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Vorrichtung zur Beschleunigung der selbsttätigen Trennung von Flüssigkeits-
bzw.
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Flüssigkeits-Gas-Gemischen Die Erfindung betrifft die Ausgestaltung
einer Vorrichtung zur Beschleunigung der Trennung von Gemischen von Flüssigkeiten
verschiedenen spezifischen Gewichtes bzw. von Flüssigkeits-Gas-Gemischen in kontinuierlich
von dem zu behandelnden Gemisch durchströmten Trennbehältern.
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Es ist bekannt, Gefäße für die Trennung von Feststoff-Flüssigkeits-Gemischen
sowie von Gemischen von Flüssigkeiten unterschiedlichen spezifischen Gewichtes durch
Leitmittel, insbesondere trichterförmige Einbauten, zu unterteilen, um die Höhe
des Absetzraumes für das einzelne Gemischteilchen zu verringern. In verschiedenen
bekannten Vorrichtungen wird das Gemisch gewöhnlich in Zickzackbewegung über sämtliche
Flächen geleitet, wodurch eine hohe Strömungsgeschwindigkeit bedingt war, die das
Absetzen der spezifisch schwereren Gewichtskomponente verzögerte. Bei anderen wird
das Gemisch durch ein Zentralrohr eingeführt (deutsche Patentschrift 869792) und
von dort auf einzelne trichterförmige Böden verteilt. Diese Art der Zuführung hat
den Nachteil, daß beim Anströmen der kegeligen Flächen Strömungsverhältnisse herrschen,
die das Absetzen ebenfalls behindern.
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Es wurde nun eine Vorrichtung zur Beschleunigung der selbsttätigen
Trennung spezifisch leichterer und spezifisch schwererer Anteile von Flüssigkeits-und/oder
Flüssigkeits-Gas-Gemischen gefunden, mit der es möglich ist, diese Behinderung des
Absetzens auf ein Minimum herabzusetzen. Sie ist mit schräg angeordneten, ein Steigrohr
berührenden Leitflächen ausgerüstet, und das Steigrohr besitzt Durchbrechungen unterhalb
der Berührungsstellen mit den Leitflächen. Diese Vorrichtung ist dadurch gekennzeichnet,
daß die Leitflächen mit einem Fallrohr verbunden sind, daß die durch Steigrohre
und Fallrohre miteinander verbundenen Leitflächen eben ausgebildet und so angeordnet
sind, daß jeweils zwei ihrer Kanten etwa senkrecht zur Strömungsrichtung des aufzubereitenden
Gemisches stehen, wobei die Fallrohre mit oberhalb ihrer Berührungsstelle mit den
Leitflächen liegenden Durchbrechungen ausgestattet sind und wobei gleichzeitig an
den Kanten der Leitflächen Führungsflächen für die Flüssigkeit vorhanden sind.
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Die Führungsflächen werden durch die aufwärts bzw. abwärts gebogenen
Kanten der unter einem gewissen Winkel zur Waagerechten geneigten Leitflächen gebildet.
Für die Neigung der Leitflächen wird zweckmäßig ein Winkel von 20 bis 300 gewählt,
abhängig von dem abzuscheidenden Volumen und der Art der Medien.
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Der Abstand zwischen jeweils benachbarten Flächen richtet sich nach
den Eigenschaften des Gemisches und der prozentualen Verteilung seiner Komponenten.
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Die Vorrichtung nach der Erfindung kann fest in einem Behälter eingebaut
werden. Es können aber auch eine Anzahl rechteckiger oder quadratischer Flächen
zwischen zwei Rohren angeordnet sein, so daß Aggregate gewissen Ausmaßes entstehen,
die in bereits vorhandene Absetzräume eingesetzt werden können. Hierdurch ergibt
sich insofern noch ein Vorteil, als diese beweglichen Aggregate besonders leicht
zu handhaben sind und eine schnelle und leichte Reinigung der Behälter erlauben.
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In der Ab b. 1 wird eine solche Vorrichtung gezeigt, die je nach
der Höhe des Gefäßes und der Höhe der einzelnen Absetzräume eine unterschiedliche
Anzahl von Leitflächen besitzen kann. Hierin stellen 1 und n die geneigten Leitflächen,
2 das Steigrohr und 3 das Fallrohr dar. 4 ist eine starre Verbindung zwischen Steig-
und Fallrohr, mittels deren die Vorrichtung gehandhabt werden kann.
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Da an den Kanten der Leitflächen wieder eine gewisse Vermischung
der zu trennenden Komponenten eintritt, ist es vorteilhaft, daß die Kanten der an
das Fallrohr angrenzenden Seiten der Flächen nach oben, die Kanten der an das Steigrohr
angrenzenden Seiten der Flächen nach unten gebogen sind. la und na stellen die aufwärts
gebogenen Kanten der an das Fallrohr angrenzenden Flächen, lb und nb die abwärts
gebogenen Kanten der an das Steigrohr grenzenden Flächen dar.
