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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Phasentrennvorrichtung zum Trennen von zumindest zwei flüssigen Phasen unterschiedlicher Dichte aus einem flüssigen Phasengemisch.
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In vielen Bereichen der Technik kommen Flüssigkeiten zum Einsatz, beispielsweise zum Kühlen, zum Schmieren und zum Reinigen. Bevorzugt zirkulieren diese Arbeitsflüssigkeiten in Flüssigkeitskreisen. Bei der Verwendung der Flüssigkeiten kann es zu Verunreinigungen derselben kommen. Mit Hilfe von Filtereinrichtungen lassen sich beispielsweise feste Verunreinigungen aus den Flüssigkeiten entfernen. Zum Entfernen flüssiger Verunreinigungen können Phasentrennvorrichtungen zum Einsatz kommen. Beispielsweise können mit Hilfe einer Phasentrennvorrichtung ölige Verunreinigungen aus Wasser oder wässrige Verunreinigungen aus Öl entfernt werden. Besonders interessant sind derartige Phasentrennvorrichtungen bei industriellen Reinigungsprozessen, bei denen Produktionsgüter mit Hilfe von Wasser, dem ein Reinigungsmittel zugegeben ist, gereinigt werden. Um nun das Wasser wieder von öligen Verunreinigungen trennen zu können, kommen Phasentrennvorrichtungen zum Einsatz.
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Eine derartige Phasentrennvorrichtung kann beispielsweise mit wenigstens einem Phasentrennelement arbeiten, dem eintrittsseitig das flüssige Phasengemisch zugeführt wird und das austrittsseitig in einem Behälter angeordnet ist. Die Austrittsseite des Phasentrennelements ist dabei beispielsweise durch die dem Behälterinneren ausgesetzte äußere Oberfläche eines Phasentrennmaterials des Phasentrennelements gebildet. Das vom Phasengemisch durchströmbare Phasentrennmaterial besitzt für eine der Phasen des Phasengemischs eine erhöhte Anziehungskraft oder Haltekraft. Somit entzieht das Phasentrennmaterial dem Phasengemisch die eine Phase. Innerhalb des Phasentrennmaterials kommt es dabei zu einer Ansammlung der ausgeschiedenen Phase. Dabei werden kleinste Tröpfchen zu größeren Tröpfchen und Tropfen vereint, die zur äußeren Oberfläche des Phasentrennmaterials, also zur Außenaustrittsseite des Phasentrennelements gelangen. Bei hinreichender Größe dieser Tröpfchen und Tropfen können diese sich vom Phasentrennelement lösen, so dass sie ebenfalls in das Behälterinnere gelangen und sich dann innerhalb der anderen Phase des Phasengemischs befinden. Eine erneute Phasenmischung findet dabei zunächst nicht statt. Vielmehr sorgt die unterschiedliche Dichte der Phasen für eine schwerkraftbedingte Phasentrennung, so dass sich die leichtere Phase oben auf der schwereren Phase sammelt. Hier bietet sich nun innerhalb der Phasentrennvorrichtung die Möglichkeit, die leichtere Phase an der Oberfläche abzusaugen bzw. zu evakuieren und/oder die schwere Phase von unten bzw. zu evakuieren.
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Beim flüssigen Phasengemisch sind die wenigstens zwei unterschiedlich schweren bzw. unterschiedlich dichten flüssigen Phasen als Emulsion vorhanden. Mit Hilfe eines geeigneten Phasentrennmaterials kann im jeweiligen Phasentrennelement das Zusammenfließen von Tröpfchen der Emulsion zu einer kohärenten Phase bewirkt werden. Dieser Vorgang kann auch als Koaleszenz bezeichnet werden. Dementsprechend handelt es sich bei den Phasentrennelementen in der Regel um sogenannte Koaleszer.
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Die vorliegende Erfindung beschäftigt sich nun mit dem Problem, für eine Phasentrennvorrichtung der eingangs genannten Art eine verbesserte Ausführungsform anzugeben, die sich insbesondere durch eine hohe Effizienz und/oder durch einen einfachen Aufbau auszeichnet. Ferner soll eine hohe Flexibilität erzielt werden, um die Phasentrennvorrichtung einfach an unterschiedliche Trennaufgaben adaptieren zu können.
