DE1123068B - Device for demulsifying liquid hydrocarbons and removing the resulting water and solids - Google Patents

Description

Vorrichtung zum Entemulgieren von flüssigen Kohlenwasserstoffen und zum Entfernen des hierbei erhaltenen Wassers und von Feststoffen Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Entemulgieren von flüssigen Kohlenwasserstoffen und zum Entfernen des hierbei erhaltenen Wassers und von Feststoffen.Device for demulsifying liquid hydrocarbons and for removing the water and solids obtained in this way. The invention relates on a device for demulsifying liquid hydrocarbons and to remove the resulting water and solids.

Bisher haben Zweistufenfilterzusammenstellungen im allgemeinen zwei getrennte Filterelemente zum Ausscheiden von unerwünschtem emulgierten Wasser und festen Verunreinigungen aus flüssigen Kohlenwasserstoff-Brennstoffen, wie Benzin. In solchen Zusammenstellungen fließt der Brennstoff normalerweise durch ein erstes Filterelement, das als Entemulgierelement bezeichnet wird. Wenn der Brennstoff durch dieses Element fließt, wird das emulgierte Wasser in dem Brennstoff koalesziert. Dadurch bilden sich kleine Tröpfchen von freiem Wasser, die in dem Brennstoff verteilt sind. Das zweite Filterelement verhindert, daß diese Tröpfchen mit dem Brennstoff durch den Filter hindurchgelangen, und entfernt auch alle festen Verunreinigungen, die durch das erste Element gelangt sind.Heretofore, two stage filter assemblies generally have two separate filter elements to remove unwanted emulsified water and solid contaminants from liquid hydrocarbon fuels, such as gasoline. In such compositions, the fuel usually flows through a first Filter element called the de-emulsifying element. When the fuel is through When this element flows, the emulsified water is coalesced in the fuel. This creates small droplets of free water that are distributed in the fuel are. The second filter element prevents these droplets from being with the fuel get through the filter, and also removes all solid impurities, that passed through the first element.

Die Zweistufenfilterzusammenstellung mit getrennten Filterelementen sind im allgemeinen sperrig und erfordern die Vorratshaltung zweier getrennter Elemente. Darüber hinaus ist die Wartbarkeit der Einheiten verhältnismäßig schlecht gewesen.The two-stage filter combination with separate filter elements are generally bulky and require two separate items to be stored. In addition, the maintainability of the units has been relatively poor.

Daher ist es eine Aufgabe der Erfindung, ein einzelnes einheitliches Zweistufenfilterelement zu schaffen, das sowohl das unerwünschte Wasser als auch feste Verunreinigungen aus einem flüssigen Kohlenwasserstoff entfernt.Therefore, it is an object of the invention to provide a single unit To create two-stage filter element that removes both the unwanted water as well removes solid contaminants from a liquid hydrocarbon.

Eine andere Aufgabe dieser Erfindung ist auf die Schaffung einer kompakten Zweistufenfiltereinrichtung gerichtet. Ferner bezweckt die Erfindung die Schaffung einer Zweistufenfilterung, die leichter zu warten ist und darüber hinaus in wirtschaftlicher Weise hergestellt werden kann. Ferner bezweckt die Erfindung die Schaffung eines Zweistufenfilter-Entemulgierelements mit höherer Wirksamkeit.Another object of this invention is to provide a compact one Two-stage filter device directed. Another object of the invention is to provide a two-stage filtering that is easier to maintain and also more economical Way can be made. Another object of the invention is to provide a Two-stage filter demulsifying element with higher effectiveness.

Andere Aufgaben und Vorteile der Erfindung gehen aus der folgenden Beschreibung und den Zeichnungen hervor. In den Zeichnungen zeigt Fig. 1 einen Vertikalschnitt des Zweistufenfiltereinsatzes mit einem einzelnen koaleszierenden und filternden Kombinationselement, Fig. 2 einen Schnitt längs der Linie 2-2 in Fig. 1 und Fig. 3 einen Vertikalschnitt einer anderen Ausführungsform eines einzelnen koaleszierenden und filternden Kombinationselements.Other objects and advantages of the invention are apparent from the following Description and drawings. In the drawings, Fig. 1 shows a vertical section of the two-stage filter element with a single coalescing and filtering Combination element, Fig. 2 shows a section along the line 2-2 in Fig. 1 and Fig. 3 is a vertical section of another embodiment of a single coalescing and filtering combination element.

