CZ8922U1 - Separátor kapalin - Google Patents

Description

Separátor kapalin

Oblast techniky

Technické řešení se týká separátoru kapalin, zejména pro odstraňování mastných kapalin z povrchu vodní hladiny.

Dosavadní stav techniky

Znečištění vodní hladiny mastnými kapalinami, jako je ropa a její produkty, je ekologickým problémem, jehož řešení stávajícími prostředky představuje další negativní dopad na životní prostředí v místě zamoření a jeho okolí. Mastnou nečistotu lze sice často dobře zachytit nomými stěnami a zabránit tak dalšímu znečišťování vodního toku nebo vodní hladiny, ale odstranění této nečistoty je již podstatně obtížnější. Použití absorpčního pásu s následným ždímáním je málo účinné pro široké spektrum viskozit separovaných látek. Většinou se používají chemické nebo mechanické prostředky, které na sebe mastnou kapalinu vážou. Takto vzniklou hmotu je však třeba mechanicky z vodní hladiny odstranit a později zlikvidovat, nejčastěji uložením na skládku nebo spálením. Již při sběru mastné hmoty z vodní hladiny dochází k silnému znečištění okolí pracovního místa, které je pak obvykle ponecháno svému osudu. Náprava přirozenou cestou probíhá jen velmi pomalu, umělá rekultivace je nákladná a dekontaminovaná zemina končí opět na skládce. Skládky pro odpad tohoto typu musí být speciálně upravované a udržované v potřebném stavu, což je opět nákladné. Navíc tyto skládky představují trvalé nebezpečí pro životní prostředí.

Účelem tohoto technického řešení je účinná separace kapalin rozdílné měrné hmotnosti, které se mezi sebou nemísí a tvoří spolu vrstvy hladin, zejména separace vody a mastných kapalin a zabránit výše popsaným negativním jevům při odstraňování následků znečištění.

Podstata technického řešení

Výše uvedeného účelu je dosaženo separátorem kapalin podle tohoto technického řešení, jehož podstata spočívá vtom, že separátor je opatřen první nádobou se dnem skloněným vůči horizontální rovině, jímž prochází pouzdro, v němž je svým dutým hřídelem otočně uložen, na spodní straně dna umístěný a se dnem planparalelně vedený kotouč, na jehož povrchu, na straně odvrácené od dna nádoby, jsou uspořádány alespoň dvě spirálovitě vedené lopatky, které vymezují komory, z nichž každá je otevřená jednak ve směru tečny kotouče, jednak v axiálním směru na stranu opačnou k poloze kotouče aje zaústěná do jednoho z kanálů vytvořených axiálně vedenými přepážkami v dutině hřídele. Každý z těchto kanálů je prvním průchozím otvorem, vedeným stěnou dutého hřídele, zaústěn do dutiny pouzdra, v jehož plášti je druhý průchozí otvor. Počet kanálů v dutině hřídele je roven počtu komor. Dále podle tohoto technického řešení je první nádoba umístěna ve druhé nádobě, jejíž boční stěna je částečně otevřená. Rovněž podle tohoto řešení je možno druhou nádobu opatřit plovákovým systémem.

Výhodou zařízení podle tohoto technického řešení je, že jeho pomocí probíhá separace mastných kapalin z povrchu vodní hladiny bez použití chemikálií nebo absorpčních prostředků, které znečišťují životní prostředí, případně způsobují vznik produktů, které mohou znečistit životní prostředí v okolí zamoření vodní hladiny mastnými kapalinami. Přitom odseparovaná mastná kapalina není znehodnocená aje možno ji vrátit původnímu účelu. Vlastní zařízení klade minimální nároky na prostor a okolí pro manipulaci. Nezanedbatelnou výhodou je rovněž velký rozsah mastných kapalin, které je možno pomocí něj z vody odseparovat.

-1 CZ 8922 U1

Přehled obrázků na výkresech

Technické řešení bude dále podrobněji objasněno na příkladu jeho praktického provedení, uvedeném na přiložených výkresech, na nichž na obr. 1 je nakresleno příkladné provedení v podélném řezu a na obr. 2 je čelní pohled na spirálové lopatky komor.

Příklad provedení

Jak je znázorněno na obr. 1, separátor kapalin podle tohoto technického řešení, sestává ze statorové a rotorové části. Stator je tvořen první nádobou 1, se dnem 2 skloněným v úhlu 30° vůči horizontální rovině. První nádoba I je uložená ve druhé nádobě 3, jejíž boční stěna 4 je částečně otevřená. Dnem 2 první nádoby i prochází a je s ním pevně spojeno pouzdro 5. ίο V pouzdru 5 je uložen rotor separátoru, tvořený dutým hřídelem 6, na jehož volném konci je upevněn kotouč 7, vedený planparalelně se spodní stranou dna 2 první nádoby i. Na kotouči 7, ze strany opačné, než je povrch přivrácený ke dnu 2 nádoby I, tj. na straně odvrácené od dna 2 první nádoby I, jsou uspořádány dvě spirálovitě provedené lopatky 8, vymezující na přilehlém povrchu kotouče 7 dvě komory 9 z nichž každá je otevřená jednak ve směru tečny kotouče 7, tj.

ve směru k obvodu kotouče 7, jednak v axiálním směru na stranu opačnou než je poloha kotouče

7, tedy směrem dolů. Každá z komor 9 je zaústěná do jednoho z kanálů 10 v dutině hřídele 6. Kanály 10 jsou vymezeny axiálně vedenými přepážkami 11 a každý z obou kanálů 10 je prvním průchozím otvorem 12 ve stěně dutého hřídele 6, zaústěn do dutiny pouzdra 5. V plášti pouzdra 5 je druhý průchozí otvor 13, umístěný v odstupu od dna 2 první nádoby I a ústící do prostoru první nádoby 1.

