DE1442485C - Vorrichtung zum Trennen von Flus sigkeiten verschiedener Dichten - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen neuen Schwerkraftseparator mit automatischer oder halbautomatischer Arbeitssteuerung, der besonders für die Trennung von Seewasser oder sonstigen wäßrigen Flüssigkeiten von flüssigen Kohlenwasserstoffen bestimmt ist.

Der Separator gemäß der Erfindung hat den Vorteil, daß er durch ein Aggregat von mehreren übereinander angeordneten Trennstufen die automatische oder halbautomatische Gewinnung der Kohlenwasserstoffe ermöglicht. Außerdem wird durch die besondere Anordnung der verschiedenen den Separator bildenden Teile eine erhebliche Verkleinerung des Separators unter den gleichen Laufbedingungen ermöglicht, so daß die Vorrichtung z. B. an Bord von Schiffen eingebaut werden kann.

Es ist bereits ein Entmischer bekannt, der innerhalb eines Behälters Trichter mit und ohne Rohrstutzen aufweist und der es ermöglichen soll, den Restölgehalt von ölverschmutztem Wasser auf einen Betrag von 1:10 000 herabzudrücken.

Bei einer anderen Anordnung zur Abscheidung von Gasen aus einer zu klärenden Flüssigkeit ist es andererseits bekannt, trichterförmige Einsätze zu verwenden, an deren Unterseite, wo diese am Behältermantel anliegen, Durchtrittsöffnungen vorgesehen sind.

Demgegenüber ist die erfindungsgemäße Vorrichtung zum Trennen von Flüssigkeiten verschiedener Dichten, die aus einem senkrecht stehenden, mehrere Trennstufen aufweisenden, zylinderförmigen Behälter mit einem Einlaßrohr für das zu trennende Gemisch, Austrittsrohren für die abgetrennten Komponenten sowie einer verschließbaren Bodenöffnung zum Entfernen ausgeschiedener Feststoffe besteht, erfindungsgemäß so ausgebildet, daß das Einlaßrohr in der Nähe des Behälterbodens und beide Austrittsrohre über der obersten Trennstufe angeordnet sind; sie ist weiterhin durch mehrere paarweise, senkrecht übereinander angeordnete, trichterförmige Böden gekennzeichnet, wobei die sich innerhalb der Bodenpaare befindenden Zwischenräume als Kanäle ausgebildet sind, die an der Mantelfläche in nach innen gerichteten Diffusoren auslaufen, während die Kammern zwischen den jeweiligen Bodenpaaren über an den unteren Böden vorgesehene Rohrstutzen, die jeweils bis unter das Niveau des entsprechenden Diffusors reichen, mit den Kanälen verbunden sind und an ihrem oberen Rand Austrittsleitungen besitzen, die nach oben geführt werden und zur Herstellung eines hydrostatischen Gleichgewichts entsprechend der Höhe der Kammern in verschiedener Höhe enden, wobei der mit einem Wehr versehene trichterförmige Auslaß für die Flüssigkeit mit der größeren Dichte am oberen Teil eine abdichtende Querwand aufweist, die eine Verbindung zum Außenmantel und zur Abflußleitung herstellt. Vorzugsweise befindet sich am unteren Ende der oberen Böden eines jeden Bodenteiles ein Ventil.

Die Kanäle am Umfang eines jeden oberen Bodens münden vorteilhaft in quer zu dem Außenmantel verlaufende Umlenkungsorgane ein, welche die Diffusoren bilden.

Im oberen Teil der Vorrichtung ist vorzugsweise ein Sammelkanal vorgesehen, dessen Einlaß aus einem Wehr besteht, welches in der Nähe des oberen Endes einer mit dem Flüssigkeitseinlaß verbundenen Leitung angeordnet ist, wobei der Kanal über ein Wehr mit einem Ausflußkasten verbunden ist, an den das Eintrittsrohr für die leichtere Flüssigkeit angeschlossen ist.

Die Kanäle erstrecken sich vorzugsweise ununterbrochen um den Umfang der oberen Böden und münden in Diffusoren ein, die von nach innen gerichteten und an dem Umfang der oberen Böden befestigten, senkrecht stehenden Blechen gebildet werden. Dabei bilden die Bleche mit dem Radius des Behälterquerschnitts vorzugsweise einen Winkel.

ίο Zwischen dem obersten Diffusor und dem oberen Auslaß sind vorteilhaft koaxiale zylindrische Wände angeordnet, die eine Reihe von Ablenkplatten aufweisen. In den Kanälen zwischen den oberen und unteren Böden eines jeden Bodenpaares sind schließlieh vorzugsweise nach der Mittelachse zu gerichtete Flügel angeordnet, die sich nach oben und nach innen in die Räume unterhalb des unteren Bodens eines jeden Bodenpaares bis zu einer Stelle nahe der Unterseite eines unteren Bodens erstrecken.

Die nach oben geführten Austrittsleitungen können gegebenenfalls durch Dampfrohre erhitzt werden, die durch den oberen Teil der Leitungen hindurchlaufen. Im Interesse der besten Arbeitsweise der Trennvorrichtung wird der Beschickungsstrom vor seiner Zuführung zu dem "Raum unter dem unteren Boden des untersten Bodenpaares von Luft und anderen Gasen befreit.

Gemäß der Erfindung kann ein Gemisch aus Flüssigkeiten verschiedener Dichte dadurch zerlegt werden, daß man das Gemisch fortlaufend der untersten Trennstufe eines mehrstufigen Separators zuführt, in dem jede Stufe durch ein gesondertes Paar von abwärts geneigten, in senkrechten Abständen übereinander angeordneten Böden begrenzt wird, und in jeder Trennstufe

1. die abgeschiedene leichtere Flüssigkeit nach oben steigt und durch einen nahe dem oberen Ende der Trennstufe gelegenen Auslaß aus dem Separator ausströmt und

2. die abgeschiedene schwerere Flüssigkeit durch eine öffnung am unteren Ende des die obere Begrenzung der Trennstufe bildenden Bodens ausströmt, dann durch den Raum zwischen den Trennstufen strömt und in die nächsthöhere Trennstufe durch einen Kanal eintritt, der am Umfang eines Bodens in einer Höhe oberhalb der unteren öffnung des die obere Begrenzung der nächsten Trennstufe bildenden Bodens in diese Trennstufe einmündet, wobei man in der obersten Trennstufe die abgetrennte schwerere Flüssigkeit durch einen oberen Auslaß abzieht.

