DE1936350A1

DE1936350A1 - Vorrichtung zum Trennen von Gasen und Fluessigkeiten,insbesondere zur Entgasung von Kohlenwasserstoffen

Info

Publication number: DE1936350A1
Application number: DE19691936350
Authority: DE
Inventors: Paul Gagliardi
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1968-07-19
Filing date: 1969-07-17
Publication date: 1970-01-22
Also published as: FR1582568A; US3587211A; ES369979A1

Description

PATENTANWÄLTE H C. STOEPEL· · DIPL.-ING. W. GOLLWITZER · DIPI*.-ING. F.W. MOLL

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16. Juli 1969

Paul Gagliardi, in AulnaySous Bois (Frankreich)

"Vorrichtung zum Trennen von Gasen und Flüssigkeiten, insbesondere zur Entgasung von Kohlenwasserstoffen"

Die französische Patentschrift 1 289 589 beschreibt eine Trennvorrichtung, die im wesentlichen aus übereinanderliegenden Kammern besteht, die von Blechen begrenzt werden, die eine horizontale und eine Querneigung haben. Dadurch gelingt es, aus einer in Bewegung befindlichen Flüssigkeit die meisten in ihr gegebenenfalls enthaltenen Luftblasen zu beseitigen.

Die Erfindung strebt Verbesserungen an Trennvorrichtungen dieser Art an, die eine beträchtliche Leistungssteigerung zur Folge haben und zwar mindestens um das Fünffache, und es ferner ermöglichen, den Einrichtungen Abmessungen zu geben, ihre Herstellungskosten gegenüber den augenblicklich benutzten Vorrichtungen bedeutend zu reduzieren oder bei gleichen Abmessungen eine beträchtlich höhere Abgabeleistung zu erzielen.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachstehenden Beschreibung der in den beigefügten schematischen Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiele.

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Fig. 1 ist ein vertikaler Querschnitt durch die Trennvorrichtung nach Linie II der Fig. 2,

Fig. la gibt in perspektivischer Darstellung ein Detail wieder, Fig. 2 ist ein Horizontalschnitt nach der Linie II-II der Fig. 1, Fig. 3 ist eine senkrechte Schnittzeichnung,

Fig. 4 zeigt in ihrem oberen Teil und in ihrem unteren Teil zwei Ausführungsvarianten.

Der Apparat umfaßt im wesentlichen einen .'.ylindrischen Behälter 10 mit Eintrittsöffnungen 8 und Auslaßöffnungen 7. Der Boden verläuft parallel zu den geradlinigen, schrägen Mantellinien der Bleche .§, die er enthält. Der Deckel 9ist mit einer Luftauslaßöffnung 1 versehen. Ein Schwimmer 4 ist kraftschlüssig mit einer Rohrabdichtung 2 verbunden. Ein vertikaler Hohlzylinder 19 ist mit Öffnungen versehen, die mit der Öffnung 1 in Verbindung stehen. Die übereinander angeordneten Bleche haben die Form eines weit geöffneten Winkelgebildes, wie aus Fig. la ersichtlich. Sie senken sich vom Einlaß 8 zum Auslaß 17 hin. Jeweils jeder einzelne der beiden Flügel 6A, 6B erstreckt sich quer nach oben. Durch die Bleche 6 und die Wanne 10 werden zwei seitliche Kamine 13 gebildet. Eine perforierte Platte 7 ist unten und seitlich an der Wanne 10 befestigt und bildet mit dieser einen Einlaßvorraum 14, der oben geschlossen ist. Die Lochungen dieSfifPlatte sind auf der Ebene des oberen Bleches 6 unterbrochen. Eine andere perforierte Platte 16, die unten und seitlich an der Wanne 10 befestigt ist, bildet mit dieser einen Auslaßsammler 18, der oben geschlossen ist.

