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Die Erfindung betrifft einen Flüssigkeitsabscheider, insbesondere zum Trennen von Gemischen aus Wasser und spezifisch leichteren Flüssigkeiten wie Öl, Benzin oder Fett, mit einem Abscheiderbehälter, der einen Zulauf und einen Ablauf aufweist, und mit einem im Abscheiderbehälter angeordneten Koaleszenzabscheider, der einen von zumindest einer Gehäusewandung begrenzten Innenraum aufweist, wobei ein Auslass des Koaleszenzabscheiders mit dem Ablauf verbunden ist.
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Zur Reinigung einer Flüssigkeit, z. B. Wasser, das mit Leichtflüssigkeiten beispielsweise in Form von Öl oder Benzin und/oder mit Staub- oder Schlammteilchen verschmutzt ist, sind verschiedene Vorrichtungen bekannt. Im einfachsten Fall kommt ein sogenannter Schwerkraftabscheider zum Einsatz. Dabei wird ein zu reinigendes Flüssigkeitsgemisch in einen Abscheiderbehälter eingefüllt und die spezifisch leichteren Anteile des Flüssigkeitsgemisches steigen an die Oberfläche der im Abscheiderbehälter befindlichen Flüssigkeit auf und sammeln sich dort an, während die spezifisch schwereren Teile, beispielsweise der Schlamm, auf den Boden des Abscheiderbehälters sinkt und sich dort absetzt.
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Da die reinen Schwerkraftabscheider den gehobenen Ansprüchen an die Reinigungsleistung in vielen Fällen nicht mehr genügten, wurden sogenannte Koaleszenzabscheider entwickelt, bei denen sich fein dispergierte Öltröpfchen in beruhigter Strömung und gegebenenfalls unter Mitwirkung von Filtermaterial zu größeren Öltröpfchen umbilden, die dann wiederum nach dem Schwerkraftprinzip an die Oberfläche aufsteigen.
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Früher war es üblich, den Koaleszenzabscheider einem Schwerkraftabscheider, der aus einem Leichtflüssigkeitsabscheider und einer Schlammfangvorrichtung bestehen kann, nachzuschalten, wodurch jedoch ein großer Bauraumbedarf bedingt war. Deshalb sind sogenannte integrierte Anlagen entwickelt worden, bei denen die einzelnen Abscheiderbehälter nicht als jeweils separate Bauteile ausgebildet und hintereinander angeordnet sind, sondern bei denen der Leichtflüssigkeitsabscheider, die Schlammfangvorrichtung und der Koaleszenzabscheider in einem einzelnen Abscheiderbehälter vorgesehen sind, so dass der Bauraumbedarf relativ gering ist.
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Bei bekannten integrierten Flüssigkeitsabscheidern wird immer von der Überlegung ausgegangen, das zu reinigende Flüssigkeitsgemisch bzw. das Wasser auf einem möglichst genau vorgeschriebenen Strömungsweg vom Zulauf des Abscheiderbehälters zu dem Einlass des eingesetzten Koaleszenzabscheiders zu führen. Dies wird erreicht, indem innerhalb des Abscheiderbehälters eine Vielzahl von Leitwänden vorgesehen sind, die dem zu reinigenden Flüssigkeitsgemisch einen vorbestimmten Strömungsweg aufzwängen. Die am Einlass des Koaleszenzabscheiders in diesen eintretende Flüssigkeit durchströmt den Koaleszenzabscheider, wobei auch innerhalb des Koaleszenzabscheiders in vielen Fällen Leitwände vorgesehen sind, um genau definierte Strömungswege zu gewährleisten. Die Flüssigkeit tritt dann an einem Auslass aus dem Koaleszenzabscheider aus und gelangt über ein üblicherweise als S-förmiges Steigrohr ausgebildetes Ablaufrohr zum Ablauf des Abscheiderbehälters.
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Die
DE 200 20 705 U1 beschreibt einen Koaleszenzabscheider zum Trennen von Gemischen aus Wasser und spezifisch leichteren Flüssigkeiten wie Öl, Benzin oder Fett. Der Koaleszenzabscheider weist ein bodenseitig geschlossenes Gehäuse mit nur einer Zulauföffnung in der Seitenwand auf. In der Zugangsöffnung ist ein Koaleszenzmittel angeordnet, das aus Streckmetallgitter besteht. Darüber hinaus ist ein Schwimmer mit einem Verschluss vorgesehen.
