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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Trennen von Fluidgemischen,
insbesondere Wasser von Öl, mit einem mehrere Teilräume aufweisenden
Vakuumbehälter, wobei mindestens eine flüssige Komponente des
Fluidgemisches nach seiner Auftrennung aus dem Vakuumbehälter mittels einer
Fördereinrichtung abtransportierbar ist und die jeweils anderen
Komponenten mittels einer Vakuumpumpe aus dem Vakuumbehälter gas- und/oder
dampfförmig absaugbar sind.
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Bei einer gattungsfremden Vorrichtung zum Trennen eines Öl/Wasser-
Gemisches nach der EP 0 148 444 A2 ist ein Vorabscheideraum
vorgesehen, in dem zunächst die gröberen Bestandteile des Öls von dem Gemisch
abgetrennt werden. Das derart vorgereinigte Gemisch wird dann in eine
Koaleszierkammer eingeleitet, die eine Vielzahl von Koaleszierkörpern
enthält, die aus einem oleophilen Kunststoff bestehen und leichter als Wasser
sind. An der oleophilen spezifisch großen Oberfläche dieser Körper setzen
sich auch feinste Ölpartikel ab, die auf den Körpern zusammenfließen und
als größere, leicht abtrennbare Öltropfen in den Abscheideraum aufsteigen,
wo sie in einem Ölsammelraum sich ansammeln und entfernt werden
können. Aus dem Abscheideraum selbst fließt das Wasser über eine Trennwand
durch ein weiteres Rohr ab. Diese bekannte Vorrichtung baut groß auf und,
obwohl mit ihr eine Ölabscheidung über einen langen Zeitraum
wartungsfrei ist, sind die oleophilen Koaleszierkörper von Zeit zu Zeit gegen neue
auszutauschen, was mithin zu Stillstandszeiten der Anlage führt. Im
Hinblick auf die Baugröße der Anlage ist die Austragsleistung an von einander
getrenntem Öl und Wasser relativ gering. Insbesondere bei kalten
Umgebungsbedingungen und mithin kalten zu trennenden Fluidgemischen ist mit
der bekannten Lösung die Entwässerungsleistung, insbesondere die
Geschwindigkeit, mit der die Entwässerung vonstatten geht, unzureichend.
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Durch die EP 0 733 389 B1 ist eine gattungsgemäße Vorrichtung zum
Trennen von Fluidgemischen bekannt, insbesondere von Öl und Wasser,
mit einem Vakuumbehälter, in dem dieses Fluidgemisch mittels einer
Zerstäubungseinrichtung zerstäubbar ist, wobei mindestens eine flüssige
Komponente des Fluidgemisches nach seiner Auftrennung aus dem
Vakuumbehälter ableitbar ist und die jeweils anderen Komponenten sind mittels einer
Vakuumpumpe aus dem Vakuumbehälter gas- und/oder dampfförmig
absaugbar. Die bekannte Zerstäubungseinrichtung weist eine Zerstäuberdüse
für das Fluidgemisch auf, wobei die flüssige Komponente mittels einer von
einem Hydromotor antreibbaren Hydropumpe ableitbar ist, die eine
innerhalb des Vakuumbehälters angeordnete Baueinheit bilden. Der
angesprochene Hydromotor ist von dem mittels eines weiteren Antriebs in
Bewegung setzbaren Fluidgemisch antreibbar, sobald ein vorgebbarer Füllstand
im Vakuumbehälter den Austrag der jeweils flüssigen Komponente mittels
der Hydropumpe erfordert. Aufgrund der Zerstäubungseinrichtung ist es
möglich, bei geringer Baugröße der Vorrichtung eine nahezu optimale
Trennung der Komponenten zu erreichen, wobei die dahingehende
Auftrennung im Hinblick auf den Energieeintrag auch wirtschaftlich günstig ist.
Es hat sich aber gezeigt, daß insbesondere bei Anwendungsfällen, bei
niedrigen und tiefen Temperaturen die Zerstäubungseinrichtung anfällig und
nicht besonders geeignet ist.
