PL193528B1 - Separator do rozdzielania dwufazowej mieszaniny cieczy - Google Patents

Abstract

1. Separator do rozdzielania dwufazowej mieszaniny cieczy, zawierajacej mniejsza czesc cieczy lekkiej i wieksza czesc cieczy o duzej gestosci i zawierajacej ewentualnie równiez szlam, w postaci zanieczyszczonej olejem i zawie- rajacej szlam wody, ze zbiornikiem oddzielajacym do prze- chwytywania cieczy lekkiej i ewentualnie szlamu, z rura doplywowa rozdzielanej mieszaniny i z rura odplywowa cieczy o duzej gestosci w znacznym stopniu pozbawionej cieczy lekkiej i ewentualnie szlamu, przy czym zbiornik oddzielajacy przystosowany jest do tego aby zawieral ciecz przynajmniej do jej najnizszego poziomu wyznaczonego przez próg przelewowy od zbiornika rozdzielajacego w kierunku do rury odplywowej, a wewnatrz zbiornika roz- dzielajacego umieszczony jest kolektor cieczy lekkiej, który ma zasadniczo pionowa sciane w ksztalcie rury, przy czym mieszanina z rury doplywowej wchodzi do wnetrza kolekto- ra, a z dolnego obszaru kolektora ciecz o duzej gestosci i ewentualnie szlam przechodza do dolnego obszaru zbior- nika oddzielajacego, przy czym wewnatrz kolektora umiesz- czona jest scianka rozdzielcza, która uksztaltowana jest zasadniczo jako wycinek powierzchni prostokreslnej po- wstajacej z pionowej tworzacej i poziomej, spiralnej krzywej prowadzacej, przy czym od sciany kolektora zwija sie ona spiralnymi zwojami az do osi kolektora, zas nastepujace po sobie zwoje scianki rozdzielczej tworza spiralna przestrzen posrednia, natomiast usytuowany najbardziej na zewnatrz zwój scianki rozdzielczej wraz ze sciana kolektora wyzna- czaja usytuowana najbardziej na zewnatrz przestrzen posrednia, znamienny tym, ze zarówno sciana (22) kolek- tora (20) jak i scianka rozdzielcza (30) maja górna krawedz… PL PL PL

Description

Przedmiotem wynalazku jest separator do rozdzielania dwufazowej mieszaniny cieczy o mniejszej ilości cieczy lekkiej i większej ilości cieczy o dużej gęstości. W tej mieszaninie znajduje się ewentualnie także szlam i ma ona przykładowo postać wody zanieczyszczonej olejem lub szlamem.

Separator tego rodzaju znany jest przykładowo z opisu europejskiego EP 0608352. Ze zbiornikiem oddzielającym, służącym do przechwytywania cieczy lekkiej i ewentualnie szlamu połączone są, rura dopływowa rozdzielanej mieszaniny i rura odpływowa cieczy o dużej gęstości, zwanej również dalej cieczą ciężką, uwolnionej w znacznym stopniu od cieczy lekkiej i ewentualnie od szlamu. Ciecz znajdująca się w zbiorniku oddzielającym sięga przynajmniej do najniższego poziomu cieczy ustalonego przez próg przelotowy od zbiornika oddzielającego do rury odpływowej. W zbiorniku oddzielającym znajduje się kolektor cieczy lekkiej posiadający pionowe ściany w kształcie rury. Z rury dopływowej rozdzielana mieszanina przechodzi do wnętrza kolektora. Z dolnego obszaru kolektora ciecz ciężka i ewentualnie szlam przechodzą do dolnego obszaru zbiornika oddzielającego. Wewnątrz kolektora usytuowana jest pionowa ścianka rozdzielacza, która w postaci spiralnych zwojów przebiega od ścianki kolektora do jego osi, przy czym kolejne zwoje ścianki rozdzielczej wyznaczają sobą spiralną przestrzeń pośrednią, a usytuowany najbardziej na zewnątrz zwój ścianki rozdzielczej razem ze ścianą kolektora wyznaczają usytuowaną najbardziej na zewnątrz przestrzeń pośrednią. Okazało się, że separator znany z opisu europejskiego EP 0608352 (jak również podobne separatory) nie zapewniają zadowalającego rozdzielania dwufazowej mieszaniny cieczy na ciecz lekką i ciężką, zwłaszcza, gdy chodzi o wodę zanieczyszczoną olejem i ewentualnie szlamem.

