nimi tworzy się podczas eksploatacji urządzenia
warstwa fluidyzowana 22, zatem złoże fluidalne. Względem wysokości względnie przebiegu warstwy
fluidyzowanej 22, na zewnątrz na ściance 3 pojemnika 1 jest przewidziana sonda 23. Sonda 23 służy do
wykrywania gęstości warstwy fluidalnej. Ze zmierzonych sygnałów ciśnieniowych mogą wynikać wnioski
odnośnie gęstości mieszaniny w warstwie fluidyzowanej 22, a zatem odnośnie przebiegu warstwy fluidalnej.
Te sygnały są celowo wykorzystywane do odtransportowywania skośnie do góry oczyszczonego materiału
nieorganicznego, przechodzącego do dołu przez pierścieniowy przekrój poprzeczny w obszarze kołnierza
ochronnego 13 i zbierającego się tam, za pomocą urządzenia odprowadzającego 24, przyłączonego na
dolnym końcu pojemnika 1. Istotną częścią składową urządzenia odprowadzającego 24 dla materiału
nieorganicznego jest urządzenie z przenośnikiem ślimakowym z wałem 25, przenośnikiem ślimakowym 26
oraz obudową 27. Urządzenie z przenośnikiem ślimakowym z wałem 25 napędzane jest impulsowo silnikiem
28 i przyłączoną przekładnią 29. W górnym obszarze obudowy 27 znajduje się koryto 30, za pomocą którego
odprowadzony oczyszczony materiał nieorganiczny jest wydawany powyżej poziomu wody 6.
[0021] Na podstawie fig.2 są wyjaśnione warunki podczas eksploatacji urządzenia. Na początku
eksploatacji, urządzenie napełnia się oczyszczonym materiałem nieorganicznym, a zatem piaskiem, przy
czym piasek odkłada się w obszarze dolnym i powstaje stożek z piasku, kończący się zasadniczo w
obszarze górnego końca kołnierza ochronnego, tak że wewnętrzny przekrój poprzeczny kołnierza
ochronnego jest mniej lub bardziej całkowicie wypełniony. Następnie uruchamia się urządzenie
doprowadzające 9 dla wody płuczącej, tak że woda płucząca zgodnie ze strzałką 10 dostaje się poprzez
króciec wlotowy 11 do pierścieniowego przewodu 12. Pierścieniowy przewód 12 ma skierowane do góry
otwory wylotowe 31. Otwory wylotowe 31 są regularnie rozmieszczone na obwodzie pierścieniowego
przewodu 12. Woda płucząca wychodzi przez otwory wylotowe 31 pierścieniowych przewodów 12 do
przestrzeni swobodnej 14 poniżej kołnierza ochronnego 13. Widać, że w tej przestrzeni swobodnej 14 nie
znajduje się piasek, lecz powietrze i/lub woda, tak że również w stanie spoczynkowym urządzenia otwory
wylotowe nie mogą się zatkać, zabrudzić ani zaczopować. Wychodząca woda płucząca zmienia zgodnie ze
strzałką 32 najpierw swój kierunek przepływu i podpływa wówczas dolną krawędź kołnierza ochronnego 13
zgodnie ze strzałką 33. Zabiera ona przy tym do góry oczyszczony piasek, płynąc dalej do góry przez
przestrzeń pierścieniową między kołnierzem ochronnym 13 i wałem 15, podczas gdy w dolnym obszarze
poniżej kołnierza ochronnego 13 pozostaje osadzona hałda piasku 34, zaznaczona przerywanym
prowadzeniem linii. Przez zabranie oczyszczonego piasku do góry podnosi się woda aż do poziomu wody 6
(fig.1) i tworzy się równocześnie na części wysokości warstwa fluidyzowana, w obrębie której ziarenka
piasku poruszają się w rodzaju złoża fluidalnego. Gdy tylko uruchomi się silnik 16, a zatem urządzenie
podnoszące 21, wówczas oddziałuje dodatkowy ruch składowy w kierunku pionowym do góry na
oczyszczone ziarenka piasku. Złoże fluidalne rozszerza się przy tym do góry do warstwy fluidyzowanej 22.
