DE2455904C3

DE2455904C3 - Vorrichtung zum Trennen eines Gemisches von Flüssigkeiten verschiedener spezifischer Gewichte

Info

Publication number: DE2455904C3
Application number: DE2455904A
Authority: DE
Inventors: Alfonsus Antonius Schalkhaar Geurtsen (Niederlande)
Original assignee: Machinefabriek Geurtsen Deventer BV
Current assignee: Machinefabriek Geurtsen Deventer BV
Priority date: 1973-12-14
Filing date: 1974-11-26
Publication date: 1979-01-04
Also published as: JPS5094557A; DE2455904A1; GB1496335A; US3977975A; NO141110B; NL161365B; NL7317147A; SE401097B; NO141110C; FR2254356B1; NO744479L; DE2455904B2; NL161365C; FR2254356A1; SE7415646L

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Trennen eines Gemisches von Flüssigkeiten verschiedener spezifischer Gewichte mit einem geschlossenen Gefäß, das einen Trennraum mn einer Gemischzufuhr leitung und einer Abführleitung für die leichtere Flüssigkeit und das eine Sammelkammer für die $chwerere Flüssigkeit aufweist, an die eine Abführlei tung fur die schwerere Flüssigkeit angeschlossen ist, ferner mit einer zwischen Trennraum und Sammelkammef angeordneten Filtereinrichtung, die aus mindestens zwei in Reihe geschalteten, im wesentlichen nur die schwerere Flüssigkeit durchlassenden, konzentrisch angeordneten Einzelfiltern besteht, von denen der eine den anderen unter Bildung einer Zwischenkärrimef umgibt, wobei jede Zwischenkammer oben an mindestens einen zum Trennraum zurückführenden Kanal angeschlossen ist.

Eine Vorrichtung dieser Art ist aus der US-PS 36 66 108 bekannt. Diese bekannte Vorrichtung ist mit mehreren konzentrischen stumpfkegelförmigen Filtern versehen, die mit ihren unteren Rändern gegen den Boden und mit ihren oberen Rändern gegen die aufstehende Zylinderwand des Gefäßes liegen. Diese Kegelform der Filter bewirkt, daß bei zunehmender Filterzahl entweder die Höhe der Vorrichtung gleich bleibt, jedoch die wirksame Oberfläche der Filter abnimmt, je nachdem sie weiter außen liegen, oder die wirksame Oberfläche der Filter gleich bleibt, aber die Höhe der Vorrichtung zunimmt Ferner ist diese

is Vorrichtung nicht mit Mitteln versehen, die das äauberspülen der Filter durch einen Rückstrom schwererer Flüssigkeit ermöglichen.

Die Erfindung hat die Aufgabe, eine Vorrichtung der beschriebenen Art zu schaffen, deren Filtereinrichtung, auch wenn dieser mehr als zwei in Reihe geschaltete Einzelfilter aufweist, derart in einem verhältnismäßig kleinen Raum angeordnet werden kann, daß in einer Scheidungsvorrichtung mit einem Gefäß mit bestimmten Volumen eine Filtereinrichtung mit einer verhältnismäßig sehr großen Oberfläche und mit vielen in Reihe geschalteten Einzelfilter verwendet werden kann. Außerdem hat dip Erfindung die Aufgabe, die Vorrichtung so auszuführen, daß die Einzelfilter in einfacher Weise nacheinander sauber gespült werden können. Dies macht es möglich, daß die Trennvorrichtung eine lange Zeit im Betrieb bleibt, ohne daß Ersetzung der Einzelfilter nötig ist.

