DE1084696B

DE1084696B - Vorrichtung zum Trennen von Fluessigkeiten

Info

Publication number: DE1084696B
Application number: DEM27178A
Authority: DE
Inventors: Jacques Muller
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1955-02-08
Filing date: 1955-05-23
Publication date: 1960-07-07
Also published as: FR67543E; GB809509A

Description

DEUTSCHES

Es wurde bereits eine Vorrichtung vorgeschlagen, die eine Kammer oder eine Patrone enthält, welche mit Fasermaterial gefüllt ist, das eine Affinität bezüglich der einen oder anderen Flüssigkeit eines Gemisches hat und das mehr oder weniger zusammengepreßt ist, um zahlreiche annähernd mikroskopisch kleine, miteinander verbundene Poren zu bilden, und welches von der Flüssigkeitsmischung horizontal oder vertikal durchdrungen wird. Die schweren Flüssigkeitsteilchen dieses Gemisches ballen sich beim Durchtritt zusammen und setzen sich gemäß ihrer höheren Dichte gegenüber der zu reinigenden oder zurückgewinnenden Flüssigkeitsanteile nach unten ab, während die leichten nach oben steigen. Die auf diese Weise gereinigte oder zurückgewonnene Flüssigkeit wird schließlich am oberen Bereich der Vorrichtung abgezogen, während die schweren Flüssigkeitsanteile unten aus der Vorrichtung heraustreten.

Die Kammer dieser Vorrichtung ist auf einem Waagebalken angeordnet, der periodisch das Austragen der schweren Flüssigkeitsanteile und das Wiedereinschalten der Zuführung der Mischung steuert. Hierdurch wird diese Anordnung im Aufbau und in der Montage verwickelt, und die beweglich gelagerten Trennelemente verlangen eine häufige Wartung.

Ferner ist eine Trennvorrichtung bekanntgeworden, bei der die Steuerung der Auslaßventile durch den Druck des sich bei dem Trennvorgang ausscheidenden Gases erfolgen soll, während eine Steuerung des Einlasses des zu trennenden Flüssigkeitsgemisches nicht vorgesehen ist.

Schließlich ist bei einer weiteren bekannten Trennvorrichtung vorgesehen, die den ölabfluß und den Wasserabfluß steuernden Schwimmerventile in besonderen Gefäßen, die außerhalb des eigentlichen Abscheidebehälters angeordnet sind, unterzubringen. Einmal ist hier eine ungünstige Vielgestaltigkeit bedingt, und zum andern sind hierbei ebenfalls keine Mittel zur Steuerung des Eintritts des zu trennenden Flüssigkeitsgemisches vorgesehen. Trennelemente im Sinne der vorliegenden Erfindung fehlen ganz.

Bei der vorliegenden Vorrichtung, bei der der Flüssigkeitszulauf und der Ablauf des abgetrennten Anteils durch jeweils mittels Schwimmer gesteuerte Ventile geregelt wird und eine oder mehrere Gruppen von Trennelementen vorgesehen sind, ist erfindungsgemäß eine mit der Eintrittskammer direkt in Verbindung stehende Kammer, in der der das Zulaufventil und das Ablaufventil steuernde Schwimmer untergebracht ist, vorgesehen. Die Trennelemente können hierbei fest und auswechselbar gelagert und sämtliche Teile in einem gemeinsamen Behälter untergebracht werden. Dadurch werden der, Aufbau und die Montage einfach, und die Steuerung der Ventile ist von dem Druck des

Vorrichtung zum Trennen von Flüssigkeiten

Anmelder:

Jacques Muller,

La Garenne-Colombes, Seine (Frankreich)

Vertreter: Dipl.-Ing. W. Gollung, Patentanwalt, Frankfurt/M., Kaiserstr. 16

Beanspruchte Priorität: Frankreich vom 8. Februar 1955

Jacques Muller, La Garenne-Colombes,

Seine (Frankreich), ist als Erfinder genannt worden

sich bei dem Trennungsvorgang entwickelnden Gases unabhängig, der, wie übrigens festgestellt, so gering ist, daß er praktisch nicht verwertet werden kann.

Ferner kann bei dem Erfindungsgegenstand auch eine Steuerung des Eintritts des zu trennenden Flüssigkeitsgemisches vorgenommen und dadurch die Regelungsmöglichkeit verbessert werden.

