DE2027075A1 - Anordnung zum Trennen von Flüssigkeiten - Google Patents

Description

PATENTANWALT! Dlft.-lNO. P-^IJRfMANH,; *,

Din,-lN c H.^TiirbKMAJyN,^;Ih»L,-PHTi. Dm. K. Finch ». F. A.WiiciMAN*, Dipl.-Chim. B.Huii»

IEM I MONCHlN Ii, DEN ZOZ/07"

FOSTFACH MO MO MOHLSTR ASSE 22, RUFNUMMER 4*3921/22

AMP Incorporated New Xork I00I6 USA

Anordnung zum Trennen τοη Flüssigkeiten

Die Erfindung betrifft eine Ano»dnH»f *$* Jrennen finer Misohm»f oder einer Suspension oder el«er Β·*1·4·* von zwei eier aehy unvollstatndig ttisehbaren 71U3slgk«i|t# f ersohiedener Viskositäten und/oder spesifisoher Qewiohte Uni/oder AalSaignaeigenschaften. Mit der erfindungegeaäßen Aaerdnung aoll «lae Komponente in relativ feiner For« το* dta anderen getrennt werde»·

Derartige «olohe Mlsehungen körnt» ίΜψ^βηέ·τβ in der Schiffahrt und bei verschiedenen induetrielle» Verfahren Meist handelt es «iah dabei ti» geriftri Alteilt το» Ol in Derartig« Ul-Waa«««#M&unge» Mf»*«* J^ UtUlUn 9 den ode» »ook »Kmfiftp· «an», Wtft» *t< IfH)It 7τ·«Μ|4|^4| )«i bestimmten Verfahre» »4-oat aur TerfUgun^ itMe*« Die4« werden normalerweise· ale wertlose Abfallprodukte ejltiellft, wodurch unser Wasser und unsere hntt Terjf·*⁶* wird. I» praktisch

BAD ORIGINAL 009B«(V/1500

alle» füll«· vUrde ee au· Gründen de» Hygiene, der Ästhetik und der Wiitachaltliohkeit xweekaMflis »«in, d*& Ol aus dor Miachuag kerauszutrennea «ad aur das relativ reine Wasser «it seine« geriagc» Verscfcavtsttnesgrad absulaesen. Bau öl kann danach wieder verwendet werden» Den »eisten Ärger bei solchen Miaokuftgen lejreitet *ur Zeit aohwere· Brennb'X in Wasser. Aus dieses Grund· aolle» gerade derartig« Mischungen blei naher betrachtet werden,

I· iat bekannt, da« !»eimetofftaaka auf Schiffen, wenn sie entleert sind, u»ref«Ugliek sit Was··? gefüllt werde»! damit da· Schiff genüge»« belaste! ist. ««2.bstYer«tM*41ioh sind die Brennstofftank·! #lilf isser veHeM»ä|g- leer πήέ da· Wasser sowie daa restliekf leinöl in des SJM&s bilde» Aamt eine Hlaohung oder ei»· seulsio», Vor der 4i leder auf AaÄae von Heisai suß das Wasser eelbstverstüadlich wieder a«s des Tanks entleert werden. Zu« gegenwärtig·» Zeitpunkt puapi San die Mischung au« Wa««er und HeifJ|, «infaok über B»yd₈ leTer »tun in den aächate» Haie» einläuft. Auf die·· Weise wird die See syeteaatisek rerseufkt. Si» i£er»atieaale« AbkooeeiS soirfibfc vor, da4 d»· Entleeren »uy an fjtlle» der £e# 4t>tt$l$m<ä**t_t welche weit genug tos ia»d eatfet»! β4Α4_β βφΑβΛ eine erseihafte ¥erae|M»^Sttng te* JN*t# Yer«4*dem fird« pit der w»ehn©naen Zahl

faat#»4e)| Aehiff« «a^eisen sick die«« Beechränale «fftkt »Ufreioheaä« ÄHÜeraeii pluü ά&* Bestim-

Ausge» deeMUI nur eeÄ#e* eineuhnlletti weil ei* aiohfc belasto-

™ _ r? . ; ΤΓ ■

tie Schiff schwierig zu κ bau er» lsi MkA infolge a ei »er dann hoch aus dt;ai Uatiaer ragenden

. ■' - BAD ORIGINAL

8027076

von ,.ind und Wellen ausgesetzt ist· Wenn eich dae Schiff bei öchvc-i t-m Seegang dem Fahrteneingang nähert ι kann das eu einem ernsten Navigationaproblem führen.