Nach der Erfindung wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß jeder zurückführende Kanal in den Trennraum an einer Stelle unterhalb der Schicht der leichteren Flüssigkeit mündet und daß ein Ventil zum Öffnen und Schließen des Kanals vorgesehen ist. Nicht nur durch die bekannte Reihenschaltung der Einzeifilter, sondern auch durch das gesonderte Öffnen und

■to Schließen der zum Trennrauru zurückführenden Kanäle kann man jeden Einzelfilter gesondert durch einen Flüssigkeitsstrom bestimmter Stärke reinigen. Diese Rückspülung der Filter macht es möglich, die Einzelfilter in sehr kurzen Entfernungen voneinander anzubringen. da dann jede Zwischenkammer nicht mehr als zusätzlicher Absetzraum für doch durch den Einzelfilter hindurchgelassene leichtere Flüssigkeit benutzt zu werden braucht. Deshalb können auf kleinem Raum viele aus Fütertücbern bestehende Einzeifilter hintereinander geschaltet und so angeordnet werden, daß ihre Oberflächen verhältnismäßig sehr groß werden. Da weiter die aus den Kammern und den Einzelfiltern der F.ltereinrichtung zum Trennraum zurückgeführten Flüssigkeiten und Verunreinigungen in den Teil des Trennraumes gelangen, wo die Trennung des Germ sches sich noch nicht ganz vollzogen hat. werden weder der Trennvorgang noch die Schuht der vieh in den oberen Teil des Trennraumes sammelnden leichteren Flüssigkeit gestört, was der Sauberkeit dieser Kompo nenten sehr zugute kommt Auch die Kapazität der Vorrichtung wird dadurch erhöht.

Aus der DT-AS 10 37 419 ist eine Vorrichtung zum Trennen von Flüssigkeilen verschiedener Oberflächenspannungen bekannt, bei der die Filtereinrichtung aus ^h'> mehreren Einzelfillern besteht. Diese Filter sind aber nicht in Reihe, sondern parallel geschaltet und umgeben einander nicht. Damit gibt es auch keine Zwischenkammer(n), so daß es dabei nicht möglich ist, die Filter

nacheinander mit Hilfe eines genau bestimmten Rückstromes schwererer Flüssigkeit freizuspülen. Bei paralleler Schaltung von Einzelfiltern würde der am meisten verschmutzte Filter am wenigsten gespült werden, da beim Zurückführen der schwereren Flüssigkeit die Stärke jedes durch einen Filter hindurchfließenden Spülstromes vom durch den individuellen Verschmutzungsgrad bestimmten Strömungswiderstand abhängig ist. Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung mit einem ver'ikalen Gefäß und mit konzentrisch zur vertikalen Achse angeordneten Einzelfiltern, kann mit Vorteil eine Bauart benutzt werden, bei der zwischen dem Trennraum und der Sammelkammer für die schwerere Flüssigkeit eine horizontale oder nahezu horizontale Querwand mit einer Zentralöffnung angeordnet ist und die Filter sich unterhalb dieser Querwand befinden und sich mit ihren oberen Rändern bis zu dieser Querrand und konzentrisch zur Zentralöffnung derselben erstrecken und flüssigkeitsdicht zwischen der Querwand und einer im Gefäßboden angeordneten Unterplatte geklemmt sind und als Ventil zum öffnen und Schließen der Kanäle eine zur vertikalen Achse der Filtereinrichtung konzentrische, um diese Achse drehbare, ringförmige Platte vorgesehen ist, die eine der Zentralöffnung in der Querwand entsprechende Zentralöffnung sowie Löcher oder Schlitze aufweist.

Die Trennvorrichtung nach der Erfindung kann auch horizontal ausgeführt werden. In diesem Falle wird in einem geschlossenen Gefäß mit horizontaler L ängsach- jo se mindestens eine, eine mit ihrer Längsachse horizontal gerichtete Sammelkammer mit einer Abführleitung für die schwerere Flüssigkeit umgebende Filtereinrichtung angeordnet, welche Filtereinrichtung mindestens zwei durch eine Zwischenkammer getrennte Einzelfilter aufweist, die je die Gestalt eines an seinen Enden durch Platten geschlossenen horizontalen Rohres besitzen und von welchen Einzelfiltern der eine den anderen umgibt.

