DE2914007C3

DE2914007C3 - Vorrichtung zum Trennen eines Gemisches von Flüssigkeiten verschiedener, spezifischer Gewichte, z.B. Öl und Wasser

Info

Publication number: DE2914007C3
Application number: DE2914007A
Authority: DE
Inventors: Alfonsus Antonius Deventer Geurtsen
Original assignee: Machinefabriek Geurtsen Deventer BV
Current assignee: Machinefabriek Geurtsen Deventer BV
Priority date: 1978-05-09
Filing date: 1979-04-06
Publication date: 1982-05-19
Also published as: GB2020189B; IT1124058B; DE2914007B2; DK148913B; DE2914007A1; JPS54147569A; IT7912579A0; YU40062B; DK188879A; GB2020189A; FR2425260A1; FR2425260B1; PL215415A1; NL7804982A; NO146939C; DE7910125U1; US4242209A; DK148913C; YU107579A; NO791489L

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Trennen eines Gemisches von Flüssigkeiten verschiedener, spezifischer Gewichte, insbes. öl und Wasser, mit einem geschlossenen Gefäß, das einen Trennraum, eine Oberkammer und eine zwischen dem Trennraum und der Oberkammer vertikal bewegbare Membran aufweist, ferner eine in den Trennraum mündende Leitung für die Zufuhr des Gemisches, eine ir. der Nähe des oberen Endes des Trennraums angeschlossene Leitung für die Abfuhr der leichteren Flüssigkeit, eine unterhalb des Trennraums vorhandene, mit einer Abfuhrleitung versehene Sammelkammer für die schwerere Flüssigkeit, mehrere zwischen dem Trennraum und der Sammelkammer angeordnete, fast nur dis schwerere s Flüssigkeit durchlassende Füter und eine Umlaufleitung a-fweist, die die Sammelkammer mit der Oberkammer verbindet

Eine Trennvorrichtung, ζ. B. ein ölseparator, dieser Art ist aus der deutschen Patentschrift 25 04 736 ίο bekannt

Die Trennung findet infolge des Unterschiedes der spezifischen Gewichte der Komponenten durch die Schwerkraft in vertikaler Richtung statt und verläuft optimal, wenn die Flüssigkeit sicH nahezu völlig in Ruhe is befindet Besonders dann soll die Scheidung bei fast völlige Ruhe des Gemisches geschehen, wenn die zusammensetzenden Flüssigkeiten nur einen geringen Unterschied in spezifischem Gewicht besitzen, wie dies bei einem Gemisch von Wasser und schwerem öl der Fall ist Durch das Hinein- und Herausströmen des Gemisches bzw. der getrennten Komponenten, tritt in der sich im Trennraum befindenden Flüssigkeit eine gewisse Turbulenz auf. Wird die Trennvorrichtung an Bord eines Schiffes gebraucht, so treten außerdem durch die Dünung dauernd Standänderungen der Vorrichtung auf, was die Trennung der Komponenten auch beeinträchtigt.

Die Frfindung hat die Aufgabe, die Trennung der Komponenten durch das Verhindern von Turbulenzen

Mt zu verbessern, und zur Lösung dieser Aufgabe verschafft sie eine Vorrichtung der obengenannten Art, bei der im Trennraum mindestens ein gitterförmiger Antiturbulenzkörper angeordnet ist der aus mehreren sich nebeneinander erstreckenden, hochkanten, vertika-Ie Kanäle begrenzenden Wellstreifen sowie aus einem oder mehreren sich zwischen diesen Wellstreifen erstreckenden Distanzstreifen oder Distanzdrähten besteht, wobei die Distanzstreifen sich nur über einen Teil der axialen Abmessung der Wellstreifen erstrecken.

In diesem Antiturbulenzkörper nach der Erfindung ist zwischen den vertikalen Kanälen ein gewisser horizontaler Druckausgleich dadurch möglich, daß infolge des Höhenunterschiedes der Wellstreifen und der Distanzstreifen oder Distanzdrähte die vertikalen Kanäle durch enge, freie streifenförmige Aussparungen über einen Teil ihrer Länge miteinander in Verbindung stehen. Diese freien Aussparungen besitzen einen großen Strömungswiderstand, wodurch sie nur eine geringe Strömungsgeschwindigkeit zulassen. Dadurch wird erreicht, daß die Turbulenzen wesentlich zurückgedämmt werden.