In jüngster Zeit sind in England und auch in Kalifornien eine Reihe von Sohiffeunfällen aufgetreten« wobei Schiffe bu~ tmtatnanstießen oder auf Qrvnd liefen und wobei dann öl auslief. Die Schaden an der KUefce hätten auf ein Mininuti beschränkt werden können, wenn aan den verseuchten Bereich ait vtn Schaueetoffechwianern getragene», gewichtebelestetea Vorhängen eingegrenzt und in dta eingegrenzten Bertich ti» Schiff »tationiert hütte, das geffgjl der Srfiadung auegerUetet war» Dae Schiff hätte an einea feumkfc Ifcaerhftlt) fies eiagtgrefcstttn Btreichetä stationiert werde» Miesen* der ia Hinblick auf die Strömung, den Uind und de» Wellengang KU bestiaaea Wiir (der I

oaxiealen Olkonsentratioa)· ·>»· Schiff hätte dann die Vässer-Ölmiechung durch eein# Treaneinrichtumg jpWifen Hut das Öi in Tanks zurückhalten künnen. Des k-elativ reitfct tfasser Süttlt dan* I

über Bord in die gee sjirUekgepiie.pt w#riea Iföaae»»

.■"'"■ * ^; ■·■''- t't

In all dtn oben erwäafttea HIlW HHr# aebe» Üfttr M»4Hlftlttag M'

der betroffenen Küste m»eh pec» tie t*rve»i|fkg ttl «Ιΐί^ς©» ~^: ' hl· wonnenen ülea ,in Bkeaoftistktr tfeisenit|UiB t*Wt«ea* _k

Anfängliehe UntersuehtUigen fglgUther Mittel Ibub ge(<arler«a 4ee restlichen Hei*b*]Les a*> Wae»*r haben folgeades «rgebimt

ObIMOMHO

Sowohl Waeser allein als auch eine gut dispergierte Emulsion von 7 % Ül in Wasser fließen durch ein 25 Mikron-Testeieb unter einem Kopfdruck Null. Es ist- nur ein Druck von 8-_f89 cm Wassersäule (o,00882 kg/cm ) erforderlich, um das öl allein duroh das gleiche Testsieb zu drücken.Die ZaIlen zeigen, daß die bisher bekannten Sieb- oder Filtervorrichtungen unter diesem Aspekt unpraktisch und unökonomisch erscheinen. Eine Anordnung, die die vorliegende Aufgabe bewältigen soll, muß einen Flüssigkeitsdurchsatz von k^o - ^5όο 1 pro Minute haben. Ein solcher Durchsatz würde jedoch außerordantlich große Durchtrittsbereiche in einem Filter erfordern, wenn der Druck nur auf 0,00882 kg/cm begrenzt ist. 25 Mikron sind auch etwa die untere Grenze für ein in der Praxis verwendbares selbetreinigendes Filter; der Qelbstreinigungseffekt ist jedoch für einen kontinuierlichen Betrieb der Anordnung unbedingt erforderlieh.

QemMß Definition dient ein Filter dazu, um diskrete Partikel aus einem Flüssigkeitsstrom eurUokzuhalten. Nach dieser Definition ist Gegenstand der Erfindung nicht ein Filter, sondern eine Anordnung zum Trennen BWeier Flüssigkeiten eine solch· Anordnung soll ale Separator boaeichnet werden.

Eine Prüfung der physikalischen Eigenschaften von auei Flüssigkeiten unter den notwendigen Testbedingungen hat folgendes ergeben:

- · BAD ORIGINAL

009350/1530

Hestliches Heizöl Wasser.

Viskosität 21,11°C '3.6*710 SSU 31-5 SoU

Oberflächenspannung 35·5 dyn/cm 73·°5 dyn/cm

Spezifisches Gewicht 0.969 I.00

Es wurde noch eine weitere Eigenschaft festgestellt - die hohe Adhäsivkraft des restlichen Heizöles in bezug auf Metalle und sich selbst. Diese Eigenschaft ist bekannt; bisher hat man sie insbesondere bei sogenannten "ölabstreifern" verwendet. i)s handelt sich hierbei im wesentlichen um rotierende Metalltrommeln! welche in eilen mit öl bedeckten Wasserspeicherkessel eingetaucht werden. Das öl haftet dann an der Trommel und wird oberhalb des Wasserpegels mit einem Schabeblatt abgestreift und einem Öltank zur weiteren Verwendung zugeführt. Auf diese Weise k;nn ein großer Teil des Öles von der Wasseroberfläche entfernt und Platz für weiteres Wasser geschaffen werden. Nach einer kurzen Beruhigungszeit kann dann relativ reines Wasser aus dem Speicherbehälter von eier Stelle entnommen werden, die unterhalb der Wasseroberfläche liegt. Solch ein System genügt nicht den Anforderungen einer unverzüglichen und kontinuierlichen Trennung, aber es ermöglicht eine zweckmäßige Modifikation«, Diese Modifikation wurde in einer kommerziell eingesetzten Anlage mit der Bezeichnung "Cuno Auto-Klean Strainer" verwendetj welche aus speichenräderartigen Scheiben zusammengesetzt war. Zwischen den speichenräderartigen Scheiben waren mit Speichen versehene Abstandshalter angeordnet, welche für