Eine Ausführungsform der Vorrichtung gemäß der Erfindung ist in F i g. 1 und 2 der Zeichnungen dargestellt.

F i g. 1 zeigt einen schematischen Aufriß und Schnitt des Separators gemäß der Erfindung;

Fig. 2 ist ein Querschnitt nach der Linie IT-II der Fig. 1.

Gemäß der Zeichnung besteht der Separator aus einem zylinderförmigen Behälter I mit einer senkrechten Achse, der von dem Mantel 2 begrenzt wird. Das untere Ende dieses Mantels ist durch einen trichterförmigen Boden 3 verlängert, dessen untere Grundfläche mit einem von Hand betätigten Ventil 4 versehen ist.

In <ίεη Boden 3 mündet tangential das Einlaßrohr 5 ein, das mit der parallel zur Längsachse des Sepa-

3 4

rators 1 verlaufenden Ausgleichsleitung 6 verbunden 27 enden. Die Kammer 40, die mit einem Austrittsist. Die Ausgleichsleitung führt zum Auslaß der Ent- rohr 44 versehen ist, wird durch die obere Wand 45 lüftungsvorrichtung 7, die mit dem Abzug 8 und der abgeschlossen, an der sich das Handsteuerorgan 46 Zuführungsleitung 9 versehen ist, in welcher sich eine befindet. Dieser Steuerorgan betätigt ein Aggregat

(nicht dargestellte) Pumpe für die Beschickung be- 5 von Stangen 47, die ihrerseits gleichzeitig die drei

findet. Ventile 11 a, 22 a und 32 a betätigen, welche die

Das Einlaßrohr 5 mündet tangential in die mittlere unteren Öffnungen der betreffenden Böden ab-

Querzone des ringförmigen Kanals 10 ein, der sich schließen. Das Handsteuerorgan 46 ist durch eine

zwischen dem Behälterboden 3 und dem trichter- Öffnung 48 in der oberen Wand 18 des Separators

förmigen Boden 11 befindet. Der Durchmesser des io zugänglich, die normalerweise durch den Deckel 49

Bodens 11 ist kleiner als derjenige des Mantels 2. verschlossen ist. Die Rohre 50 und 51 verbinden den

Am kreisförmigen Umfang des Bodens 11 befindet Ausflußkasten 42 bzw. die Kammer 40 mit der

sich der Flansch 12, der zusammen mit dem an der Außenluft.

Innenfläche des Mantels 2 befestigten Umlenkorgan Der oben beschriebene Separator arbeitet folgen-

13 einen Diffusor 14 bildet. Der letztere stellt eine 15 dermaßen:

Verbindung zwischen dem ringförmigen Kanal 10 Das zu zerlegende Gemisch wird durch Leitung 9 und der vom Boden 11 und dem Flansch 12 be- dem Entlüfter 7 zugeführt, wo es von mitgeführter grenzten Kammer 15 dar, welche die erste Trenn- Luft und Gasen befreit wird. Diese Gase ziehen stufe bildet. An das obere Ende dieser Trennstufe durch Leitung 8 ab. Das Gemisch strömt dann durch ist die Austrittsleitung 16 angeschlossen, die an dem 20 die Ausgleichsleitung 6 und das Einlaßrohr 5 in den durch die obere Wand 18 gebildeten oberen Ende Kanal 10, wobei ihm eine spiralförmige Strömungsdes Separators in einer Prallplatte 17 endet. Die erste bewegung erteilt wird. Dann gelangt das Gemisch Kammer 15 ist nach oben durch einen trichterför- durch den Diffusor 14, der durch seinen konischen migen Boden 19 begrenzt, der an dem Mantel 2 un- Vorsprung eine feine Zerteilung unter turbulenten mittelbar über der Öffnung der Austrittsleitung 16 25 Strömungsbedingungen gewährleistet, in die Kammer befestigt ist. Der Boden 19 ist an seiner unteren 15. Diese feine Zerteilung führt bereits zu einer anGrundfläche durch einen Rohrstutzen 20 verlängert, fänglichen Trennung von Wasser und flüssigen der mit seiner Öffnung in die mittlere Zone der Kohlenwasserstoffen durch Schwerkraft, wobei sich Kammer 15 reicht, so daß die erste Trennstufe mit die Kohlenwasserstoffe infolge ihrer niedrigen Dichte einem ringförmigen Kanal 21 zwischen dem Boden 30 im oberen Teil der Kammer 15 ansammeln. Die 19 und dem darüber befindlichen, kegelstumpfförmig Kohlenwasserstoffe strömen nach und nach durch ausgebildeten Boden 22 in Verbindung steht. Ebenso die Austrittsleitung 16, wobei sie über die Prallplatte wie der Boden 11 besitzt auch der Boden 22 einen 17 in den Ausflußkasten 42 und von dort in die Aus-Flansch 23, der zusammen mit dem am Mantel 2 trittsleitung 43 geleitet werden,
befestigten ringförmigen Umlenkorgan 24 einen 35 Das in der Kammer 15 abgetrennte Wasser strömt Diffusor 25 bildet, welcher in die Kammer 26 ein- durch den Rohrstutzen 20 aufwärts in den Kanal 21: mündet. Die letztere wird von dem Boden 22 und Das Wasser gelangt durch den Diffusor 25 in die dem entsprechenden Teil des Mantels 2 begrenzt Kammer 26, wo eine weitere Trennung erfolgt. Die und bildet die zweite Trennstufe. An diese zweite in Kammer 26 abgeschiedenen Kohlenwasserstoffe Trennstufe ist die Austrittsleitung 27 angeschlossen, 40 ziehen durch Leitung 27 ab und strömen über die die im oberen Teil des Separators unmittelbar unter Prallplatte 29 in den Ausflußkasten 42. Das Wasser der Prallplatte 17 an einer Prallplatte 29 endet. strömt durch den ; Rohrstutzen 31 aufwärts in den