Ohne den seitlichen Druckausgleich kann es passieren, daß die Trennfläche zwischen der schwereren und der leichteren Flüssigkeit in den Kanälen sich auf verschiedenen Höhen befindet. Es können dann z. B. ein oder mehrere Kanäle ganz mit leichterer Flüssigkeit, wie öl, gefüllt sein. Bei der intermittierenden Abfuhr der getrennten Flüssigkeiten kann es dann geschehen, daß die sich in den betreffenden Kanälen befindende leichtere Flüssigkeit gezwungen wird, nach unten zu bewegen, was eine unerwünschte Mischung mit reiner schwerer Flüssigkeit zur Folge haben kann. Durch die horizontale Strömungsmöglichkeit ist in allen Kanälen die Konzentration auf jeder Höhe gleich.

Der scheibenförmige Antiturbulenzkörper kann aus mindestens einem einzigen spiralförmig gewickelten Wellstreifen und mindestens zwei in der axialen Richtung dieses Wellstreifens voneinander entfernt

liegenden, spiralförmig gewickelten Distanzstreifen oder Distanzdrähten bestehen.

Zum Erhalten einer starken Konstruktion des Antiturbuienzkörpers können die Distanzstreifen oder -Drähte sich an den Stirnflächen des Wellstreifens oder der Wellstreifen entlang erstrecken und örtlich an diesen Flächen festgeschweißt sein.

Damit das Gemisch nahezu ohne Turbulenzen in den Trennraum hineingeführt werde, kann der Trennraum von einer ringförmigen Kammer umgeben sein, die einerseits an die Gemischzufuhrleitung angeschlossen ist, andererseits nur in der Nähe seines oberen Endes und in der Nähe seines unteren Endes durch mehrere sich am Umfang der Wand des Trennraumes befindende Löcher hindurch mit diesem Raum in Verbindung steht, und der Antiturbulenzkörper kann sich dann zwischen der oberen und der unteren Reihe der Löcher der Wand befinden.

Die Erfindung wird an Hand der Zeichnung in der nachfolgenden Beschreibung eines Ausiuhrungsbeispietes näher erläutert werden, in der Zeichnung ist

F i g. 1 ein vertikaler Schnitt einer Trennvorrichtung mit einem Antiturbulenzkörper nach der Erfindung;

F i g. 2 ein Axialschnitt des Antiturbuienzkörpers der einen Teil der Trennvorrichtung nach F i g. 1 bildet und in der Nähe seiner beiden Stirnflächen Distanzstreifen aufweist;

Fig.3 ein horizontaler Querschnitt des Antiturbuienzkörpers nach der Linie III-III der F i g. 2;

F i g. 4 ein der F i g. 2 entsprechender Teilschnitt eines iü Distanzdrähte aufweisenden Antiiurbulenzkörpers.

In der Zeichnung ist 1 ein geschlossenes Gefäß mit einem lösbaren Boden 2 und einer lösbaren oberen Wand 3. Der Boden 2 und die obere Wand 3 sind durch Flansche 4, 5 mit den an den Enden der Zylinderwand » des Gefäßes 1 angeordneten Flanschen 6,7 verbunden.

Zwischen den Flanschen 5 und 7 ist eine Membran 8 aus schlaff biegsamen Material geklemmt, die eine Oberkammer 9 im Gefäß flüssigkeitsdicht von einem Trennraum 10 trennt Auf der Membran 8 ist eine sich w bis nahe der Gefäßwand erstreckende steife Platte 11 angebracht, die nur in einem kleinen zentralen Teil mit der Membran verbunden ist. Zu diesem Zweck ist die Membran zwischen der Platte 11 und einer Platte 12 verhältnismäßig kleinen Durchmessers geklemmt. Die « Platte 11 ist in der Mitte mit ösen 13 versehen und durch diese drehbar mit einer Gelenkstange 14 verbunden. Diese Gelenkstange ist mit seinem oberen Ende drehbar mit einem nahezu horizontalen Schwenkarm 15 gekuppelt, der an einer sich flüssigkeitsdicht durch die so obere Wand 3 hindurch erstreckenden, drehbaren, horizontalen Welle 16 für die Steuerung des Prozesses oder die Signalierung eines bestimmten Zustandes im Trennraum befestigt ist

Unterhalb des Trennraumes 10 befindet sich ein Raum mit mehreren konzentrischen Filtertüchern 17, die zwischen dem Trennraum 10 und einer Sammelkammer 18 angeordnet sind.