Separator wspomnianego na wstępie rodzaju znany jest również z brytyjskiego opisu GB-A-2167698. Wprawdzie również w tym separatorze znajduje się pionowa ścianka rozdzielcza, nie przebiega jednak ona na takim obszarze, który spiralnymi zwojami sięgały od ściany kolektora do jego osi. W rozwiązaniu tym powstaje spiralna przestrzeń pośrednia, lecz pomiędzy ścianą rozdzielającą i tylko pewną częścią ściany kolektora powstaje usytuowana najbardziej na zewnątrz przestrzeń pośrednia, przy czym ma ona kształt segmentu (o niepełnym obwodzie) wydrążonego cylindra (a nie spirali). W tej przestrzeni pośredniej, poprzez ścianę kolektora i w przybliżeniu stycznie do niej, ma wylot rura dopływowa, przy czym przestrzeń pośrednia ma szerokość w świetle mierzoną w poziomie odpowiadającą szerokości rury dopływowej mierzonej w poziomie. Natomiast kolektor z umieszczoną w nim ścianką rozdzielczą zanurzony jest zawsze całkowicie w cieczy znajdującej się w zbiorniku oddzielającym, tak że nigdy ściana kolektora i ścianka rozdzielcza nie mają górnego brzegu, który położony byłby wyżej niż najniższy poziom cieczy i dlatego nie następuje skuteczne oddzielanie oleju i odprowadzanie oleju przy małych ilościach dopływających. Jeżeli przez dłuższy czas dopływają tylko małe ilości cieczy lecz ze stosunkowo dużą ilością oleju, to warstwa oleju staje się bardzo wysoka, a zawierająca rozdzielaną mieszaninę przestrzeń oczyszczania staje się odpowiednio mniejsza, wskutek czego spada wydajność oczyszczania. Również tutaj może zbierać się szlam w dolnym obszarze zbiornika oddzielającego, jednakże nie zostało tu ujawnione, że ten obszar celowo jest przewidziany jako przestrzeń przechwytywania szlamu i odpowiednio do tego ją się wykonuje.

Z opisu europejskiego EP 0362343 znany jest strumień wpływający stycznie z rury dopływowej do kolektora. W kolektorze tego urządzenia strumień przepływa śrubowo do dołu, to znaczy wokół pionowej osi, a nie spiralnie poziomo do osi. Dlatego wewnątrz kolektora nie ma ściany rozdzielającej.

Z opisu WO-89/07971 znany jest kolektor, w którym rura dopływowa ma ujście w kolektorze przechodząc poprzez ścianę kolektora w przybliżeniu stycznie. Kolektor ten nie ma ściany rozdzielczej, której kolejne zwoje tworzyłyby spiralną przestrzeń pośrednią w której najbardziej zewnętrznym obszarze mogłaby mieć ujście rura dopływowa.

Z opisu EP-A-0199495 znany jest kolektor wspomnianego na wstępie rodzaju to znaczy kolektor posiadający ścianę rozdzielającą, jednakże z tą różnicą, że ten kolektor z wyjątkiem obszaru górnego i dolnego osiowego odpływu jest zamknięty. Tak więc ciecz ciężka i ewentualnie szlam nie mogą uchodzić z całego dolnego obszaru kolektora, lecz tylko do dołu z obszaru jego dolnego osiowego odpływu, wskutek czego na dnie kolektora mogą tworzyć się osady, które zatykają kolektor i muszą być usuwane za pomocą specjalnego czyszczenia. Ujawniono, że w tym kolektorze liniowa prędkość cieczy jest stała, co implikuje (jak to wynika również z rysunku), że wzdłuż zwojów ściany rozdzielającej szerokość w świetle przestrzeni pośredniej mierzona w poziomie pomiędzy zwojami ściany rozdzielającej jest stała, tak jak w spirali Archimedesa. Bez dalszych wyjaśnień w tekście, jeden z rysunków przedstawia w przekroju zmienną szerokość w świetle przestrzeni pośredniej, jednakże w tym

