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Bezeichnunc: Einrichtung zum Reinigen einer mit einer leichteren Flüssigkeit
verunreiniqten Flüssigkeit.
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Gegenstand der Erfindung ist eine Einrichtung zum Reinigen einer mit
einer leichteren Flüssigkeit verunreiniaten Flüssigkeit mit einer Abscheidekammer,
durch die die zu reinigende Flüssigkeit fließt und in der sich die leichtere Flüssigkeit
infolge der geringeren Dichte auf der schwereren absetzt, und einem Einlauf, über
den die zu reinigende Flüssigkeit am Flüssigkeitsspiegel entnommen und mittels einer
Fordereinrichtung in die Abscheidekammer geleitet wird.
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Bei derartigen bekannten Einrichtungen ist die Abscheidekammer als
vom Flüssigkeitsspiegel der zu reinigenden Fltssiqkeit
unabhangiaer
überlau£behälter ausgebildet. Da der Flüssigkeitsspiegel des tlberlaufbehälters
über dem Flüssigkeitsspiegel der zu reinigenden Flüssigkeit liegt, muß die Fördereinrichtung
zum überwinden des Niveauunterschiedes vor der Abscheikammer liegen. Der Niveauunterschied
kann unter Umständen beträchtlich sein, so daß die Pumpe, in der Regel eine Kreiselpumpe,
die Flüssigkeit vor der AMscheidekammer nochmals kräftig durchwirbelt. Dieses Durchwirbeln
verzögert in der Abscheidekammer den AMscheidevorranq beträchtlich. Man ist deshalb
gezwungen, die Abscheidekammer sehr groß zu dimensionieren, wenn man einen zufriedenstellenden
Abscheidegrad erzielen will.
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Des weiteren sind die bekannten Abscheidekammern strömungsungünstig
ausgebildet. Um die Verweilzeiten in der Abscheidekammer zu erhöhen, hat man Schikanen
und Umlenkbleche vorgesehen. Der Effekt ist jedoch gering, weil infolge schroffer
Umlenkungen und Querschnittsveränderungen Ablösungen und Wirbel entstehen, die das
Abscheiden der leichteren Flüssigkeit erschweren Die bekannten Einrichtungen sind
in der Regel ortsfest in einem anderen Behälter ausgebildet, Sie sind daher nur
bedingt transportabel und somit nicht für einen ortsunqebundenen Einsatz verwendbar.
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Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die geschilderten
Mängel der bekannten Einrichtung zu vermeiden und eine Einrichtung zu schaffen,
die in der Funktion verbessert und gleichzeitig baulich vereinfacht sowieuniverseller
einsetzbar ist.
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Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß die Abscheidekammer,
mit der zu reinigenden Flüssigkeit kommuniziert und soweit unter deren Oberfläche
gelegt ist, daß eine aus der abgeschiedenen leichteren Flüssigkeit gebildete und
auf der Abscheideebene basierende Flüssigkeitssäule den Flüssigkeitsspiegel der
zu reinigenden Flüssigkeit wesentlich übersteigt und unterhalb der maximalen Übersteighöhe,
jedoch über dem Flüssigkeitsspiegel der zu reinigenden Flüssigkeit, in der die Flüssigkeitssäule
aufnehmenden Leitung ein Überlauf angebracht ist, über den nur die abgetrennte leichtere
Flüssigkeit abfließt. Diese erfindungsgemäße Ausbildung erlaubt es, den Druck in
der Abscheidekammer weitgehend dem Druck der zu reinigenden Flüssigkeit anzupassen.