" ^: BAD

009850/1680

einen Abstand zwischen den speichenräderartigen Scheiben von weniger als 8ö Mikron sorgten. Ferner waren Reinigungnblütter' vorgesehenι welche in die Zwischenräume eingesetzt waren. Bei einer Hotation des dcheiberiotc-pels und der Abstandshalter relativ zu den fest angeordneten Heinigungsblättern erfolgt-j eine Reinigung der Schlitze. Wenn eine Emulsion von Öl in ,/-nser durch die relativ tiefen Schlitze (o,2 cm) floß_t so tendierte das ül dazU| sich an die Seitenwände der Schlitze zu setzen und die Schlitze zu verschmälern. Weiterhin wurde beobachtet, daß sich ültropfen in dem schmalen üpalt agglomerierten und ihrerseits durch die Adhäsionskraft zu einer Zusammenb.illung mit der bereits an den Seitenwänden vorhandenen Ülachicht tendierten. Die durch die Scheiben hindurchströmende Flüssigkeit konnte dadurch im wesentlichen gereinigt werden. Da« Ol tendierte dabei dazu, die üchlitze zwischen den Scheiben zu verstopfen, jedoch wurden die Schlitze stets wieder durch die Heinigungsblätter gereinigt. Das Verfahren war also ähnlich wie dasjenige, bei dem die Drehtrommeln benutzt-wurden, um an der Trommeloberfläche das ül aufzunehmen. Der Unterschied bestand darin, daß die uchlitze zusätzlichen Platz zur Ülauf-

" nähme schafften. Im Zentrum der Schlitze floß dann relativ reines Wasser. Man hat diese Vorrichtung bei verschiedenen ßtrömungiibedingungen und unterschiedlichen Drucken getestet und festgestellt, daß eine absolute Trennung der zwei Flüssigkeiten nicht erfolgt.

BAD OPJGiNAL

009850/1580

-■■ 7 -

iAn<j j.nalj. r der Vorgänge, eine Prüfung der Vorrichtung und «ine Lberi-rüfune der Theorie führten zunächst zu keinem E)-kebniii. Ά .here Untersuchuchungen den Gerätes selbst haben jedoch iann gezeigt, daß tsich an der Auß ent'ei te der liadscheiben etwas Ül riiit,c.;ammelt hatte, daß der untersuchte Schlitz selbst ilt. {.-»über war. Das ließ den Schluli zu, dab bei einer gleich-■ fi^;r»r;j£en Geschwindigkeit dee WaBsero durch den Schfttz mit eim .· (_:. Ü-...U. i_-n Durchsatzrate eine Heinigung des .Jchlitzeü erfolgte· Kau hat dann versucht, die Geschwindigkeit durch den Schlitz zu ve. ingo ii, um da α Herauewaschen der ülteile, die eich bereite'nngersc I zt hatten, zu verhindern und um eine ültropfenagglomeration in dem Schlitz erfolgen zu lossen, bevor das Uas ;or durch die restliche ijchlitsöffnung austritt. Die restliche Schul'/.Öffnung mußte sehr schmal sein, um zu verhindern, (Ud;- Ül bei eiern nicht unbeträchtlichen Druckabfall hindurchtrat.

ϊλ· wurdi' um, oh eine Vorrichtung konstruiert, welche der zuerst ■beachriebem-n Konstruktion sehr ähnlich war, wobei jedoch die Schlitnbreite statt wie bisher ,76 Mikron nunmehr 3o5 Mikron gewählt wujiu!, no daß die Durchstrtimgeschwindigkeit um den Faktor h reduziert wurde· Dieser Schlitz führt« zu zwei Öffnungen von SA liikron, deren Durchsatzflache also insgesamt gleich der des ?6 Mikron-Schlitees war, Meee neue Einrichtung wurde εββ Teilen zusaeaengesetEt, die normalerweise in dem kommerziell erhältlichen Filter des "Cuno öupcn Auto-Klean-Systemes" enthalten sind. Ein Test der Einrichtung ergab, daß