PL 193 528 B1 względzie rysunek ten jest technicznie błędny, gdyż przedstawiony przekrój nie pasuje do odpowiedniego widoku z góry, na którym szerokość w świetle przedstawiona jest jako stała. Górny brzeg ściany rozdzielającej tego kolektora traci na wysokości wzdłuż jego zwojów od ściany kolektora do jego osi, aby tłoczyć ciężkie cząstki do środka dna i stamtąd do dolnego osiowego odpływu, a natomiast lekkie cząstki tłoczyć do środka górnego odpływu. Przy tym kolektor podczas swej pracy musi być zawsze napełniony. Ponieważ jednak jest on ze wszystkich stron zamknięty, jego eksploatacja wymaga znacznego dopływu, aby zapewnić jego stałe napełnienie. Przy przewidywanym zastosowaniu tego kolektora w przemyśle papierniczym dopływająca ilość cieczy jest wystarczająca i osiągalna za pomocą ciśnienia pompowego, natomiast przy dwufazowej mieszaninie cieczy, która zawiera ewentualnie również szlam, na przykład w przypadku wody zanieczyszczonej olejem i ewentualnie szlamem, takie warunki pracy nie są do zaakceptowania. Kolektor, który byłby otwarty od góry i od dołu i przy tym umieszczony byłby w zbiorniku oddzielającym, nie został dotychczas ujawniony i opublikowany.

Zadaniem wynalazku jest opracowanie separatora, który w porównaniu do rozwiązań znanych ze stanu techniki powoduje lepsze rozdzielenie dwufazowej mieszaniny cieczy na ciecz lekką i ciecz o dużej gęstości, zwłaszcza, gdy chodzi o zanieczyszczenia olejem i ewentualnie szlamem wody, przy niewielkim jej dopływie.

Separator do rozdzielania dwufazowej mieszaniny cieczy, zawierającej mniejszą część cieczy lekkiej i większą część cieczy o dużej gęstości i zawierającej ewentualnie również szlam, w postaci zanieczyszczonej olejem i zawierającej szlam wody, ze zbiornikiem oddzielającym do przechwytywania cieczy lekkiej i ewentualnie szlamu, z rurą dopływową rozdzielanej mieszaniny i z rurą odpływową cieczy o dużej gęstości w znacznym stopniu pozbawionej cieczy lekkiej i ewentualnie szlamu, przy czym zbiornik oddzielający przystosowany jest do tego aby zawierał ciecz przynajmniej do jej najniższego poziomu wyznaczonego przez próg przelewowy od zbiornika rozdzielającego w kierunku do rury odpływowej, a wewnątrz zbiornika rozdzielającego umieszczony jest kolektor cieczy lekkiej, który mą zasadniczo pionową ścianę w kształcie rury, przy czym mieszanina z rury dopływowej wchodzi do wnętrza kolektora, a z dolnego obszaru kolektora ciecz o dużej gęstości i ewentualnie szlam przechodzą do dolnego obszaru zbiornika oddzielającego, przy czym wewnątrz kolektora umieszczona jest ścianka rozdzielcza, która ukształtowana jest zasadniczo jako wycinek powierzchni prostokreślnej powstającej z pionowej tworzącej i poziomej, spiralnej krzywej prowadzącej, przy czym od ściany kolektora zwija się ona spiralnymi zwojami aż do osi kolektora, zaś następujące po sobie zwoje ścianki rozdzielczej tworzą spiralną przestrzeń pośrednią, natomiast usytuowany najbardziej na zewnątrz zwój ścianki rozdzielczej wraz ze ścianą kolektora wyznaczają usytuowaną najbardziej na zewnątrz przestrzeń pośrednią, według wynalazku charakteryzuje się tym, że zarówno ściana kolektora jak i ścianka rozdzielcza mają górną krawędź, która przynajmniej w obszarze usytuowanej najbardziej na zewnątrz przestrzeni pośredniej położona jest wyżej niż najniższy poziom cieczy, a rura dopływowa poprzez ścianę kolektora i w przybliżeniu stycznie do niej, ma ujście do usytuowanej najbardziej na zewnątrz przestrzeni pośredniej kolektora, przy czym usytuowana najbardziej na zewnątrz przestrzeń pośrednia przynajmniej w obszarze otworu wlotowego rury dopływowej ma szerokość w świetle mierzoną w poziomie, odpowiadającą w przybliżeniu szerokości rury dopływowej mierzonej w poziomie.

Stopień zwilżalności powierzchni ścianki rozdzielczej na stronie jej zwojów zwróconej na zewnątrz jest mniejszy niż na stronie jej zwojów zwróconej do wewnątrz i ściany kolektora.

Korzystnie, w separatorze według wynalazku zwrócona na zewnątrz strona ścianki rozdzielczej jest pokryta względnie jest na nią naniesiony materiał nieprzyjmujący cieczy lekkiej.

Zwrócone do wewnątrz strony ścianki rozdzielczej i ściany kolektora są pokryte względnie jest na nie naniesiony materiał podatny na zwilżanie cieczą lekką.