Die Arbeitsweise der Trenneinheit, die von den Blechen 6 gebildet wird und die bereits in der französischen Patentschrift 1 289 589 beschrieben wurde, ist folgende:

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.Die zu entgasende Flüssigkeit kommt durch den Einlaß 8 an, verteilt sich im Vorraum 14 über die perforierte Platte 7, durchquert diese, tritt dort in Form von Einzelstrahlen aus, die sich bald darauf zu einer einzigen Strömung gruppieren, fließt dann mit geringer Geschwindigkeit zwischen den Blechen 6 ab, während gleichzeitig die in ihr enthültenen Luftblasen aufsteigen und sich von der weiterfließenden trennen. Während die Luftblasen, die unter den Blechen 6 angelangt sind, gegen diese quer gleiten, und zwar in Richtung auf die seitlichen Kamine 13, durchquert die Flüssigkeit die perforierte Platte 16, sammelt sich im Sammler 18 und läuft durch die Öffnung 17 ab. Die abgetrennten Luftblasen steigen in den Kaminen 13 auf und gelangen zur oberen Ausstoßkammer, die über dem Flüssigkeitsspiegel in der Wanne 10 liegt (in Fig. 1 bei N-N angedeutet) und durch den Schwimmer geregelt* wird.

Es wurde erkannt, daß eine Ableitungsströmung, die sehr schädlich ist, durch die Tatsache bewirkt wird, daß die doppelte Neigung der Bleche 6 die zu entgasende Flüssigkeit, die horizontal aus den Bohrungen der perforierten Platte 7 heraustrat, eine brüske Ablenkung aufzwang. Daraus folgt, daß der Fluß seine Richtung zwischen den Blechen 6 ändert und daß eine große Menge desselben in die Kamine 13 zurückgeschleudert wird, wo eine aufsteigende Strömung bewirkt wird, deren Kraft von der Neigung der Bleche und hauptsächlich vom Quadrat der Geschwindigkeit der Flüssigkeit abhängt. Die hier zu betrachtende Geschwindigkeit ist nicht die des neu zusammengefaßten Flusses, sondern die mehrfach größere der einzelnen Flüssigkeitsstrahlen , die aus den Öffnungen der Platte 7 austreten. Dieses Phänomen kann somit sehr bald auftreten, selbst bei leichten Neigungen der Bleche 6 und bei einem geringen Flüssigkeitsdurchsatz. Dieser abgeleitete Strom ist aus folgenden Gründen schädlich:

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a) die auf diese Weise durch die oberen Kammern zurückgeschleuderte Flüssigkeit beschleunigt und stört durch ihr schräges Aufsteigen die Zirkulation in der oberen Ausstoßkammer, wobei die eckige Formgebung derselben diesen Nachteil verstärkt,

b) die durch die Räume unten seitlich beiseite geschleuderte Flüssigkeit steigt schräg in den Seitenkaminen 13 auf, dringt neuerlich in die oberen Kammern ein und zieht nach innen die Luftblasen mit, die sich dort noch in Suspension befinden.

Die Erfindung hat in erster Linie zum Ziel, diesen Nachteilen abzuhelfen, um so die Leistung von Trenngeräten dieser Art erheblich zu verbessern.

Je nachdem, ob die Vorrichtung vollständig aber langsam oder sehr schnell, aber unvollständig trennen soll, können die zum Einsatz kommenden Mittel variiert werden.

Im letztgenannten Fall werden, ausgehend vom Boden der Wanne und bis in die Nähe des Niveaus N-N der Flüssigkeit , dargestellt in Fig. 1, 2 und 3, vertikale Ablenkbleche 15 verwendet, die radial angeordnet sind und die es erlauben, den abgelenkten Strom als Beschleuniger für den Aufstieg der Luftblasen zu verwenden, wobei der Aufstieg gleichzeitig daran gehindert wird, zu schaden, Nebenbleche 11 in der gleichen Form wie die Primärbleche, jedoch kürzer und schmäler, werden verwendet, um eine zusätzliche Endtrennung zu bewirken, deren Wirkung im wesentlichen der der Primärbleche entspricht.

Die Wände 15 hindern durch vertikales Ausrichten des abgelenkten Stroms, der aus den die Primärkammern bildenden Blechen 6 kommt, ausgehend von dem unteren Teil des Kamins 13, diesen schräg zu durchlaufen und in andere, darüberliegende Kammern zu dringen. Die abgetrennten, von ihm transportierten Luftblasen werden also nach oben in Richtung auf die obere Ausstoßkammer gelenkt.