Die Fördereinrichtunaldie die zu reinigende Flüssigkeit in die Abscheidekammer bringen
muß, hat daher kein Druckaefälle zu überwinden. Sie muß lediglich die Flüssigkeit
durch die Abscheidekammer bewegen, wozu nur sehr wenig Energie benötigt wird. Die
Flüssigkeit wird, selbst wenn die Pumpe vor der Abscheidekammer angeordnet ist,
nur sehr wenig verwirbelt, so daß die Abscheidekammer mit einem sehr guten Wirkungsgrad
arbeitet. Dadurch, daß die Abscheidekammer soweit unter dem Flüssigkeitsspiegel
gelegt ist, daß die aus der abgeschiedenen leichteren Phase gebildete Flüssigkeitssäule
den Flüssigkeitsspiegel der zu reinigenden Flüssigkeit wesentlich übersteigt, ist
außerdem gewährleistet, daß über den ueberlauf der Flüssigkeitssäule aufnehmenden
Leitung nur abgetrennte leichtere Flüssigkeit abfließt. Die Trennung der Flüssigkeiten.ist
eindeutig, da die zu reinigende schwere Flüssigkeit nicht bis zum Überlauf aufsteigen
kann, auch nicht bei Stillstand oder Anfahren der Einrichtung. Vorzugsweise ist
die die Flüssigkeitssäule aufnehmende Leitung ein Schlauch, der unterhalb der maximalen
Flüssigkeitssäulenhöhe als überlauf einen Scheitelpunkt bildet und an diesem auf
dem Flüssigkeitsspiegel der zu reinigenden Flüssigkeit schwimmt.
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Der Scheitelpunkt kann auf einfache Weise durch Anbringen eines Schwimmkörpers
an dem Schlauch erfolgen.
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Da bei der erfinduncrsaemäßen Einrichtung die Fördereinrichtung nur
zum Bewegen der Flüssigkeit gebraucht wird, kann die Fördereinrichtung auch im Abfluß
der gereinigten schwereren Flüssigkeit aus der Abscheidekarniner angeordnet sein.
Diese Anordnung hat den außerordentlichen Vorteil, daß durch die Fördereinrichtung
vor der Abscheidekammer keinerlei Verwirbelunaen verursacht werden, wodurch der
Abscheidegrad ganz wesentlich verbessert wird.
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Außerdem hat diese Ausbildung den großen Vorteil, daß man von der
Art der Fördereinrichtung unabhängig ist, so kann ohne weiteres als Fördereinrichtung
ein billiges Kreiselpumpenlaufrad dienen, dessen Verwendung vor der Abscheidekammer
so gut wie unmöglich war. Die Fordereinrichtung kann jedoch auch ein Steigrohr sein,
in das Luft eingeblasen wird, wobei die aufsteigenden Luftblasen eine Hebewirkung
ausüben. Letztere Anordnung ist besonders billig, wennpreßluft zur Verfügung steht
und wenn die Finrichtuna explossionssicher ausgeführt sein muß.
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Vorzugsweise ist die Abscheidekammer als ein diffusorartiger Paum
ausaebildet, denn durch die stetige fluerschnittserweiterung wird bei nicht zu groß
aewähltem Winkel in der Abscheidekammer eine allmäliche Verzögerung der einlaufenden,
zu reinigenden Flüssigkeit ohne Ausbildung von Verwirbelungen und Umlenkungen erreicht.
Der Abscheidegrad einer solchen Abscheidekammer ist besonders gut.
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Die erfindungsgemäße Einrichtung läßt eine gedrungene Bauweise zu.
Für einen beweglichen Einsatz können die
Abscheidekammer, die Fördereinrichtuna
und der Einlauf zu einer Baueinheit zusammengefaßt und in der zu reinigenden Flüssigkeit
schwimmend angeordnet sein. Die Einrichtung kann jedoch auch so ausgebildet sein,
daß die Abscheidekammer stehend anbeordnet und nur der Einlauf und die die Flüssigkeitssäule
aufnehmende Leitung in der zu reiniaenden Flüssigkeit schwimmend ausgebildet sind.
Diese Anordnuna wird dann zu bevorzugen sein, wenn der Flfissigkeitsspiegel der
zu reinigenden Flüssigkeit stark bewegt ist.