7
EP 1 516 672 B1
Kończy się ono zasadniczo na górnym końcu przenośnika ślimakowego 18. Przez współdziałanie płynącej
do góry wody płuczącej, z jednej strony i urządzenia podnoszącego 21, z drugiej strony warstwa
fluidyzowana 22 osiąga nie tylko swą ostateczną wysokość przebiegu. Równocześnie nadaje się warstwie
fluidyzowanej 22 przepływ cyrkulacyjny, uwidoczniony różnymi przedstawieniami za pomocą strzałek w
obrębie warstwy fluidyzowanej 22. W
promieniowo
wewnętrznym
obszarze,
zwłaszcza
między
przenośnikiem ślimakowym 18 i wałem 15, ziarenka piasku będą poruszać się w warstwie fluidyzowanej 22
przeważnie według strzałek 35 do góry, podczas gdy na większym promieniu w obszarze ścianki 3
występuje przeważnie kierunek ruchu według strzałek 36 do dołu. Powstaje, jak przedstawiono, promieniowy
przepływ walcowy, przy czym zmiana kierunku przepływu jest zaznaczona strzałkami 37 i 38. Zmiana
kierunku przepływu w obszarze dolnym może przebiegać aż do pierścieniowego przekroju poprzecznego na
wysokości kołnierza ochronnego 13, podczas gdy górny koniec przepływu walcowego może być
umieszczony również powyżej górnego końca przenośnika ślimakowego 18.
[0022] Urządzeniem zasilającym 4 podawany jest obecnie materiał nieorganiczny zanieczyszczony
materiałem organicznym od góry do pojemnika 1, przy czym materiał ten zbiera się w warstwie fluidyzowanej
22. Przez typowy ruch ziarenek piasku, natrafianie na siebie oraz kontakt ze ścianką wewnętrzną 3
pojemnika następuje odłączenie się materiału organicznego od materiału nieorganicznego, rozdrobnienie
oraz kontynuowane oczyszczanie. Lżejszy materiał organiczny jest zabierany przez wodę płuczącą do góry,
podczas gdy ziarenka piasku z malejącym stopniem zanieczyszczenia i rosnącą przy tym ogółem gęstością
we wzmożony sposób opadają na dół i zbierają się w dolnym obszarze warstwy fluidyzowanej 22. Przy tym,
ziarenka piasku przechodzą do dołu również przez przestrzeń pierścieniową między wałem 15 i kołnierzem
ochronnym 13 i nawarstwiają się na hałdzie piasku 34. Wraz z tym wyprowadzeniem ziarenek piasku do dołu
z kontynuowanym zasilaniem rośnie gęstość warstwy fluidyzowanej 22. Wykrywa to sonda 23, tak że
sygnały wychodzące od niej są wykorzystywane przez urządzenie sterujące do uruchamiania urządzenia
odprowadzającego 24 i napędzania go przez określony wstępnie okres czasu. Zmniejsza się przez to
osadzona hałda piasku 34 względnie jej górna granica przemieszcza się na niższy poziom, przez co
ponownie we wzmożony sposób oczyszczone ziarenka piasku przechodzą do dołu z warstwy fluidyzowanej
22 i mogą odkładać się w obszarze hałdy piasku 34. Przez to zmniejsza się natomiast gęstość warstwy
fluidyzowanej 22. Przy kontynuowanym zasilaniu może ustalić się tu bardziej lub mniej stacjonarny stan, tak
że doprowadzony materiał jest oczyszczany w sposób ciągły.
[0023] Składniki organiczne, odłączone w obrębie warstwy fluidyzowanej 22, które są stosunkowo lżejsze,
zabierane są do góry przez wodę płuczącą i wzbogacają się w komorze zbiorczej 8. Wał 15 urządzenia
podnoszącego 21 może być zaopatrzony w obszarze komory zbiorczej 8, lecz również w innych obszarach,
w ramiona mieszające 39, 40 (fig.1), których zadanie polega zasadniczo na ciągłym rozluźnianiu i
przerywaniu mocnego tworzenia się warstw materiału organicznego w tym obszarze, tak że materiał
organiczny odprowadzany jest urządzeniem 7 razem z wodą płuczącą. Również w obszarze warstwy
fluidyzowanej 22 mogą być przewidziane ramiona mieszające (nieprzedstawione), które oprócz działania
wymaganego urządzenia podnoszącego 21 nadają ziarenkom piasku mniej lub bardziej poziomy ruch
składowy.
