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"Verfahren und Vorrichtung zum Trennen von Flüssigkeiten" Die Erfindung
bezieht sich auf die Verbesserung der Trennung von im wesentlichen nichtmischbaren
Flüssigkeiten, beispielsweise der Trennung des Wassers von Kohlenwasserstoffen.
rfindungsgemäß ist eine Art von Schwimmerventil, beispielsweise ein Kugelventil,
vorgesehen, dessen Wichte zwischen den Wichten der zu trennenden nichtmischbaren
Flüssigkeiten
liegt, so daß es auf der schwereren der beiden Flüssigkeiten schwimmt, in de leichteren
jedoch sinkt.
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So wird, sich das Ventil beispielsweise in einem System aus flüssigem
Kohlenwasserstoff und Wasser an der Grenzfläche zwischen den beiden Flüssigkeiten
einpendeln. Wenn dieses Ventil nun zur Steuerung einer unten angeordneten Ablauföffnung
benutzt wird, so fließt zunächst das Wasser ab. Nachdem das Wasser ausgeflossen
ist, sinkt das Ventil nach unten und rastet in seiner Sitzfläche ein, wodurch das
Ventil geschlossen und der flüssige Kohlenwasserstoff verhindert wird, dem Wasser
zu folgen, Die Erfindung findet eine nützliche Anwendung beispielsweise bei der
Entfernung des Wassers aus Behältern mit flüssigen Kohlenwasserstoffen, in denen
sich eine bestimmte Menge Wasser befindet, das sich nach und nach am Boden des Behälters
absetzt. Solche Behälter sind gewöhnlich mit einem in der Nähe des Behälterbodens
angeordneten Abflußrohr ausgestattet, durch das das Wasser in einen Kanal abgeleitet
wird. In der typischen Anordnung ist das Abflußrohr mit einem von Hand betätigten
Verschlußventil oder Hahn versehen, und es führt in eine Kammer, die imDeckel ein
Belüftungsventil und am Boden ein Ablaßventilbesitzt.
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Das Schwimmerventil gemäß dieser Erfindung ist zweckmäßigerweise in
der erwähnten Kammer angeordnet und mit einer Kette am Deckel der Kammer befestigt,
wobei die Länge der
Kette der erforderlichen vertikalen Bewegung
des Schwimmerventils angemessen ist. Das Schwimmerventil kann auch mit einem Führungsschaft
versehen werden und vorzugsweise mit einem Seiherkorb umgeben sein. Das Schwimmerventil
ist vorzugsweise eine hohle Kugel aus nichtrostendem Stahl, die so tariert ist,
daß sie in der Flüssigkeit mit der niedrigeren Wichte sinkt, auf-der Flüssigkeit
mit der höheren Wichte jedoch schwimmt. Obwohl-man in der Entwässerungsvorrichtung
auf die herkömmlichen Verschlußventile verzichten kann, ist es doch aus Sicherheitsgründen
vorteilhaft, diese beizubehalten. Beim Entwässern eines Behälters, der Kohlenwasserstoff
und Wasser enthält, werden die Ventile geöffnet und das Wasser fließt vom Boden
des Behälters über das Abflußrohr in die Abflußkammer. Der Schwimmer schwimmt auf
dem Wasser, so daß dieses durch das Ablaßventil im Boden der Kammer ausfließt. Nachdem
das Wasser ausgeflossen ist, sinkt das Ventil in dem nachfließenden flüssigen Kohlenwasserstoff,
um auf den Verschluß im Boden der Abflußkammer aufzusitzen und dadurch das Abfließen
des Kohlenwasserstoffs zu verhindern. Nachdem das Ausfließen des Wassers aus der
Abflußkammer aufgehört hat, können die von Hand betätigten Verschlußventile wieder
geschlossen werden.
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Die beiliegendt Zeichnungen zeigen in schematischer Form die Vorrichtung
gemä# der Erfindung, angewandt auf die Wasserentfernung aus einem Ölbehälter.
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In den Zeichnungen zeigt: Fig. 1 eine Ausführungsform der Erfindung,
Fig. 2 eine alternative Form dieser Ausführung, Fig. 3 eine Modifizierung der Erfindung0
Fig. 1 zeigt einen Ölbehälter 1, der Öl 2 und eine darunter befindliche Wasserschicht
3 enthält. Ein Abflußrohr 4 führt zu der Abflußkammer 5, wobei ein Ablaufventil
6 im Rohr 4 zwischen dem Behälter 1 und der Abflußkammer 5 angeordnet ist. Die Abflußkammer
ist mit einem Entlüftungsrohr 13, einem Entlüftungsventil 7 und einem Ablaufventil
8 ausgestattet. Ein tarierter Schwimmer 9 ist mit einer Kette 10 an der Decke der
Abflußkammer 5 in 11 befestigt.