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Ausgehend von dem vorstehend bezeichneten Stand der Technik liegt der
Erfindung die Aufgabe zugrunde, unter Beibehalten der Vorteile, nämlich
eine Vorrichtung zum Trennen von Fluidgemischen, insbesondere von Öl
und Wasser, bei geringer Baugröße zu schaffen, die eine optimale Trennung
der Komponenten erlaubt sowie sich wirtschaftlich günstig betreiben läßt,
diese dahingehend zu verbessern, daß sie auch bei niedrigen und tiefen
Temperaturen einsetzbar ist. Eine dahingehende Aufgabe löst eine
Vorrichtung mit den Merkmalen des Patentanspruches 1.
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Dadurch, daß gemäß dem kennzeichnenden Teil des Patentanspruches 1
einer der Teilräume des Vakuumbehälters eine Heizeinrichtung aufnimmt,
die der Beheizung des Fluidgemisches dient, das an einen weiteren
Teilraum geleitet beim Durchströmen eines Füllkörperbettes die Auftrennung in
seine Komponenten erfährt, ist es möglich, über die Heizeinrichtung auch
kalte und mithin zähe Fluidgemische einer Auftrennung innerhalb des
genannten Vakuumbehälters zuzuführen. Damit wird die erfindungsgemäße
Auftrennvorrichtung auch interessant für den Einsatz bei Baumaschinen und
Militärfahrzeugen, wo außerhalb von Wartungseinrichtungen mit der
entsprechenden Gebäudeausrüstung, also auch im Freien, die Wartung von
Hydrauliköl vorgenommen werden kann, indem man das Wasser aus dem
Öl abscheidet. Eine andere Anwendung besteht auch in der Trennung von
Wasser von Benzin oder Wasser von Kerosin, beispielsweise bei
Luftfahrzeugen.
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Die Heizeinrichtung, vorzugsweise in Form einer elektrisch betreibbaren
Heizeinrichtung, ist von ihrer Heizleistung her regulierbar und kann auch
abgestellt werden, so daß in einem weiten Bereich an Temperaturen des
Fluidgemisches dieses sich sinnvoll im Sinne einer Auftrennung innerhalb
der Trennvorrichtung handhaben läßt. Durch die Integration der
Heizeinrichtung in einen Teilraum des Vakuumbehälters wird erreicht, daß nur ein
geringer Anteil an Wärme an die Umgebung wiederum abgegeben wird,
was zu einem verbesserten Wirkungsgrad führt und im übrigen die
Entwässerungsgeschwindigkeit auch verbessert.
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Bei einer bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen
Vorrichtung erstreckt sich der eine Teilraum mit der integrierten Heizeinrichtung
längs des gesamten Vakuumbehälters, wobei der andere Teilraum mit dem
Füllkörperbett den ersten Teilraum umfaßt und wobei ein weiterer dritter
Teilraum koaxial zum zweiten Teilraum und in Längsrichtung des
Vakuumbehälters diesem nachfolgend gleichfalls den ersten Teilraum umfaßt.
Durch die Unterteilung in verschiedene Teilräume innerhalb des
Vakuumbehälters ist sichergestellt, daß die Heizeinrichtung viel Bauraum innerhalb
des Vakuumbehälters einnehmen kann, was insofern vorteilhaft ist, als dann
das Fluidgemisch über eine sehr lange Strecke längs der Heizeinrichtung
geführt werden kann. Über den weiteren Teilraum mit dem Füllkörperbett
ist dann eine entsprechend längere Verweildauer in dem zweiten Teilraum
sichergestellt, so daß auch für den Auftrenn- oder Entgasungsvorgang ein
längerer Zeitraum zur Verfügung steht. Über den weiteren dritten Teilraum
ist dann ein rascher Abfluß der abgetrennten flüssigen Teile aus dem
Vakuumbehälter nach außen hin möglich.
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Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen
Vorrichtung ist in einem vierten Teilraum, der sich parallel zum ersten
Teilraum innerhalb des gesamten Vakuumbehälters erstreckt, eine
Niveauüberwachungseinrichtung angeordnet, die Auskunft über den Füllzustand
des Vakuumbehälters bezogen auf die jeweils flüssige Komponente gibt.
