DE4324770A1 - Vorrichtung zur Trennung von Flüssigkeitsgemischen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Trennung von Flüssigkeitsgemischen oder -dispersionen mit Komponenten unterschiedlicher Dichte, insbesondere zur Trennung eines Öl-/Waser-Gemisches.

In der Praxis wird die Separierung von Öl-Flüssigkeits­ gemischen in die Einzelkomponenten weiterhin zunehmen, da die Ölbeseitigung erhebliche finanzielle Aufwendungen fordert, die sich nach der Menge der zu beseitigenden Flüssigkeit richten. Wird der Sondermüll praktisch nur auf Ölgehalte beschränkt, lassen sich die Kosten erheb­ lich minimieren. Weiterhin sind Vorrichtungen zur Tren­ nung von Öl-/Wasser-Gemischen zur Gewässerreinigung, bei­ spielsweise bei Tankerunfällen, aber auch auf kleineren Seen oder Flüssen einsetzbar.

Zum Separieren eines in Menge und Mischungsverhältnis schwankenden Gemisches aus Wasser und Öl mit einem dem Wasser gegenüber geringeren spezifischen Gewicht sind ver­ schiedene Verfahren und Vorrichtungen entwickelt worden. Bei einem bekannten Verfahren gemäß der FR 2 376 081 werden Öl/Wassergemische in einen geschlossenen Behälter eingepumpt. Auf dem Flüssigkeitsspiegel schwimmt ein Trich­ ter, der mittels Schwimmer auf der Flüssigkeitsoberfläche gehalten wird. Das stabförmige Abflußrohr des Trichters mündet in einen weiteren Behälter und ist in einem im oberen Bereich dieses Behälters ausgebildeten Stutzen gleitend geführt. Über den Trichter fließt das Öl nach unten in diesen weiteren Behälter und von diesem zu einem Auslaß, der am Boden des den Trichter aufnehmenden Be­ hälters angeordnet ist. Das Wasser des diesen Behälter zu­ geführten Öl/Wassergemisches wird ebenfalls im bodenseitigen Bereich des Behälters abgesogen. Die Höhe des Trichters wird durch die Menge an Öl in dem zweiten Behälter und die Höhe des Flüssigkeitsspiegels im ersten Behälter bestimmt. Auch wenn bei diesem Verfahren Öl und Wasser nach erfolgter Trennung abgesogen werden, wird jedoch in keiner Weise die Absaugung durch ein Steuerverfahren unterbrochen, wenn die Menge an Öl und die Menge an Wasser einen vorgegebenen Mindestwert unterschreiten. Da die eigentliche Separations­ einrichtung feststehend im Innenraum des Behälters ange­ ordnet ist, kann die Separationseinrichtung nicht unter­ schiedlichen Höhenlagen eines Flüssigkeitsspiegels im Innenraum des Behälters folgen, so daß nicht vermieden werden kann, daß in den auf dem Flüssigkeitsspiegel schwim­ menden Trichter nicht nur Öl, sondern auch Wasser mit ein­ fließt. Hinzu kommt, daß diese Separationseinrichtung nicht so ausgebildet ist, daß das Öl von dieser selbst abgesogen und abgeleitet wird, sondern das Öl sammelt sich im Innen­ raum des zweiten Behälters und wird dann von diesem abge­ sogen. Hinzu kommt, daß bei dieser Separationseinrichtung keine untere Begrenzung eines Flüssigkeitsstandes über Steuervorrichtungen oder Meßvorrichtungen erfaßt wird, denn wenn der Flüssigkeitsspiegel in dem ersten Behälter unter­ halb des Spiegels des zweiten Behälters abgesenkt wird, wird über die Wasserabzugsleitung nicht nur Wasser, sondern noch vorhandenes Öl/Wassergemisch oder Öl abgesogen.

Nach der US 3,849,285 ist eine Öl/Wasserseparierungsvor­ richtung bekannt, die aus einem Behälter mit Einlässen und Auslässen besteht, dem vermittels einer Pumpe Öl/Wasser­ gemische zugeführt werden. In dem Innenraum dieses Behälters sind senkrecht stehende Trennwände angeordnet, und zwar der­ art, daß das eingepumpte Öl/Wassergemisch mehrfach umgelenkt wird, so daß aufgrund dieser Umlenkung eine Trennung von Öl und Wasser derart erfolgt, daß in der Kammer, in der dann Öl und Wasser abgesogen werden, eine Anreicherung des Öls an der Flüssigkeitsoberfläche erfolgt. Bei dieser Separationsvor­ richtung sind keine gesteuerten Absaugungsvorgänge in Ab­ hängigkeit stark schwankender Mengen an verschmutztem Wasser mit unterschiedlichen Ölgehalten vorgesehen.

