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Wasserabscheider für Reinigungsanlagen
Die Erfindung bezieht sich auf einen Wasserabscheider für Reinigungsanlagen zur Trennung des Lösungsmittel-Wassergemisches, bestehend aus einem von der Flüssigkeit durchströmten Behälter mit darin quer zur Strömung angeordneten flüssigkeitsdurchlässigen Trennwänden.
Die bekannten Wasserabscheider gehen von dem Grundgedanken aus, das Gemisch in einen Behälter einzuführen, das im spezifischen Gewicht schwerere Lösungsmittel am Behälterboden abzuziehen und das leichtere Wasser über den Behälter in eine Auffangleitung überströmen zu lassen. Diese bekannten Abscheider besitzen also einen Einlassstutzen für das Einführen des Lösungsmittel-Wassergemisches und zwei Auslassstutzen, von denen der Stutzen für das abgetrennte Lösungsmittel sich am Behälterboden und der Auslassstutzen für das Wasser in der Nähe des Behälterdeckels befindet. Andere bekannte Wasserabscheider besitzen innerhalb des Abscheidergefässes Blechwände, durch die das Gefäss in mehrere Kammern unterteilt wird, so dass sich innerhalb jeder Kammer das Gemisch trennen kann.
Die Erfahrung hat jedoch gezeigt, dass durch das Sichselbstüberlassen des Gemisches noch keine ausreichende Trennung erfolgt. Es ist ständig festzustellen, dass sowohl im abgetrennten Wasser feine Lösungsmitteltröpfchen und im abgetrennten Lösungsmittel feinstverteilte Wassertröpfchen sich befinden, die so fest an den Wasser- bzw. Lösungsmitteltropfen hängen, dass sie an der Abscheidung nicht teilnehmen können. Dadurch ist es nicht möglich, absolut reines Lösungsmittel und reines Wasser wiederzugewinnen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, auch diese feinstdispergierten Tröpfchen innerhalb des Wasserabscheiders mit abzuscheiden. Es ist zwar bekannt, in einem für Öl-Wassergemische bestimmten zylindrischen Behälter Trennwände aus Gaze einzusetzen, um an diesen Trennwänden das Ansammeln von Öl zu erleichtern. Dabei tritt jedoch keine Koagulation auf, wie es die Erfindung anstrebt. Es wird vielmehr der Viskositätsunterschied beider Stoffe ausgenützt, um das Wasser vom Öl zu trennen.
Demgegenüber löst die Erfindung die Aufgabe, Wasser von organischen Lösungsmitteln zu trennen, durch die Verwendung von bei Filtern bekannten Trennwänden aus faserigem Material, wobei deren oberer und unterer Rand im Abstand von der Deck- und Bodenfläche des Behälters zur Ermöglichung einer Über-und Ünterströmung liegt. Trennwände aus faserigem Material sind bei Filtern vorbekannt, bei denen es um die Abscheidung fester Körper aus Flüssigkeiten geht. Während aber bei Filtern das Überströmen der Trennwände vermieden werden muss, wird bei der Erfindung das Über- und Unterströmen der Trennwände durch Bildung geeigneter Abstände gefördert.
Bei dem erfindungsgemässen Wasserabscheider wird zunächst eine Grobabscheidung des Lösungsmittels vom Wasser dadurch erreicht, dass das schwerere Lösungsmittel an der Behälterbodenseite und das Wasser an der Behälterdeckelseite abgelassen wird. Das Trennen der in Dispersion befindlichen Tröpfchen wird an den Trennwänden aus faserigem Material durchgeführt, an deren Fasern die Tröpfchen sich absetzen und koagulieren, d. h. sich zu grösseren Tröpfchen zusammenschliessen, um nunmehr an der groben Abscheidung teilzunehmen. Überdies kann sich an den Trennwänden wie bei den vorbekannten Filtern feiner Schmutz absetzen, der die Schlammfilter eventuell passiert hat, so dass die abgeschiedenen Flüssigkeiten frei von Schmutzanteilen sind.
Damit eine eventuell verstopfte Trennwand das Abscheiden der Flüssigkeit nicht behindern kann, sieht die Erfindung, wie bereits erwähnt, den Abstand zwischen dem oberen Rand der Trennwand und der oberen Behälterwand vor, durch den das Gemisch bzw. das sich absetzende Wasser hindurchdringen kann, wenn die einzelne Trennwand keine genügende Durchlassmöglichkeit mehr bietet.