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Aus der
DE 296 14 408 U1 ist ein Flüssigkeitsabscheider mit einem hohlzylinderförmigen Koaleszenzfilter bekannt. Der Koaleszenzfilter kann auf seiner dem Einlauf zugewandten Seite mit einer sich über einen Teilumfang und vorzugsweise über die gesamte Höhe des Koaleszenzfilters erstreckenden Leitwand versehen sein. Dadurch wird eine Kurzschlussströmung verhindert. Zusätzlich besitzt der Einlauf eine T-förmige Einlaufschikane, um ebenfalls eine direkte Strömung zwischen dem Einlauf und dem Koaleszenzfilter zu vermeiden. In dem Koaleszenzfilter ist ein schwimmergesteuerter Verschlusskörper vorgesehen.
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Es hat sich gezeigt, dass der konstruktive Aufwand zur Erzielung eines definierten Strömungsweges innerhalb des Abscheiderbehälters sehr hoch ist, wodurch ein entsprechender Flüssigkeitsabscheider relativ teuer ist.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Flüssigkeitsabscheider der genannten Art zu schaffen, der eine hohe Reinigungsleistung bei einfachem und kostengünstigem konstruktiven Aufbau besitzt.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch einen Flüssigkeitsabscheider mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
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Erfindungsgemäß wird von der Grundüberlegung ausgegangen, dass die Reinigungsleistung wesentlich davon abhängig ist, wie und in welchem Umfang das zu reinigende Flüssigkeitsgemisch den Koaleszenzabscheider durchströmt. Aus diesem Grunde wird von dem bisher üblichen Grundprinzip, das Flüssigkeitsgemisch auf einem exakt definierten Strömungsweg dem Koaleszenzabscheider zuzuführen und an einem einzelnen Einlass in diesen einströmen zu lassen, abgegangen und der Koaleszenzabscheider wird mit zumindest zwei Einlassbereichen ausgebildet, durch die das zu reinigende Flüssigkeitsgemisch von verschiedenen Seiten in den Koaleszenzabscheider einströmen kann. Es hat sich gezeigt, dass die allein durch den Koaleszenzabscheider bedingte Reinigungsleistung in diesem Fall sehr hoch ist, so dass der Abscheiderbehälter insbesondere innerhalb des Strömungswegs zwischen seinem Zulauf und den Einlassbereichen des Koaleszenzabscheiders mit einer wesentlich verringerten Anzahl von Leitwänden oder auch vollständig ohne Leitwände ausgebildet sein kann, wodurch der konstruktive Aufwand des Flüssigkeitsabscheider gering gehalten ist.
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Das am Zulauf in den Abscheiderbehälter eintretende Flüssigkeitsgemisch erfährt auf dem Strömungsweg zwischen dem Zulauf des Abscheiderbehälters und den Einlassbereichen des Koaleszenzabscheiders eine Trennung infolge Schwerkraft, wie es oben beschrieben wurde, und tritt dann an den Einlassbereichen, die mit deutlichem Abstand unterhalb der Oberfläche der im Abscheiderbehälter befindlichen Flüssigkeit angeordnet sind und sich vorzugsweise etwa auf halber Höhe des Flüssigkeitsniveaus befinden, von verschiedenen Seiten in den Koaleszenzabscheider ein. Dabei hat es sich als vorteilhaft erwiesen, wenn die Einlassbereiche auf entgegengesetzten Seiten des Koaleszenzabscheiders angeordnet sind. Ein im Koaleszenzabscheider befindliches Filtermaterial wird auf diese Weise von verschiedenen Seiten angeströmt und dadurch besser ausgenutzt.
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In bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass der Koaleszenzabscheider eine dem Zulauf des Abscheiderbehälters zugewandte Vorderseite, eine dem Zulauf abgewandte Rückseite und im Wesentlichen senkrecht dazu verlaufende Längsseiten aufweist, wobei die Einlassbereiche des Koaleszenzabscheiders auf den Längsseiten angeordnet sind. Auf diese Weise ist eine Kurzschlussströmung vom Zulauf des Abscheiderbehälters zum Koaleszenzabscheider vermieden, da das zu reinigende Flüssigkeitsgemisch zumindest die durch die Gehäusewandung geschlossene Vorderseite umströmen muss und erst an den Längsseiten in den Koaleszenzabscheider eintreten kann.