Obwohl bei dieser horizontalen Bauart der Trennvorrichtung jeder Raum oder jede Kammer innerhalb der w F Mtereinricl..ung durch einen eigenen Satz von Rohren mit dem Trennraum in Verbindung stehen kann, wird das Demontieren der rohrförmigen Einzelfilter wesentlich vereinfacht, wenn zur Bildung der rückführenden Kanäle wenigstens oben auf jedem eine Zwischenkammer umgebenden Filter ein durch vertikale Rohrstücke mit der höchsten Zone dieser Zwischenkammer verbundenes, sich in der Längsrichtung des Filters erstreckendes, horizontales Rohr angeordnet ist. dessen eines Ende sich in Wandbohrungen erstreckt, die mittels V) eines steuerbaren Ventils mit dem Trennraum in Verbindung gesetzt und wieder geschlossen werden können. In diesem Falle Kann man einen bestimmten Einzelfilter aus der Filtereinrichtung leicht entfernen.

Die Erfindung wird anhand der Zeichnung näher « erläutert werden. In der Zeichnung zeigt

Fig 1 einen vertikalen Schnitt einer erfindungsgemä-Lien Vorrichtung mit einem vertikalen Gefäß /um Scheiden eines Gemisches von Wasser und öl,

I 1 g 2 in größerem Maßstabe ein perspektivisches «> Bild eines bei der Scheidiingsvorrichtung nach Fig. 1 gebrauchten mehrfachen Filters,

Fig.3 einen vertikalen Schnitt des mehrfachen Filters nach F ig. 2,

F i g. 4 ein perspektivisches Bild eines Käfigs, um den <> · ein Filtertuch gefiiSsrt wird nach F i g. 2 Und 3,

Fig.5 in noch größerem Maßstabe einen Teil eines Schnittes nach der Linie V-V in F i g, 4,

Fig.6 einen Schnitt nach der Linie VI-VI in Fig.5 mit einem Teil einer Unterplatte,

Fig.7 einen vertikalen Längsschnitt einer erfindungsgemäßen Scheidungsvorrichtun'i mit einem horizontalen Gefäß und

Fig.8 in größerem Maßstabe einen Teil eines vertikalen Querschnitts nach der Linie VIII-VIII in Fig. 7.

Fi g. 1 zeigt ein geschlossenes metallenes Gefäß 1. In diesem Gefäß befindet sich eine im wesentlichen horizontale Querwand 2, die das Gefäß in einen oberen Teil und einen unteren Teil unterteilt Der obere Gefäßteil enthält eine zwischen zwei Endlagen auf und ab bewegliche Glocke 3 für die automatische Steuerung der Vorrichtung zum Scheiden eines Gemisches von Wasser und öl. Diese Glocke 3 umgibt den Trennraum 4. In diesen Trennraum mündet eine Gemischzufuhrleitung 5, und an den Trennraum 4 ist eine ölabfuhrleitung 6 mit einem in nicht angegebener Weise durch die Glocke 3 gesteuerten Ventil 7 angeschlossen. An den unteren Gefäßteil ist eine Was' rabfubrleitung 8 angeschlossen. Dieser untere Gefäötci! enthält weiter eine Filtereinrichtung 9, die fast nur Wasser durchläßt und den Trennraum 4 von einer sich im unteren Gefäßteil befindenden Sammelkammer 10 fur das Wasser trennt. Der Boden des Gefäßes 1 ist mit einer Leitung 11 mit einem Ventil 12 zum Abzapfen des sich auf den Boden des Gefäßes sammelnden Schlammes von Staub und Fasern versehen.

Die Filtereinrichtung 9 ist unterhalb der Querwand 2 angeordnet, und diese Querwand weist eine große Zentralöffnung 13 und radiale Reihen kleiner Öffnungen 15 mit kurzen Rohrstücken auf, die die rückführenden Kanäle 14 bilden. Die kurzen Rohrstücke sind an ihren oberen Enden durch eine im vertieften Teil 16 der Querwand 2 drehbar angeordnete und als Ventil dienende ringförmige Platte 17 abgedeckt, die Löcher 17a aufweist und durch einen Zylinder 18 mit einem Kolben von außen her um einen bestimmten Winkel hin und her gedreht werden kann.