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In der Zeichnuna sind Ausffihrunasheisciele der erfindungsgemäßen
Einrichtunc dargestellt.
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Figur t zeigt in schematischer Darstellung eine erfindungsgemäße Einrichtuna,
die stehend auf dem Boden eines Behälters einaesetzt ist.
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Figur 2 zeigt schematisch eine andere Ausführung die schwimmend in
einem Behälter angeordnet ist.
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Figur 3 zeigt wieder eine andere Ausführunq, die stehend in einem
Behälter angeordnet ist.
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Figuren 4 u. 5 zeigen weitere Anordnungen der erfindungsgemäßen Einrichtung.
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Bei der Ausführung gemäß Figur 1 saugt eine Pumpe 1 über einen Einlauf
2 nahe der Oberfläche 3 verunreinigte Flüssigkeit an und fördert sie in eine Abscheidekammer
4. Diese Abscheidekammer 4 besteht im wesentlichen aus einem
Diffusor
5, in welchem die zu reinigende Flüssigkeit verzdqert wird. In der Fbscheidekammer
setzt sich die spezifisch leichtere Flüssigkeit an der Oberseite ab, sammelt sich
hier und bildet in der Leitung 6 eine Flüssigkeitssäule, die infolge des geringeren
spezifischen Gewichtes um das Maß# A h den Flüssigkeitsspiegel 3 übersteigt. Das
Maß A h berechnet sich nach der Formel
In dieser Gleichung bedeutet: h1 = Lage der Obscheideebene unter dem Flüssigkeitsspiegel.
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T 1 = spezifisches Gewicht der zu reinigenden schwereren Flüssigkeit.
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γ 2 = spezifisches Gewicht der abzutrennenden leichteren Flüssigkeit.
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Die Abscheidekammer 4 kommuniziert über das offene Ende mit der zu
reinigenden Flüssigkeit, so daß praktisch in der Abscheidekammer dasselbe Druckniveau
vorliegt wie in der die Abscheidekammer umgebende Flüssigkeit. Die minimale Geschwindigkeitsdruckhöhe,
die aus dem Durchfließen der Flüssigkeit durch die Abscheidekammer resultiert, kann
praktisch vernachlässigt werden. In der Leitung 6 ist oberhalb
dem
Flüssigkeitsspienel, jedoch innerhalb des Maßes a h ein ueberlauf 7 vorhanden, über
den die abgetrennte leichtere Flüssigkeit durch eine Leitung 8 in einen danebenstehenden
Aufanahehälter 9 abfließen kann. Dieses Abfließen erfolgt kontinuierlich, wenn die
Pumpe 1 in Betrieb ist und mit leichterer Flüssigkeit verunreinigte Flüssigkeit
in die Abscheidekammer fordert. Durch den oberhalb dem Flüssigkeitsspiegel 3 liegenden
ueberlauf ist jederzeit gewährleistet, daß nur die leichtere Flüssigkeit abläuft,
denn die schwerere Flüssigkeit kann niemals über den Flüssiakeitsspiegel 3 ansteigen.
Damit der Flüssigkeitsspiegel 3 konstant gehalten wird, ist der die Einrichtung
umgebende Behälter 10 mit einem fTberlauf 11 versehen.
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Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Figur 2 ist die Abscheidekammer
4 an Schwimmern 12 und 13 hängend im Behälter schwimmend angeordnet. Weiter ist
der im Steiarohr 6 angebrachte tiberlauf 7 mit einer elastischen Schlauchleitung
14 verbunden, die unterhalb dem Flüssigkeitsspiegel aus dem Behälter geführt ist,
so daß die ausgeschiedene leichtere Flüssiakeit in einem daneben stehenden Gefäß
15 aufgefangen werden kann. Durch die schwimmende Anordnung der gesamten Einrichtung
und durch das Vorhandensein der elastischen Schlauchleitung 14 kann die Einrichtung
Schwankungen des Flüssigkeitsspiegels 16 folgen, so daß eine Überlaufeinrichtung
an dem Behälter 17 nicht benötigt wird. Abweichend zu dem Ausführungsbeispiel gemäß
Figur 1 ist weiter die Fördereinrichtung 18 im Abflußbereich der gereinigten schwereren
Flüssigkeit aus der Abscheidekammer angeordnet. Verwirbelungen der zu reinigenden
Flüssigkeit vor der Abscheidekammer durch die Fördereinrichtung werden dadurch vermieden.
