DE2422930C2

DE2422930C2 - Vorrichtung zum Abtrennen von spezifisch leichteren Flüssigkeiten als Wasser, insbesondere Öl, von Wasser

Info

Publication number: DE2422930C2
Application number: DE2422930A
Authority: DE
Inventors: Karl Wien Biswanger; Christian Seynod Annecy Cuillery; Peter Dipl.-Ing. Dr.techn. Brunn am Gebirge 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: 1983-12-15
Also published as: US3957641A; JPS5760047B2; FR2229651A1; JPS50132569A; FR2229651B3; IT1012405B; AT319862B; ES426321A1; BE814992A; DE2422930A1; GB1465722A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Abtrennen von spezifisch leichteren Flüssigkeiten als Wasser, insbesondere Öl, von Wasser mit einer Pumpe zum Fördern der Flüssigkeiten, einer Zuleitung für die Flüssigkeiten zum einem Abscheider, der aus einem Absetzraum, und einer diesem nachgeschalteten Filterpackung besteht, wobei zwischen dem Absetzraum und der Filterpackung eine Übertrittsöffnung vorgesehenisi, die von einem Absperrorgan in Abhängigkeit von der Schichtdicke der sich im Absetzraum ansammelnder, spezifisch leichterer Flüssigkeit freigegeben oder verschlossen wird.

Im Zuge der verstärkten Bemühungen um den 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 ansammelt In diese gelangt aber auch öl. Fett it 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 führt.

Für größere Schiffe existieren bereits aufwendig

to gestaltete Entöler. Diese erfordern aber viel Wartung, und das entölte Wasser erreicht nur unter günstigen Bedingungen den vorgeschriebenen Reinheitsgrad von 20 mg ÖI/l Wasser für Binnengewässer und 100 mg/1 Wasser auf See.

Auch eine in der britischen Patentschrift 11 93 755 geoffenbarte Vorrichtung ist in erster Linie für die Abtrennung von Öl aus Spül- oder Ballastwasser von' Öltankern gedacht, wo sehr große Flüssigkeitsmengen anfallen.

Gemäß einem früheren Vorschlag (DE-PS 23 12 571) der eingangs genannten Art ist eine besondere Vorkammer angeordnet, in der sich ein Magnetschwimmschalter befindet oder bei Anordnung einer Scheidekammer zwischen Vorkammer und Filterkammer diese unmittelbar über der Filterkammer angeordnet ist und letzterer eine Ausgleichskammer nachgeschaltet ist, wobei die Verbindungsleitung zwischen Filter- und Ausgleichskammer mit einer Pumpe versehen ist, weiche durch den Magnetschwimmschalter steuerbar ist. Die Steuerung der Pumpe über einen Magnetschalter erfordert einen relativ großen Bauaufwand und kann auch zu Störungen Anlaß geben.

Der Erfindung iiegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art so auszubilden, daß sie einen weitgehend selbsttätigen Betrieb erlaubt, ohne daß komplizierte elektrische Steuereinrichtungen nötig sind.

Diese Aufgabe wird nach der Erfindung dadurch gelöst, daß in der Zuleitung der Flüssigkeiten zwischen der Flüssigkeitsförderpumpe und dem Absetzraum ein Entlüftungsventil vorgesehen ist.

Durch die Verwendung einer ausschließlich Flüssigkeiten, also keine Luft, fördernden Pumpe, z. B. einer Kreiselpumpe, wird ohne das Erfordernis weiterer Steuereinrichtungen verhindert, daß bei 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, andererseits 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 der Leitung über das Entlüftungsventil entweichen, so daß keine Luft in den eigentlichen-Abscheider gelangt.

Für die Gestaltung des Entlüftungsventils gibt es verschiedene Möglichkeiten. Gemäß der im Patentanspruch 2 angegebenen Ausführungsform weist das Entlüftungsventil ein Gehäuse mit von einem Gitter unterteiltem Innenraum auf, wobei im oberen Teil des Innenraums die Entlüftungsöffnung und ein auf dem Wasser schwimmender Absperrkörper vorgesehen sind und in dem unteren Teil die von der Pumpe kommende und zum Abscheider führende Zufuhrleitung münden.