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Erfindungsgemäß wird dieses Problem durch den Gegenstand des unabhängigen Anspruchs gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
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Die Erfindung beruht auf dem allgemeinen Gedanken, im Behälterinneren zwischen dem wenigstens einen Phasentrennelement und einem Schwerphasenauslass, durch den wenigstens eine Phase größerer Dichte aus dem Behälter abführbar ist, zwei Wehre anzuordnen, nämlich ein unterströmbares Wehr und ein überströmbares Wehr. Dabei ist das überströmbare Wehr im Behälter zwischen dem unterströmbaren Wehr und dem Schwerphasenauslass angeordnet, so dass die schwerere Phase ausgehend von dem wenigstens einen Phasentrennelement zunächst das unterströmbare Wehr unterströmen muss und anschließend das überströmbare Wehr überströmen muss, um zum Schwerphasenauslass zu gelangen. Hierdurch wird eine zuverlässige Trennung der beiden Phasen erreicht. Der Schwerphasenauslass kann z. B. eine Behälterwand durchsetzen. Ferner wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, einen Ablauf mit einem Leichtphasenauslass fluidisch zu verbinden, wobei der Leichtphasenauslass zum Abführen wenigstens einer Phase kleinerer Dichte aus dem Behälter dient. Der Ablauf weist zumindest eine Überlaufkante auf, über welche die leichte Phase vom Behälterinneren in den Ablauf überlaufen kann. Von besonderer Bedeutung für die Erfindung ist nun, dass sich die wenigstens eine Überlaufkante des Ablaufs im selben Höhenbereich befindet, in dem sich auch ein Überströmende des überströmbaren Wehrs befindet. Hierdurch ist sichergestellt, dass sich die Überlaufkante stets im Bereich der leichten Phase befindet, so dass keine schwere Phase in den Ablauf gelangt. Das Überströmende des überströmbaren Wehrs definiert durch seine Position zwischen dem unterströmbaren Wehr und dem Schwerphasenauslass die maximale Höhe der schweren Phase im Behälterinneren. Falls keine leichte Phase auf der schweren Phase aufschwimmt, erreicht die schwere Phase an der vom überströmbaren Wehr abgewandten Seite des unterströmbaren Wehrs diese maximale Höhe. Die wenigstens eine Überlaufkante ist zweckmäßig dann hinsichtlich ihrer Höhe im Behälter so eingestellt, dass in diesem Fall keine Flüssigkeit, also keine schwere Phase in den Ablauf gelangt. Sobald sich im Betrieb der Phasentrennvorrichtung die leichte Phase oben auf der schweren Phase ansammelt, senkt die leichte Phase die Trennebene zwischen leichter Phase und schwerer Phase durch das Gewicht der leichten Phase gegenüber dem Überströmende des überströmbaren Wehrs ab. Gleichzeitig steigt jedoch die Oberfläche der leichten Phase über das Niveau des Überströmendes des überströmbaren Wehrs an und folglich auch über das Niveau der wenigstens einen Überlaufkante an, so dass die leichte Phase über die wenigstens eine Überlaufkante in den Ablauf gelangen kann.
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Die wenigstens eine Überlaufkante ist vorzugsweise im Wesentlichen auf derselben Höhe angeordnet wie das Überströmende des überströmbaren Wehrs. Sie kann geringfügig höher positioniert sein als das Überströmende des überströmbaren Wehrs, um auch bei fehlender leichter Phase den Eintritt von schwerer Phase in den Ablauf zu vermeiden. Jedenfalls befindet sich die wenigstens eine Überlaufkante im Behälterinneren oberhalb des wenigstens einen Phasentrennelements. Zweckmäßig sind die Wehre geradlinig ausgestaltet, so dass sie horizontale Enden besitzen. Zweckmäßig können sich die Wehre parallel zueinander erstrecken. Auch die Überlaufkante kann zweckmäßig geradlinig ausgestaltet sein und sich horizontal erstrecken, wobei optional eine parallele Ausrichtung zu wenigstens einem der Wehre vorgesehen sein kann.
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Entsprechend einer besonders vorteilhaften Ausführungsform kann der Ablauf oder zumindest die wenigstens eine Überlaufkante hinsichtlich der Höhe einstellbar im Behälter angeordnet sein. Hierdurch ist es während des Betriebs der Phasentrennvorrichtung möglich, die Höhe der Überlaufkante auf die Schichtdicke der leichten Phase abzustimmen, derart, dass einerseits möglichst viel leichte Phase abgeführt werden kann und dass andererseits das Abführen schwerer Phase durch den Leichtphasenauslass vermieden werden kann.