In besonderer Ausbildung der Erfindung ist die zusätzliche Kammer zweiteilig ausgebildet und die eine, die mit der Gemischeintrittsleitung versehen ist, mit der Eintrittskammer verbunden, während die andere, die den Schwimmer enthält und in der sich die schweren Flüssigkeitsanteile sammeln, mit der Trennkammer verbunden ist. Nach einer besonderen Ausbildungsform können die beiden Teilkammern auch voneinander örtlich getrennt am Behälter angeschlossen und durch eine Leitung verbunden sein, während die Schwimmereinrichtung durch zwei auf die beiden Kammern verteilte Schwimmer gebildet ist. In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt, und zwar zeigt

Fig. 1 einen Längsschnitt durch eine erfindungsgemäße Ausführungsform der Vorrichtung, Fig. 2 einen Teillängsschnitt in vergrößertem Maßstab durch die Vorrichtung gemäß Fig. 1 im Bereich des Flüssigkeitseintrittes,

Fig. 3 einen Schnitt nach der Linie IH-III der Fig. 2,

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Fig. 4 einen Längsschnitt durch eine andere Ausführungsform der Vorrichtung,

Fig. 5 einen Querschnitt durch die Vorrichtung gemäß Fig. 4 nach der Linie V-V.

In der Vorrichtung, wie sie in den Fig. 1 bis 3 dargestellt ist, sind Patronen der verschiedenen Art eingebaut, und sie besteht aus einem länglichen zylindrischen Behälter 78, der durch eine Wand 61 in eine Eintrittskammer 79 und eine Trennkammer 80 unterteilt ist. Die Wand enthält mehrere kreisförmige Öffnungen, in denen eine größere Anzahl von Patronen 65 sitzen, die sich in axialer Richtung von der Wand 61 nach dem Innern der Trennkammer 80 erstrecken. Etwa im mittleren Bereich und an der Unterseite des Behälters 78 ist ein nach unten ragender Schacht 81 angeschlossen, der mit einer seitlichen Steuerkammer 82 verbunden ist, die sich unter den Teil des Behälters erstreckt, der die Patronen enthält und die mit diesem Teil des Behälters durch ein Rohr 83 in Verbindung stehen, und zwar insbesondere über einen Kanal 84 mit der Eintrittskammer 79.

Die Steuerkammer 82 ist durch eine Wand 85 in zwei Abschnitte unterteilt. Der in der Zeichnung gesehene linke Abschnitt wirkt als Gegenkammer und enthält die Steuerelemente, während der rechte Abschnitt unmittelbar mit dem Schacht 81 verbunden ist und zur Aufnahme eines Armes 86 eines in dem Schacht angeordneten Schwimmers 87 dient. Auf der Seite des Schwimmers 87 ist die Wand 85 durch einen Zylinder 88 verlängert, der durch einen ringförmigen Bund an der Innenwand der Kammer 82 geführt ist, und zwar außerhalb der Öffnung am Anschluß des Rohres 83. In der Wand 85 und außerhalb des Zylinders 88 sind ringförmig mehrere öffnungen 90 angeordnet. Durch diese öffnungen ist die Gegenkammer auf der linken Seite der Wand 85 mit der Eintrittskammer 79 des Behälters 78, und zwar in Verbindung mit dem Ringraum 91, dem Rohr 83 und dem Kanal 84, verbunden.

Im mittleren Bereich trägt die Wand 85 ein sich in die Gegenkammer erstreckendes hohles Lager 92 und stellt damit eine Verbindung mit dem rechten Teil der Steuerkammer 82 her; das Lager ist gleichzeitig mit einer seitlichen kreisförmigen Kammer 92 a verbunden, die durch einen Deckel 93 verschlossen ist, in welchem exzentrisch eine öffnung 93 α angeordnet ist, die durch eine nach außen gerichtete rohrförmige öffnung 93 b mit einem nach unten gerichteten Abflußrohr 94 in Verbindung steht. Die Innenseite des Deckels 93 ist plangeschliffen und poliert und dient als Gleitfläche für einen Schieber 93 c zum Abdecken und Freigeben der schon erwähnten öffnungen 93 a. Der Schieber sitzt axial verschieblich in einer zylindrischen Aussparung in einem Hebel 86 α, der seinerseits auf einer Welle 86 b sitzt, die drehbar in den beiden Seitenwänden des Lagers 92 gelagert ist. Diese Welle erstreckt sich von dem Innern der Kammer 92 α durch das Lager 92 und darüber hinaus auf dessen Außenseite. Sie ist mit dem Arm 86 des Schwimmers 87 innerhalb des Lagers 92 gekuppelt. Die Anordnung ist so getroffen, daß die Öffnung 93 a dann freigegeben wird, wenn sich der Schwimmer 87 anhebt bis zu einer bestimmten Höhe, während die Öffnung durch den Schieber 93 c dann abgedeckt wird, wenn sich der Schwimmer bis zu einem bestimmten Niveau senkt. Der Schieber ist federnd gegen die plangeschliffene Fläche des Deckels 93 einerseits und gegen den Boden der zylindrischen Aussparung in dem Hebel 86 a andererseits abgestützt. Die Kammer 92 a ist mit dem Innern des Lagers 92 durch eine öffnung 92 b verbunden.