BAD ORIGINAL

00985071580

eine ausgezeichnete Trennung erfolgte, daß aber ßehr schnell eine Verstopfung deß verbreiterten Schlitzes auftrat, sogar, wenn die Einrichtung an den Reinigungeblättern mit einer Geschwindigkeit von 3 Umdrehungen pro Minute'entlanggedreht wurde. Eine solche Geschwindigkeit ist normalerweise in der Filterpraxis Üblich. Da die Reinigungsblütter im öl liefen, war 'eine gute Schmierung gewährleistet. Dadurch konnte die Rotationsgeschwindigkeit um den Faktor 6,3 auf 19 Umdrehungen P pro Minute erhöht werden. Damit wurde eine befriedigende Reinigung der Innenseite der Schlitze erzielt und eine exzellente Trennung des üles vom Wasser erreicht. Diese Einrichtung war nun ein Kombinationnfilterseparator, welcher das ül von dem Wasser trennte und relrtiv reines Wasser lieferte. Das Wasser war von pax'tikulären Verunreinigungen gefiltert. Ferner wurde auf diese Weiße ein relativ reines ül gewonnen, welches mit all den Partikeln der Originalmiechung kombiniert war. Die Partikel stören in dem Ul nicht, da das Ül normalerweise ale Heieb'l verwendet wird. Vor den Brennern in Heizölgeräten ist normalerweise ein Filter angebracht, das die Verunreinigungen wie Kesselstein, Sand usw. zurückhalten soll.

Gegenstand der Erfindung let eine Anordnung zum kontinuierlichen Trennen einer Mischung oder einer Suspension oder einer Emuleion von zwei oder mehr unvollständig mischbaren Flüssigkeiten verschiedener Viskositäten und/oder spezifischer Gewichte und/oder Adhißionseigenechaften in separate Komponenten.

Die erfindungegemiiße Anordnung soll insbesondere folgende Aufgaben erfüll«nt

BAD ORIGINAL

009850/1180

— ο —

a) die Komponenten der beschriebenen Mischungen, Suspensionen oder Lmulsionen sollen in separate Strome aufgeteilt werden, wobei die einzelnen Komponenten relativ rein sind und für die Wiederverwendung geeignet sind.

b) Eine der Komponenten_t die von der Anordnung abgetrennt wird, soll frei von Versohmutzungspartikeln sein und eine andere Komponente soll im wesentlichen alle Schmutzp:u-tikel enthalten, die in der Originalmischung oder Suspension oder Emulsion vorhanden waren.

c) Die Anordnung soll, wenn es gewünscht iat_f dann funktionell inaktiv sein, wenn eine der riüssigkeitskomponenten durch sie hindurchfließt.

d) Ferner soll die Einrichtung ein Separatorgehäuse i.,ufweisen, welches eine Haltekapazität für die separierten Komponenten sowohl oberhalb als auch unterhalb des Separators hat.

e) Sas Separatorgehäuse soll mit Leitwänden so versehen sein, daß die Trennzeit in dem Gehäuse derart beeinflußt wird, daß bereits eine Trennung durch das spezifische Gewicht vor dem Separator erfolgen kann, wodurch die Belastung des Separators

reduziert wird. .

^)₁" Es sollen Steuermittel vorgesehen sein_t womit eine Überlastung des Separator.» ν ermüden werden kann und womit der Wasser- ^.in maximaler Übereinstimmung mit der gewünschten erhalten werden kann«

*·,■'"■' ^: BAD 0Ri6»!AL

0098507 1580

- 1ο -

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnungen beschrieben.

Es zeigen:

Fig. 1 einen vergrößerten schematischen Querschnitt des kritischen Durchflußweges durch ein Element der Anordnung;

Fig· 2 eine gegenüber Fig. 1 geänderte AusfuhrungsEVrm mit zusätzlichen öffnungen für eine Erhöhung der Durchflußkapazität;

Fig. 3 eine Explosionsdarstellung der Teile _t welche den kritischen Durchflußweg in Fig· 1 bilden, sowie einen Schnitt durch einen Stapel dieser Teile;

Fig. 'f eine isometrische Darstellung einer auf Fig, I basierenden Anordnung;

Fig. 3 einen Querschnitt durch eine in ein Gehäuse eingeschlossene Anordnung;

Fig. 6 eine vereinfachte soheffiatisohe Darstellung des Systems mit Rohren und Steuerelementen.

