HU190719B - Apparatus for vortex separating liquids of different thickness - Google Patents

Description

A találmány tárgya berendezés automatikus táplálással eltérő sűrűségű folyadékok örvényléses szétválasztására, amely berendezés örvénykamrás szeparátor szivattyújából, szűrőjéből és hengeres tartályából, a szeparátorhoz tangenciálisan kapcsolódó és a szivattyúhoz csatlakozó ürítő vezetékből áll, amely tartály alsó részén kúpos fenékrésszel és örvénykamrával van lezárva, amely örvénykamra tangenciálisan csatlakozó tápvezetékkel van ellátva, amelynek szívókosara és visszacsapó szelepe van.

Eltérő sűrűségű folyadékok szétválasztására, például diszpergált olajszemcsék szennyvízből való kiválasztására különböző fajtájú, a gravitációs erők vagy centrifugális erők hatásán alapuló hidraulikus szeparátorokat alkalmaznak. A kis olajrészecskéket nagyobb egységgé agglomeráló hatás javítása céljából különböző szerkezetű lamellás betétdarabokat és egyetlen darabot alkotó szűrőket alkalmaznak. Ezek hiányossága szerkezetük bonyolultsága, valamint különösen a lamella tisztítása és a szűrőbetét cseréje során jelentkező tekintélyes üzemeltetési és karbantartási igény. Leggyakrabban különböző felépítésű nyitott tartályokat alkalmaznak, amelyekből a szétválasztott olajat és vizet túlfolyókon át távolítják el. Hiányosságukat a túlfolyók peremének pontos beállítása iránti igényük jelenti. A túlfolyó peremekkel ellátott nyitott szeparátorok nem alkalmasak járműveken vagy hajókon való üzemeltetésére, mivel még kisebb lengések és rázkódások is jelentősen lerontják hatékonyságukat.

A szennyvizet gyakran gyűjtőtartályokból centrifugaszivattyúval szivattyúzzák a szeparátorba. A szeparátornak a centrifugálszivattyú nyomóvezetékéhez való csatlakoztatása előnytelen, mivel a szivattyúban a szétválasztott folyadék kicsi részecskékre diszpergálódik az erőteljes örvénylő mozgás következtében, ami lényegesen megnehezíti későbbi szétválasztásukat. Előnyösebb, a szeparátornak a beömlés előtt a szívóvezetékbe való csatlakoztatása, de ezen elrendezéshez megbízható eszközt kell kialakítani a leválasztott olaj leszivattyúzásához.

Úgy találtuk, hogy a fenti berendezések előnytelen tulajdonságait nagymértékben kiküszöböli a találmány szerinti automatikus táplálású örvényléses berendezés eltérő sűrűségű folyadékok szétválasztására. A berendezés örvénykamrás szeparátor szivattyújából, szűrőjéből és hengeres, tangenciálisan társított és a szivattyúhoz csatlakoztatott ürítő vezetékkel ellátott tartályból áll. Az örvénykamrás szeparátor hengeres tartálya alulsó részén kúpos fenékrésszel van lezárva, amely alatt tangenciálisan csatlakoztatott tápvezetékkel ellátott örvénykamra helyezkedik el, továbbá a tápvezeték szívókosárral és viszszacsapó szeleppel van ellátva.

A találmány tárgya abban van, hogy az örvénykamrás szeparátor hengeres tartályába koaxiálisán kúpos betét van elhelyezve és az örvénykamrás szeparátor felső része kúpos közdarabbal van lezárva, amely fölött tömítéssel a szűrő fenékrésszel, felső részén a felső tömítéssel van lezárva, míg a szűrő felső, koaxiálisán elhelyezett hengeres kúpos fedéllel van lezárva.

A szivattyúhoz szállítóvezeték, átváltó vezeték, átváltó záróelem és a szűrő tartályának alulsó részéhez tangenciálisan kapcsolódó beömlővezeték csatlakozik. A felső szűrőhengerhez tangenciálisan ürítő vezeték csatlakozik, amely ürítő záróelem felhasználásával, ürítő leágazó vezetéken át elfolyó vezetékkel ellátott tároló tartályhoz csatlakozik. A szűrő tartályához a ferde fenékrész alatt továbbá ürítő csatlakozás kapcsolódik, amely vezetékkel felső érzékelőhöz és csatlakozó vezetékkel alsó érzékelő2 höz csatlakozó mágnesszcleppel végződik. A mágnesszelep továbbá csatlakozó vezetéket alkalmazó szivattyú villamos motorjához csatlakozik.