Die Fördereinrichtung 18 wird durch einen oberhalb dem Flüssigkeitsspiegel liegenden
Motor 19 angetrieben.
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Bei dem usführunqsbeispiel gemaß Figur 3 ist die Abscheidekammer 4
stehend im Behälter 20 angeordnet. Der Einlauf 21 ist mit einem Schwimmer 22 versehen,
der die Einlauföffnung dicht unterhalb dem Flüssigkeitsspiegel 23 hält.
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Die Verbindung vom Einlauf und Abscheidekammer erfolgt über einen
elastischen Schlauch 24, wodurch der Einlauf den Schwankungen des Flüssigkeitsspiegels
folgen kann.
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Die die Flüssigkeitssäule der abgeschiedenen leichteren Flüssigkeit
aufnehmende Leitung 25 ist ebenfalls als elastischer Schlauch ausgebildet, bei dem
durch Unterlesen eines Schwimmers 26 als ttherlauf ein Scheitelpunkt gebildet wird.
Die Leitung 25 ist unterhalb dem Flüssigkeitsspiegel aus dem Behälter geführt, wobei
die abgetrennte Flüssigkeit wie bei dem Ausffihrungsbeispiel gemäß Figur 2 in ein
Aúffanqgefäß 15 fließt. Um in der Schlauchleitung eine Heberwirkung zu vermeiden,
die ein Leerlaufen des Behälters zur Folge haben könnte, ist oberhalb dem Scheitelpunkt
in der Leitung 25 ein Belüftungsstutzen 27 vorgesehen, der jedoch mindestens um
das Maß a h den Flüssigkeitsspiegel iiberstehen sollte.
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Bei diesem Ausführungsbeispiel besteht die Fördereinrichtung aus einem
Steigrohr 28 in das über eine Leitung 29 Luft eingeleitet wird. Die aufsteigenden
Luftblasen bewirken in dem Steigrohr eine Hebewirkung, die den gewünschten Flüssigkeitsstrom
zustande kommen läßt.
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Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß 4 ist die Abscheidekammer 4 fest
in einem Behälter 30 eingebaut. Die Fördereinrichtung 31, beispielsweise eine Umwälzpumpe,
ist dagegen ausserhalb diesem Behälter installiert. Der Einlauf und die Ableitung
der abgeschiedenen leichteren Flüssigkeit erfolgt entsprechend dem Ausführungsbeispiel
gemäß Figur 3. Die Ausführung hat den Vorteil, daß die Pumpe,
die
das einzige Verschleißteil darstellt, jederzeit zugänglich ist und bei Vorhandensein
von Absperrventilen 32 jederzeit ausgebaut werden kann, ohne daß die gesaite Finrichtung
aus dem Behälter genommen werden muß.
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Das Ausführungsbeispiel gemäß Figur 5 zeigt eine Pusführung, die vorzuasweise
hei großen Behältertiefen und gleichzeitig stark schwankendem Flüssigkeitsspiegel
anwendbar ist. Die Abscheidekammer 4 ist im Behälter 33 stehend angeordnet, die
Fördereinrichtung 34, der Einlauf 35 und die Schlauchleitung 36 zum Ableiten der
leichteren Flüssigkeit sind hier zu einer schwimmenden Einheit zusammenqefaßt, die
Pumpe 34 saugt dabei über eine weitere Schlauchleitung 37 aus der Abscheidekammer
4 an. Die abgeschiedene leichtere Flüssigkeit wird in einen Sammelbe hälter 38 eingeleitet.