Diese Öl/Wasserseparierungsvorrichtungen sind insbesondere dort einsetzbar, wo durch Unfälle von Tankern oder Ölanla­ gen auf See, Flüssen oder Binnengewässern Öl ausläuft, das sich als großflächiger Ölteppich ausbreitet, der mög­ lichst schnell beseitigt werden muß, um Umweltschäden zu vermeiden. Für das Separieren kleinerer Mengen von Öl/ Wassergemischen sind diese bekannten Öl/Wasserseparierungs­ vorrichtungen nicht geeignet und auch nicht wirtschaftlich einsetzbar.

Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die eingangs ge­ nannte Vorrichtung dahingehend zu verbessern, daß ohne großen konstruktiven Aufwand eine zuverlässige Trennung des spezifisch schwereren Stoffes von dem leichteren Stoff möglich ist. Die Vorrichtung soll eine kompakte Bauweise ohne großen steuerungstechnischen Aufwand besitzen, gut handhabbar sein und auch dort eingesetzt werden kann, wo große Druckhöhen gefordert werden.

Diese Aufgabe wird durch die in den Ansprüchen 1 und 2 ge­ kennzeichneten Merkmalen gelöst.

Nach der ersten Lösung besteht die Erfindung darin, daß in einem waagerecht angeordneten zylindrischen Rohr die Trenn­ wand senkrecht angeordnet ist und in ihrem oberen Bereich eine Überlauföffnung aufweist, daß beidseitig der Trennwand eine bis zur Rohrinnenwand reichende Förderschnecke ange­ ordnet ist und daß das Rohr sowohl an der Flüssigkeitseinlaß­ seite eine stirnseitige Öffnung und im Bodenbereich eine unterhalb der Flüssigkeitsoberfläche liegende Öffnung zum Ablauf der spezifisch schwereren Flüssigkeit aufweist als auch im oberen Bereich des der Flüssigkeitseinlaßseite ab­ gewandten Bereiches eine Austrittsöffnung für den spezifisch leichteren Stoff aufweist. Die Vorteile und die Wirkungsweise dieser Vorrichtung werden anhand der Trennung eines Öl/Wasser­ gemisches erläutert. Das Grundprinzip der Arbeitsweise der Vorrichtung beruht auf der Adhäsionsfähigkeit des Öles an der Oberfläche einer Förderschnecke. Die Förderschnecke transportiert das Öl in Richtung der Trennwand, wo es über die dortige Öffnung in einen zweiten Rohrteil gelangt, wo es als reines Ölsubstrat gesammelt werden kann. Das Wasser hingegen wird im Bodenbereich durch dortige Öffnungen aus dem Rohr herausgepreßt.

Die zweite Lösung besteht darin, daß die Vorrichtung aus einem durch eine Trennscheibe in zwei Kammern aufgeteilten Behälter besteht, wobei die Trennscheibe eine Öffnung zum Durchlaß nur einer Komponente aufweist, wobei der Behälter von einem waagerecht angeordneten zylindrischen Rohr ge­ bildet ist, in dem die Trennscheibe senkrecht angeordnet ist, die in ihrem oberen Bereich eine Überlauföffnung auf­ weist, und daß auf der einen Seite der Trennscheibe eine bis zur Rohrinnenwand reichende Förderschnecke und auf der anderen Seite der Trennscheibe ein Impeller mit einem seit­ lichen Eintritt (Saugseite) und einem nach oben oder nach unten gerichteten Austritt (Druckseite) angeordnet sind, wobei das Rohr an der Flüssigkeitseinlaßseite eine stirn­ seitige Öffnung und im Bodenbereich sowie im Bereich der Förderschnecke eine unterhalb der Flüssigkeitsoberfläche liegende Öffnung zum Ablauf der spezifisch schwereren Flüssigkeit sowie im Bereich des Impellers im oberen oder unteren Wandbereich des Rohres eine Austrittsöffnung für die spezifisch leichtere Komponente aufweist.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.