Vorzugsweise ist dabei vorgesehen, daß die
Niveauüberwachungseinrichtung eine erste Fördereinrichtung derart ansteuert, daß bei Unterschreiten
einer vorgegebenen Füllstandsgrenze innerhalb des Vakuumbehälters die
flüssige, den Behälter verlassende Komponente an den ersten Teilraum mit
der Heizeinrichtung weitergeleitet ist. Unabhängig vom Befüllungszustand
der Trennvorrichtung und insbesondere des Vakuumbehälters ist es mithin
möglich, einen kontinuierlich fortlaufenden Trennprozeß zu führen, der
insbesondere auch davon unabhängig ist, wieviel aufzutrennendes
Fluidgemisch von außen her der Trennvorrichtung zugeführt wird. Neben
diesem quasi kontinuierlichen Betrieb, der im übrigen vom Energieeintrag her
günstig verläuft, kann darüber hinaus bereits aufgetrenntes Fluidgemisch
nochmals der eigentlichen Trennvorrichtung zugeführt werden, um
dergestalt in einem weiteren Auftrennprozeß die Auftrennergebnisse zu
verbessern. Dahingehend ist dann sichergestellt, daß nahezu vollständig von Luft
und Wasser befreites Fluid die Trennvorrichtung für seine weitere
Anwendung verläßt.
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Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen
Vorrichtung entnimmt eine weitere Fördereinrichtung über eine
Filtereinheit das Fluidgemisch aus einer Entnahmestelle, wobei die erste
Fördereinrichtung über eine Schalteinrichtung alternativ zu der Abgabe an die
Heizeinrichtung die flüssige Komponente an die Entnahmestelle abgibt. Zeigt
die Niveauüberwachungseinrichtung, daß der Füllstand innerhalb des
Vakuumbehälters und insbesondere im vierten Teilraum desselben zu hoch
ist, wird ein Schaltventil entsprechend betätigt und über die erste
Fördereinrichtung, insbesondere in Form einer Motor-Hydropumpeneinheit, die
flüssige Fluidkomponente unmittelbar an die Entnahmestelle weitergeleitet, aus
der auch wiederum die Trennvorrichtung das Fluidgemisch mittels der
zweiten Fördereinrichtung entnimmt. Die dahingehend gemeinsame
Entnahmestelle kann beispielsweise durch den Fluidtank einer Baumaschine
oder eines Militärfahrzeuges, wie ein Panzer oder Schützenwagen, gebildet
sein.
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Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen
Vorrichtung greift die Vakuumpumpe mit ihrer Saugkraft an der Oberseite
des Vakuumbehälters an, wobei in einer gegenläufigen Richtung des
Fluidgemisches von oben nach unten der zweite Teilraum mit dem
Füllkörperbett durchströmt ist. Durch die dahingehend obere Anordnung der
Vakuumpumpe sowie durch das Gegenstromprinzip innerhalb des
Vakuumbehälters ist eine hohe Auftrennrate sichergestellt und im übrigen ein
strömungstechnisch günstiger Ablauf innerhalb des Vakuumbehälters für das
jeweils strömende Medium erreicht.
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Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen
Vorrichtung ist der Vakuumbehälter an eine Luftzufuhr anschließbar, und
zwar vorzugsweise über eine Filtereinheit und eine einstellbare Drossel.
Dergestalt läßt sich dann gereinigte Luft in vorgebbaren Mengen dem
Vakuumbehälter zuführen, um dergestalt den jeweiligen Unterdruck im
Vakuumbehälter vorgeben und einstellen zu können. Vorzugsweise ist dabei des
weiteren vorgesehen, daß der fluidführende Anschluß zu der
Heizeinrichtung und Teile der Fluidleitungen in der Fördereinrichtung, die jeweils von
einer Hydropumpe versorgt sind, in ein gemeinsames Anschlußstück
münden. Dergestalt läßt sich der freie Weg und der Einsatz an Verrohrrungen
vermindern.
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Sofern die Vorrichtung mit allen ihren Komponenten verfahrbar in einer
Transporteinheit zusammengefaßt ist, läßt sich die Trennvorrichtung vor Ort
einsetzen, so daß bei einer militärischen Verwendung ein Militärfahrzeug
auch im freien Feld gewartet und instandgesetzt werden kann.
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Im folgenden wird die erfindungsgemäße Trennvorrichtung anhand einer
Ausführungsform nach der Zeichnung näher erläutert. Dabei zeigen in
prinzipieller und nicht maßstäblicher Darstellung die
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Fig. 1 den grundsätzlichen Schaltplanaufbau der Trennvorrichtung;
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Fig. 2 die die Schaltung nach Fig. 1 realisierende Trennvorrichtung
als mobile Transporteinheit.