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Es hat sich als besonders wirkungsvoll erwiesen, wenn in Weiterbildung der Erfindung vorgesehen ist, dass die Einlassbereiche einen sich in Strömungsrichtung erweiternden Querschnitt aufweisen, was beispielsweise durch einen sich konisch erweiternden Strömungskanalabschnitt erreicht werden kann. Aufgrund der Erweiterung des Querschnitts der Einlassbereiche in Strömungsrichtung wird die Strömungsgeschwindigkeit der zu reinigenden Flüssigkeit verringert, wodurch Turbulenzen innerhalb des Koaleszenzabscheiders vermieden sind.
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In Weiterbildung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass zusätzlich ein weiterer Einlassbereich auf der Rückseite des Koaleszenzabscheiders angeordnet ist, so dass das zu reinigende Flüssigkeitsgemisch mit Ausnahme der Vorderseite – von allen anderen Seiten in den Koaleszenzabscheider einströmt.
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In einer möglichen Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Einlassbereiche jeweils als separate Öffnung in der Gehäusewandung des Koaleszenzabscheiders ausgebildet sind. Alternativ ist es jedoch auch möglich, dass die Einlassbereiche ineinander übergehen und einen einzelnen, sich über einen Teilumfang des Koaleszenzabscheiders erstreckenden Einlass bilden. Dieser Einlass, der sich vorzugsweise über beide Längsseiten und die Rückseite erstreckt und somit den Koaleszenzabscheider auf drei Seiten umgibt, bildet einen sehr großflächigen Einlass für den Koaleszenzabscheider und stellt sicher, dass das in diesem befindliche Filtermaterial von vielen verschiedenen Richtungen angeströmt wird. In einer Weiterbildung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass die Einlassbereiche sich über die gesamte Höhe des Koaleszenzabscheiders erstrecken, d. h. dass der Koaleszenzabscheider auf seiner Rückseite und seinen Längsseiten keine Gehäusewandung aufweist.
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Vorzugsweise ist im Inneren des Koaleszenzabscheiders ein im Wesentlichen vertikal ausgerichtetes Innenrohr vorgesehen, das auf den Auslass des Koaleszenzabscheiders aufgesetzt ist und in seinem unteren Bereich mehrere Durchgangsöffnungen aufweist. Eine besonders einfache konstruktive Ausgestaltung des Innenrohrs ist gegeben, wenn es in seinem unteren Bereich nach Art eines Lochbleches ein regelmäßiges Muster an Durchgangsöffnungen aufweist. In seinem oberen Bereich, der bei Gebrauch des Flüssigkeitsabscheiders in der sich an der Oberfläche ansammelnden Leichtflüssigkeitsschicht liegt, ist das Innenrohr vorzugsweise geschlossen und besitzt allenfalls eine oder mehrere Ausgleichsöffnungen, damit sich die oberflächlich ansammelnde Leichtflüssigkeitsschicht auch innerhalb des Innenrohres ausbilden kann und dort einen Verschlussschwimmer steuert.
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Im Bereich des Auslasses des Koaleszenzabscheiders ist eine im Wesentlichen horizontal ausgerichtete Bodenplatte montiert, auf die das Innenrohr mit seiner Unterseite aufgesetzt ist. Die Bodenplatte kann auch gleichzeitig zur Abstützung der Gehäusewandungen des Koaleszenzabscheiders dienen. Der untere Bereich des Innenrohres, der mit den Durchgangsöffnungen versehen ist, kann von einer zylinderförmigen Hülse aus dem Filtermaterial umgeben sein, so dass die Flüssigkeit das Filtermaterial durchströmen muss, bevor sie an den Durchgangsöffnungen in den Innenraum des Innenrohres eintritt und von dort durch den Auslass zum Ablauf des Abscheiderbehälters gelangt.