So ist die Förderschnecke bei der Ausführungsform ohne Impeller vorzugsweise einstückig ausgebildet und die Trennwand durchragend angeordnet. Diese Maßnahme er­ möglicht den Antrieb der Förderschnecke in beiden Kam­ mern durch eine Antriebseinheit, ohne daß zusätzliche Kupplungen oder Getriebe erforderlich werden.

Um möglichst ohne Pumpvorrichtung auskommen zu können, ist das Rohr auf der Auslaßseite jenseits der Trenn­ scheibe als Hochdruckteil ausgebildet, was konstruktiv dadurch realisiert wird, daß die Förderschnecke auf der Einlaßseite ein größeres Schneckengewinde als an der Auslaßseite aufweist. Bevorzugt ist die Schneckenge­ windesteigung sowohl im Einlaßbereich auf der ersten Sei­ te der Trennscheibe als auch im Auslaßbereich auf der gegenüberliegenden Seite der Trennscheibe zum Ausgang hin kontinuierlich abnehmend. Zur Schaffung eines Hoch­ druckbereiches jenseits der Trennscheibe ist die Schneckenwindung auf der Austrittsseite um mindestens ein Verhältnis 1 : 2 dichter aufeinanderfolgend angeordnet.

Je nach der Differenz der Dichten der zu trennenden Flüs­ sigkeiten, insbesondere bei einem Öl/Wassergemisch, empfiehlt es sich, daß die stirnseitige Öffnung des Rohres auf der Flüssigkeitseinlaßseite in eine mantelseitige Rohr­ öffnung übergeht, die sich über einen Teil der Längsachse und im Querschnitt gesehen über einen im unteren Rohr­ bereich liegenden Teilkreis erstreckt. Diese bodenseitige Ausnehmung des Rohres nutzt die Tatsache aus, daß die spezifisch leichtere Flüssigkeit, wie beispielsweise das Öl, auf der spezifisch schwereren Flüssigkeit aufschwimmt, so daß ohnehin durch die Schnecke nur diese Schicht zuzüg­ lich eines anzunehmenden Durchmischungsbereiches abzu­ schöpfen ist. Da der wesentliche Anteil des Durchmischungs­ bereiches jedoch aus Wasser besteht, können diese größeren Wassermengen nach Entnahme der Öltröpfchen bodenseitig abströmen. Die Öltröpfchen haften, wie bereits oben ausge­ führt, an dem Schneckenaußenmantel. Es hat sich als aus­ reichend erwiesen, wenn der axiale Erstreckungsbereich der mantelseitigen Rohröffnung über ein Drittel bis ein Viertel der Gesamtlänge des Rohres von der Einlaßöffnung bis zur Trennscheibenebene reicht. Im Anschluß an die geführte mantelseitige Rohröffnung besitzt das Rohr vorzugsweise einen bodenseitigen Schlitz, der bis zur Trennscheibe reicht, so daß auch die noch verbleibenden, wesentlich geringeren Wassermengen nach unten abfließen können. Vorzugsweise entspricht die Schlitzbreite etwa einem Winkelmaß von bis zu 5° des Rohres.

Die Trennscheibe kann beliebig geformte Ausnehmungen, also Schlitze, Teilkreise oder ähnliches aufweisen. Bevorzugt wird eine Ausnehmung im oberen Bereich, die bis zu einem Viertelkreis beträgt.

Um einen Wasservortrieb ohne Pumpe zu ermöglichen, ist vor der stirnseitigen Öffnung bzw. ihr gegenüberliegend an der Rohreintrittsseite ein Propeller zur Flüssigkeits­ förderung angeordnet. Dieser Propeller kann mit der Schnecke einen gemeinsamen Drehantrieb aufweisen, wobei sich insbesondere anbietet, daß sie auch eine gemeinsame Welle besitzen, so daß nur diese Welle angetrieben werden muß.

Um die Oberfläche der Schnecke möglichst groß zu gestalten, kann diese Oberflächenprofilierungen aufweisen, wobei be­ vorzugt die Oberflächenprofilierungen aus radial, sich von der Antriebswelle nach außen erstreckenden Erhebungen und Vertiefungen bestehen. Dieses Wellenprofil vergrößert nicht nur die Oberfläche, sondern verhindert auch, daß bereits adhäsiv an der Schnecke anhaftendes Öl zentrifugal­ kraftbedingt radial nach außen strömt und dort möglicher­ weise wieder von der Schnecke abfällt.