Die Filtereinrichtung 9 besteht im Ausführungsbeisp^; .1 aus fünf konzentrischen gleichförmigen Einzelfiltern, die durch Zwischenkammern 19a, 196.19c und 19J voneinander getrennt sind. Die obere Wand dieser Zwischenkammern wird durch den vertieften Teil der Querwand 2 gebildet. An jede Zwischen<ammer 19a — d sind mehrere Rohrstücke angeschlossen. Jeder Einzelfilter ist mit einem sternförmigen Käfig der aus Fig. 4 hervorgehenden Bauart versehen. Ein solcher Käfig besteht aus mehreren, auf einem größeren Kreis angeordneten vertikalen Stäben 20a. mehreren zwischen den Stäben 20a und einem kleineren Kreis angeordneten vertikalen Stäben 206 und zwei an den EndPT dieser Stäbe befestigten, in sich geschlossenen Zickzackstreifen 21, von denen jeder Teil sich zwischen einem Stab 20a »nd einem Stab 206 entreckt. Zwei dieser Stäbe 20a springen in bezug auf die Zickzack streifen 21 etwas vor, um den Käfig zu zentrieren. Um die Stäbe 20a und 206 ist das ebenfalls in sich geschlossene FiI „-rtuch 22a. 226. 22c 22d bzw. 22e geführt, urd zwar so. daß auch dieses Tuch die Gestalt eines Sternes und dadurch eine sehr große Oberfläche hat. Das Filtertuch ist mit seinem oberer. Rand und mit seinem unteren Rand durch Klemmstreifen 23 an den Zickzackstreifen 21 befestigt (siehe F i g. 5 und 6).

Die Käfige 20a, 206, 21 vnit den Filterlüchern 22a-e sind zwischen der Querwand 2 und der Unterplatte 24 geklemmt, die ebenfalls eine Zentralöffnung 25 aufweist

und fest im Gefäß 1 angeordnet ist. Die sich durch die Zickzackstreifen 21 hindurch erstreckenden Stäbe 20a der Käfige greifen in passende Löcher der Querwand 2 und der Unterplatte 24 hinein und halten die Filter in bezug auf die vertikale Achse des Gefäßes zentriert.

Im Betrieb wird das zu scheidende Wasser-Öl-Gemisch durch die Leitung 5 hindurch in den Trennraum 4 geführt, wo die Entmischung stattfindet und das öl sich nach oben und das Wasser sich nach unten bewegt. Solange das Ventil 7 in der ölabfuhrleitung 6 geschlossen ist, wird nur Wasser durch die Filtereinrichtung 9, die Wassersammeikammer 10 und die Leitung 8 abgeführt, und die Schicht des sich oben in der Glocke 3 sammelnden Öls wird allmählich dicker. Wenn diese Schicht so stark geworden ist, daß das Gewicht der Glocke 3 mit Inhalt genügend herabgesetzt worden ist, um die Glocke 3 schwimmen zu lassen, so bewegt sich die Glocke 3 zu ihrer oberen Lage, und das Ventil 7 wird geöffnet, so daß Öl abgezapft wird. Wenn so viel öl abgezapft worden ist, daß die Glocke 3 zu ihrer unteren Lage zurückkehrt, so wird das Ventil 7 wieder geschlossen.

