DE1075502B - Zentnfugenanlagc - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Zentrifugenanlage mit getrennten Auslaßleitungen für einen Haupt- und einen Nebenbestandteil der Schleuderflüssigkeit, wobei in der Auslaßleitung für den abgetrennten Nebenbestandteil eine Regeleinrichtung in Gestalt einer Kammer mit einem Schwimmer vorgesehen ist und der Schwimmer in Abhängigkeit von der die Kammer durchfließenden Menge des Nebenbestandteils ein Schaltorgan für den Antrieb der Zentrifuge und ihrer Speisevorrichtung in dem Sinn beeinflußt, daß das Schaltorgan beim Ansteigen der Flüssigkeit in der Schwimmkammer den Antrieb unterbricht.

Die Zentrifugalreinigung von ölen, wie beispielsweise Heizöl, Schmieröl und Isolieröl, ist an sich bekannt und allgemein gebräuchlich. In den Anlagen für diesen Zweck werden aus dem Öl verhältnismäßig geringe Mengen an wäßriger Verunreinigung entfernt, und in der Tat ist der Anteil wäßriger Verunreinigung im allgemeinen so gering, daß die Schleudertrommel zunächst teilweise mit Wasser angefüllt werden muß, das als »Verschluß« im Trommelinneren wirken soll, um bei Inbetriebnahme der Anlage das Austragen wesentlicher Ölmengen durch den Wasserauslaß zu verhindern. Wenn sich danach die Anlage im vollen Betrieb befindet, dienen die verhältnismäßig geringen Mengen des in der Schleudertrommel aus der Behandlungsflüssigkeit ausgeschleuderten Wassers zur Aufrechterhaltung des »Verschlusses« im Trommelinneren. Dann wird jede darüber hinaus gehende, in der Schleudertrommel ausgeschleuderte Wassermenge über den Wasserauslaß aus der Anlage ausgetragen. Wenn aus irgendeinem Grund der Wasserverschluß im Trommelinneren aufhört, tritt das abgetrennte öl durch beide Auslässe der Schleudertrommel aus, also nicht nur durch den eigentlichen ölauslaß, sondern auch durch den Wasserauslaß. Da der Wasserauslaß der Anlage gewöhnlich in ein Abwasserbecken oder einen Abwasserkanal mündet, ergibt sich die Notwendigkeit einer ständigen Überwachung, wenn ein Verlust an wertvollem öl vermieden werden soll.

Die Erfindung bezweckt, eine Anlage der beschriebenen Art in der Richtung zu verbessern, daß sie den Betrieb selbsttätig einstellt, sobald die Flüssigkeitsmenge, die über den Weg für denjenigen Bestandteil ausgetragen wird, der den kleinen Bruchteil der gesamten Schleuderflüssigkeit darstellt, einen vorher festgelegten Normalwert überschreitet. Dies wird nach der Erfindung dadurch erzielt, daß der Unterteil der Kammer für den Schwimmer, durch eine koaxiale zylindrische Wand in einen Mittelraum und einen diesen umgebenden Ringraum aufgeteilt ist, der Einlaß zu dem Ringraum führt und der Auslaß von dem Mittelraum abgeht, während die mittlere zylindrische Wand den Sitz für den Schwimmer sowie einen Über-Zentrifugenanlage

Anmelder:

The DeLaval Separator Company,
Poughkeepsie, N. Y. (V. St. A.)

Vertreter: E. Kipp und Dipl.-Ing. F. Baumbach,
Patentanwälte, Hamburg 1, Glockengießerwall 2-4

Beansprudite Priorität:
V. St. v. Amerika vom 25. März 1955

James Edward Cook, Poughkeepsie, N. Y. (V. St. A.), ist als Erfinder genannt worden

lauf für die Flüssigkeit bildet, wobei die Oberkante der mittleren zylindrischen Wand mit Einkerbungen mit einem solchen Gesamtdurchtrittquerschnitt versehen ist, daß bei einer geringeren als der normalen Durchflußmenge der Schwimmer auf seinem Sitz verbleibt.

Die Erfindung ist in ihren Einzelheiten an Hand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert, das in der Zeichnung veranschaulicht ist.

Fig. 1 zeigt eine Anlage für die Reinigungsbehandlung einer Flüssigkeit nach der Erfindung in schematischer Darstellung;

Fig. 2 stellt im größeren Maßstab die Regeleinrichtung der Anlage im Schnitt dar.

In Fig. 1 wird die zu reinigende Flüssigkeit, z.B. mit Wasser verunreinigtes öl, aus dem Speisebehälter 10 mit der von einem Motor 13 angetriebenen Pumpe 12 durch eine Leitung 11 angesaugt und durch eine Leitung 14 zu einer vom Motor, 16 angetriebenen Reinigungszentrifuge 15 gefördert. Im Inneren der Schleudertrommel der Zentrifuge 15 wird die zugeführte Flüssigkeit in ihren schwereren und leichteren Bestandteil zerlegt; der leichtere, den Hauptanteil ausmachenden Bestandteil, das Öl, wird durch einen Sammeldeckel 15 a der Zentrifuge ausgetragen und strömt von hier über eine Auslaßleitung 15 b zu einem nicht dargestellten Sammelbehälter. Der schwerere Bestandteil — der Nebenbestandteil, hier das Wasser— wird aus der Schleudertrommel in einen Sammeldeckel 15 c ausgetragen und strömt von hier aus über eine Auslaß leitung 15 d zu einer zweiten, nicht dargestellten S ammel vorrichtung.

909 729/161

Die Regelvorrichtung ist bei 17 dargestellt und in die Auslaßleitung 15 d für den auszentrifugierten Nebenbestandteil der Flüssigkeit — das Wasser — eingeschaltet.

Die Anlage weist ein Absperrventil 18 auf, das in die Speiseleitung 14 der -Zentrifuge 15 eingebaut ist. Das Ventil 18 kann (wie in Fig. 1 dargestellt) als ein über eine Magnetspule elektrisch gesteuerter Hahn ausgebildet oder zur mechanischen Betätigung eingerichtet sein und spricht auf eine Einwirkung durch die Regelvorrichtung 17 an:

Die Regelvorrichtung umfaßt einen Schalter, der elektrisch mit den Regelorganen der Anlage verbunden ist, die ihrerseits aus dem Ventil 18 und den Motoren 13 und 16 zum Antrieb der Pumpe 12 bzw. der Zen- ig trifuge 15 bestehen. Gemäß Fig. 1 ist der Schalter der Regelvorrichtung 17 an die elektrische Leitung 19 angeschlossen, die die Regeleinrichtung aus der elektrischen Leitung 19 α mit Strom versorgt.

In Fig. 2 ist ein Ausführungsbeispiel für die Regelvorrichtung 17 dargestellt. Das Gehäuse 20 der Regelvorrichtung weist einen im wesentlichen kreisförmigen Teil mit den Einlaß- und Äuslaßstutzen 21 und 22 auf, mit denen die Vorrichtung mit der Anlage verbunden ist, sowie einen im wesentlichen rechteckigen Oberteil 20», der den elektrischen Schalter 23 einschließt. Der Schalter kann- mittels zweier Stifte 24 und 25 betätigt werden, die durch die Wand des Oberteils 20 α hindurchgeführtisind;

Der Stift 24 erstreckt sich vom Schalter 23 durch den Boden des Oberteils 20 a und ist fest und dicht mit einer biegsamen Scheibe oder Membran 26 verbunden, die mittels Schraubenbolzen 20 b zwischen den Gehäuseteilen 20 und 20a eingespannt ist. Durch die so eingespannte Membran 26 wird eine luftdicht abgeschlossene Schwimmerkammer 27 gebildet, über welche die Einlaß- und Auslaßstutzen 21 und 22 miteinander in Verbindung stehen. Das untere Ende des Stiftes 24 ragt durch die Membran 26 in die Kammer 27, wo es fest mit einem hier angeordneten Schwimmer 28 verbunden ist. Auf diese Weise wird der Schalter 23 durch das Steigen und Fallen des Schwimmers 28 in der Kammer 27 betätigt. Zur Sichtbeobachtung des Flüssigkeitsstromes durch die Kammer 27 kann der Teil 27 a der Wand des Gehäuses 20, der den Oberteil der Kammer 27 bildet, aus Glas oder einem anderen durchsichtigen Stoff bestehen.

Der Stift 25 ragt durch den Oberteil 20 a des Gehäuses hindurch und ist mit dem Rückschaltknopf des Schalters 23 verbunden. Somit bildet der Stift 25 ein von Hand zu betätigendes Rückschaltorgan, mit dem man den Schalter nach Betätigung durch den Schwimmer zurückschalten und dadurch den Betrieb der Anlage fortsetzen kann.

Der Auslaßstutzen 22 ist durch einen rohrförmigen Ansatz 22a mit der Kammer 27 verbunden. Das Rohr 22 a kann, wie dargestellt, ein als Teil des Gehäuses 20 ausgebildeter konzentrischer Zylinder sein. Das obere Ende des Rohres 22 α ragt über den durch den Einlaßstutzen. 21 festgelegten Flüssigkeitsstand hinaus und dient so als Überlauf, über den alle durch den Stutzen 21 eintretende Flüssigkeit strömen muß, um den Auslaßstutzen 22 zu erreichen. Das obere Ende des Ansatzes 22a weist Einkerbungen 22 & auf; der Schwimmer 28 sitzt im normalen Betrieb der Anlage auf den oberen Kanten der Einkerbungen, auf. Die Größe der Einkerbungen 22 & hängt von der normalen Durchüußmenge an Wasser oder dem abgetrennten Nebenbestandteil des Schleudergutes ab. Das bedeutet, die durch die Einkerbungen bestimmten Durchströmquerschnitte lassen im Höchstfall nur wenig mehr als die normale Durchflußmenge des abgetrennten Wasserbestandteils abströmen.

In der folgenden Beschreibung der Arbeitsweise der Zentrifugenanlage nach der Erfindung ist die genannte Reinigung von öl als Beispiel gewählt. Das von Verunreinigungen zu befreiende Öl wird aus dem Speisebehälter 10 über die Leitung 11 durch die vom Motor 13 angetriebene Pumpe 12 angesaugt und der Reinigungszentrifuge 15 über die Leitung 14 und das im Normalbetrieb offene Ventil 18 zugeführt. Im Inneren der vom Motor 16 angetriebenen Schleudertrommel wird in an sich bekannter Weise das verunreinigte Öl in seine Bestandteile, d. h. in als Verunreinigung vorhandenes Wasser und in reines öl zerlegt. Das den schwereren Bestandteil darstellende Wasser wird gegen den Umfang der Schleudertrommel geschleudert und aus dieser über die Auslaßleitung 15 d ausgetragen. Das den leichteren Bestandteil darstellende gereinigte öl strömt zur Mitte der Schleudertrommel und wird von hier über die Anlaßleitung 15 & ausgetragen und je nach den Umständen zur Lagerung gesammelt oder sofort weiterverwendet.

Die Durchflußmenge an Flüssigkeit in der Auslaßleitung 15 d, d. h. die Durchflußmenge der unter gewöhnlichen Bedingungen ausgetragenen wäßrigen Verunreinigung ist gering und kann sogar aussetzen. Diese Durchflußmenge bildet einen verhältnismäßig geringen Bruchteil der Austragmenge des gereinigten Öls und ist demgemäß gut dazu geeignet, beim Durchgang durch die Regeleinrichtung 17 den Regelvorgang zu bewirken.

Die Flüssigkeit aus der Auslaßleitung 15 d gelangt über die Leitung 15 e zum Einlaßstutzen 21 (Fig. 2) und strömt nach Auffüllen der von dem Gehäuse 20 und dem Ansatz 22 a begrenzten Kammer 29 über den von den Einkerbungen 22 b gebildeten Überlauf in den Ansatz 22 a; aus diesem strömt sie durch den Auslaßstutzen 22 und die Rohrleitung 15/ (Fig. 1) in die Abwasserleitung 31.