Wzdłuż zwojów ścianki rozdzielczej ma zmienną, korzystnie okresowo zmienną szerokość w świetle mierzoną w poziomie, przestrzeni pośredniej pomiędzy zwojami ścianki rozdzielczej.

Wysokość górnej krawędzi ścianki rozdzielczej zmniejsza się wzdłuż jej zwojów przebiegających od ściany kolektora do jego osi.

Naprzeciwlegle do rury dopływowej umieszczona jest rura odpływowa, przy czym dolna krawędź ściany kolektora w pewnym obszarze położona jest na nachylonej płaszczyźnie, która zwrócona jest do części dolnego otworu zbiornika oddzielającego usytuowanego zasadniczo pionowo pod rurą dopływową.

Współosiowo w kolektorze umieszczona jest rura spustowa, której górny otwór znajduje się zasadniczo na wysokości najniższego poziomu cieczy, przy czym rura spustowa przebiega do przestrzeni wyciskania oleju, natomiast rura odpływowa cieczy o dużej gęstości przebiegająca od dolnego

PL 193 528 B1 obszaru przestrzeni wyciskania oleju ma zakończenie w otworze wylotowym względnie w pobliżu otworu wylotowego rury odpływowej, a z górnego obszaru przestrzeni wyciskania oleju przelew do cieczy lekkiej prowadzi do zbiornika oleju.

Korzystnie, w separatorze według wynalazku rura spustowa ma postać rury giętkiej lub wyciągalnej, usytuowanej przy pływaku przeznaczonym do pływania po cieczy.

W separatorze według wynalazku, przestrzeń wyciskania oleju umieszczona jest wewnątrz zbiornika oddzielającego a kolektor umieszczony jest wewnątrz przestrzeni wyciskania oleju.

Przestrzeń wyciskania oleju umieszczona jest w zbiorniku oddzielającym i przed otworem wylotowym rury odpływowej tworzy ochronną ściankę, która do góry sięga aż powyżej najniższego poziomu cieczy a od dołu jest zanurzona w cieczy.

W górnym obszarze ścianki ochronnej utworzonej przez przestrzeń wyciskania oleju, w pobliżu najniższego poziomu cieczy znajduje się połączenie do zawracania cieczy do kolektora.

Korzystnie, w separatorze według wynalazku dolny obszar zbiornika oddzielającego stanowi obszar przechwytywania szlamu.

Wskutek stycznie poprzez rurę dopływową wprowadzanego do kolektora i prowadzonego w nim spiralnie w kierunku jego osi strumienia dwufazowej mieszaniny cieczy, ciecz lekka zostaje oddzielona od cieczy o dużej gęstości, zwanej też dalej cieczą ciężką, zwłaszcza, gdy dwufazową mieszaninę cieczy stanowi woda zanieczyszczona olejem i ewentualnie szlamem.

Taki efekt koalescencji i rozdzielania znany jest jako taki między innymi z tak zwanych oddzielaczy cyklonowych (odśrodkowych).

Należy jednak sądzić, że osiągnięte za pomocą urządzenia według wynalazku szczególnie. efektywne rozdzielanie (w porównaniu do stanu techniki) może być wytłumaczone następująco.

Prowadzenie strumienia w kierunku osi kolektora przy odpowiednio spiralnie zawężającej się przestrzeni pośredniej, w której prowadzi się ten strumień, powoduje stopniowe przyspieszenie strumienia, które sprzyja koalescencji kropelek cieczy lekkiej.

Wskutek prowadzenia strumienia poprzez korzystnie okresowo zawężającą się i rozszerzającą się przestrzeń pośrednią wzdłuż zwojów ścianki rozdzielczej, uzyskuje się efekt pulsującego ciśnienia względnie pulsującego przepływu, który dodatkowo sprzyja koalescencji kropelek cieczy lekkiej.

Przez korzystne zastosowanie różnie zwilżalnych materiałów w przypadku ścianki rozdzielczej kolektora, rozdzielanie faz ulega szczególnie znacznemu usprawnieniu.

Wskutek tego, że ścianka rozdzielcza na swej górnej krawędzi w kierunku do środka ma coraz mniejszą wysokość, lekka ciecz oddzielana i wypływająca w kierunku do środka, przejmowana jest przez umieszczoną współosiowo rurę spustową. Mogą przy tym również wypływać resztkowe ilości. wody. Rura spustowa prowadzi do przestrzeni wyciskania oleju, w której ciecz lekka wznosi się natomiast ciecz o dużej gęstości opada i od dołu doprowadzana jest do rury odpływowej. Ze względu na różnice ciężaru właściwego cieczy w różnych łączących się ze sobą przestrzeniach ciecz lekka w przestrzeni wyciskania oleju wznosi się na wyższy poziom tak, że ciecz lekka zostaje wyciśnięta ponad przelewem i w ten sposób doprowadzona do zbiornika oleju.

