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Die Erfindung betrifft einen Dekanter.
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Derartige Dekanter zur schwerkraftgetriebenen Abscheidung einer leichten von einer vergleichsweise schweren Phase eines Flüssigkeitsgemisches werden bisher nur in landbasierten Anlagen eingesetzt. Für einen Einsatz auf offenen Gewässern ist diese Art von Dekantern ungeeignet, da durch Seegang oder Turbulenzen bedingtes Kippen des Dekanters die Entmischung der leichten Phase vom Flüssigkeitsgemisch stört oder gar eine erneute Vermischung der verschiedenen Flüssigkeitsphasen bedingt. Solche Dekanterböden sind z. B. aus der
DE 10 2005 042 353 bekannt.
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Hiervon ausgehend liegt daher der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen Dekanter der eingangs genannten Art im Hinblick auf die vorstehend dargelegte Problematik zu verbessern.
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Dieses Problem wird durch einen Dekanter mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
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Danach ist vorgesehen, dass der Dekanter zur Trennung einer leichten von einer vergleichsweisen schweren Phase eines Flüssigkeitsgemischs einen Behälter zur Aufnahme des Flüssigkeitsgemisches aufweist, der sich bevorzugt entlang einer Längsachse erstreckt, die bei einem bestimmungsgemäß angeordneten Dekanter entlang der Vertikalen verläuft, wobei die Längsachse beim Off-Shore-Einsatz natürlich um die Vertikale schwanken kann. Bevorzugt weist der besagte Behälter zumindest abschnittsweise eine hohlkreiszylindrische Wandung auf, die einen Innenraum des Behälters begrenzt.
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Zur Trennung der besagten Phasen ist weiterhin im Behälter zumindest ein Dekanterboden vorgesehen, der die Ausbildung einer definierten Grenzfläche zwischen der schweren und der leichten Phase unterstützt.
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Der mindestens eine Dekanterboden stellt dabei insbesondere eine obere Begrenzung für die aufsteigende leichte Phase dar. Diese sammelt sich entsprechend unterhalb des mindestens einen Dekanterbodens an einer nach unten weisenden Unterseite des mindestens einen Dekanterbodens. Die darunter befindliche, an dem mindestens einen Dekanterboden entlang strömende schwere Phase kann über einen dem Zulaufschacht gegenüberliegenden Ablaufschacht im Behälter nach unten sinken.
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Zum Aufsteigen der leichten Phase hingegen weist des Weiteren der mindestens eine Dekanterboden zumindest ein Steigrohr auf, das mit einer im mindestens einen Dekanterboden vorgesehenen Öffnung verbunden ist, so dass die sich unterhalb des mindestens einen Dekanterbodens ansammelnde leichte Phase durch die jeweilige Öffnung über das der Öffnung zugeordnete Steigrohr im Behälter nach oben aufsteigen kann. Vorzugsweise ist eine Rückhaltenase oder Ablaufnase am Ende des Dekanterbodens angebracht und verhindert, dass die leichte Phase in den Abzugsschacht (Ablaufschacht) der schweren Phase gelangen kann. Vorzugsweise weist der mindestens eine Dekanterboden mehrere Steigrohre auf, wobei die Steigrohre bevorzugt im Bereich eines äußeren Randes des mindestens einen Dekanterbodens vorgesehen sind, der an den Ablaufschacht des Dekanters angrenzt, über den die schwere Phase im Behälter nach unten sinken kann, wo Sie sich bevorzugt in einem ersten Sammelbereich für die schwere Phase sammelt. In einem oberen Bereich des Behälters ist bevorzugt ein zweiter Sammelbereich für die aufgestiegene leichte Phase vorgesehen.
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Zum Abziehen der schweren Phase aus dem Behälter bzw. dem ersten Sammelbereich ist an einem Behälterboden bevorzugt ein erster (unterer) Auslass, z. B. in Form eines Abzugsstutzens, vorgesehen. Weiterhin ist zum Abziehen der leichten Phase aus dem Behälter bzw. dem zweiten Sammelbereich bevorzugt ein zweiter (oberer) Auslass (z. B. in Form eines Abzugsstutzens) am Behälter vorgesehen.
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Zum Beschicken des mindestens einen Dekanterbodens mit dem zu trennenden Flüssigkeitsgemisch weist der Dekanter des Weiteren einen Zulaufschacht auf, der sich insbesondere an ein geneigt im Behälter verlaufendes Dach anschließt, an dem entlang das Flüssigkeitsgemisch in den Zulaufschacht strömen kann, wobei insbesondere jenes Dach entlang der Längsachse des Behälters oberhalb des mindestens einen Dekanterbodens angeordnet ist und insbesondere den zweiten Sammelbereich für die flüssige Phase, der sich oberhalb eines obersten Dekanterbodens befindet, nach oben hin begrenzt.
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Vorzugsweise sind grundsätzlich im Behälter des Dekanters mehrere Dekanterboden übereinander angeordnet, wobei bevorzugt der jeweilige Dekanterboden zumindest ein Steigrohr, insbesondere mehrere Steigrohre aufweist, die mit zugeordneten Öffnungen des jeweiligen Dekanterbodens verbunden sind, so dass die leichte Phase durch die Öffnungen in dem jeweiligen Steigrohr im Behälter aufsteigen kann.
