DK143734B - Fremgangsmaade til separering af en foerste og en anden ikke-blandbar vaeske ved gravitation og gravitationsseparator til udoevelse af denne fremgangsmaade - Google Patents

Description

i 143734

Opfindelsen angår en fremgangsmåde til separering af en første og en anden ikke-blandbar væske ved gravitation, hvor den første væske har en større vægtfylde og den anden væske en mindre vægtfylde, og en gra-5 vitationsseparator til udøvelse af denne fremgangsmåde, hvilken separator har en indkapslet separatortank og et kraftoverføringsorgan, der er anbragt i tanken og indrettet til at bevæge sig vertikalt i reaktion på svømme-kraften fra den akkumulerede væske af mindre vægtfylde, 10 som flyder i væsken af den større vægtfylde under kraftoverføringsorganet, når dette befinder sig under et lag af væsken med den større vægtfylde.

Fra beskrivelserne til GB-patent nr. 1.212.553 og US-patent nr. 3.628.660 kendes der separatorer med 15 svømmende kuppel. I separatorer af denne type føres blandingen af den lettere og den tungere væske (sædvanligvis olie og vand) under direkte tryk ind under kuplen i separatorens indre, eller blandingen føres ind under kuplen ved sugning af den tungere væske fra separatorens 20 afgangsledning for sidstnævnte væske, idet separatoren er hermetisk tæt. Blandingen af den tungere og den lettere væske separeres i separatoren ved gravitation, idet den lettere væske stiger op under kuplen, medens den tungere væske synker ned i separatorens nedre del under 25 kuplen.

Den gradvise akkumulering af den lettere væske under kuplen, der er afbalanceret til normalt at have en smule negativ opdrift i den tungere væske, får kuplen til at svømme opad i den tungere væske i separatoren.

30 Det er sædvanligt at afføle kuplens øvre grænsestilling for at frembringe et styresignal, der kan anvendes til aktivering af et ventil- og pumpearrangement, som muliggør fjernelse af den lettere, separerede væske fra området under kuplen.

35 Det har vist sig, at der opstår forskellige problemer under driften af separatorer af forannævnte type. Der har f.eks. vist sig behov for et enkelt, effektivt og i hovedsagen fejlsikkert system til en præ-

14373A

2 cis afbalancering af den svømmende kuppel eller membran, under hvilken den separerede olie (lettere væske) er indespærret, og en nøjagtig afføling af, når volumenet af den separerede olie har nået den øvre grænse i se-5 paratoren, så udtømningsproceduren kan påbegyndes. Det vil navnlig i tilfælde, hvor vægtfylden af olien, der skal separeres, ligger tæt på vægtfylden af vand, være nødvendigt at have et særlig præcist arrangement til måling af et bestemt volumen af den akkumulerede olie 10 for at sikre, at separatoren opererer korrekt.

Det har desuden vist sig i høj grad ønskeligt at hindre enhver akkumulering af olie over kuplen (eller membranen) i separatorens levetid, idet akkumulering af den lettere væske over kuplen bevirker, at denne 15 kommer til at reagere unøjagtigt på den akkumulerede olie under den.

Et forslag til løsning af problemet kuppelafbalancering er kendt fra US-patent nr. 3.957.638, der beskriver en separatorkonstruktion med et pneumatisk 20 drevet kuppelafbalanceringssystem og separatorkontrolsystem.

I dette kendte afbalancerings- og kontrolsystem, der tilsigtes forbedret med den foreliggende opfindelse, har det komplicerede afbalanceringsarrangement af vægt-25 stænger, vægte, drejelige aksler, lejer og tætninger vist sig besværligt, tungt og kostbart at fremstille, hvortil kommer, at et elektronisk kontrolsystem har vist sig langt mere hensigtsmæssigt end det i nævnte US-patent illustrerede elektriske system og det tidligere 30 anvendte pneumatiske system.

Med udgangspunkt i de indledningsvis omhandlede foranstaltninger har opfindelsen til formål at angive en fremgangsmåde og gravitationsseparator, hvorved der med forholdsvis enkle midler opnås en fuldt tilfredsstillen-35 de løsning af forannævnte problemer.

Fremgangsmåden ifølge opfindelsen er ejendommelig ved, at der tilføres en indkapslet tank et tilstræk- 143734 3 keligt kvantum af den første væske til at bevirke nedsænkning af et vertikalt bevægeligt kraftoverføringsorgan/ der er anbragt i det øvre område af tanken, at kraftoverføringsorganet afbalanceres med en 5 første masse i tanken på en sådan måde, at det får en negativ opdrift i den første væske, at vægten af en anden vertikalt bevægelig vægtmasse, som svarer til en bestemt vægt af den anden væske, bæres af en fikseret konstruktion, der er anbragt over 10 den første masse, at der tilføres det øvre område af tanken et kvantum af den første væske, som er blandet med den anden væske, hvorefter det nævnte kvantum af den første væske holdes under kraftoverføringsorganet for at under-15 kaste sidstnævnte svømmekraften fra den separerede anden væske, medens der fra det nedre område af tanken udtømmes et kvantum af den første væske, at der tillades vertikal opadbevægelse af kraftoverføringsorganet og den første masse fra en nedre 20 stilling over en første vejstrækning, hvorefter yderligere vertikal opadbevægelse af kraftoverføringsorganet og den første masse modvirkes af vægten af den anden masse, at der fortsættes med udtømning af et kvantum af 25 den første væske, medens blandingen af den første og den anden væske indføres under kraftoverføringsorganet, indtil akkumulering af den anden væske i tanken får kraftoverføringsorganet til at løfte såvel den første som den anden masse, og 30 at der ved hjælp af et uden for tanken og hus konstruktionen anbragt affølingsorgan, som ikke er forbundet med de bevægelige elementer i tanken, bevirkes af-føling, når kraftoverføringsorganet har løftet såvel den første som den anden masse over en nedre stilling.