Wie beschrieben, wird der Durchflußquerschnitt für die aus der Kammer 29 in den Ansatz 22 a abströmende Flüssigkeit durch die Abmessungen der Einkerbungen 226 bestimmt; er ist auf ein nur geringes Ansteigen der normalen Durchflußmenge der durch den Einlaßstutzen21 in die Regelvorrichtung eintretenden Flüssigkeit abgestellt. Sollte die Schleudertrommel anfangen, ihren Wasserverschluß zu verlieren, was beispielsweise durch eine zeitweilige Minderung des Anteils an wäßriger Verunreinigung in der Behandlungsflüssigkeit eintreten kann, so wird etwas öl zusammen mit dem Wasser aus der Trommel durch die Auslaßleitung 15 d ausgetragen und in die Kammer 29 strömen. Die sich hier ansammelnde Flüssigkeit wird in hohem Grad einer Beruhigung unterworfen, so daß sich in ihr das öl und das Wasser trennen, wobei das öl die obere Schicht und das Wasser die untere Schicht bildet.

Zuerst wird die oben auf dem Wasser entstandene ölschicht durch die Einkerbungen 22 b zur Rohrleitung 15/ strömen; beim Ansteigen der Zufuhr von öl und Wasser zur Kammer 29 wird jedoch die ölschicht über die Einkerbungen 22 b angehoben und sich in der Kammer 27 ansammeln, wo sie durch die Gehäusewand 27 α mit dem Auge wahrnehmbar ist. Das Gewicht des Schwimmers 28 ist so bemessen^ daß er nur bei fast vollständigem Eintauchen in die ölschicht angehoben wird, und wenn die ölschicht über die Ebene der Oberkante der Einkerbungen 22 & ansteigt, wird eher Wasser als Öl in das Rohr 22 α strömen. Wenn die anomale Durchflußmenge nicht langer als einen

Augenblick andauert, strömt ein geringer Überschuß des gewöhnlichen Wasserstromes über den Ansatz 22 α zur Abwasserleitung. Wenn die normale Menge an wäßriger Verunreinigung in der Behandlungsflüssigkeit wieder vorhanden ist, erlangt die umlaufende Trommel ihren Wasserverschluß zurück, und das Abströmen von öl in den durch die Regelvorrichtung 17 fließenden Wasserauslaßstrom hört auf. Infolgedessen wird der ölstand in der Kammer 27 allmählich fallen, und schließlich wird der letzte Rest der Ölschicht über die Einkerbungen 22 & zur Rohrleitung 15 f abfließen.

Aus der beschriebenen Arbeitsweise der Zentrifugenanlage nach der Erfindung ist ersichtlich, daß nur eine geringe ölmenge während eines zeitweiligen übernormalen Durchflusses durch die Auslaßleitung 15 d zur Abwasserleitung verlorenging, und während dieser Zeit konnte ein Bedienungsmann mit dem Auge beobachten, daß die Anlage aus dem Gleichgewicht gekommen war. Wenn die umlaufende Trommel weiteres öl durch die Auslaß leitung 15 d ausgetragen hätte, ware der ölstand in der Kammer 27 weiter angestiegen und hätte schließlich den Schwimmer 28 angehoben. Durch das Anheben des Schwimmers 28 wird durch den Schalter 23 der Stromkreis geöffnet, in welchem die das Absperrventil 18 offenhaltende Magnetspule wie auch die Motoren 13 und 16 für die Pumpe 12 und die Reinigungszentrifuge 15 liegen. Dementsprechend wird durch das Öffnen dieses Stromkreises durch den Schalter 23 die Zufuhr der Behandlungsflüssigkeit zur Reinigungszentrifuge und dieZentrifuge selber selbsttätig abgeschaltet, so daß kein weiteres Öl in die Abwasserleitung verlorengehen kann. Nachdem der Bedienungsmann die Zufuhrmenge der Anlage wieder eingestellt hat, kann der Schalter 23 durch Drücken des Rückschaltknopfes 25 in seine geschlossene Betriebsstellung zurückgeschaltet werden, wodurch die Anlage wieder in Betrieb gesetzt wird.