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Weitere Einzelheiten und Merkmale der Erfindung sind aus der folgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die Zeichnung ersichtlich. Es zeigen:
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1 eine Aufsicht auf einen Flüssigkeitsabscheider gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel,
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2 den Schnitt II-II in 1,
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3 den Schnitt III-III in 1 in vergrößerter Darstellung,
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4 einen Flüssigkeitsabscheider mit einem Koaleszenzabscheider gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel und
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5 den Schnitt V-V in 4.
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Ein in den 1 und 2 dargestellter Flüssigkeitsabscheider 10 weist einen Abscheiderbehälter 11 auf, der einen Kreisquerschnitt besitzt und üblicherweise aus Beton besteht. Nahe der Oberseite des Abscheiderbehälters 11 ist ein Zulauf 12 vorgesehen, an den sich ein vertikal nach unten erstreckender Zulaufschacht 14 anschließt. Ein zu reinigendes Flüssigkeitsgemisch wird den Abscheiderbehälter 11 durch den Zulauf 12 zugeführt und durch den Zulaufschacht 14 nach unten zum Boden des Abscheiderbehälters 11 gerichtet. Wie 2 zu entnehmen ist, erstreckt sich der Ablaufschacht 14 etwa über die halbe Höhe des Abscheiderbehälters 11.
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Dem Zulauf 12 diametral gegenüberliegend ist im Abscheiderbehälter 11 ein Ablauf 13 vorgesehen, durch den die gereinigte Flüssigkeit den Abscheiderbehälter 11 verlassen kann.
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Dem Ablauf 13 ist ein als S-förmiges Steigrohr ausgebildetes Ablaufrohr 29 vorgeschaltet, das etwa in der Mitte des sich im Abscheiderbehälter 11 befindenden Flüssigkeitsniveaus eine nach oben weisende Öffnung besitzt, die gleichzeitig einen Auslass 28 eines aufgesetzten Koaleszenzabscheiders 20 bildet. Ausgehend von der Öffnung besitzt das Ablaufrohr 29 einen sich über ca. 180° erstreckenden Krümmungsabschnitt, an den sich ein nahe der Wandung des Abscheiderbehälters 11 vertkal nach oben verlaufender geradliniger Abschnitt anschließt, der an seinem oberen Ende über einen sich über 90° erstreckenden Krümmungsabschnitt in den Ablauf 13 mündet.
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Der oberhalb des Auslasses 28 angeordnete Koaleszenzabscheider 20 besitzt eine im Wesentlichen horizontal ausgerichtete Bodenplatte 26, die den Auslass 28 umgibt. Wie 2 zeigt, befindet sich die Bodenplatte auf einem Höhenniveau, das im Wesentlichen der funktionalen Trennlinie F zwischen einer im Bodenbereich des Abscheiderbehälters 11 ausgebildeten Schlammfangvorrichtung S und einem oberhalb davon ausgebildeten Leichtflüssigkeitsabscheider L entspricht.
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Auf die rechteckige Bodenplatte 26 sind in den Randbereichen vier Gehäusewandungen 21, 22, 23 und 24 aufgesetzt, die einen Innenraum 25 des Koaleszenzabscheiders 20 umgeben. Die Gehäusewandung 21 ist dabei auf der dem Zulauf 12 des Abscheiderbehälters 11 zugewandten Vorderseite V angeordnet. Entsprechend ist auf der dem Zulauf 12 abgewandten Rückseite R des Koaleszenzabscheider 20 die Gehäusewandung 22 angeordnet. An den sich senkrecht dazu erstreckenden Längsseiten L1 und L2 des Koaleszenzabscheider sind die Gehäusewandungen 23 und 24 vorgesehen. In den auf den Längsseiten L1 und L2 angeordneten Gehäusewandungen 23 und 24 ist jeweils ein Einlassbereich 30a bzw. 30b für den Koaleszenzabscheider 20 ausgebildet. Wie insbesondere 3 zeigt, sind die Einlassbereiche 30a und 30b am unteren Ende der jeweilige Gehäusewandung 23, 24, d. h. in dem Bereich oberhalb der Bodenplatte 26 und somit mit deutlichem Abstand von der Oberfläche der sich im Abscheiderbehälter 11 ansammelnden Flüssigkeit ausgebildet und bestehen aus einer großflächigen Durchbrechung 23a bzw. 24a der jeweiligen Gehäusewandung 23 bzw. 24, wobei auf die Durchbrechung ein kegel- oder pyramidenstumpfförmiges Rohr 23b bzw. 24b aufgesetzt ist, so dass der Einlassbereich 30a bzw. 30b einen sich in Strömungsrichtung erweiternden Querschnitt besitzt.