Asymetryczne ukształtowanie dolnej części ścianki rozdzielczej powoduje to, że pływające cząstki, micele i kropelki cieczy lekkiej, które ewentualnie pozostają w wychodzącej u dołu cieczy ciężkiej wznoszą się w separatorze po stronie rury dopływowej, to znaczy możliwie daleko od rury odpływowej tak, że nie przechodzą one natychmiast do odpływu lecz pozostają w separatorze i mogą być wychwytywane.

Przy dłuższej eksploatacji, pod wpływem strumienia okrężnego powstającego w kolektorze również w zbiorniku oddzielającym powstaje strumień okrężny. Tak więc pozostałe pływające cząstki, micele i kropelki zatrzymywane są przez ściankę ochronną i zawracane są do kolektora z jej górnego obszaru.

Przedmiot wynalazku jest uwidoczniony na przykładzie wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia schematyczny widok separatora według wynalazku, w osiowym, pionowym przekroju według linii B-B z fig. 2, a fig. 2 przedstawia schematyczny widok separatora z fig. 1 w promieniowym, poziomym przekroju według linii A-A z fig. 1.

Separator według wynalazku przedstawiony na fig.1 oznaczony jest jako całość liczbą 10 i przeznaczony jest do wychwytywania cieczy lekkiej i ewentualnie szlamu, które jako mniejsze ilości zawarte są w większej ilości cieczy o dużej gęstości czyli w cieczy ciężkiej, i są wraz z nią prowadzone. W przypadku takiej dwufazowej mieszaniny cieczy zawierającej ewentualnie dodatkowo szlam,

PL 193 528 B1 chodzi na przykład o wodę zanieczyszczoną olejem i ewentualnie szlamem, jak to ma miejsce w przypadku odprowadzanej na ulicach i autostradach i którą to wodę odprowadza się do kanalizacji.

Separator 10 zawiera zbiornik oddzielający 12 z rurą dopływową 14 doprowadzającą mieszaninę przeznaczoną do rozdzielenia i rurę odpływową 16 odprowadzającą ciecz ciężką (np. wodę) uwolnioną od cieczy lekkiej (np. oleju) i ewentualnie szlamu. Rura dopływowa 14 i rura odpływowa 16 umieszczone są średnicowo przeciwlegle w cylindrycznym zbiorniku oddzielającym 12 o osi pionowej. Próg przelewowy 18 wyznacza swą wysokością (nieuwidoczniony) najniższy poziom cieczy w zbiorniku oddzielającym 12.

W zbiorniku oddzielającym 12 umieszczony jest kolektor cieczy lekkiej 20, który ma zasadniczo rurową, pionową ścianę 22 usytuowaną wokół pionowej osi 24. Z rury dopływowej 14 mieszanina przepływa do wnętrza kolektora 20, przy czym rura dopływowa 14 ma wylot w kolektorze 20 przechodząc przez jego ścianę 22 usytuowaną zasadniczo stycznie do niej. Z dolnego obszaru 26 kolektora 20 ciecz ciężka i ewentualnie szlam przechodzą do dolnego obszaru 28 zbiornika oddzielającego 12, który to obszar stanowi obszar przechwytywania szlamu.

Wewnątrz kolektora 20 umieszczona jest powierzchniowa ścianka rozdzielcza 30, która na obszarze od ściany 22 kolektora 20 aż do osi 24 kolektora 20 ma postać spiralnych zwojów. Precyzując, ścianka rozdzielcza 30 jest ukształtowana jako wycinek powierzchni prostokreślnej powstałej z pionowych tworzących przedstawionych na fig. 1 w postaci linii kreskowych 32 i przedstawionej na fig. 2 poziomej, spiralnej linii prowadzącej 34. Następujące po sobie zwoje ścianki rozdzielczej 30 wyznaczają między sobą spiralną przestrzeń pośrednią 36, przy czym usytuowany najbardziej na zewnątrz zwój ścianki - rozdzielczej 30 razem ze ścianą 22 kolektora 20 wyznaczają usytuowaną najbardziej na zewnątrz przestrzeń pośrednią 38 kolektora 20 w której to przestrzeni ma ujście rura dopływowa 14. Odpowiednio do tego ta usytuowana najbardziej na zewnątrz przestrzeń pośrednia 38 kolektora 20, przynajmniej w obszarze wlotu 70 rury dopływowej 14 ma szerokość w świetle mierzoną w poziomie, odpowiadającą w przybliżeniu szerokości samej rury dopływowej 14 mierzonej w poziomie.