Jig. 1 ist eine aoheeatiache Darstellung des kritischen Durchflußwege a durch die Fllter/Separator-Anordnung. Mit 1 ist die äußere Scheibe« mit 2 die innere Scheibe bezeichnet. 3 ist die

- - BADGRIGiNAL

009850/1580

in das Zentrum der Filter/Separaten-Anordnung führende Durchtritt söffnung, die von dem Abstand zwischen der Außenseite tier inneren Scheibe 2 und dem äußeren Hand der äußeren Scheibe gebildet iet. Diesel· Abstand ist kritisch und muß bo gewählt werden, daß der maximale Druckabfall gegenüber dem Durchtritt von Flüssigkeit mit höherer Viskosität gtwährlr.iiitet int. Für uogcjnonntea "Buuker-C-ReBtheizöl ist der Abstand etw; iio,8 liieren. Die Bezugszahl k bezeichnet Ültropfen, welche an den Wunden lofs ücluitzes haften, mit "A" ist die Tiefe des üchlitsois und mit '¹Ij" ir,t die Höhe des Schlitzen bezeichnet. Die: Abnc-suung "H" bectimmt die DurchflußgeschwindigUeit durch den i-jhlitz und mu.. mindestens vier mal größer als die entsprechende kritische Qesamtabmessung der Durchtrittsöffnung oder der Üurchtrittsöffnungen sein_f welche von dem Schlitz aus goopciut vrerdon. "A" int die Länge des üchlitrwr; und bestimmt die Zeit, welche einem Tropfen der in das Zentrum den Schlitzes eintretenden stärker viskosen Flüssigkeit verbleibt, um eich entweder um Boden des Schlitzes abzusetzen oder nach oben zu steigen. Line große Lunge ist deshalb g'aintig; wenn man jedoch wiederum alle anderen Umstände in die Betrachtungen einbesieht, so zeigt sich, daß ein Minimal es Verhältnis von ¹¹A¹¹ zu "Begleich 6 kritisch ist. Sowohl die "A"-Abmessungen als auch die "B"-Abmeseung(!ii, können selbstverständlich entsprechend den Unterschieden in dem «peeifiechen Gewicht und der Viskosität der Flüsnigkeiten und entsprechend der Tropfengröße der stärker vißkonten Flüsigkeiten modifiziert werden, in keinem Fall sollten jedoch die oben angedeuteten Grenzen überschritten werden.

00 9 850/1680 bad original

Der genaue Mechanismus der Trennung ist zum gegenwärtigen Zeitpunkt nicht klar, die beste Hypothese ist jedoch, daß die stärker viskose Flüssigkeit die Seiten- und Bodenwände des Schlitzes in der dargestellten Weise bedeckt. Die früheren Experimente haben gezeigt,daß das restliche Heizöl durch eine Öffnung mit einem Durchmesser von 25,^ Mikron (o,oo1")

' 2

unter einem Druck von o,oo882 kg/cm (0,126 psi) fließen

würde. Lb sind auch Versuche mit einer Durchtrittsöffnung '- unternommen worden, welche einen Durchmesser von 5o,*f Mikron (o,oo2") hatte. Hier konnte ein Durchfluß unter einem Druck

von 0,0195** kg/cm (o,287 psi) aufrechterhalten werden. Bei einer öffnung mit einem Durchmesser von 3ß|1 Mikron (o,oo15") konnte der Druck auf o_fo351 kg/cm (o,5oo psi) erhöht werden, ohne daß das restliche Heizöl durchbrach. Die derzeitige Hypothese ist, daß das Ol die Wände dec Schlitzes mit genügend großem Haftvermögen bedeckt und zu einer leichten Verringerung des Durchmessers der Durchtrittsöffnung führt.

i'ig. 2 zeigt eine gegenüber Fig. 1 geänderte Ausführungeform, wobei eine zusätzliche Öffnung (zueätßliche öffnungen) zur E höhung der Durchflußkapaeltät vorgesehen ist. Alle Dimensionsbetrachtungen, die Ib ZueaaBtnhang Bit Fig. 1 angestellt wurden, treffen auch hier zu.

Die Struktur des Filtere, die in dieser Ausführungeform verwendet Jot, ist ähnlich derjenigen, wie sie in der US-Patentschrift 2 873 o3o beschrieben ist.