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Beispielsweise kann der Ablauf über ein flexibles Verbindungselement fluidisch mit dem Leichtphasenauslass verbunden sein. Somit ist es möglich, den Leichtphasenauslass am Behälter ortsfest, also stationär anzubringen, während der Ablauf im Behälter mobil, also verstellbar angeordnet werden kann. Z. B. durchsetzt der Leichtphasenauslass eine Behälterwand. Das flexible Verbindungselement kann die variierenden Abstände zwischen Ablauf und Leichtphasenauslass ausgleichen. Beispielsweise kann das Verbindungselement so ausgestaltet sein, dass es hinsichtlich seiner Länge elastisch verändert werden kann. Beispielsweise handelt es sich beim Verbindungselement um einen Wellschlauch. Ebenso ist es möglich, das Verbindungselement zwischen dem Ablauf und dem Leichtphasenauslass gebogen zu verlegen und hinsichtlich Biegebelastungen elastisch auszugestalten. Beispielsweise kann das Verbindungselement durch einen biegeelastischen Schlauch gebildet sein, der zwischen Ablauf und Leichtphasenauslass zum Beispiel S-förmig verlegt ist. Hierdurch kann das Verbindungselement Abstandsänderungen zwischen Ablauf und Leichtphasenauslass einfach kompensieren.
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Entsprechend einer anderen Ausführungsform kann ein vom Unterströmende des unterströmbaren Wehrs entferntes Ende des unterströmbaren Wehrs oberhalb des Überströmendes des überströmbaren Wehrs liegen. Hierdurch ist sichergestellt, dass das unterströmbare Wehr nicht überströmt wird, so dass sich auf der vom wenigstens einen Phasentrennelement abgewandten Seite des unterströmbaren Wehrs nur die schwere Phase befindet. Zweckmäßig liegt dieses obere Ende des unterströmbaren Wehrs dann auch oberhalb der wenigstens einen Überlaufkante des Ablaufs.
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Das überströmbare Wehr ist zweckmäßig so ausgestaltet und im Behälter angeordnet, dass Flüssigkeit, also in der Regel die Schwere Phase, nur durch Überströmen des Überströmendes zum Schwerphasenauslass gelangt. Gemäß einer einfachen Ausführungsform kann sich ein vom Überströmende des überströmbaren Wehrs entferntes Ende des überströmbaren Wehrs bis zu einem Boden des Behälters erstrecken. Zweckmäßig schließt das überströmbare Wehr seitlich und am Boden mit dem Behälter dicht ab, so dass das überströmbare Wehr nur an seinem Überströmende überwindbar ist.
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Entsprechend einer besonders vorteilhaften Ausführungsform kann im Behälter eine Halterung zur Montage des wenigstens einen Phasentrennelements angeordnet sein. Mit Hilfe einer derartigen Halterung lässt sich das jeweilige Phasentrennelement optimal im Behälterinneren positionieren, so dass insbesondere die gesamte nutzbare Oberfläche des Phasentrennmaterials zur Verfügung steht. Darüber hinaus kann eine derartige Halterung ohne Weiteres so konzipiert werden, dass es besonders einfach ist, das jeweilige Phasentrennelement zu montieren und zu demontieren. Hierdurch ist es insbesondere möglich, verbrauchte Phasentrennelemente einfach zu tauschen. Ferner lassen sich an der Halterung einfach unterschiedliche Phasentrennelemente montieren, beispielsweise um die Phasentrennvorrichtung an unterschiedliche Trennaufgaben anzupassen.
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Entsprechend einer bevorzugten Weiterbildung kann diese Halterung für das jeweilige Phasentrennelement einen Anschlussflansch aufweisen, an dem das montierte Phasentrennelement axial abgestützt ist und der einen den Gemischeinlass mit der Einlassseite des jeweiligen Phasentrennelements fluidisch verbindenden Zulaufbereich aufweist. Mit Hilfe eines derartigen Anschlussflansches vereinfacht sich die Montage des jeweiligen Phasentrennelements, da er eine Doppelfunktion übernimmt. Zum einen dient er zum Halten des Phasentrennelements und zum anderen erfolgt durch ihn die Zuleitung des Phasengemischs. Der Gemischeinlass kann zweckmäßig eine Behälterwand durchsetzen.