Die Vorrichtung kann überall dort eingesetzt werden, wo Öl/Wassergemische anfallen, wie z. B. bei CNC-Maschinen. Um den Einsatz der Vorrichtung nicht nur auf Behälter zu beschränken, in denen Öl/Wassergemische gesammelt werden, sondern auch einen Einsatz auf einer größeren Wasserfläche zu ermöglichen, auf der Öl schwimmt, kann die Vorrichtung auch schwimmfähig gemacht werden, indem das Rohr an der Unterseite mit Schwimmern versehen ist. Wird ein Eigen­ antrieb der Vorrichtung auf dem Wasser gewünscht, können die Schwimmer mit einem solchen versehen werden, so daß auch auf dem Wasser gezielte Bewegungen der Vorrichtung möglich sind.

Bei der Ausführungsform mit einem Impeller wird die Wir­ kungsweise der Vorrichtung nämlich insofern verbessert, als sich die Wassersäule der austretenden spezifisch leichteren Flüssigkeit erhöht.

Ausführungsbeispiele der Erfinder werden nachstehend an Hand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen

Fig. 1 eine Längsschnittansicht einer Trennvorrichtung mit einer Förderschnecke mit unterschiedlich ausgebildeten Schneckengewinden,

Fig. 2a und 2b jeweils perspektivische Rohransichten von der Ober- und der Unterseite der Trennvorrichtung,

Fig. 3a eine Draufsicht auf die Stirnseite der Trennvor­ richtung, versehen mit Schwimmkörpern,

Fig. 3b und 3c jeweils perspektivische Ansichten der Trennvorrichtung nach Fig. 3a mit und ohne Eigenantrieb,

Fig. 4 eine Draufsicht auf die Förderschnecke,

Fig. 5 eine Draufsicht auf die Trennscheibe,

Fig. 6 den flüssigkeitseinlaßseitigen Bereich des die Förderschnecke aufnehmenden Behälters der Trennvorrich­ tung mit einem in einer Düse angeordneten Propeller teils in Ansicht, teils in einem senkrechten Schnitt,

Fig. 7a, 7b, 7c das Arbeitsprinzip eines Impellers,

Fig. 8 teils in Ansicht, teils in einem senkrechten Schnitt eine weitere Ausführungsform einer Trennvor­ richtung mit einer Förderschnecke und einem Impeller,

Fig. 9 teils in Ansicht, teils in einem senkrechten Schnitt den Impeller der Trennvorrichtung gemäß Fig. 8,

Fig. 10 einen senkrechten Schnitt durch den Impeller und

Fig. 11 eine weitere Ausführungsform einer Trennvorrich­ tung mit einer Förderschnecke und einem Impeller und mit einer an dem der Antriebseinrichtung abgekehrten Stirnseite vorgesehenen Flüssigkeitszufuhr,

Fig. 12 einen bekannten Impeller und

Fig. 13 den bei der Trennvorrichtung eingesetzten Im­ peller.

Die Trennvorrichtung 100 zur Ölabscheidung besteht nach einer ersten Ausführungsform im wesentlichen aus einem, den Behälter 10′ der Vorrichtung bildenden zylindrischen Rohr 10, welches eine stirnseitige Eintrittsöffnung 101 sowie eine Ölaustrittsöffnung 102 an der gegenüberliegenden Stirnseite aufweist. Im Bodenbereich besitzt das Rohr 10 weiterhin noch eine von der Stirnseite 101 axial entlang der Längsachse reichende mantelseitige Rohröffnung 103 sowie einen längsachsparallelen Längsschlitz 104. In dem Rohr 10 ist eine Schnecke 11 angeordnet, deren Welle 111 die verti­ kale Trennscheibe 12 durchragt und vermittels der das zu trennende Gemisch durch das Rohr 10 bewegt wird. Das Schneckengewinde nimmt im vor der Trennscheibe 12 liegenden Bereich 105 ebenso kontinuierlich ab wie in dem jenseits der Trennscheibe 12 liegenden Bereich 106. Allerdings voll­ zieht das Schneckengewinde unmittelbar vor der Trennscheibe 12 und im dahinterliegenden Bereich einen Sprung, weshalb die Schnecke 11 im Bereich 106 eine geringe Gewindesteigung, d. h. Schaufeln im dichten Abstand, aufweist. Vor der Ein­ trittsöffnung 101 ist ein Propeller 13 angeordnet, der auf der Welle 111 gelagert und durch den gemeinsamen Antrieb 14 bzw. 14′ antreibbar ist. Der Anbringungsort des Antriebs richtet sich im wesentlichen danach, ob die Ölabfuhrseite, das ist die rückseitige Stirnwand, frei bleiben soll oder nicht. Vermittels des Propellers 13 wird das Ansaugen und Zuführen des zu trennenden Gemisches in das Rohr 10 unter­ stützt.