BAD ORIGSNAL

009850/1560

i- ■ *■

Die Fig. 3 zeigt eine Explosionsdarstellung eier in Fig. 1 gezeigten Teile 1 und 2 so-wie das Reinigungsblatt 5 und die W:j"iIe 6, >· uf welcher die Scheiben 1 und 2 montiert sind. Die Welle 6 wird von einem Motor angetrieben, aodaß die Scheiben 1 und 2 an den Reinigungsblättern vorbeibewegt werden. Der Fig. 1 kann man entnehmen, daß Tröpfchen der stärker viskosen Flüssigkeit die Seitenwänoe dec Schlitzes bedecken und unter Umständen den Durchgang verstopfen. Um jedoch einen Durchfluß aufrecht zu erhalten wird die Filter/ Separator-Anordnung an den Reinigungsblättern 5 vorbeibewegt,, welche in die Schlitze eingesetzt sind. Diese Rot&ion hat zur Folge, daß die Eeinigungsblätter die viskose Flüssigkeit aufnehmen und aus dem Spalt heraustransportieren, wo die viskose Flüssigkeit entweder an der Oberfläche des FiIter/Separator-Gehäuses schwimmt, oder sich infolge seiner spezifischen Dichte auf dem Boden absetzt. Ein Verstopfen des Schlitzes unter normalen Durchflußbedingungen erfolgt so schnell, daß man das Filterelement mit einer Geschwindigkeit von etwa 11o cm pro Minute, gemessen am Boden des Schlitzes, drehen muß, um einen kontinuierlichen Durchfluß aufrecht zu erhalten. Diese Angaben gelten für einen Satz von Reinigungsblättern. Wenn zwei Sätze Reinigungsblätter verwendet werden, so kann die Geschwindigkeit auf einen Wert reduziert werden, der sich aus der Hälfte des oben angegebenen Wertes zuzüglich einen Geschwindigjeitsbeträg ergibt, •der sich aus der Verlustfläche errechnet, welche von dem zweiten Satz Reinigungsblättern bedeckt wird. Diese Geschwindigkeit ist über 6 mal größer als die Geschwindigkeit, die bei der normalen Partikel-Filtration angewendet wird. Die

BAD ORIQiNAL

009850/1580

Geschwindigkeit noil he selbstverständlich auch auf den tatsächlichen Prozentsats der stürkex- viskosen Flüssigkei b in der tlischung odor Emulsion abgestimmt sein, da ein überhöhter Abst ei ii'-efl¹ kt eine Verminderung der Reinheit der Flüsigkeit zur Folge hat. Das hat wahrscheinlich darin oeina Ursache, el-.·Ii in diesem Fall der die Durchtrittsflüche betreffende Iiuistriktionseffekt deo sich nahe den Kanten der Durchtrittsöffnungen absetzenden stärker viskosen Materiales

' nachläßt.

Fig. h zeigt eine perspektivische isometrische Schnittansicht einer kleinen manuell betätigbaren Einheit, welche in einem Gehäuse untergebracht ist« Die zuvor beschriebenen Teile sind alle ßXib sichtbar dargestellt.

Fig. 5 £".<3igt einen ^uersehnibt ju-cli eine Filter/Separator- »uiordnung, welche in einem ü^ezic--.Lgeh^uss untei'gebracht ist, welches sich für das vorliegende System als besonders vorteilhfab erweist. Die gemischte Flüssigkeit tritt in das Bruckgehäuse 7 tangential durch einen Einlaßteil 8 eitt und strömt \ in einem Kanal nach oben, der von der Gehäusewand und einer äußeren Leitwand 9 gebildet ist* Die äußere ijeitwand 9 ist an einem speiohenradähnlichen Leitwand-'i'rägerteil Io befestigt. Die Flüssigkeit ändert dann ihre Jtrömungsrichtuüg um i8o° und fließt durch das Leitwand-Trägerteil 1 ο nacjj unten in einen Kanal, der von der äußeren Leitwand 9 und einer inneren Leitwand 11 gebildi ist. An dem Gtiömungsumkehrpunkt erfolgt die erate Dichte-Trennung in der gemischten Flüssigkeit, da die