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Sind mehrere Dekanterböden vorhanden, wird das im Zulaufschacht im Behälter nach unten strömende, zu trennende Flüssigkeitsgemisch im Behälter auf mehrere Teilströme aufgeteilt, die zwischen die übereinander im Behälter angeordneten Dekanterböden geführt werden. In jedem Teilstrom steigt die leichte Phase nach oben auf und sammelt sich unterhalb der nach unten weisenden Unterseite des den jeweiligen Teilstrom nach oben hin begrenzenden Dekanterbodens. Jeder Teilstrom fließt von einem dem Zulaufschacht zugewandten äußeren Rand des jeweiligen Dekanterbodens zu einem gegenüberliegenden, äußeren Rand des betreffenden Dekanterbodens, in dessen Bereich die nun auf der schweren Phase schwimmende, entmischte, leichte Phase über zumindest ein Steigrohr pro Dekanterboden nach oben geführt wird und dann in dem zweiten Sammelbereich des Dekanters gesammelt und über den besagten zweiten Auslass (Abzugsstutzen) abgezogen wird. Die schwere Phase strömt auf der Oberseite des jeweiligen die schwere Phase nach unten hin begrenzenden Dekanterbodens zwischen den Steigrohren hindurch und sinkt sodann über den dem Ablaufschacht zugewandten äußeren Rand des jeweiligen Dekanterbodens hinweg im Ablaufschacht nach unten. Das untere Ende des Ablaufschachtes mündet wie zuvor beschrieben in dem ersten Sammelbereich für die schwere Phase, aus dem die schwere Phase über den entsprechenden (unteren) ersten Auslass (Abzugsstutzen) abgezogen werden kann.
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In einer Variante der Erfindung weist der mindestens eine Dekanterboden an einem dem Zulaufschacht zugewandten äußeren Rand des mindestens einen Dekanterbodens eine Einlaufnase auf, die von dem mindestens einen Dekanterboden – bezogen auf einen bestimmungsgemäß angeordneten Zustand des Dekanters – entlang der Längsachse des Behälters nach unten absteht, so dass die leichte Phase bei einer Neigung besagter Längsachse gegenüber der Vertikalen nicht in den Zulaufschacht zurückfließt. Je nach Grad der Schwankungen des Dekanters können die Einlaufnasen entlang der Längsachse des Behälters größer oder kleiner dimensioniert werden.
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In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass der mindestens eine Dekanterboden auf seiner nach unten gewandten Unterseite Rillen aufweist, in denen die leichte Phase vom Zulaufschacht hin zu den Steigrohren strömen kann. Vorzugsweise ist der mindestens eine Dekanterboden hierzu im Querschnitt (quer zu einer Fließrichtung der leichten Phase bzw. quer zu jenen Rillen) z. B. gezackt oder wellenförmig ausgebildet, so dass die besagten Rillen gebildet werden.
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In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist im Behälter zumindest ein flächiges Abschottelement vorgesehen, bei dem es sich z. B. um eine Abschottblech handeln kann, wobei sich das Abschottelement bevorzugt flächig entlang einer Erstreckungsebene erstreckt, die parallel zur Längsachse des Behälters orientiert ist, wobei das mindestens eine Abschottelement den mindestens einen Dekanterboden bzw. einen Dekanterbodenzwischenraum zwischen zwei benachbarten, übereinander angeordneten Dekanterböden in Segmente (Kammern) unterteilt. Dabei weist jedes Segment zumindest eines der besagten Steigrohre auf. Vorzugsweise erstreckt sich das mindestens eine Abschottelement vom Zulaufschacht hin zum Ablaufschacht. Auf diese Weise wirken die Abschottelemente einer Durchmischung der Phasen quer zur Fließrichtung entgegen, die durch Schwankungen oder Verkippungen des Dekanters hervorgerufen werden können.
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In einer weiteren Variante der Erfindung schließt der mindestens eine Dekanterböden (oder eine Mehrzahl an übereinander angeordneten Dekanterböden) einen spitzen Neigungswinkel mit einer senkrecht zur Längsachse verlaufenden Querschnittsebene des Dekanters ein, so dass die leichte Phase an den Dekanterboden entlang aufwärts zu den Steigrohren strömt. Hierdurch kann die leichte Phase besser unter den Dekanterböden gehalten werden.
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In einer weiteren Variante der Erfindung ist vorgesehen, dass der mindestens eine Dekanterboden kreisförmig ausgebildet ist. Einen solchen kreisförmig ausgebildeten Dekanterboden bezeichnet man auch als Radialstrom-Dekanterboden, bei dem insbesondere konzentrisch im Dekanterboden eine Öffnung ausgebildet ist, die den Zulaufschacht definiert, über den der jeweilige Dekanterboden mit dem Flüssigkeitsgemisch beschickt werden kann. Bevorzugt steht die Einlaufnase – bezogen auf einen bestimmungsgemäß angeordneten Zustand des Dekanters – entlang eines umlaufenden Randes der jeweiligen Öffnung des mindestens einen (Radialstrom-)Dekanterbodens von jenem Rand entlang der Längsachse des Behälters nach unten hin ab (ist also hohlkreiszylinderförmig ausgebildet) und verhindert eine Rückströmung der leichten Phase in den Zulaufschacht. Analog dazu verhindert eine Rückhaltenase die Abströmung der leichten, abgetrennten Phase in den Ablaufschacht und stellt damit sicher, dass die leichte Phase über die Steigrohre nach oben abströmt.
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Die zuvor beschriebenen Steigrohre sind bei dem mindestens einen Dekanterboden in Radialstrombauweise an einem äußeren umlaufenden Randbereich des mindestens einen Dekanterbodens angeordnet, und zwar vorzugsweise äquidistant zueinander.
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Vorzugsweise senkt sich der mindestens eine (Radialstrom-)Dekanterboden trichterförmig zur besagten zentralen Öffnung des Dekanterbodens hin, so dass die leichte Phase (von unten her) entlang des ansteigenden Trichterprofils strömt.