In Verlängerung des Armes 86 des Schwimmers ist auf der Welle 86 b, außerhalb des Lagers 92, an deren freiem Ende ein Hebel 86 c angebracht, an welchem schwenkbar eine zylindrische Glocke 95 befestigt ist, die den oberen Teil eines senkrechten Rohres 96 abdeckt, das durch die untere Wand der Gegenkammer ragt und das zum Anschluß an die Zuführungsleitung für die zu reinigende Flüssigkeit dient. Das obere Ende des Rohres 96 ist verschlossen, und an dem im

ίο Innern der Gegenkammer liegenden Ende des Rohres sind auf dessen Umfang mehrere Öffnungen vorgesehen.

Die Glocke 95, die verschieblich und dicht auf dem Rohr gelagert ist, hat ebenfalls auf dem Umfang öffnungen, die mit denen in dem Rohr zusammentreffen können, wenn der Schwimmer 87 unter einem bestimmten Niveau gehalten wird.

Die Wirkungsweise der beschriebenen Vorrichtung ist folgendermaßen:

Angenommen, die Vorrichtung sei leer, so daß der Schwimmer 87 seine unterste Stellung einnimmt. Die Öffnung 93 a ist durch den Schieber 93 c verdeckt, während der Verschluß, der durch die Glocke 95 und das Rohr 96 gebildet wird, offen ist. Die zu reinigende Flüssigkeit tritt durch das Rohr 96 ein und strömt in die Gegenkammer, die dadurch gefüllt wird, und tritt durch die Öffnungen 90 in den Ringraum 91 und durch das Rohr 83 in die Eintrittskammer 79 des Behälters 78, von wo sie sich in die einzelnen Trennpatronen 65 verteilt. Hier erfolgt das Abscheiden der schweren Flüssigkeitsanteile. Die beiden getrennten Flüssigkeiten treten aus den Patronen in die Trennkammer 80 ein und ergießen sich in den Schacht 81, so daß schließlich dieser und die Trennkammer angefüllt werden. Hierbei steigt die zu reinigende leichtere Flüssigkeit nach oben, während die schwereren Flüssigkeitsanteile absinken und sich in dem Schachtel sammeln. Die leichte Flüssigkeit steigt über den oberen Rand einer Trennwand 98 in eine ergänzende Filtereinrichtung 99, die dazu dient, die restlichen Verunreinigungen zu entfernen, worauf die Flüssigkeit schließlich in vollständig gereinigtem Zustand die Vorrichtung durch die öffnung 100 verläßt.

Der Schwimmer 87 ist so berechnet, daß er sich nur durch die schwere Flüssigkeit anhebt. In dem Maß, wie sich diese Flüssigkeitsanteile in dem Schacht 81 ansammeln, hebt sich die Trennfläche zwischen den beiden Flüssigkeiten unter Mitnahme des Schwimmers. Wenn dieser eine vorbestimmte Höhe über der Welle 86 b erreicht hat, wird die Öffnung 93α freigelegt und die Verschlußeinrichtung 95, 96 verschlossen. Die fremden Flüssigkeitsanteile können hierbei durch die Abflußleitung 94 austreten, während die Zuführung der zu reinigenden Flüssigkeit unterbrochen ist.

In dem Maß, wie sich die Trennfläche der beiden Flüssigkeiten in dem Schacht 81 senkt, deckt der Schwimmer 87 die Öffnung 93a ab und öffnet den Verschluß 95, 96, um schließlich denAbfluß der schwereren Flüssigkeitsanteile zu unterbrechen und den Zufluß der zu reinigenden Flüssigkeit voll in Gang zu setzen. Die Vorrichtung arbeitet auf diese Weise kontinuierlich, indem selbsttätig, nachdem der Schwimmer 87 eine vorbestimmte Höhe erreicht hat, die fremden Flüssigkeitsanteile abgelassen werden, während die leichteren Flüssigkeitsanteile kontinuierlich aus der öffnung 100 austreten. -

Wenn es erforderlich ist, die Trennpatronen zu reinigen oder zu ersetzen, muß die Vorrichtung zuerst entleert werden. Hierauf nimmt man den Deckel der Eintrittskammer des Behälters ab, so daß man leicht

Zutritt zu den Flügelmuttern der Patronen hat, um diese abzuschrauben und die Patronen aus der Wand 61 herauszunehmen.