Gemäß der im Anspruch 3 angegebenen Ausführungsform ist das Entlüftungsventil ein im Öffnungsraum belastetes Klappenventil, das in einem Gehäuse angebracht ist, in dem die Zuführleitung sowie die

Entlüftungsleitung münden.

Eine Vorrichtung, die besonders für solche Einsatzfälle geeignet ist. in denen relativ viel Öl enthaltende' Flüssigkeit gereinigt werden soIL ist im Anspruch 4 angegeben und ist dadurch gekennzeichnet, daß die Filterpackung im oberen, mit einem Deckel verschlossenem Teil eines Gehäuses angeordnet ist, das im unteren Teil den Absetzraum aufnimmt, und die Filterpackung vom Absetzraum durch eine Wand getrennt ist, und daß die in den Absetzraum mündende Zufuhrleitung bis in Höhe der Filterpackung hochgeführt ist und das Entlüftungsventil am höchsten Punkt der Zufuhrleitung angeordnet ist. An einer solchen Vorrichtung ist ein Auswechseln einer verschmatzten Filterpackung leicht möglich.

In der Zeichnung sind zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung schematisch dargestellt. Es zeigt F i g. 1 eine erste Ausführungsform eines Abscheiders,

F i g. 2 eine zweite, vereinfachte Ausführungsform und Fi g. 3 ein EntlüftungsventiL

Bei der Ausführungsform eines Abscheiders 1 jemäß F i g. 1 fördert eine Kreiselpumpe Z 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 Betracht zu ziehen.

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 8. Im Absetzraum 8 findet eine erste Grobtrennung von Wasser und spezifisch leichteren Anteilen statt. Über eine Obertrittsöffnung 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 16 niedergehalten. Die Lochplatte 16 -N.t über Verbindungsstäbe 17 mit dem *o 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 Abschei- « der 1 aus. Der Filterraam ist vom Abs.-tzraum 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 Filter- 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 Enilüftüngsventils 3 befindet sich eine Ventilkugel 27. die bei Stillstand der Vorrichtung auf dem Gitter 26 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 Pumpenraum der Pumpe 2 eindringen, so daß nach Inbetriebnahme der Pumpe. Was entweder händisch oder automatisch über einen Schwimmerschalter erfolgen kann, diese verschmutztes Wasser in der Leitung 4 iiochförderu 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. 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 Obertrittsöffnung 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 gereinigtes Wasser aus der Vorrichtung ab. Im Filter 9 werden neben dem Rest der flüssigen Verunreinigungen, die spezifisch leichter sind als Wasser, auch Feststoffe zurückgehalten.

1st nun die Bilge entleert, so läuft dit 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 Leitunger. 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 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.

H^t sich bei der Ausführungsform gemäß F i g. 1 im Absetzraum auch eine Schicht 14 von größerer Stärke angesammelt, so bestem die Möglichkeit, diese aus dem Absetzraum 8 abzuziehen. Hierzu wird das in der Ableitung 21 vorgesehene Ventil 22 geschlossen und Ventile 31, über die fin 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 14 aus dem Absetzraum 8 in den Beutel 30 gedrückt wird. Nachdem der Beutel 30. der vor seiner Füllung mit Öl zusammengefaltet sein kann, angefüllt ist, werden die Absperrorganc 31 geschlossen und der gefüllte Beutel 30 abgenommen. Das Abnehmen des Beutels 30 wird

erleichtert durch die Anordnung einer /ur Abtrennung vorbereiieten Verbindungsstelle 32 oder eines leicht öffnenbaren Kuppelstückes. Nachdem das Abziehen von Öl aus dem Absetzraum 8 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 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 Γ 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 T fest verschlossen und die Absetzkammer 8 oberhalb der Filterpackung 9 angeordnet. Zwischen dem Absetzraum 8 und dem Filterraum ist wie bei der anderen Ausführungsform die Wand 12 angeordnet, in deren Mitte sich die von der Kugel Il verschließbare Übertrittsöffnung 13 befindet. Die übrigen Bauteile, wie Pumpe 2. F.ntlüftungsventil 3. Zuleitungen 4 und 5 und die Ableitung 21 entsprechen der Ausführungsform gemäß Fig. 1. Auch stimmt die Arbeitsweise mit der an Hand Fig. I besprochenen Ausführungsform überein. Ist die Schicht 14 im Absetzraum 8 so weit angewachsen, daß die Übertrittsöffnung H von der Kugel Il verschlossen wird, oder ist das Filter 9 erschöpft, so wird

s bei dieser Ausführungsform einfach das ganze Gehäuse 7' samt Einbauten ausgetauscht.