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Anstelle eines Zulaufes in der Mitte kann ein Dekanter mit Radialstrom-Dekanterböden auch einen Außenzulauf aufweisen, d. h., der Zulaufschacht befindet sich zwischen einem äußeren umlaufenden Rand des jeweiligen Dekanterbodens und der Wandung des Behälters, wohingegen der Ablaufschacht mittig angeordnet ist, also durch jene (übereinander liegenden) konzentrischen Öffnungen der Dekanterböden definiert wird. Entsprechend sind die besagten Steigrohre jeweils benachbart zu den besagten konzentrischen Öffnungen angeordnet. Weiterhin können die Dekanterböden wiederum trichterförmig ausgebildet sein, wobei nunmehr die jeweilige mittige (den Ablaufschacht definierende) Öffnung einen höchsten Bereich des jeweiligen Dekanterbodens definiert, von dem aus der jeweilige Dekanterboden zum äußeren umlaufenden Rand des jeweiligen Dekanterbodens hin abfällt.
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Des Weiteren können natürlich auch Radialstrom-Dekanterböden mit Abschottelementen bzw. Abschottblechen der vorgenannten Art versehen werden. Dies bewirkt dann insbesondere eine Segmentierung des jeweiligen Dekanterbodens in ”Kuchenstücke” (Kreissektoren).
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Weiterhin ist gemäß einer weiteren Variante der Erfindung vorgesehen, dass der mindestens eine Dekanterboden mehrflutig ausgebildet ist, d. h., der mindestens eine Dekanterboden weist mehrere nebeneinander angeordnete und zueinander beabstandete Dekanterbodenelemente auf, die entlang der Längsachse des Behälters insbesondere im Wesentlichen auf gleicher Höhe angeordnet sind.
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Hierbei weist bevorzugt jedes Dekanterbodenelement zumindest eines der zuvor beschriebenen Steigrohre auf, das mit einer zugeordneten Öffnung des jeweiligen Dekanterbodenelementes verbunden ist, so dass die sich unterhalb des jeweiligen Dekanterbodenelementes an dessen nach unten weisender Unterseite ansammelnde leichte Phase durch die jeweilige Öffnung hindurch über das jeweilige Steigrohr im Behälter nach oben aufsteigen kann.
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Insbesondere kann der mindestens eine Dekanterboden zweiflutig ausgebildet sein, d. h., genau zwei derartige Dekanterbodenelemente aufweisen. Dabei sind die beiden Dekanterbodenelemente des mindestens einen Dekanterbodens in einer Variante der Erfindung zu beiden Seiten des mittig im Behälter entlang der Längsachse verlaufenden Zulaufschachtes angeordnet (Mittenzulauf), wobei insbesondere sich zwischen dem jeweiligen Dekanterbodenelement und einer Wandung des Behälters je ein Ablaufschacht entlang der Längsachse des Behälters erstreckt, über den die schwere Phase im Behälter nach unten sinken kann, wobei insbesondere an einem dem jeweiligen Ablaufschacht zugewandten äußeren Rand des jeweiligen Dekanterbodenelementes – bezogen auf einen bestimmungsgemäß angeordneten Zustand des Dekanters – eine Rückhaltenase zum Rückhalten der leichten Phase entlang der Längsachse des Behälters nach unten absteht. Des Weiteren kann von den beiden dem Zulaufschacht zugewandten äußeren Rändern der beiden Dekanterbodenelemente je eine Einlaufnase entlang der Längsachse des Behälters nach unten abstehen, die ein Zurückströmen der leichten Phase in den Zulaufschacht unterdrückt.
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Ein Dekanter mit zweiflutigen Dekanterboden kann alternativ auch über einen Außenzulauf verfügen. In diesem Fall ist bevorzugt vorgesehen, dass der Dekanter einen weiteren Zulaufschacht aufweist, wobei sich der eine Zulaufschacht zwischen dem einen Dekanterbodenelement und einer (umlaufenden) Wandung des Behälters entlang der Längsachse des Behälters erstreckt, und wobei sich der weitere Zulaufschacht zwischen dem anderen Dekanterbodenelement und der besagten Wandung des Behälters entlang der Längsachse des Behälters erstreckt. Die Dekanterbodenelemente eines Dekanterbodens sind also gewissermaßen zwischen den beiden außen liegenden Zulaufschächten angeordnet und sind dabei insbesondere zu beiden Seiten eines Ablaufschachtes angeordnet, der sich mittig im Behälter entlang der Längsachse des Behälters erstreckt. Über diesen Ablaufschacht kann die schwere Phase im Behälter nach unten strömen. Vorzugsweise ist wiederum an einem dem Ablaufschacht zugewandten äußeren Rand des jeweiligen Dekanterbodenelementes eine Rückhaltenase zum Rückhalten der leichten Phase vorgesehen, die nach unten absteht (siehe oben). Darüber hinaus kann wiederum an einem dem jeweiligen Zulaufschacht zugewandten äußeren Rand des jeweiligen Dekanterbodenelementes – bezogen auf einen bestimmungsgemäß angeordneten Zustand des Dekanters – eine Einlaufnase zum Unterdrücken eines Zurückströmens der leichten Phase in den Zulaufschacht entlang der Längsachse des Behälters nach unten abstehen.
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Des Weiteren kann der Dekanter gemäß einer weiteren Variante der Erfindung auch vierflutig ausgebildet sein. In diesem Fall weist der mindestens eine Dekanterbodengenau vier separate Dekanterbodenelemente auf, und zwar ein zweites und ein benachbartes drittes Dekanterbodenelement, die senkrecht zur Längsachse mittig im Behälter angeordnet sind, sowie ein äußeres erstes und viertes Dekanterbodenelement, wobei das zweite und das dritte Dekanterbodenelement zwischen dem ersten und dem vierten Dekanterbodenelement angeordnet sind.