Im Sinne der Erfindung empfiehlt sich, die einzelne Trennwand aus mehreren Lagen wellig geformter Platten aus faserigem Material auszubilden, welche in an sich bekannter Weise von einer käfigartigen Halterung umschlossen sind. Die vorbekannte Halterung besitzt eine wellige Blechwand für die Verwen- dung in Gasfiltern. Die erfindungsgemässen Platten können zweckmässigerweise mit ihren Wellen deckungsgleich aneinanderliegen. Es soll also innerhalb der Platten kein grosser Hohlraum gebildet werden, da die Erfindung davon ausgeht, dass das Wasser-Lösungsmittelgemisch an möglichst vielen Fasern vorbei- geleitet wird, damit die fein dispergierten Tröpfchen sich mit Sicherheit an diesen Fasern absetzen können.
Im Sinne eines weiteren Ausführungsbeispieles besteht die Möglichkeit, die Halterungselemente aus einem muldenförmigen, die Platten aufnehmenden Teil aus perforiertem Material, insbesondere
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Blech, auszubilden, dessen offene Seite mittels einer perforierten Platte verschlossen ist. Am Umfang des muldenartigen Teiles und der Platte kann erfindungsgemäss ein Abdichtungsstreifen (beispielsweise aus Kunststoff oder Gummi) vorgesehen sein, dessen frei vorstehender Randbereich sich unter der Wirkung des Strömungsdruckes an an sich bekannte Führungen des Abscheidebehälters dichtend anlegt.
In vielen Versuchen hat es sich als vorteilhaft erwiesen, die Formplatten aus an sich bekannten phenolharzgetränkten Fasern herzustellen. Diese Phenolharztränkung eignet sich im besonderen dafür, die Fasern zu binden und ihnen eine Steifigkeit zu vermitteln, so dass die Trennwände auch robust behandelt werden können. An Stelle derartiger Fasern besteht im Sinne der Erfindung natürlich auch die Möglichkeit, andere Leichtbauplatten zu verwenden, in denen das Material faserartig ausgebildet ist. Hiezu eignen sich beispielsweise Glasfasern. Als Filter sind solche Faserstoffe vorbekannt. In der Anwendung für die Abscheidung zweier Flüssigkeiten liegt jedoch ein nicht vorhersehbarer grosser Vorteil.
Gemäss einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung kann die Austrittsöffnung der Zuführungsleitung für das Gemisch von einem vornehmlich innerhalb des Abscheiderbehälters angeordneten korbartigen Sieb umgeben sein.
Im Sinne der Erfindung besteht auch die Möglichkeit, dem Abscheiderbehälter in an sich bekannter Weise einen Zusatzbehälter mit mindestens einer Trennwand nachzuordnen, durch den das abgeschiedene Lösungsmittel nochmals von Wasserrestbestandteilen trennbar ist. Die Funktion dieses Zusatzbehälters ist die gleiche wie beim Wasserabscheiderbehälter, wobei lediglich der Unterschied darin besteht, dass in diesen Zusatzbehälter bereits das im Hauptbehälter abgeschiedene Lösungsmittel hineingeführt wird, das von den feindispergierten Wassertröpfchen befreit werden soll.
Weiterhin empfiehlt es sich, im Bodenbereich des einzelnen Abscheiderbehälters eine hygroskopische Einlage, z. B. Steinsalz, vorzusehen, durch die weiterhin ein gewisser Prozentsatz des Wassergehaltes zurückgehalten wird.
Schliesslich bietet die Erfindung die Möglichkeit, dass in den Abscheiderbehälter vornehmlich im Bereiche zwischen zwei Trennwänden eine zusätzliche Zuflussleitung einmünden kann ; die beispielsweise mit dem Kondensator des Destillierbehälters der Reinigungsvorrichtung verbunden sein kann. Somit ist es möglich, auch solche Lösungsmittel-Wassergemische im Wasserabscheider zu trennen, die nicht den Kühler der Reinigungsanlage durchlaufen haben.
Weitere Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der Zeichnung. In ihr ist die Erfindung an Hand von schematischen Ausführungsbeispielen dargestellt. Es zeigen : Fig. l einen schematischen Querschnitt durch den erfindungsgemässen Wasserabscheider, Fig. 2 einen schematischen Längsschnitt durch einzelne Trennwände und ihrer Führung im Abscheiderbehälter und Fig. 3 einen Querschnitt durch eine einzelne Trennwand.