[0024] W postaci wykonania według fig.3 urządzenie podnoszące 21 jest wykonane w sposób
pneumatyczny. Wał 15 jest ukształtowany jako pusty i posiada występ 41, stopniowany na średnicy. Od góry
wprowadza się sprężone powietrze przez wnętrze wału 15 i występu 41 zgodnie ze strzałką 42. Również
8
EP 1 516 672 B1
tutaj wał 15 i występ 41 są napędzane, tak że sprężone powietrze doprowadza się poprzez połączenie
obrotowe. Sprężone powietrze wychodzi na dolnym końcu występu 41 zgodnie ze strzałką 47 i zmienia przy
odpowiednim doprowadzaniu wody swój kierunek przepływu. Z wałem 15 jest połączona ścianka
cylindryczna 43 w sposób odporny na przekręcanie, która może mieć na swym dolnym końcu wystający
kołnierz łapacza 44. Sprężone powietrze płynie w obrębie ścianki cylindrycznej 43 zgodnie ze strzałką 45 do
góry, tak że również tutaj w stanie eksploatacji na ziarenka piasku działa skierowany do góry ruch składowy
zgodnie ze strzałką 35. Ścianka cylindryczna 43 jest u góry otwarta, tak że tutaj zgodnie ze strzałką 37
następuje zawrócenie przepływu walcowego w obrębie warstwy fluidyzowanej 22. Ścianka cylindryczna 43
może być połączona z wałem 15, a zatem może być napędzana obrotowo. Możliwe jest również
zawieszenie ścianki cylindrycznej 43 stacjonarnie na ściance 3. W obydwu przypadkach tworzy się również
tutaj pierścieniowo lub walcowo nakładający się przepływ warstwy fluidyzowanej 22, przez co osiąga się
wszystkie te efekty, które występują także na podstawie postaci wykonania według fig.2 w przypadku
mechanicznego urządzenia podnoszącego 21. Wreszcie, możliwe jest również stosowanie mechanicznych
lub pneumatycznych urządzeń podnoszących 21 w sposób kombinowany ze sobą.
[0025] Doprowadzanie wody płuczącej jest tu wykonane nieco z uproszczeniem. Zrezygnowano tu z
pierścieniowego przewodu 12, tak że przestrzeń swobodna 14 poniżej kołnierza ochronnego 13 jest
wykorzystywana do rozdzielania wody płuczącej. Dolna krawędź kołnierza ochronnego jest tu zaopatrzona w
wycięcia względnie wybrania 46, przez które prowadzi się do góry doprowadzaną wodę płuczącą zgodnie ze
strzałkami 33 przez przestrzeń w kołnierzu ochronnym 13. Przez ściankę cylindryczną 43 prowadzi się i
ujednorodnia strumień, przy czym w obrębie ścianki cylindrycznej 43 przeważają składowe strumienia
skierowane do góry, podczas gdy poza ścianką cylindryczną 43 następuje przepływ do dołu przepływu
cyrkulacyjnego. We wszystkich obydwu przekrojach poprzecznych strumienia przeważa oczywiście warstwa
fluidalna względnie warstwa fluidyzowana 22.
[0026] Fig.4 pokazuje postać wykonania, w przypadku której ścianka cylindryczna 43 jest przyporządkowana
do przenośnika ślimakowego 18. Jest zrozumiałe, że powyżej przenośnika ślimakowego 18 jest
przewidziany wał 15 (nieprzedstawiony), kontynuowany w dolnym obszarze przenośnika ślimakowego 18,
podczas gdy duży zakres wysokości przenośnika ślimakowego 18 jest wykonany bez wału. Ścianka
cylindryczna 43 jest połączona z przenośnikiem ślimakowym 18 we wspólnie obrotową jednostkę,
ukształtowaną jako otwarta u góry i u dołu. Również tutaj przeważa w obrębie ścianki cylindrycznej 43
skierowany do góry ruch składowy zgodnie ze strzałkami 35, 45. Pierścieniowy przewód 12 jest tu
umieszczony obiegowo poza ścianką 3, podczas gdy otwory wylotowe 31 przechodzą przez ściankę 3. Wał
15 może być również przewidziany odmiennie od widoku na rysunku z fig.4 w sposób ciągły, jak pokazuje to
fig.2.