Nach oben hin wird die zweite Kammer 26 durch Kanal 32, der zur dritten Kammer 36 führt. Auch den trichterförmigen Boden 30 begrenzt, der un- hier gewährleistet wieder der den Kanal 32 mit der mittelbar über der Öffnung der Austrittsleitung 27 45 Kammer 36 verbindende Diffusor 35 eine feine Zeram Mantel 2 befestigt ist. Der Boden 30 ist, ebenso teilung, wodurch die noch in dem Wasser enthaltenen wie der Boden 19, nach unten hin durch einen Rohr- restlichen Kohlenwasserstoffe ausgeschieden werden, stutzen 31 verlängert. Durch diesen Rohrstutzen steht Diese nur noch geringe Menge von Kohlenwasserdie zweite Kammer 26 mit dem ringförmigen Kanal stoffen wird im oberen Teil des Separators durch den 32 in Verbindung, der von dem Boden 30 und dem 50 Auslaß 52 ausgetragen, der die Kammer 36 mit der Boden 33 gebildet wird. Der Boden 33 besitzt einen mit dem handgesteuerten Ventil 54 versehenen AbFlansch 33 b, der zusammen mit einem am Mantel 2 zugsleitung 53 verbindet. Das aus der dritten Kammer befestigten ringförmigen Umlenkorgan 34 den Diffu- 36 abströmende gereinigte Wasser steigt durch den sor 35 bildet, welcher den Kanal 32 mit der Kammer trichterförmigen Auslaß 38 in die Abflußleitung 44, 36 verbindet. Die letztere wird von dem Boden 33 55 Die Wassersäule, deren Höhe durch das Wehr 39 und dem entsprechenden Teil des Mantels 2 begrenzt bestimmt wird, lastet auf den einzelnen Trennstufen und bildet die letzte Trennstufe. Diese Trennsrufe ist und fördert somit den Austrag der jeweils im oberen oben durch eine Querwand 37 abgeschlossen, die Teil einer jeden Trennstufe sich ansammelnden in der Mitte einen nach unten ragenden trichter- Kohlenwasserstoffe durch die Austrittsleitungen 16 förmigen Auslaß 38 besitzt. An der Querwand 37 ist 60 bzw. 27.

die Öffnung des Auslassers 38 mit einem Wehr 39 Etwaige Ablagerungen können am Boden der einausgestattet. Die Kammer 40 wird von einem zylin- zelnen Kammern zurückgehalten werden und werden derförmigen Band 41 begrenzt, welches an der Quer- nach Unterbrechung des Beschickungsstromes von wand 37 befestigt ist und bis zur oberen Wand 18 Zeit zu Zeit durch Betätigung des Handsteuerorgans des Separators reicht. Durch dieses Band 41 wird die 65 46 ausgetragen, indem die Ventile Ua, 22 a und 32 a Kammer 40 von dem Ausflußkasten 42 getrennt, in geöffnet werden. Die in den übereinander . befindden das Austrittsrohr 43 einmündet und in dem die liehen Kammern angesammelten Ablaserungen Prallplatten 17 und 29 der Austrittsleitung 16 bzw. strömen dann durch die Rohrstutzen 10 c, 20 und;;31

und sammeln sich am Boden 3 des Mantels 2, von Boden 33 bildet zusammen mit einem Teil des Man-

wo sie schließlich über das Ventil 4 abgezogen tels 2 eine vierte Kammer 36, die nach oben durch

werden. eine Querwand 37 abgeschlossen ist, die die oben

Die Trennvorrichtung gemäß der Erfindung bietet beschriebenen verschiedenen Trennstufen von einer

also bei verhältnismäßig geringer Größe den Vorteil, 5 oberen Kammer 100 trennt.

daß das Flüssigkeitsgemisch in drei aufeinander- Der Boden 33 ist mit einem längs seinem Umfang

folgenden Trennstufen behandelt werden kann, wo- verlaufenden Diffusor 101 verbunden, der einen

bei eine nahezu vollständige Ausscheidung der z. B. kleineren Durchmesser hat als der Mantel 2 und aus

aus dem Spülwasser der Ölbehälter von Erdöltank- schräggerichteten senkrechten Blechen 104 besteht,

schiffen enthaltenen Kohlenwasserstoffe auf halb- " die den Kanal 32 mit der Kammer 36 verbinden. In

automatischem Wege erzielt wird. der Kammer 36 befindet sich eine Filtervorrichtung,

Eine weitere Ausführungsform der Vorrichtung ist die aus den konzentrisch angeordneten, zylinderin F i g. 3 bis 7 dargestellt. förmigen Wänden 105, 106 und 107 besteht, deren

F i g. 3 ist ein schematischer Aufriß des Separators gemeinsame Achse mit der des Mantels 2 zusammen-

im Schnitt; ¹S fällt. Wie Fig. 5 zeigt, weist jede der Wände 105

F i g. 4 ist ein Querschnitt nach der Linie II-II der bis 107 Ablenkplatten 108 auf, die einen flachen

Fig. 3; S-förmigen Querschnitt besitzen und Umlenkorgane

F i g. 5 ist ein Querschnitt nach der Linie III-III Hl bilden, die das sie durchströmende Gemisch in

der F i g. 3 und zeigt eine besondere Ausführungs- parallele Schichten mit laminarer Strömung teilen,

form eines Bauteiles des Separators; ²⁰ Die Ablenkplatten 108 können sich auch in der zu

F i g. 6 ist ein Teilquerschnitt nach der Linie IV-IV der in F i g. 5 dargestellten Richtung entgegen-

der F i g. 3 in größerem Maßstabe; gesetzten Richtung nach innen erstrecken.