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Bei einem Dekanter mit vierflutigen Dekanterböden, weist der Dekanter wiederum vorzugsweise zwei Zulaufschächte auf, wobei sich der eine Zulaufschacht zwischen dem ersten Dekanterbodenelement und dem zweiten Dekanterbodenelement entlang der Längsachse des Behälters erstreckt, und wobei sich der weitere Zulaufschacht zwischen dem dritten und dem vierten Dekanterbodenelement entlang der Längsachse des Behälters erstreckt. Des Weiteren verfügt ein vierflutiger Dekanter bevorzugt über drei Ablaufschächte, über die die schwere Phase im Behälter nach unten sinken kann, wobei sich ein erster Ablaufschacht zwischen dem ersten Dekanterboden und einer (umlaufenden) Wandung des Behälters entlang der Längsachse des Behälters erstreckt, und wobei sich ein zweiter Ablaufschacht zwischen dem zweiten Dekanterboden und dem dritten Dekanterboden entlang der Längsachse des Behälters erstreckt, und wobei sich der dritte Ablaufschacht zwischen dem vierten Dekanterboden und jener Wandung des Behälters entlang der Längsachse des Behälters erstreckt. Weiterhin weisen die einzelnen Dekanterbodenelemente jeweils an einem äußeren Rand, der einem Ablaufschacht zugewandt ist, eine nach unten abstehende Rückhaltenase auf, die zum Rückhalten der leichten Phase ausgebildet ist. Ferner können die einzelnen Dekanterbodenelemente jeweils an einem äußeren Rand, der einem Zulaufschacht zugewandt ist bzw. diesen begrenzt, eine Einlaufnase der zuvor beschriebenen Art aufweisen.
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Bevorzugt weisen die oben beschriebenen Dekanter mehrere entlang der Längsachse des Behälters übereinander angeordnete Dekanterböden auf, wobei insbesondere bei mehrflutigen Dekantern die Dekanterbodenelemente eines Dekanterbodens entlang der Längsachse des Dekanters bzw. des Behälters über bzw. unter den jeweils zugeordneten Dekanterbodenelementen eines benachbarten Dekanterbodens angeordnet sind.
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Weiterhin betrifft die Erfindung die Verwendung eines erfindungsgemäßen Dekanters bzw. Dekanterbodens für eine On-Shore- und/oder Off-Shore-Anlage.
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Insbesondere betrifft die Erfindung des weiteren einen schwimmfähigen Träger (Floater), z. B. für die Herstellung von LNG (flüssiges Erdgas), mit einem erfindungsgemäßen Dekanter.
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Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung sollen durch die nachfolgenden Figurenbeschreibungen von Ausführungsbeispielen anhand der Figuren erläutert werden.
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Es zeigen:
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1 einen Schnitt durch einen einflutig ausgebildeten Dekanter, der im Bezug auf die Vertikale verkippt ist und der Dekanterböden mit Einlaufnasen aufweist;
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2 eine perspektivische, teilweise geschnittene Ansicht eines einflutig ausgebildeten Dekanters, der mit profilierten Dekanterböden ausgestattet ist;
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3 eine perspektivische, teilweise geschnittene Ansicht eines Dekanters, der mit Abschottblechen ausgestattet ist;
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4 eine geschnittene Ansicht eines einflutig ausgebildeten Dekanters, der mit Dekanterböden ausgestattet ist, die mit der Horizontalen einen spitzen Winkel einschließen;
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5 eine geschnittene, teilweise perspektivische Ansicht eines Dekanters, der mit Radialstrom-Dekanterböden ausgestattet ist;
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6 einen Schnitt durch einen zweiflutig ausgebildeten Dekanter mit seitlich angeordneten Ablaufschächten und mittig angeordneten Zulaufschacht;
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7 einen Schnitt durch einen zweiflutig ausgebildeten Dekanter mit mittig angeordnetem Ablaufschacht und seitlich angeordnetem Zulaufschacht;
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8 einen Schnitt durch einen 4-flutig ausgebildeten Dekanter;
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9 eine perspektivische, teilweise geschnittene Isometrische Ansicht eines zweiflutigen Dekanterbodens;
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10 eine perspektivische, teilweise geschnittene Ansicht eines Radialstrom-Dekanterbodens;
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11 eine perspektivische, teilweise geschnittene Ansicht eines profilierten Dekanterbodens.
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1 zeigt einen Dekanter 1 zum Trennen zweier flüssiger Phasen F1, F2. Der Dekanter 1 weist einen Behälter 2 zur Aufnahme eines die beiden Phasen F1, F2 aufweisenden Flüssigkeitsgemisches G auf, der von einer abschnittsweise hohlkreiszylindrischen Wandung W begrenzt wird. Die Längsachse Z des Behälters 2 verläuft in einem bestimmungsgemäß angeordneten Zustand des Dekanters 1 entlang der Vertikalen V, kann aber aufgrund von Verkippungen des Dekanters im Off-Shore-Einsatz um jene Vertikale V schwanken.
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Der Behälter 2 wird an einem unteren Ende durch einen Behälterboden B begrenzt, der einen ersten (unteren) Abzugsstutzen A1 aufweist. Des Weiteren weist der Behälter 2 ein geneigtes Dach 4 auf, an das sich ein Zulaufschacht 9 anschließt, der sich im Behälter 2 entlang der Längsachse Z nach unten erstreckt. Über den Zulaufschacht 9, wird das Flüssigkeitsgemisch G einzelnen, in dem Behälter 2 angeordneten Dekanterböden 6 zugeleitet, wobei vorzugsweise bei einem bestimmungsgemäßen Betrieb des Dekanters 1 der Flüssigkeitspegel P2 des Flüssigkeitsgemischs G im Bereich des Daches 4 liegt. Dabei erstreckt sich der Zulaufschacht 9 zwischen der Wandung W und den einzelnen äußeren, dem Zulaufschacht zugewandten Rändern 61 der Dekanterböden 6 entlang der Längsachse Z im Behälter 2 nach unten.
