NO313791B1 - Method of injecting an additive medium into a pressurized fluid system - Google Patents

Description

Oppfinnelsen angår en fremgangsmåte for injisering av et tilsatsmedium i et trykksatt fluidsystem. The invention relates to a method for injecting an additive medium into a pressurized fluid system.

I industriell sammenheng er det behov for å kunne injisere et tilsatsmedium, så som væske, gass eller fast stoff i fluidsystemer som står under trykk. Eksempel på dette er biocider som tilsettes en væske som er trykksatt for behandling av en vekst av uønskete mikroorganismer i væsken eller biofilm som har utviklet seg på overflaten av rørvegger eller komponenter i det væskefylte systemet. In an industrial context, there is a need to be able to inject an additive medium, such as liquid, gas or solid into fluid systems that are under pressure. Examples of this are biocides that are added to a liquid that is pressurized to treat a growth of unwanted microorganisms in the liquid or biofilm that has developed on the surface of pipe walls or components in the liquid-filled system.

Det er ofte problematisk å få utført slik injisering på en effektiv og hensikts-messig måte. F.eks. i forbindelse med dosering av biocid (bakteriedrepende mid-del) eller tilsatsvæske i trykksatte fluidsystemer, er det vanskelig å behandle systemet lokalt, og fremgangsmåten i dag er normalt å tilsette tilsatsmediet i tanken i systemet som noen ganger kan være langt unna de det er behov for behandling. It is often problematic to have such an injection carried out in an effective and appropriate manner. E.g. in connection with the dosing of biocide (bacteria-killing agent) or additive liquid in pressurized fluid systems, it is difficult to treat the system locally, and the procedure today is normally to add the additive medium to the tank in the system, which can sometimes be far away from those that are needed for treatment.

Enkelte væsker og stoffer er tungt blandbare, og det tar tid å få den konsentrasjon av innblanding som man ønsker på rett nivå i alle deler av systemet. Certain liquids and substances are difficult to mix, and it takes time to get the concentration of mixing that you want at the right level in all parts of the system.

Det har nå overraskende vist seg at man kan oppnå en vesentlig enklere og mer effektiv løsning på ovennevnte problem, ved å anvende en anordning i alt vesentlig lik den "prøvetakerenhet" som er vist og beskrevet i søkerens NO patent nr. 171 430, som er beregnet for et helt annet anvendelsesområde, nemlig for innhenting av en representativ fluidprøve fra et trykksatt fluidsystem. Ved å benytte prøvetakeren som injektor, kan en flaske med tilsatsmediet settes inn i trykk-kammeret, og væsken som skal behandles vil bringe tilsatsmediet inn i sirkulasjon lokalt når ventilene i injektoren åpnes. På denne måte kan for eksempel et områ-de i systemet som skal behandles lokalt med en høyere konsentrasjon av tilsatsmedium tilføres dette i kontrollerte doser. It has now surprisingly turned out that a significantly simpler and more effective solution to the above-mentioned problem can be achieved by using a device substantially similar to the "sampler unit" shown and described in the applicant's NO patent no. 171 430, which is intended for a completely different area of application, namely for obtaining a representative fluid sample from a pressurized fluid system. By using the sampler as an injector, a bottle with the additive medium can be inserted into the pressure chamber, and the liquid to be treated will bring the additive medium into circulation locally when the valves in the injector are opened. In this way, for example, an area in the system that is to be treated locally with a higher concentration of additive medium can be added to it in controlled doses.

Det er allerede installert et betydelig antall prøvetakere i mange ulike in-dustrielle installasjoner på hydraulikk og smøreoljesystemer, i vannsystemer og kjemiske anlegg. Ved å analysere væsken som har vært hentet ut ved bruk av prøvetakere har det vist seg nødvendig å foreta behandling av systemene, noe som har vist seg mulig ved å benytte prøvetakeren som injektor. A significant number of samplers have already been installed in many different industrial installations on hydraulic and lubricating oil systems, in water systems and chemical plants. By analyzing the liquid that has been extracted using samplers, it has proved necessary to treat the systems, which has proved possible by using the sampler as an injector.

Dette er aktuelt i alle fluidsystemer der det er ønskelig å tilføre kjemikalier eller faste stoffer under kontrollerte forhold. This is relevant in all fluid systems where it is desirable to add chemicals or solids under controlled conditions.

Det nevnes noen typiske applikasjoner: Some typical applications are mentioned:

Hydraulikk og smøreoljesystemer på oljeproduksjonsanlegg, for eksempel på styrepropeller i flytende installasjoner der mikrobiell vekst i oljen ofte oppstår på grunn av at sjøvannstetningen til propellen lekker. Hydraulics and lubricating oil systems on oil production plants, for example on steering propellers in floating installations where microbial growth in the oil often occurs due to the seawater seal of the propeller leaking.