Előnyös, ha a találmány szerinti berendezés légtelenítő szeleppel ellátott elosztószerelvénnyel van ellátva, amely koaxiálisán csatlakozik a felső szűrő henger kúpos fedeléhez, továbbá az elosztószerelvényhez szabályozószelepen át visszafutó vezeték csatlakozik, amely visszafutó vezeték az örvénykamrához tangenciálisan kapcsolódó tápvezetékbe nyílik.

Előnyös az is, ha a találmány szerinti berendezés szivattyújától a szállítóvezeték átváltó leágazó vezetéken és kerülő szelepen át, kerülő vezeték és ürítő leágazó vezeték felhasználásával a tároló tartályhoz és az elfolyó vezetékhez csatlakozik.

A szétválasztott folyadékoknak az örvénykamrába való tangenciális betáplálása és a kúpos betétdarabnak a szeparátor hengeres tartályába való behelyezése révén a turbulens forgó áramlás fokozatosan lamináris áramlássá alakul. A kúpos betétdarab lehetővé teszi a kicsi olajrészecskék nagyobb egységekké egyesülését, ami által az örvénykamrás szeparátor hatékonysága javul.

Az örvénykamrás szeparátornak szűrővel és szivattyúval egyetlen szerkezeti egységbe való foglalása együttesen a szeparátor hengeres tartályának a szivattyú beömlése elé való kapcsolása és a szivattyú tápvezetékeként szűrő alkalmazása a találmány fő erénye. Ezzel az elrendezéssel megszűnik a szivattyú által kiváltott turbulencia kedvezőtlen hatása, mert az erőteljes turbulencia egyébként nagymennyiségű szétválasztott folyadékot, például olajat dispergálna igen kicsi részecskékké.

A találmány szerinti berendezésnek egyszerű és könynyen gyártható felépítése van, amelynek előnyös tulajdonsága az is, hogy egyszerűen szerelhető, tisztítható és karbantartható, valamint járműveken és hajókon is alkalmazható, mivel lengések és rázkódások nem befolyásolják kifejezettebben hatékonyságát.

A találmány szerinti berendezésnek nagyon kicsi a nyomásvesztesége. Az is előnyös, hogy megoldja elektromágneses szelep alkalmazásával a szétválasztott folyadék ürítő csatlakozásba való automatikus szállítását, amely csatlakozás automatikusan kinyílik, amikor a fajlagosan könnyebb szétválasztott folyadékba merülő érzékelő lekapcsolja a szivattyút.

A találmányt a továbbiakban a mellékelt rajzon bemutatott példakénti kiviteli alak kapcsán ismertetjük részletesebben. Az 1. ábra a találmány szerinti örvény kamrás szeparátort mutatja vázlatosan, az örvénykamra középvonalán átmenő metszetben.

Az örvénykamrás szeparátor hengeres 1 tartályát alulról kúpos 3 fenék zárja le. amelyhez alulról koaxiálisán 4 örvény kamra és 6 állvány csatlakozik. A 6 állvány hengeres alakú és alsó részért az alapozáshoz 7 peremmel van ellátva, amelynek segítségével 57 alaphoz van rögzítve. A 4 örvénykamrát kúpos 5 kamrafenék zárja le alulról, amelyhez koaxiálisán 9 ürítőszeleppel ellátott 8 ürítőcső csatlakozik. A 4 örvénykamra hengeres részéhez tangenciálisan 30 töltővezeték csatlakozik, amelynek belépő része 31 szívókosárral és visszacsapó 32 szeleppel van ellátva.

Az örvénykamrás szeparátor hengeres 1 tartályában koaxiálisán kúpos 2 betét helyezkedik el. A hengeres 1 tartály felső részét kúpos 10 közdarab zárja le, felülről ehhez koaxiálisán 11 csati akozóperemmel 29 szűrő 12 szűrőtartálya csatlakozik.

190 719

A 29 szűrő 12 szűrőtartályának alsó részét ferde 13 fenékrész zárja le. A 12 szűrőtartály felső részén felső 15 csatlakozópcrem van, amelyben a 29 szűrő 16 hengere koaxiálisán helyezkedik el. A 17 peremmel ellátott 16 hengert felülről kúpos 18 fedő zárja le. A 18 fedő középvonalában 20 légtelenítő szeleppel ellátott 19 elágazás van, amelyhez 49 szabályozószelep és 48 visszafolyóág csatlakozik. A 48 visszafolyóág a 30 töltővezetékhez csatlakozik, amely tangenciálisan az 1 tartály kúpos 3 feneke alatt a 4 örvény kamrához csatlakozik.