Das beispielsweise vom Filter der Reinigungsanlage kommende Lösungsmittel-Wassergemisch wird durch die Leitung 2, den Siphon 3 und den Anschlussstutzen 4 in den Wasserabscheiderbehälter 1 gemäss der Erfindung eingeführt. Die Austrittsöffnung dieses Stutzens 4 ist von einem korbartigen Sieb 5 umgeben, das den Zutritt eventueller grober Verschmutzungen, Flusen u. dgl. in den Abscheiderbehälter 1 verhindert. Das Gemisch erreicht zunächst die erste Trennwand 6, die sich quer zur Strömungsrichtung des Gemisches (Pfeil 22) bis an die Seitenflächen des Behälters 1 erstreckt. Diese Trennwände 6 können entweder am Behälterboden aufliegen oder einen Abstand gegenüber diesem Boden bilden. Auch kann im Behälterboden eine Schicht aus hygroskopischem Material 13, z. B. Steinsalz, vorgesehen sein.
Im Abstand zur ersten Trennwand 6 sind weitere Trennwände 6 vorgesehen, die sich im gleichen Mass wie die erste Trennwand erstrecken. Zwischen dem oberen Rand der einzelnen Trennwand 6 und der Behälteroberwand l'befindet sich ein Abstand a, durch den das Gemisch bzw. das abgetrennte Wasser bei Verstopfung der Trennwand 6 über diese hinwegströmen kann. Solange jedoch die Trennwände 6 noch nicht verstopft sind, bildet sich durch den Strömungswiderstand dieser Trennwände 6 ein Flüssigkeitsgefälle im Sinne der Wasserspiegel 7-11 aus.
Die Trennwände 6 bestehen aus faserigem Material, dessen Fasern die Aufgabe besitzen, die im Gemisch bzw. im schon getrennten Wasser und Lösungsmittel feinverteilten Tröpfchen derart aufzufangen, dass diese sich zu grösseren Tröpfchen zusammenschliessen können, um alsdann an der Trennung des Gemisches teilzunehmen. Da das Wasser leichter als das Lösungsmittel ist, setzt sich das Wasser während des Durchströmens des Abscheiders 1 oberhalb des Lösungsmittels ab. Das Lösungsmittel wird durch die Abflussleitung 14, die im Boden des Abscheiders 1 angeschlossen ist, abgeleitet. Das Wasser gelangt durch den Überlauf 15 in die Wasserabflussleitung 19.
Wenn auch das abgeschiedene Lösungsmittel besonders sorgfältig von dispergierten Wasserbestandteilen befreit werden soll, empfiehlt es sich, im Anschluss an den Abscheiderbehälter 1 einen Zusatzbehälter 16 vorzusehen, in den das Lösungsmittel durch die Leitung 14 von unten her eingeführt wird. Dieser Zusatzbehälter 16 besitzt ebenfalls mindestens eine Trennwand 6, an denen sich die feindispergierten Wassertröpfchen abscheiden und schliesslich zu grösseren Tropfen koagulieren und alsdann hochsteigen.
Das sich auf dem Lösungsmittel oben absetzende Wasser kann über die Verbindungsleitung 18 wieder in den Überlauf 15 zurückgelangen. Das restlos gereinigte Lösungsmittel wird alsdann durch die Leitung 17 abgeführt.
Fig. 1 zeigt weiterhin, dass ein zusätzlicher Leitunganschluss 28 am Abscheiderbehälter 1 vorgesehen werden kann, durch den das aus dem Kondensator oder der Destillierblase oder Schlammfilter u. dgl.
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abgeführte Lösungsmittelgemisch in den Abscheiderbehälter 1 im Bereiche zwischen zwei Trennwänden 6 gelangen kann. Hiebei empfiehlt es sich, im Bereiche der Austrittsöffnung dieser Zuführungsleitung 28 einen siebartigen Korb 29 vorzusehen, in dem gröbere Schmutzbestandteile zurückgehalten werden.