35 Med disse foranstaltninger opnår man en frem gangsmåde, som muliggør en præcis bestemmelse af, når en bestemt vægt af en ikke-blandbar lettere væske (af mindre vægtfylde) ved gravitation er separeret fra en 14373Λ 4 ikke-blandbar tungere væske (af større vægtfylde).

Med fremgangsmåden ifølge opfindelsen forudses der imidlertid ikke blot en bestemmelse af niveauet for inderfladen mellem nævnte ikke-blandbare væsker, men og-5 så, at akkumulering af en præcis vægt af den lettere væske skal bestemme, når sidstnævnte væske skal udtømmes fra den lukkede separatortank. Dertil kommer, at der også forudses anvendelse af et uden for tanken anbragt affølingsorgan, der ikke er forbundet med de bevægelige 10 elementer i tanken. Med denne foranstaltning får man elimineret risikoen for lækage og friktionsmodstand ved en pakning.

Gravitationsseparatoren ifølge opfindelsen er ejendommelig ved 15 en første masse af valgt vægt, der er anbragt i tanken og forbundet med kraftoverføringsorganet for at bevirke, at dette får en smule negativ opdrift i væsken med den større vægtfylde, en anden masse af valgt vægt, der normalt er 20 båret af tanken over den første vægtmasse, og som er vertikalt bevægelig, idet kraftoverføringsorganet er indrettet til at løfte såvel den første som den anden vægtmasse, når det bevæger sig opad som svar på akkumuleringen af et bestemt kvantum af den lettere væske der-25 under, og et uden for tanken anbragt stillingsaffølende element, der ikke er forbundet med nogen af elementerne i tanken, og ved hjælp af hvilket der bevirkes afføling af, når kraftoverføringsorganet har løftet den anden 30 masse.

Med denne udformning, hvor vægtmasserne er anbragt inden i separatortanken, og hvor ingen bevægelige elementer strækker sig uden for tanken, opnår man en gravitationsseparator med samme tekniske fordele som 35 fremgangsmåden ifølge opfindelsen.

Gravitationsseparatoren ifølge opfindelsen finder navnlig anvendelse i systemer til fjernelse af bundvand eller rendestensvand ombord i skibe - såsom de sy- 143734 5 stemer, der kendes fra beskrivelserne til US-patent nr.

4.018.613 og US-patent nr. 4.066.545 - men vil også kunne anvendes i statiske, industrielle installationer til separering af blandinger af ikke-blandbare væsker af 5 forskellig vægtfylde.

Fra beskrivelsen til US-patent nr. 3.425.556 kendes der foranstaltninger, der indgår i en konstruktion til separering af olie fra bundvand eller rendestensvand ombord i skibe, men disse foranstaltninger tjener 10 kun til at hindre et vandniveau i at stige op til niveauet for en åbning, hvorfra den separerede olie udtømmes for destruktion. Det er åbenbart, at man ved anvendelse af en svømmer, der befinder sig i en åben beholder og tjener til aktivering af elektriske kontakter, 15 ikke opnår samme fordele som ved anvendelse af systemet ifølge opfindelsen med to indbyrdes forbundne vægtarrangementer og et kraftoverførings- eller reaktionsorgan i en lukket tank.

Dette system muliggør dels en præcis bestemmelse 20 af det punkt, hvor der sker en bestemt akkumulering af den lettere væske, uden at der kræves nogen større bevægelse af kraftoverføringsorganet, dels at systemet bliver uafhængigt af et inderfladeniveau, der kan være vanskeligt at bestemme præcist. Dertil kommer, at man 25 ved anvendelse af et magnetisk affølingsorgan, der er anbragt uden for tanken, får elimineret de problemer -såsom elektrisk lækage, korrosion og mekaniske forstyrrelser - der normalt er forbundet med anvendelsen af elektriske kontakter anbragt inden i en tankkonstruk-30 tion.

Fra DE-AS nr. 2.504.736 kendes der en konstruktion, der kræver en pakning for at hindre lækage mellem et bevægeligt element i tanken og en bevægelsesaffølende indretning uden for tanken. Denne pakning skaber imidler-35 tid friktionsmodstand mod bevægelse af membranen i tanken, giver risiko for lækage og hindrer en præcis indikation af, når der i separatoren er akkumuleret en bestemt mængde af den lettere væske.

14373Λ 6

Ifølge den kendte teknik anvendes der et be-vægelsesaffølende organ, der strækker sig gennem tankens væg. Et sådant arrangement kræver en tætning, der medfører risiko for lækage og skaber friktionsmodstand mod 5 bevægelse af nævnte organ.