Der Oberteil der Schwimmerkammer im Gehäuse 20¹ dient zum Abfangen des leichteren Bestandteils — des Öls — während jeder kurzen Dauer eines übernormalen Durchflusses durch die Wasserauslaßleitung 15 d infolge einer Unterbrechung des Wasserverschlusses in der Schleudertrommel. Die Ansammlung einer wesentlichen Menge solchen Öls kann durch die durchsichtige Wand 27 a beobachtet werden, so daß der Bedienungsmann den Strom aus der Auslaßleitung 15 d statt in die Abwasserleitung in einen Behälter ablenken kann, beispielsweise mittels des auf der Abwasserleitung 31 vorgesehenen abnehmbaren Trichters; dadurch wird sogar ein geringer, in die Abwasserleitung gehender Ölverlust verhindert, der durch Entleeren des abgefangenen Öls aus der Schwimmerkammer hervorgerufen wird, wenn der normale Durchfluß wieder erreicht oder wenn die Anlage durch Betätigung des Schalters 23 selbsttätig abgeschaltet wird.

Die Regelvorrichtung 17 kann auch auf einen Strom irgendwelcher übernormaler Wassermengen durch die Anlage ansprechen. Dieses Wasser wird¹ im Innern der umlaufenden Zentrifugentrommel aus dem Öl entfernt und über die Auslaßleitung 15 d der Regelvorrichtung zugeführt. Wenn die in die Kammer 29 eintretende Wasserdurchflußmenge die durch die Einkerbungen b zur Rohrleitung 15 f abströmende Menge übersteigt, hebt sich der Wasserspiegel in der Kammer 27 und zwingt den Schwimmer 28 zum schnellen Steigen, wodurch der Stromkreis des Absperrventils 18 und der Motoren 13 und 16 in der beschriebenen Weise geöffnet wird. Infolgedessen schaltet die Regelvorrichtung der Zentrifugenanlage nach der Erfindung die Anlage auch dann ab, wenn eine merkliche Erhöhung des Gehalts der Behandlungsflüssigkeit an wäßriger Verunreinigung eintritt.

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Zentrifugenanlage mit getrennten Auslaßleitungen für einen Haupt- und einen Nebenbestandteil der Schleuderflüssigkeit, wobei in der Auslaßleitung für den abgetrennten Nebenbestandteil eine Regeleinrichtung in Gestalt einer Kammer mit einem Schwimmer vorgesehen ist und der Schwimmer in Abhängigkeit von der die Kammer durchfließenden Menge des Nebenbestandteils ein Schaltorgan für den Antrieb der Zentrifuge und ihrer Speisevorrichtung in dem Sinn beeinflußt, daß das Schaltorgan beim Ansteigen der Flüssigkeit in der Schwimmerkammer den Antrieb unterbricht, dadurch gekennzeichnet, daß der Unterteil der Kammer (27) für den Schwimmer (28) durch einen koaxialen zylindrischen Ansatz (22 a) in einen Mittelraum und eine diesen umgebende Kammer (29) aufgeteilt ist, der Einlaßstutzen (21) zu der Kammer (29) führt und der Auslaß stutzen (22) von dem Mittelraum abgeht, während der Ansatz (22a) den Sitz für den Schwimmer (28) sowie einen Überlauf für die Flüssigkeit bildet, wobei die Oberkante des Ansatzes (22 a) mit Einkerbungen (22 b) mit einem solchen Gesamtdurchtrittquerschnitt versehen ist, daß bei einer geringeren als der normalen Durchflußmenge der Schwimmer auf seinem Sitz verbleibt.

2. Zentrifugenanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Schalter (23) ein Absperrventil (18) in der Speiseleitung der Zentrifuge in dem Sinn beeinflußt, daß es das Ventil beim Ansteigen der Flüssigkeit in der Schwimmerkammer (27) in seine Schließstellung bringt.

3. Zentrifugenanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Schalter (23) als elektrischer Schalter in der elektrischen Leitung (19) für die Motoren (16,13) der Reinigungszentrifuge (15) und ihre Speisepumpe (12) angeordnet ist.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Prospekt »De Laval Emergency Breakover Switch«

S.A. 868-8-53;

»Instructions De Laval Emergency Breakover

Switch« F-3145.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

909729/161 2.60