A hengeres 1 tartálynak a kúpos 2 betét feletti teréhez tangenciálisan 33 ürítővezeték csatlakozik, amely 34 szivattyúhoz van vezetve. A 34 szivattyúhoz 37 nyomóvezeték, átváltó 38 elágazás, 39 váltószelep és 40 befolyócső csatlakozik. A 40 befolyócső tangenciálisan csatlakozik a 12 szűrőtartály alsó részéhez. A 29 szűrő felső 16 hengeréhez tangenciálisan 41 kifolyócső csatlakozik, amely 42 kifolyószelepen és 43 elfolyó elágazáson át 45 elfolyócsővel ellátott 44 tárolótartályhoz kapcsolódik. A 29 szűrő 12 szűrőtartályához, a 13 fenékrész alatt 51 mágnesszeleppel végződő 50 ürítőcsatlakozó kapcsolódik. Az 51 mágnesszelepet 54 vezeték felső vízszintet érzékelő 52 színtjelzőhöz és 55 csatlakozóvezeték alsó olajréteget érzékelő 53 szintjelzőhöz kapcsolja. Az 51 mágnesszelep 56 csatlakozóhálózat közvetítéséval a 34 szivattyú 35 motorjához kapcsolódik.

A 35 motor 34 szivattyúval a szeparátor hengeres l tartályához erősített 36 konzolon van elrendezve. A 29 szűrő felső 16 hengere alá a 29 szűrő perforált 14 hengere csatlakozik egytengelyűén, amelynek 21 feneke szintén perforálva van. A perforált 21 fenék felett 22 merevítővel megtámasztott alsó perforált 23 betét van. A 22 merevítő menetes 27 rúddal van ellátva, amelyen koaxiálisán helyezkedik el a 29 szűrő töltete.

A töltetet felülről felső perforált 24 betét szorítja. A 24 betét felett a menetes 27 rúdon koaxiálisán rendre köralakú 25 betétdarab, 26 merevítő és 28 szárnyas csavar van elrendezve. A 37 nyomóvezeték a 34 szivattyútól az átváltó 38 elágazáson és 47 záróelemmel ellátott 46 mellékágon, valamint a 43 elfolyó elágazáson a 45 elfolyócsővel ellátott 44 tárolótartályhoz csatlakozik.

Az olaj részecskéket tartalmazó szennyvíz a 31 szívókosáron és a visszacsapó 32 szelepen, valamint a 30 töltővezetéken át tangenciálisan a leírt szeparátor 4 örvénykamrájába ömlik az 1 tartály alsó kúpos 3 fenekénél. A forgó mozgásból eredő centrifugális erők hatására a vízből a nehezebb szennyeződések a 4 örvénykamra 5 kamrafenekén ülepednek le, ahonnét a 9 ürítőszelep nyitása után 8 ürítőcsövön át eltávolíthatók.

A diszpergált olaj részecskéket tartalmazó víz spirális pályán áramolva a kúpos 3 fenék kerek nyílásán átömlik a szeparátor hengeres 1 tartályába — miután a nehezebb szennyeződések már kiváltak belőle. Ebben a térben a víz és olajrészecskék egyre nagyobb átmérőjű spirális pályán mozognak, következésképpen sebességük és turbulenciájuk csökken. A turbulens áramlás itt fokozatosan lamináris áramlássá alakul. A kúpos 2 betét alatt a kicsi olajrészecskék nagyobb egységekké állnak össsze.

A szeparátor hengeres 1 tartályában az áramlás lamináris, ami lehetővé teszi a vízben diszpergált igen kicsi olaj részecskék hatékony elválasztását is. Az elválasztott víz, mivel fajsúlya nehezebb, a centrifugális erő hatására az 1 tartály falához áramlik, míg a szétválasztott olaj a függőleges középvonal körüli térben gyűlik össze. A szeparátor hengeres 1 tartályának felső részében a 29 szűrő szűrőtartójának ferde 13 fenékrésze alatt az elválasztott olajból fokozatosan összefüggő réteg alakul ki. Ez az olaj az 51 mágnesszelep kinyitása után az 50 ürítőcsatlakozón át automatikusan kiüríthető.