F i g. 7 ist ein Teilquerschnitt nach der Linie V-V Die konzentrischen Wände 105, 106 und 107 sind

der F i g. 4 in größerem Maßstabe. in der Kammer 36 so angeordnet, daß die von ihnen

Der Separator besteht aus einem zylinderförmigen ²5 begrenzten Kanäle 112, 113 und 114 oben in einem

Gefäß 1 mit senkrechter Achse, das von dem Mantel 2 Sammelraum 115 einmünden, der ringförmige Gestalt

begrenzt wird. Am unteren Ende des Mantels ist ein hat und von der Querwand 37 begrenzt wird. Der

trichterförmiger Boden 3 vorgesehen, der unten ein Sammelraum 115 ist mit dem mit einem Regelventil

handgesteuertes Ventil 4 aufweist. H? versehenen Rohr 116 verbunden. Das Innere

Ein Einlaßrohr 5 mündet tangential etwa in der 3o des Sammelraumes 115 wird von dem trichterför-Mitte der Kammer 10 ein und stellt eine sich parallel migen Auslaß 118 begrenzt, der den Kanal 114 mit zur Längsachse des Separators 1 erstreckende Aus- einer Überführungskammer 119 verbindet, in die der gleichsleitung 6 dar. Die Kammer 10 befindet sich Trichter mit dem Wehr 118 a einmündet. Die Kamzwischen dem Boden 3 und dem trichterförmig aus- rner 119 wird teilweise von einer weitgehend halbgebildeten Boden 10 a. Diese Kammer, die die erste 35 kreisförmigen Wand 120 begrenzt, die auch die Trennstufe darstellt, ist am oberen Ende mit der Kammer 100 begrenzt, indem sie zwischen dem zum oberen Teil des Separators führenden Austritts- Sammelraum 115 und dem Deckel 18 des Separators leitung 10 & verbunden. Der Boden 10 a weist unten verläuft.

einen Rohrstutzen 10 c auf, der die Stufe 10 mit Die Wand 120 besitzt eine radiale Scheidewand

einem ringförmigen Kanal 10 d verbindet, der von 4o 121, die den zu den Austrittsleitungen 10 ft, 16 und

dem Boden 10 a und dem Boden 11 begrenzt wird, 27 gehörigen Ausflußkasten 42 teilweise von der

der an dem Mantel 2 befestigt ist und mit diesem Überführungskammer 119 trennt. Wie F i g. 3 zeigt,

zusammen eine zweite Kammer 15 bildet. Oben an ist der Ausflußkasten 42 vorteilhaft mit einem ver-

diese Kammer ist die Austrittsleitung 16 ange- schiebbaren Wehr 42 α ausgestattet, das in seiner

schlossen, welche in dem durch den Deckel 18 nach 45 senkrechten Stellung verstellt werden kann, um den

oben begrenzten oberen Teil des Mantels 2, jedoch Durchnußquerschnitt der Rohre 10 δ, 16 und 27 so-

unterhalb des Rohres 10 b, endet. wie die Höhe des Überlaufs je nach der Dichte der

Die Kammer 15 wird oben durch den trichter- voneinander zu trennenden Flüssigkeiten zu ändern, förmigen Boden 19 begrenzt, der unmittelbar über Der Querschnitt der Überführungskammer 119 wird der Einlaßöffnung des Rohres 16 an der Innenseite 5<> durch die Wand 120 und den Mantel 2 begrenzt, des Mantels 2 befestigt ist. Der Boden 19 ist unten Am anderen Ende besitzt die Wand 120 ebenfalls durch den Rohrstutzen 20 verlängert, der in die eine Scheidewand 122, die die Überführungskammer Kammer 15 hineinragt und diese mit dem ringför- H9 von dem ringförmigen Kanal 123 trennt, der migen Kanal 21 verbindet, der von dem Boden 19 seinerseits von der Wand 120 und einem Teil des und dem darüber befindlichen Boden 22 gebildet 55 Mantels 2 begrenzt wird. Die Scheidewand 122 reicht wird. Ebenso wie der Kanal 1Od wird auch der in den Ausflußkasten 124 hinein, der mit einer AbKanal 21 von dem Mantel 2 begrenzt und bildet die flußleitung 125 versehen ist, welches mit der Überdritte Kammer 26, an deren oberem Ende die Aus- führungskammer 119 in Verbindung steht,
trittsleitung 27 anschließt, welche im oberen Teil des Der Kanal 123, der von dem Ausflußkasten 42 Separators unmittelbar unterhalb des oberen Endes ^6o durch eine Wand 126 isoliert ist, ist mit dem Einlaßdes Rohres 16 endet. rohr 127 verbunden, welches auf den Deckel 18 auf-

Die Kammer 26 wird oben durch den trichter- gesetzt ist, der, wie aus F i g. 4 ersichtlich, auch die

förmigen Boden 30 begrenzt, der nach unten hin Entlüftungsdüse 128 trägt. In gleicher Höhe mit dem

durch den Rohrstutzen 31 verlängert ist, der in die Ausflußkasten 124 besitzt der Kanal 123 eine öff-

Kammer 26 hineinragt. Der Rohrstutzen 31 verbindet ⁶5 nung 130, die den Kanal mit der Ausgleichssäule 6

die Kammer 26 mit einem ringförmigen Kanal 32, verbindet. Wie Fig. 7 zeigt, besitzt der Kanal 123

der sich zwischen dem Boden 30 und dem nächst- weiterhin eine radiale Scheidewand 150, die zwischen

höheren trichterförmigen Boden 33 befindet. Der der Querwand 37, dem Mantel 2 und der Wand 120

