DE2422930A1

DE2422930A1 - Vorrichtung zum abtrennen von spezifisch leichteren fluessigkeiten als wasser, insbesondere oel, von wasser

Info

Publication number: DE2422930A1
Application number: DE2422930A
Authority: DE
Inventors: Karl Biswanger; Peter Dipl Ing Dr Tech Jakubek
Original assignee: Euro Pollution Control Systems Inc
Current assignee: Euro Pollution Control Systems Inc
Priority date: 1973-05-16
Filing date: 1974-05-11
Publication date: 1974-12-12
Also published as: JPS50132569A; IT1012405B; BE814992A; DE2422930C2; ES426321A1; FR2229651A1; FR2229651B3; US3957641A; GB1465722A; AT319862B; JPS5760047B2

Description

PATENTANWÄLTE

DIPL-ING. H. MISSLING DIPL.-ING. R. SCHLEE

^Giessen· ^ie* 10-5.1974

M/Ei¹ 12.124

Fa. Euro Pollution Control Systems Inc. in Luxemburg

Vorrichtung zum Abtrennen von spezifisch leichteren Flüssigkeiten als Wasser, insbesondere Öl, von Wasser

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum

Abtrennen von spezifisch leichteren Flüssigkeiten als Wasser, insbesondere Öl, von Wasser mit einer Pumpe zum Fördern der Flüssigkeiten zu einem Abscheider, bestehend aus Absetzraum und diesem nachgeschalteter Filterpackung.

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Im Zuge der erhöhten Bemühungen um einen Umweltschutz besteht ein erhöhter Bedarf an derartigen Vorrichtungen. Insbesondere nimmt die Verschmutzung von Küsten- und Binnengewässern durch von Sport- oder Vergnügungsbooten über Bord gepumptem, meist stark ölhaltigem Schmutzwasser in letzter Zeit immer schärfere Formen an. Wasserfahrzeuge besitzen eine Bilge, in der sich Schwitz-, Wasch- sowie Regen- und Spritzwasser von undichten Stellen ansammelte In diese gelangt aber auch Ql, Fett u. dgl., beispielsweise aus undichten Stellen des Motors bei Innenbordmotoren oder durch Verschütten von Öl beim Ölwechsel, das dann beim Lenzen der Bilge mit dem Schmutzwasser zusammen über Bord gepumpt wird und insbesondere in den Häfen zu einer erheblichen Verschmutzung führ*^.

Für größere Schiffe existieren bereits aufwendig gestaltete Entöler. Diese erfordern aber viel Wartung,und das entölte Wasser erreicht nur unter günstigen Bedingungen den vorgeschriebenen Reinheitsgrad von 20 mg Öl/l Wasser für Binnengewässer und 100 mg/1 Wasser auf See.

Auch eine in der britischen Patentschrift 1 193 755 geoffenbarte Vorrichtung ist in erster Linie für di· Abtrennung von Öl aus Spül- oder Ballastwasser von Öltankern gedacht, wo sehr große Flüssigkeitsmengen anfallen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine möglichst einfache und robuste Vorrichtung zu schaffen, mit der insbesondere die in Schiffsbilgen von Sportbooten und seegehenden Jachten anfallenden Flüssigkeitsmengen gehandhabt werden können. Die Vorrichtung soll ein wirksames Lenzen von Schiffsbilgen ermöglichen und zuverlässig verhindern, daß mit Öl od. dgl. verschmutztes Wasser über Bord gepumpt wird. Dabei soll die Vorrichtung einen weitgehend selbsttätigen Betrieb erlauben, ohne daß komplizierte elektrische Steuereinrichtungen nötig sind.

Diese Aufgaben werden im Rahmen der Erfindung im

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wesentlichen dadurch gelöst, daß in der Leitung zwischen der ausschließlich Flüssigkeit fördernen Pumpe und dem Absetzraum ein Entlüftungsventil und daß zwischen dem Absetzraum und der Filterpackung eine Übertrittsöffnung vorgesehen ist, die von einem Absperrorgan in Abhängigkeit von der Dicke der Schicht sich im Absetzraum ansammelnder, spezifisch leichterer Flüssigkeit freigegeben bzw. verschlossen wird.