Gravitationsseparatoren ifølge opfindelsen har den yderligere fordel i sammenligning med den kendte teknik, at det bevægelsesaffølende organ er anbragt uden for tanken, og at det ikke er forbundet med nogen af 10 elementerne i tanken. Herved undgår man problemer med hensyn til driftsforstyrrelser, korrosion etc.

En fordelagtig udførelsesform for separatoren ifølge opfindelsen er ejendommelig ved, at affølingsorganet omfatter en detektor, der 15 reagerer på en magnetisk kraft, og at der i tanken og huskonstruktionen findes et magnetelement, der er forbundet med kraftoverføringsorganet og kan bevæges sammen med dette i området af detektoren, når kraftoverføringsorganet har løftet den 20 anden masse. Med denne udformning opnår man den fordel, at der ikke kræves elektriske kontakter af nogen art. mellem de bevægelige elementer og det bevægelsesaffølen-de detektorarrangement.

Man har nok anvendt magnetiske elementer i kon-25 struktioner af anden art, men ikke et arrangement som det foreskrevne i forbindelse med en gravitationsseparator for at få elimineret behovet for overføring af bevægelse mellem det indre og det ydre af en separatortank.

30 Ifølge opfindelsen kan vægten af den første og den anden masse varieres. Med denne udformning opnår man den fordel, at man kan justere disse masser til at muliggøre indikation af akkumuleringen af enhver mængde af den lettere væske, og at man kan anvende separatoren 35 i forbindelse med forskellige kombinationer af ikke-blandbare væsker.

En anden fordelagtig udførelsesform for separatoren ifølge opfindelsen er ejendommelig ved, 7 U3734 at kraftoverføringsorganet har et periferisk kantområde, at der findes en vertikal fleksibel tætning, der strækker sig fra nævnte kantområde til separatortankkon-5 struktionen, at kraftoverføringsorganet og tætningen deler separatortanken i to isolerede kamre, af hvilke det ene befinder sig under kraftoverføringsorganet, medens det andet befinder sig over kraftoverføringsorganet og tæt-10 ningen, at der findes en trykudligningsledning, der strækker sig mellem det andet kammer og et nedre område af separatortanken under kraftoverføringsorganet, at tætningen strækker sig vertikalt nedad mellem 15 det periferiske kantområde af kraftoverføringsorganet og tanken, og at tanken strækker sig radialt indad under kraftoverføringsorganet for dannelse af et fastgørelsesområde for tætningen.

20 En fordelagtig udførelsesform for denne separa torkonstruktion er ejendommelig ved, at der ved bunden af trykudligningsledningen findes en bevægelig bælgtætning, der er indrettet til at isolere det indre af trykudligningsledningen fra det nedre indre område af tanken.

25 Med sidstnævnte to separatorudførelser opnår man den fordel, at tætningen hindrer en akkumulering af den lettere væske over kraftoverføringsorganet, som ville indvirke ugunstigt på dettes nøjagtighed.

Ved konstruktionen ifølge forannævnte DE-AS nr.

30 2.504.736, der har membranen strækkende sig horisontalt tværs gennem separatoren, vil overfladearealet af den fleksible tætning indvirke ugunstigt på arealet, der er udsat for kraften fra den akkumulerede lettere væske under membranen.

35 Ved udformningen ifølge opfindelsen vil den ver tikale tætning isolere det øvre område af separatortanken fra det nedre område og eliminere indvirkningen fra tætningens overfladeareal på kraftoverføringsorganets 143734 8 evne til at afføle akkumuleringen af en bestemt mængde af den lettere væske i separatoren.

Med den foreskrevne udformning med vertikal tætning opnår man den fordel, at man ikke behøver at kom-5 pensere for effekten af tætningen, når man skal bestemme størrelsen af den vægt, der skal anvendes til afbalancering af kraftoverføringsorganet, og med den foreskrevne udformning med bevægelig bælgtætning ved bunden af trykudligningsledningen opnår man den fordel, at der sikres 10 mod enhver utilsigtet lækage af den lettere væske ind i separatorområdet over kraftoverføringsorganet.

Opfindelsen forklares nærmere i det følgende under henvisning til tegningen, hvor fig. 1 viser et separatorsystem ifølge opfindel-15 sen omfattende dels et arrangement til afbalancering af en svømmende kuppel og afføling af dennes stilling, og dels et "coalesher"-skærmarrangement, fig. 2 detaljer ved et arrangement til afbalancering af et svømmende kuppelelement og afføling af 20 dettes stilling, fig. 3 et arrangement svarende til det i fig. 2 viste, illustrerende en afbalanceringsmekanisme anvendt i forbindelse med et svømmende membranelement og en trykudligningsledning, og 25 fig. 4 et afbalanceringsarrangement anvendt i forbindelse med et tætnet, svømmende kuppelelement og en trykudligningsledning.

Det i fig. 1 viste separatorsystem til separering af olie fra olieholdigt vand omfatter en separator-30 tank 10, der har en ledning 12 for tilgang af den olieholdige vandblanding, hvilken ledning 12 fortsætter indvendig i tanken 10 op til en opadragende endedel 14, som udgør selve tilgangen for den olieholdige vandblanding til det indre af tanken 10. Tilgangsledningen 35 12 har en énvejskontraventil 15 anbragt i en kilde M for den olieholdige vandblanding, der skal behandles.