Unter Bezugnahme auf die Zeichnungen bezeichnet das Bezugszeichen 10 einen Behälter mit einer zylindrischen Wand 12, einer Deckplatte 14 und einer Sumpfplatte 16. An der Deckplatte 14 sind durch geeignete Mittel eine Einlaßleitung 18 und eine Auslaßleitung 20 befestigt, die in Öffnungen 22 und 24 in der Deckplatte münden. Mit der Sumpfplatte 16 ist in geeigneter Weise ein automatisches Wasserabzugskontrollventil (nicht gezeigt) verbunden, daß die Ableitung des Wassers ermöglicht, welches sich am Boden des Behälters sammelt.Referring to the drawings, the reference numeral 10 denotes a container having a cylindrical wall 12, a cover plate 14 and a sump plate 16. To the cover plate 14 , an inlet conduit 18 and an outlet conduit 20 are attached by suitable means and which extend into openings 22 and 24 in the Open the cover plate. An automatic drainage control valve (not shown) is suitably connected to the sump plate 16 to allow the drainage of the water which collects at the bottom of the container.

In dem Behälter 10 befindet sich ein vertikaler, als eine Einheit ausgeführter Zweistufenfilter 26, der ein Entemulgierelement 28 und ein Filterelement 30 umfaßt. Das Entemulgierelement 28 hat einen Kern 32, um welchen eine Fiberglasschalung 34 gewickelt ist. Der Kern besteht aus einem hohlen Zylinder, der aus Streckmetall, aus einem starren Drahtsieb oder perforiertem Metall hergestellt sein kann. Die Schalung kann aus Nylon oder einem ähnlichen Werkstoff hergestellt werden, der eine starke Affinität für die Flüssigkeit hat, die koalesziert werden soll. Um die äußere Lage der Fiberglasschalung 34 ist ein Zwiebelhaut-(onion)-gewebebeutel36 gewickelt, der daran befestigt ist, um einen selbsttragenden Zylinder zu bilden. Ein gefalteter Filterteil 38, der aus einem harzimprägnierten Fiberwerkstoff hergestellt ist, umgibt die Fiberglasschalung 34 und hat Fiberglasbänder (nicht dargestellt), die um den äußeren gefalteten Teil zur Erhöhung der Steifigkeit, und um die Falten in einem richtigen Abstand zueinander zu halten, befestigt sind. Dichte Endkappen 40 und 42, die aus Kork oder einem anderen fibrösen Material hergestellt sind, sind an die Enden des Entemulgierelementes geklebt, um die Enden dieses Elementes abzudichten. Die Endkappe 40 hat einen radial verlaufenden Flansch 44. Der Zweck dieses Flansches wird im folgenden erläutert. Eine Schraubenspule 46 sorgt für die innere Abstützung des Kernes.In the container 10 there is a vertical two-stage filter 26, designed as a unit, which comprises a de-emulsifying element 28 and a filter element 30. The de-emulsifying element 28 has a core 32 around which a fiberglass shuttering 34 is wrapped. The core consists of a hollow cylinder, which can be made of expanded metal, a rigid wire screen or perforated metal. The formwork can be made of nylon or a similar material that has a strong affinity for the liquid that is to be coalesced. An onion skin bag 36 is wrapped around the outer layer of the fiberglass formwork 34 and is attached to it to form a self-supporting cylinder. A folded filter part 38, which is made of a resin-impregnated fiber material, surrounds the fiberglass form 34 and has (not shown) of fiberglass belts which to hold the outer folded part to increase rigidity and to the folds in a proper distance from each other, are fastened . Tight end caps 40 and 42 made of cork or other fibrous material are glued to the ends of the de-emulsifying element to seal the ends of that element. The end cap 40 has a radially extending flange 44. The purpose of this flange is explained below. A helical coil 46 provides internal support for the core.

Das Filterelement 30, das innerhalb des Kernes 32 des Entemulgierelementes angeordnet ist, enthält einen perforierten Kern 48, einen harzimprägnierten gefalteten Papierteil 50, der verhindert, daß das koaleszierte Wasser hindurchtritt, um den gefalteten Teil befestigte Fiberglasbänder (nicht gezeigt) und Endklappen 52 und 54, an welchen die Enden des gefalteten Teiles befestigt sind. An die Endkappe 52 ist eine mit einem Flansch versehene, fibröse Endkappe 56 befestigt. Diese fibröse Endkappe 56 ist wiederum an dem Flansch 44 der Endkappe 40 befestigt. Als Ergebnis dieser gegenseitigen Befestigung der Endkappen wird ein einheitlicher Zweistufenfilter geschaffen.The filter element 30, located within the core 32 of the de-emulsifying element, includes a perforated core 48, a resin impregnated pleated paper portion 50 which prevents the coalesced water from passing through, fiberglass tapes (not shown) secured around the pleated portion, and end flaps 52 and 54 to which the ends of the folded part are attached. A flanged fibrous end cap 56 is attached to the end cap 52. This fibrous end cap 56 is in turn attached to the flange 44 of the end cap 40. As a result of this mutual attachment of the end caps, a unitary two-stage filter is created.