Prosessanlegg og papirmaskiner i treforedlingsindustrien, der inntrenging av vann og prosesskjemikalier kan forandre smøreoljens egenskaper eller utsettes for vekst. Process plants and paper machines in the wood processing industry, where ingress of water and process chemicals can change the properties of the lubricating oil or be exposed to growth.

Dosering av kjemikalier i rentvanns-rørnett for farmasi og sykehusinstalla-sjoner. Dosing of chemicals in clean water pipe networks for pharmacy and hospital installations.

Injisering av tilsatsmedium i væske i næringsmiddelindustrien. Injection of additive medium into liquid in the food industry.

Ved å benytte prøvetakeren som injektor, økes bruksverdien av det invol-verte utstyret, slik at mengden anvendelser av utstyret økes. By using the sampler as an injector, the utility value of the equipment involved is increased, so that the amount of uses of the equipment is increased.

Oppfinnelsen er definert i de etterfølgende krav. The invention is defined in the following claims.

Oppfinnelsen skal i det følgende beskrives nærmere i tilknytning til tegning-ene, hvor fig. 1 viser et grunnriss av en mulig utførelse av en injektorenhet i alt vesentlig lik prøvetakerenheten ifølge NO 171.430, fig. 2 viser et lengdesnitt langs linjen ll-ll i fig. 1 og fig. 3 er et snitt lik fig. 2, men viser en noe modifisert utførings-form. In the following, the invention will be described in more detail in connection with the drawings, where fig. 1 shows a floor plan of a possible embodiment of an injector unit substantially similar to the sampler unit according to NO 171,430, fig. 2 shows a longitudinal section along the line ll-ll in fig. 1 and fig. 3 is a section similar to fig. 2, but shows a somewhat modified embodiment.

På tegningen angir tallet 1 ovennevnte injektorenhet tilknyttet et trykksatt væskesystem S som et tilsatsmedium, f.eks. et biocid, skal injiseres i. Injektorenheten 1 omfatter et trykkammer 2 beregnet på å motstå minst samme trykk som væskesystemet S. Trykkammeret 2 er i det viste eksempel sammensatt av en sylindrisk underdel 4 som er løsbart og tett forbundet med en overdel 6, f.eks. ved gjenger 8 og tetningsring 10. Overdelen 6 er utformet med et innløp 12 og utløp 14 tilknyttet hver sin koplingsdel 16a, fortrinnsvis av hurtigkoplingstypen. Inn- og utløpet 12,14 er videre tilkoplet hver sin håndbetjente kontrollventil, hhv. 18 og 19. En stengbar lufteåpning 20 er anordnet i toppen av kammer-overdelen 6 og en stengbar dreneringsåpning 21 i bunnen av kammer-underdelen 4. In the drawing, the number 1 indicates the above-mentioned injector unit associated with a pressurized liquid system S as an additive medium, e.g. a biocide, must be injected in. The injector unit 1 comprises a pressure chamber 2 designed to withstand at least the same pressure as the liquid system S. In the example shown, the pressure chamber 2 is composed of a cylindrical lower part 4 which is detachable and tightly connected to an upper part 6, e.g. e.g. by threads 8 and sealing ring 10. The upper part 6 is designed with an inlet 12 and an outlet 14 each associated with a connecting part 16a, preferably of the quick-connect type. The inlet and outlet 12, 14 are further connected to a hand-operated control valve, respectively. 18 and 19. A closable ventilation opening 20 is arranged at the top of the chamber upper part 6 and a closable drainage opening 21 at the bottom of the chamber lower part 4.

Trykkammeret 2 er innrettet til å oppta en medium-beholder 22, f.eks. i form av en glassflaske med en avtakbar kapsel 24, f.eks. av hard plast. Flasken 22 hviler på en bunnplate 26 i kammer-underdelen 4, og et topparti 28 med en tetningsring 30 på kapselen 24 er væsketett opptatt i en ringformet utsparing i et inn-snevret parti 27 av kammer-overdelen 6. The pressure chamber 2 is designed to accommodate a medium container 22, e.g. in the form of a glass bottle with a removable capsule 24, e.g. of hard plastic. The bottle 22 rests on a bottom plate 26 in the chamber lower part 4, and a top part 28 with a sealing ring 30 on the capsule 24 is liquid-tightly received in an annular recess in a narrowed part 27 of the chamber upper part 6.