Statt dem in F i g. I und 2 gezeigten Entlüftungsventil 3 mit Veniilkugel 27 kann auch ein nach Art eines Flatterventils ausgebildetes Entlüftungsventil 35 vorgc-

K) sehen sein. Im Gehäuse des Entlüftungsventils 35 münden die L.eittingsäste 4 und 5 sowie die Entlüftungslcitung 6. Die Mündungsöffnung der F.ntlüfttingslcitung 6 ist von einer federnden Klappe 36 verschließbar. Die Klappe 36 ist durch ein Bleigewicht 37 od. dgl. im

I) Öffniingssinne belastet, so daß das Entlüftungsventil 35 offen ist. solange die Klappe 36 nicht vom zum Abscheider 1 bzw. Γ geförderten, verunreinigten Wasser in seine Schließstellung gedrückt wird. Die Funktion des F.ntliiftungsventils 35 entspricht im übrigen der Funktion des Entlüftungsventil 3.

Das im Rahmen der Erfindung verwendete Filter besteht vorzugsweise aus einem ölfesten und offenporigen Kunstschaumsloff, beispielsweise auf der Basis von mit Isocyanaten. Diaminen oder Glykolen vernetzten

:ί Polyestern oder Polyethern, von Polyurethanen, von Polyisocyanaten od. dgl. Filter, bei denen die Porengröße mi' fortschreitender Filtertiefe in Strömungsrichtung kleine wird, haben sich als besonders vorteilhaft erwiesen. Eine derartige abgestufte Porengröße kann in

i» einfacher Weise dadurch erreicht werden, daß mehrere Filterschichten, z. B. drei, wie dies in F i g. 2 angedeutet ist. mit unterschiedlicher Porosität übereinandergelegt werden.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zum. Abtrennen von spezifisch leichteren Flüssigkeiten als Wasser, insbesondere Öl, von Wasser mit einer Pumpe zum Fördern der Flüssigkeiten, einer Zuleitung Für die Flüssigkeiten zu einem Abscheider, der aus einem Absetzraum und einer diesem nachgeschalteten Filterpackung beisteht, wobei zwischen dem Absetzraum und der Filterpackung eine Obertrittsöffniing vorgesehen ist, die von einem Absperrorgan in Abhängigkeit von der Schichtdicke der sich im Absetzraum ansammelnder, spezifisch leichterer Flüssigkeit freigegeben oder verschlossen wird, dadurch gekennzeichnet, daß in der Zuleitung (4, 5) der Flüssigkeiten zwischen der Flüssigkeitsförderpumpe (2) und dem Absetzraum (8) ein Entlüftungsventil (3, 35) vorgesehen ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1. dadurch gekennzeichnet, daß das Entlüftungsventil (3) ein Gehäuse (25) njit von einem Gitter (26) unterteiltem innenrauui aufweist, webet im oberen Teil des Innenraums die Entlüftungsöffnung (6) und ein auf dem Wasser schwimmender Absperrkörper (27) vorgesehen sind und in dem unteren Teil die von der Pumpe (2) kommende und zum Abscheider (I) führende Zufuhrleitung (4,5,)münden.

3. Vorrichtung nach Anspruch !,dadurch gekennzeichnet, daß das Entlüftungsventil (35) ein im Öffnungsraum belastetes Klappenventil (36, 37) ist, das in einem Gehäuse angebracht ist, in dem die Zuführleitung (4,5) sowie die Entlüftungsleitung (6) münden.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Filter.-ackung (9) im oberen, mit einem Deckel (18) verschlossenen Teil eines Gehäuses (7) angeordnet ist, das im unteren Teil den Absetzraum (8) aufnimmt, und die Filterpackung (9) vom Absetzraum (8) durch eine Wand (10) getrennt ist, und daß die in den Absetzraum (8) mündende Zufuhrleitung (4,5) bis in Höhe der Filterpackung (9) hochgeführt ist und das Entlüftungsventil (3,35) am höchsten Punkt der Zufuhrleitung (4,5) angeordnet ist.