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Die Vorrichtung zum Trennen von Fluidgemischen, insbesondere Wasser
von Öl, weist einen Vakuumbehälter 10 auf, in den das Fluidgemisch, hier
in Form des Öl/Wasser-Gemisches, einbringbar ist. Die flüssige
Komponente des Fluidgemisches, hier in Form von Öl oder eines sonstigen
Hydraulikmediums, ist nach erfolgter Auftrennung mittels einer als Ganzes mit 12
bezeichneten Fördereinrichtung aus dem Vakuumbehälter 10
abtransportierbar. Die dahingehende erste Fördereinrichtung 12 weist eine von einem
Elektromotor 14 antreibbare Hydropumpe 16 auf. Für den dahingehenden
Abtransport ist die erste Fördereinrichtung 12 über eine Rohrleitung 18
fluidführend an der Unterseite des Vakuumbehälters 10 angeschlossen. Des
weiteren weist die Trennvorrichtung eine für dahingehende Verwendungen
übliche Vakuumpumpe 20 auf, die über eine Verbindungsleitung 22, die in
der Fig. 2 nur teilweise dargestellt ist, im oberen Teil des Vakuumbehälters
10 an diesen fluidführend angeschlossen ist. Der Ausgang 24 der
Vakuumpumpe 20 kann an einen nicht näher dargestellten Aufnahmebehälter oder
an eine weitere Flüssigkeitsableitung (beides nicht dargestellt)
angeschlossen sein. Sofern die Vakuumpumpe 20 Luft an die Umgebung abzuführen
hat, kann eine entsprechende, nicht näher dargestellte Abgabevorrichtung
vorhanden sein. Mittels der Vakuumpumpe 20 läßt sich jedenfalls aus dem
Vakuumbehälter 10 Wasserdampf in Form von Gas und/oder in Form von
Dampf aus dem Vakuumbehälter 10 sicher abführen. Wie sich aus der Fig. 2
ergibt, ist die erste Fördereinrichtung 12 der Trennvorrichtung unterhalb des
Vakuumbehälters 10 als Baueinheit angeordnet. Die Vakuumpumpe 20
wiederum ist in Blickrichtung auf die Fig. 2 gesehen rechts davon und
oberhalb dieser Fördereinrichtung 12 sowie gleichfalls außerhalb des
Vakuumbehälters 10 als modulare Komponente Bestandteil der Trennvorrichtung.
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Wie sich aus der Fig. 2 ergibt, ist der Vakuumbehälter 10 in mehrere
Teilräume aufgeteilt. Der erste Teilraum 26 erstreckt sich außermittig längs des
gesamten Vakuumbehälters 10 und ist in der Art eines Hohlzylinders
ausgebildet. Innerhalb dieses ersten Teilraumes 26 befindet sich als Teil einer
Heizeinrichtung 28 ein elektrisch beheizbarer Heizstab 30. Der Heizstab
30, der gleichfalls eine zylindrische Außenkontur hat, greift unter
Beibehalten eines radialen Abstandes in den ersten Teilraum 26 ein, wobei der
derart hergestellte Abstand dem Fluidtransport des noch zu trennenden
Fluidgemisches dient. Die Transportrichtung des Fluidgemisches innerhalb des
ersten Teilraumes 26 ist mit entsprechenden Pfeilen angedeutet. Der
Heizstab 30 selbst ist in Blickrichtung auf die Fig. 2 gesehen mit seinem oberen
Ende durch eine Abschlußplatte 32 des Vakuumbehälters 10 gehalten,
wobei der Heizstab 30 als Teil einer Heizeinrichtung mit einer elektrischen
Versorgung 34 versehen ist.