Die Trennscheibe 12 besitzt eine viertelkreisgroße Aus­ nehmung 121 im oberen Bereich des Rohres 10.

Wie in Fig. 2b angedeutet, kann die Ausnehmung 103 gemäß Fig. 2a auch fortgelassen werden, wenn der Wasseranteil an dem Flüssigkeitsgemisch aus Öl und Wasser gering ist und der Schlitz 104 zur Wasserabfuhr ausreicht.

Entsprechend der Darstellung in Fig. 4 kann die Schnecke auch Oberflächenprofilierungen 112 in Form von wellen­ förmigen Erhebungen und Vertiefungen aufweisen, die ra­ dial von innen nach außen verlaufen.

Die Trennvorrichtung kann schwimmfähig gemacht werden, indem sie beidseitig Schwimmkörper 15a und 15b an der Unterseite erhält. Zusätzlich kann noch ein Antrieb 16 zum Vortrieb des Schwimmkörpers vorgesehen sein.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung arbeitet folgendermaßen.

Der an der Welle 111 mit dem Propeller 13 angreifende Antrieb 14 setzt den Propeller 13 in Richtung des Pfeiles 17 in Umlauf und fördert das Wasser-Öl-Gemisch in die Ein­ trittsöffnung 101. Die auf der Welle 111 liegenden Schau­ feln 11 der Schnecke nehmen das Öl adhäsiv an ihrer Ober­ fläche auf, wodurch es in Richtung der Trennscheibe 12 gefördert wird. Durch die kleiner werdenden Schnecken­ windungen erhöht sich der Druck, mit dem die Flüssigkeit zum Austrittsende betrieben wird. Das Wasser besitzt eine geringere Adhäsion zur Schneckenoberfläche als das Öl und ist zudem spezifisch schwerer, so daß es durch den Schlitz 104 bzw. durch die davor liegende Ausnehmung 103 in Richtung der Pfeile 18 nach unten abströmt. Das zum Aus­ tragsende geführte Öl gelangt über die Ausnehmung 121 der Trennscheibe 12 in den Bereich der zweiten Rohrkammer, wo die Schnecke 11 Windungen mit erheblich kleinerem Abstand als in der davor liegenden Kammer aufweist. Hierdurch wird in diesem Bereich ein ausreichender Druck aufgebaut, um am Ende des verschlossen ausgebildeten Gehäuses über den Aus­ trittsstutzen 102 das Öl herauszudrücken. An diesen Anschluß­ stutzen kann ein Schlauch angeschlossen sein, über den das Öl in einen Sammelbehälter geleitet wird.

Der Propeller 13 kann dem Rohr 10 vorgeschaltet sein; es besteht auch die Möglichkeit, den Propeller 13 im Be­ reich der Eintrittsöffnung 101 des Rohres 10 anzuordnen. Der Propeller-Durchmesser entspricht dann dem Innen­ durchmesser des Rohres 10; er kann auch kleiner sein.

Bevorzugterweise ist der flüssigkeitseinlaßseitig an dem Behälter 10′ der Trennvorrichtung vorgesehene Propeller 13 in einer Düse 60 angeordnet, um den Zustrom des Wasser-Öl- Gemisches in die Vorrichtung zu verbessern. Der Düsenmantel 61 der Düse 60 ist dem Behälter 10′ an dessen Stirnseite vorgeschaltet und geht in den Mantel des Behälters 10′ über, wobei zusätzliche Einströmschlitze 62 im Übergangsbereich des Düsenmantels 61 zum Mantel des Behälters 10′ vorgesehen sein können (Fig. 6).