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Optional kann außerdem vorgesehen sein, dass die Halterung für das jeweilige Phasentrennelement einen Deckel aufweist, an dem das montierte Phasentrennelement an einer vom Anschlussflansch abgewandten Seite axial abgestützt ist und der durch das Phasentrennelement hindurch am Anschlussflansch befestigt ist. Hierdurch wird eine besonders raumsparende Möglichkeit zur Fixierung des jeweiligen Phasentrennelements an der Halterung aufgezeigt.
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Zweckmäßig kann das jeweilige Phasentrennelement im Behälter liegend angeordnet sein. Beispielsweise besitzt das jeweilige Phasentrennelement eine geradlinige Form, so dass es sich entlang einer Längsachse erstreckt. Bei liegender Anordnung erstreckt sich diese Längsachse des Phasentrennelements bezüglich einer Horizontalebene in einem Winkelbereich von ±30°. Bevorzugt erstreckt sich diese Längsachse jedoch im Wesentlichen parallel zur Horizontalebene. Durch die liegende Anordnung benötigt der Behälter nur eine vergleichsweise kleine Gesamthöhe, wodurch die Phasentrennvorrichtung vergleichsweise kompakt baut.
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Bevorzugt wird für das jeweilige Phasentrennelement eine Ausführungsform, bei der es als zylindrischer Körper ausgestaltet ist. Das Phasentrennmaterial ist dann ringförmig angeordnet und umhüllt einen Hohlraum, der die Eintrittsseite des Phasentrennelements bildet. Insbesondere kann das jeweilige Phasentrennelement als Koaleszer ausgestaltet sein.
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Entsprechend einer anderen vorteilhaften Ausführungsform kann ein Boden des Behälters im Bereich des wenigstens einen Phasentrennelements eine Sedimentaufnahmevertiefung aufweisen. Hierdurch können sich schwerere Verunreinigungen, insbesondere Festkörper, die bei der Phasentrennung im Behälterinneren anfallen, sedimentieren, also schwerkraftbedingt absinken und sich in der Sedimentaufnahmevertiefung ansammeln. Zweckmäßig kann nun an die Sedimentaufnahmevertiefung ein Sedimentauslass zum Austrag von Sediment angeschlossen sein.
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Der Ablauf oder Leichtphasenablauf kann vorzugsweise als Skimmer ausgestaltet sein. Zur Realisierung des Ablaufs kann dieser z. B. ein endseitig verschlossenes und oben offenes U-Profil aufweisen. In einem Boden des U-Profils kann dann eine Öffnung angeordnet sein, die mit dem Leichtphasenauslass verbunden ist. Die Schenkel des U-Profils bilden an ihren vom Boden des U-Profils entfernten Enden jeweils eine Überlaufkante.
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Zum Verstellen der Höhe des Ablaufs kann eine Höheneinstelleinrichtung vorgesehen sein, die einen am Behälter befestigten Träger, zumindest einen am Ablauf befestigten Halter und zumindest eine Stellschraube aufweist, die den Träger mit dem Halter verbindet. Durch Drehen der Stellschraube kann nun die Höhe des Ablaufs relativ zum Behälter eingestellt werden. Die Stellschraube lässt sich insbesondere manuell betätigen, um die Höhe des Ablaufs manuell einstellen zu können. Grundsätzlich kann jedoch auch eine motorische Betätigung der Stellschraube vorgesehen sein. Ein entsprechender Stellmotor kann dann durch Betätigen entsprechender Schalter zum Anheben bzw. zum Absenken des Ablaufs betätigt werden. In Verbindung mit einer entsprechenden Sensorik, die beispielsweise die Höhenlage der Phasentrennebene zwischen leichter Phase und schwerer Phase detektiert, kann beispielsweise eine automatische Höheneinstellung des Ablaufs realisiert werden. Eine entsprechende Steuerung kommuniziert hierzu einerseits mit besagter Sensorik und andererseits mit besagtem Stellmotor.
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Zweckmäßig ist der Ablauf als Ablaufrinne ausgestaltet, die sich insbesondere parallel zum überströmbaren Wehr und/oder parallel zum unterströmbaren Wehr erstreckt.
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Weitere wichtige Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, aus den Zeichnungen und aus der zugehörigen Figurenbeschreibung anhand der Zeichnungen.