Wenn die Filtertücher doch ein wenig Öl durchlassen, so wird dieses Öl sich in die Zwischenkammern 19a—d sammeln. Auch kann sehr feiner Schlamm durch die Filterlücher hindurchgehen und in den Maschen derselben steckenbleiben, wodurch der Filter sich verstopfen kann. Um dies zu verhindern, kann zu gewissen Zeiten Wasser durch die Leitung hindurch in das Gefäß zurückgeführt werden, während die ölabfuhrleitung 6 oder eine andere an den Trennraum 4 angeschlossene Leitung geöffnet ist. Dieses zurückgeführte Wasser geht zunächst in entgegengesetzter Richtung durch das der Wassersammeikammer 10 am nächsten liegende Filtertuch 22e hindurch, während nur die Kanäle 14 der durch dieses Filtertuch umgebenen Zwischenkammer 19c/geöffnet sind. Dies hat die Folge, daß in diesem Tuch 22e klebender Schlamm und darin festgehaltene Ölteilchen davon ab und daraus gespült werden und durch die Zwischenkammer 19c/hindurch in den Trennraum 4 gelangen. Wird danach die Platte 17 weitergedreht, so werden nur die Kanäle 14 der nächstfolgenden Zwischenkammer 19c geöffnet, und die Kanäle 14 der Zwischenkammer 19c/ werden wieder geschlossen. In dieser Lage der Platte 17 wird nur das Filtertuch 19c saubergespült Die Platte wird ,so lange verdreht, bis alle Zwischenkammern nacheinander mit dem Trennraum in Verbindung gesetzt und wieder geschlossen worden sind, so daß die äußere Zwischenkammer 19c/am ersten und die innere Zwischenkammer 19a am letzten geöffnet und geschlossen wird und dadurch alle Filtertücher 22 nacheinander saubergespült werden. Danach wird die Platte 17 zu ihrer Ausgangslage zurückgedreht, und der normale Trennprozeß kann dann wieder anfangen. Das aus den Zwischenkammern 19a—d zum Trennraum 4 zurückgeführte öl steigt in diesem Raum auf und vereinigt sich zu der abzuzapfenden Ölschicht Der Schlamm gelangt hauptsächlich durch die Zentralöffnungen 13,25 der Filtereinrichtung auf den Boden des Gefäßes 1, wo er durch die Leitung 11 hindurch abgeführt werden kann. Um den Transport des Schlammes aus den Zwischenkammern 19a—d durch den Trennraum 4 und die Zentralöffnungen \3, 25 zum Gefäßboden zu erleichtern, kann man die Querwand Ji und die Unterplatte 24 schwach kegelförmig ausführen. Die Trennvorrichtung nach Fig.7 und 8 weist eiti horizontales Gefäß 1 mit Trennraiim 4 auf, in den einii Gemischzufuhrleilung 5 mündet und an den eine ölabfuhrleitung 6 mit Ventil 7 angeschlossen ist.

Im unteren Teil des Gefäßes sind mehrere nebeneinander angeordnete, sich in der Längsrichtung de»

to Gefäßes erstreckende Filtereinrichtungen angeordnet. Jede Filtereinrichtung umschließt eine Sammelkammer 10 für die schwerere Flüssigkeil, d. h. Wasser, wobei die Sammelkammer 10 an eine Wasserabfuhrleitung 311 angeschlossen ist. Die Abfuhrleitungen 31 sind mit einer gemeinsamen quergerichteten Abfuhrleitung 8' verbunden.

Jede Filtereinrichtung 9' besteht aus drei nahezu konzentrischen, sich horizontal erstreckenden rohrförmigen Einzelfiltern mit im wetitiulichen nur Wasser durchlassenden Filtertüchern 22a, 226, 22c an den vertikalen Seiten. Bei dieser Konstruktion bestehen die untere V/and 35a,356,35cund die obere Wand 36a,36Z), 36c aus Platten. Die unleren Wände 35a, 356, 35c sind mit Rädern 37a, 376, 37r versehen, mittels welcher die Ewelfilter fahrbar auf Schienen 38a, 386,38c ruhen, die an der unteren Platte 356, der unteren Platte 35c bzw. dem Boden des Gefäße·: ι befestigt sind.

Üben auf jeder oberen Platte 36a, 366,36c ist ein sich in der Längsrichtung der Filtereinrichtung erstreckendes horizontales Rohr 39a, 396, 39c angeordnet, das durch vertikale Rohrstücke 40a. 406, 40c hindurch mit der Wassersammeikammer 10, der zwischen den Filtern 22a und 226 vorhandenen Zwischenkammer 19a bzw. der zwischen den Filtern 226 und 22c vorhandenen Zwischenkammer 196 in offener Verbindung steht. Die rechten Enden der Rohre 39a, 396,39cerstrecken sich in Bohrungen einer Wand 42. Die durch die Rohrstücke 40a, 406, 40c, den Rohren 39a, 396, 39c und den Bohrungen in der Wand 42 gebildeten, rückführenden

■*o Kanäle 14' werden mit Hilfe eines durch einen Zylinder 43 mit Kolben bewegbaren, eine öffnung 45 aufweisenden Schiebers 44 — also einem Ventil — nacheinander mit dem Trennraum 4 in Verbindung gesetzt und wieder geschlossen.