Fig. 8 und 11 zeigen Ausführungsformen, von Vorrichtungen 100′, 100′′, bei denen der auf der einen Seite der Trenn­ scheibe bzw. Trennwand 12 liegende Förderschneckenteil als Impeller 200 ausgebildet ist. Die Arbeitsweise eines derartigen, bekannten Impellers ist wie folgt: Auf der Saugseite der Pumpe wird ein Vakuum erzeugt, sobald die Impellerlippen 201 sich aus der gebogenen Position in die gestreckte Position bewegen. Dadurch wird Flüssig­ keit angezogen (Fig. 7a). Die Rotation des Impellers be­ wegt die Flüssigkeit von der Saugseite zu der Druckseite der Pumpe. Bedingt durch seine Konstruktion kann der Im­ peller begrenzt sogar feste Bestandteile mitfördern (Fig. 7b). Sobald die Impellerlippen 201 den oberen, verjüngten Teil der Pumpe erreichen, pressen sie durch ihre Neigung die Flüssigkeit in die Druckleitung. Es entsteht ein gleichmäßiger Förderstrom. Eine Lings-Rechts-Förderung ist möglich (Fig. 7c).

Die Vorrichtung 100′ gemäß Fig. 8 ist entsprechend der Vorrichtung 100 gemäß Fig. 1 aufgebaut, nur mit dem Unterschied, daß in der Kammer hinter der Trennscheibe 12 anstelle der Förderschnecke 11 ein Impeller 200 ange­ ordnet ist, dessen Antrieb durch die Antriebswelle der Förderschnecke in der Kammer vor der Trennscheibe 12 er­ folgt. Der Flüssigkeitszulauf erfolgt in Pfeilrichtung X durch die Ausnehmung 121 in der Trennscheibe 12 in eine Vorkammer 202 zwischen der Trennscheibe 12 und dem Im­ peller 200 und von dort in Pfeilrichtung X1 durch die Ein­ trittsöffnung 203 in der Gehäusewand des Impellers (Fig.

8, 9 und 10). Das Gehäuse des Impellers 200 weist einen oberen Austritt 204 für den abgetrennten Flüssigkeits­ teil mit dem geringeren spezifischen Gewicht auf, während der Flüssigkeitsteil mit dem größeren spezifischen Ge­ wicht im ersten Förderteil F1 der Vorrichtung 100′ in Pfeilrichtung 104 abgeleitet wird. Der zweite Förderteil F2 wird vom Impeller 200 gebildet.

Bei der Ausführungsform nach Fig. 11 umfaßt die Trennvor­ richtung 100′′ ebenfalls einen ersten Förderteil F1 mit einer angetriebenen Förderschnecke 11 und einen zweiten Förder­ teil F2 mit dem Impeller 200, wobei auch hier die beiden die Förderschnecke 11 und den Impeller 200 aufnehmenden Kammern in dem Behälter 10′ zu beiden Seiten der Trenn­ scheibe 12 angeordnet sind. Die Anordnung ist dabei der­ art, daß die Kammer mit dem Impeller 200 der Trennscheibe 12 vorgeschaltet ist, also dem Antriebsmotor 14 zugekehrt ist, der in Verlängerung der Antriebswelle für die Förder­ schnecke 11 und den Impeller 200 in dem Behälter 10′ oder außerhalb des Behälters 10′ angeordnet ist, während die Förderschnecke 11 nachgeschaltet ist. Während bei dem be­ kannten Impeller gemäß Fig. 12 der Flüssigkeitseintritt und der Flüssigkeitsaustritt im oberen Bereich in Pfeil­ richtung Y, Y1 erfolgt, ist der bei den Vorrichtungen 100′, 100′′ eingesetzte Impeller 200 insofern abgewandelt, als der Flüssigkeitseintritt bodenseitig in Pfeilrichtung Y2 und der Austritt im oberen Bereich in Pfeilrichtung Y3 erfolgt (Fig. 13). Die Umlaufrichtung der Impellerlippen 201 erfolgt in Pfeilrichtung Z (Fig. 12 und 13).

Bei der Vorrichtung 100′′ nach Fig. 11 erfolgt die Flüssig­ keitszufuhr an der dem Motor 14 abgekehrten Stirnseite in Pfeilrichtung X2. Die Flüssigkeit wird von der Förder­ schnecke 11 gefördert. Der spezifisch schwerere Flüssig­ keitsteil wird am Boden des Behälters 10′ in Pfeilrichtung 104 abgeleitet. Der andere Flüssigkeitsteil gelangt durch die Ausnehmung 121 in der Trennscheibe 11 in eine Vorkam­ mer 202 und von dort zum Einlaß 203 im Impellergehäuse bzw. wird durch die Öffnung 204 in dem Behältergehäuse nach außen geleitet.