Um den Trennraum 10 ist eine ringförmige Kammer 19 angebracht, in die eine Leitung 20 für die Zufuhr des zu scheidenden Gemisches, z. B. eines Gemisches aus öl und Wasser, mündet Die Kammer 19 steht durch in der Nähe ihrer oberen Ende und in der Nähe ihrer unteren Ende über den Umfang der Wand des Trennraumes 10 verteilt angeordnete Löcher 21 hindurch mit dem Trennraum in Verbindung. Durch diese Anordnung wird eine ruhige Einströmung des zu scheidenden Gemisches erreicht Die Einfuhr findet über den ganzen Umfang verteilt statt so daß keine hohe örtliche Strömungsgeschwindigkeiten auftreten können.

Zwischen der oberen und der unteren Reihe der Löcher befindet sich im Trennraum 10 ein Antiturbulenzkörper 22, der an Hard der Fig.2—4 näher erläutert werden wird. Diese Stelle des Antiturbuienzkörpers hat den Vorteil, daß die weniger effektive Entmischung in diesem Körper infolge des darin vorhandenen größeren Widerstandes völlig durch die Trennung ausgeglichen wird, die bereits in der ringförmigen Zufuhrkammer 19 stattfindet Der Antiturbulenzkörper ist mittels Befestigungsorgane 23 mit der Wand des Trennraumes 10 verbunden. An den Trennraum 10 ist eine Abfuhrleitung 24 für die leichtere Flüssigkeit z- B. Öl, angeschlossen. Die Einströmungsöffnung der Abfuhrleitung 24 befindet sich gerade unterhalb der niedrigsten Stellung der Membran 8. Eine Abfuhrleitung 25 für die schwerere Flüssigkeit z. B. Wasser, des Gemisches ist an die Sammeikammer 18 angeschlossen. Die Filter lassen fast nur die schwerere Flüssigkeil zur Sammelkammer 18 durch. Durch eine Umlaufleitung 26 steht die Sammelkammer 18 in offener Verbindung mit der Oberkammer 9. Der niedrigste Punkt des Bodens 2 des Gefäßes ist mit einer Leitung 27 für die Schlickabfuhr versehen. Diese Schlickabfuhrleitung ist normaliter geschlossen (nicht dargestellt).

Bevor die Trennung eines z. B. aus Wasser und öl bestehenden Gemisches anfängt wird das Entlüftungsventil 28 eine kurze Zeit geöffnet und das Gefäß 1, 2,3 wird z. B. durch die Wasserabfuhrleitung 25 hindurch völlig mit Wasser gefüllt. Wenn das Gefäß ganz voll mit Wasser ist, so wird, während die ölabfuhrleitung 24 geschlossen gehalten wird, das zu scheidende Gemisch durch die Leitung 20 hindurch zugeführt und die Leitung für die Wasserabfuhr wird geöffnet. Die zwei Komponenten des Gemisches werden im Trennraum 10 voneinander getrennt Das öl gelangt unter die Membran 8, während das Wasser durch die Filter 17 hindurch in die Sammelkammer 18 gelangt und daraus durch die Leitung 25 hindurch abgelassen wird.

Hat sich unter der Membran eine ölschicht bestimmter Dicke gebildet, so wird die Membran durch das leichtere öl nach oben gedrückt und die Welle 16 wird über die mechanischen Kupplungsteile 11, 13, 14, 15 um einen gewissen Winkel gedreht. Durch diese Drehung der Welle 16 kann eine Signaleinrichtung in Wirkung gesetzt werden, wodurch man gewarnt wird, daß öl aus dem Trennraum 10 durch die Leitung 24 hindurch abgelassen werden muß. Die Welle 16 kann auch unmittelbar auf das normaliter geschlossene Ventil (nicht gezeichnet) in der Leitung 24 wirken und während der Bewegung der Membran nach oben dieses Ventil öffnen.

Wenn eine bestimmte ölmenge aus dem Trennraum 10 abgeführt worden ist, so wird die ölabfuhrleitung 24 entweder von Hand oder automatisch wieder geschlossen, so daß der Zyklus wieder anfangen kann. Die Regelung, die von der Auf- und Abbewegung der Membran die Folge ist, ist sehr stabil und läßt sich genau einstellen, da das Wasser in der Oberkammer 9, dem Umlaufkanal 26 und der Sammelkammer 18 rein bleibt und daher ein konstantes spezifisches Gewicht hat

F i g. 2 zeigt einen Axialschnitt des scheibenförmigen Antiturbuienzkörpers 22 nach F i g. 1. Dieser Antiturbulenzkörper ist in der Nähe seiner Stirnflächen mit Distanzstreifen 29 versehen.