En vandledning 16 anbragt i nærheden af tanken 10's nedre ende tjener som forklaret i det følgende dels som 143734 9 afgangsledning for rent vand fra tanken 10 (i fremadgående retning), og dels som tilgangsledning for vand under tryk til tanken 10 (i bagudgående retning). Ledningen 16 er via en ledning 17, en magnetventil 19 5 og en énvejs-kontraventil 20 tilsluttet en sugepumpe 18 forbundet med et kontrolpanel 22, der via er kabel 24 sørger for krafttilførsel til pumpen 18 og styrer dennes operation. Magnetventilen 19 er via et kabel 25 forbundet med kontrolpanelet 22. En ledning 26 10 tjener som afgangsledning for det rene vand, der er behandlet i separatorsystemet. Ledningen 16 er også tilsluttet en rentvandstilførsel under tryk, nemlig gennem en magnetventil 28, som via et kabel 29 er forbundet med kontrolpanelet 22.

15 Normalt fyldes tanken eller huset 10 i starten med vand eller indeholder olie og vand, som separeres, og ventilen 19 er normalt åben og ventilen 28 lukket.

Aktivering af pumpen 18 frembringer sugning i ledningen 16, hvilket i kraft af, at tanken 10 er herme-20 tisk tæt, bevirker afgang af vand fra tanken 10 gennem ledningen 16, og tilgang af olieholdig vandblanding gennem ledningen 12 ind i tanken 10. Da olie-vand-blandingen fra kilden M ikke omrøres, emulgeres eller homogeniseres af en pumpe anbragt mellem kilden M og 25 tanken 10, men afgår roligt fra toppen af den opretstående søjle i ledningen 12 i tanken 10, sker der i tanken en forholdsvis hurtig separering af olie og vand ved gravitation.

Et kuppelelement 30 passer løst i tanken 10 30 og kan have svømmekamre 32. Kuplen 30 afbalanceres til at have en smule negativ opdrift i vand (ferskvand eller saltvand afhængig af forholdene), så den hviler mod et nedre stop 34, når separatoren ikke indeholder olie.

35 En olieafgangsledning 36 strækker sig frem til et sted i tanken 10, hvor den har en endedel 38, der befinder sig lige under indersiden af kuplen 30's top, når kuplen er i sin nedre endestilling og hviler mod 143734 10 stoppet 34. Den anden ende af ledningen 36 har via en énvejs-kontraventil 41 udtømning i en olieforrådstank 40. Tilgangsledningen 12 har som nævnt tilgang for olievandblandingen ved 14 i området under kuplen 5 30.

Når pumpen 18 opererer på normal måde, indsuges der altså olieholdig vandblanding i tanken 10, og denne blanding udtømmes blidt og jævnt under kuplen 30, idet vandet falder ned i tankens nedre del, medens olien 10 stiger op i det øvre indre område under kuplen 30.

Kuplen 30 vil derefter påvirkes af opdriften af den under kuplen indespærrede olie, hvilken opdrift vil være en funktion af de relative vægtfylder af olien og vandet og volumenet af den under kuplen akkumulerede olie. Kup-15 len vil reagere på opdriftskraften fra den akkumulerede olie, idet den vil have tendens til at svømme opad i den grad, opdriftskraften ikke er i balance. Hvis kuplen 30 f.eks. svømmer med en begyndende neutral opdrift, vil tilstedeværelsen af en vilkårlig kendelig mængde 20 olie under kuplen 30 få denne til at stige gradvis op til dens øvre grænse i tanken 10. Det vil forstås, at dette ikke er ønskeligt, idet formålet med separatorsystemet er at bevirke dels en cyklisk akkumulering af et bestemt volumen olie under kuplen, og dels en ud-25 tømning af hovedsagelig al denne olie i en samletank, med minimal afbrydelse af hele separeringsprocessen. Det er derfor ønskeligt at have dels et afbalanceringssystem for kuplen til at muliggøre akkumulering af et bestemt volumen olie under kuplen, og dels organer til at af-30 føle udførelsen af en sådan bestemt akkumulering på præcis måde. Når akkumuleringen af et ønsket volumen olie er sket, skal kontrol- og styreorganer for separatoren afføle tilstedeværelsen af nævnte akkumulering og sørge for at regulere systemet til øjeblikkeligt ophør 35 af tilførslen af olie-vandblanding, frembringe tryk i tankens indre med vand for at få olien til at udtømmes fra separatoren, og sluttelig bringe systemet tilbage til dets oprindelige operationsområde, når der er fjernet

U373A

11 tilstrækkelig olie fra systemet.