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Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
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Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert, wobei sich gleiche Bezugszeichen auf gleiche oder ähnliche oder funktional gleiche Bauteile beziehen.
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Es zeigen, jeweils schematisch
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1 einen Längsschnitt einer Phasentrennvorrichtung,
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2 einen Querschnitt der Phasentrennvorrichtung,
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3 eine Draufsicht der Phasentrennvorrichtung bei entferntem Deckel.
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Entsprechend den 1–3 umfasst eine Phasentrennvorrichtung 1 einen Behälter 2, einen Gemischeinlass 3, einen Leichtphasenauslass 4, einen Schwerphasenauslass 5 und zumindest ein Phasentrennelement 6. Die Phasentrennvorrichtung 1 dient zum Trennen von zumindest zwei flüssigen Phasen unterschiedlicher Dichte aus einem flüssigen Phasengemisch. Beispielsweise wird eine wässrige Reinigungsflüssigkeit zum Entölen von Bauteilen im Rahmen einer Produktion verwendet, wodurch die Reinigungsflüssigkeit mit Ölen angereichert wird. Das Gemisch aus Reinigungsflüssigkeit und mitgeführten Ölen bildet beispielsweise ein Phasengemisch aus wenigstens zwei flüssigen Phasen. Die wässrige Reinigungsflüssigkeit bildet dabei eine Hauptphase, während die mitgeführten Öle eine Nebenphase bilden, die mit Hilfe der Phasentrennvorrichtung 1 aus der Hauptphase abgetrennt werden soll. Die Phasen besitzen unterschiedliche Dichten, was die Verwendung der Phasentrennvorrichtung 1 ermöglicht.
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Der Behälter 2 umschließt einen Behälterinnenraum 7 bzw. ein Behälterinneres 7. Der Behälter 2 besitzt eine Seitenwand 8, die das Behälterinnere 7 seitlich einfasst, und einen Boden 9, der das Behälterinnere 7 von unten begrenzt. Ferner besitzt der Behälter 2 eine offene Oberseite 10, die in den 1 und 2 mit einem Deckel 11 verschlossen ist. Der Deckel 11 besitzt einen Handgriff 12, der das manuelle Anbringen und Entfernen des Deckels 11 vereinfacht.
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Über den Gemischeinlass 3 kann das durch einen Pfeil angedeutete Phasengemisch 13 dem Behälter 2 zugeführt werden. Der Gemischeinlass 3 durchsetzt im Beispiel die Seitenwand 8.
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Im Beispiel sind genau drei Phasentrennelemente 6 im Behälter 2 angeordnet. Es ist klar, dass auch mehr oder weniger als drei Phasentrennelemente 6 vorgesehen sein können. Das jeweilige Phasentrennelement 6 ist eintrittsseitig mit dem Gemischeinlass 3 fluidisch verbunden. Austrittsseitig ist das jeweilige Phasentrennelement 6 mit dem Behälterinneren 7 fluidisch verbunden. Das jeweilige Phasentrennelement 6 weist bei den hier gezeigten Ausführungsformen jeweils einen zylindrischen Ringkörper 14 auf, der aus einem Phasentrennmaterial besteht. Bei seiner Durchströmung führt das Phasentrennmaterial des Phasen trennkörpers 14 die in der Hauptphase mitgeführten Tröpfchen der Nebenphase zusammen und ermöglicht austrittsseitig dann eine getrennte Abgabe der Hauptphase und der Nebenphase.
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Im Beispiel des ringförmigen Phasentrennkörpers 14 umschließt dieser jeweils einen Eintrittsraum 15, dem das Phasengemisch 13 zugeführt wird. Eine dem Eintrittsraum 14 zugewandte Innenseite 16 des Phasentrennkörpers 14 bildet die Eintrittsseite des jeweiligen Phasentrennelements 6, die im Folgenden ebenfalls mit 16 bezeichnet. Eine vom Eintrittsraum 15 abgewandte und dem Behälterinneren 7 zugewandte bzw. ausgesetzte Außenseite 17 des Phasentrennkörpers 14 bildet dabei die Austrittsseite des jeweiligen Phasentrennelements 6, die im Folgenden ebenfalls mit 17 bezeichnet wird. Die fluidische Verbindung zwischen Gemischeinlass 3 und der Eintrittsseite 16 des jeweiligen Phasentrennelements 6 erfolgt im Beispiel über eine Gemischzuführung 18, die den Gemischeinlass 3 parallel mit allen Phasentrennelementen 6 verbindet.