Durch die Verwendung einer ausschließlich Flüssigkeiten, also keine Luft, fördernden Pumpe, z.B_o einer Kreiselpumpe, wird ohne das. Erfordernis weiterer Steuereinrichtungen verhindert, daß/entleerter Bilge Luft in den Abscheider gefördert wird. Das Entlüftungsventil wiederum gewährleistet einerseits, daß nach dem Abschalten der Pumpe die Leitung von der Pumpe entleert wird und der Abscheider nicht auslaufen kann, anderseits kann bei Anstieg des Flüssigkeitsstandes in der Bilge Flüssigkeit in die Pumpe eindringen, was wesentlich ist, da die Pumpe nicht selbstansaugend ist. Schließlich kann die Luft aus derJLeitung über das Entlüftungsventil entweichen, so daß keine Luft in den eigentlichen Abscheider gelangt.

Weitere Merkmale und Einzelheiten der Erfindung

werden nun an Hand der Zeichnungen, die schematisch beispielsweise Ausführungsformen wiedergeben, näher erläutert. Es zeigti

Fig„ 1 eine erste Ausführungsform eines Abscheiders, Fig. 2 eine zweite, vereinfachte Ausführungsform und Fig_o 3 ein Entlüftungsventil.

Bei der Ausführungsform eines Abscheiders 1 gemäß Fig. 1 fördert eine Kreiselpumpe 2, die in der Bilge eines Wasserfahrzeuges angeordnet ist, verunreinigtes Wasser über eine Leitung 4, 5 zum Abscheider 1. Als mögliche Verunreinigungen sind Öle, Fette, jedoch auch feste Verunreinigungen, die im Wasser in der Bilge suspendiert sind, in Bttracht zu ziehen.

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Zwischen den beiden Leitungsästen 4 und 5 ist ein Entlüftungsventil 3 geschaltet. Der Leitungsast 5 mündet in einen im Gehäuse 7 des Abscheiders 1 unten angeordneten Absetzraum 8o Im Absetzraum 8 findet eine erste Grobtrennung von Wasser und spezifisch leichteren Anteilen statt. Über eine Übertrittsöffnung 13 und eine am Gehäuse 7 außen hochführende Leitung 15 strömt grob gereinigtes Wasser in eine oberhalb des Absetzraumes 8 angeordnete Filterkammer mit Filter 9. Das Filter 9 liegt auf einer Lochplatte 20 auf und wird oben von einer Lochplatte niedergehalten» Die Lochplatte 16 ist über Verbindungsstäbe mit. dem Deckel 18 des Gehäuses 7 verbunden. Der Deckel 18 ist mit dem Unterteil des Gehäuses 7 über Schrauben 19 verbunden. Das nach Durchtritt durch die Filterpackung 9 gereinigte Wasser tritt über eine Ableitung 21, in der ein Absperrventil 22 vorgesehen ist, aus dem Abscheider 1 aus. Der Filterraum ist vom Absetzraum 8 durch eine Trennwand 10 getrennt.

Bei dem in Fig. 1 gezeigten Ausführungsbeispiel ist die von der Pumpe 2 kommende Leitung 4, 5 bis etwa zur halben Höhe des Filters 9 hochgezogen. Dabei sitzt das Entlüftungsventil 3 am höchsten Punkt dieser Leitung 4, 5. Bei Stillstand der Vorrichtung wird also der Absetzraum 8 und der Filterraum zur Gänze mit Flüssigkeit gefüllt sein· In der Ableitung 21 wird Flüssigkeit so hoch stehen, wie dies dem höchsten Punkt der Leitung 4, 5 entspricht. Das Entlüftungsventil 3 umfaßt ein Gehäuse 25, das von einem Gitter 26 in zwei Räume unterteilt ist. Im unteren Raum mündet der von der Pumpe 2 kommende Leitungsast 4 und der zum Absetzraum 8 führende Leitungsast 5< > Im oberen Raum des Entlüftungsventils 3 befindet sich eine Ventilkugel 27, die bei Stillstand der Vorrichtung auf dem Gitter aufliegt. Die Ventilkugel 27 ist so getrimmt, daß sie auf Wasser schwimmt.