Wie Fig. 2 zeigt, ist die einzelne Trennwand 6 an den Seitenwänden des Abscheiderbehälters 1 verschiebbar geführt. Zu diesem Zweck befinden sich an diesen Seitenwänden 21 winkelprofilartige Führungsschienen 20, zwischen denen die Ränder der Trennwände 6 geführt sind. Diese Trennwände 6 können bei diesem Ausführungsbeispiel, also nach oben, aus dem Abscheiderbehälter 1 herausgezogen werden, ohne dass besondere Befestigungsmittel vorgesehen und gelöst zu werden brauchen.
Die einzelne Trennwand 6 ist im Ausführungsbeispiel gemäss Fig. 3 in vergrösserter Darstellung gezeigt.
Erfindungsgemäss besteht die Trennwand 6 aus zwei kassettenartig miteinander verbundenen Teilen 23 und 25, von denen der Teil 23 schüsselartig bzw. muldenförmig ausgebildet ist. Diese Trennwandteile 23, 25 bestehen vorteilhafterweise aus Blech. Sie sind mit Durchbrechungen oder Perforierungen 24 versehen, so dass das in Richtung des Pfeiles 22 (vgl. auch Fig. 2) anströmende Gemisch durch diese Perforierungen 24 hindurchtreten kann. Der Teil 25 ist plattenförmig gestaltet ; es wird mittels der Verbindungselemente 26 mit dem schüsselförmigen Teil 23 fest oder lösbar verbunden.
Zwischen diesen Trennwandteilen 23, 25 befinden sich an den abzudichtenden Rändern der Trennwand 6 streifenartige Abdichtmittel 21, beispielsweise aus Kunststoff oder Gummi, die mit ihrem freien Ende über den schüsselartigen Teil 23 hinausragen. Wie in Fig. 2 dargestellt ist, legt sich das einzelne Dichtungsband 21 an eine Führung 20 und gegebenenfalls auch an die Seitenwand 1 des Abscheiderbehälters an, u. zw. sind die Trennwände 6 so eingeschoben, dass der Strömungsdruck im Sinne des Pfeiles 22 die Dichtungsstreifen 21 gegen die Führungen 20 andrückt. Auf diese Weise wird verhindert, dass ein Teil des Gemisches durch die Führungen 20 die Trennwände 6 passieren kann.
Im rechten Teil der Fig. 3 ist eine Dichtungsvariante dargestellt, bei der ein Dichtungsprofil 21'in ein U-Profil 30 eingefügt ist, wobei das U-Prom C zugleich als Distanzmittel für die Wandplatten 23, 25 dienen kann.
Innerhalb des kassettenartigen Trennwandbehälters 23, 25 befinden sich beliebig viele Lagen 27 aus einem faserigen Material, denen die Aufgabe zugeordnet ist, die im Gemisch befindlichen Dispersionen zu koagulieren. Im Sinne der Erfindung wurde erkannt, dass die feinsten Dispersionströpfchen sich an den Fasern der Lager 27 absetzen und sich zu grösseren Tropfen zusammenschliessen (koagulieren), woraufhin diese grösseren Tröpfchen an der Abscheidung teilnehmen können. Es hat sich als vorteilhaft erwiesen, die Lagen 27 aus phenolharzgetränkten Faserplatten, z. B. aus Glasfasern, im Sinne der Herstellung von Leichtbauplatten anzufertigen, wobei durch die Phenolharztränkung der Vorteil erreicht wird, dass die Platten zugleich eine erhebliche Widerstandsfähigkeit erlangen.
Es empfiehlt sich, die einzelnen Lagen 27 wellenförmig zu gestalten und mehrere dieser Lagen 27 deckungsgleich übereinanderzuschichten. Durch die wellenförmige Gestaltung gelingt es, möglichst viele Fasern innerhalb des kassettenartigen Trennwandbehälters 23, 25 anzuordnen. Im Sinne der Erfindung ist es natürlich auch möglich, Lagen 27 mit stark untereinander verfilzten Fasern zu verwenden.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Wasserabscheider für Reinigungsanlagen zur Trennung des Lösungsmittel-Wassergemisches, bestehend aus einem von der Flüssigkeit durchströmten Behälter mit darin quer zur Strömung angeordneten flüssigkeitsdurchlässigen Trennwänden, gekennzeichnet durch die Verwendung von bei Filtern bekannten Trennwänden aus faserigem Material, wobei deren oberer und unterer Rand im Abstand von der Deckund Bodenfläche des Behälters zur Ermöglichung einer Über- und Unterströmung liegt.