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Der Leichtphasenauslass 6 dient zum Abführen wenigstens einer Phase kleinerer Dichte aus dem Behälter 2. Hierbei handelt es sich um die Nebenphase 19, die entsprechend einem Pfeil aus dem Leichtphasenauslass 4 austritt. Der Leichtphasenauslass 6 durchsetzt im Beispiel die Seitenwand 8.
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Der Schwerphasenauslass 5 ist mit dem Behälterinneren 7 fluidisch verbunden und dient zum Abführen wenigstens einer Phase größerer Dichte aus dem Behälter 2. Hierbei handelt es sich um die schwerere Hauptphase 20, die gemäß einer Pfeil abgeführt wird. Der Schwerphasenauslass 5 durchsetzt im Beispiel die Seitenwand 8.
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Es ist klar, dass im Betrieb der Phasentrennvorrichtung 1 der Gemischeinlass 3, der Leichtphasenauslass 4 und der Schwerphasenauslass 5 mit entsprechenden zuführenden bzw. abführenden Leitungen verbunden sind. Zweckmäßig kann dann in der jeweiligen zuführenden Leitung, die dann an den Gemischeinlass 3 angeschlossen ist, eine entsprechende Fördereinrichtung, beispielsweise eine Exzenterschneckenpumpe, angeordnet sein.
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Die Phasentrennvorrichtung 1 weist im Behälter 2 außerdem zwei Wehre auf, nämlich ein unterströmbares Wehr 21 und ein überströmbares Wehr 22. Das unterströmbare Wehr 21 ist im Behälter 2 zwischen dem jeweiligen Phasentrennelement 6 und dem Schwerphasenauslass 5 angeordnet. Das unterströmbare Wehr 21 besitzt ein Unterströmende 23, das von der Hauptphase 20 unterströmt werden muss, um das unterströmbare Wehr 21 zu überwinden. Entfernt vom Unterströmende 23 besitzt das unterströmbare Wehr 21 ein weiteres oder oberes Ende 24.
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Das überströmbare Wehr 22 ist im Behälter 2 zwischen dem unterströmbaren Wehr 21 und dem Schwerphasenauslass 5 angeordnet. Das überströmbare Wehr 22 besitzt ein Überströmende 25, das von der schwereren Hauptphase 20 überströmt werden muss, um das überströmbare Wehr 22 zu überwinden. Ein vom Überströmende 25 entferntes weiteres oder unteres Ende 26 des überströmbaren Wehrs 22 erstreckt sich im Beispiel bis zum Boden 9 des Behälters 2. Das Überströmende 25 ist oberhalb des Schwerphasenauslasses 5 im Behälter 2 positioniert und oberhalb des jeweiligen Phasentrennelements 6 angeordnet. Im gezeigten Beispiel ist der Schwerphasenauslass 5 ebenfalls oberhalb der Phasentrennelemente 6 im bzw. am Behälter 2 positioniert.
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Das jeweilige Wehr 21, 22 erstreckt sich in der Querrichtung des Behälters 2 durch das gesamte Behälterinnere 7 und somit jeweils zu den beiden längsverlaufenden Wandabschnitten der Behälterwand 8. Dementsprechend ist das unterströmbare Wehr 21 nur durch Unterströmen des Unterströmendes 23 umgehbar. Hierzu befindet sich das obere Ende 24 des unterströmbaren Wehrs 21 oberhalb des maximal erwarteten Flüssigkeitspegels. Das überströmbare Wehr 22 schließt im Beispiel an seinem unteren Ende 26 dicht mit dem Boden 9 ab und ist dementsprechend nur durch Überströmen seines Überströmendes 25 überwindbar.