7 8

liegt. Die Lage dieser Scheidewand, die erheblich von Sediment befreite Gemisch auf gleicher Höhe höher ist als das Wehr 118 a, wird so gewählt, daß mit dem Ausflußkasten 124 durch die Öffnung 130 die Wand den Ausflußkasten 124 teilweise von der und strömt durch die Ausgangsleitung 6 in das Zu-Arbeitszone des Kanals 123 trennt. In der letzteren führungsrohr 5. Von hier tritt das Gemisch in die befindet sich außerdem vor der Scheidewand 150 ein 5 Kammer 10 ein, in der ihm infolge der tangentialen Ventil 151, welches so an dem Mantel angebracht Zuführungsrichtung eine spiralförmige Bewegung erist, daß es sich am tiefsten Punkt des durch die teilt wird. Die sich abscheidenden Kohlenwasserstoffe Querwand 37 begrenzten Kanals 123 öffnet. sammeln sich im oberen Teil der Kammer an und Der Teil 122 a der Wand 122 besitzt in einer Höhe werden durch das Rohr 10 b ausgetragen. Dann strömt über der Wand 150 eine Öffnung, die eine Verbin- io das Gemisch durch den Rohrstutzen 10 c, den Kanal dung mit der Leitung 112fe herstellt, welche in der 10d und den Diffusor 131, dessen Bleche life ihm schrägen Überführungskammer 119 derart angeord- wiederum eine spiralförmige laminare Strömung ernet ist, daß sie über die Scheidewand 121 in den teilen, derzufolge es zu einer zweiten Trennung zwi-Ausflußkasten 42 einmündet. sehen Wasser und flüssigen Kohlenwasserstoffen Wie F i g. 3 zeigt, sind die trichterförmigen Böden 15 durch Schwerkraft in der Kammer 15 kommt. In 11, 22 und 33 an ihrem Umfang am Mantel 2 durch Anbetracht ihrer niedrigen Dichte sammeln sich die senkrechte Bleche 11 b bzw. 22 b befestigt, die vor- Kohlenwasserstoffe im oberen Teil der Kammer 15 zugsweise schräg gestellt sind. Diese Bleche bilden und steigen durch die Austrittsleitung 16 in den AusÖffnungen, die für jede Kammer einen Diffusor 131 flußkasten 42. Von hier gelangen die Kohlenwasser- bzw. 132 darstellen, durch den die betreffende Trenn- ao stoffe durch das Rohr 43 in einen Vorratsbehälter,
stufe mit dem ringförmigen Kanal in Verbindung Nach der Behandlung in der Kammer 15 gelangt steht, durch den das Gemisch aus der nächst unteren das Wasser nacheinander in die Kammern 26 und 36, Stufe zugeführt wird. Wie Fig. 6 zeigt, wird die wo es weitere gleichartige Behandlungen erfährt, um Neigung der Bleche 11 fe und 22 b so gewählt, daß die restlichen Kohlenwasserstoffe so vollständig wie dem aus der nächst tieferen Kammer zugeführten 25 möglich auszuscheiden. Abgesehen von ihrem Einfluß Gemisch eine spiralförmige, laminare Strömung er- auf die Abtrennung der Kohlenwasserstoffe durch teilt wird, um eine gute Zerteilung zu gewährleisten, die Schwerkraft dienen die Bleche 11 b, 22 b und 104 die zu einer Trennung von Wasser und flüssigen durch die durch erhöhte Oberflächenspannung beKohlenwasserstoffen durch Schwerkraft führt. wirkte Steigung (»kapillare Steigung«) einem Ober-Auf gleicher Höhe mit dem halbkreisförmigen 30 leiten des an den unteren Böden 11, 22 und 33 der Teil der Überführungskammer 119 ist ein Träger 45 jeweiligen Trennstufen niederschlagenden Kohlenvorgesehen, auf dem eine Handsteuervorrichtung 46 wasserstoffilms bis in die Nähe der Austrittsleitungen, angebracht ist. Diese Vorrichtung wirkt entgegen der von wo aus er mit den durch die Schwerkraft abge-Kraft einer Feder auf eine Anordnung von Stangen schiedenen Kohlenwasserstoffen ausgetragen wird,
bzw. Ketten 47, die gleichzeitig die drei Ventile 11 a, 35 Von der »kapillaren Steigung« des an den ver-22 a und 33 a betätigt, die die Böden an ihrem tief- schiedenen Wänden einer jeden Trennstufe anhaftensten Punkt nicht verschließen. Die Handsteuervor- den Kohlenwasserstoffilms wird besonders in der Endrichtung 46 ist durch die öffnung 48 im Deckel 18 stufe Gebrauch gemacht, um die restlichen Kohlenzugänglich, die normalerweise durch eine Klappe 49 Wasserstoffe, die noch in dem Wasser enthalten sind, verschlossen ist. 40 nachdem es drei aufeinanderfolgende Trennstufen Der Separator arbeitet folgendermaßen: Das zu durchlaufen hat, und besonders auch die Feststoffzerlegende Gemisch tritt durch Leitung 127 in den teilchen, die mit einem Film von Kohlenwasserstoffen ringförmigen Kanal 123 ein. Es ist vorteilhaft, die überzogen sind und dadurch in Suspension gehalten Einmündungsstelle des Rohres 127 in den Kanal 123 werden, vollständig zu entfernen. Hier wird nämlich mit einem Rost zu versehen, um die Entlüftung des 45 das Wasser gezwungen, zwischen den Platten 104 des Gemisches durch gute Zerteilung zu unterstützen. Der Diffusors 101 in die Kammer 36 einzuströmen, wo es Kanal 123 stellt eine Entlüftungsvorrichtung dar, dann durch die von den Wänden 105, 106 und 107 deren waagerechter Strömungsweg das Gemisch von gebildeten Umlenkorgane 111 hindurchgetrieben wird, Luft und Gasen befreit. Diese Gase entweichen durch die eine Filtervorrichtung darstellen. Die Platten 104 das Entlüftungsventil 128. Dieser Strömungsweg soll 5° und die ihnen nachgeschalteten Umlenkorgane 111 weiterhin eine Vortrennung des zu behandelnden Ge- haben die Aufgabe, das Gemisch in laminarer Strömisches herbeiführen, wobei ein Teil der hierbei ab- mung zu halten, um die Ablösung des Kohlenwassergeschiedenen Kohlenwasserstoffe nach dem Über- stoffilms und der an den Wänden aufgefangenen strömen der radialen Scheidewand 150 durch Leitung Teilchen zu verhindern und das Eintreten der »kapil-122 ö in den Ausflußkasten 42 ausgetragen wird, so- 55 laren Steigung« zu fördern. Die noch in Suspension bald die Kohlenwasserstoffe einerseits infolge ihrer befindlichen restlichen Kohlenwasserstoffe und Teilim Verhältnis zu Wasser niedrigeren Dichte und chen werden von den Ablenkplatten 108 abgefangen andererseits infolge ihres durch die Ausgleichsleitung 6 und steigen durch Oberflächenspannung zum Sammelverursachten Verbleibens in der oberen Zone des Be- raum 115 auf, aus dem sie durch das Rohr 116 aushälters genügend angereichert sind, um durch die 60 getragen werden. Das nunmehr in dem Mittelkanal Leitung 122 fe zu strömen. 114 befindliche, vollständig gereinigte Wasser strömt Der Kanal 123 hat weiterhin die Aufgabe, schweres durch den Trichter 118, fließt in die Überführungs-Sediment, welches von dem Gemisch mitgeführt wer- kammer 119 über und wird von der Abflußleitung 125 den kann, zurückzuhalten. Dieses Sediment wird aufgenommen. Auf diese Weise erhält man eine nahedurch die Scheidewand 150 aufgehalten, vor der es 65 zu vollständige Abtrennung und Reinigung des sich aufhäuft. Der Austrag dieses Sedimentes erfolgt Wassers.