Claims (27)

1. Vorrichtung zur Trennung von Flüssigkeitsgemischen oder -dispersionen mit Komponenten unterschiedlicher Dichte, insbesondere zur Trennung eines Öl/Wasser- Gemisches, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrich­ tung (100) aus einem durch eine Trennscheibe (12) in zwei Kammern aufgeteilten Behälter (10′) besteht, wobei die Trennscheibe (12) eine Öffnung (121) zum Durchlaß nur einer Komponente aufweist, daß der Behälter (10′) von einem waagerecht angeordneten zylindrischen Rohr (10) gebildet ist, in dem die Trennscheibe (12) senkrecht an­ geordnet ist, die in ihrem oberen Bereich die Überlauf­ öffnung (121) aufweist, daß beidseitig der Trennscheibe (12) eine bis zur Rohrinnenwand reichende Förderschnecke (11) angeordnet ist und daß das Rohr (10) sowohl an der Flüssigkeitseinlaßseite eine stirnseitige Öffnung (101) und im Bodenbereich eine unterhalb der Flüssigkeitsober­ fläche liegende Öffnung (103, 104) zum Ablauf der spezi­ fisch schwereren Flüssigkeit als auch im oberen Bereich des der Flüssigkeitseinlaßseite abgewandten Bereiches (106) eine Austrittsöffnung (102) für die spezifisch leichtere Komponente aufweist.

2. Vorrichtung zur Trennung von Flüssigkeitsgemischen oder -dispersionen mit Komponenten unterschiedlicher Dichte, insbesondere zur Trennung eines Öl/Wasser- Gemisches, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung (100′; 100′′) aus einem durch eine Trennscheibe (12) in zwei Kammern aufgeteilten Behälter (10′) besteht, wobei die Trennscheibe (12) eine Öffnung (121) zum Durchlaß nur einer Komponente aufweist, daß der Behälter (10′) von einem waagerecht angeordneten zylindrischen Rohr (10) gebildet ist, in dem die Trennscheibe (12) senkrecht an­ geordnet ist, die in ihrem oberen Bereich die Überlauf­ öffnung (121) aufweist, daß auf der einen Seite der Trennscheibe (12) eine bis zur Rohrinnenwand reichende Förderschnecke (11) und auf der anderen Seite der Trenn­ scheibe (12) ein Impeller (200) mit einem seitlichen Eintritt (Saugseite) (203) und einem oben oder unten liegenden Austritt (Druckseite) (204) angeordnet sind, wobei das Rohr (10) sowohl an der Flüssigkeitseinlaß­ seite eine stirnseitige Öffnung (101) und im Boden­ bereich sowie im Bereich der Förderschnecke (11) eine unterhalb der Flüssigkeitsoberfläche liegende Öffnung (103, 104) zum Ablauf der spezifisch schwereren Flüssig­ keit als auch im oberen Bereich des der Flüssigkeits­ einlaßseite abgewandten Bereiches (106) eine Austritts­ öffnung (204) für die spezifisch leichtere Komponente aufweist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Förderschnecke (11) einstückig und die Trenn­ scheibe (12) durchragend angeordnet ist.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Trennscheibe (12) in Form und Abmessung dem Querschnitt des Rohres (10) entspricht.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1, 3 und 4, da­ durch gekennzeichnet, daß die Förderschnecke (11) auf der Einlaßseite ein größeres Schneckengewinde als an der Auslaßseite aufweist.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1, 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Schneckengewindesteigung sowohl im Einlaßbereich (105) auf der ersten Seite der Trenn­ scheibe (12) als auch im Auslaßbereich (106) auf der gegenüberliegenden Seite der Trennscheibe (12) zum Aus­ gang hin kontinuierlich abnimmt.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1, 3 bis 6, da­ durch gekennzeichnet, daß die Schneckenwindung auf der Austrittsseite (106) um mindestens ein Verhältnis 1 : 2 dichter aufeinanderfolgend angeordnet ist.

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die stirnseitige Öffnung (101) des Rohres auf der Flüssigkeitseinlaßseite in eine mantel­ seitige Rohröffnung (103) übergeht, die sich über einen Teil der Längsachse und - im Querschnitt gesehen - über einen im unteren Rohrbereich liegenden Teilkreis er­ streckt.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der axiale Erstreckungsbereich der mantelseitigen Rohröffnung (103) über ein Drittel bis ein Viertel der Gesamtlänge des Rohres (10) von der Einlaßöff­ nung (101) bis zur Trennscheibenebene reicht.