Die Ausführungsform der Vorrichtung, wie sie schematiisch in den Fig. 4 und 5 dargestellt ist, wirkt in ähnlicher Weise. Diese Ausführungsform ist indessen durch eine Einrichtung ergänzt, die für den Fall eingeschaltet ist, daß mit einem starken Zustrom von Wasser oder einer anderen schweren Flüssigkeit gerechnet werden muß und der Durchtritt dieser Flüssigkeit durch die Trennpatrone verhindert wird und diese unmittelbar in den Schacht gelangt.

Die Vorrichtung besteht aus einem zylindrischen länglichen Behälter 101, der durch eine Wand 102 in eine Eintrittskammer 103 und in eine Trennkammer 104 unterteilt ist. Der Eintrittskammer ist eine seitliche Gegenkammer 105 (Fig. 5) vorgeschaltet, die im unteren Bereich an dem Behälter angeschlossen ist. Die Trennkammer des Behälters ist unten mit einem Schacht 106 verbunden, in dessen oberem Bereich eine ao seitliche Leitung 107 abzweigt, die unten in den Schacht etwas über deren Boden einmündet, und zwar seitlich der Zutrittsleitung 108 für die zu reinigende Flüssigkeit, die mit einem Verschluß versehen ist, welcher demjenigen, wie er in Fig. 1 beschrieben ist, gleicht. Im Innern der Gegenkammer 105 ist ein Arm 109 schwenkbar gelagert, dessen freies Ende einen Schwimmer 110 trägt und an welchem bewegliche Verschlußorgane für die Zuflußleitung 108 und eine Klappe 111, die sich auf die öffnung der Leitung 107 abstützen kann, angeordnet sind.

Die Wand 102 trägt auf der Seite der Trennkammer 104 eine erste Gruppe Trennpatronen 112, deren Anordnung ähnlich denjenigen ist, wie sie zu dem Gegenstand der Fig. 1 beschrieben sind. Von der Mitte der Wand 102 erstreckt sich axial nach der Trennkammer 104 zu ein Rohr 113, das in einer Zelle 114 endet, die durch eine Wand verschlossen ist, in welcher eine zweite Gruppe von Trennpatronen 112 angeordnet ist.

Über dem Schacht 106, aber ein wenig nach rechts von diesem verlagert, befindet sich im oberen Bereich des Behälters eine geschlossene Kammer 118, senkrecht liegend und im Innern in zwei übereinanderliegende Kammern durch eine Filtermembran 119 unterteilt, ⁴^ die dazu dient, die restlichen Verunreinigungen der zu behandelnden Flüssigkeit zu entfernen. Die Kammer ist mit einem seitlichen Rohr 120 zum Austritt der gereinigten Flüssigkeit versehen, die an die obere Teilkammer gerade über der Filtermembran 119 angeschlossen ist. Ein Eintrittsrohr 121 für die leichte Flüssigkeit mündet in die untere Teilkammer unterhalb der Filtermembran. Dieses Rohr 121 ist nach unten gebogen und bildet einen senkrecht nach unten verlaufenden, nach dem Schacht 106 gerichteten Ast und ist mit seitlichen Öffnungen 122 versehen. Der Anschluß des Abflußrohres 120, gerade über der Filtermembran 119, erlaubt die Unterbringung eines Luftpolsters in dem oberen Teil dieser Teilkammer, und zwar dann, wenn die Flüssigkeit den oberen Rand der öffnung der Abflußleitung erreicht oder überschritten hat. Dieses Luftpolster kann seinerseits Druckstöße dämpfen und zur Durchführung des Rückstaues durch die Trennpatronen beitragen.

Das Ende des nach unten gerichteten Astes der Eintrittsleitung 121 ist durch eine zylindrische Glocke 123 abgedeckt, die verschieblich gelagert ist und die Wirkung eines Schiebers hat, um die Öffnungen 122 abzudecken oder freizugeben, ähnlich dem Verschluß 95,96 der vorher beschriebenen Ausführungsform.