Flaskekapselen 24 er utformet med en stort sett horisontal inngangsåpning 32 som på den ene side, via en kanal 33 gjennom kammer-overdelens innsnev-ring 27, kommuniserer med trykkammer-innløpet 12 og på den annen side med et stigerør 34 som rager ned mot bunnen av flasken 22. En vertikal kanal 35 gjennom kapselen 24 danner flaskens utgangsåpning. The bottle cap 24 is designed with a largely horizontal entrance opening 32 which, on the one hand, via a channel 33 through the constriction 27 of the chamber top, communicates with the pressure chamber inlet 12 and on the other hand with a riser 34 that projects down towards the bottom of the bottle 22. A vertical channel 35 through the capsule 24 forms the bottle's exit opening.

En fjærbelastet, normalt stengt omløpsventil 40 kan eventuelt være anordnet i trykkammeret 2, i tilknytning til innløpet 12 i kammer-overdelen 6. A spring-loaded, normally closed bypass valve 40 can optionally be arranged in the pressure chamber 2, adjacent to the inlet 12 in the chamber upper part 6.

Fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen ved bruk av den ovenfor beskrevne injektorenhet er i hovedtrekk som følger. Beholderen 22 fylles i det minste delvis med injiseringsmediet og plasseres i injektorenheten 1. Med stengt innløps- og utløpsventil 18,19 og stengte avluftings- og dreneringsåpninger 20, 21 forbindes injektorenhetens 1 to koplingsdeler 16a med motsvarende koplingsdeler 16b ved henholdsvis et tappepunkt A og et tilbakeføringspunkt B i trykkvæskesystemet S. Innløpsventilen 18 åpnes gradvis samtidig som lufteåpningen 20 åpnes. Væske fra systemet som skal behandles vil da via The method according to the invention using the injector unit described above is basically as follows. The container 22 is at least partially filled with the injection medium and placed in the injector unit 1. With the inlet and outlet valves 18, 19 closed and the venting and drainage openings 20, 21 closed, the injector unit 1's two coupling parts 16a are connected to corresponding coupling parts 16b at a tapping point A and a return point B in the pressure fluid system S. The inlet valve 18 is gradually opened at the same time as the air opening 20 is opened. Fluid from the system to be treated will then via

tappepunktet A og innløpet 12 strømme inn i trykkammeret 2 og fylle dette etter hvert som luften i kammeret evakueres gjennom lufteåpningen 20. Så snart all luften er evakuert stenges lufteåpningen 20. Når nå utløpsventilen 19 åpnes vil systemvæsken strømme gjennom injektorenheten 1 som antydet med piler på fig. 2, fra trykkammer-innløpet 12 langs kanalen 33 i kammeroverdelen 6, inn inn-gangsåpningen 32 i flaskekapselen 24 og ned stigerøret 34 til bunnen av flasken 22, ut av flasken gjennom utgangskanalen 35 i flaskekapselen, og ut gjennom kammerutløpet 14 tilbake til trykkvæskesystemet gjennom tilbakeføringspunktet B. Under strømningen gjennom den helt eller delvis mediumfylte beholderen 22, vil væsken gradvis føre med seg mediet inn i væskesystemet S og fordele mediet stadig jevnere i væskesystemet etter hvert som strømningen fortsetter. Ventilene 18,19 er av en slik art at væske-volumstrømmen som kontinuerlig strømmer gjennom injektorenheten kan reguleres fra null (stengt ventil) til en forutbestemt mak-simalverdi, ved passende innstilling av den ene eller andre av disse ventiler, idet reguleringen fortrinnsvis skjer ved utløpsventilen 19. the tapping point A and the inlet 12 flow into the pressure chamber 2 and fill this as the air in the chamber is evacuated through the air opening 20. As soon as all the air has been evacuated, the air opening 20 is closed. When the outlet valve 19 is now opened, the system fluid will flow through the injector unit 1 as indicated by arrows on fig. 2, from the pressure chamber inlet 12 along the channel 33 in the chamber top 6, into the inlet opening 32 in the bottle cap 24 and down the riser 34 to the bottom of the bottle 22, out of the bottle through the outlet channel 35 in the bottle cap, and out through the chamber outlet 14 back to the pressure fluid system through the return point B. During the flow through the fully or partially medium-filled container 22, the liquid will gradually carry the medium into the liquid system S and distribute the medium increasingly evenly in the liquid system as the flow continues. The valves 18,19 are of such a nature that the liquid volume flow that continuously flows through the injector unit can be regulated from zero (closed valve) to a predetermined maximum value, by suitable setting of one or the other of these valves, the regulation preferably taking place by outlet valve 19.

Injektorenheten 1 kan være koblet i serie med væskesystemets S strøm-ningskrets, dvs. hele sirkulasjonsvæskestrømmen passerer gjennom injektoren, eller den kan være koblet i parallell slik at bar en delstrøm passerer gjennom injektoren. Særlig ved førstnevnte alternativ vil omløpsventilen 40 være av betydning dersom flasken 22 har for lite tverrsnitt eller kapasitet til å håndtere hele volum-strømmen gjennom kammerinnløpet 12, idet den slipper en delstrøm av væsken som sendes gjennom injektoren i omløp. I dette tilfelle tar man således prøve av en delstrøm i forhold til spennet i omløpsventil-fjæren. The injector unit 1 can be connected in series with the fluid system S flow circuit, i.e. the entire circulation fluid flow passes through the injector, or it can be connected in parallel so that only a partial flow passes through the injector. Especially in the first-mentioned alternative, the circulation valve 40 will be important if the bottle 22 has too small a cross-section or capacity to handle the entire volume flow through the chamber inlet 12, as it releases a partial flow of the liquid sent through the injector into circulation. In this case, a sample is thus taken of a partial current in relation to the tension in the bypass valve spring.

Etter at væsken har sirkulert tilstrekkelig lenge til å sikre at mediet i flasken 22 er fullstendig injisert og innblandet i trykkvæsken, stenges utløpsventilen 19 for å bringe den ovenfor beskrevne væskestrømning til opphør. Deretter stenges også innløpsventilen 18. After the liquid has circulated for a sufficient time to ensure that the medium in the bottle 22 is completely injected and mixed into the pressurized liquid, the outlet valve 19 is closed to bring the liquid flow described above to an end. The inlet valve 18 is then also closed.

Trykket i injektoren 1 avlastes så ved å åpne lufteåpningen 20. Deretter åpnes dreneringsåpningen 21, slik at trykkammeret tømmes for væske, mens væsken i flasken 22 under dens inngangsåpning 32 står igjen. The pressure in the injector 1 is then relieved by opening the air opening 20. Then the drainage opening 21 is opened, so that the pressure chamber is emptied of liquid, while the liquid in the bottle 22 below its entrance opening 32 remains.

Nå kan trykkammerets 2 underdel 4 skrues løs fra overdelen 6 og flasken 22 løftes ut av kammer-underdelen etter at et plastlokk 38 eller lignende er an-brakt over flaskekapselens topparti 28 og dens inngangsåpning 32 stengt ved hjelp av en plugg eller liknende (ikke vist), for derved å lukke flasken som deretter kan tømmes og eventuelt fylles med medium for ytterligere injisering. Tilslutt kan injektoren 1 om ønskelig frakobles system-punktene A, B. Now the lower part 4 of the pressure chamber 2 can be unscrewed from the upper part 6 and the bottle 22 can be lifted out of the lower part of the chamber after a plastic lid 38 or the like has been placed over the top part 28 of the bottle capsule and its entrance opening 32 closed by means of a plug or the like (not shown ), thereby closing the bottle which can then be emptied and optionally filled with medium for further injection. Finally, if desired, the injector 1 can be disconnected from the system points A, B.

Dersom injektoren skal kobles i serie med væskesystemet S kan den modi-fiserte utføringsform V vist i fig. 3 være aktuell. Her er omløpsventilen 40 i utfø-ringsformen ifølge fig. 2 sløyfet og stigerøret 34 i sistnevnte utføringsform er ers-tattet med et pitotrør 34' hvis ene gren er anordnet direkte i strømningsbanen mel-lom trykkammerets 2' innløp 12' og utløp 14', idet det andre gren rager ned i flasken 22' gjennom en vertikal inngangsåpning i flaskekapselen 24'. For øvrig er injektorens 1' konstruksjon og virkemåte i alt vesentlig som for den foregående injektor ifølge fig. 1 og 2. If the injector is to be connected in series with the liquid system S, the modified embodiment V shown in fig. 3 be relevant. Here, the bypass valve 40 in the embodiment according to fig. 2, the loop and riser 34 in the latter embodiment is replaced by a pitot tube 34', one branch of which is arranged directly in the flow path between the inlet 12' and outlet 14' of the pressure chamber 2', the other branch projecting down into the bottle 22' through a vertical entrance opening in the bottle capsule 24'. Otherwise, the construction and operation of the injector 1' are essentially the same as for the preceding injector according to fig. 1 and 2.