Wie aus F i g. 3 hervorgeht, bildet der Wellstreifen 30 zusammen mit jedem Distanzstreifen 29 mehrere über

den ganzen Querschnitt verteilte vertikale Kanäle, durch welche die Flüssigkeit sich nur in vertikaler Richtung hindurch bewegen kann.

Die Distanzstreifen 29 erstrecken sich zusammen nur über einen Teil der axialen Abmessung des Antiturbulenzkörpers, so daß im übrigen axialen Teil dieses Körpers die Kanäle nicht völlig voneinander getrennt sind und dadurch eine gewisse seitliche Flüssigkeitsbewegung möglich ist.

Der Antiturbulenzkörper besitzt ein zentrales axiales

Loch 31 zum Durchlassen der ölabfuhrleitung 24. Der Durchmesser des Antiturbulenzkörpers ist ein wenig kleiner als der Innendurchmesser des Trennraumes 10.

Fig.4 zeigt ein anderes Ausführungsbeispiel des Antiturbulenzkörpers. Darin wird der Abstand zwischen den einander nachfolgenden Wellstreifenschichten nicht durch Distanzstreifen, sondern durch Distanzdrähte 32 aufrechterhalten. Diese Drähte können wie ein Drahtgeflecht ausgeführt sein.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zum Trennen eines Gemisches von Flüssigkeiten verschiedener spezifischer Gewichte, insbes. öl und Wasser, mit einem geschlossenen Gefäß, das einen Trennraum, eine Oberkammer und eine zwischen dem Trennraum und der Oberkammer vertikal bewegbare Membran aufweist, ferner eine in den Trennraum mündende Leitung für die Zufuhr des Gemisches, eine in der Nähe des oberen Endes des Trennraums angeschlossene Leitung für die Abfuhr der leichteren Flüssigkeit, eine unterhalb des Trennraums vorhandene, mit einer Abfuhrleitung versehene Sammelkammer für die schwerere Flüssigkeit, mehrere zwischen dem Trennraum und der Sammeikammer angeordnete, fast nur die schwerere Flüssigkeit durchlassende Filter und eine Umlaufleitung aufweist, die die Sammelkammer mit der Oberkammer verbindet, dadurch gekennzeichnet, daß im Trennraum (10) mindestens ein gitterförmiger AntiturbuJenzkörper (22) angeordnet ist, der aus mehreren sich nebeneinander erstreckenden, hochkanten, vertikale Kanäle begrenzenden Wellstreifen (30) sowie aus einem oder mehreren sich zwischen diesen Wellstreifen (30) erstreckenden Distanzstreifen (29) oder Distanzdrähten (32) besteht, wobei die Distanzstreifen (29) sich nur über einen Teil der axialen Abmessung der Wellstreifen (30) erstrecken.

2. Trennvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der scheibenförmige Antiturbulenzkörper (22) aus mindestens einem einzigen spiralförmig gewickelten Wellstreifen (30) und mindestens zwei in der axialen Richtung dieses Wellstreifens (30) voneinander entfernt liegenden, spiralförmig gewickelten Distanzstreifen (29) oder Distanzdrähten (32) besteht.

3. Trennvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Distanzstreifen (29) oder -Drähte (32) sich an den Stirnflächen des Wellstreifens (30) oder der Wellstreifen entlang erstrecken und örtlich an diesen Flächen festgeschweißt sind.

4. Trennvorrichtung nach Anspruch 1 —3, dadurch gekennzeichnet, daß der Trennraum (10) von einer ringförmigen Kammer (19) umgeben ist, die einerseits an die Gemischzufuhrleitung (20) angeschlossen ist, andererseits nur in der Nähe seines oberen Endes und in der Nähe seines unteren Endes durch mehrere sich am Umfang der Wand (1) des Trennraums (10) befindende Löcher (21) hindurch mit diesem Raum (10) in Verbindung steht, und daß der Antiturbulenzkörper (22) sich zwischen der oberen und der unteren Reihe der Löcher (21) der Wand (1) befindet.