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Vom Prinzip her arbeitet der Heizstab 30 der Heizeinrichtung 28 in der Art
einer elektrischen Widerstandsheizung, wie es von Tauchsiedern od. dgl.
her bekannt ist. Der zylindrische erste Teilraum 26 hingegen steht in
Blickrichtung auf die Fig. 2 gesehen mit seinem unteren Ende auf einer unteren
Endplatte 36 auf, die den Vakuumbehälter 10 nach unten hin abschließt. An
seinem anderen Ende hingegen weist der erste Teilraum 26 mit seiner
Außenwandung einen Abstand zu der oberen Abschlußplatte 32 auf, so daß
über den derart gebildeten Trennspalt 38 das Fluidgemisch den ersten
Teilraum 26 verlassen kann, um an einen zweiten weiteren Teilraum 40
abgegeben zu werden. Der dahingehende zweite Teilraum 40 ist koaxial zum
ersten Teilraum 26 angeordnet und umfaßt diesen mit seiner zylindrischen
Außenwand. Derart ist innerhalb des zweiten Teilraumes 40 ein
Aufnahmeraum 42 gebildet, der der Aufnahme eines nicht näher dargestellten
Füllkörperbettes dient. Ein dahingehendes Füllkörperbett kann beispielsweise
aus einem Edelstahlmaterial mit einer Vielzahl von Einzelfäden od. dgl.
bestehen, um so in der Art eines Rieselbettes die Oberfläche für das zu
trennende Fluidgemisch zu erhöhen. Ferner wird die Verweildauer des
aufzutrennenden Fluidgemisches im zweiten Teilraum 40 durch das
Füllkörperbett erhöht, so daß im Hinblick auf diese längere Verweildauer vermehrt
Zeit für den eigentlichen Trennvorgang zur Verfügung steht.
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Durch die Integration der Heizeinrichtung 28 in den Vakuumbehälter 10
und insbesondere in den ersten Teilraum 26 wird nur ein geringer Anteil
der Wärmemenge an die Umgebung abgegeben, so daß ein verbesserter
Wirkungsgrad und eine verbesserte Entwässerungsgeschwindigkeit erreicht
ist. Durch die Beheizung des Fluidgemisches ist eine bessere Auftrennung
des Wasser/Öl-Gemisches über die Vakuumpumpe 20 möglich, die im
übrigen mit dem freien Ende ihrer Verbindungsleitung 22 in den
Vakuumbehälter 10 mündet, und zwar unmittelbar in den zweiten weiteren Teilraum
40 mit dem Füllkörperbett. Ist das in den ersten Teilraum 26 eingebrachte
Fluidgemisch stark unterkühlt, besteht dergestalt auch die Möglichkeit, das
aufzutrennende Fluidgemisch entsprechend zu erwärmen, was sich günstig
für den Auftrennvorgang auswirkt. Des weiteren besteht dann auch die
Möglichkeit, ausgesprochen zähfließendes Fluid, wie es bei tiefen
Temperaturen auftritt, über die Trennvorrichtung zu behandeln.
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In Fluidrichtung hinter und mithin unterhalb des zweiten Teilraumes 40 ist
ein dritter Teilraum 44 angeordnet, der über eine Art Trenn- oder Lochblech
46 vom zweiten Teilraum 40 getrennt ist. Dergestalt kann sich das nicht
näher dargestellte Füllkörperbett auf der Oberseite des Trenn- oder
Lochbleches 46 abstützen und dennoch ist über die dahingehende
Trenneinrichtung 46 der Abtransport der flüssigen vom Wasser befreiten Komponenten
des Fluidgemisches an den dritten Teilraum 44 gewährleistet. Der dritte
Teilraum 44 wiederum umfaßt gleichfalls in koaxialer Anordnung den
ersten Teilraum 26 und schließt im übrigen von seinem Außendurchmesser
her bündig mit dem Außendurchmesser des zweiten Teilraumes 40 ab. Die
bereits angesprochene Rohrleitung 18, die in Verbindung steht mit der
ersten Fördereinrichtung 12, greift demgemäß fluidführend mit ihrem anderen
Ende in den dritten Teilraum 44 ein. Zweiter und dritter Teilraum 40 bzw.
44 erstrecken sich gemeinsam längs des gesamten Vakuumbehälters 10 und
schließen bündig einmal mit der Abschlußplatte 32 und einmal mit der
Endplatte 36 ab. Am unteren Ende des dritten Teilraumes 44 weist dieser
jedoch eine Öffnung 48 auf, die eine fluidführende Verbindung mit einem
weiteren vierten Teilraum 50 herstellt.