Selv om injektoren i eksemplene ovenfor er innrettet for løsbar tilkobling til væsken som skal behandles, kan den med fordel være fast montert til dette, f.eks. dersom væskesystemet er et smøreoljesystem for en maskin. Derved kan vedli-keholdsinspektører injisere mediet i smøreoljesystemet til flere maskiner på vanli-ge inspeksjonsrunder. Although the injector in the examples above is designed for releasable connection to the liquid to be treated, it can advantageously be permanently mounted for this, e.g. if the fluid system is a lubricating oil system for a machine. Thereby, maintenance inspectors can inject the medium into the lubricating oil system of several machines on regular inspection rounds.

Selvsagt trenger ikke flasken 22 være utformet og opplagret nøyaktig som ovenfor beskrevet og vist på tegningen, og like selvsagt trenger ikke trykkammeret 2 være konstruert i fullt samsvar med de gitte eksempler, idet en fagmann på om-rådet lett vil kunne innse at større eller mindre konstruksjonsmessige modifikasjo-ner uten å avvike fra oppfinnelsestanken. Det vesentlige er at injektoren 1 er slik konstruert at trykkfluidet som skal kontrolleres kan bringes til å strømme gjennom beholderen i trykkammeret i en forutbestemt tid og beholderen deretter enkelt fjernes fra injektoren. Of course, the bottle 22 does not have to be designed and stored exactly as described above and shown in the drawing, and just as obviously the pressure chamber 2 does not have to be constructed in full accordance with the given examples, since a person skilled in the art will easily be able to realize that larger or smaller constructional modifications without deviating from the idea of the invention. The essential thing is that the injector 1 is constructed in such a way that the pressure fluid to be controlled can be made to flow through the container in the pressure chamber for a predetermined time and the container is then easily removed from the injector.

Tilsatsmediet trenger ikke nødvendigvis være i væskeform. Det kan også være i form av gass eller faststoff så som pulver eller i form av "sukkerbit" eller "såpestykke" som gradvis løses opp under trykkvæskens sirkulering gjennom injektoren. Sirkulasjonstiden vil være avhengig av tilsatsmediets beskaffenhet. Ved væskeformig medium vil sirkulasjonstiden være minst 15-20 minutter, mens den for oppløselig faststoff-medium normalt vil være lenger. The additive medium does not necessarily have to be in liquid form. It can also be in the form of a gas or solid such as powder or in the form of a "sugar cube" or "bar of soap" which gradually dissolves during the circulation of the pressurized liquid through the injector. The circulation time will depend on the nature of the additive medium. In the case of a liquid medium, the circulation time will be at least 15-20 minutes, while for soluble solid medium it will normally be longer.

Claims (3)

1. Fremgangsmåte for injisering av et tilsatsmedium i et trykksatt fluidsystem, karakterisert ved at mediet som skal injiseres fylles i en med fluidinngangsåpning (32) og fluid-utgangsåpning (35) forsynt beholder (22) som anbringes i et trykkammer (2) som har et innløp (12) som kommuniserer med på den ene side et tappepunkt (A) i trykkfluidsystemet via en innledningsvis stengt inn-løpsventil (18) og på den annen side med beholderens (22) inngangsåpning (32), samt et utløp (14) som via en innledningsvis stengt utløpsventil (19) er tilknyttet et tilbakestrømningspunkt (B) i trykkfluidsystemet (S), og at fluidet etter åpning av innløps- og utløpsventilen (18, 19) tillates å strømme gjennom den innledningsvis mediumfylte beholder (22) og tilbake til det trykksatte fluidsystemet (S) via tilbake-strømningspunktet (B) i en forutbestemt tid.1. Method for injecting an additive medium into a pressurized fluid system, characterized in that the medium to be injected is filled in a container (22) provided with a fluid inlet opening (32) and a fluid outlet opening (35) which is placed in a pressure chamber (2) which has an inlet (12) which communicates with, on the one hand, a tapping point (A) in the pressurized fluid system via an initially closed inlet valve (18) and, on the other hand, with the inlet opening (32) of the container (22), as well as an outlet (14) which via an initially closed outlet valve (19) is connected to a return flow point (B) in the pressure fluid system (S), and that the fluid after opening the inlet and outlet valve (18, 19) is allowed to flow through the initially medium-filled container (22) and back to the pressurized fluid system (S) via the return flow point (B) for a predetermined time. 2. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at tilsatsmediet er i form av en gass.2. Method according to claim 1, characterized in that the additive medium is in the form of a gas. 3. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at tilsatsmediet er i form av et faststoff som gradvis løses opp under det trykksatte fluidets strømning gjennom den mediumfylte beholder.3. Method according to claim 1, characterized in that the additive medium is in the form of a solid which gradually dissolves during the flow of the pressurized fluid through the medium-filled container.