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Auf den in der Bodenplatte 26 ausgebildeten Auslass 28 ist ein sich vertikal nach oben erstreckendes Innenrohr 31 aufgesetzt, das sich zusammen mit den Gehäusewandungen 21, 22, 23 und 24 bis oberhalb des sich im Abscheiderbehälter maximal einstellenden Flüssigkeitsniveaus erstreckt. Das Innenrohr ist in seinem unteren, nahe den Einlassbereichen 30a und 30b liegenden Bereich mit einer Vielzahl von Durchgangsöffnungen 37 versehen, während es in seinem oberen Bereich weitestgehend geschlossen ist und lediglich ein oder mehrere kleine Ausgleichsöffnungen 36 besitzt, so dass sich die an der Oberfläche der im Abscheiderbehälter 11 befindlichen Flüssigkeit bildende Leichtflüssigkeitsschicht auch innerhalb des Innenrohres 31 bilden kann.
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Im Inneren des Innenrohres 31 ist ein Verschlussschwimmer 32 angeordnet, der einen Schwimmkörper 33 besitzt, von dem eine Haltestange 34 nach unten hervorsteht, an deren unterem Ende eine Verschlussplatte 35 angeordnet ist. Wenn die sich im Abscheiderbehälter oberflächlich ansammelnde Leichtflüssigkeitsschicht eine vorbestimmte Dicke erreicht hat, sinkt der Verschlusschwimmer 32 soweit ab, dass seine Verschlussplatte 35 den Auslass 28 absperrt. Am oberen Ende des Verschlussschwimmers 32 ist ein Handgriff 38 ausgebildet.
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Die Durchgangsöffnungen 37 im unteren Bereich des Innenrohres 31 sind von einer zylinderförmigen Hülse 27 aus einem Filtermaterial umgeben, so dass die Flüssigkeit das Filtermaterial durchströmen muss, bevor sie durch die Durchgangsöffnungen 37 in den Innenraum des Innenrohres 31 eintreten kann.
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Wie 3 zeigt, sind die Einlassbereiche 30a und 30b unmittelbar radial außerhalb der zylinderförmigen Hülse 27 aus dem Filtermaterial angeordnet, so dass die von verschiedenen Seiten durch die Einlassbereiche 30a und 30b in den Koaleszenzabscheider 20 eintretende Flüssigkeit die zylinderförmige Hülse 27 von verschiedenen Seiten anströmt.
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Die 4 und 5 zeigen eine Abwandlung des Flüssigkeitsabscheiders gemäß den 1 bis 3 und insbesondere dessen Koaleszenzabscheiders 20. Die Abwandlung unterscheidet sich von dem vorgenannten Ausführungsbeispiel dadurch, dass die Gehäusewandungen 22, 23 und 24 auf der Rückseite R sowie den Längsseiten L1 und L2 des Koaleszenzabscheider voll ständig entfallen sind. Auf diese Weise weist der Koaleszenzabscheider 20 einen einzelnen großflächigen, sich über beide Längsseiten L1 und L2 sowie die Rückseite R erstreckenden kontinuierlichen Einlassbereich 30 auf, wodurch gewährleistet ist, dass die zylinderförmige Hülse 27 aus dem Filtermaterial aus vielen verschiedenen Richtungen gleichzeitig angeströmt wird. Die Gehäusewandung 21 auf der dem Zulauf 12 des Abscheiderbehälters 11 zugewandten Vorderseite V verhindert eine Kurzschlussströmung und gewährleistet, dass die Flüssigkeit von verschiedenen Richtungen in den Koaleszenzabscheider 20 einströmt.
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Der Aufbau der Bodenplatte 26, des Innenrohres 31, des Verschlussschwimmers 32 und der Filtermaterial-Hülse 27 entspricht dem vorgenannten Ausführungsbeispiel.