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Der Schwimmer ist so ausgebildet, daß er auf der Sitzfläche 12 aufsitzen
kann.
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Die Ventilsitzfläche ist vorzugsweise becherförmig ausgebildet, um
besseres Ausfließen aus der Kammer 5 und einen besseren Sitz des Schwimmers 9 zu
gewährleisten. Der Schwimmer 9 ist so tariert, daß er auf dem Wasser schwimmt, im
Öl jedoch sinkt. Die in Fig. 2 gezeigte Vorrichtung ist im allgemeinen die gleiche
wie die in Fig. 7; Bei der in Fig. 2 gezeigten Ausführungsform der Erfindung ist
der Schwimmer 9 jedoch mit einem Führungsschaft 19 versehen und mit einem Seiherkorb
14 umgeben, durch den der FUhrungsschaft
hindurchführt. Außerdem
ist der becherförmige Ventilsitz 15 mit einem O-Dichtungsring 16 versehen. Die Kammer
5 kann auch mit einem Deckel 17 ausgestattet sein, der durch eine leicht zu entfernende
Klammer festgehalten wird. Um eine Vorentleerung zu ermöglichen, kann ein Ablaßventil
20 vorgesehen werden. In diesem Fall ist ein rennventil 21 erforderlich. Vor dem
Beginn der Entwässerung sind die Ventile 6, 7 und 8 geschlossen. Soll das Wasser
3 aus dem Behälter 1 entfernt werden, so wird zunächst das Ventil 6 und darauf das
Belüftungsventil 7 geöffnet. Infolgedessen steigt der Schwimmer 9 in der Kammer
5; (wäre das Belüftungsventil 7 nicht vorhanden, so würde der im System bestehende
hydrostatische Druck die Ventilkugel 9 in ihrem Sitz festhalten, auch wenn das Ablaufventil
8 offen ist; es ist manchmal auch notwendig, das Einlaßventil 6 kurzfristig zu schließen,
um den hydrostatischen Druck abzubauen und dadurch der Ventilkugel zu ermöglichen,
von dem Sitz des Ablaßventils aufzuschwimmen.) Nachdem die Ventilkugel 9 aufgestiegen
ist, wird das Ablaufventil 8 geöffnet und das Belüftungsventil 7 geschlossen. Das
Wasser fließt nun aus dem Behälter 1 durch das geöffnete Ablaufventil 8 aus. Wenn
das Wasser ausgeflossen ist, folgt ihm das Öl aus dem Behälter 1. Die Ventilkuegel
9 sinkt mit der sinkenden Öl-Wasser-Grenzfläche auf ihren Sitz 12 und versperrt
den Abfluß der FlÜssigkeit aus der AbYlußkammer 5. Danach werden die Ventile 8 und
6 geschlossen.
Bei der in Fig. 3 gezeigten Ausführungsform der Erfindung
kommuniziert das Belüftungsventil 7 über das Rohr 22 mit einem Kanal 23, der zu
einer kleinen, zwischen dem.
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Ventilsitz 15 und dem Ablaufventil 8 befindlichen Kammer 24 führt.
Diese Ausführungsform gewährleistet einen Druckausgleich über und unter der Ventilkugel,
wodurch die Ventilkugel zu Beginn des Entleerungsvorganges selbsttätig von ihrem
Sitz gehoben wird, um auf der Grenzfläche zwischen den betreffenden nichtmischbaren
Flüssigkeiten in der Kammer 5 zu schwimmen. Um den Entleerungsvorgang bei in ihrem
Sitz aufliegender Ventilkugel einzuleiten, werden das Einlaßventil und das Behälterventil
geöffnet. Dann wird das Ablaufventil und anschließend das Belüftungsventil geöffnet.
Sobald Wasser erscheint, wird das Ablaufventil geschlossen. Dadurch wird der Druck
über und unter der Ventilkuegel ausgeglichen und diese schwimmt nun zu der Öl-Wasser-Grenzfläche
auf. Nun wird das Belüftungsventil geschlossen und das Ablaufventil geöffnet, worauf
das Wasser solange ausfließt, bis die auf der Flüssigkeits-Grenzfläche schwimmende
Ventilkugel wieder in ihren Sitz absinkt.
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Es wird vermerkt, daß die bisherigen Ausführungen nur als ein Beispiel
dargebracht sind und daß das Ventilsystem in entsprechender Weise modifiziert werden
kann. Es kann z. B. ein Ventil zur verhältnismäßig schnellen Entleerung
unmittelbar
aus dem Rohr 4 angeordnet werden, wie in Figo 2 gezeigt. Dieses Ventil bleibt während
der Entleerung solange offen, bis ein großer Teil des Wassers ausgeflossen ist.
Dann wird es geschlossen, um die Wasserentfernung zu Ende zu führen. Diese Verfahrensweise
beschleunigt die Entleerung des Wassers.
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Patent ansprüche :