DE1083785B - Vorrichtung zum Trennen nicht miteinander mischbarer Fluessigkeiten - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Steuern des Auslaßventils für die leichte Komponente eines Apparats mit gewellten Scheidewänden, einer waagerechten Scheidewand, Prallwände und einem Sammelbehälter mit Entleerungsventil für die leichte Komponente, in welchem Gemische nicht miteinander mischbaren Flüssigkeit, insbesondere von Öl und Wasser, mittels eines zwei Schwimmer in gleicher Entfernung vom Mittelpunkt aufweisenden zweiarmigen Hebels. Das Schutzwürdige dieser Erfindung wird darin gesehen, daß der in die leichte Komponente eintauchende Schwimmer eine größere Oberfläche aufweist als der in die schwerere Komponente eintauchende Schwimmer und daß am Ende des Hebelarmes für den Schwimmer noch ein Gewichtsvolumen-Ausgleichsstück vorgesehen ist und daß der das Ventil steuernde Kolben über eine Leitung mit einem durch den Hebel gesteuerten Schieber verbunden ist. Die beiden Schwimmer des zweiarmigen Hebels sind zylindrisch gestaltet und der den oberen Schwimmer umfassende Sammelbehälter für die leichte Komponente halbzylindrisch. Der Ventilteller des Steuerventils steht in bekannter Weise unter Einwirkung einer Feder, und der Steuerkolben ist über eine Leitung mit dem Steuerschieber verbunden. Ferner ist vorgesehen, daß der Zylinder des Steuerungskolbens mit der Ablaufleitung für die schwerere Komponente mittels eines Rohres verbunden und die wirksame Fläche des Kolbens größer als die des Ventiltellers gewählt ist. An die halbzylindrische Sammelkammer für die leichtere Komponente ist eine als Flüssigkeitsverschluß wirkende Steigeleitung angeschlossen, die im Ablaßventil endet. Zur Verringerung der Bauhöhe der Steigeleitung kann diese auch bis zu 20° geneigt angeordnet sein. Die unterschiedliche Druckgebung auf den Kolben wird von einem Steuerventil überwacht, das aus einzelnen Scheiben zusammengesetzt ist und unter Einwirkung eines an den Drehzapfen des Schwimmerhebels angelenkten Steuerkolbens und eines Schaltkolbens steht.

Die Steigeleitung für die leichtere Komponente der Mischflüssigkeit kann auch schraubenförmig gestaltet sein.

Durch die Erfindung ist erreicht, daß das Lüften und Schließen des Übertrittsventils für die leichtere Komponente in Übereinstimmung mit der Einstellung der beiden Schwimmer des zweiarmigen Schwimmerhebels selbsttätig erfolgt.

Ein Ausführungsbeispiel ist in der Zeichnung in

Fig. 1 in einem senkrechten Querschnitt durch die Vorrichtung in Richtung der Mittelachse des Trennbehälters dargestellt;

Fig. 2 zeigt schaubildlich den zweiarmigen Hebel mit den beiden unterschiedlich großen Schwimmern Vorrichtung

zum Trennen nicht miteinander mischbarer Flüssigkeiten

Anmelder:

Herbert Alexander Thompson,

Benton, Newcästle-upon-Tyne,

und Coastguard Separators Limited,

Newcastle-upon-Tyne (Großbritannien)

Vertreter: R. Linde, Patentanwalt,
Rüsselsheim, Königstädter Str. 71

Beanspruchte Priorität:
Großbritannien vom 11. Oktober 1955

Herbert Alexander Thompson,

Benton, Newcastle-upon-Tyne (Großbritannien),

ist als Erfinder genannt worden

an je einem Ende desselben und Verbindungsglieder des Hebelzapfens mit dem in Fig. 1 dargestellten Dampfdruckzylinder;

Fig. 3 zeigt eine Abänderung der Steigeleitung für die leichtere Komponente.