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Nach der Erfindung bildet noch ein Käfig 3 mit drei U-förmigen Seiten auf dem oberen Primärblech 6 und um die Sekundärbleche 11 herum zusammen mit diesen zwei seitliche Kamine 5. Die Flügel dieses U-förmigen Käfigs sind an die Wanne 10 angeschlossen. Der Käfig 3 liegt in der Nähe des oberen Flüssigkeits spiegeis N-N. Sein mittlerer Teil läßt zwischen dem Käfig und dem oberen sekundären Blech eine dreieckige öffnung 12, die eine Verbindung zwischen dem Inneren und dem Äußeren des Käfigs 3 herstellt.

Schließlich sind die Perforierungen der Ausgangsplatte 16 im Bereich der Höhe des oberen Bleches 11 unterbrochen. ä

Während die beiden Ströme, d. h. der rechte und der linke, in den seitlichen Kaminen 13 aufsteigen und den Käfig 3 umfließen, um sich vor seinem Mittelteil wieder zu treffen, steigen die meisten Luftblasen, die in diesen Teilströmen enthalten sind, an die Oberfläche, während die eingetaucht bleiben, deren Aufstiegsgeschwindigkeit zu gering ist. Der zusammengefaßte Strom läuft dann zwischen den Sekundärblechen 11, parallel zu diesen, dank des großen Raums vor dem Eingang der Flüssigkeit zwischen diese Bleche, fließt dort ab und erfährt eine weitere Trennung, durchläuft den oberen Teil der Platte 16 und gelangt zum Auslaß 17 über den Sammler 18. Die abgetrennten Luftblasen zwischen den Sekundärblechen 11 gleiten quer unter diesen hindurch, gelangen I

in die Kamine 5 und steigen wieder zur Oberfläche innerhalb des Käfigs 3 auf, d. h. an einem relativ ruhigen Punkt.

Der Schwimmer 4 öffnet oder sehließt je nach den Schwankungen des Flüssigkeitsstandes seinen Hahn 2, der von dem mit der Luftaus-'stoßöffnung 1 in Verbindung stehenden Vertikalzylinder 19 gesteuert wird.

Auf diese Weise wird es dank des Beschleunigungseffektes des abgeleiteten Stroms, der nach der Erfindung ausgenutzt wird, dank der Streichwirkung, die dieser am Eingang der Primärbleche 6 ausübt,

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eben dort, wo am meisten Luft zu beseitigen ist, und dank der Verwendung der Sekundärbleche 11 möglich, mit Erfolg primäre getrennte Bleche mit Intervallen sehr geringer Höhe zu verwenden und so zu einer maximalen Abgabe für den gewünschten Trennungsgrad zu kommen, indem man die Abgabe im sekundären Stadium durch die dreifache Wahl der Höhe des Aufstapeins der Bleche 11, der Anordnung der Wände 15 und der Neigung der Bleche 6 bestmöglich einstellt.

Die Erfindung erstreckt sich auch auf weitere Ausführungsvarianten.

Die erste, nicht dargestellte, findet ihre beste Anwendung bei einer vollständigen Trennung, die jedoch notwendigerweise sehr viel langsamer erfolgt. Sie beruht auf der Verwendung einer Eingangsplatte 7, deren Perforierungen, unabhängig von ihrer Form, in der Weise geneigt sind, daß die zu entgasenden Flüssigkeitsstrahlen parallel zur Längsneigung der Mantellinien der Bleche 6 gelenkt werden. So kann kein abgelenkter Strom entstehen oder er wird zumindest stark verringert.

Die zweite, ebenfalls nicht dargestellte Ausführungsmöglichkeit wird analog angewandt. Bei ihr ist die Lenkneigung der Primärbleche abgeschafft, was ihre Leistung stark reduziert. Da die Bleche 6 auf diese Weise zur Achse der Perforationen der Eingangsplatte 7 parallel verlaufen, kann keine abgeleitete Strömung entstehen.