Az olajos részecskék nagyrészétől megszabadult elválasztott víz a kúpos 2 betét feletti térből a hengeres 1 tartály felső részéhez tangenciálisan csatlakozó 33 ürítővezetéken át távozik. A szeparálatlan olajmaradékot tartalmazó vizet a 34 szivattyú a 37 nyomóvezetéken és a 38 elágazáson, valamint a 39 váltószelepen át a 29 szűrő 12 szűrőtartályához tangenciálisan csatlakozó 40 befolyócsőbe nyomja. A 12 szűrőtartályban az olaj maradványokat tartalmazó víz spirális mozgással áthalad a 29 szűrő perforált 14 hengerén és a perforált 21 fenekén. A 29 szűrő perforált 14 hengerébe, az: alsó perforált 23 betét és a felső perforált 24 betét közötti térbe szorított szűrőtöltet egyetlen darabot alkotó szűrőként viselkedik, amely felfogja a mindeddig szeparálatlan olajrészecskéket. Ezek a részecskék a szűrőtöltetben nagyobb egységekké egyesülnek és az egységek a víz forgó, spirális vonalú áramlása által keltett centrifugális erők hatására a 29 működő perforált 14 hengerének középvonalánál koncentrálódnak és a vízzel együtt felfelé áramlanak a 29 szűrő felső 16 hengerének a kúpos 18 fedő alaiti terében.

Az olajos részecskék maradványaitól megtisztított vizet a 29 szűrő felső 16 hengeréből a tangenciálisan csatlakozó 41 kifolyócső a 43 elfolyó elágazáson át a 44 tárolótartályba vezeti, ahonnét a 45 elfolyócsó' szállítja el.

A szeparált olaj kis mennyiségű szeparált vízzel együtt a kúpos 18 fedő alatti térből a 19 elágazáson, 49 szabályozószelepen és 48 visszafolyóágon át a 30 töltővezetékbe ürül, amely viszont tangenciálisan a 4 örvénykamrába nyílik a szeparátor 1 tartályának kúpos 3 feneke alatt.

A szennyvíz szivattyúzásának befejezése után, a 34 szivattyú 35 motorját tápláló áram lekapcsolásával egyidejűleg az 56 csatlakozóhálózaton át elektromos jel jut az 51 mágnesszelepre. Az 51 mágnesszelep azonban csak akkor nyit ki, ha a felső 52 szintjelző a szeparált olajból képződött rétegbe merül. Ezt a tényt a felső 52 szintjelzőhöz csatlakozó 54 vezeték elektromos jele jelzi. Az 51 mágnesszelep kinyitása után az elválasztott olaj a szeparált víz túlnyomásának hatására az 50 ürítőcsatornán át kinyomul a szeparátor 1 tartályából. A szeparált víz túlnyomását a 44 tárolótartályból a 43 elfolyó elágazáson, a 42 kifolyószelepen és a 41 kifolyócsövön át a 29 szűrő felső 16 hengerébe visszafolyó szeparált víz hozza létre, amely egyszerre két ágon folyik vissza a szeparátor hengeres 1 tartályába. Az egyik ágban a 29 szűrő felső 16 hengeréből a 19 elágazáson, a 49 szabályozószelepen, a 48 visszafolyóágon és a 30 töltővezetéken át folyik vissza a 4 örvénykamrába, ahonnét a kúpos 3 fenék nyílásán át a szeparátor hengeres 1 tartályába áramlik. A visszafelé irányuló mozgás során a víz nem tud kifolyni a 30 töltővezetékből a 31 szívókosáron át, mivel a víz túlnyomása lezárja a visszacsapó 32 szelepet. A másik visszafolyó igát az képezi, hogy a 29 szűrő felső 16 hengeréből a víz a szűrőtölteten át a 29 szűrő alsó 12 szűrőtartályba folyik, majd ismét a 40 befolyócsövön, a 39 váltószelepen, az átváltó 38 elágazáson, a 37 nyomóvezetéken, a 34 szivattyú és a 33 ürítővezetéken át a szeparátor hengeres 1 tartályába kerül.

Ha az elválasztott olaj réteg alatti víz szintje az 1 tartályban egészen a felső 52 szintjelzőig ér, akkor az 52 szintjelző az 54 vezetéken át elektromos jelet bocsát az 51 mágnesszelepre, amely lezárja az elválasztott olajré3

-3190 719 tegnek az 50 ürítőcsatlakozón át való leeresztését. Az 51 mágnesszelep lezárása után szükség esetén a 35 motorral ellátott 34 szivattyúval ismét elkezdhető a szivattyúzás.