[0027] We wszystkich postaciach wykonania warstwa fluidyzowana 22 zapewniona jest przez współdziałanie
napływającej wody płuczącej i urządzenia podnoszącego 21. Otrzymuje się przez to nie tylko warstwę
fluidyzowaną 22, lecz wyraźny przepływ cyrkulacyjny.
LISTA OZNACZNIKÓW
[0028]
9
EP 1 516 672 B1
1 pojemnik
11 króciec wlotowy
2 oś
12 przewód pierścieniowy
3 ścianka
13 kołnierz ochronny
4 urządzenie zasilające
14 przestrzeń swobodna
5 strzałka
15 wał
6 poziom wody
16 silnik
7 urządzenie
17 przekładnia redukcyjna
(kontynuacja)
8 komora zbiorcza
18 przenośnik ślimakowy
9 urządzenie doprowadzające
19 płyta odpierająca
10 strzałka
20 pierścieniowy przekrój poprzeczny
21 urządzenie podnoszące
31 otwór wylotowy
22 warstwa fluidyzowana
32 strzałka
23 sonda
33 strzałka
24 urządzenie odprowadzające
34 hałda piasku
25 wał
35 strzałka
26 przenośnik ślimakowy
36 strzałka
27 obudowa
37 strzałka
28 silnik
38 strzałka
29 przekładnia
39 ramię mieszające
30 koryto
40 ramię mieszające
41 przedłużenie
47 strzałka
42 strzałka
43 ścianka cylindryczna
44 kołnierz łapacza
45 strzałka
46 wybranie
Zastrzeżenia patentowe
1. Sposób oddzielania materiału organicznego od materiału nieorganicznego, zwłaszcza organicznie
zanieczyszczonego piasku z oczyszczalni ścieków, przy czym zanieczyszczony materiał
nieorganiczny wprowadza się do pojemnika (1), a oddzielony materiał nieorganiczny odciąga się w
dolnym obszarze pojemnika (1), a materiał organiczny odprowadza się w górnym obszarze
pojemnika (1) i doprowadza się wodę płuczącą w dolnym obszarze pojemnika (1), przy czym
powyżej doprowadzenia wody płuczącej w pojemniku (1) następuje oddzielanie materiału
organicznego od materiału nieorganicznego w warstwie fluidyzowanej (22) i jest przewidziane
10
EP 1 516 672 B1
urządzenie podnoszące (21) skuteczne w obszarze warstwy fluidyzowanej (22), za pomocą którego
wywiera się skierowany do góry ruch składowy na mieszaninę z materiału nieorganicznego i
organicznego w obszarze złoża fluidalnego warstwy fluidyzowanej (22) i że doprowadzenie wody
płuczącej i urządzenie podnoszące (21) dostosowuje się do siebie tak, że wytwarzają one podczas
eksploatacji przez współdziałanie napływającej wody płuczącej i urządzenia podnoszącego (21)
warstwę fluidyzowaną (22), i że mierzy się ciśnienie warstwy fluidyzowanej (22), a odciąganie
oddzielonego materiału nieorganicznego następuje za pomocą urządzenia z przenośnikiem
ślimakowym, sterowanego w zależności od ciśnienia.
2. Sposób według zastrzeżenia 1, znamienny tym, że mieszanina z materiału nieorganicznego i
organicznego jest unoszona mechanicznie albo pneumatycznie.
3. Sposób według zastrzeżenia 1 albo 2, znamienny tym, że woda płucząca doprowadzana jest
pierścieniowo.
4.
Sposób według przynajmniej jednego z poprzednich zastrzeżeń, znamienny tym, że oddzielony
materiał nieorganiczny jest odciągany impulsowo.