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Das in den Behälter 2 eingespeiste Flüssigkeitsgemisch G strömt über den besagten Zulaufschacht 9 und wird durch die im Behälter 2 entlang der Längsachse Z übereinander angeordneten Dekanterböden 6, die sich jeweils quer zur Längsachse Z erstrecken, in verschiedene Teilströme unterteilt, die zwischen den beabstandeten Dekanterböden 6 entlang fließen. An einer jeweils entlang der Längsachse Z nach unten gewandten Unterseite 6b des jeweiligen Dekanterbodens 6 sammelt sich dabei die leichte Phase F2, wo sie auch koalesziert. Jeder Dekanterboden 6 weist an einem vom Zulaufschacht 9 entfernten äußeren Rand 62 bzw. Randbereich mehrere, entlang der Längsachse Z ausgerichtete Steigrohre 8 auf, die mit einem unteren Ende mit einem umlaufenden Rand einer zugeordneten Öffnung 6c des jeweiligen Dekanterbodens 6 verbunden sind, so dass die leichte Phase F2 durch die jeweilige Öffnung 6c eines Dekanterbodens 6 hindurch von dessen Unterseite 6b her in das mit der jeweiligen Öffnung 6c verbundene Steigrohr 8 strömen und darin im Behälter 2 aufsteigen kann.
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Die besagten Steigrohre 8 sind weiterhin so angeordnet, dass deren oberes Ende mit den Steigrohren 8 bzw. den Öffnungen 6c des jeweils darüber liegenden Dekanterbodens 6 fluchten. Die leichte Phase F2 strömt somit an der Unterseite 6b des jeweiligen Dekanterbodens 6b hin zu einem Steigrohr 8 und steigt in diesem auf und strömt gegebenenfalls in ein weiteres Steigrohr 8 eines darüber liegenden Dekanterbodens 6. Nach Durchströmen des Steigrohrs 8 des obersten Dekanterbodens 6 sammelt sich die leichte Phase F2 schließlich in einem zweiten Sammelbereich S für die leichte Phase F2, der nach oben hin durch das Dach 4 des Behälters 2 begrenzt wird. Am Behälter 2 ist auf Höhe des besagten zweiten Sammelbereiches S für die leichte Phase F2 ein zweiter (oberer) Abzugsstutzen A2 vorgesehen, über den die leichte Phase F2 aus dem zweiten Sammelbereich S bzw. dem Behälter 2 abgezogen wird.
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Zum Rückhalten der leichten Phase F2 ist weiterhin an dem äußeren, dem Zulaufschacht 9 abgewandten Rand 62 des jeweiligen Dekanterbodens 6 (in dessen Bereich auch die Steigrohre 8 vorgesehen sind) eine Rückhaltenase 7 vorgesehen, die nach unten absteht. Die jeweilige Rückhaltenase 7 verhindert somit ein Weiterströmen der leichten Phase F2 an der Unterseite 6b des jeweiligen Dekanterbodens 6 über den äußeren Rand 62 des jeweiligen Dekanterbodens 6 hinaus, an den sich ein Ablaufschacht 10 anschließt, der sich wiederum zwischen der Wandung W des Behälters 2 und den besagten äußeren (dem Ablaufschacht 10 zugewandten) Rändern 62 der Dekanterböden 6 im Behälter 2 entlang der Längsachse Z nach unten erstreckt. Über den Ablaufschacht 10 kann die schwere Phase F1 im Behälter 2 Richtung Behälterboden B in einen ersten Sammelbereich S' absinken, aus dem sie über den unteren ersten Abzugsstutzen A1 aus dem Behälter 2 abgezogen wird.
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Der unterste Dekanterboden 6, ist mit seinem dem Ablaufschacht 10 abgewandten äußeren Rand mit der Wandung W des Behälters 2 verbunden, so dass dieser Dekanterboden 6 den Zulaufschacht 9 nach unten hin begrenzt. Dies verhindert ein geradlinige Durchströmen des Flüssigkeitsgemischs G durch den Zulaufschacht 9 zum Behälterboden B, wobei durch jenen Dekanterboden 6 und den Behälterboden B auch jener erste Sammelbereich S' für die schwere Phase F1 begrenzt wird.
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Wie in der 1 angedeutet, kann der Dekanter 1 beim bestimmungsgemäßen Betrieb gegenüber der Vertikalen V um einen Winkel V' verkippt werden. Der Flüssigkeitspegel P2 des Flüssigkeitsgemisches G und auch die einzelnen Phasengrenzen P1 zwischen der leichten und schweren Phase F2, F1 an den Unterseiten 6b der Dekanterböden 6 erstrecken sich dabei weiterhin entlang der Horizontalen H.
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Um bei derartigen Verkippungen ein Zurücklaufen der leichten Phase F2 in den Zulaufschacht 9 zu verhindern, sind an den dem Zulaufschacht 9 zugewandten äußeren Rändern 61 der Dekanterböden 6 Einlaufnasen 5 vorgesehen, die – wie die Rückhaltenasen 7 – nach unten abstehende Fortsätze der Dekanterböden 6 bilden. Dabei ist die Länge der Einlaufnasen 5 nach unten hin (normal zum jeweiligen Dekanterboden 6 bzw. entlang der Längsachse Z) so bemessen, dass bei üblicherweise auftretenden Verkippungen des Dekanters 1 die jeweilige Phasengrenze P1 nicht unterhalb der zugeordneten Einlaufnase 5 liegt. Auf diese Weise wird verhindert, dass die leichte Phase F2 (unter der jeweiligen Einlaufnase 5 hinweg) in den Zulaufschacht 9 zurückströmt und dort im Behälter 2 aufsteigt.