Die Vorrichtung besteht aus dem Trennzylinder 1 mit einem am höchsten Punkte angeordneten Sammelbehälter 2 für die Aufnahme der leichteren Komponente des in eine Wirbelkammer A durch den Stutzen 21 eingeleiteten Flüssigkeitsgemisches, das durch die Prallwände 3 und 3 A in Wirbelbewegung versetzt wird und unter ein Verdichtungssieb gelangt, das als Verlängerung der waagerechten Scheidewand 19 die Wirbelkammer nach oben begrenzt. Unterhalb des Sammelbehälters ist eine Scheidewand 5 und seitlich davon ein Querträger 6 angeordnet, der mittels eines Drehzapfens 7 (Fig. 1, 2) einen zweiarmigen Hebel 12 trägt, an dessen einem Ende ein Schwimmer 8 und an dessen anderem Ende mit einem Tragbügel ein zweiter Schwimmer 9 befestigt ist. Am Ende des Hebelarmes für den Schwimmer 8 ist ein Gewichtsvolumen-Ausgleichsstück 10 vorgesehen. Am rückwärtigen Ende der Scheidewand 20 sind stehende Prallwände vorgesehen und unterhalb der Scheidewand 19 ein Sammelraum für die schwerere Komponente mit den stehenden Prallwänden 20.^4, einer Heizschlange

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31, einem Ablauf rohr 22 am vorderen Ende und einem Entleerungsrohr 32 A am hinteren Ende.

Vom Sammelbehälter 2 aus erstreckt sich ein Steigerohr 23 mit einem Ventil am oberen Ende, dessen abhebbarer Ventilteller 28 den Inhalt des Steigerohrs in einem waagerechten Rohrschenkel 23 A entleert. Der Ventilteller 28 ist mit einem Kolben 26 starr verbunden, der im Zylinder 25 geführt wird und dazu dient, von Zeit zu Zeit der im Steigerohr 23 angesammelten leichteren Komponente den Übertritt in das Enleerungsrohr 32^4 zu ermöglichen. Der Kolben 26 wird von einem Ventil B gesteuert, das an der Außenwand des Trennbehälters 1 mittels eines Winkelstücks 15 befestigt ist und vom Schwenkzapfen 16 des zweiarmigen Hebels 12 aus gesteuert wird. Das dargestellte Thermometer 29 dient dazu, in Verbindung mit den Heizschlangen 31 die Temperatur zum Zweck einer störungsfreien Trennbarkeit der leichteren Mischungskomponente zu überwachen. Das Ventil 24 im Zylinder 25 wird für gewöhnlich mittels einer Schraubenfeder innerhalb des Zylinders 25 geschlossen gehalten.

Die Zylinder 8 und 9 an den Enden des Hebels 12 stellen Verdrängungsschwimmer dar, die nach der Relation zwischen Volumen und Gewicht der zu verdrängenden Flüssigkeiten berechnet sind. Der Leitzylinder 9 hat dieselbe Hebelarmlänge wie der Zylinder 8. Sein Gewicht ist jedoch so verstärkt, daß es pro Kubikzentimeter größer ist als das Gewicht eines Kubikzentimeters des Hauptzylinders 8.

Befinden sich beide in der gleichen Flüssigkeit, so sind beide Auftriebe gleich, aber in ihrer Wirkung entgegengesetzt; sie heben sich auf. Wenn jedoch der Hauptschwimmer in die schwerere Komponente taucht oder sich in der leichteren befindet und dann in die andere taucht, so wird der volumetrische Gewichtsverlust geringer sein, und der Hauptschwimmer wird sinken, und zwar in einem größeren Maße, als sein volumetrischer Gewichtsverlust in der leichteren Komponente beträgt, weil er vom Führungsschwimmer einen nach unten gerichteten Stoß erhält, da der letztere sich in der schwereren Komponente befindet und ihm infolgedessen einen Auftriebswert erteilt, der über den Drehpunkt hinweg einen Tauchstoß auf den Hauptschwimmer ausübt. Es hat sich herausgestellt, daß sich dieses entgegengesetzt auf die berechneten Verlustwerte an Gewichtsvolumen auswirkt, und es liat sich nach vielen Versuchen gezeigt, daß dieses vermieden werden kann, indem man den Führungsschwimmer eine bestimmte ermittelte Größe im Verhältnis zum Hauptschwimmer erteilt. Theoretisch sollte der Führungsschwimmer überhaupt kein Volumen haben, sondern nur Gewicht. Da dieses praktisch nicht möglich ist, wird die geringste Größe gewählt, deren Volumen gerade ausreicht, um das für den Führungsschwimmer erforderliche Gewicht darin unterzubringen. Durch diese Konstruktion ist es möglich, den unerwünschten Auftrieb des Führungsschwimmervolumens auf den geringstmöglichen Wertbetrag zu reduzieren. Gleichzeitig wir4 ihm aber ein ausreichendes Maximalgewicht erteilt, das auf der Führungsseite des Drehzapfens benötigt wird.