Górna krawędź 40 ściany 22 kolektora 20 i górna krawędź 42 ścianki rozdzielczej 30 przynajmniej w obszarze usytuowanej najbardziej na zewnątrz przestrzeni pośredniej 38 są położone wyżej niż najniższy poziom cieczy wyznaczony przez próg przelewowy 18.

Od ściany 22 kolektora 20 do jego osi 24 zmniejsza się wysokość górnej krawędzi 40 ścianki rozdzielczej 30 wzdłuż zwojów. Współosiowo w kolektorze 20 usytuowana jest rura spustowa 44, której górny otwór 46 znajduje się na wysokości najniższego poziomu cieczy. Rura spustowa 44 jest rurą giętką lub wyciągalną, przy czym umieszczona jest przy pływaku przystosowanym do pływania na cieczy tak, że górny otwór 46 rury spustowej 44 znajduje się zawsze niedaleko zwierciadła cieczy na osi 24 kolektora 20 (to znaczy również niedaleko wierzchołka odwróconego stożka utworzonego przez górną krawędź 40 ścianki rozdzielczej 30 kolektora 20).

Rura spustowa 44 prowadzi od kolektora 20 do przestrzeni wyciskania oleju 48. Z dolnego obszaru 50 przestrzeni wyciskania oleju 48 prowadzi rura odpływowa 52 cieczy ciężkiej dochodząca na wysokość otworu wylotowego 54 rury odpływowej 16. W górnym obszarze 56 przestrzeni wyciskania oleju 48 znajduje się przelew 58 cieczy lekkiej prowadzący do zbiornika oleju 60.

Dolny obszar ściany 22 kolektora 20 jest na ogół położony niżej niż ścianka rozdzielcza 30 i wykonany jest w kształcie stożka ściętego z dolną krawędzią 62 usytuowaną na nachylonej płaszczyźnie 64. Płaszczyzna ta umieszczona jest i nachylona w ten sposób, że jest ona zwrócona, - a tym samym również dolny otwór 66 kolektora 20 wyznaczony przez dolną krawędź 62, - do tej części 68 dolnego obszaru 28 zbiornika oddzielającego 12, która zasadniczo znajduje się pionowo pod rurą dopływową 14.

W opisanym tu przykładzie wykonania kolektor 20 i przestrzeń wyciskania oleju 48 usytuowane są osobno w zbiorniku oddzielającym 12, przy czym kolektor 20 znajduje się poza przestrzenią wyciskania oleju 48. Przestrzeń wyciskania oleju 48 wykonana jest tak, że w zbiorniku oddzielającym 12 tworzy ochronną ściankę nurnikową usytuowaną przed otworem wylotowym 54 rury odpływowej 16. Tego rodzaju ścianka w znany sposób służy do tego, aby dopływ cieczy ze zbiornika oddzielającego 12 do rury odpływowej 16 ograniczyć do masy cieczy z dolnego obszaru 28 zbiornika oddzielającego 12. Ścianka ochronna względnie działająca jako ścianka ochronna przestrzeń wyciskania oleju 48 sięga w tym celu do góry powyżej najniższego poziomu cieczy, a od dołu zanurzona jest ona w cieczy.

W innym przykładzie wykonania, tutaj nie opisanym, przestrzeń wyciskania oleju umieszczona jest w zbiorniku a kolektor umieszczony jest w tej przestrzeni, przy czym konieczne jest wtedy zastosowanie osobnej ścianki ochronnej.