10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Rohr (10) einen bodenseitigen Schlitz (104) aufweist, der von der stirnseitigen Öffnung (101) oder der mantelseitigen Rohröffnung (103) bis zur Trennscheibe (12) reicht.

11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Schlitzbreite (b) etwa einem Winkelmaß (α) von bis zu 5° des Rohres (10) entspricht.

12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Trennscheibe (12) eine Ausnehmung (121) im oberen Bereich hat, die bis zu einem Viertel­ kreis beträgt.

13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1, 3 bis 12, da­ durch gekennzeichnet, daß der stirnseitigen Öffnung (101) des Rohres (10) gegenüberliegend an der Eintrittsseite ein Propeller (13) zur Flüssigkeitsförderung angeordnet ist.

14. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß der Propeller (13) und die Schnecke (11) einen gemeinsamen Drehantrieb (14, 14′) aufweisen, vorzugs­ weise auch eine gemeinsame Welle (111).

15. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Schneckenwellenschaufeln Ober­ flächenprofilierungen (112) aufweisen.

16. Vorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberflächenprofilierungen (112) aus radial sich von der Antriebswelle nach außen erstreckenden Erhebungen und Vertiefungen bestehen.

17. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß das Rohr (10) an der Unterseite mit Schwimmern (15a, 15b) versehen ist.

18. Vorrichtung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß das Rohr (10) und/oder die Schwimmer (15a, 15b) einen eigenen Antrieb (16) besitzen.

19. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1, 3 bis 18, da­ durch gekennzeichnet, daß der Propeller (13) vor der stirnseitigen Öffnung (101) des Rohres (10) angeordnet ist.

20. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1, 3 bis 19, da­ durch gekennzeichnet, daß der Propeller (13) im Bereich der stirnseitigen Öffnung (101) des Rohres (10) in dessen Innenraum angeordnet ist.

21. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1, 3 bis 20, da­ durch gekennzeichnet, daß der Propeller (13) in einer Düse (60) angeordnet ist, die flüssigkeitseinlaßseitig an dem Behälter (10′) der Vorrichtung angebracht ist.

22. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1, 3 bis 21, da­ durch gekennzeichnet, daß der Durchmesser des Propel­ lers (10) gleich dem Innendurchmesser oder kleiner gegenüber dem Innendurchmesser des Rohres (10) ist.

23. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Innenraum des Rohres (10) der Vorrichtung (100′) vor der Trennscheibe (12) eine die Förderschnecke (11) aufnehmende Kammer nach der Trennscheibe (12) eine Kammer für den Impeller (200) ausgebildet ist, daß zwischen dem Impellergehäuse und der Trennwand (12) eine Vorkammer (202) ausgebildet ist, daß der Einlaß (203) für die Flüssigkeit im bodenseitigen Bereich des Impellergehäuses und der Austritt (204) für die Flüssigkeit im oberen Bereich des Impellers (200) vor­ gesehen ist.

24. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die den Impeller (200) aufnehmende Kammer in dem Innenraum des Rohres (10) der Vorrichtung (100′′) der Trennscheibe (12) vorgeschaltet ist, daß die die Förder­ schnecke (11) aufnehmende Kammer der Trennscheibe (12) nachgeschaltet ist, daß zwischen dem Impeller (200) und der Trennscheibe (12) eine Vorkammer (202) ausgebildet ist, die mit einem bodenseitigen Eintritt (204) für die Flüssigkeit in dem Impellergehäuse verbunden ist, und daß die Flüssigkeitszufuhr an der dem Antriebs­ motor (14) abgekehrten, verschlossenen Stirnseite des Rohres (10) erfolgt.

25. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2, 23 und 24, da­ durch gekennzeichnet, daß der Antrieb für die Förder­ schnecke (11) und für den Impeller (200) von einer An­ triebsvorrichtung (14) abgeleitet ist.

26. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 25, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebsvorrichtung (14) in der von der Antriebswelle für die Förderschnecke (11) und für den Impeller (200) liegenden Ebene angeordnet ist.

27. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1, 23 bis 26, da­ durch gekennzeichnet, daß der Impeller (200) mit einem bodenseitigen Einlaß (203) und einem oberen Auslaß (204) für die Flüssigkeit versehen ist.