von Zeit zu Zeit durch öffnen des Ventils 151. Der Separator ist so gebaut, daß der Überlauf 118 a

Nach der Vortrennung gelangt das entlüftete und eine Normalhöhe darstellt, oberhalb deren öffnungen

der verschiedenen Abzugsrohre liegen. Das dadurch bestimmte Gewicht der Flüssigkeitssäule wirkt auf die zur Speisung der AusflußöSnungen bestimmten sekundären Säulen so, daß ein dauernder automatischer Betrieb erzielt wird, bei dem die Kohlenwasserstoffe in dem gleichen Ausmaß ausgetragen werden, wie sie sich abscheiden. Dieses bietet einen weiteren erheblichen Vorteil, weil die abgeschiedenen Kohlenwasserstoffe niemals auch nur vorübergehend aufgespeichert werden, wodurch keine Gefahr besteht, daß sie Gele bilden, die die Rohre des Separators auch nur teilweise verstopfen und so dessen Betrieb stören könnten. Es ist daher mit Hilfe der Erfindung möglich, eine Trennung mit geringer Arbeitsleistung durchzuführen. Weiter ist zu beachten, daß der Separator keine beweglichen Teile enthält, die einer besonderen Pflege oder womöglich einer Kraftzufuhr zu ihrer Steuerung bedürften. Der Separator ist vorteilhaft aus auswechselbaren Einzelteilen zusammengebaut, so daß Instandhaltungs- und Reparaturarbeiten leicht durchgeführt werden können. Eine Reinigung ist jedoch normalerweise unmittelbar ohne Auseinandernehmen der Vorrichtung über die Ventile 11a, 22 a 33 α und 4 möglich.

Eine weitere Ausführungsform der ernndungsgemäßen Vorrichtung ist in F i g. 8 bis 11 dargestellt.

F i g. 8 ist ein schematischer Aufriß des Separators im Schnitt;

F i g. 9 ist ein Querschnitt nach der Linie U-II der Fig. 8;

F i g. 10 ist ein Schnitt durch eine Einzelheit des Separators in vergrößertem Maßstabe;

Fig. 11 zeigt in perspektivischer Darstellung einen Schnitt durch eine besondere Anordnung der Erfindung.

Die Trennvorrichtung besteht aus einem zylinderförmigen Behälter 1, der von dem Mantel 2 begrenzt wird. An dem unteren Teil des Mantels befindet sich der trichterförmige Boden 3, in dessen untere Grundfläche das Rohr 3 α einmündet, welches außerhalb des Mantels 2 mit dem Ventil 4 versehen ist. In den Boden 3 mündet tangential das Zufuhrrohr 5 ein, welches eine Verlängerung der parallel zur Achse des Separators verlaufenden Ausgleichsleitung 6 ist. Das Rohr 5 endet im mittleren Bereich der Kammer 10, die sich zwischen dem Boden 3 und dem trichterförmigen Boden 10 a befindet. In diese Kammer, die die erste Trennstufe darstellt, schließt an ihrem oberen Ende die Austrittsleitung 10 b an, welche bis zum oberen Teil des Separators läuft. Der Boden 10 a weist in der Mitte einen nach unten ragenden Rohrstutzen 10c auf, der die Kammer 10 mit dem ringförmigen Kanal 10J verbindet, der sich zwischen der Scheidewand 10 a und dem darüber befindlichen Boden 11 befindet. Der letztere bildet die zweite Trennkammer 15. Die Kammer 15 wird oben durch den trichterförmigen Boden 19 begrenzt; an dessen äußerem Ende ist diese Trennkammer mit der Austrittsleitung 16 verbunden, welche sich bis in den oberen Teil des Separators erstreckt. Der Boden 19 besitzt in der Mitte den nach unten gerichteten Rohrstutzen 20, der in die Trennkammer 15 einmündet. Zwischen dem Boden 19 und dem nächsthöheren, ebenfalls kegelstumpfförmig ausgebildeten Boden 22 befindet sich der ringförmige Kanal 21. Der Bogen 22 begrenzt die dritte Trennkammer 26 unten. Diese Kammer wird oben durch die Querwand 37 begrenzt, in der sich der Trichter 118 befindet, der nach unten bis etwa in die Mitte der Stufe 26 ragt. Die obere Öffnung des Trichters 118 ist in Höhe der Querwand 37 von dem Wehr 118 α umgeben, das in die Mitte der Uberführungskammer 119 einmündet, welche halbkreisförmig auf der Querwand 37 aufsitzt.