Es hat sich ferner herausgestellt, daß eine bedeutende Genauigkeit bei der Herstellung und beim Zusammenbau der drei Teile dieser Vorrichtung nötig ist, nämlich a) des Hauptschwimmers 8, b) des Führungsschwimmer s 9 und c) des zweiarmigen Hebels 12, der diese Schwimmer trägt. Die beiden Schwimmer können so gearbeitet sein, daß sie innen und außen konzentrisch sind; sie können alle zum Balancieren erforderlichen Gewichtsbelastungen in ihrem Innern aufnehmen, um eine Volumenerhöhung zu vermeiden, was ein Auftreten von Fehlern verursachen würde. Ebenso muß der doppelarmige Hebel 22 sorgfältig gearbeitet und in freier Luft ausbalanciert sein, so daß er in jeder Stellung stehenbleibt, die er um seinen Drehzapfen einnimmt. Er darf an keiner Seite des Drehzapfens ein Übergewicht haben, denn das würde gleich sein der Hinzufügung von Volumen oder

ίο Gewicht zu dem einen oder anderen Schwimmer und würde die schließlichen Arbeitswerte ungünstig beeinflussen. Nach sorgfältigen Untersuchungen wurde festgestellt, daß die beiden Schwimmer am Hebel 12 im gleichen Masseschwerpunkt von der Drehachse aus angeordnet sein müssen, um genau den gleichen Bogen beschreiben zu können. Um das zu erreichen, sind daran geeignete Tragbügel für jeden Schwimmer angeordnet.

Ferner wurde gefunden, daß, da der Mantel des Trennbehälters 1 und seine inneren Einrichtungen vorzugsweise aus geschweißten Blechen hergestellt sind, keine fehlerhafte Ausfluchtung der Hebelwelle 13, die durch eine wasserdichte Führungsbüchse 16 des Winkels 15 an der Außenseite des Behältermantels 1 tritt, gegenüber dem doppelarmigen Hebel 12 auftreten darf. Um Fehler in der Ausfluchtung auszugleichen, dient ein doppeltes Universalgelenk, das aus Bügeln, Mittelblocks und Gelenkstiften besteht, so daß durch die Bewegungen dieser Gelenke Fehler in der Ausfluchtung korrigiert werden und zu gleicher Zeit aber eine genaue Drehbewegung des Hebels 12 übertragen wird.

Der ölsammelbehälter 2 hat eine solche Gestalt, daß er das wiedergewonnene öl in einem möglichst engen Raum begrenzt, der dem öl eine größere Tiefe als Oberfläche erteilt, um zu erzielen, daß vor dem ölentleerungsrohr stets eine ausreichend hohe ölschicht steht. Dadurch wird der Neigung des Wassers, durch das öl aufzusteigen, wenn das letztere durch das Rohr 23^4 entfernt wird, vorgebaut. Aus den Erfahrungen des Kesselbaues ist als stärkste und zugleich wirksamste Form die eines halbzylindrischen Domes mit flachen Ecken entnommen, an denen die erforderlichen Deckelöffnungen, durch die die Schwimmer eingeführt werden oder entfernt werden können, vorzusehen sind. Diese Gestalt des Behälters 2 ergibt sich aus Fig. 1. Sie ist am Kopfe mit dem ölsteigerohr23 und ebenso mit einem Handloch mit Deckel zur Beobachtung und Ausprobung des Wirkungshubes des Hauptschwimmers 8 versehen.