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Die Phasentrennvorrichtung 1 weist außerdem einen Ablauf 27 auf, der mit dem Leichtphasenauslass 4 fluidisch verbunden ist. Der Ablauf 27 besitzt zumindest eine Überlaufkante 28, über welche die leichtere Nebenphase 19 vom Behälterinneren 7 in den Ablauf 27 überlaufen kann. Der Ablauf 27 ist im Behälter 2 auf einer vom überströmbaren Wehr 22 abgewandten Seite des unterströmbaren Wehrs 21 und somit auf der gleichen Seite wie das wenigstens eine Phasentrennelement 6 angeordnet. Die Positionierung des Ablaufs 27 im Behälter 2 erfolgt dabei so, dass sich die jeweilige Überlaufkante 28 und das Überströmende 25 im selben Höhenbereich 29 befinden, der in 1 durch eine geschweifte Klammer angedeutet ist. Bevorzugt ist dabei die in 1 angedeutete Konfiguration, bei welcher die jeweilige Überlaufkante 28 und das Überströmende 25 im Behälter 2 im Wesentlichen dieselbe Höhe besitzen. Eine entsprechende Höhenlinie 30 ist hier unterbrochen dargestellt. Der Ablauf 27 ist zweckmäßig nach Art eines Skimmers ausgestaltet.
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Ein Zulauf 31 zum Schwerphasenauslass 5 ist im Behälter 2 unterhalb des Überströmendes 25 angeordnet. Er ist im Beispiel unmittelbar an der Seitenwand 8 angeordnet, kann sich jedoch auch am Eintritt einer Leitung befinden, deren Austritt mit dem Schwerphasenauslass 5 verbunden ist.
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Bei der hier gezeigten Ausführungsform sind die Wehre 21, 22 durch ebene, flache, plattenförmige Körper, insbesondere durch Bleche, gebildet. Hierdurch ergeben sich geradlinige Kanten für die Enden 23, 24, 25, 26. Es ist klar, dass die Wehre 21, 22 grundsätzlich auch eine andere Geometrie besitzen können. Das obere Ende 24 des unterströmbaren Wehrs 21 befindet sich im Behälter 2 oberhalb der jeweiligen Überlaufkante 28 und oberhalb des Überströmendes 25.
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Der Ablauf 27 oder zumindest die jeweilige Überlaufkante 28 kann im Behälter 2 hinsichtlich der Höhe einstellbar angeordnet sein. Eine entsprechende Höheneinstellbarkeit ist in 1 durch einen Doppelpfeil 32 angedeutet. Im hier gezeigten Beispiel umfasst der Ablauf 27 ein U-Profil 33, das an seinen Längsenden verschlossen ist und oben offen ist. Die Phasentrennvorrichtung 1 umfasst hier eine Höheneinstelleinrichtung 34, mit deren Hilfe die Höhe des Ablaufs 27 im Behälter 2 einstellbar ist. Hierzu umfasst die Höheneinstelleinrichtung 34 beispielsweise einen am Behälter 2 befestigten Träger 35, zumindest einen am Ablauf 27, hier am U-Profil 33, befestigten Halter 36 und zumindest eine Stellschraube 37, die den Träger 35 mit dem jeweiligen Halter 36 verbindet. Durch Drehen der Stellschraube 37 kann die Höhe des Ablaufs 27 relativ zum Behälter 2 eingestellt werden. Durch sein U-Profil 33 ist der Ablauf 27 im Beispiel als Ablaufrinne ausgestaltet, die sich im Beispiel parallel zum überströmbaren Wehr 22 bzw. zum unterströmbaren Wehr 21 erstreckt.
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Zur Realisierung der Höhenverstellbarkeit ist der Ablauf 27 über ein flexibles Verbindungselement 38 fluidisch mit dem Leichtphasenauslass 4 verbunden. Im Beispiel ist das Verbindungselement 38 als Wellschlauch ausgestaltet, dessen Länge elastisch verändert werden kann. Alternativ ist es ebenso möglich, das Verbindungselement 38 so zu verlegen, dass es zwischen seinen Enden zumindest einen Bogen aufweist. Beispielsweise kann es S-förmig verlegt werden. Das Verbindungselement 38 muss dann nur biegeelastisch sein, um Abstandsänderungen zwischen Ablauf 27 und Leichtphasenauslass 4 ausgleichen zu können.