BAD ORIGINAL 00985071580

Komponente mit der geringeren spezifischen Sichte nach oben cee^en den GehüUGedeckel 12 fließt. Der nach unten fließende Anteil der Flüssigkeit ändert seine Strömungsrichtung dann am unteren Teil der inneren Leitwand 11 und der Filter/Separator-Anordnung 12 wiederum um I6o°und fließt in die Filter-ßeparator-Patrone. Die ι. türker viskose Flüssigkeit setzt sich an der Oberfläche der Schlitzt· des Teilen 12 fest, wie es die Fig.1 zeigt* Die sich festsetzende starker viskose Flüssigkeit wird von der Oberfläche der Schlitze der Patrone 12 durch Heinigungeblütter ^lj abgeschabt, wenn die Patrone kontinuierlich um die Wolle 13 von einem llot'jr 1¹J Gedreht wird. Die abgeschabte stärker viskose Flüssigkeit steigt dann entweder an die Oberfläche des Gehäuses auf oder setzt sich gemäß seiner spezifischen Dichte am Boden dec Gehüuises ab. Mit den Bezugozahlen 17 und 18 sind die Pegel diener Flüssigkeiten gezeigt, wenn sie eich am Boden oder an der überfläche des Gehäusen absetzen. Diese Pegel werden durch automdinche Ventilmittel 19 geregelt, welche ihrerseits von Sensoren im oberen und unteren Teil des Gehäuses gesteuert werden. Die Ventilmittel steuern den Ausfluß us den oberen und unteren Ausströmrohren 2o und 21 derart* daΠ die Pegel im wesentlichen aufrechterhalten werden und daß ein Ausfließen einer, nicht in ihre Komponenten aufgeteilten Flüssigkeit verhindert wird. Die.reine separierte Flüssigkeit, weiche durch die Filterdurohfcrittsb'ffnungen 3 (siehe Fig. 1) nach unten in das Zentrum der Filter/fleparotor-Patrone durch dl· Leitung 22 geströmt ist, kann schließlich dem Auslaß 1'5 für gereinigte Flüssigkeit entnommen werden.

009850/1560

- 16 -

Fig. 6 ist eine vereinfachte schematische Darstellung des gesamten Systems, wobei mit der Bezugszahl 2k ein Vorratstank für die Mischung oder Suspension oder Emulsion, mit der Bezugszahl 25 zu einer Pumpe 26 und damit zu dem Filtergehäuse Einlaß 8 führende Leitungomittel für die Flüssigkeitsmischung bezeichnet sind. Von der Leitung 27 führt eine zusätzliche Leitung 28 zu einem Differentialdruck-Rückschlagventil 29| welches über eine Druckübertragungsleitung 3o mit dem Auslaß 23 des Filter/Separator-Gehäuses verbunden ist. Wenn das Ventil 29 einen Druckunterschied zwischen dem Einlaß ß und dem Auslaß 23 feststellt, der einen an dem Ventil eingestellten Druck übersteigt, so öffnet das Ventil und sorgt für einen Rückfluß über die Leitung 31 in den Vorratstank. Dadurch wird der in den Einlaß eintretende Flüssigkeitsstrom reduziert und ein im wesentlichen konstanter Druck über dem Filter/Sepurator-Gebüuse aufrechterhalten. Das wiederum führt dazu, daß ein Auetreten der höher viskosen FlUssigkeitakomponente durch den Auslaß 23 vermieden wird. Da der Druckunterschied Über den Filter im allgemeinen etwa o,o35 kg/cm (o,5 pai) beträgt, also gering ist, und da der

2 2

Systeadruck im Bereich von o,7 kg/o« bis 3|5 kg/cm

(1o bia 5° psi) liegt, aleo ebenfalle ziemlich gering ist, ist an dem Auslaß 23 eine nicht dargestellte Säugpumpe vorgesehen; außerdem sind zusätzliche Saugpuapen an den Ausgängen 2o und angeordnet. Ferner können an den Ausgängen des Filtergehäuses noch zusätzliche Heßmittel vorgesehen werden, um die Qualität und die Quantität der Flüssigkeiten, die aus diesen Auegängen austraten, eu kontrollieren·

BAD ORIGINAL

copy 009850/1580

Claims (11)

1. Patentansprüche:

   j1.λ Vorrichtung zum Trennen einer Mischung oder Suspension von unvollständig mischbaren Flüssigkeiten mit verschiedenen physikalischen Eigenschaften in die einzelnen Komponenten unter Verwendung eines Filters,gekennzeichnet durch eine Vielzahl von krafaringförmigen Filterelementen (1,2)» von denen ein Teil einen größeren und der andere Teil einen kleineren Durohmesser hat und welche wechselweise so zu einem Stapel angeordnet sind, daß zwischen jeweils zwei kreisringförmigen Filterelementen (1) größeren Durchmessers ein radialer Schlitz gebildet ist und daß zwischen dem inneren Umfangsbereich der beiden kreisringförmigen Filterelemente(1) größeren Durchmessers und dem äußeren Umfangsbereich des zwischen ihnen eingeschlossenen kreisringförmigen Filterelementes (2) kleineren Durchmessers eine Durchtrittsöffnung(3) verbleibt, wobei die Mischung oder Suspension unter Druck von der Außenseite der Vorrichtung durch denJE&ialen Sohlitz und die Durchtrittsöffnung (3) unter Aufrechterhaltung eines bestimmten Druckes geführt wird, mit dem Erfolg, daß nur eine der unmisohbaren Flüssigkeitskomponenten durch die Durchtrittsöffnung (3) tritt, während der Heat der Mischung oder Suspension aioh an den Wänden der kreisringförmigen Filterelemente (1,2) innerhalb dea Schlitzes absetzt.