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In Abhängigkeit der Gesamt-Füllstandssituation innerhalb des
Vakuumbehälters 10 stellt sich im vierten Teilraum 50 ein entsprechendes Fluidniveau
ein, wobei eine als Ganzes mit 52 bezeichnete
Niveauüberwachungseinrichtung den dahingehenden Füllzustand überwacht und einregelt. Hierfür
steht die Niveauüberwachungseinrichtung über einen elektrischen
Anschluß angeordnet an der Oberseite der Abschlußplatte 32 mit einer als
Ganzes mit 56 bezeichneten Steuereinrichtung in Verbindung, die auch
über entsprechende Bedienfeldeingaben sowie eine Not-Aus-Funktion 58
verfügt.
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Die genannte Niveauüberwachungseinrichtung 52 weist innerhalb des
vierten Teilraumes 50 einen Längsstab 60 auf, längs dessen ein Schwimmer-
Auftriebskörper verfahrbar angeordnet ist, und zwar in Abhängigkeit des
jeweiligen Füllzustandes innerhalb des vierten Teilraumes 50, der einen
Rückschluß zuläßt über die gesamte Füllstandssituation innerhalb des
Vakuumbehälters 10 an Fluid. Der Schwimmer-Auftriebskörper ist zwischen
einer Minimum-Position 62 und einer Maximum-Position 66 verfahrbar.
Das jeweilige Fluid-Niveau bewegt sich zwischen diesen Positionen 62 und
66 und des weiteren steht noch ein Not-Aus-Schwimmer 64 zur Sicherheit
zur Verfügung. Über die Steuereinrichtung 56 überwachte Endlagenschalter
(nicht dargestellt) tragen Sorge dafür, daß bei Erreichen des unteren
Endlagenschalters und mithin bei einem niedrigen Füllstandsniveau innerhalb des
Vakuumbehälters 10 die erste Fördereinrichtung 12 derart angesteuert wird,
daß die den Vakuumbehälter 10 über den dritten Teilraum 44 verlassende
flüssige Komponente wieder an den ersten Teilraum 26 mit der
Heizeinrichtung 28 unmittelbar weitergeleitet wird. Hierfür steuert die
Steuereinrichtung 56 ein 3/2-Wege-Schaltventil 68 an, das in seiner betätigten Stellung
den fluidführenden Weg zwischen der Rohrleitung 18 und der
Hydropumpe 16 zu einer Anschlußleitung 70 freigibt, die über die untere Endplatte 36
in den fluidführenden Bereich des ersten Teilraumes 26 ausschließlich
mündet.
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Erreicht der Schwimmer-Auftriebskörper den oberen Endlagenschalter,
steuert die Niveauüberwachungseinrichtung 52 über die Steuereinrichtung 56
das 3/2-Wege-Schaltventil dergestalt an, daß es seine in der Fig. 1
dargestellte unbetätigte Stellung beibehält, bei der die Rohrleitung 18 über die
Hydropumpe 16 an eine Ablaufleitung 72, wie dargestellt, angeschlossen ist,
die mit ihrem freien Ende über ein von Hand betätigbares Absperrventil 74
in eine Entnahmestelle, beispielsweise in Form eines Tanks T, mündet. Bei
der dahingehenden Schaltstellung läßt sich sicherstellen, daß der
Vakuumbehälter 10 mit seinen Teilräumen nicht überfüllt werden kann, sondern
daß dann ein sicherer Abfluß in Richtung des Tanks T möglich ist. Mithin ist
es über die Niveauüberwachungseinrichtung 52 sowie die
Steuereinrichtung 56 möglich, den Befüllungs- und Arbeitszustand genau
einzuregulieren, wobei bei Unterversorgung des Vakuumbehälters 10 im Sinne eines
internen geschlossenen Rücklaufs bereits aufgetrenntes flüssiges Fluid in
den ersten Teilraum 26 mit der Beheizungseinrichtung 28 rückgeführt wird.
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Um die Versorgung des Vakuumbehälters 10 mit dem aufzutrennenden
Fluidgemisch überhaupt sicherstellen zu können, weist die
Trennvorrichtung des weiteren eine zweite Fördereinrichtung 76 auf, die wiederum über
eine mittels eines Elektromotors 78 antreibbare Hydropumpe 80 verfügt.