Kuppelafbalanceringssystemet ifølge opfindelsen beskrives i det følgende, idet der først skal forklares et andet karakteristisk træk ved separatoren. Når pumpen 5 18 standses, ventilen 19 lukkes, og ventilen 28 åbnes, føres der hurtigt vand under tryk ind i tanken 10. Kontraventilen 15 hindrer afgang gennem ledningen 12, hvilket bevirker, at der udtømmes olie gennem ledningen 36, som udgør den eneste anden afgang fra sepa-10 ratortanken 10. Tilgangen til ledningen 36 er anbragt under kuplen 30 og befinder sig tæt ved den øvre flade af kuplen, når denne befinder sig i sin nedre stilling. Der vil derfor udtømmes olie gennem ledningen 36, idet tanken 10's indre sættes under tryk med 15 frisk vand, og kuplen 30 sænker sig gradvis, efterhånden som olien udtømmes fra separatoren, idet olievolumenet, der bevirker den opadrettede opdriftskraft på kuplen, formindskes gradvis. Hvis tilgangen af frisk vand gennem ledningen 16 fortsætter i nogen tid, vil 20 al olien naturligvis fjernes, kuplen 30 vil placere sig mod sit stop, og der vil sluttelig udtømmes vand gennem olieafgangsledningen 36. Som forklaret i det følgende er dette imidlertid ikke hensigten.

For at illustrere de forskellige væskeniveauer 25 i tanken 10 under normal operation er olien betegnet 42 og vandet 46.

Kuppelafbalanceringsarrangementet omfatter en opadragende aksel eller stangelement 50, fig. 2, der er forbundet direkte med den øvre ende af kuplen 30, 30 der hensigtsmæssigt også kan betegnes "kraftreaktionsorgan" eller "kraftoverføringsorgan". Forbindelsen mellem stangen 50 og kuplen 30 befinder sig hensigtsmæssigt i kuplens øvre centrale område. Stangen 50 kan imidlertid være forbundet med en vilkårlig del af kup-35 len 30, så længe den bevæger sig direkte i forhold til bevægelsen af selve kuplen, eller er i stand til at overføre en sådan proportional bevægelse.

Stangen 50 strækker sig gennem en styreåbning 143734 12 52 i en slidset plade 54 og har en ansats 56, på hvilken der kan hvile en første vægtmasse omfattende elementer 58 og 72. Elementet 58 er et vægtfastgørelsesorgan i form af en basisplade 60, der har en 5 åbning 62, og hvortil der er svejst et rør 64, der har udvendigt gevind, og som strækker sig koaksialt med åbningen 62. Selve vægtfastgørelsesorganet 58 kan udgøre ét af vægtelementerne. Den centrale åbning 62 i pladen 60 er dimensioneret mindre end den større 10 dimension af stangen 50, så pladen 60 altid vil hvile mod stangen 50's ansats 56. Den øvre mindre del af stangen 50 muliggør, at pladen 60 kan monteres på og demonteres fra stangen 50 fraoven. Den øvre endedel af stangen 50 har et element i form af en permanent 15 magnet 66 fastgjort aftageligt til stangen 50.

Elementerne 72 i form af første vægtplader er optaget skruebart på røret 64, gennem hvilket den større dimension af akslen 50 strækker sig frit. Pladerne 72 kan let fastgøres til og aftages fra røret 20 64 og har en variabel vægt, så der skabes mulighed for en præcis justering af den totale vægt af fastgørelsesorganet 58 og pladerne 72 på akslen 50. Det vil ses, at den totale udgangsvægt af kuplen og dennes fastgørelsesarrangement, fig. 1 og 2, er ækvivalent med væg-25 ten af selve kuplen 30, akslen 50, elementerne 58 og 72 og magneten 66, samt vægten af konstruktionen, som forbinder disse elementer med hinanden. Kuplen 30's opdrift og den med kuplen direkte forbundne konstruktion vil derfor afhænge af vægten af det af arrangementet for-30 flyttede vand sammenlignet med vægten af selve arrangementet. Elementerne 58 og 72 indstiller opdriften af kuplen 30 på en sådan måde, at kuplen kan få præcis den ønskede negative opdrift.

Kuppelafbalanceringssystemet har et hus 68, 35 der omgiver stangen 50 og strækker sig op fra tanken 10, og som er fastgjort til tanken ved hjælp af f.eks. svejsning. Tanken 10 har en øvre åbning 70 anbragt under huset 68. I huset 68 findes der en horisontal 143734 13 bæreansatsflade 74, og til en øvre åbning 78 i huset 68 er der aftageligt fastgjort et øvre dæksel 76, hvori der er anbragt en luftelimineringsventil 80 af kendt konstruktion. Dækslet 76 har desuden en central 5 åbning 82, gennem hvilken stangen 50's øvre endedel strækker sig frit under separatorens normale operation.

Et transparent dæksel 84 er fastgjort til dækslet 76 over åbningen 82, og dækslet 84 er fortrinsvis udført af stærkt plastmateriale.

10 Uden på dækslet 84 er der anbragt et affølings- organ, såsom magnetfølsomme relæafbrydere 86 og 88, i en stilling, hvor de kan aktiveres af den nær ved dem anbragte magnet 66 i dækslet 84, idet stangen 50 bevæger sig opad og nedad med bevægelsen af kuplen 30.

15 Disse magnetfølsomme afbrydere er af kendt type. Den særlige fordel ved at anvende dem i det foreliggende tilfælde består i, at tanken 10, huset 68 og dækslet 84 kan være hermetisk tæt, idet den svømmende stilling af kuplen 30 kan fjernafføles fra området uden for 20 tanken 10. Den transparente natur af dækslet 84 muliggør desuden, at man kan kontrollere systemets operation visuelt. Herved undgår man at skulle anvende specielle tætninger, aksler og lejer.