Die dritte, dargestellt im oberen Teil der Fig. 4, besteht in der Verwendung von zwei vertikalen Wänden 20, die längs verlaufen und die die Primärbleche 6 am ersten Teil ihrer Länge flankieren. Sie haben die Aufgabe, die Flüssigkeit seitlich zusammenzuhalten, während sie ihre Abflußrichtung einnimmt, um das Entstehen einer abgelenkten Strömung zu verhindern. Diese Lösung gestattet es, die beiden Neigungen der Bleche 6 jedem Sonderfall anzupassen.

Das vierte Ausführungsbeispiel, ebenfalls im oberen Teil der Fig. 4 gezeigt, ist eine Variante, bei der der Käfig 3 entfällt.

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Die Wände 15 liegen bei 21. Die Arbeitsweise ist die gleiche, bis auf den Unterschied, daß die Sekundärbleche 11 die Luftblasen im Teil jenseits der seitlichen Kamine 13 beseitigen.

Das fünfte Ausführungsbeispiel schließlich, das im unteren Teil der Fig. 4 gezeigt wird, ist eine Variante ohne Käfig 3 und ohne Zwischenwände 15 oder 21. Die Primärbleche haben die Form wie bei 24 angedeutet und die Sekundärbleche die Form wie bei 23 dargestellt.

Einerseits durchläuft der abgelenkte Strom, der von den Primärblechen unten kommt, schräg die Seitenkamine 13 und dringt dann weiter oben zwischen weitere Primärbleche 24 ein. Daraufhin fließt er ab, wobei er eine zweite kürzere Trennung erfährt, bevor er die Ausgangsplatte 16 erreicht. Andererseits gelangt der abgelenkte Strom;« der aus den oberen Primärblechen kommt, und der mit den drei Pfeilen der Fig. 4 angegeben wird, in die obere Ausstoßkammer, indem er schräg außerhalb der Sekundärbleche 13 verläuft und zwar dank deren zurückliegender Stellung. Er kehrt dann um und mischt sich mit dem anderen abgelenkten Strom. Sodann gelangen die beiden zusammengefaßten Strömungen zwischen die Sekundärbleche 23, um durch die Platte 16 abzufließen. Schließlich entweichen die abgetrennten Luftblasen zwischen den Sekundärblechen 23 durch deren freie Seitenteile und mischen sich mit den abgelenkten Strömungen, die über sie hinweglaufen.

Es sind auch noch andere Ausführungsformen möglich, insbesondere diejenige, die Sekundärbleche mit einer einzigen Neigung vorsieht, entweder Längs - oder Querneigung, deren Trennleistung im die Hälfte geringer ist. Ferner ist eine Variante denkbar, bei der die Primärbleche zur Erhaltung des Vorteils der doppelten Neigung ohne jedoch dadurch einen abgelenkten Strom zu bewirken, eine komplexe Form haben werden. Sie sind demgemäß in der Herstellung kostspieliger. Dabei wird eine Querneigung mit einem Längsprofil verbunden, das

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horizontal beginnt und das sich dann so formt, daß es sich zum Ausgang hin senkt. Eine weitere Variante kann darin bestehen, die Querneigung der Trennbleche umzukehren in der Weise, daß die abgetrennten Blasen zu einem abgetrennten zentralen Ausstoßkamin geführt werden.

Bei allen hier behandelten Ausführungsformen, bei denen die
abgelenkte Strömung beseitigt, eingeschränkt oder benutzt wird, ohne
daß sie schaden kann, erlaubt es die Verwendung von sekundären Trennblechen mit doppelter Neigung, die Leistung bis zu 50% zu steigern, die von den primären Trennblechen mit zwei Neigungen bewirkt wird,
während diese Sekundärbleche fast unwirksam sind, wenn der abgelenkte Strom aus den Primärkammern die vertikalen Ausstoßkamine frei
durchläuft.

Dae Gerät kann auch umgekehrt verwendet werden, um dichtere
Fremdkörper abzuscheiden als die zu reinigende Flüssigkeit.