Die genannten Motoren 14 und 78 können selbstredend auch aus üblichen
Hydromotoren bestehen. Die Hydropumpe 80 entnimmt über eine
Entnahmeleitung 82 und einen Grobfilter 84 sowie über eine von Hand
betätigbare weitere Absperreinrichtung 86 Fluid aus der Entnahmestelle in Form
des Tanks T und gibt das derart geförderte wasserhaltige Fluidgemisch an
eine Filtereinheit 88 weiter, die über ein federbelastetes Rückschlagventil
90 sicherstellt, daß nicht ungewollt in entgegengesetzter Richtung Fluid aus
der Anschlußleitung 70 und über eine Förderleitung 92 zur Filtereinheit 88
rückströmen kann, was beispielsweise ansonsten möglich wäre, sofern die
Hydropumpe 80 keinen ausreichenden Fluiddruck aufbauen würde. Über
die dahingehende zweite Transport- oder Fördereinrichtung 76 ist die
Versorgung des Vakuumbehälters 10, insbesondere die Versorgung des ersten
Teilraumes 26 mit der Heizeinrichtung 28, aus der Entnahmestelle (Tank T)
gewährleistet. Die Entnahmestelle oder der Tank T selbst kann wiederum
fortlaufend aber auch diskontinuierlich mit aufzutrennendem Fluidgemisch
von seiten der Arbeitsmaschine her versorgt werden.
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Um zu vermeiden, daß in dem Vakuumbehälter 10 sich derart ein
Unterdruck einstellt, daß der Betrieb der Gesamtvorrichtung in Frage gestellt
wäre, ist vorgesehen, den Vakuumbehälter 10 an eine Luftzufuhr 94
anzuschließen, die über einen Luftfilter 96 verfügt sowie über eine einstellbare
Drossel 98. Über die letztgenannte Drossel 98 läßt sich die Luftzufuhr in
den Vakuumbehälter 10 vorgeben. Ferner ist über den Luftfilter 96
sichergestellt, daß nicht verunreinigte Umgebungsluft in den Vakuumbehälter 10
eindringen und dort das Auftrennverfahren beeinträchtigen könnte. Der
fluidführende Anschluß 70 zu der Heizeinrichtung 28,30 und Teile der
Fluidleitungen 92 der Fördereinrichtungen 12,76, die jeweils von einer
Hydropumpe 16,80 versorgt sind, münden in ein gemeinsames Anschlußstück
100, das die Versorgung des Vakuumbehälters 10 einmal über die externe
Zufuhr aus dem Tank T erlaubt und einmal über den inneren Umlauf in
Abhängigkeit des Füllzustandes innerhalb des Vakuumbehälters 10. Wie
sich des weiteren aus der Fig. 2 ergibt, sind alle vorstehend genannten
Komponenten der Vorrichtung verfahrbar in einer Transporteinheit 102
zusammengefaßt, wobei im vorliegenden Fall mittels eines Radsatzes 104,
beispielsweise in Form von vier Einzelrädern, ein Transport auf einem
Hallenboden, einem Fahrweg od. dgl., möglich ist. Auch ein schienen- oder
luftkissenmäßiger Betrieb wäre denkbar.
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Neben dem angesprochenen Entwässern eines Öl/Wasser-Gemisches ließe
sich die Vorrichtung auch für vergleichbare Fluidgemische einsetzen,
beispielsweise um Flugbenzin (Kerosin) in Tanks von Luftfahrzeugen von
wässrigen Kondensaten zu befreien.
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Neben der bereits angesprochenen automatischen Bedienung der
Entwässerungsanlage ist es darüber hinaus möglich, über ein angeschlossenes
Manometer 106 (vgl. Fig. 1) die Drucksituation im Vakuumbehälter 10 zu
überwachen, was auch der Sicherheit dient. Innerhalb des Vakuumbehälters
10 wird vorzugsweise eine Arbeitstemperatur von ca. 20°C bis ca. 60°C, je
nach Anwendungsfall, gefahren sowie ein Absolutdruck von ca. 22000 Pa
(220 mbar) eingestellt, was einem Unterdruck von ca. 80000 Pa (0,8 bar)
entspricht. Insgesamt wird die Vorrichtung derart eingestellt, daß ein
Arbeitspunkt in der Nähe der Dampfdruckkurve von Wasser sich einstellt, der
vorzugsweise geringfügig über der Dampfdruckkurve liegt. Ein Arbeitspunkt
geringfügig über der Dampfdruckkurve ist technisch gut zu realisieren und
ist energetisch in akzeptablen Grenzen. Im Bereich dieses Arbeitspunktes
bzw. Arbeitsbereiches scheidet sich dann aus dem Öl-Wasser-Nebel im
Bereich des Fließbettes der Wasserdampf aus, der über dem Absaugbereich
mittels der Vakuumpumpe 20 aus dem Vakuumbehälter 10 ableitbar ist.