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Weiterhin ist gemäß 1 im Dach 4 des Dekanters 1 ein Überlaufrohr O bzw. Entlüftungsrohr O angeordnet, durch das die leichte Phase F2 aus ihrem zweiten Sammelbereich S auf das Dach 4 strömen kann bzw. in den zweiten Sammelbereich S eingetragene Gasblasen aus dem zweiten Sammelbereich S über das Dach 4 entweichen können. Der Flüssigkeitsspiegel P2 des Flüssigkeitsgemisches G liegt dabei vorzugsweise unterhalb des oberen Endes des Überlaufrohres/Entlüftungsrohres O.
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2 zeigt im Zusammenhang mit 11 ebenfalls einen einflutigen Dekanter 1, der im Unterschied zu 1 mit profilierten Dekanterböden 6 ausgestattet ist. D. h., die einzelnen Dekanterböden 6 weisen in einer vertikalen (entlang der Längsachse Z ersteckten) Querschnittsebene einen gezackten (oder alternativ gewellten) Verlauf auf, so dass einzelne benachbarte Rillen 6p der Dekanterböden 6 gebildet werden, die vom Zulaufschacht 9 zum Ablaufschacht 10 verlaufen, so dass sich die leichte Phase F2 jeweils in einem oberen Bereich der jeweiligen Rille 6p sammeln kann und in der jeweiligen Rille 6p zu den einzelnen Rillen 6p zugeordneten Steigrohren 8 geführt wird, in denen die leichte Phase F2 im Behälter 2 in den zweiten Sammelbereich S für die leichte Phase F2 aufsteigen kann.
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Durch die gezackte (gewellte) Ausbildung der Dekanterböden 6 kann die Phasengrenzfläche P1 zwischen der leichten und der schweren Phase F2, F1 verkleinert werden sowie Flüssigkeitsbewegungen aufgrund einer Bewegung des Apparates (z. B. auf einem Floater) vermindert werden. Eine kleinere Grenzfläche bedeutet auch eine kleinere Angriffsfläche, wodurch eine Wiedervermischung der beiden Phasen F1, F2 vermindert werden kann.
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An den dem Zulaufschacht 9 zugewandten äußeren Rändern 61 der Dekanterböden 6 stehen wiederum die besagten Einlaufnasen 5 entlang der Längsachse Z nach unten ab und begrenzen die Rillen 6p zum Zulaufschacht 9 hin. Von den dem Ablaufschacht 10 zugewandten äußeren Rändern 62 der Dekanterböden 6 stehen hingegen die besagten Rückhaltenasen 7 entlang der Längsachse Z des Behälters 2 nach unten ab (siehe oben).
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3 zeigt eine weitere Abwandlung des in der 1 gezeigten einflutigen Dekanters 1, bei dem im Unterschied zur 1 flächige, entlang der Längsachse Z des Behälters 2 erstreckte Abschottelemente 11 in Form von Abschottblechen vorgesehen sind, die sich jeweils zwischen zwei benachbarten Dekanterböden 6 erstrecken und diese bzw. den jeweiligen Dekanterbodenzwischenraum in mehrere Segmente 601, 602 unterteilen. Dabei erstrecken sich die Abschottbleche 11 jeweils vom Zulaufschacht 9 zum Ablaufschacht 10. Durch den Einsatz der (vertikalen) Abschottbleche 11 kann eine Flüssigkeitsbewegung innerhalb der Dekanterböden 6 senkrecht zur Soll-Fließrichtung vermindert werden. Das Gesamtkompartment (Dekanterbodenzwischenraum) wird auf diese Weise in mehrere Einzelkompartments 601, 602 unterteilt. Damit die leichte Phase F2 nach oben abfließen kann, ist jedem dieser Einzelkompartments bzw. Segmente 601, 602 ein Steigrohr 8 zugeordnet.
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4 zeigt eine weitere Abwandlung eines Dekanters 1 gemäß 1, bei dem im Unterschied zur 1 die einzelnen Dekanterböden 6 jeweils einen spitzen Winkel W' mit der Horizontalen H bzw. einer senkrecht zur Längsachse Z verlaufenden Querschnittsebene des Dekanters 1 einschließen. So ist gewährleistet, dass bei bestimmten Verkippungen des Dekanters 1 die leichte Phase F2 nicht zurück in den Zulaufschacht 9 fließt. Bei vertikaler Ausrichtung der Längsachse Z sammelt sich die leichte Phase F2 konzentriert an der höchsten Stelle des jeweiligen Dekanterbodens 6 im Bereich der Steigrohre 8 zu denen hin der jeweilige Dekanterboden 6 aufgrund seiner Neigung ansteigt. Die Neigung der Dekanterböden 6 ist dabei so bemessen, dass auch bei einer vordefinierbaren Verkippung (die den Dekanterboden 6 der Waagerechten annähert) die Phasengrenzfläche P1 unter dem jeweiligen Dekanterboden 6 gehalten wird und die leichte Phase F2 nicht in den Zulaufschacht 9 zurückströmt. Bei einer entgegengesetzten Verkippung wird die Phasengrenzfläche P1 noch weiter verringert.
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5 zeigt im Zusammenhang mit 10 eine weitere Abwandlung eines Dekanters 1 gemäß 1, der im Unterschied zur 1 Radialstrom-Dekanterböden 6 aufweist. Diese weisen jeweils – mit Ausnahme des zuunterst angeordneten Dekanterbodens 6 – eine konzentrisch liegende Öffnung 6k auf, die jeweils mit dem sich an das Dach 4 anschließenden, mittigen Zulaufschacht 9 fluchtet (und die laterale Begrenzung des Zulaufschachtes 9 definieren). Der unterste Radialstrom-Dekanterboden 6 weist die besagte mittige Öffnung 6k nicht auf und begrenzt einen ersten Sammelraum S' für die schwere Phase F1 nach oben hin.