Von dieser Glocke erstreckt sich eine Stange 124 nach unten, deren unteres Ende schwenkbar an den Hebelarm 125 eines Schwimmers 126 angreift, der in dem Schacht 106 angeordnet ist. Dieser Hebelarm des Schwimmers 126 ist fest mit der drehbar gelagerten Welle eines Verschlusses 127 verbunden, die dem Verschluß 93 gemäß der Fig. 2 entspricht und der mit dem Innern des Schachtes 106 in Verbindung steht. Dieser Verschluß ist ebenfalls mit einer Abflußleitung 128 versehen, ähnlich der Abflußleitung 94. Die Anordnung ist so getroffen, daß der Verschluß offen ist, wenn der Schwimmer 126 seine obere vorbestimmte Stellung über der Abflußöffnung des Verschlusses 127 erreicht hat, um die Entleerung des Schachtes bis zur Höhe dieser Öffnung zu ermöglichen.

Wenn die Mischung durch das Rohr 108 in die Eintrittskammer 103 gelangt und einen schwachen Anteil an Wasser oder anderer schwerer Flüssigkeit enthält, wirkt diese Vorrichtung ähnlich der bereits vorher beschriebenen.

Der Schwimmer 110, der sich in der seitlichen Gegenkammer 105 befindet, spricht nur auf die schweren Flüssigkeitsanteile an, die sich in dieser Kammer nicht ansammeln können, wenn ihr Anteil verhältnismäßig schwach ist, so daß die Klappe 111 verschlossen bleibt. Die Mischung strömt hierbei vollständig durch die Trennpatronen 112 hindurch. Die schwere Flüssigkeit, die aus den Patronen austritt, fließt durch die Trennkammer 104 in den Schacht. Der Schwimmer 126 ist so berechnet, daß er nur auf der schweren Flüssigkeit schwimmt und sich in dem Maß anhebt, wie sich diese schwere Flüssigkeit in dem Schacht ansammelt, bis schließlich der Verschluß 127 geöffnet wird, so daß sich der Schacht bis zu dem Niveau der Abflußöffnung dieses Verschlusses entleeren kann. Gleichzeitig hebt der Schwimmer die Glocke 123, die die öffnungen 122 abdeckt und so den Austritt der leichteren Flüssigkeit unterbricht.

Wenn demgegenüber eine Mischung durch das Rohr 108 eintritt, die einen großen Anteil Wasser oder anderer schwerer Flüssigkeit enthält, wird der Schwimmer 110 angehoben, der die Klappe 111 ganz öffnet und hierbei den Verschluß 108 a schließt. Die schwere Flüssigkeit, die sich schon in der Eintrittskammer 103 absetzt, kann unmittelbar durch die Leitung 107 in den Schacht 106 gelangen, der auf die vorher beschriebene Weise entleert wird.

Claims

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zum Trennen eines Gemisches von nicht miteinander mischbaren Flüssigkeiten, bei der der Flüssigkeitszulauf und der Ablauf des abgetrennten Anteils durch jeweils gesteuerte Ventile geregelt wird und die eine oder mehrere Gruppen von Trennelementen enthält, gekennzeichnet durch eine mit der, Eintrittskammer (79, 103) direkt in Verbindung stehende Kammer (82,105). in der der das Zulaufventil (95, 108 a) und der das Ablaufventil (93,127) steuernde Schwimmer untergebracht ist.

2. Behälter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die zusätzliche Kammer (82) zweiteilig ausgebildet ist, der eine Teil mit der die Gemischeintrittsleitung enthaltenden Eintrittskammer (79) und der andere Teil, in dem sich die schweren Flüssigkeitsanteile sammeln und der den Schwimmer enthält, mit der Trennkammer (80) verbunden ist.

3. Behälter nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Teilkammern

(105, 106) voneinander örtlich getrennt am Behälter angeschlossen und durch eine Leitung (107) verbunden sind, während die Schwimmereinrichtung durch zwei auf die beiden Kammern verteilte Schwimmer gebildet ist.

4. Behälter nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Schwimmer (110) in der einen Kammer (105) sowohl die Verbindungsleitung (107) zur anderen Kammer als auch die Gemischeintrittsleitung (108) steuert, während der Schwimmer (126) in der anderen Kammer sowohl die Austrittsleitung (128) für schwere Flüssigkeitsanteile als auch die Austrittsleitung (121) für die leichten Flüssigkeitsanteile steuert.

5. Behälter nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Ventile derart angeordnet sind, daß bei geschlossener Abflußleitung für die schweren Flüssigkeitsanteile die Zuflußleitung für das zugeführte Gemisch geöffnet ist, und umgekehrt.

In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 560 607, 835 741; französische Patentschriften Nr. 980 918, 1 069 591, 869;
USA.-Patentschriften Nr. 2 657 808, 2 664 170.

In Betracht gezogene ältere Patente: Deutsches Patent Nr.. 1 006 832.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen