DE2453555A1

DE2453555A1 - Geraet zur trennung von zwei fluessigkeiten

Info

Publication number: DE2453555A1
Application number: DE19742453555
Authority: DE
Inventors: Elie Condolios
Original assignee: TECH MIJ BERGMANN NV; Cegelec SA
Current assignee: TECH MIJ BERGMANN NV; Cegelec SA
Priority date: 1973-11-14
Filing date: 1974-11-12
Publication date: 1975-05-15
Also published as: CH584051A5; IE40542B1; BE821371A; US3915858A; CA1046949A; FR2250557A1; NL176339B; GB1475760A; OA04840A; DE2453555C2; NO138357C; JPS5636962B2; FR2250557B1; NO744082L; NL176339C; JPS5083859A; NO138357B; IE40542L; IT1044251B; NL7414634A

Description

ANB/F/C Maxton - Maxton

τ? Qn^7 Lanqmaack

_1<m

Patentanwälte 5 Köln 51, Pferdmengesstr. 50 2453555

634 pg 741

SOCIETE GKNERAEE DE CONSTRUCTIONS EIECTRIQUES ET MECANIQUES

ALSTHOM
38, Avenue Kleber, 75784 PARIS CEDEX 16 (Frankreich)

und

N.V. Technische Maatschappij BERGMANN Postbus 752 Rotterdam HERKEI EN RODENRIJS (Holland)

GERÄT ZUR TRENNUNG VON ZWEI FLÜSSIGKEITEN

Die Erfindung betrifft ein Gerät zur Trennung eines Gemische aus unmischbaren Flüssigkeiten unterschiedlicher Dichte und Viskosität, von denen die eine Flüssigkeit in kontinuierlicher Phase und die andere in Form von Tröpfchen in der ersten Flüssigkeit vorliegtj die mit einem höheren Anteil vertretene Flüssigkeit liegt dabei in kontinuierlicher Phase und die andere in Tröpfchenform vor.

Das erfindungsgemässe Trenngerät ist dadurch gekennzeichnet, dass es von oben nach unten sieben übereinander liegende Teile umfasst, die aus einer oberen Speicherkammer, einem

50 9820/0845

konisch-zylindrischen, sich nach unten erweiternden Teil, einem zweiten sich nach unten erweiternden konischen Teil, der vom ersten durch ein Gitter getrennt ist und der in seinem Innern mehrere zu seiner Innenwanaung parallel verlaufende konzentrische Kegel aufweist, einem dritten mittleren zylindrischen Teil, einem vierten sich nach unten verengenden konischen Teil, der in seinem Inneren mehrere parallel zu seiner Innenwandung konzentrische Kegel aufweist, einem fünften vom vierten Teil durch ein Gitter getrennten, sich nach unten verengenden konisch-zylindrischen Teil und schliesslich einer unteren Speicherkammer gebildet werden, wobei eine Zuführungsleitung für die Flüssigkeitsmischung in der Achse des dritten Teils angeordnet ist und senkrecht nach unten in ein Ablenkorgan mündet und ein Auslass für die leichtere Flüssigkeit im oberen Teil der oberen Speicherkammer und ein Ausgang der schwereren Flüssigkeit im unteren Teil der unteren Speicherkammer vorhanden sind»

Das Ablenkorgan kann in der Mitte einen freien Raum aufweisen und in seinem peripheren Bereich mit Rippen besetzt sein,durch die die herabfliessende Flüssigkeitsmischung in eine zentrifugale Wirbelbewegung versetzt wird»

Dieses Ablenkorgan kann drehbar angeordnet sein und evtl. durch einen Motor in Drehung versetzt werden.

Das Ablenkorgan kann aus einer horizontalen Platte gebildet sein, die im mittleren Bereich des dritten Teils befestigt ist.

50982 0/08 4 5 ·/·

Das erfindungsgemässe Gerät arbeitet nach, drei verschiedenen aufeinander folgenden Trennungsweisent es erfolgt zunächst eine Vortrennung der Tröpfchen und der Flüssigkeit mit Vergr'dsserung der Tropfen durch Abbremsen der Flüssigkeitsströmung im dritten zylindrischen Teil» in den das Gemisch zunächst geleitet wirdj dann folgt eine Haupttrennung mit einer Zusammenballung der Tröpfchen durch Koaleszenz an den Wandungen der konischen Ringkammern des zweiten und vierten konischen Teils und einem kontinuierlichen Ent langf lie ssen der Flüssigkeit an diesen Wandungenι schliesslich erfolgt im ersten und fünften konisch-zylindrischen Teil eine endgültige Trennung der Tropfen und der Flüssigkeit durch Dekantierung mit Rückführung der nicht voneinander getrennten Tropfen- und Flüssigkeitsteile für einen erneuten Trennungszyklus in den dritten Teil; die gereinigte leichtere Flüssigkeit wird dann in der oberen Speicherkammer aufgefangen und abgeleitet? die gereinigte schwerere Flüssigkeit gelangt in die untere Speicherkammer und wird von dort abgeleitet,

In der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die beiliegenden Figuren wird das Gerät näher beschrieben.

Fig. 1 zeigt einen senkrechten Achsenschnitt durch das erfindungsgemässe Gerät.

Fig. 2 zeigt eine Einzelheit einer erfindungsgemässeh Variante.

509820/0845 ./.

Gemäss Fig» 1 wird das Gemisch aus zwei zu trennenden, nicht miteinander mischbaren Flüssigkeiten in das Gerät durch eine Eingangsleitung 1 entlang dem Pfeil F eingeführt und gelangt durch eine Leitung 2 zu einem Ablenkorgan 3? <3-as im zylindrischen Teil 4 liegt j dieses Ablenkorgan umfasst Schaufeln 5? die so geformt und angeordnet sind, dass sie eine langsame zentrale Wirbelströmung entlang den Pfeilen F1 hervorrufen, die sich über den gesamten Teil 4 ausbreitet.

Das Gemisch aus den nicht mischbaren Flüssigkeiten besteht aus Tröpfchen einer ersten Flüssigkeit in einer zweiten Flüssigkeit, wobei Dichte und Viskosität unterschiedlich sind; die Flüssigkeit, deren Anteil an der Mischung der geringere ist, bildet dabei die Tröpfchen. Im vorliegenden Fall sei ein Gemisch aus unmischbaren Flüssigkeiten betrachtet, das aus 60$ einer schwereren Flüssigkeit (kontinuierliche Flüssigkeitsphase) und 40$ einer leichteren Flüssigkeit (in Tröpfchenform) besteht.

Die im Teil 4 ausgelöste langsame Wirbelströmung führt zu einer Verlängerung der Bahn der feinen Flüssigkeitströpfchen, wodurch diese zur Peripherie geleitet werden und sich dabei vergrössemj gleichzeitig wird dadurch eine Vortrennung zwischen der schwereren Flüssigkeit, die nach unten sinkt, und den Tröpfchen der leichteren Flüssigkeit, die nach oben steigen, bewirkt.

Der grösste Teil der Tröpfchen der leichteren Flüssigkeit steigt entlang den Pfeilen F2 nach oben und reisst dabei

80 9820/0845 ./·

eine bestimmte Menge schwerer Flüssigkeit in die schrägen Bingkammern 6, die aus den konzentrischen konischen Wandungen 7 des konischen Teils 8 des Geräts gebildet werden j dieser Teil 8 stellt die Haupttrennkammer dar.

Da in diesen Ringkammern der grösste Teil des Gemischs aus Tröpfchen der leichteren Flüssigkeit gebildet wird, gehen die Tröpfchen der leichteren Flüssigkeit in eine kontinuierliche Flüssigkeitsphase über, während die mitgerissene schwerere Flüssigkeit Tröpfchenform annimmt.

Diese Tröpfchen der schwereren Flüssigkeit fallen auf den schrägen Boden dieser Kammer und vergrössern sich durch Koaleszenz bei der Berührung mit diesem schrägen Boden und bilden eine kontinuierliche Schicht ai;s schwererer Flüssigkeit, die entlang dem Kammerboden herabsteigt und wieder in den zylindrischen Teil 4 gerät, um nachfolgend im unteren Teil des Geräts behandelt zu werden.

Die leichtere Flüssigkeit enthält noch einige Tröpfchen der schwereren Flüssigkeit und verlässt im oberen Bereich die Kammern 6, um in den zylindrischen konischen Teil 9 zu gelangen, der die Kammer zur endgültigen Trennung bildet? dabei durchläuft die leichtere Flüssigkeit ein Gitter 10, mit dem der Durchfluss gesteuert und verteilt wird.

In dieser Kammer 9 haben die Tröpfchen der schwereren Flüssigkeit die Tendenz, sich im unteren- Bereich aufzuhalten,

80 9820/0846. . ./.

von dem sie mit einer durch die mittlere Wirbelströmung hervorgerufenen Sekundärstr'dmung mit einem geringen Teil leichterer Flüssigkeit entlang den Pfeilen F3 in den zylindrischen Teil 4 zurückgeführt werden, wo dieses Gemisch von neuem das Trennverfahren durchläuft.

Die gereinigte leichtere Flüssigkeit steigt in eine Speicherkammer 11, die im oberen Teil des Geräts vorhanden ist. Diese Kammer weist in ihrem oberen Bereich ein Gitter 12 auf, durch das eine gleichmässige Verteilung des Abflusses zur Ausgangsleitung 14 erreicht wird. Diese Kammer weist eine Ausbuchtung 13 auf, in der eine Kontrollsonde untergebracht werden kann, mit der die Qualität der leichteren Flüssigkeit (Beinheitsgrad beispielsweise 999«) überprüft und durch das Betätigen eines hier nicht dargestellten, in der Ausgangsleitung 14 für die leichtere Flüssigkeit angeordneten Ventils die Füllstandshöhe der gereinigten leichteren Flüssigkeit auf einem gewählten Wert gehalten werden kann.

Wird nun die Arbeitsweise des unteren Bereichs des Geräts betrachtet, d.h., die Trennung und das Auffangen der schwereren Flüssigkeit, so wird wiederum von der zylindrischen Kammer 4 ausgegangen.

Der grösste Teil der schwereren Flüssigkeit steigt entlang den Pfeilen F4 in die schrägen ringförmigen Kammern 15 herab, die aus den konzentrischen Wandungen 16 des konischen Teils 17 des Geräts gebildet werden, der einen weiteren Haupt-

509820/0845 '/·

trennungsteil des Geräts bildet· dabei wird eine bestimmte Menge von Tröpfchen der leichteren Flüssigkeit mitgerissen.

Letztere sammeln sich an der oberen Wandung der Ringkammem 15 und vergrössern sich durch Koaleszenz bei Berührung mit dieser Wandung und bilden eine kontinuierliche Schicht leichter Flüssigkeit, die entlang dieser Wandung aufsteigt und in den zylindrischen Teil 4 zurückkehrt, von wo sie zur Behandlung in den oberen Bereich des Geräts gelangt.

■ Die schwerere Flüssigkeit sinkt mit noch einigen Tröpfchen der leichteren Flüssigkeit herab und verlässt die Kammer 15 im unteren Bereich, um in den zylindrisch-konischen Teil 18 zu gelangen, der eine Kammer zur endgültigen Trennung darstellt? dabei tritt die Flüssigkeit durch ein Gitter 19 zur Steuerung und Verteilung des Durchflusses.

Die Tröpfchen der leichteren Flüssigkeit haben die Tendenz aufzusteigen und werden mit einer durch die mittlere Wirbelströmung erzeugten Sekundärströmung entlang den Pfeilen F5 mit etwas schwererer Flüssigkeit zum zylindrischen Teil 4 geführt, wo dieses Gemisch dem Trennverfahren erneut unterworfen wird.

Die gereinigte schwerere Flüssigkeit sinkt in eine im unteren Teil des Geräts angebrachte Speicherkammer 20 herab. Diese Speicherkammer 20 weist in ihrem unteren Teil ein Gitter 21 auf, durch das eine gleichmässige Verteilung der Strömung zur Auslassleitung 23 erreicht wird.

509820/0845 ,

Diese Kammer weist eine Ausstülpung 22 auf, die eine Sonde zur Prüfung der Qualität der schwereren Flüssigkeit (beispielsweise Beinheitsgrad von 99$) aufnehmen kann, mit der durch Betätigen eines in Strömungsrichtung hier nicht dargestellten, in der Auslassleitung 23 für die schwerere Flüssigkeit vorhandenen Ventils der Flüssigkeitsstand der gereinigten schwereren Flüssigkeit auf einem gewählten Wert gehalten werden kann.

Die Pumpen zum Ableiten der schwereren bzw. leichteren Flüssigkeit durch die Leitungen 23 bzw. 14 werden ganz allgemein durchflussmässig entsprechend dem Gemischanteil der beiden Flüssigkeiten am Geräteeingang eingestellt, d.h. im vorliegenden Beispiel auf 60 und 40$.

In einem Beispiel einer Behandlung eines Gemischs zweier nicht mischbarer Flüssigkeiten, bei dem die Flüssigkeitsanteile umgekehrt wären, das beispielsweise 60$ einer leichteren Flüssigkeit (in kontinuierlicher Flüssigkeitsphase) und 40$ einer schwereren Flüssigkeit (in Tröpfchenform) enthält, steigt der grössere Teil der leichteren Flüssigkeit in die ringförmigen Kammern 6 unter Mitreissen einer bestimmten Menge von Tröpfchen der schwereren Flüssigkeit. Der grösste Teil dieses Gemischs, das in die Kammern 6 gelangt, besteht dabei aus leichterer Flüssigkeit, und die schwereren Tröpfchen gehen dann nicht in eine kontinuierliche Flüssigkeitsphase über und umgekehrt.

509820/0845 ./·

Betrachtet man dagegen die Arbeitsweise des unteren Bereichs des Geräts, so stellt man fest, dass im vorliegenden Beispiel der grÖ*sste Teil "der Tröpfchen der schwereren Flüssigkeit in die schrägen Eihgkammern 15 herabsinkt und dabei eine bestimmte Menge leichterer Flüssigkeit mitreisst.

Da in diesen Ringkammern der grösste Teil der Mischung aus Tröpfchen der schwereren Flüssigkeit besteht, gehen die Tröpfchen der schwereren Flüssigkeit in die kontinuierliche Flüssigkeitsphase über, während die mitgerissenen Mengen der leichteren Flüssigkeit in Tröpfchenform Übergehen.

Fig. 2 zeigt eine Variante des erfindungsgemässen Geräts, bei der das Ablenkorgan für die Eingangsströmung aus der Leitung 2 im zylindrischen Teil 4 des Geräts aus einer horizontalen Platte 24 besteht, die von dünnen Rippen 25 gehalten wird.

-Patentansprüche-

509820/0845

Claims

PATENTANSPRÜCHE

ίΐΛ Gerät zur Trennung von zwei nicht mischbaren Flüssigkeiten, dadurch gekennzeichnet, dass es von oben nach unten eine obere Speicherkammer (11), einen konisch-zylindrischen, sich nach unten erweiternden Teil (9)j einen zweiten sich nach unten erweiternden konischen Teil (8), der vom ersten durch ein Gitter (10) getrennt ist und der in seinem Innern mehrere zu seiner Innenwandung parallel verlaufende konzentrische Kegel (7) aufweist, einen dritten mittleren zylindrischen Teil (4)> einen vierten sich nach unten verengenden Teil (17)_S der in seinem Innern mehrere parallel zu seiner Innenwandung konzentrische Kegel. (16) aufweist, einen fünften vom vierten Teil durch ein Jitter (19) getrennten, sich nach unten verengenden konisch-zylindrischen Teil (18) und schliesslich eine untere Speicherkammer (20) umfasst, wobei eine Zuführungsleitung (2) für die Flüssigkeitsmischung in der Achse des dritten Teils (4) angeordnet ist und senkrecht nach unten in ein Ablenkorgan (3) mündet und ein Auslass (14) für die leichtere Flüssigkeit im oberen Teil der oberen Speicherkammer (11) und ein Ausgang (23) der schwereren Flüssigkeit im unteren Teil der unteren Speicherkammer (20) vorhanden sind.
2. Gerät gemäss Anspruch 1, dadurch gekennze ichne t, dass das Ablenkorgan aus einer horizontalen Platte (24) besteht, die im mittleren Bereich

509820/0845 ^#/*

des dritten Teils (4) befestigt ist, wo "bei die Zuführungsleitung (2) der Flüssigkeitsmischung senkrecht in der Mittelachse des dritten Teils (4) von oben kommt und in einer bestimmten Entfernung oberhalb der Platte mündet.■
3. Gerät gemäss Anspruch 1, dadurch

gekennzeichnet, dass das Ablenkorgan (3) in der Mitte einen freien Baum aufweist und dass ein peripherer Bereich mit Bippen (5) versehen ist, die der Strömung eine zentrifugale Wirbelbewegung verleihen.
4. Gerät gemäss Anspruch 3» dadurch

gekennzeichnet, dass das Ablenkorgan (3) drehbar montiert ist.
5. Gerät gemäss Anspruch 1 , dadurch gekennz e i.ahne t_? dass die Ausgänge (14, 23) der leichteren bzw. schwereren Flüssigkeit mit DurchflusSteuerventilen ausgestattet sind.

6· Gerät gemäss Anspruch 1, dadurch

gekennzeichnet, dass die Speicherkammern (11, 20) mit Ausstülpungen (13 bzw... 22) versehen sind, die jeweils eine Sonde zur Überprüfung der Qualität der gereinigten Flüssigkeit enthalten, die die Durchflussteuerventile der Ausgänge (14 bzw. 23) betätigen.

509820/0845