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Des Weiteren weist der Dekanter 1 gemäß 5 einen Ablaufschacht 10 auf, der die einzelnen Dekanterböden 6 umgibt, d. h., sich zwischen der umlaufenden Wandung W des Behälters 2 und den äußeren, umlaufenden Rändern 62 der Dekanterböden 6 erstreckt. Zum Rückhalten der leichten Phase F2 steht von den äußeren, umlaufenden Rändern 62 der Dekanterböden 6 jeweils eine Rückhaltenase 7 entlang der Längsachse Z des Behälters 2 nach unten ab. Des Weiteren können die mittigen Öffnungen 6k jeweils Einlaufnasen aufweisen, die von einem umlaufenden Rand 61 der jeweiligen Öffnung 6k entlang der besagten Längsachse Z nach unten abstehen und verhindern, dass die leichte Phase F2 zurück in den mittigen Zulaufschacht 9 gelangt.
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Die Steigrohre 8 sowie die zugehörigen Öffnungen 6c der einzelnen Dekanterböden 6 sind gemäß den 5 und 10 entlang des äußeren umlaufenden Randes 62 eines jeden Dekanterbodens 6 (äquidistant zueinander) angeordnet.
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Analog ist auch beim Radialstrom-Dekanterboden 6 ein Zulauf außen und ein Ablauf in der Mitte denkbar. Diese Ausführung ist jedoch für den Offshore-Einsatz weniger günstig.
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6 zeigt im Zusammenhang mit 9 einen zweiflutigen Dekanter 1, dessen Zulaufschacht 9 sich entlang der Längsachse Z mittig im Behälter 2 erstreckt, wobei das Dach 4 zu beiden Seiten des Zulaufschachtes 9 in Richtung auf den Zulaufschacht 9 hin abfallen kann oder einen Verlauf senkrecht zur Längsachse Z aufweisen kann. Gemäß 11 sind die Dekanterböden 6 bei einem zweiflutigen Dekanterboden 6 in zwei separate, zueinander beabstandete Dekanterbodenelemente 6e unterteilt, die einander auf gleicher Höhe im Behälter 2 gegenüberliegen. Zwischen je zwei derartigen Dekanterbodenelementen 6e erstreckt sich der besagte Zulaufschacht 9, so dass die Dekanterbodenelemente 6e jeweils einen äußeren Rand 61 aufweisen, der dem Zulaufschacht 9 zugewandt ist bzw. diesen seitlich begrenzt. An diesen äußeren Rändern 61 können die zuvor beschriebenen Einlaufnasen nach unten abragen. Weiterhin können an den äußeren Rändern 62 der Dekanterbodenelemente 6e, die den Ablaufschächten 10 zugewandt sind (und diese begrenzen), die besagten Rückhaltenasen 7 nach unten abstehen.
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Weiterhin weisen die Dekanterbodenelemente 6e jeweils benachbart zur Wandung W des Behälters 2 einen der Wandung W gegenüberliegenden äußeren Rand 62 auf, wobei sich jeweils zwischen diesem äußeren Rand 62 und der Wandung W (vgl. 11) ein Ablaufschacht im Behälter 2 entlang der Längsachse Z erstreckt, über den die schwere Phase (nach einem Passieren des jeweiligen Dekanterbodenelementes 6e) im Behälter 2 herabsinken kann.
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Jedes Dekanterbodenelement 6e weist eine Mehrzahl an Steigrohren 8 auf, die jeweils benachbart zum Ablaufschacht 10 entlang des äußeren Randes 62 des jeweiligen Dekanterbodenelementes 6e angeordnet sind und von entsprechenden Öffnungen 6c der Dekanterbodenelemente 6e abgehen, so dass die sich an der Unterseite 6f des jeweiligen Dekanterbodenelementes 6e sammelnde leichte Phase in den Steigrohren 8 aufsteigen kann (siehe oben). Beim zuunterst angeordneten Dekanterboden 6 sind die beiden Dekanterbodenelemente 6e wiederum einstückig aneinander angeformt, so dass ein geradliniges Durchströmen des Flüssigkeitsgemischs G durch den Zulaufschacht 9 zum unteren Behälterboden B verhindert wird
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7 zeigt eine Abwandlung des in der 6 gezeigten zweiflutigen Dekanters 1, der im Unterschied zum Dekanter gemäß 1 keinen Mittenzulauf, sondern einen Außenzulauf aufweist. D. h., es sind zwei Zulaufschächte 9 vorhanden, die sich jeweils zwischen einem äußeren Rand 61 eines Dekanterbodenelementes 6e und der Wandung W entlang der Längsachse Z des Behälters 2 erstrecken. Demgegenüber ist der einzige Ablaufschacht 10 nunmehr mittig zwischen einander zugewandten äußeren Rändern 62 zweier Dekanterbodenelemente 6e eines Dekanterbodens 6 angeordnet.
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Damit den beiden Zulaufschächten 9 das Flüssigkeitsgemisch G vom Dach 4 her zugeleitet werden kann, weist das Dach 4 zwei einstückig miteinander verbundene Abschnitte 4a, 4b auf, die jeweils zu einem Zulaufschacht 9 hin abfallen, wohingegen der mittige Ablaufschacht 10 vom Dach 4 überdeckt wird.
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An den äußeren Rändern 61 der Dekanterbodenelemente 6e, die den Zulaufschächten 9 zugewandt sind bzw. diese begrenzen, können wiederum die zuvor beschriebenen Einlaufnasen nach unten abragen. Weiterhin können an den äußeren Rändern 62 der Dekanterbodenelemente 6e, die dem zentralen Ablaufschacht 10 zugewandt sind (und diesen begrenzen), die besagten Rückhaltenasen 7 nach unten abstehen.