Wenn das Ölentleerungsventil direkt am Kopf des ölaufsatzes angebracht wäre, bestände die Gefahr, daß Gemisch mit entleert wird, weil die schwerere Komponente die Neigung hat, die Ölschicht zu durchstoßen.

Diese Gefahr kann durch eine genügende Länge des Steigerohres 23 zwischen Aufsatz 2 und Ventilteller 28 überwunden werden, da dieses als Flüssigkeitsverschluß wirkt. Die Länge des Rohres 23 soll einen gegebenen Bruchteil der Stundenleistung ausmachen.

Wo es schwierig ist, z. B. in beschränkten Räumen, die erforderliche senkrechte Länge des Steigerohres unterzubringen, kann es winklig sein, muß jedoch stets um mindestens 20° ansteigen, da sonst der freie Fluß in diesem Rohr behindert würde; es bestände auch die Gefahr, daß Wasserteilchen mit eingeschossen werden, wenn es sich um sehr viskoses öl handelt. Ein geneigtes Ölentleerungsrohr 23 zeigt Fig. 3. Das Rohr 23 kann auch in Form einer Schraube mit einem Steigungswinkel von nicht weniger als 20° ansteigen. Sind die Rohrdurchmesser

erheblich, so wird es sich herausstellen, daß ein größerer Wirkungsdurchmesser nötig ist, weil der erforderliche Mittelpunkt die Rohrschlange umfangreich machen und besondere Unterstützungen erfordern würde. In diesem Falle kann die Schlange aus Gußeisen hergestellt werden, um den gesamten Durchmesser möglichst klein zu halten.

Claims (7)

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zum Steuern des Auslaßventils für die leichte Komponente eines in einem gewellte Scheidewände, eine waagerechte Scheidewand, Prallwände und einen Sammelbehälter mit Entleerungsventil für die leichte Komponente enthaltenen Apparat, getrennten Gemisches nicht miteinander mischbaren Flüssigkeit, insbesondere von öl und Wasser, mittels eines zwei Schwimmer in gleicher Entfernung vom Mittelpunkt aufweisenden zweiarmigen Hebels, dadurch gekennzeichnet, daß der in die leichte Komponente eintauchende Schwimmer (8) eine größere Oberfläche aufweist als der in die schwerere Komponente eintauchende Schwimmer (9) und daß am Ende des Hebelarmes für den Schwimmer (8) noch ein Gewichtsvolumen-Ausgleichsstück (10) vorgesehen ist und daß der das Ventil (24) steuernde Kolben (25) über eine Leitung mit einem durch den Hebel gesteuerten Schieber (B) verbunden ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Schwimmer (9 und 8) des zweiarmigen Hebels (12) zylindrisch und der den Schwimmer (8) umfassende Sammelbehälter (2) halbzylindrisch gestaltet sind.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Ventilteller (28) des Ventils (24) unter Einwirkung einer Feder steht und der Kolben (26) über eine Leitung mit dem Steuerschieber (B) verbunden ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß an die Sammelkammer (2) für die leichtere Komponente eine als Flüssigkeitsverschluß wirkende Steigeleitung (23) angeschlossen ist und im Ablaßventil (24) endet.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß zur Verringerung der Bauhöhe die Steigeleitung (23) bis zu 20° geneigt angeordnet ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die unterschiedliche Druckgebung auf den Kolben (26) von einem Steuerventil (B) überwacht wird, das aus einzelnen Scheiben zusammengesetzt ist und unter Einwirkung eines an den Drehzapfen des Schwimmerhebels angelenkten Steuerkolbens und eines Schaltkolbens steht.

7. Vorrichtung nach Anspruch 4 und 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Steigeleitung (23) für die leichtere Komponente der Mischflüssigkeit schraubenförmig gestaltet ist.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Britische Patentschriften Nr. 511 856.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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