5. Urządzenie do oddzielania materiału organicznego od materiału nieorganicznego, zwłaszcza
organicznie zanieczyszczonego piasku z oczyszczalni ścieków, z pojemnikiem (1), mającym
urządzenie zasilające (4) do wprowadzania zanieczyszczonego materiału nieorganicznego do
pojemnika (1), z urządzeniem odprowadzającym (24) dla oddzielonego materiału nieorganicznego,
umieszczonym w dolnym obszarze pojemnika (1), urządzeniem (7) do odprowadzania materiału
organicznego i urządzeniem doprowadzającym (9) dla wody płuczącej w dolnym obszarze
pojemnika (1), przy czym powyżej urządzenia doprowadzającego (9)
dla wody płuczącej w
pojemniku (1) następuje oddzielanie materiału organicznego od materiału nieorganicznego w
warstwie fluidyzowanej (22) i jest przewidziane urządzenie podnoszące (21) skuteczne w obszarze
warstwy fluidyzowanej (22) i że urządzenie doprowadzające (9) dla wody płuczącej w dolnym
obszarze pojemnika (1) i urządzenie podnoszące (21) są dostosowane do siebie tak, że wytwarzają
podczas eksploatacji przez współdziałanie napływającej wody płuczącej i urządzenia podnoszącego
(21) warstwę fluidyzowaną (22) i że w obszarze warstwy fluidyzowanej (22) na ściance (3)
pojemnika (1) jest przewidziana sonda (23), połączona urządzeniem sterującym z urządzeniem
odprowadzającym (24) dla sterowania urządzeniem odprowadzającym (24) dla oddzielonego
materiału nieorganicznego, przy czym urządzenie odprowadzające (24) jest wykonane jako
urządzenie z przenośnikiem ślimakowym.
6. Urządzenie według zastrzeżenia 5, znamienne tym, że urządzenie podnoszące (21) ma
umieszczony pionowo w centrum pojemnika (1) przenośnik ślimakowy (18), napędzany wałem (15).
7. Urządzenie według zastrzeżenia 5 albo 6, znamienne tym, że urządzenie podnoszące (21) jest
wykonane jako powietrzny podnośnik cieczy.
8. Urządzenie według przynajmniej jednego z zastrzeżeń 5 do 7, znamienne tym, że urządzenie
podnoszące (21) jest częścią składową mieszadła z napędzanym od góry wałem (15).
9. Urządzenie według przynajmniej jednego z zastrzeżeń 5 do 8, znamienne tym, że urządzenie
doprowadzające (9) dla wody płuczącej jest wykonane jako pierścieniowy przewód (12) z otworami
wylotowymi (31).
11
EP 1 516 672 B1
10. Urządzenie według zastrzeżenia 9, znamienne tym, że powyżej pierścieniowego przewodu (12) na
ściance wewnętrznej pojemnika (1) jest przewidziany kołnierz ochronny (13), tworzący przestrzeń
swobodną (14) i że otwory wylotowe (31) pierścieniowego przewodu (12) są skierowane do góry do
przestrzeni swobodnej (14).
11. Urządzenie według przynajmniej jednego z zastrzeżeń 9 albo 10, znamienne tym, że wał (15)
urządzenia podnoszącego (21) sięga aż pod pierścieniowy przewód (12), tak że jest utworzony
pierścieniowy przekrój poprzeczny (20) dla przepływu do góry wody płuczącej.
12. Urządzenie według przynajmniej jednego z zastrzeżeń 5 do 11, znamienne tym, że wał (15)
podpierający przenośnik ślimakowy (18) ma płytę odpierającą (19) dla napływającej wody płuczącej.
13. Urządzenie według przynajmniej jednego z zastrzeżeń 5 do 12, znamienne tym, że wał (15)
podpierający urządzenie podnoszące (21) ma dodatkowo ramiona mieszające (39, 40).
12
EP 1 516 672 B1
PUBLIKACJE CYTOWANE W OPISIE
Poniższa lista publikacji cytowanych przez zgłaszającego ma na celu wyłącznie pomoc dla czytającego i
nie stanowi części dokumentu patentu europejskiego. Pomimo, że dołożono największej staranności
przy jej tworzeniu, nie można wykluczyć błędów lub przeoczeń i EUP nie ponosi żadnej
odpowiedzialności w tym względzie.
Dokumenty patentowe cytowane w opisie
• DE 4415647 C2 [0003]
• DE 19844006 A1 [0005]
• EP 0707520 B1 [0003]
• US 1277145 A [0006]
• EP 0713418 B1 [0004]
13