Da die Leitung 4, 5 belüftet ist, kann beim Ansammeln von verschmutztem Wasser in der Bilge dieses auch in den Pumpen-

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raum der Pumpe 2 eindringen, so daß nach Inbetriebnahme der Pumpe, was entweder händisch oder automatisch über einen Schwimmerschalter erfolgen kann, diese verschmulztes Wasser in der Leitung 4 hochfördert· Das hochströmende, verschmutzte Wasser verdrängt die Luft aus der Leitung 4, die über das Entlüftungsventil 3 und die Entlüftungsleitung 6 abströmt· Das ansteigende Wasser wird die Schwimmerkugel 27 im Gehäuse 25 des Entlüftungsventils 3 anheben^ bis diese die Mündungsöffnung der Entlüftungsleitung 6 verschließt· Das verschmutzte Wasser strömt dann weiter über die Leitung 5 in den Absetzraum 8_O Es wird sich ein Teil der Verunreinigungen, die spezifisch leichter sind als Wasser, in einer Schicht 14 sammeln. Das Wasser selbst und der Rest der Verunreinigungen strömt durch die Übertrittsöffnung 13 in der Wand 12 und über die Verbindungsleitung 15 in den Filterraum und nach Durchtritt durch das Filter 9 über die Leitung 21 als schließlich gemnigtes Wasser aus der Vorrichtung ab. Im Filter 9 werden neben dem Rest der flüssigen Verunreinigungen, die spezifisch leichter sind als Wasser, auch Feststoffe zurückgehalten.

Ist nun die Bilge entleert, so läuft die Kreiselpumpe 2 leer, da sie keine Luft fördern kann» Nach dem Abschalten der Pumpe und Druckabfall in der Leitung 4, 5 wird das Entlüftungsventil 3 öffnen, so daß ein Auslaufen bzw. Ausheben des Abscheiders 1 über die Leitungen 4, 5 verhindert ist. Es wird lediglich das in der Ableitung 21 befindliche Wasser zurückströmen, bis in der Ableitung 21 ein Flüssigkeitsspiegel erreicht ist, dessen Niveau dem höchsten Punkt der Leitung 4, 5 entspricht. Weiters wird das in der Leitung 4 enthaltene Wasser in die Bilge 2 zurückfließen. Auf diese Weise ist sichergestellt, daß der Abscheider 1 stets mit Flüssigkeit gefüllt ist, was, wie sich herausgestellt hat, für eine wirksame und gute Abtrennung der Verunreinigungen, insbesondere im Filter 9, sehr günstig ist. Die im Absetzraum sich ansammelnde, im wesentlichen aus Öl bestehende Schicht 14 wird nach und nach an Stärke

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zunehmen. Zugleich wird eine densimetrische Kugel 11, die so getrimmt ist, daß sie im Grenzbereich zwischen der Schicht 14 und dem grob gereinigten Wasser schwimmt, der Wand 12 mit der Übertrittsöffnung 13 angenähert, bis sie schließlich die Übertrittsöffnung 13 verschließt und das weitere Fördern von verunreinigtem Wasser in den Abscheider 1 unterbricht. Das sichere Verschließen der Übertrittsöffnung 13 durch die Kugel 11 wird einerseits dadurch gewährleistet, daß die Wand 12 zumindest an ihrer der Schicht 14 zugekehrten Seite trichterartig ausgebildet ist, anderseits dadurch, daß die Kugel 11 vom Flüssigkeitsdruck fest an die Ränder der Übertrittsöffnung 13 gedrückt wird. Auf diese Weise wird zuverlässig verhindert, daß übermäßig viel Öl in die Filterpackung 9 gelangt und diese in kurzer Zeit erschöpft wird.