   BAD ORIGINAL

   : i

   COPY

   009850/1580
2. 2. Vorrichtung nach Anspruchi, dadurch gekennzeichnet, daß die Länge des Schlitzes Λ etwa 6 mal so groß wie die Drei be dea Schlitzes B ist.
3. 25. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Breite der Durchtrittsöffnung (3) oder der Durchtrittsöffnungen (3) zwischen 25,k Mikron und 38,1 Mikron (o,oo1 bis o,oo15") liegt und daß der Flüssigkeitsdruck zwischen o,00882 kg/cm und o,o351 kg/cm- (o,126 bis 0,500 psi) liegt.
4. ^. Vorrichtung nach einem der vorherstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung in einem als Druckkessel 7 ausgebildeten Qehäuse untergebracht ist, daß Mittel zur Jhruokbeaufschlagung der in ihre Komponenten zu trennenden Flüssigkeit vorgesehen sind, daß Leitungsmittel vorgesehen sind, welche der Vorrichtung Flüssigkeit zuführen und die duroh die Vorrichtung geführte Flüssigkeit ableiten, daß Mittel zum kontinuierlichen Entfernen der sich an den Wunden der Filterelemente absetzenden flüssigkeit vorgesehen sind und daß Mittel zum Ableiten der von den Wänden der Filterelemente entfernten Flüssigkeit vorgesehen sind.
5. 5. Anordnung zur Trennung dea Öles aus einem Öl-Waeser-Qemiach, wie es beim Füllen von entleerten Heiaöltanks auf Schiffen mit Ballastwasser entsteht insbesondere nach einem der Ansprüche 1 bis k_% gekennzeichnet durch einen Einlaß an dea Heizöltank zum Einführen von Wasaer in den Heizöltank, duroh einen

   009850/1580

   BAD ORiGiNAL

   COPY

   Auslaß an dem Hei zb"l tank zum Abziehen des ül-Wasser-Gemiechea au6 dem Heizöltank_t durch eine an dem Auslaß vorgesehene Trennvorrichtung zum Trennen der Mischung in Öl und W.-.sser und durch Mittel zur Aufrechterhaltung eines eine kontinuierliche Trennung in ül und Wasser gewuhrleist nden Druckabfalles über der Trennvorrichtung.
6. 6. Anordnung nach Anspruch 5t gekennzeichnet durch Mittel zur Aufrechterhaltung eines kontinuierlichen Durchflusses von Wastwi· uni einer Ul-Waeser-Nischung durch den Tank bei dem die kontinuierliche Trennung gewährleistenden Druckabfall über der Trennvorrichtung.
7. 7« Anordnung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Trennvorrichtung von einer Vielzahl von kontinuierlich gesäuberten Abstreiffilterelementen gebildet ist.
8. δ «Anordnung nach einem der Ansprüche ^lj bis 7, dadurch gekennzeichnet, duß der Einlaß und der Auslaß an gegenüberliegenden Enden dee Tanke angeordnet sind, damit die Durchflußzeit genügend lang ist, um mindestens einen Teil des ülee von dem Ül-W. G3*r-Gimisch innerhalb des Tankes abzutrennen, und dasB Mittel EUB Abziehen des abgetrennten üles aus dem Tank vorgesehen sind. '
9. 9. Anordnung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß Mittel sum Abziehen dee ülee vorgesehen sind, welches schwerer als Wasser ist und daß Mittel zum Abziehen des Öles vorgeahen eind, welche* leichter als Vaeser ist.

   BAD ORIGINAL

   009850/1580 _CQpy

   - do -
10. 10. Anordnung nach einem der Ansprüche 5 biü 9i dadurch gekennzeichnet, daß Mittel zum Messen dec ülgehaltes des gefilterten W- siseru unu zum Zui'iickführen deo gefilterten V/assers vorgesehen eind, wenn der Ülgehalt dos gefilterten Waßßera einen bectiiiimtf-n Grenzwert übersteigt.
11. 11. Anordnung nach Anspruch 1o, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel zum Hessen dee Ülgehaltes des gefilterten Waeners eine Fotozelle aufweisen, welche nuf die von dem Olgehalt abhängende LichtdurchlÜBsigkeit des gefilterten W- eisern an-Jj])J¹I eilt.

    BAD ORIGINAL

    009850/ 1580