Afbryderen 86 afføler kuplen 30's nedre 25 stilling, medens afbryderen 88 afføler dens øvre stilling, og afbryderne er via kabler 90 og 92 forbundet med kontrolpanelet 22.

I huset 68 er der anbragt en anden vægtmasse i form af andre plader 94, som er båret over den første 30 vægtmasse ved hjælp af ansatsfladen 74. Pladerne 94 har en forstørret, central åbning 96, gennem hvilken en del af stangen 50 strækker sig frit. Det er imidlertid vigtigt, at åbningen 96 ikke optager basispladen 60. Når der sker opadbevægelse af stangen 50 til 35 det sted, hvor oversiden af pladen 60 kontakter undersiden af den nederste plade 94, skal fortsat opadbevægelse af stangen 50 nemlig løfte pladerne 94 sammen med basispladen 60 og vægtene 72.

143734 14

Systemet ifølge opfindelsen bevirker altså, at kuplen 30's opdrift afbalanceres justerbart i to faser på en fuldstændig passiv måde. Opadsvømningen af kuplen 30 vil i starten modvirkes af gravitationstrækket i det 5 første sæt vægte 58 og 72, og yderligere opadsvøm-ning af kuplen 30 forbi det sted, hvor pladen 60 kontakter pladerne 94, vil modvirkes af gravitationstrækket i de kombinerede masser af vægtene 58, 72 og 94. Ved at variere masserne af elementerne 58, 72 10 og 94 kan kuplen 30's afbalanceringskræfter reguleres præcist til sikring af, at der sker akkumulering af et bestemt volumen eller vægt af olie 42 under kuplen, før denne kan nå den øvre svømmestilling. Dertil kommer, at den øvre grænseafbryder 88 kan placeres præcist til 15 nøjagtig afføling af, når opdriften af kuplen og den akkumulerede olie under kuplen overstiger afbalanceringskraften af vægten af elementerne 58, 72 og 94.

Under operationen fyldes tanken 10 i starten med vand hovedsagelig til niveauet for tankdækslet 76, 20 fortrinsvis ved lukning af ventilen 19 og åbning af ventilen 28, hvorved der føres ferskvand (eller saltvand) gennem ledningen 16 ind i tanken 10. Kontraventilen 15 hindrer afgang gennem ledningen 12 forbi ventilen 15, men ledningen 12 kan også lukkes af en 25 passende afspærringsventil. Ledningen 36 er også lukket under fyldeoperationen. Tanken 10 er hermetisk tæt, og luften drives ud gennem ventilen 80. Passende afbrydere på kontrolpanelet 22 kobles derefter til for at bringe systemet til at operere på automatisk måde. Ven-30 tilen 28 er lukket, og ventilen 19 er åben, og ledningen 12 er i kommunikation med olie-vandblandingen M, medens ledningen 36 er i kommunikation med forrådstanken 40. Der er anbragt passende vægte 72 på stangen 50 for at få kuplen 30 til at hvile ved dens 35 nedre grænse. Operationen af pumpen 18 kan reguleres på vilkårlig passende måde, f.eks. når olie-vandblandingen M befinder sig i et bundområde i et skib - idet der så kan anvendes en afbryder, som reagerer på bund-

1A373A

15 vandsniveauet - og når der under driften opstår et negativt sugetryk i tanken 10. Idet der suges vand gennem ledningen 16, og udtømmes vand gennem ledningen 26, suges der olie-vandblanding gennem ledningen 12 ind i 5 separatoren. I separatoren bevæger olien sig i retning mod kuplen 30's underside, medens vandet falder gradvis ned i tankens nedre område. Volumenet af vandet, der forflyttes fra området under kuplen, bevirker, at kuplen 30 påvirkes af en opadrettet svømmekraft, der vil 10 være en funktion af de relative vægtfylder af olien og vandet, og massen af det volumen olie, som er akkumuleret under kuplen. Sagt på en anden måde, vil kraften være en funktion af de relative vægtfylder af olien og vandet, og massen af det volumen vand, som er forflyttet af 15 olien under kuplen. I starten modvirkes opadsvømningen af kuplen af den nedadrettede kraft fra vægtene 58 og 72 på akslen 50, og afbryderen 86 for den nedre kuppelstilling afføler denne tilstand og overfører et passende signal til kontrolpanelet 22.

20 Idet oliemassen under kuplen 30 forøges, vil opdriftskræfterne, der påvirker kuplen, forøges, og vægtene 72 vil løftes sammen med kuplen, indtil de kommer i indgreb med det andet sæt vægte. Fortsat akkumulering af olie får derefter såvel den første som den 25 anden masse til at løftes af kuplen, men denne tilstand vil øjeblikkelig afføles af den øvre grænseafbryder 88, som vil overføre et passende signal for denne tilstand til kontrolpanelet 22.

Den øvre kuppelstilling indicerer naturligvis, 30 at der under kuplen 30 er akkumuleret et bestemt volumen eller vægt af olie, som må udtømmes periodisk fra separatoren. Kontrolpanelet 22 har et passende kredsløb til at udnytte signalet, der overføres af afbryderen 88 for den øvre kuppelstilling, og sende et passende 35 signal for at bringe operationen af pumpen 18 til ophør, samt lukke ventilen 19 og åbne ventilen 28.

Dette bevirker, at der standses for yderligere tilførsel af olie-vandblanding til separatoren, og at der tvinges 143734 16 frisk vand under tryk ind i tanken 10 for som nævnt at bevirke udtømning af olie gennem ledningen 36 til forrådstanken 40.

Afgangen af olie fra området under kuplen 30 5 får denne til at sænke sig i retning mod dens udgangsstilling, indtil den nedre afbryder 86 afføler kuplens nedre stilling, og kontrolpanelet 22 reagerer på denne tilstand. Det vil ses, at når det andet sæt plader 94 hviler mod ansatsen 74 i huset 68, vil der ske 10 en reduktion af den nedadrettede afbalanceringskraft, som påvirker kuplen 30. Olieudtømningen er imidlertid programmeret til at fortsætte, indtil den nedre kuppelstilling afføles af den nedre afbryder 86. Panelets kredsløb bringer da systemet tilbage til dets oprindelige 15 operationsområde, hvor ventilen 19 er åben og ventilen 28 lukket, og pumpen 18 kan operere. Fortsat drift af pumpen 18 bevirker fortsat operering af systemet, så længe der akkumuleres tilstrækkelig olie under kuplen 30 til at få denne til at nå dens øvre svømmegrænse.

20 Forannævnte US-patent nr. 4.018.683 beskriver et passende eksempel på et kontrolpanel og et pumpekontrol- og styrearrangement, som kan anvendes til systemet ifølge opfindelsen.

I et kammer 110 i det nedre område af tanken 25 10 findes der "coalesher"-skærme 100 (filtre), der er anbragt koncentrisk om en central kanal eller ledning 102, som strækker sig nedad gennem kammeret 110 og en smule forbi bunden af en nedre tværvæg 104 i kammeret. En øvre tværvæg 106 i kammeret strækker sig 30 som den nedre tværvæg 104 på tværs henover tankens indre dimension og tætner sammen med kanalen 102 tanken 10 effektivt fra kammeret 110, som indeholder skærmene 100 og kommunikerer med vandtilgangen og -afgangen 16.

35 Strømmen af separeret vand ind i kammeret 110 sker gennem en let belastet énvejs-kontraventil 112, der muliggør, at der kan indføres vand i kammeret 110 fra området under den nedre væg 104. Vandtilgangen til 143734 17 kammeret 110 sker fra kanalen 102 til den inderste skærm 100, når pumpen 18 opererer for at suge vand ud fra separatoren. Vandet passerer derefter radialt udad gennem de successive skærme 100 og sluttelig ud 5 gennem ledningen 16. Små oliedråber, der kan være indeholdt i det synkende vand under kuplen og altså ikke er separeret ud i hovedmassen af olie 42, opfanges på skærmene 100, som fortrinsvis er udført af et olieskyende, porøst, fibrøst materiale, der er vævet eller 10 strikket og er ru på den ene side og glat på den anden.

Skærmene er båret af et vertikalt metal- eller plaststel.

Som vist er skærmene fortrinsvis anbragt koncentrisk og har en cylindrisk form.

Skærmene 100 vaskes bagfra under olieudtøm-15 ningsoperationen, når tanken 10 sættes under tryk af vandet, der kommer ind gennem ledningen 16. Énvejs-kontraventiler 114 anbragt i topvæggen 106 udgør de eneste afgange fra kammeret 110, hvorved tilgangen af vand gennem ledningen 16 til kammeret 110 bevirker 20 skylning af skærmene 100 bagfra og afgang af vand og oliepartikler fra kammerområderne mellem skærmene 100 ind i tanken 10 over væggen 106. En oliedetektor 120, der via et kabel 122 er forbundet med kontrolpanelet 22, er anbragt i tanken 10 over skærmene 25 100 for at afføle overskudsolie ved dette niveau i separatoren. Detektoren 120 kan imidlertid være anbragt på et vilkårligt ønsket sted under kuplen 30 og over skærmbærevæggen 106. Hvis olie i emulgeret tilstand med vand når frem til skærmene 100, vil der kunne pas-30 sere olie gennem skærmene og ind i vandafgangsledningen. Overskudsolie ved nævnte niveau i tanken 10 vil også indicere fejlfunktion i separatorens kontrolsystem. Hvis denne situation afføles af detektoren 120, vil et passende kredsløb i kontrolpanelet 22 standse separa-35 torsystemet og aktivere en passende alarm.

Fig. 3 illustrerer det i fig. 1 og 2 viste afbalanceringssystem med et svømmende membranreaktionsorgan 200 i tanken 10. Et fleksibelt, uperforeret tæt- 143734 18 ningselement 202 muliggør, at membranorganet 200 kan svømme frit i vandet i tanken 10, medens svømmekamre 204 skaber opdrift for membranorganet 200. En trykudlignings ledning 206 skaber kommunikation mellem om-5 råder 207 over membranorganet 200 og den nedre del af tanken 10 nær ved eller under et filterkammer 208, der i denne udførelsesform har en ydre periferivæg 210 til dannelse af et kammer 212, som kommunikerer frit med vandet i det nedre område af tanken 10 uden for 10 filterkammeret 110.

I den viste udførelsesform for opfindelsen findes der udover det nedre styr 52 et øvre styreelement 214 for stangen 50, til stabilisering af stangbevægelsen.