Unter Bezugnahme mehr im einzelnen auf den Behälter 10 bezeichnen die Bezugszeichen 58 und 60 Flansche, die an die zylindrische Wand 5 geschweißt sind. Die Deckplatte 14 und die Sumpfplatte 16 sind an den Flanschen 58 bzw. 60 durch Bolzen 62 und 64 befestigt, von denen in jedem Falle nur einer gezeigt ist. Zwischen diesen Teilen sind geeignete Dichtungsmittel vorgesehen. In dem Behälter ist eine feststehende Montageplatte 66 mit einer Öffnung 68 angeordnet. Diese Platte ist an die zylindrische Wand 12 geschweißt. In dem oberen Teil des Behälters befindet sich eine Führungszusammenstellung 70, die eine Druckplatte 72, ein zylindrisches Rohr 74, das an der Druckplatte befestigt ist und sich durch eine öffnung 24 in der Deckplatte 14 erstreckt, und eine Feder 76 umfaßt, die zwischen der Deckplatte und der Druckplatte angeordnet ist. Eine zweite Feder 78, die mit ihrem oberen Ende durch einen Stift 80 und an ihrem unteren Ende durch einen Halter 82 an einem sich in radialer Richtung erstreckenden Flansch 84 befestigt ist, drückt den Rand des Flansches gegen die Plastisol-Endkappe 54. Hierdurch wird eine Abdichtung an dem Berührungspunkt geschaffen. Die Feder 76 drückt die die Druckplatte 72 gegen die obere Endkappe 50 der Einheit, wodurch die Einheit zwischen der festliegenden Montageplatte 66 und der Druckplatte 72 gehalten wird. Zwischen der unteren Endkappe 42 und der festliegenden Platte 66 ist eine Abdichtung durch eine Dichtungsscheibe 86 vorgesehen. Abdichtungen sind an der oberen Endkappe 40 durch zwei zugeschärfte Umfangsflansche 88 vorgesehen, die an der Druckplatte 72 ausgebildet sind und in die Endkappe eingebettet werden.Referring more specifically to the container 10 , the reference numerals 58 and 60 designate flanges which are welded to the cylindrical wall 5. Top plate 14 and sump plate 16 are attached to flanges 58 and 60, respectively, by bolts 62 and 64, only one of which is shown in each case. Suitable sealing means are provided between these parts. A fixed mounting plate 66 with an opening 68 is arranged in the container. This plate is welded to the cylindrical wall 12. In the upper part of the container is a guide assembly 70 comprising a pressure plate 72, a cylindrical tube 74 attached to the pressure plate and extending through an opening 24 in the top plate 14 , and a spring 76 interposed between the top plate and the pressure plate is arranged. A second spring 78, which is attached at its upper end by a pin 80 and at its lower end by a holder 82 to a flange 84 extending in the radial direction, presses the edge of the flange against the plastisol end cap 54 Sealing created at the point of contact. The spring 76 urges the pressure plate 72 against the top end cap 50 of the unit, thereby holding the unit between the fixed mounting plate 66 and the pressure plate 72. A sealing washer 86 is provided between the lower end cap 42 and the fixed plate 66. Seals are provided on the top end cap 40 by two sharpened peripheral flanges 88 formed on the pressure plate 72 and embedded in the end cap.

Mittels des hier beschriebenen Aufbaues und der Dichtungsmittel sind drei getrennte abgedichtete Kammern begrenzt, die durch die Bezugszeichen 90, 92 und 94 bezeichnet werden. Es wird darauf hingewiesen, daß der Eintritt aus einer Kammer in die andere nur durch das Entemulgierelement 28 und das Filterelement 30 möglich ist.By means of the structure and the sealing means described here, three separate sealed chambers are defined, which are designated by the reference numerals 90, 92 and 94 . It should be noted that entry from one chamber into the other is only possible through the de-emulsifying element 28 and the filter element 30.

Die Arbeitsweise ist wie folgt. Der verunreinigte Brennstoff tritt durch eine Einlaßleitung 18 in die Kammer 90 ein und sammelt sich um das Entemulgierelement 28. Infolge des Druckabfalles an der Einheit wird dieser Brennstoff durch den gefalteten Filterteil 38 gedrückt und gibt jegliche Partikeln fester Art ab, die an der Außenseite desselben vorhanden sein können. Wenn der Brennstoff durch die Fiberstoffschalung 34 gelangt, werden winzige Wassertröpfchen, die in dem Brennstoff verteilt sind, zu größeren Tropfen verschmolzen, die die Neigung haben, sich nach Eintritt in die Kammer 92 auf dem Boden des Behälters abzusetzen, da Wasser schwerer als Brennstoff ist. Infolge der Geschwindigkeit der Brennstoffströmung durch die Einheit kann etwas Wasser, obgleich es zu großen Tropfen koalesziert ist, mit dem Brennstoff zu dem zweiten Filterelement 30 mitgetragen werden. Diese Wassertropfen können nicht durch dieses Filter hindurchtreten und werden daher an der Außenseite der Falten gesammelt und sinken darauf zu dem Boden des Behälters. Der Brennstoff wird weiter durch Durchtritt durch den gefalteten Papierteil 50 in die Kamer 94 gereinigt werden, aus welcher er durch das zylindrische Rohr 74 und dann durch die Auslaßleitung 20 aus dem Behälter fließt.The way it works is as follows. The contaminated fuel enters chamber 90 through inlet conduit 18 and collects around de-emulsifying element 28. Due to the pressure drop across the unit, this fuel is forced through pleated filter member 38, releasing any solid particles that may be on the outside thereof could be. As the fuel passes through the fibrous formwork 34, tiny water droplets dispersed in the fuel are fused into larger droplets which have a tendency to settle on the bottom of the container after entering the chamber 92 because water is heavier than fuel . Due to the speed of the fuel flow through the unit, some water, although coalesced into large droplets, may be carried with the fuel to the second filter element 30. These water droplets cannot pass through this filter and are therefore collected on the outside of the folds and then sink to the bottom of the container. The fuel will be further purified by passing through the folded paper portion 50 into the camera 94, from which it flows through the cylindrical tube 74 and then through the outlet conduit 20 from the container.

Fig. 3 zeigt eine andere Ausführungsform eines als eine Einheit ausgebildeten Zweistufenfilters, der ein Scheiben - Typen - Randfilterelement 96 (Spaltebene-Kristallfilter) für die zweite Stufe enthält. Die Einheit wird in der gleichen Weise, wie in Fig. 1 gezeigt, in den Tank eingesetzt. Andere Arten von Endfilterelementen, wie Elemente aus gesinterten Metallen, können auch in Einheiten der beschriebenen Type benutzt werden.Fig. 3 shows another embodiment of one formed as a unit Two-stage filter, which is a disc type edge filter element 96 (slit plane crystal filter) for the second stage contains. The unit is set up in the same way as in Fig. 1, inserted into the tank. Other types of final filter elements, such as elements made of sintered metals, can also be used in units of the type described will.

Der Aufbau des als einzelne Einheit ausgebildeten erläuterten Zweistufenfilters ist derart, daß es wirtschaftlich in einem verhältnismäßig gedrängten Aufbau hergestellt werden kann. Darüber hinaus gestattet die einzelne Einheit eine leichtere Wartung der Anordnung. In einem Zweistufenfilter ist die zweite Stufe kritischer oder wichtiger. Es darf nicht ermöglicht werden, daß etwas enthaltenes Wasser oder Verunreinigung hindurchtritt. Dadurch, daß die zweite Stufe innerhalb der ersten Stufe liegt, ist dem Endfilterelement ein Ausmaß an Schutz durch das äußere Element gegeben, der bei anderen Zweistufenvorrichtungen nicht vorhanden ist. Höhere Filterwirksamkeit wird auch durch Anordnung der Einheit in dem Behälter wie dargestellt infolge der beträchtlich geringeren Wirbelbildung um die Zweistufeneinheit geschaffen.The structure of the explained two-stage filter designed as a single unit is such that it is economically manufactured in a relatively compact construction can be. In addition, the individual unit allows easier maintenance the arrangement. In a two-stage filter, the second stage is more critical or important. It must not allow any water or contamination it contains passes through. The fact that the second stage is within the first stage is given the final filter element a degree of protection by the outer element, the not present in other two-stage devices. Higher filter efficiency is also achieved by arranging the unit in the container as shown as a result of the created considerably less vortex formation around the two-stage unit.