PL 193 528 B1

W obu przypadkach (to znaczy przy przestrzeni wyciskania oleju stanowiącej ściankę ochronną lub przy osobnej ściance ochronnej), korzystnie w górnym obszarze ścianki w pobliżu najniższego poziomu cieczy może istnieć (nie przedstawione) połączenie do zawracania cieczy do kolektora. Połączenie to może być wykonane na przykład w postaci małego otworu z przyłączonym przewodem, znajdujących się w górnej części ścianki ochronnej, przy czym połączenie to służy głównie do tego, aby różnice poziomu cieczy spowodowane różnicą ciężaru właściwego występujące w różnych częściach urządzenia wykorzystać do usunięcia z odprowadzanej cieczy ciężkiej i do zawrócenia do kolektora wszystkich pozostałych pływających jeszcze cząsteczek, miceli i kropelek cieczy lekkiej. Aby usprawnić koalescencję pływających cząstek, miceli i kropelek cieczy lekkiej, ścianka rozdzielcza 30 na obu swych powierzchniach to znaczy na obu swych pionowych stronach ma różną jakość. Po stronie swych zwojów zwróconej na zewnątrz ścianka rozdzielcza 30 jest mniej podatna na zwilżanie cieczą lekką niż po stronie swych zwojów zwróconej do wewnątrz. Podobnie ściana 22 kolektora 20 jest po swej wewnętrznej stronie bardziej podatna na zwilżanie niż ścianka rozdzielcza 30 po swej stronie zwróconej na zewnątrz, gdyż ściana 22 kolektora 20 po swej stronie wewnętrznej stanowi kontynuację ścianki rozdzielczej 30 w kierunku na zewnątrz oraz zewnętrzny koniec zwojów ścianki rozdzielczej 30.

W celu uzyskania żądanej jakości powierzchni ścianka rozdzielacza 30 na swej na zewnątrz skierowanej stronie jest pokryta lub pomalowana materiałem nieprzyjmującym cieczy lekkiej, natomiast ścianka rozdzielcza 30 oraz ściana 22 kolektora 20 na swych stronach skierowanych do wnętrza pokryte są lub pomalowane materiałem dobrze zwilżalnym cieczą lekką. Materiałem nieprzyjmującym ciecz lekką może być polimer „odpychający olej” taki jak politetrafluoroetylen, polietylen, polipropylen i tym podobne, natomiast materiałem zwilżalnym cieczą lekką może być na przykład ulegający nawilżeniu olejem polimer taki jak poliamid, żywica epoksydowa i tym podobne. Poza tym okazało się, że koalescencja pływających cząstek, miceli i kropelek cieczy lekkiej ulega wielkiemu usprawnieniu, gdy przestrzeń pośrednia 36 ścianki rozdzielczej 30 w kolektorze 20 wzdłuż zwojów tej ścianki 30 ma zmienną, korzystnie okresowo zmienną szerokość w świetle mierzoną w poziomie. Wskutek tego ciecz przebywająca w przestrzeni pośredniej 36 od rury dopływowej 14 do rury spustowej 44 uzyskuje pulsujące zmiany swego ciśnienia i prędkość, co usprawnia żądane rozdzielanie cieczy lekkiej od cieczy o dużej gęstości.

Claims (13)

1. Separator do rozdzielania dwufazowej mieszaniny cieczy, zawierającej mniejszą część cieczy lekkiej i większą część cieczy o dużej gęstości i zawierającej ewentualnie również szlam, w postaci zanieczyszczonej olejem i zawierającej szlam wody, ze zbiornikiem oddzielającym do przechwytywania cieczy lekkiej i ewentualnie szlamu, z rurą dopływową rozdzielanej mieszaniny i z rurą odpływową cieczy o dużej gęstości w znacznym stopniu pozbawionej cieczy lekkiej i ewentualnie szlamu, przy czym zbiornik oddzielający przystosowany jest do tego aby zawierał ciecz przynajmniej do jej najniższego poziomu wyznaczonego przez próg przelewowy od zbiornika rozdzielającego w kierunku do rury odpływowej, a wewnątrz zbiornika rozdzielającego umieszczony jest kolektor cieczy lekkiej, który ma zasadniczo pionową ścianę w kształcie rury, przy czym mieszanina z rury dopływowej wchodzi do wnętrza kolektora, a z dolnego obszaru kolektora ciecz o dużej gęstości i ewentualnie szlam przechodzą do dolnego obszaru zbiornika oddzielającego, przy czym wewnątrz kolektora umieszczona jest ścianka rozdzielcza, która ukształtowana jest zasadniczo jako wycinek powierzchni prostokreślnej powstającej z pionowej tworzącej i poziomej, spiralnej krzywej prowadzącej, przy czym od ściany kolektora zwija się ona spiralnymi zwojami aż do osi kolektora, zaś następujące po sobie zwoje ścianki rozdzielczej tworzą spiralną przestrzeń pośrednią, natomiast usytuowany najbardziej na zewnątrz zwój ścianki rozdzielczej wraz ze ścianą kolektora wyznaczają usytuowaną najbardziej na zewnątrz przestrzeń pośrednią, znamienny tym, że zarówno ściana (22) kolektora (20) jak i ścianka rozdzielcza (30) mają górną krawędź (40, 42), która przynajmniej w obszarze usytuowanej najbardziej na zewnątrz przestrzeni pośredniej (38) położona jest wyżej niż najniższy poziom cieczy, a rura dopływowa (14) poprzez ścianę (22) kolektora (20) i w przybliżeniu stycznie do niej, ma ujście do usytuowanej najbardziej na zewnątrz przestrzeni pośredniej (38) kolektora (20), przy czym usytuowana najbardziej na zewnątrz przestrzeń pośrednia (38) przynajmniej w obszarze otworu wlotowego (70) rury dopływowej (14) ma szerokość w świetle mierzoną w poziomie, odpowiadającą w przybliżeniu szerokości rury dopływowej (14) mierzonej w poziomie.