Wie F i g. 9 zeigt, steht die Wand 120 mit einer radialen Scheidewand 121 in Verbindung, die die Kammer 119 von dem Ausflußkasten 42 trennt, in den die Rohre 10 b und 16 einmünden. Das Rohr

ίο 116 führt zu dem Sammelraum 115, der am oberen Ende der Kammer 26 von der Querwand 37 begrenzt wird. An ihrem anderen Ende besitzt die Wand 120 eine radiale Scheidewand 122, die die Kammer 119 von einem ringförmigen Kanalabschnitt 123 trennt, der seinerseits von der Wand 120 und dem Mantel 2 begrenzt wird. Dieser Kanal 123, der von dem Ausflußkasten 42 durch die radiale Scheidewand 126 getrennt ist, ist mit der Zuführungsleitung 127 verbunden, die in der Höhe des oberen Deckels 18 einmündet, der seinerseits die Entlüftungsdüse 128 trägt. Jenseits der radialen Scheidewand 150, die schweres Sediment zurückhält, ist der Kanal 123 mit der Ausgleichsleitung 6 verbunden, die die untere Kammer 10 speist. Die radiale Scheidewand 122 besitzt oberhalb der Höhe der Scheidewand 150 eine Öffnung, die eine Verbindung mit dem Rohr 122 b herstellt, welches mit einem bestimmten Gefälle in der Überführungskammer 119 verläuft und in den Ausflußkasten 42 über die Scheidewand 121 einmündet. Der Träger 45 ist an der Wand 120 befestigt und trägt die Handsteuervorrichtung 46, die gegen eine Feder auf eine Anordnung von Stangen 47 einwirkt, die gleichzeitig die Ventile lla und 21a betätigen, die die Böden 11 bzw. 22 nach unten abschließen.

Die Böden 11 und 22 besitzen am oberen Rand einen nach innen gerichteten ringförmigen Flansch 12 bzw. 23, der jeweils zusammen mit einem ringförmigen Umlenkorgan 13 bzw. 24 einen umlaufenden Diffusor 14 bzw. 25 bildet. Die Diffusoren 14 und 25 stellen eine Verbindung zwischen den ringförmigen Kanälen 10 d und 21 und den Kammern 15 bzw. 26 her.

In den ringförmigen Kanälen 10 el und 21 befinden sich senkrechte Flügel 200. Die Flügel 200 sind so geformt, daß sie den ganzen senkrechten Raum zwischen den unteren und oberen Böden einnehmen, um die Bildung starker Strudel, die die Trennung des flüssigen Gemisches durch Schwerkraft verhindern würden, nach Möglichkeit zu vermeiden. Um eine laminare Strömung aufrechtzuerhalten, kann man die Anzahl der Flügel 200 in jeder ringförmigen Kammer nach der maximalen linearen Geschwindigkeit berechnen, die für das jeweilige Gemisch zulässig ist.

Wie F i g. 10 zeigt, sind die Flügel 200 den Diffusoren 14 bzw. 25 angepaßt und an ihrem oberen Ende durch ein Leitblech 202, welches bis dicht an den Boden 19 bzw. die Querwand 37 heranreicht, verlängert.

Beim Betrieb dieser Vorrichtung wird das aus dem Kanal 123 ausströmende, zu zerlegende Gemisch durch die Leitung 6 der ersten Trennkammer 10 zugeführt, wo die erste Trennung durch Schwerkraft durchgeführt wird. Das teilweise gereinigte Gemisch strömt durch den Rohrstutzen 10c aufwärts in den Kanal 10 ti und weiter in die zweite Trennkammer 15. Bei seinem Durchgang durch den Kanal 10 c/ wird das Gemisch durch die radialen Flügel 200 in Iami-

nare Schichten geteilt. Diese Schichten werden infolge der großen Anzahl von Flügeln auf allen Seiten einem erheblichen Oberflächenkontakt ausgesetzt, und infolgedessen scheidet das Gemisch die suspendierten Kohlenwasserstoffe aus. Die in Suspension befindliehen Teilchen scheiden sich infolge freier Oberflächenenergie auf den Flügeln 200 ab und sammeln sich dann infolge des zusammenhängenden Films, des Dichteunterschiedes und der Mitnahme durch das strömende Gemisch an den Leitblechen 202. Die letzteren ragen derart in die nächsthöhere Trennstufe hinein, daß der in Trennung befindliche Gemischstrom in dieser Stufe die gesammelten Teilchen loslöst. Die Kohlenwasserstoffe werden somit durch den Kapillareffekt und den Dichteunterschied in das Ausflußrohr 16 und von dort in den Ausflußkasten 42 ausgetragen. Das aus der Trennstufe 15 kommende Gemisch strömt durch den Rohrstutzen 20 und den zweiten ringförmigen Kanal 21, wo durch die Wirkung der Flügel 200 eine weitere Abtrennung der restlichen Kohlenwasserstoffe stattfindet, die dann durch Kapillarwirkung zur Austrittssammelleitung 115 gefördert werden. Die Flügel 200 ermöglichen also eine Erhöhung der Trennwirkung in jeder Stufe, indem sie die Wirkungen der Oberflächenspannung und der Kapillarität zur Geltung bringen.