Hat sich bei der Ausführungsform gemäß Fig. 1 im Absetzraum auch eine Schicht 14 von größerer Stärke angesammelt, so besteht die Möglichkeit, diese aus dem Absetzraum 8 abzuziehen. Hiezu wird das in der Ableitung 21 vorgesehene Ventil 22 geschlossen und Ventile 31, über die ein Beutel 30 zur Aufnahme von abgetrennten Verunreinigungen am Gehäuse 7 im Bereich des Absetzraumes 8 angeschlossen ist, geöffnet. Die Pumpe 2 wird in Betrieb genommen, worauf vom nachströmenden Wasser die Schicht aus dem Absetzraum 8 in den Beutel 30 gdrückt wirdo Nachdem der Beutel 30, der vor seiner Füllung mit Öl zusammengefaltet sein kann, angefüllt ist, werden die Absperrorgane 31 geschlossen und der gefüllte Beutel 30 abgenommen. Das Abnehmen des Beutels 30 wird erleichtert durch die Anordnung einer zur Abtrennung vorbereiteten Verbindungsstelle 32 oder eines leicht öffnenbaren Kuppelstückes. Nachdem das Abziehen von Öl aus dem Absetzraum beendet ist, wird das Ventil 22 wieder geöffnet und es kann mit dem normalen Betrieb fortgesetzt werden»

Ist die Filterpackung 9 einmal erschöpft oder verstopft, so kann diese nach Öffnen des Deckels 18 aus dem Abscheider 1

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herausgenommen und entweder gereinigt oder durch eine neue Filterpackung ersetzt werden. Das Anwachsen der Schicht 14 im Absetzraum 8 sowie die von oben nach unten fortschreitende Verschmutzung des Filters 9 kann leicht beobachtet und verfolgt werden, wenn das Gehäuse 7 zumindest teilweise aus durchsichtigem bzw. durchscheinendem Material gefertigt ist.

Die voranstehend beschriebene Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung eignet sich besonders zum Reinigen von Wasser, das mit erheblichen Mengen von spezifisch leichteren Flüssigkeiten als Wasser verunreinigt ist. Dagegen ist der in Fig. 2 wiedergegebene Abscheider 1' in erster Linie für solche Anwendungsfälle gedacht, bei welchen sehr wenig Öl anfällt und kaum Gefahr besteht, daß das Filter verlegt wird«, Bei dieser Ausführungsform ist das Gehäuse 7¹ fest verschlossen und die Absetzkammer 8 oberhalb der Filterpackung 9 angeordnet. Zwischen dem Absetzraum 8 und dem Filterraum ist wie bei der anderen Ausführung sform die Wand 12 angeordnet, in deren Mitte sich die von der Kugel 11 verschließbare Übertrittsöffnung 13 befindet. Die übrigen Bauteile, wie Pumpe 2, Entlüftungsventil 3, Zuleitungen 4 und 5 und die Ableitung 21 entsprechen der Ausführungsform gemäß Fig. 1. Auch stimmt die Arbeitsweise mit der an Hand Fig. 1 besprochenen Ausführungsform überein. Ist die Schicht im Absetzraum 8 so weit angewachsen, daß die Übertrittsöffnung von der Kugel 11 verschlossen wird, oder ist das Filter 9 erschöpft, so wird bei dieser Ausführungsform einfach das ganze Gehäuse 7' samt Einbauten ausgetauscht.

Statt dem in Fig. 1 und 2 gezeigten Entlüftungsventil 3 mit Ventilkugel 27 kann auch ein nach Art eines Flatterventils ausgebildetes Entlüftungsventil 35 vorgesehen sein. Im Gehäuse des Entlüftungsventils 35 münden die Leitungsäste 4 und 5 sowie die Entlüftungsleitung 6. Die Mündungsöffnung der Entlüftungsleitung 6 ist von einer federnden Klappe 36 verschließbar. Die Klappe 36 ist durch ein Bleigewicht 37 od. dgl«, im Öffnungssinne belastet, so daß das Entlüftungsventil 35 offen ist, solange die

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Klappe 36 nicht vom zum Abscheider 1 bzw. 1' geförderten, verunreinigten Wasser in seine Schließstellung gedrückt wird. Die Funktion des Entlüftungsventils 35 entspricht im übrigen der Funktion des Entlüftungsventils 3·