PL 193 528 B1

2. Separator według zastrz. 1, znamienny tym, że stopień zwilżalności powierzchni ścianki rozdzielczej (30) na stronie jej zwojów zwróconej na zewnątrz jest mniejszy niż na stronie jej zwojów zwróconej do wewnątrz i ściany (22) kolektora (20).

3. Separator według zastrz. 2, znamienny tym, że zwrócona na zewnątrz strona ścianki rozdzielczej (30) jest pokryta względnie jest na nią naniesiony materiał nieprzyjmujący cieczy lekkiej.

4. Separator według zastrz. 2, znamienny tym, że zwrócone do wewnątrz strony ścianki rozdzielczej (30)i ściany (22) kolektora (20) są pokryte względnie jest na nie naniesiony materiał podatny na zwilżanie cieczą lekką.

5. Separator według zastrz. 1, znamienny tym, że wzdłuż zwojów ścianki rozdzielczej (30) ma zmienną, korzystnie okresowo zmienną szerokość w świetle mierzoną w poziomie, przestrzeni pośredniej (36) pomiędzy zwojami ścianki rozdzielczej (30).

6. Separator, według zastrz. 1, znamienny tym, że wysokość górnej krawędzi (42) ścianki rozdzielczej (30) zmniejsza się wzdłuż jej zwojów przebiegających od ściany (22) kolektora (20) do jego osi (24).

7. Separator według zastrz. 1, znamienny tym, że naprzeciwlegle do rury dopływowej (14) umieszczona jest rura odpływowa (16), przy czym dolna krawędź (62) ściany (22) kolektora (20) w pewnym obszarze położona jest na nachylonej płaszczyźnie (64), która zwrócona jest do dolnego otworu (66) dolnego obszaru (28) zbiornika oddzielającego (12) usytuowanego zasadniczo pionowo pod rurą dopływową (14).

8. Separator według zastrz. 1, znamienny tym, że współosiowo w kolektorze (20) umieszczona jest rura spustowa (44), której górny otwór (46) znajduje się zasadniczo na wysokości najniższego poziomu cieczy, przy czym rura spustowa (44) przebiega do przestrzeni wyciskania oleju (48), natomiast rura odpływowa (52) cieczy o dużej gęstości przebiegająca od dolnego obszaru (50) przestrzeni wyciskania oleju (48) ma zakończenie w otworze wylotowym (54) względnie w pobliżu otworu wylotowego (54) rury odpływowej (16), a z górnego obszaru (56) przestrzeni wyciskania oleju (48) przelew (58) do cieczy lekkiej prowadzi do zbiornika oleju (60).

9. Separator według zastrz. 8, znamienny tym, że rura spustowa (44) ma postać rury giętkiej lub wyciągalnej, usytuowanej przy pływaku przeznaczonym do pływania po cieczy.

10. Separator według zastrz. 8, znamienny tym, że przestrzeń wyciskania oleju (48) umieszczona jest wewnątrz zbiornika oddzielającego (12) a kolektor (20) umieszczony jest wewnątrz przestrzeni wyciskania oleju (48).

11. Separator według zastrz. 8, znamienny tym, że przestrzeń wyciskania oleju (48) umieszczona jest w zbiorniku oddzielającym (12) i przed otworem wylotowym (54) rury odpływowej (16) tworzy ochronną ściankę, która do góry sięga aż powyżej najniższego poziomu cieczy a od dołu jest zanurzona w cieczy.

12. Separator według zastrz. 11, znamienny tym, że w górnym obszarze ścianki ochronnej, utworzonej przez przestrzeń wyciskania oleju (48) w pobliżu najniższego poziomu cieczy znajduje się połączenie do zawracania cieczy do kolektora (20).

13. Separator według zastrz. 7, znamienny tym, że dolny obszar (28) zbiornika oddzielającego (12) stanowi obszar przechwytywania szlamu.