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Es ist nicht unbedingt erforderlich, daß der gesamte Querschnitt
des Absetzbehälters von derartigen Leitmitteln unterteilt ist, sondern es genügt,
einzelne
Aggregate in gewissen Entfernungen voneinander in den Behälter einzusetzen. Ihre
Anzahl und ihre Anordnung kann leicht je nach der Beschaffenheit des zu behandelnden
Gemisches ermittelt werden.
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In A b b. 2 werden die Strömungsvorgänge auf den einzelnen Leitflächen
der Vorrichtung veranschaulicht, und zwar stellen die unterbrochenen Linien die
leichtere, die ununterbrochene Linien die schwerere Komponente dar. 12 ist das Steigrohr,
13 das Fallrohr.
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Das aufzubereitende Gemisch wird vorteilhafterweise in Längsrichtung
so durch den mit den erfindungsgemäßen Vorrichtungen versehenen Behälter geführt,
daß es die Kanten der Leitflächen anströmt, d. h., daß die Kanten der unter einem
gewissen Winkel zur Waagerechten geneigten Leitflächen etwa senkrecht zur Strömungsrichtung
des Gemisches stehen.
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Die Wirksamkeit der erfindungsgemäßen Vorrichtung beruht darauf,
daß durch die Unterteilung der Gesamthöhe des Flüssigkeitsstandes Absetzräume von
geringerer Höhe geschaffen werden, so daß die niederen Absetzgeschwindigkeiten der
Einzelteilchen hier nur in den Räumen zwischen den Leitilächen herrschen, an denen
eine rasche Vereinigung der Einzelteilchen der Komponenten und ein schnelles Abströmen
zur Oberfläche oder zum Boden des Behälters erfolgt. So kann die Wirksamkeit eines
bestimmten Abscheidevolumens auf ein vielfaches gesteigert bzw. ein gleicher Abscheideeffekt
mit einem Bruchteil des Volumens erzielt werden. Hierdurch ist es möglich, das Volumen
derartiger Abscheide anlagen zu verringern, wodurch gleichzeitig die Kosten der
Anlage gesenkt werden.
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Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist in der Verfahrenstechnik in
weitem Umfang anwendbar, insbesondere zur Beruhigung von Flüssigkeiten unter gleichzeitiger
Abscheidung von Gasen, z. B. in den Luftabscheidebehältern der Wasserstrahlapparate
bei Dampfturbinenkondensatoren.
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Mit besonderem Erfolg wurde sie in einem Turbinenölbehälter eingesetzt,
um eine beschleunigte bzw. überhaupt erst ausreichende Luftabscheidung aus dem Öl
zu erzielen.
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Zur Feststellung der Wirksamkeit der Anordnung wurden Messungen unter
folgenden Bedingungen durchgeführt: Füllung des Turbinenölbehälters etwa 45001 Füllhöhe
. . . . . . . . . . . . . . etwa 1 m Freie Oberfläche ....................... 4,5
m² Verweilzeit des Öles im Behälter etwa 9 Minuten Es wurden ohne die Vorrichtung
abgeschieden: 161 Luft je Quadratmeter Oberfläche und Minute.
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Messungen mit der Vorrichtung ergaben - auf die projizierte Grundfläche
der Elemente bezogen -eine abgeschiedene Luftmenge von 50 l/m2 und Minute, also
die dreifache spezifische Menge.
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Dabei ist zu berücksichtigen, daß nach dem Einbringen der Elemente
in den Ölbehälter die mit dem Öl zugeführte Luftmenge etwas zurückging und infolge
der verstärkten Abscheidung an den Einbauten das Volumen des Behälters zur Abscheidung
nicht mehr voll ausgenutzt wurde, so daß das Öl im unteren Teil des Behälters kaum
noch Luft enthielt.
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Unter gleichen Bedingungen wäre also die Erhöhung der abgeschiedenen
Luftmenge je Quadratmeter an den Elementen noch wesentlich größer gewesen.
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Während einer Betriebszeit von mehr als 1 Jahr seit dem Einbau der
Entlüftungsvorrichtungen in einen Turbinenölbehälter werden keinerlei Unregelmäßigkeiten
in der Ölversorgung dieser Turbine festgestellt, während vor dem Einbau bei bestimmten
Belastungen ein Abfall des Öldruckes der Hauptölpumpe beobachtet wurde, der auf
Luftblasen in der Pumpe zurückzuführen war, die durch einen zu hohen Luftgehalt
des Öles verursacht wurden.
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Nachdem die erfindungsgemäßen Vorrichtungen in den Turbinenölbehälter
eingehängt wurden, zeigte sich, daß Steuer- und Lageröldruck an der Turbine anstiegen,
woraus auf Grund früherer Messungen über den Luftgehalt des Öles geschlossen werden
konnte, daß das von der Pumpe angesaugte Öl luftfrei war.