Die Enden der horizontalen rohrförmigen Einzelfilter sind durch Platten 46 und 47 geschlossen.

Das Gefäß 1 ist an seiner einen Endwand mit einer durch einen Deckel 48 geschlossenen öffnung versehen, durch welche hindurch die Einzelfilter aus dem Gefäß und darin leicht gefahren werden können.

Zum Spülen der Filtertücher wird Wasser du'ch die Wasserabfuhrleitung 31,8' hindurch in den Wassersammeiraum 10 geführt, und z.B. wird das Ventil 7 der Ölabfuhrleitung 6 geöffnet, während die Kanäle 14' durch den Schieber 44 geöffnet und geschlossen werden, daß sie nacheinander mit dem Trennraum 4 in offene Verbindung gesetzt und wieder geschlossen werden. Die Filtertücher 22a, 226, 22c werden dann nacheinander saubergespült, und gleichzeitig wird das sich in den

^hn oberen Teilen der Sammelkammer 10 und der Zwischenkammern 19a und 196 sammelnde öl zum Trennraum 4 zurückgeführt

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zum Trennen eines Gemisches von Flüssigkeiten verschiedener spezifischer Gewichte mit einem geschlossenen Gefäß, das einen Trennraum mit einer Gemischzuführleitung und einer Abführleitung für die leichtere Flüssigkeit und das eine Sammelkammer für die schwerere Flüssigkeit aufweist, an die eine Abführleitung für die schwere Flüssigkeit angeschlossen ist, ferner mit einer zwischen Trennraum und Sammelkammer angeordneten Filtereinrichtung, die aus mindestens zwei in Reihe geschalueten, im wesentlichen nur die schwerere Flüssigkeit durchlassenden Einzelfilter besteht, von denen der eine den anderen unter Bildung einer Zwischenkammer umgibt, wobei jede Zwischenkammer oben an mindestens einen zum Trennraum zurückführenden Kanal angeschlossen ist, dadurch gekennzeichnet, daß jeder zurückführende Kanal (14,14') in den Trennraum (4) an einer Steile unterhalb der Schicht der leichteren Flüssigkeit mündet und daß ein Ventil (17, 17a; 44, 45) zum öffnen und Schließen des Kanals (14, 14') vorgesehen ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch ein vertikales Gefäß (1) und konzentrisch zur vertikalen Achse angeordneteh Einzelfilter (22a—e), die sich unterhalb einer zwischen dem Trennraum (4) und der Sammelkammer (10) angeordneten, horizontalen, mit einer Zentralöffnung (13) versehenen Querwand (2) befinden und die sich mit ihren oberen Rändern bis zu dieser Querwand (2) und konzentrisch zur Zentralöffnung (13) Jerselben erstrecken und flüssigkeitsdicht zwirchen der Querwand (2) und einer in dem Gefäß angeordne" in Unterplatte (24) geklemmt sind, wobei als Ventil zum Öffnen und Schließen der Kanäle (14) eine zur vertikalen Achse der Filter (22a — e) konzentrische, um diese Achse drehbare, ringförmige Platte (17) vorgesehen ist, die Löcher (17a^ aufweist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in einem horizontalen Gefäß (1) mindestens eine die Sammelkammer (10) umgeber, de Filtereinrichtung (9') angeordnet ist, deren rohrförmige, horizontal gerichtete Einzelfilter (22a-e) an den Enden durch Platten (46, 47) geschlossen sind und daß als Ventil zum öffnen und Schließen der Kanäle (14') ein mit einer Öffnung (45) versehener Schieber (44) vorgesehen ist.