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Die Dekanterbodenelemente 6e der Dekanterböden 6 begrenzen jeweils zusammen mit der Wandung 4 die außen liegenden Zulaufschächte 9 des zweiflutigen Dekanters 1 mit Außenzulauf. Dabei sind allerdings die Dekanterbodenelemente 6e des untersten Dekanterbodens 6 bis zur Wandung 4 durchgezogen, so dass sie den jeweiligen Zulaufschacht 9 nach unten hin begrenzen und den ersten Sammelbereich S' für die schwere Phase F1 über dem Behälterboden B abteilen. Das Flüssigkeitsgemisch G kann daher nicht direkt zum unteren Auslass A1 für die schwere Phase F1 gelangen.
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8 zeigt schließlich einen vierflutigen Dekanter 1 der zwei Zulaufschächte 9 sowie drei Ablaufschächte 10 aufweist, die sich jeweils entlang der Längsachse Z des Dekanters 1 im Behälter 2 erstrecken. Bei einem derartigen vierflutigen Dekanter 1 weist jeder Dekanterboden 6 (bis auf den untersten) vier separate Dekanterbodenelemente 6e auf, die auf gleicher Höhe nebeneinander liegen, und zwar ein zweites und ein benachbartes drittes Dekanterbodenelement 6e, die beidseitig eines mittigen Ablaufschachtes 10 angeordnet sind sowie ein äußeres erstes und viertes Dekanterbodenelement 6e, wobei das zweite und das dritte Dekanterbodenelement 6e zwischen dem ersten und dem vierten Dekanterbodenelement 6e angeordnet sind. Hierbei sind die beiden Zulaufschächte zwischen dem ersten und dem zweiten sowie zwischen dem dritten und dem vierten Dekanterbodenelement 6e angeordnet, wohingegen die beiden äußeren Ablaufschächte 10 jeweils von der umlaufenden Wandung W sowie den äußeren, dieser Wandung W zugewandten Rändern 62 des ersten und des vierten Dekanterbodenelemente 6e begrenzt werden. Um das Flüssigkeitsgemisch G den beiden Zulaufschächten 9 zuleiten zu können, weist das Dach 4 zwei miteinander verbundene mittlere Abschnitte 4b, 4c auf, die jeweils zu einem Zulaufschacht 9 hin abfallen und dabei den mittleren Ablaufschacht 10 überdecken, sowie zwei seitliche Abschnitte 4a, 4d, die ebenfalls jeweils zu einem Zulaufschacht 9 hin abfallen und dabei jeweils einen äußeren Ablaufschacht 10 überdecken.
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Des Weiteren können an den dem jeweiligen Ablaufschacht 10 zugewandten äußeren Rändern 62 der Dekanterbodenelemente 6e Rückhaltenasen 7 zum Rückhalten der leichten Phase F2 nach unten hin abstehen. Des Weiteren können zum Verhindern eines Rückflusses der leichten Phase F2 in den jeweiligen Zulaufschacht 9 an denjenigen äußeren Rändern 61 der Dekanterbodenelemente 6e, die den Zulaufschächte 9 zugewandt sind bzw. diese begrenzen, Einlaufnasen der oben beschriebenen Art vorgesehen sein.
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Um zu verhindern, dass das Flüssigkeitsgemisch G direkt über die Zulaufschächte
9 zum Behälterboden B bzw. zum unteren Auslass A1 gelangt, sind beim untersten Dekanterboden
6 das erste und das zweite Dekanterbodenelement
6e sowie das dritte und das vierte Dekanterbodenelement
6e miteinander verbunden, so dass die beiden Zulaufschächte
9 nach unten hin begrenzt werden und der erste Sammelbereich S' für die schwere Phase F1 abgeteilt wird, aus dem die schwere Phase F1 über den unteren Auslass A1 (Abzugsstutzen) abgezogen werden kann. Der zweite Sammelbereich S für die leichte Phase F2 wird wiederum nach oben hin durch das Dach
4 bzw. dessen Abschnitte
4a–
4d begrenzt, wobei vorzugsweise drei Auslässe A2 zum Abziehen der leichten Phase F2 aus ihrem zweiten Sammelbereich S vorgesehen sind, und zwar unterhalb der beiden mittleren Abschnitte
4b und
4c des Daches
4 sowie beider seitlichen Abschnitte
4d und
4a. Bezugszeichenliste
| 1 | Dekanter |
| 2 | Behälter |
| B | Behälterboden |
| W | Behälterwandung |
| 3 | Zulauf |
| 4, 4a, 4b, 4c, 4d | Dach bzw. Dachabschnitte |
| 5 | Einlaufnase |
| 6 | Dekanterboden |
| 6b, 6f | Unterseite des Dekanterbodens |
| 6c | Öffnung für Steigrohr im Dekanterboden |
| 6e | Dekanterbodenelement |
| 6k | Konzentrische Öffnung im Radialstrom-Dekanterboden |
| 6p | Rille |
| 7 | Rückhaltenase |
| 8 | Steigrohr |
| 9 | Zulaufschacht |
| 10 | Ablaufschacht |
| 11 | Abschottblech |
| 61, 62 | Äußere Ränder |
| 601, 602 | Segmente |
| A1 | Unterer Auslass (Abzugsstutzen) |
| A2 | Oberer Auslass (Abzugsstutzen) |
| F1 | Schwere Phase |
| F2 | Leichte Phase |
| G | Flüssigkeitsgemisch |
| H | Horizontale |
| O | Überlaufrohr/Entlüftungsrohr |
| P1 | Phasengrenze zwischen leichter Phase und schwerer Phase |
| P2 | Flüssigkeitsspiegel des Flüssigkeitsgemischs |
| S, S' | Sammelbereiche |
| V | Vertikale |
| W' | Winkel |
| V' | Verkippungswinkel |
| Z | Längsachse |
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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