Das im Rahmen der Erfindung verwendete Filter besteht vorzugsweise aus einem ölfesten und offenporigen Kunstschaumstoff, beispielsweise auf der Basis von mit Isocyanaten, Diaminen oder Glykolen vernetzten Polyestern oder Polyethern, von Polyurethanen, von Polyisocyanaten od. dgl. Filter, bei denen die Porengröße mit fortschreitender Fiitertiefe in Strömungsrichtung kleiner wird, haben sich als besonders vorteilhaft erwiesen. Eine derartige abgestufte Porengröße kann in einfacher Weise dadurch erreicht werden, daß mehrere Filterschichten, z.B. drei, wie dies in Fig. angedeutet ist, mit unterschiedlicher Porosität übereinandergelegt werden.

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Claims

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zum Abtrennen von spezifisch leichteren Flüssigkeiten als Wasser, insbesondere Öl, von Wasser mit einer Pumpe zum Fördern der Flüssigkeiten zu einem Abscheider, bestehend aus Absetzraum und diesem nachgeschalteter Filterpackung, dadurch gekennzeichnet, daß in der Leitung (4, 5) zwischen der ausschließlich Flüssigkeit fördernden Pumpe (2) und dem Absetzraum (8) ein Entlüftungsventil (3, 35) und daß zwischen dem Absetzraum (8) und der Filterpackung (9) eine Übertrittsöffnung (13) vorgesehen ist, die von einem Absperrorgan in Abhängigkeit von der Dicke der Schicht (14) sich im Absetzraum (8) ansammelnder, spezifisch leichterer Flüssigkeit freigegeben bzw. verschlossen wird·

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Übertrittsöffnung (13) in der Mitte einer trichterartigen Wand (12) vorgesehen und von einem im Absetzraum (8) im Grenzbereich zwischen spezifisch leichterer Flüssigkeit und Wasser schwimmenden und mit dem Grenzbereich beim Anwachsen der Schicht (14) zur Übertrittsöffnung (13) hinwandernden Absperrkörper (11) verschließbar ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Entlüftungsventil (3) ein Gehäuse (25) mit von einem Gitter (26) od. dgl. unterteiltem Innenraum aufweist, daß im oberen Teil des Innenraumes die Entlüftungsöffnung (6) und ein auf Wasser schwimmender Absperrkörper (27) vorgesehen sind und daß im unteren Teil des Innenraumes der von der Pumpe (2) kommende und der zum Abscheider (1, 1') führende Leitungsast (4 bzw. 5) münden.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Entlüftungsventil (35) ein im Öffnungssinne belastetes Klappenventil ist.

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5. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Filter (9) im oberen, mit einem Deckel (18) verschlossenen Teil eines in seinem unteren Teil den Absetzraum (8) aufnehmenden Gehäuses (7) angeordnet ist, daß die von der Pumpe (2) kommende, in den Absetzraum mündende Leitung (4, 5) bis in die Höhe der Filterpackung (9) hochgeführt ist und daß das Entlüftungsventil (3, 35) am höchsten Punkt der Leitung (4, 5) angeordnet ist.

6. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Absetzraum (8) oberhalb des Filters (9) angeordnet ist (Fig. 2), daß die von der Pumpe kommende Leitung (4, 5), in deren höchstem Punkt das Entlüftungsventil (3, 35) angeordnet ist, oben und die Ableitung (21) für gereinigtes Wasser unten an ein das Filter (9) und den Absetzraum (8) aufnehmendes Gehäuse (7¹) angeschlossen sind.

7. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß mit dem Absetzraum (8) Beutel (30) zur Aufnahme abgeschiedener spezifisch leichterer Flüssigkeit (14) über zwei Absperrorgane (31) verbunden sind.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den Absperrorganen (31) ein zur Abtrennung der gefüllten Beutel gegebenenfalls vorbereitetes Verbindungsstück (32), Kuppelstück od. dgl. vorgesehen ist.

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