Der Ölnebel selbst fällt auf der Unterseite des Fließbettes und mithin im
Bereich des Trenn- oder Lochbleches 46 spätestens als Flüssigkeit aus und
füllt zusehends den dritten Teilraum 44 und mithin auch den vierten
Teilraum 50 der Niveauüberwachungseinrichtung 52.
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Bei dem angesprochenen Auftrennungsprozeß wird neben einer
Entwässerung des Öles auch eine Entgasung desselben erreicht, wobei sich die Gase
ebenfalls im Absaugbereich der Vakuumpumpe 20 ansammeln und
dergestalt aus dem Vakuumbehälter 10 mit abgeführt werden. Die Zuleitung des
aufzutrennenden Fluidgemisches zum Heizstab 30 der Heizeinrichtung 28
im Vakuumbehälter 10 wirkt in der Art eines Wärmetauschers und wärmt
das einströmende Fluidgemisch vor. Dies wirkt sich ebenfalls auf den
Wirkungsgrad und die Entwässerungsgeschwindigkeit der erfindungsgemäßen
Vorrichtung günstig aus, da nur eine begrenzte Wärmemenge pro Fläche
auf das Fluidgemisch übertragen werden kann, ohne daß es zu
Schädigungen kommt. Durch die Integration der Heizung in Gehäuseteilen des
Vakuumbehälters 10 ist darüber hinaus eine platzsparende und
gewichtsreduzierende Konstruktion erreicht.
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Zum besseren Verständnis wird die Gesamtvorrichtung anhand ihrer
Funktionsweise nun abschließend erläutert. Die Hydropumpe 80 saugt das
aufzutrennende Fluidgemisch (Öl/Wasser-Gemisch) aus dem zu entwässernden
Tank T und befüllt über ein Filter 88 und die Kammer mit dem Heizstab 30
den Vakuumbehälter 10. Es erfolgt dann mithin eine Filtration sowie eine
Aufheizung des Fluidgemisches, sofern die Heizeinrichtung 28 seitens der
Steuereinrichtung 56 in Betrieb genommen wurde. Aufgrund der
Temperatur und des eingestellten Unterdruckes erfolgt im Vakuumbehälter 10 dann
die Entwässerung des Öles. Gleichzeitig wird über die Hydropumpe 16 Öl
aus dem Vakuumbehälter 10 gefördert, welches je nach
Niveau-Schaltersignal der Niveauüberwachungseinrichtung 52 dem Vakuumbehälter 10
oder dem zu entwässernden Tank T zugeführt wird. Kommt es zu Störungen
im Betrieb, insbesondere dadurch, daß der Vakuumbehälter 10 nicht mehr
befüllt wird, kann die Niveauüberwachungseinrichtung 52 insbesondere
über einen zuunterst im Vakuumbehälter 10 angeordneten Schalter die
dahingehende vollständige Entleerungssituation für den Behälter 10 feststellen
und dann eine Notabschaltung vornehmen, beispielsweise indem die
Steuereinrichtung 56 die genannten Hydropumpen 16,80 abschaltet. Wie
bereits dargelegt, wird über die Vakuumpumpe 20 die feuchte Luft aus dem
Vakuumbehälter 10 abgesaugt und gleichzeitig läßt man über eine sog.
Gasballastdrossel 98 gefilterte Raumluft in den Vakuumbehälter 10 über die
Schnittstelle 94 sowie die Filtereinheit 96 nachströmen. Aufgrund der
Druckerniedrigung im Vakuumbehälter 10 wird die Raumluft dann
entspannt und der Wasserdampf-Partialdruck sinkt, so daß das Öl entwässert
werden kann.