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In 1 ist außerdem eine spezielle Ausführungsform angedeutet, die eine automatische Höheneinstellung des Ablaufs 27 ermöglicht. Hierzu ist die Höheneinstelleinrichtung 34 mit einem Stellantrieb 39 ausgestattet, der hier nur mit unterbrochener Linie angedeutet ist. Der Stellantrieb 39 wirkt zur Höhenverstellung des Ablaufs 27 mit diesem zusammen. Im Beispiel kann mit Hilfe des Stellantriebs 39 die Schraube 37 in der einen und in der anderen Drehrichtung drehend angetrieben werden. Ferner ist eine Steuerung 40 vorgesehen, die über eine Steuerleitung 41 mit dem Stellantrieb 39 verbunden ist und die über eine Signalleitung 42 mit einer Sensorik 43 verbunden ist. Die Sensorik 43 ist so ausgestaltet und/oder angeordnet, dass sie eine Phasentrennebene detektieren kann, die sich im Betrieb der Phasentrennvorrichtung 1 zwischen der schwereren Hauptphase 20 und der leichteren, aufschwimmenden Nebenphase 19 ausbildet. Die Steuerung 40 kann nun die Höhe des Ablaufs 27 abhängig von der Höhe besagter Phasentrennebene einstellen.
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Die Phasentrennvorrichtung 1 ist hier außerdem mit einer Halterung 44 ausgestattet, die im Behälter 2 angeordnet ist und zur Montage des jeweiligen Phasentrennelements 6 dient. Die Halterung 44 integriert dabei gleichzeitig die Funktionalität der Gemischzuführung. Mit anderen Worten, die Zuführung 18 ist in die Halterung 44 integriert.
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Im Beispiel umfasst die Halterung 44 für jedes Phasentrennelement 6 einen Anschlussflansch 45. Am jeweiligen Anschlussflansch 45 ist das jeweilige Phasentrennelement 6 axial abgestützt. Der jeweilige Anschlussflansch 45 weist zentral einen Zulaufbereich 46 auf, der die Einlassseite 16 des jeweiligen Phasentrennelements 6 mit dem Gemischeinlass 3 fluidisch verbindet. Der Zulaufbereich 46 ist hierzu mit mehreren Zulauföffnungen 47 ausgestattet, die einerseits zum jeweiligen Einlassraum 15 offen sind und andererseits an den Zulauf 18 angeschlossen sind. Die axiale Abstützung des jeweiligen Phasentrennelements 4 am Anschlussflansch 45 erfolgt zweckmäßig über eine Dichtung 48.
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Die Halterung 44 weist außerdem für jedes Phasentrennelement 6 einen Deckel 49 auf. An diesem Deckel 49 ist das jeweilige Phasentrennelement 6 an einer vom jeweiligen Anschlussflansch 45 abgewandten Seite axial abgestützt. Auch hier kommt zweckmäßig eine Dichtung 50 zum Einsatz. Der jeweilige Deckel 49 ist durch das jeweilige Phasentrennelement 6 hindurch am jeweiligen Anschlussflansch 45 befestigt. Beispielsweise wird hierzu jeweils ein Zuganker 51 verwendet, der in den jeweiligen Anschlussflansch 45 eingeschraubt ist, der den jeweiligen Deckel 49 in einer entsprechenden Durchgangsöffnung 52 durchsetzt und der an einer vom Anschlussflansch 45 abgewandten Seite mit Hilfe einer Mutter 53 verspannt ist.
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Bei der hier gezeigten Ausführungsform sind die Phasentrennelemente 6 im Behälter liegend angeordnet. Das Phasentrennmaterial, aus dem die Phasentrennkörper 14 gebildet sind, bewirkt zweckmäßig eine Koaleszenz der Nebenphase 19, so dass das jeweilige Phasentrennelement 6 bevorzugt als Koaleszer ausgestaltet ist.
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Der Boden 9 weist im gezeigten Beispiel eine Sedimentaufnahmevertiefung 54 auf, die im Bereich des jeweiligen Phasentrennelements 6 positioniert ist. An diese Sedimentaufnahmevertiefung 45 ist unten ein Sedimentauslass 55 angeschlossen, der beispielsweise mit Hilfe eines Auslassventils 56 gesteuert werden kann, um bedarfsabhängig Sediment auszutragen.
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Das überströmbare Wehr 22 trennt im Behälter 2 einen Teilraum 57 vom Behälterinneren 7 ab, mit dem der Zulauf 31 des Schwerphasenauslasses 5 kommuniziert. Für Wartungszwecke muss dieser Teilraum 57 entleert werden können. Hierzu ist im Beispiel ein Leerlaufstutzen 58 am Boden 9 angeordnet, der bedarfsabhängig geöffnet werden kann.
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Im Bereich des Gemischeinlasses 3 ist ein Anschlussstutzen 59 vorgesehen, der beispielsweise zum Anschließen eines Drucksensors verwendet werden kann:
