DE1417634A1

DE1417634A1 - Trennvorrichtung fuer nicht mischbare Fluessigkeiten gleichen oder verschiedenen spezifischen Gewichts

Info

Publication number: DE1417634A1
Application number: DE19601417634
Authority: DE
Inventors: Jacques Muller
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1959-11-27
Filing date: 1960-09-01
Publication date: 1968-10-24
Also published as: GB936413A; US3214368A

Description

Trennvorrichtung für nicht aiachbnre flüssigkeiten gleichen oder verschiedenen spezifischen Gewiobte

Di· Erfindung besieht sich auf eine Trennvorrichtung für nicht mischbare flüssigkeiten, beispielsweise Wasser und '.'1, #as •er und Fetroleuaderivate und dergleichen «it gleiches oder verschiedenem spezifisches Gewicht» welche zur Filterung» Trennung und Wiedergewinnung anwendbar ist«

In der erfindungagemüQan Vorrichtung wird die erwünschte Trennung durch Anwendung der physikalischen Phänomene der Oberflächenspannung o-ier der Viskosität oder beider gleichzeitig erreicht» wobei das apesifieohe Gewicht gegebenünfalls nur ia letater Linie mitwirkt.

Ss ist bekannt, daö die Flleaigkeiten je fsseh ihrer Art ein Oberflachonepannung oder eine '/iskoeität aufwtiaen» welche ihre» Ausfliegen, ineueacnder« durch kleine Cffnuigen ader Kapillarkanäle mehr oder weniger -iderstand entgegensetze:u Diese r.rscbeinungen werden «rfinduagegeaäS mit besonderes Vorteil an Steile aar eapirleohen Abeetaungs-Xrennverfah en angewendet, die biß heute empfohlen werden, deren Ergebnis aber nicht inßjer ^ufrle^enetellend ist

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and dessen Erzielung auch verhältnismäßig riel Seit beansprucht.

Um eine zufriedene teilen.! β Funktion der erf indungegeei ß in Torrichtung sicher ustellan, mußte die Schwierigkeit Liberwunden werden, Kapillarkanäle mit vorausbeetiasteo verschnitt auszubilden, die sich praktisch nicht zusetzen oder leicht und schnell gereinigt und entschiedet «erden können*

Um diese® Ziel zu erreiohen, «eist die erflndungsgemäSe Trennvorrichtung insbesondere eine Anzahl von .ntgaeunga-Kolonnen und ein* weitere /ηζεηΐ von Filtrier- und Trenn-Kolonnen auf, die aus Übereinander engeordneten und fest geganeinander angedruckten Ringscheiben bestehen, welche an einer oder an beiden Stirnflächen radial oder tangential gerichtete «ikrometrische Rillen ait eines sich in Richtung der Flüssigkeitsströmung vergrößernden uerschniti aufweisen, die sich vergrößernde Kapillarkanälc bilden, Jaalt der Durchfluß ohne Gefahr von Verengungen oder Verstopfungen stattfinden kann. Die Verunreinigungen aüasen am ingang der Kanäle aufgebalten werfen, um auf den Boden äea .'ufnohaegefaues der Trennrorrichtung herabzufallen*

Jollte jedoch der sehr unwahrscheinliche Fall einer geringfügigen Verschnürung im Bereich des Eingangs der Kanäle eintreten, so werden die let^eren leioht durch einen schnellen und kräftigen Gegenetrom ohne "erlegung der Vorrichtung gereinigt*

rarüber hinaas können iie am Boden dar Trennvorrichtung angeaasmelten Verunreinigungen ebenfalls ohne Verlegung der Vorrichtung aittele einer zu dieses Zweck vorgesehenen ventilgesteuerten Ablaflöffnung entfernt «erden. Dieses Ventil ist Mittels einer Feder vorgespannt und hat ferner den Zweck, den sum zufriedenstellenden Betrieb der Vorrichtung erforderlichen Druck zu steuern un.l autoaatieoh elnxuatellen.

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Bl* Aasfttbraagsealsplel 4er erfindungtgealiea Torriohtunf, 41· fttr τ·*··*!·«·»·*· Aft*e*4asf«ew««k· f·*!·«·* let ♦ t««»*««ft4«i* aber für dit Behandlung und dta Transport Ton Erdölerieogaleetn, 1st in 4tr naohetehtndtn Beschreibung an Hood der Zeichnung aIhtr erläutert. Ια dtr Zeichnung 1st dl« 71g. 1 tin· Sennittdareteilung dtr ganztn Vorrichtung, Di· Fig. 2 zeigt, teilweise geschnitten, tintn Τ·11 tintr ^ilttr-Kolonnt. Dl· Fig· 3 let tint pertptktirisohe Ansieht tint· Teile· tintr Ringscheibe mit «ikroattrieohtn Rilltn in «riJStr·· Mt fit tab. DU Fig« 4 ««igt in Aufsieht tcheaatlseh dit btidtn Riohtungtn, wtloht die aikroattriaohtn Fiilltn aafwtittn könntn. Dl* Fig, 3 echlitßlioh ztigt, tb«nfallt in gro-Sta MaSatab, 41« rtreohltdtntn Mugliohktiten für dl« Ttrtinigung der filttarndtn and abtchtidtndtn tingtohtibtn.

Bti dt« dargttttllttn Auefilhrungabei»piel bttteht dl· TrtnnTorrichtung aus tiner in Fig. 1 dargtetellten, Ttrtikel angtordnettn zylindrischtn Waadung ¹, die abdichttnd duroh tintn Btoktl 2 and tintn abnthabartn Boätn 3 v«rsohloaaen iat und auf dl··· Wti- ·· ·1η·η Behälter bildet, la wtlchta hintereinander die Kntgaaunge- und Trennunge-Filttrtleaente angeordnet sind.

Eine horizontale innere Zwischenwand 4 trennt die Vorrioh-

tung in iswel Ttrtchitdene Abteilungen 5 und 6, die untereinander

durch eine Anzahl von Ktetgasungs-Kolonnen 7 in Verlindung stehen, die la unteren Abteil 5 angeordnet sind.

Ia oberen Abteil 6 befindet dich ein zylindrischer \ufnahaebehälter ε ait einer bestioaten Höhe Π, der im äußeren Behälter mit Hilfe Ton Befe&tigungelaaehen 9 festgehalten wird und dessen Boden trlchterfuralg ausgebildet und duroh ein Ablafirohr 1o verlängert 1st, welches sich durch die zwischenwand 4 erstreckt, um den Aufnahmebehälter β mit der unteren Abteilung 5 in ferblnäuif zu bringen. Das AblaBrohr 1o wird la gewöhnlichem Setrieb durch ein automatisches Pendelventil 1oa veroohlouiien, um die Flüssigkeit

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dar η su hin de ti, in das obere Abteil einzutreten, ohne die Kolonnen 7 zu durchlaufen. Bas Ventil io öffnet sich aber unter der Wirkung der Flüssigkeit bei der Dntschlammung durch öegenstrom, woduroh es ermöglicht wird» die Verunreinigungen durch die AbIaS-Öffnung 25 zu entfernen. Der mit dem äußeren Behälter gleicbachaige Aufnahmebehälter 8 hat einen geringeren Durchmesser ele der äußere Behälter, wodurch ein zylindrischer iiaum 11 zwischen ihren beiden Wandungen freibleibt·

In dem Aufnahmebehälter S ist eine /vnaahl von Filter- und irenn-Kolonnen 12 angeordnet, die in geeigneter eise durch *uerßtreben befestigt sind« Der obere Teil der Kolonnen erstreckt sich durch eine horizontale Wand 1? und mündet In einen konischen Keum 14« der mit einem Rohratuteen 15 versehen let, welcher aeineraeita mit einer »ueflußleitung 16 verbunden i^t, die su einem Aufnahmebehälter oder einem geeigneten Abfluß führt.

Im oberen XeIl der Vorrichtung ist ein auf das spezifische Sewicht ansprechender Schwimmer 14 angeordnet, der auf einer am oberen Teil des Hauses 14 befestigten Stenge 18 geführt 1st. Der Schwimmer 1st durch geeignete Kuppelstangen 19 ffllt eine» Schwimmer· ventil 2o verbunden, des sich in einem stutzen 21 befindet, der an eine strichpunktiert dargestellte Leitang 22 angeschlossen ist, die zu einem nicht dargestellten Tank oder einem Käekgewinnungsbehälter führt.

GchlieSlich weist die Vorrichtung in ihrem unteren Teil ei8ⁿin die Abteilung 5 mündenden Zuflußatutaen 23 f'lr die zu trennende Flüssigkeit auf, der mit eines Ventil 24 veraeben ist und ferner einen weiteren "Stutzen 25 für die Entfernung der Verunreinigungen oder nicht getrennter Flüssigkeit im Fall eine* für den Betrieb ä^r Trennvorrichtung schädlichen I nendrucke. Aue dieses Srund «eist der AbleJstutzen ein Ventil 26 auf_y das alt Hilf· «inei Hebels 27 von Hand betätigt werden kann, und eine 7tder 28, deren

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Vorspannung genau eingestellt tat, um did automatische Betätigung des Ventile bei der Bildung eines Überdruckes zu gewährleisten· Der eis Beipaß wirkende Stutzen 25 ist mit dem Vorrat»behälter für die nicht getrennte Flüssigkeit verbunden.

Die Filter-Kolonnen 7 und 12 für Entgasung und Trennung werden von in Fig. 2 dargestellten Ringscheiben 29 gebildet, die Test gegeneinander unter dea Druck der auf die geschlossenen abnehmbaren Zwingen 33 wirkenden federn 32 angedrückt werden und auf durcblochte P.ohre Zo und 31 aufgeschoben «find, die je nach dtr betreffenden Gruppe verschiedene längen aufweisen. Die zur Trennung der Flüssigkeiten dienenden Kolonnen 12 haben eine wesentlich größere länge als diejenigen, ßi^Q zur iintgaeung dionan.

Die aus Kunststoff oder eineai anderen geeigneten .Vlaterial bestehenden Ringscheiben 29 und 2.)' weisen mikronjetrische iillen 34 auf, die gerade oder gekrümmt verlaufen keimen unü einen naoh innen zunehmenden ^uerachnitt aufweisen« Sie aaikromeirischen nil-Len können, wie in den Pig. 3 und 4 bei 35 dargestellt, tangential zu einem gedachten Kreis 36 verlaufen- oder &ueh, wie bei 37 gezeigt, radial angeordnet sein.

Die mikrometrischen lullen wind entweder-nur in einer oder in beiden Stirnflächen :ler ,{ingacheiben vorgesehen. Je nach den irfordernieeen können sie in verachieienür Veiee angeordnet eein, wie ea die £*ig. 5 ^dlgtt gegen eine PlanfLiehe der folgenden ringscheibe anliegend, wie bei 38 dargestellt, .aufeinander liefen ', wie bei 39 oder auch, wie böi 4o, ^euaneinnndor versetzt, aber in aneinander anliegenden Stirnflächen der *vlngacheiben«

Im Folgenden iet die ■ irkungawaiae der «rfindungegemäßen Treanvorriohtung beochrieben. Jie zu trennenden Plüsaigkeiten, beispielsweise Cl und iVaeaer, fließen unter -ruck durch den uohratutzen 23, treten in die Abteilung 5 ein, ua beia Durchtritt durch die

+ vgl. deutsche Pater tschrif ten 1 o45 57o und 1 o4c> 574

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Kolonnen 7 einer ..intgatiung unterworfen zu werden, deren Kapillark&nälö mit großem ,uerschnltt d^u bea tilgst BinJ, die von den nioht mischbaren Plliaüi^keiten und der Luft oder auch einem Gas gebildete Omulöion aufzubrechen, um die aiehr oder weniger eaiulsionierte Flüssigkeit in mehr oder minder feinm Brisehen wiederher zustellen, die jedoch schon eine Anziehungskraft aufeinander ausüben.

!iaehdem aio aus dieser ersten Kolonnengru^pe durch die durchloohten Rohre 36· aus- und in die obere ..bteilung 6 eingetreten ist, steigt die Flüsuifflceit unter der Wirkung ihreo SufluS-druckes alt einer bestirnten .nfungsgeschwindigkeit in dem sylindribchen "i?ua 11 n^cfc oben, der zwischen den ,änden dee Behälters 1 und aeö .-.ufncihmebshälters 6 gebildet ist. ..ie leichteren Bläschen, bei dem gewählten Ausführun£sbeiöpiel also die Dlüöachen, sammeln sich iai oberen Teil der Vorrichtung an, während die echwe·· reren, Im vorliegenden J¹UlI die . abE3rbl.ischön, in den Aufnahmebehälter 8 gelan-Ten, dar f;lso eine .vblenkun::afunktion. ha t.

I/a das beia gewählton ^uofUhrungobviiupiel vorhtindene Cl leichter iat, eins größere Viekoaitüt und eine größere Überflächer spannung aufweist alt? d&a .'eaejr, in de-n ea aioh befindet, zeifjen seine Bläschen keine -ielgung, in βία aikronietrischen Hilien «1er Kolonnen 12 ein^utretan, aondürn aio steigen im Töjenteil in Jen obirsn Teil der /οχ-richtung, von wo sie durch den .itut^en 21 und die -eitung 22 nach auiiön abfliegen.

tritt dia Luft oder die 3nee, die sich bei der von doi· eröt.an Kolonnenx⁼eiha 7 vorge.no.-ικοηβη ^ntgKaung ergebet: haben, glüich -oitig wie das .iaastsc durch die Kapillarkenäl-c der Kolonnen 12 hindurch, am durch den iu-.ua H, den Jtutzen 15 und die Leitung 16 nach t-uSsn abgeführt au werden.

Die .Vasaerbläachen werden im Ablenkbehälter 8^r^ch unter der Linie L-I gesaaaelt, wo infolge einer sehr geringen Flüaaig-

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keitsgesohwindiglteit eine zusätslichta Trennung unter der «irkung dee Unterschiedes des spezifischen Gewichts stattfindet. Da das · Nasser flüssiger iat und eine geringere Oberflächenspannung aufweist, fliegt es leicht durch die Kapillarkanäla der Kolonnen 12 und wird sodann durch die durchlochten iohre 31 und die Leitung abgeführt.

Der Ventil-Druckregler 26 ermöglicht es, atete einen solchen „rtaekanterachied aufrecht au erhalten, wie er für den sufriedeneteilenden Betrieb der Vorrichtung erforderlich ist.

l?er auf das spezifiaohe Gewicht ansprechen ie ochwi *mer 1? gewährleistet die ^chlieSung des Jcbwiraervöntils 2o, wenn <in zu hoher Druck tine 'jbermenge nicht getrennter Flüssigkeiten in den oberen Teil der 'tennvorrichtun.s zu führen sucht.

Das Ventil 24 dee Zuflußetutaens 23 schließt sich automatisch, wenn durch Segenstrona die Reinigung der Filter-Trennvorrichtung durchgeführt wird·

Ferner kann ein ebenfalls auf des spezifische Gewicht ansprechender zusätzlicher bcimistmer vorgesehen sein, der in der Zeichnung nicht dargestellt und dazu bestirnt ist» den jVblußetut-ζ·η 15 für das Wasser zu echließen, wenn dis andere getrennte Flüssigkeit, d.h. das Cl, zufließen sollt«.

Di· bescLiiobene and in der 'Zeichnung dargestellte Vorrichtung kann selbttveru tändlieh in geeigneter -»eise abgewßndeli werden, je nach ihrem «nwendungszweck, dem aur Verfügung stehenden Raum und den Eigenschaft·» der voneinander zu trennenden Flüssigkeittn, ohne daß damit der Eahmen der Erfindung verlassen w'irde·

Beispielsweise kann eine Vorrichtung zur Erhitzung oder wämung der FlUßsiglttiten vorgesehen s«ln, um in beatimnten Fälltn

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Ihre Trennung au erleichtern. Auch könnten die Filter- und Trenn· Elemente durch gestaffelte Gruppen gebildet werden.

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Claims

Patentansprüche

1 * Trennvorrichtung für nicht mischbare PlUaulgkelten gleichen oder verschiedenen spezifischen Gewichts, dadurch gekennzeichnet, daß sie aus Übereinander angeordneten, mit ailkrometrischen Killen versehenen Kingeoheibsn bestehende Filter- und Trenn-Kolonnen in Verbindung mit einen Ablenkbehältor und geeigneten Abteilungen euf< weist, wobei der Querschnitt der Rillen und der Druck der zügeführ« ten Flüssigkeit eo gewählt sind, daß eine der Flüssigkeiten lnfolg< ihrer Oberflächenspannung und/oder Viskosität am Eintritt in die Rillen der Trenn-Rolonnen gehindert 1st.

2, Trennvorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen dicht mittels eines abnehmbaren Bodens und Leckola verschlossenen äußeren Behälter, welcher in zwei Übereinander liegende Abteilungen unterteilt lot, in denen eich die Filter- und Trenn-ilemente befinden,

3. Trennvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die unter· Abteilung, in welche aer Zuflußatutüen für die zu trennenden Flüssigkeiten mandet, eine erste Gruppe von Filter- und -nt· gasunge-iilementen und einen Abflußstutzen fUr die Verunreinigungen aufweist, der von Hand su betätigen und mit einem automatischen Ventil zur Hegeiung des Innendruckes versehen iut.

4· Trennvorrichtung nach Anspruch 3» dadurch gekennzeichnet, daß in der oberen Abteilung ein sylindrisoher, oben offener Ablenkbehälter von bestimmter Höhe vorgesehen ist, wobei zwischen diesem Ablenkbehälter und dem äußeren Behälter ein zylindrischer Durch-^ flußraum freibleibt.

5. Trennvorrichtung nach Anspruch 4, daduroh gekennzeichnet, daß la Ablenkbehälter «ine zweit· Gruppe von filter- und Trenn-^lementen angeordnet ist, welche in einen sit einer Ablußleitung

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für eine der voneinander getrennten Flüssigkeiten sowie für Luft oder ein anderes gasförmiges Fluidu-.n versehenen iiaum mündet.

6, Trennvorrichtung nach den Ansprüchen 2 und 5» dadurch gekennzeichnet, daß die Piltür-Eleffiente aue aus Kunststoff oder eineaa anderen geeignat&n Material bestehenden Hingaoheiben gebildet sind welche mit einen nach innen sunehmenden _tuerschnitt aufweisenden mikrometriiächen Villen versehen sind, die nach der Aufeinanderschichtung der liingaohöiben sich nach innen erweiternde Kapillarkanäle bilden.

7· Trennvorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dafl die mikroueIrischen ülien auf einer oder auf beiden Stirnseiten der Kinge-scheiben vorgesehen sind.

8· Trennvorrichtung nach Anspruch β oder 7, dadurch gekennzeichnet da3 die'mikronjetri&chen Hilien in den einander augekehrten otirnflächen der Ung-oheiban Jbereinunder liefen oder Zueinander verse tat angeordnet

9· Trennvorrichtung nach eines der Ansprüche 6 bis ö, dadurch ge kennzeichnet, aai3 üie vingacheibön auf durchlochte Rohre aufgereiht und auf dieaen Juroh r.rackfedern Über o-toßzwingen an tar einem beatiaaiten brück gehalten sind.

1o.. Ürenuvorrichtung nach einem der Anapr'iche 2 bis 9» dadurch gekennzeichnet, dfaC dar Oberteil der Torricatung einen mit einer it&okgewinnungaleiturig f'Jr eine der Flttssi.jkei ten verbundenen '.uslaßstut^en aufweist, der mit einem von eineia auf daa apozifiaohe Gewicht ansprecLenden Johwinaur geateudrten »jehwirrae.ventil versehen iut·

11, Trennvorrichtung naoh den inspr'ichän 5 ind 1o, dadurch gekennzeichnet, dai3 ein weiterer ichwlamer in dem mit der

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leitung fUr eine der getrennten Flüssigkeiten verbundenen Baum vorgesehen let, welcher mit einer Schließvorrichtung für diese Abflußleitung zusammenwirkt.

12* Trennvorrichtung nach einem der .'napr'tche ι bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß öle Aelnigang der Vorrichtung mittels eines Gegenstromee vornehmbar let,

13. Trennvorrichtung nach /inapruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß an dem 'uflußstutaen ein eich bei der irzeugung dee 'Segenetromes Bchließendea Ventil vorgesehen ist.

14· Trennvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die filter- und Trenn-Ele'tente aue etaffeiförmig angeordneten Gruppen bestehen und daß der äußere Behälter eine größere Anzahl von Abteilungen aufweist·

15· Trennvorrichtung naoh einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß eine Vorrichtung zur Erhitzung oder Vorwärmung der zu trennenden Flüssigkeiten vorgesehen ist.

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