Die verschiedenen praktischen Vorteile, die sich aus dieser Erfindung ergeben, sind aus der obigen Beschreibung ersichtlich. Weitere Vorteile sind Fachleuten ohne weiteres erkennbar.The various practical advantages that can be derived from this invention can be seen from the description above. Other benefits are professionals easily recognizable.

Claims (4)

PATENTANSPRÜCHE: 1. Vorrichtung zum Entemulgieren von flüssigen Kohlenwasserstoffen und zum Entfernen des hierbei erhaltenen Wassers und von Feststoffen aus flüssigem Kohlenwasserstoff, das aus einem einen Einlaß und einen Auslaß aufweisenden Gehäuse, einem Entemulgierelement und einem Filterelement besteht, die zwischen dem Einlaß und dem Auslaß teleskopartig in dem Gehäuse angeordnet sind, wobei beide Teile an ihren Enden durch besondere Endkappen geschlossen sind, dadurch gekennzeichnet, daß die voneinander auf Abstand gehaltenen Elemente (28, 30) mit ihren angrenzenden Endkappen (40, 52) an einer gemeinsamen Platte (56) zu einer Entemulgier- und anschließenden Filtereinheit (26) vereinigt angeordnet sind, diese Einheit (26) nachgiebig in abdichtender Berührung mit einer in dem Gehäuse vorgesehenen festen Platte (66) durch eine zwischen dem Gehäuse und den angrenzenden Enden der Einheit angeordnete Führungseinheit (70) steht, wobei diese Führungseinheit (70) eine Druckplatte (72), die durch eine Feder (76) gegen die Endkappe (40) der angrenzenden Einheit gedrückt wird, aufweist, wodurch die Einheit (26) zwischen der festen Platte (66) und der Druckplatte (72) gehalten ist. PATENT CLAIMS: 1. Device for demulsifying liquid hydrocarbons and removing the resulting water and solids from liquid hydrocarbon, which consists of a housing having an inlet and an outlet, a de-emulsifying element and a filter element telescopic between the inlet and the outlet are arranged in the housing, both parts being closed at their ends by special end caps, characterized in that the spaced apart elements (28, 30) with their adjoining end caps (40, 52) on a common plate (56) are arranged combined a Entemulgier- and subsequent filter unit (26), this unit (26) is resilient in sealing contact with an opening provided in the housing fixed plate (66) by means disposed between the housing and the adjacent ends of the unit guiding unit (70) , said guide unit (70) being a pressure plate (72), d ie is urged by a spring (76) against the end cap (40) of the adjacent unit, whereby the unit (26) is held between the fixed plate (66) and the pressure plate (72) . 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungseinheit (70) mit dem Filterelement (30) durch eine Feder (78) verbunden ist, die mit dem einen Ende an der Druckplatte (72) und mit dem anderen Ende an einem Halter (82) befestigt ist, der mit der Endkappe (54) des Filterelementes (30) abdichtend in Berührung steht. 2. Apparatus according to claim 1, characterized in that the guide unit (70) is connected to the filter element (30) by a spring (78) which has one end on the pressure plate (72) and the other end on a holder (82) which is in sealing contact with the end cap (54) of the filter element (30). 3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtungsmittel (86, 88) zwischen dem Entemulgierelement (28) und der festen Platte (66) und zwischen der Druckplatte (72) der Führungseinheit (70) und dem Filterelement (30) sowie dem Entemulgierelement (28) angeordnet sind. 3. Apparatus according to claim 1, characterized in that the sealing means (86, 88) between the de-emulsifying element (28) and the fixed plate (66) and between the pressure plate (72) of the guide unit (70) and the filter element (30) as well the de-emulsifying element (28) are arranged. 4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Entemulgierelement (28) einen Kern (32), der teleskopartig über und im Abstand von der äußeren Oberfläche des Filterelementes (30) geschoben ist, eine den Kern (32) umgebende Fiberglasschalung (34) und einen die Fiberschalung umgebenden gefalteten Körper aufweist. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschrift Nr. 504 214; deutsches Gebrauchsmuster Nr. 1713 310; USA.-Patentschriften Nr. 2 701062, 2 743 017.4. Apparatus according to claim 1, characterized in that the de-emulsifying element (28) has a core (32) which is pushed telescopically over and at a distance from the outer surface of the filter element (30), a fiberglass cladding (34) surrounding the core (32) ) and has a folded body surrounding the fiber casing. Documents considered: German Patent No. 504 214; German utility model No. 1713 310; U.S. Patent Nos. 2,701,062, 2,743,017.