Olyan kivételes esetekben, ha a szivattyúzott szennyvíznek olyan magas az olajtartalma, hogy ennek következtében a szeparátor 1 tartályában összegyűlő olaj szintje elérné az olajszintet érzékelő alsó 53 szintjelzőt, akkor az 53 szintjelző az 55 csatlakozóvezetéken elektromos jeleket bocsát ki, amelynek hatására kinyit az 51 mágnesszelep és az 56 csatlakozóhálózaton jövő jel hatására ezzel egyidejűleg kikapcsol a 34 szivattyú 35 motorja. Ekkor a 44 tárolótartályból az 1 tartályba visszafolyó víz ismét kiszorítja az elválasztott olajat mindaddig, amíg a vízszint el nem éri a vízszintet érzékelő felső 52 szintjelzőt. Ezek után a megszakított működési ciklus automatikusan megismétlődik.

A 29 szűrő töltetének cseréjekor és az olajleválasztó 29 szűrő 12 szűrőtartályának tisztítása közben is használható a szeparátor hengeres 1 tartálya oly módon, hogy a 37 nyomóvezetéket a 38 elágazáson, a 47 záróelemen, a 46 mellékágon, a 43 elfolyó elágazáson és a· 44 tárolótartályon át, a 47 záróelem kinyitásával, valamint a 39 váltószelep és a 42 kifolyószelep elzárásával összekötik a 45 elfolyócsővel.

A találmány szerinti berendezés 34 olajszivattyú nélkül is alkalmazható, ha az olajrészecskéket tartalmazó víz gravitációs áramlással folyik a 30 töltővezetéken át a 4 örvény kamrába, mégpedig akkora túlnyomással, hogy az elválasztott víz könnyen el tudjon távozni a 45 elfolyócsövön át.

Claims (3)

1. SZABADALMI IGÉNYPONTOK

   1. Berendezés eltérő sűrűségű folyadékok örvényléses szétválasztására, amely automatikus táplálású, szivattyú- 35 val, szűrővel és örvény kamrához társított hengeres tartályIyal van ellátva, valamint a hengeres tartály tangenciális ürítővezetékekkel csatlakozik a szivattyúhoz, továbbá a tartályt alulról kúpos fenék és örvénykamra határolja, amelyhez tangenciálisan szívókosárral és visszacsapó szeleppel ellátott töltővezeték csatlakozik, azzal jellemezve, hogy a hengeres tartályban (1) kúpos betét (2) van koaxiálisán elrendezve és a hengeres tartályt (1) felülről kúpos közdarab (10) határolja, amelyhez felülről csatlakozóperemen (11) át koaxiálisán szűrő (29) szűrőtartálya (12) csatlakozik és a szűrőtartályt (12) alulról ferde fenékrész (13), felülről felső csatlakozóperem (15) zárja le, továbbá a szűrő (29) felső hengerét (16) koaxiálisán elrendezett kúpos fedő (18) zárja le, továbbá a szűrő (29) tartályának alsó része tangenciálisan csatlakozó befolyócsövön (40), váltószelepe a (39), átváltó elágazáson (38) és nyomóvezetéken (37) át a szivattyúhoz (34) csatlakozik, a szűrő (29) felső hengeréhez (16) tangenciálisan kifolyócső (41) csatlakozik, amely kifolyószelepen (42), elfolyó elágazáson (43) át elfolyócsővel (45) ellátott tárolótartályhoz (44) csatlakozik, valamint a szűrő (29) szűrőtartályához (12) a ferde fenékrész (13) alatti ürítőcsatlakozó (50) kapcsolódik, amely mágnesszeleppel (51) van ellátva, továbbá a mágnesszelep (51) egyrészt vezetékkel (54) felső szintjelzőhöz (52), másrészt csatlakozó vezetékkel (55) alsó szintjelzőhöz (53), harmadrészt csatlakozóhálózat (56) közvetítésével a szivattyú (34) motorjához (35) kapcsolódik.
2. 2. Az 1. igénypont szerinti berendezés, azzal jellemezve, hogy a kúpos fedőhöz (18) koaxiálisán légtelenítő szeleppel (20) ellátott elágazás (19) csatlakozik, amely visszafolyóágon (48), szabályozószelepen (49) át az örvénykamrához (4) tangenciálisan csatlakozó töltővezetékkel (30) van kapcsolva.
3. 3. Az 1. igénypont szerinti berendezés, azzal jellemezve, hogy a szivattyú (34) nyomóvezetéke (37) az átváltó elágazáson (38) és záróelemmel (47) ellátott mellékágon (46), valamint az elfolyó elágazáson (43) át az elfolyócsővel (45) ellátott tárolótartályhoz (44) csatlakozik.