INSPECTED

Claims

Patentansprüche:

1.) Vorrichtung zum Trennen von Gasen und Flüssigkeiten, ■ insbesondere zum Entgasen von Kohlenwasserstoffen mit einer primären Trennkammer aus übereinanderliegenden, von der Flüssigkeit axial durchquerten Blechen mit doppelter Neigung und seitlichen Auslaßkaminen, über welche die in der Flüssigkeit enthaltenen, seitlich unterhalb der Bleche austretenden Luftblasen entweichen, gekennzeichnet durch zusätzliche Vorrichtungen, die die durch die doppelte Neigung der Bleche entstehenden seitlich abgelenkten Strömungen entweder ä

beseitigen, reduzieren oder nutzbar machen.

2.) Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch zweckmäßig mehrere den primären Blechen'gleichgestaltete, jedoch mit kleineren Abmessungen ausgestattete und oberhalb derselben angeordnete sekundäre Trennbleche, die die Flüssigkeit nach Austritt aus den Primärblechen durchquert und dabei eine neue Trennung erfährt, bevor die entgaste Flüssigkeit aus den primären Blechen wieder erreicht wird, wobei die genannten Sekundärbleche von vertikalen Trennwänden umgeben sind, die zu anderen Auslaßkaminen an der Seite führen, und zwar beiderseits der Wände.

\ 3.) Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß

die seitlichen Ablaßkamine mindestens eine radial ausgerichtete vertikale,' als Aufprällwand dienende Trennwand enthalten, die vom Boden der Wanne ausgeht und unterhalb der Höhe des Flüssigkeitsstandes im Apparat endet und verhindert, daß die zwischen den Trennblechen austretende und die Kamine schräg nach oben durchlaufende Flüssigkeit neuerdings zwischen die genannten Bleche eindringt,

4.) Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Einlaß der zu entgasenden Flüssigkeit zwischen den Primärblechen durch einen nach oben geschlossenen Eingangsvorraum regelbar ist,

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der nach innen durch ein perforiertes Blech abgegrenzt ist, dessen Perforierungen auf der Höhe des oberen Primärblechs unterbrochen sind.

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5.) Vorrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Ausgangspunkt der entgasten Flüssigkeit am Ausgang der primären und sekundären Bleche durch einen Ausgangskollektor vereinheitlicht ist, der nach oben geschlossen ist und nach innen durch ein perforiertes Blech abgegrenzt ist, dessen Perforierungen auf der Höhe des oberen Sekundärbleches unterbrochen sind.

fe 6.) Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die die Sekundärbleche umgebenden vertikalen Zwischenwände einen U-förmigen Käfig bilden, der in der Nähe des Flüssigkeitsspiegels₄im Apparat liegt, wobei die beiden Flügel dieses Käfigs mit ihrem Ende an der Innenwand des Apparates befestigt sind und die Seele des U eine Öffnung mit großen Abmessungen aufweist, die einen breiten Zugang zu den sekundären Trennblechen schafft.

7.) Vorrichtung nach Anspruch 1 und 4 , dadurch gekennzeichnet, daß die Achse der Perforationen des Eingangsbleches parallel zur Mantellinie der primären Trennbleche geneigt ist.

8.) Vorrichtung nach Anspruch 1 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß die primären in einen weiten Winkel zueinander gestellten Trennbleche nur Querneigungen aufweisen, wobei die Achse der Perforationen des Eingangsbleches parallel zur horizontalen Mantellinie dieser' primären Trennbleche verläuft.

9.) Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch zwei vertikale, längsgerichtete Trennwände, die die Primärbleche seitlich auf dem ersten Teil ihrer Länge flankieren.

10.) Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Trennbleche, um die zur reinigende Flüssigkeit zwischen ihnen

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in horizontaler Richtung strömen zu lassen und sie im weiteren Verlauf nach unten abzulenken, zwei Neigungen von komplexer Form haben und eine Querneigung mit einem Längsprofil verbinden, das horizontal beginnt und sich dann neigt, um sich zum Ausgang hin abzusenken.

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