Počet spirálovitě vytvořených komor 9 může být i větší, přičemž platí, že počet kanálů 10 axiálně vedených dutým hřídelem 6 je roven počtu komor 10.

Rotor separátoru je poháněn s výhodou elektromotorem, který není na výkrese nakreslen. Hřídel pohonného motoru je uspořádán souose s hřídelem 6 rotoru a je s ním pevně spojen.

Dále je výhodné, je-li druhá nádoba 3 opatřena plovákovým systémem, usnadňujícím polohu separátoru na hladině čištěného vodního toku. Druhá nádoba 3 může být součástí nomé stěny, zabraňující odtékání znečištěné povrchové vrstvy. Tvar obou nádob 1, 3 není podstatný.

Zařízení pracuje následujícím způsobem. Otáčením rotoru ve směru zakřivení lopatek 8, jak je naznačeno na obr. 2, je do komor 9 vtlačována vrstva 20 vody s povrchovou vrstvou mastné kapaliny, např. vrstvou 21 ropy, přičemž uvnitř komory 9 zůstává nad vrstvou 21 ropy vzduchová vrstva 22, která přebytečnou vodu vytláčí spodem komor 9 zpět do čištěné kapaliny. V prostoru radiálních kanálů 10 je vrstva 21 ropy vytlačována vzhůru, směrem k prvnímu průchozímu otvoru 12, odkud v okamžiku souhlasu s druhým průchozím otvorem J3 vystřikuje do prostoru první nádoby 1, odkud již může být snadno odčerpávána, např. do náhradních zásobníků. Během otáčení rotoru se v radiálních kanálech 13 vytvářejí vícenásobné vrstvy kapalin a vzduchu. Vzduch proniká vzhůru a vytváří pneumatické impulzy, které mastnou kapalinu vytláčejí průchozími otvory 12, 13 do prostoru první nádoby 1. Rovněž mastná kapalina ze spodní vrstvy je působením tlaku uvnitř komor 10, a díky menší měrné hmotnosti než má voda, vytlačována vzhůru nad hladinu vody, která se tak do průchozích otvorů 12,13 a do první nádoby 1 prakticky nedostane.

Kapacitu separace lze zvýšit paralelním řazením několika separačních zařízení podle tohoto technického řešení, účinnost separace případnou opakovanou separací namístě nebo později v laboratorních podmínkách, kdy již nezáleží na rychlosti zásahu.

-2CZ 8922 U1

Průmyslová využitelnost

Zařízení podle předmětného technického řešení je vhodné pro separaci kapalin, které samovolně netvoří emulzi a jejichž měrná hmotnost se liší alespoň o 5 %, nejlépe pro separaci vody od mastných kapalin o měrné hmotnosti 950 g/m³ a viskozitě nejméně 2 mm² /s.

Claims (4)

1. NÁROKY NA OCHRANU

   1. Separátor kapalin, zejména pro odstraňování mastných kapalin z povrchu vodní hladiny, vyznačující se tím, zeje opatřen první nádobou (1) se dnem (2) skloněným vůči horizontální rovině, jímž prochází pouzdro (5) v němž je svým dutým hřídelem (6) otočně uložen, na spodní straně dna (2) umístěný a se dnem (2) planparalelně vedený kotouč (7), na ío jehož povrchu, na straně odvrácené od dna (2) nádoby (1), jsou uspořádány alespoň dvě spirálovitě vedené lopatky (8), které vymezují komoiy (9), z nichž každá je otevřená jednak ve směru tečny kotouče (7), jednak v axiálním směru na stranu opačnou k poloze kotouče (7), a je zaústěná do jednoho z kanálů (10) vytvořených axiálně vedenými přepážkami (11) v dutině hřídele (6), přičemž každý z těchto kanálů (10), jejichž počet je roven počtu komor (9), je prvním

   15 průchozím otvorem (12), vedeným stěnou dutého hřídele (6), zaústěn do dutiny pouzdra (5), v jehož plášti je druhý průchozí otvor (13).
2. 2. Separátor kapalin podle nároku 1, vyznačující se tím, že první nádoba (1) je umístěna ve druhé nádobě (3), jejíž boční stěna (4) je částečně otevřená.
3. 3. Separátor kapalin podle nároku 2, vyznačující se tím, že druhá nádoba (3) je

   20 opatřena plovákovým systémem.
4. 4. Separátor kapalin podle jednoho z předcházejících nároků, vyznačující se tím, že dno (2) první nádoby (1) je vůči horizontální rovině skloněno pod úhlem 25 až 35 stupňů.