15 Det vil ses, at operationsprincippet for udfø relsesformen i fig. 3 svarer til operationsprincippet for kuppelenheden bortset fra, at olien akkumuleres under det svømmende membranarrangement 200, 202.

Fig. 4 viser en konstruktion, der har et svømmen-20 de kuppelelement 300 ved topenden af en større tank 10, og hvor der er anbragt en vertikalt fleksibel tætning 302 under kuplen for at hindre olielækage rundt om kuplen 300's bund. En trykudligningsledning 304 skaber kommunikation mellem et vandkammer 306 over 25 kuplen 300 og en nedre del af tanken 10 under en nedre plade 104. Tætningen 302 er i dette tilfælde udformet på en sådan måde, at fri bevægelse af kuplen 300 sker uhindret i vertikal retning, og selve tætning s elementet reagerer ikke i vertikal retning på op-30 driftskraften fra olien i tanken 10's øvre område.

Dette kan f.eks. opnås ved at anvende et bælgelement, der strækker sig hovedsagelig vertikalt mellem den nedre omkreds af kuplen 300 og en indadrettet omkreds 310 af tanken 10's øvre del. Det horisontale tværsnits-35 areal mellem kuplen 300 bliver da konstant hele vejen ned til tankens top, og opdriftskræfterne, der skyldes den akkumulerede olie under kuplen, udsættes ikke for nogen vertikal reaktion fra tætningen 302. Ved bunden

Claims (3)

5 PATENTKRAV

1. Fremgangsmåde til separering af en første og en anden ikke-blandbar væske ved gravitation, hvor den første væske har en større vægtfylde og den anden væske en mindre vægtfylde, kendetegnet ved, 10 at der tilføres en indkapslet tank (10, 68) et tilstrækkeligt kvantum af den første væske til at bevirke nedsænkning af et vertikalt bevægeligt kraftoverførings-organ (30, 200, 300), der er anbragt i det øvre område af tanken, 15 at kraftoverføringsorganet (30, 200, 300) af balanceres med en første masse (58, 72) i tanken (10, 68) på en sådan måde, at det får en negativ opdrift i den første væske, at vægten af en anden vertikalt bevægelig vægt-20 masse (94), som svarer til en bestemt vægt af den anden væske, bæres af en fikseret konstruktion, der er anbragt over den første masse (58, 72), at der tilføres det øvre område af tanken (10, 68. et kvantum af den første væske, som er blandet med 25 den anden væske, hvorefter det nævnte kvantum af den første væske holdes under kraftoverføringsorganet (30, 200, 300) for at underkaste sidstnævnte svømmekraften fra den separerede anden væske, medens der fra det nedre område af tanken udtømmes et kvantum af den første væske, 30 at der tillades vertikal opadbevægelse af kraft*· t overføringsorganet (30, 200, 300) og den første masse (58, 72) fra en nedre stilling over en første vejstrækning, hvorefter yderligere vertikal opadbevægelse af kraftoverføringsorganet og den første masse modvirkes af 35 vægten af den anden masse (94), at der fortsættes med udtøming af et kvantum af den første væske, medens blandingen af den første og den anden væske indføres under kraftoverføringsorganet 14373Λ (30, 200, 300), indtil akkumulering af den anden væske i tanken (10, 68) får kraftoverføringsorganet til at løfte såvel den første (58, 72) som den anden masse (94), og 5 at der ved hjælp af et uden for tanken og hus konstruktionen anbragt affølingsorgan (86, 88), som ikke er forbundet med de bevægelige elementer i tanken, be-virkes afføling, når kraftoverføringsorganet (30, 200, 300. har løftet såvel den første (58, 72) som den anden 10 masse (94) over en nedre stilling.

2. Gravitationsseparator til udøvelse af fremgangsmåden ifølge krav 1, med en indkapslet separatortank (10, 68) og et kraftoverføringsorgan (30), der er anbragt i tanken og indrettet til at bevæge sig vertikalt 15. reaktion på svømmekraften fra den akkumulerede væske af mindre vægtfylde, som flyder i væsken af den større vægtfylde under kraftoverføringsorganet (30) , når dette befinder sig under et lag af væsken med den større vægtfylde, kendetegnet ved 20 en første masse (58, 72) af valgt vægt, der er anbragt i tanken (10, 68) og forbundet med kraftoverføringsorganet (30) for at bevirke, at dette får en smule negativ opdrift i væsken med den større vægtfylde, en anden masse (94) af valgt vægt, der normalt 25 er båret af tanken (10, 68) over den første vægtmasse, og som er vertikalt bevægelig, idet kraftoverføringsorganet (30) er indrettet til at løfte såvel den første (58, 72) som den anden vægtmasse (94), når det bevæger sig opad som svar på akkumuleringen af et bestemt kvan-30 turn af den lettere væske derunder, og et uden for tanken (10, 68) anbragt stillings-affølende element (86, 88), der ikke er forbundet med nogen af elementerne i tanken, og ved hjælp af hvilket der bevirkes afføling af, når kraftoverføringsorganet 35 (30) har løftet den anden masse (94).

3. Separator ifølge krav 2, kendetegne t ved, at affølingsorganet (86, 88) omfatter en detek-