Die oben beschriebene besondere Anordnung ermöglicht eine vereinfachte Bauart des Separators. Durch die Flügel 200 wird es möglich, jede Stufe als unabhängige Einheit zu bauen. Diese Einheiten werden in einen zylinderförmigen Mantel eingesetzt, in dem sie dauerhaft befestigt werden. Wie F i g. 8 zeigt, kann es im Falle eines Separators mit drei Trennstufen und daher zwei übereinander angeordneten unabhängigen Einheiten von Vorteil sein, die untere Einheit anzuschweißen, wenn sie auf der Höhe der Trennkammer 10 durch ein Mannloch 204 zugänglich ist. Der Mantel 2 kann auf seiner Innenseite mit einem umlaufenden Anschlag 205 versehen sein, auf dem das obere Aggregat ruht. Die Befestigung dieses Aggregates kann erfolgen, wie es in F i g. 10 dargestellt ist. Hier ist der Boden 19 durch eine zylindrische Wand 206 nach oben verlängert, die nahezu den gleichen Durchmesser hat wie der Mantel 2 und an der das ringförmige Umlenkorgan 24 angebracht ist. Diese Wand 206 ist oben mit dem verstärkenden Winkeleisen 207 versehen, an dessen waagerechtem Schenkel sich der Flansch 208 befindet, der mit dem Gewindebolzen 209 versehen ist, der durch den Ringflansch 210 der Querwand 37 hindurchreicht. Die Befestigung des Flansches 210 an dem Flansch 208 mittels der Muttern 211 ermöglicht es, die Querwand 37, das die Flügel 200 enthaltende unabhängige Aggregat und den Mantel 2 aneinander zu befestigen und dabei eine vollständige Abdichtung zu gewährleisten.

Durch die einfache Konstruktion wird ein leichter Zusammenbau und somit auch ein einfaches Reinigen der einzelnen Stufen ermöglicht.

Claims (8)

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zum Trennen von Flüssigkeiten verschiedener Dichten, bestehend aus einem senkrecht stehenden, mehrere Trennstufen aufweisenden, zylinderförmigen Behälter mit einem Einlaßrohr für das zu trennende Gemisch, Austrittsrohren für die abgetrennten Komponenten sowie einer verschließbaren Bodenöffnung zum Entfernen ausgeschiedener Feststoffe, dadurch gekennzeichnet, daß das Einlaßrohr (5) in der Nähe des Behälterbodens, die beiden Austrittsrohre (43, 44) über der obersten Trennstufe angeordnet sind, weiterhin gekennzeichnet durch mehrere, paarweise senkrecht übereinander angeordnete, trichterförmige Böden (10 a, 11; 19, 22; 30, 33), wobei die sich innerhalb der Bodenpaare befindenden Zwischenräume als Kanäle (10 d, 21, 32) ausgebildet sind, die an der Mantelfläche (2) in nach innen gerichteten Diffusoren (14, 25, 36) auslaufen, während die Kammern (15, 26, 36) zwischen den jeweiligen Bodenpaaren über an den unteren Böden (10 a, 19, 30) vorgesehene Rohrstutzen (10c, 20, 31), die jeweils bis unter das Niveau des entsprechenden Diffusors reichen, mit den Kanälen (10 d, 21, 32) verbunden sind und an ihrem oberen Rand Austrittsleitungen (10 b, 16, 27) besitzen, die nach oben geführt werden und zur Herstellung eines hydrostatischen Gleichgewichts entsprechend der Höhe der Kammern in verschiedener Höhe enden, wobei der trichterförmige Auslaß (38, 118) mit Wehr (39, 118 α) für die Flüssigkeit mit der größeren Dichte am oberen Teil eine abdichtende Querwand (37) aufweist, die eine Verbindung zum Außenmantel (2) und zur Abflußleitunig (44,125) herstellt.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sich am unteren Ende der oberen Böden (11, 22, 33) eines jeden Bodenpaares ein Ventil (Ua, 22 a, 33 a) befindet.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kanäle (21, 32) am Umfang eines jeden oberen Bodens in quer zu dem Außenmantel verlaufende Umlenkungsorgane (12, 13; 23, 24; 33 b, 34) einmünden, welche die Diffusoren bilden.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß ein Sammelkanal (122 b) im oberen Teil der Vorrichtung vorgesehen ist, dessen Einlaß aus einem Wehr (122 α) besteht, welches in der Nähe des oberen Endes einer mit dem Flüssigkeitseinlaß (5) verbundenen Leitung (6) angeordnet ist, wobei der Kanal (122 b) über ein Wehr (121) mit einem Ausflußkasten (42) verbunden ist, an den das Austrittsrohr (43) für die leichtere Flüssigkeit angeschlossen ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Kanäle (10 d, 21, 32) sich ununterbrochen um den Umfang der oberen Böden (11, 22, 33) erstrecken und in Diffusoren (131, 132, 101) einmünden, die von nach innen gerichteten und an dem Umfang der oberen Böden befestigten senkrechten Blechen (11 b, 22 b, 104) gebildet werden.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Bleche (11 b, 22 b, 104) mit dem Radius des Behälterquerschnitts einen Winkel bilden.

7. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem obersten Diffusor (101) und dem oberen Auslaß (118) koaxiale zylindrische Wände (105, 106, 107) angeordnet sind, die eine Reihe von Ablenkplatten (108) aufweisen.

8. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß in den Kanälen (10 d, 21)

zwischen den oberen und unteren Böden eines jeden Bodenpaares nach der Mittelachse zu gerichtete Flügel (200, 201) angeordnet sind, die sich nach oben und nach innen in die Räume (15, 26) unterhalb des unteren Bodens eines jeden Bodenpaares bis zu einer Stelle nahe der Unterseite eines unteren Bodens (19) erstrecken.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen