DE2130967C3

DE2130967C3 - Vorrichtung zum Trennen zweier in einer heterogenen Flüssigkeit enthaltender Flüssigkeitsbestandteile

Info

Publication number: DE2130967C3
Application number: DE2130967A
Authority: DE
Inventors: Pravin Gopalji Torrance Bhuta; Douglas James Redondo Beach Graham; Robert Lewis Marina Del Rey Johnson
Original assignee: TRW Inc
Current assignee: Northrop Grumman Space and Mission Systems Corp
Priority date: 1970-06-29
Filing date: 1971-06-22
Publication date: 1975-04-24
Also published as: US3703463A; NL7108892A; JPS508826B1; DE2130967B2; FR2095575A5; DE2130967A1; GB1357138A

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Trennen zweier in einer heterogenen Flüssigkeit erhaltener Flüssigkeitsbestandteile unterschiedlicher Dichte mit einer Fördereinrichtung zum Zuführen der Flüssigkeit.

Es ist bereits eine Vorrichtung ähnlicher Art nach der DT-AS 1 270 003 bekannt, welche streng genommen keine Vorrichtung zum Trennen zweier in einer heterogenen Flüssigkeit enthaltener Flüssigkeitsbestandteile, sondern lediglich eine Vorrichtung zur Beschleunigung einer Schichtbildung des leichteren Flüssigkeitsbestandteils auf dem schwereren Flüssigkeitsbestandteil beinhaltet.

Die Vorrichtung umfaßt einen »Diffusor«, welcher — jedenfalls im gezeigten Ausführungsbeispiel — nichts anderes als eine Ringschlitzdüse darstellt, durch welche die beiden Flüssigkeitsbestandteile in kleine Tröpfchen zerrissen werden, wodurch das Aufschwimmen des leichteren Flüssigkeitsbestandteils (z.B. Öl) beschleunigt wird. Hierbei erhält man indessen nur eine grobe Anreicherung des einen Flüssigkeitsbestandteils in einer Schicht, so daß eine weitere Trennung in besonderen Filteranlagen bzw. ölabscheidern erforderlich wird.

Nach der US-PS 2 778 500 ist auch eine Vorrichtung zum Abscheiden von öl aus einem fließenden Gewässer in einer Schleuse bekannt. Die Vorrichtung umfaßt ein Schaufelrad, welches sich über die gesamte Schleusenbreite erstreckt und auf dem Wasser schwimmt Bei jedem beliebigen Wasserstand blokkiert das Schaufelrad das Durchlaufen der obersten Flüssigkeitsschicht, welche stark mit öl angereichert ist. Lediglich tiefere Flüssigkeitsschichten, in denen kein öl mehr vorhanden ist, können unter dem unteren Scheitel des Schaufelrades vorbcilaufen. Un diesen erläuterten Effekt zu erzielen bedarf es ar sich keines Schaufelrades, sondern es könnte statt dessen auch ein schwimmendes Holzbrett verwende werden. Das Schaufelrad mit den Schaufeln nebs zugehörigem Antrieb ist nur deshalb vorgesehen, un im Wasser schwimmendes Treibgut über eine Bai ricre zu schaufeln, ohne dabei jedoch öl aus der Bereich vor dem Schaufelrad in den Bereich hinte dem Schaufelrad zu transportieren. Um dies zu ei reichen, sind die Schaufeln in Form von Sieben au: gebildet, von denen zwar das Treibgut erfaßt win durch die jedoch jedwede Flüssigkeit, sei es Wassf oder öl, ablaufen kann. Nach mehr oder minder lai

ger Zeit reichert sich deshalb auf der Flüssigkeits- bei der Druck der heterogenen Flüssigkeit selbstveroberfläche eine ölschicht an, deren Dicke maximal ständlich nicht die Oberflächenspannung des das Sieb der Eintauchtiefe des Schaufelrades entspricht. Diese benetzenden Flüssigkeitsbestandteils übersteigen darf, ölschicht wird nun durch eine Sammelrinne aufge- Bei richtiger Einstellung des Druckes nimmt das fangen und über ein Rohr abgepumpt. Zwar ist die 5 benetzte Sieb den benetzenden Flüssigkeitsbestandteil Sammelrinne oben durch Siebe abgeschlossen, je- durch Diffusion auf, und zwar in beliebiger Menge, doch sollen diese Siebe lediglich verhindern, daß wenn dieser Flüssigkeitsbestandteil mit dem Sieb in Festkörper in die Sammelrinne hineingezogen wer- Berührung gelangt, während der andere nicht beneiden. Es versteht sich von selbst, daß auch die von der zende Flüssigkeitsbestandteil abgestoßen wird und Sammelrinne aufgefangene Flüssigkeit keineswegs io das Sieb nicht durchlaufen kann. Es handelt sich aus reinem öl besteht, sondern vielmehr noch einen hier also um nichts anderes als eine semipermeable wesentlichen Gehalt an Wasser aufweist, so daß die Trennwand, die von der heterogenen Flüssigkeit auf dargestellte Vorrichtung lediglich eine grobe Tren- einer Seite mit Druck beaufschlagt wird, wobei auf nung leistet. In jedem Fall ist eine nachfolgende der anderen Seite lediglich einer der beiden Flüssig-Trennung der aufgefangenen, mit öl angereicherten 15 keitsbestandteile durchtritt.

Flüssigkeit in besonderen (nicht gezeigten) Trenn- Die Erfindung ist nachstehend an Hand der Zeichvorrichtungen erforderlich. Gerade eine solche Trenn- nungen näher erläutert. Es zeigt
vorrichtung betrifft die vorliegende Erfindung, wäh- F i g. 1 ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsrend die bekannte Vorrichtung dem nicht entspricht. gemäßen Vorrichtung in perspektivischer Draufsicht, Vielmehr geht man beim Erfindungsgegenstand von ao F i g. 2 die Vorrichtung von F i g. 1 in demgegenvornherein davon aus, daß ein mit öl angereichertes über vergrößerter Längsschnittdarstellung sowie mit Gemisch zugeführt wird. geringen Abwandlungen zur platzsparenden Wieder-

Eine weitere bekannte Vorrichtung nach der gäbe,

BE-PS 657 805 dient zum Trennen einer Flüssigkeit F i g. 3 die Vorrichtung von F i g. 1, 2 in Drauf-

von deren Dampf, und zwar von Benzindampf von as sieht,

flüssigem Benzin, um an einer Tankstelle blasenfrei F i g. 4 eine einen Bestandteil der Vorrichtung ge-

zapfen zu können. Zu diesem Zweck ist ein Pumpen- maß Fig. 1 bis 3 bildende Trennkammer in einem

kolben an seiner Stirnfläche als engmaschiges Sieb stark vergrößerten Vertikalschnitt,

ausgebildet, welches für Benzindampf praktisch kci- F i g. 5 die Wirkungsweise der Trennkammer von

nen Widerstand darstellt, während es flüssigem Ben- 30 Fig 4, nachdem diese mit einem benetzenden Flüs-

zin einen verhältnismäßig großen Strömungswider- sigkeitsbestandteil gefüllt wurde, beim Auftreten eines

stand darbietet. Beim schnellen Abwärtsbeweeen des nicht benetzenden Flüssigkeitsbestandteils, in sche-

Kolbens werden zuerst jegliche vorliegenden Benzin- matischer und gegenüber F i g. 4 weiter vergrößerter

dampfblasen durch das Sieb sowie ein Klappenventil Darstellung.

in eine Leitung gedrückt, wonach auch flüssiges Ben- 35 F i g. 6 eine analoge Darstellung wie in F i g. 5 zur zin das Sieb durchsetzt, jedoch nur in verhältnismäßig Veranschaulichung der Wirkungsweise beim Äuftrefgeringer Menge, weil gleichzeitig ein Rückschlagventil fen eines benetzenden Flüssigkeitsbestandteils,
öffnet und über eine Leitung ein Verbraucher betankt Fig. 7 ein gegenüber Fig. 1 bis 4 abgewandeltes werden kann. Für die Funktionsweise spielt es hier- Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Vorbei keine Rolle, ob das Sieb von Benzin benetzbar 40 richtung im Horizontalschnitt sowie in Draufsicht,
ist oder nicht, weil die angestrebte Funktion in jedem F i g. 8 eine einwn Bestandteil der Vorrichtung von Fall erfüllt wird. F i g. 7 bildende Trennkammer im Vertikalschnitt

Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung einer ge- sowie in demgegenüber vergrößerter Darstellung,
genüber dem Stand der Technik verbesserten Vor- F i g. 9 ein weiteres Ausführungsbeispiel einer errichtung, welche eine echte und praktisch quantita- 45 findungsgemäßen Vorrichtung im Vertikalschnitt,
tive Trennung der beiden Flüssigkeitsbestandteile er- Fig. 10 ein weiteres Ausführungsbeispiel einer ermöglicht. Erreicht wird dies dadurch, daß eine Schei- findungsgemäßen Vorrichtung im Horizontalschnitt dewand in Form eines engmaschigen Siebes vorge- sowie in Draufsicht,

sehen ist, welches vermöge entsprechender Material- Fig. 11 einen Schnitt längs der Linie 11-11 von wahl lediglich von einem der beiden Flüssigkeitsbe- 5° Fi g. 10 vor dem Eintauchen in eine heterogene Flüsstandteile benetzbar ist, daß das Sieb von diesem sigkeit,

benetzenden Flüssigkeitsbestandteil voll bedeckt ist Fig. 12 eine weitere Ausgestaltung der in Fig. 4

und daß ein Druckregelsystem vorgesehen ist, mit veranschaulichten Trennkammer im Vertikalschnitt,

dem ein über die Fördereinrichtung auf das Sieb Die in F i g. 1 bis 3 veranschaulichte Vorrichtung wirkender Druck der heterogenen Flüssigkeit auf 55 dient zum Trennen zweier in einer heterogenen Flüs-

einen geringeren Wert als der durch Oberflächen- sigkeit 16, vorliegend in mit öl verunreinigtem Was-

spannung verursachte Gegendruck des das Sieb be- ser, enthaltener Flüssigkeitsbestandteile, vorliegend

netzenden Flüssigkeitsbestandteils eingestellt ist. also Wasser und öl, unterschiedlicher Dichte. Als

Die erfindungsgemäße Vorrichtung arbeitet also wesentliche Elemente umfaßt die Vorrichtung eine im Vergleich zu den vorangehend abgehandelten Vor- 60 Gruppe von mehreren Trennkammern 18 in einer richtungen, insbesondere derjenigen nach der Matrixanordnung nebeneinander, wobei die einzelnen DT-AS 1 270 003 nach einem grundsätzlich anderen Trennkammern mittels scharnierartiger flexibler VerPrinzip, nämlich dem Diffusionsprinzip, wobei es bindungsglieder 50 im Abstand zueinander gehalten nicht erforderlich ist, daß die erfindungsgemäße sind. Die Trennkammern 18 schwimmen auf der Ober-Vorrichtung auf irgendeiner Flüssigkeit schwimmt. 65 fläche des mit öl verunreinigten Wassers und können Vielmehr .genügt es. ein von dem einen Flüssigkeits- sich über die Verbindungsglieder 50 einer eventuellen bestandteil (7. B öl) benelztes Sieb der unter Druck Wellenbewegung so weit anpassen, daß die Bodenstehenden heterogenen Flüssigkeit auszusetzen, wo- fläche der Trennkammern 18 jeweils angenähert par-

7 Ό 8

alle] bzw. tangential zu der Wasseroberfläche vcr- sprechend kühlem verunreinigendem Öl, wobei die

läuft. Viskosität und Oberflächenspannung an den Grcnz-

Wie sich am besten aus F i g. 4 ergibt, ist die Bo- flächen 24 (F i g. 5) wesentlich geändert würde, in jedenfläche der Trennkammern 18 durch eine Scheide- der Trennkammer 18 eine Heizschlange 400 zum Erwand in Form eines engmaschigen Siebes 22 gebildet, 5 wärmen des Öls vorgesehen sein. Die Heizschlange welches vermöge entsprechender Materialwahl ledig- 400 ist mit einem Wärmeübertragungsfluid gefüllt, lieh von einem der beiden Flüssigkeitsbestandteile, das durch eine Umwälzpumpe 406 dauernd zirkuliert nämlich einem Flüssigkeitsbestandteil 12, vorliegend wird. Ein an ein Heizfluid angeschlossener Wärme-Öl, benetzbar ist. Das Sieb 22 ist von dem benet- tauscher 402 bewirkt eine dauernde Nachlieferung renden Flüssigkeitsbestandteil 12 in einem über der io der von der Heizschlange 400 an das Öl abgegebenen Wasseroberfläche befindlichen Raum 20 voll bedeckt. Wärmemenge.

Ein über eine Fördereinrichtung in Form einer nach- Wie sich am besten aus F i g. 1 bis 3 ergibt, sind folgend noch zu erläuternden Trennpumpe 58 auf das die Trennkammern 18 innerhalb eines einen festen Sieb 22 wirkender Druck der heterogenen Flüssigkeit Pegelstand aufweisenden Abscheidebehällers 26 an-16 bzw. des mit öl verunreinigten Wassers ist mittels 15 geordnet, welcher an einem Ende einen Einlaßkanal eines nachfolgend noch zu erläuternden Druckregel- 36 auf dem Niveau einer zu reinigenden Wasserfläche systems, umfassend einen Wandler 78, einen Regler 86 und am anderen Ende einen Auslaßdurchtritt 42 sowie ein Stellventil 84, auf einen geringeren Wert als unter dem Niveau der zu reinigenden Wasserfläche der durch Oberflächenspannung verursachte Gegen- aufweist. Der Abscheidebehälter 26 kann entweder druck des das Sieb 22 benetzenden Flüssigkeitsbe- 20 mit dem Einlaßkanal 36 voraus auf der zu reinigenstandteils bzw. Öls eingestellt, wobei die Oberflächen- den Wasserfläche verfahren werden, oder es kann spannung des Öls an Grenzflächen 24 (F i g. 5) zwi- dem Auslaßdurchtritt 42 eine Pumpe 43 zum Abschen den Maschen des Siebes 22 entsteht. Gelangt pumpen von gereinigtem Wasser zugeordnet sein, jedoch zu dem Sieb 22 von unten her Öl in Beruh- oder es können auch beide Maßnahmen gleichzeitig rung, wie dies in Fig. 6 veranschaulicht ist, so kann 25 getroffen sein, wie dies für das vorliegende Ausfühdieses unbehindert durch das Sieb 22 hindurch nach rungsbeispiel gemäß F i g. 1 bis 3 zutrifft,
oben diffundieren. Vorausgesetzt wird bei der vorlie- Der Einlaßkanal 36, welcher mittels eines Gitters genden Beschreibung der Ausführungsbeispiele, daß 40 gegen das Eindringen von schädlichen, auf der der benetzende Flüssigkeitsbestandteil im vorliegen- Wasseroberfläche schwimmenden Festkörpern geden Fall Öl, eine geringere Dichte als der benetzende 30 schützt ist, geht von einem Mündungsquerschnitt 38 Flüssigkeitsbestandteil, im vorliegenden Fall Wasser. in eine trichterartige Verengung über (am besten aus aufweist, so daß das Öl 12 auf der Oberfläche des Fig. 2 ersichtlich), die sich ihrerseits in den Abverunreinigten Wassers der heterogenen Flüssigkeit 16 Scheidebehälter 26 hinein kontinuierlich erweitert. Im bzw. des Wassers aufschwimmt. Bereich des Mündungsquerschnittes 38 des Einlaß-

Der auf die Grenzflächen 24 (F i g. 5) des Siebes 22 35 kanals 36 sind zwei in Verfahrrichtung seitlich diverwirksame Druck Λ P entspricht der Differenz zwischen gierende Abstreichleisten 41 angebracht, die parallel dem auf das Sieb 22 wirksamen Druck p_n. des Was- auf der zu reinigenden Wasserfläche verlaufen. In der sers und dem in dem Sieb 22 wirksamen Druck p„ Verengung des Einlaßkanals 36 sind kleinere Entder benetzenden Flüssigkeit bzw. des Öls. Der auf wirbelungs-Strömungskörper 72 von elliptischem das Sieb 22 wirksame Druck p_w der nichtbenetzenden 40 Querschnitt angeordnet. In dem sich erweiternden Flüssigkeit bzw. Wassers muß daher auf einen Wert Übergangsbereich von der Verengung des Einlaßkanals 36 in den Abscheidebehälter 26 sind mehrere _Ovo senkrecht zu der Wasseroberfläche verlaufende Ent-

Piv < & + Pn wirbelungs-Strömungsleitflächen 72' angeordnet, wel-

^r 45 ehe in einen Teil des Innenraumes des Abscheide-

aufweisen, wobei behälters divergierend verlaufen, wie sich am besten

σ»₀ = Oberflächenspannung der nichtbenetzenden *^us ξ} ?■ _n ², ^und, ³*ψ\ ^D'^e besondere Gestaltung

gegenüber der benetzenden Flüssigkeit, ^des Einlaßkanals 36 m Verbindung mit den d.eserc

zugeordneten Bauelementen bewirkt trotz einer ver-

r = Maschenradius des Siebes 22, ₅₀ hältnismäßig hohen Eintrittgeschwindigkeit des τχ

k = Formfaktor mit einem Wert «2 des Siebes 22 reinigenden Wassers dessen weitgehende Beruhigung

innerhalb des Abscheidebehälters 26, was deshalb

darstellt. Für kalifornisches Rohöl hat Λ P einen Wert erforderlich ist. damit das Sieb 22 jeder einzelner

Von etwa 5 Torr bei einer Maschengröße des Siebes Trennkammer 18 nicht zu tief in das zu reinigende

22 von 50 · 250 Maschen eines Standardsiebes nach 55 Wasser 16 eintaucht bzw. die Berührung mit desser

US-Normen. Oberfläche verliert.

Wie sich aus F i g. 4 ergibt, bildet das Sieb 22 je- Bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel nach F i g. 1

weils die Bodenfläche einer nach unten offenen bis 3 ist der Abscheidebehälter 26 über Ausleger 32

Trennkammer 18. von deren Oberseite eine Absaug- mit seitlichen Schwimmkörpern 28 verbunden,

leitung 52 für das gewonnene Öl ausgeht. Jede Trenn- 60 Jede Trennkammer 18 ist über ihre Absaugleitung

kammer 18 ist auf dem zu reinigenden Wasser mit- 52 sowie über Sammelleitungen 54, ein Umsteuer

lels je eines umlaufenden Schwimmers 48 (F i g. 4) ventil 98 sowie das Stellventil 84 mit der Trennpum-

schwimmend gehalten. Die Absaugleitungen 52 sind pe 58 zum Absaugen der benetzenden Flüssigkei

zur Aufnahme einer eventuellen Wellenbewegung des bzw. des Öls verbunden. Das Stellventil 84, welche;

Wassers 16 flexibel, beispielsweise in Form von BaI- 65 einen Bestandteil einer Fordereinrichtung für da;

gen. ausgebildet. abgesaugte Öl bildet, ist mittels eines Reglers 86 ge

Wie sich aus Γ ic. 12 ergibt, kann bei Anwendung regelt, wodurch wiederum die Förderleitung dei

der Vorrichtung ;iuf sehr kühles Wasser nebst ent- Trcnnpumpc 58 beeinflußt wird. Fine Regelgröße

wird in den Regler 86 durch den Wandler 78 einge- fer »1« vorangestellt ist, bildet ein Sieb 122 die speist, welcher zwei Drucksonden 80, 82 umfaßt, von äußere Fläche eines eine Trennkammer 118 darsteldenen die eine, nämlich die Drucksonde 80, in das lenden beiderseitig stirnseitig abgeschlossenen Sternverunreinigte Wasser eintaucht und die andere, näm- flügelrades, welches gegenüber einer parallel zur lieh die Drucksonde 82, in eine der Trennkammern 5 Oberfläche der heterogenen Flüssigkeit bzw. des mit 18 oberhalb von deren Sieb 22 verläufi. Der Wand- Öl verunreinigten Wassers verlaufenden mehrfach ler 78 mißt also den in F i g. 5 und 6 dargestellten durchbrochenen Antriebswelle 152 zentriert ist und Wert AP senkrecht zu den Grenzflächen 24 des Sie- stets mit einem Teil seiner hohlen Flügel 134 in das bes 22. Auslaßseitig ist die Trennpumpe 58 mit einem verunreinigte Wasser eintaucht. Die gleichzeitig als Sammelbehälter 62 für das geförderte öl verbunden. io Absaugleitung ausgebildete Antriebswelle 152 ist über Von dem Sammelbehälter 62 kann wahlweise über eine Drehdichtung 165 sowie eine Sammelleitung 154 das bereits erwähnte Umsteuerventii 98 sowie ein mit einer Trennpumpe 158 verbunden. Die Drehzahl weiteres Umsteuerventii 98' gefördertes öl mittels der Antriebswelle 152 beträgt etwa 3 Umdrehungen/ der Trennpumpe 58 dem Sieb 22 jeder der Trenn- min. Bei dem gezeigten Beispiel sind mehrere Trennkammern 18 zur anfänglichen Benetzung bei Be- 15 kammern 118 bzw. Sternfiügelräder achsparallel netricbsbeginn zugeführt werden. Beim normalen Be- beneinander als Gruppe angeordnet und über ihre trieb verläuft also das abgeschiedene öl durch das zugehörigen Drehdichtungen 165 an die gemeinsame Umsteuerventil 98, das Stellventil 84, die Trenn- Sammelleitung 154 angeschlossen. Mittels eines pumpe 58, das Umsteuerventil 98' sowie eine Lei- E-Motors 130 sowie Kegelzahnräder 131 wird jede tung 60 in den Sammelbehälter 62, wobei gleichzei- ao Antriebswelle 152 angetrieben,
tig im Nebenschluß von der Trennpumpe 58 aus dem Der wesentliche Vorteil der Vorrichtung nach Sumpf des Sammelbehälters 62 über eine Neben- F i g. 7, 8 liegt darin, daß die auf dem verunreinigten Schlußleitung 88 zusätzliches öl angesaugt wird. Je Wasser schwimmenden ölpfützen von den Flügeln stärker das Stellventil 85 drosselt, desto mehr öl ver- 134 erfaßt und festgehalten werden, wobei zusätzlich lauft durch die Nebenschlußleitung 88, je weiter das as beim Wiederaustreten der hohlen Flügel 134 aus dem Stellventil 84 geöffnet ist, desto weniger öl verläuft Wasser (vgl. linken Teil von F i g. 8) eine mechanidurch die Nebenschlußleitung 88. Zur anfänglichen sehe Trennung des Wassers von dem öl insofern Inbetriebnahme der Vorrichtung, d. h. zum Einbrin- stattfindet, als das öl auf den hohlen Flügeln haftet, gen von die Siebe 22 benetzendem öl in die Trenn- während das Wasser davon abläuft,
kammern 18, werden die Umsteuerventile 98, 98' so 30 Bei dem Ausführungsbeispiel nach F i g. 9, wo eingestellt, daß eine diese Umsteuerventile verbin- äquivalente Bauelemente zu F ig. 1 bis 4 mit gleidende Leitung 96 geöffnet wird, während das Stell- chen Bezugsziffern versehen sind, denen zur Unterventil 84 und die Leitung 60 gesperrt sind. Danach scheidung die Ziffer »2« vorangestellt ist, bildet ein wird durch die Trennpumpe 58 öl über die Neben- Sieb 222 einen wesentlichen Teil der Mantelfläche Schlußleitung 88 angesaugt und verläuft über das 35 eines eine Trennkammer 218 darstellenden hohen Umsteuerventil 98', die Leitung 96, das Umsteuer- Konus, der mit seinem Scheitel nach unten in die heventil 98 sowie die Sammelleitungen 54 in die einzel- terogene Flüssigkeit bzw. in das mit öl verunreinigte nen Trennkammern 18. Wasser eintaucht. Im Abstand unterhalb des Konus

Wie sich insbesondere aus F i g. 1 und 3 ergibt, sowie zu diesem koaxial ist eine konusschüsselartige sind die Trennpumpe 58, das Druckregelsystem, die 40 konkave Leitfläche 219 gehalten, weiche sich mit ih-Umsteuerventile 98, 98' sowie der Förderbehälter 62 rem Umfangsrad 206 unterhalb der Oberfläche der für das abgeschiedene öl und alle hiermit in Verbin- verunreinigten Flüssigkeit befindet und an ihrem undung stehenden Rohre und ferner zusätzlich die dem teren Scheitel einen Auslaßdurchtritt 242 nebst nach-Auslaßdurchtritt 42 des Abscheidebehälters 26 zu- geordneter Pumpe 243 aufweist. Von dem Innengeordnete Pumpe 43 auf einem Wasserfahrzeug an- 45 raum der Trennkammer 218 bzw. des hohlen Konus geordnet, mit welchem der Abscheidebehälter 26 verläuft eine Absaugleitung 252 für die benetzende über Schubstützen 64 verbunden ist. Bei dem Beispiel Flüssigkeit bzw. das öl nach oben. Im Bereich des gemäß F i g. 1 bis 3 ist der Sammelbehälter 62 Umfangsrandes 206 der Leitfläche 219 ist ein kreisdurch den Rumpf eines Wasserfahrzeuges selbst ge- förmiger Schwimmkörper 248 angebracht,
bildet. 50 Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 10 und 11,

Im Betrieb wird das Wasserfahrzeug bzw. der wo gegenüber F i g. 1 bis 4 äquivalente Bauelemente

Sammelbehälter 62 durch eine an dessen Heck an- mit gleichen Bezugsziffern versehen sind, denen zur

gebrachte Maschine 68 nebst zugehöriger Schiffs- Unterscheidung die Ziffer »3« vorangestellt ist, bildet

schraube angetrieben, wobei der Abscheidebehälter ein Sieb 322 die innere und äußere Fläche eines eine

26 mit seinem Einlaßkanal 36 voraus auf der zu rei- 55 Trennkammer 318 darstellenden, oben und unten

nigenden Wasseroberfläche verfahren wird Die Ab- stimseitig abgeschlossenen hohlen ü-förmigen Profils,

streichleisten 41, welche lediglich auf die obere öl- welches senkrecht zur Oberfläche der heterogenen

schicht wirksam sind, bewirken eine Einleitung der Flüssigkeit in diese eintaucht. An dem hohlen Pro-

Ölverunreinigungen in einer Breite, weiche etwa der- fil 318 sind Schwimmkörper 348 zur Begrenzung der

jenigen des Wasserfahrzeuges entspricht Daher kann 60 Eintauchtiefe vorgesehen. An der unteren Stirnfläche

jie zu reinigende Wasseroberfläche in zueinander des hohlen Profils 318 ist ein einen Bestandteil des

jarallelen Bahnen quasi wie mit einem Staubsauger Druckregelsystems bildender Wandler 37β vorge-

/om öl befreit werden. sehen. An den einen Schenkel des hohlen U-Profils

Bei dem Ausführungsbeispiel nach F i g. 7, 8, wo ist eine Absaugleitung 352 angeschlossen, welche von

iquivalente Bauelemente zu F i g. 1 bis 4 mit gleichen 65 einer (nicht veranschaulichten) Saugpumpe beauf-

Jezugsziffem versehen sind, denen zusätzlich die Zif- schlagt ist.

Hierzu 5 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zum Trennen zweier in einer heterogenen Flüssigkeit enthaltener Flüssigkeitsbestandteile unterschiedlicher Dichte mit einer Fördereinrichtung zum Zuführen der Flüssigkeit, dadurch gekennzeichnet, daß eine Scheidewand in Form eines engmaschigen Siebes (22) vorgesehen ist, welches vermöge entsprechender Materialwahl lediglich von einem der beiden Flüssigkeitsbestandteile (12) benetzbar ist, daß das Sieb von diesem benetzenden Flüssigkeitsbestandteil voll bedeckt ist und daß ein Druckregelsystem (Wandler 78, Regler 86, Stellventil 84) vorgesehen ist, mit dem ein über die Fördereinrichtung (Trennpumpe 58) auf das Sieb wirkender Druck der heterogenen Flüssigkeit (16) »uf einen geringeren Wert als der durch Oberflächenspannung verursachte Gegendruck des das Sieb benetzenden Flüssigkeitsbestandteils einge- »» stellt ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der benetzende Flüssigkeitsbestandteil, vorzugsweise öl, eine geringere Dichte als der nichtbenetzp.ide Flüssigkeitsbestandteil, vorzugsweise Wasser, aufweist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der auf das Sieb (22) "wirksame Druck p_w der nichtbenetzenden Flüssigkeit auf einen Wert

³⁵

4°

eingestellt ist, wobei

P₀ = Druck der benetzenden Flüssigkeit,

^aw α ⁼ Oberflächenspannung der nichtbenetzenden gegenüber der benetzenden Flüssigkeit,

r = Maschinenradius des Siebes,

k = Formfaktor mit Wert «; 2 des Siebes

bedeutet.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis

3, dadurch gekennzeichnet, daß das Sieb (22) die Bodenfläche einer nach unten offenen, auf der Oberfläche der heterogenen Flüssigkeit (16) schwimmend (Schwimmer 48) gehaltenen Trennkammer (18) bildet, von deren Oberseite eine Absaugleitung (52) für gewonnene benetzende Flüssigkeit (12) ausgeht.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Absaugleitung zur Aufnahme einer Wellenbewegung der heterogenen Flüssigkeit (16) flexibel ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Tieiinkammern (18) in einer Reihe oder Matrix nebeneinander als Gruppe angeordnet und mittels scharnierartiger flexibler Verbindungsglieder (50) im Abstand zueinander gehalten sind.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß in jeder Trennkammer (18) eine Heizschlange (400) zur Erwärmung der benetzenden Flüssigkeit (12) vorgesehen ist.

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Trennkammern (18) innerhalb eines einen festen Pegelstand aufweisenden Abscheidebehälters (26) angeordnet sind.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Abscheidebehälter (26) an einem Ende einen Einlaßkanal (36) auf dem Niveau einer zu reinigenden Wasserfläche und am anderen Ende einen Auslaßdurchtritt (42) unter dem Niveau der zu reinigenden Wasserfläche aufweist.

10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Abscheidebehälter (26) mit dem Einlaßkanal (36) voraus auf der zu reinigenden Wasserfläche verfahrbar ist.

11. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß dem Auslaßdurchtritt (42) des Abscheidebehälters (26) eine Pumpe (43) zum Abpumpen von Wasser zugeordnet ist.

12. Vorrichtung nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Einlaßkanal (36) von einem Mündungsquerschnitt (38) in eine trichterartige Verengung übergeht, die sich ihrerseits in den Abscheidebehälter (26) hinein kontinuierlich erweitert.

13. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß im Bereich des Mündungsquerschnittes (38) des Einlaßkanals (36) zwei in Verfahrrichtung seitlich divergierende Absireichleisten (41) angebracht sind, die parallel auf der zu reinigenden Wasserfläche verlaufen.

14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9, 10, 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, daß in der Verengung des Einlaßkanals (36) Entwirbelungs-Strömungskörper (72) angeordnet sind.

15. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9, 10 oder 12 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß in dem sich erweiternden Übergangsbereich von der Verengung des Einlaßl'.anals (36) in den Abscheidebehälter (26) mehrere senkrecht zu der Wasseroberfläche verlaufende Entwirbelungs-Strömungsleitungen (72) angeordnet sind, welche in einen Teil des Innenraumes des Abscheidebehälters divergierend verlaufen.

16. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Abscheidebehälter über Ausleger (32) mit seitlichen Schwimmkörpern (28) verbunden ist.

17. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1, 4 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß jede Trennkammer (18) über ihre Absaugleitung (52) mil einer die Fördereinrichtung bildenden Trennpumpe (58) zum Absaugen der benetzenden Flüssigkeit (12) verbunden ist, welche durch da; Druckregelsystem (Wandler 78, Regler 86, Stellventil 84) in der Förderleistung geregelt ist.

18. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 17, dadurch gekennzeichnet, daß das Druckregelsysterr einen Wandler (78) mit zwei Drucksonden (80 82) umfaßt, von denen die eine in die heterogene Flüssigkeit (16) eintaucht und die andere in di< Trennkammer (18) oberhalb des Siebes verläuft

19. Vorrichtung nach Anspruch 17, dadurch ge kennzeichnet, daß die Trennpumpe (58) auslaß seitig mit einem Sammelbehälter (62) für die be netzende Flüssigkeit verbunden ist und daß voi dem Sammelbehälter wahlweise über ein Um steuerventil (98, 98') benetzende Flüssigkeit mit tels der Trennpumpe dem Sieb (22) jeder Trenn

kammer (18) zur anfänglichen Benetzung bei Betriebsbeginn zuführbar ist.

20. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 17 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß die Trennpumpe (58), das Druckregelsyitem (Wandler 78, Regler 86, Stellventil 84), das Umsteuerventil (98, 98') sowie der Sammelbehälter (62) für die benetzende Flüssigkeit u.id gegebenenfalls die dem /Uislaßdurchtritt (42) des Abscheidebehälters (26) zugeordnete Pumpe (43) auf einem Wasserfahrzeug angeordnet sind, mit welchem der Abscheidebehälter (26) und/oder dessen Schwimmkörper (28) verbunden sind.

21. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3 oder 7 bis 20, dadurch gekennzeichnet, daß das Sieb (122) die äußere Fläche einer eine Trennkammer (118) darstellenden, beiderseits stirnseitig abgeschlossenen hohlen Trommel bildet, welcher gegenüber einer parallel zur Oberfläche der heterogenen Flüssigkeit verlaufenden, ao mehrfach durchbrochenen Antriebswelle (152) zentriert ist und stets mit einem Teil ihres Umfangs in die Flüssigkeit eintaucht, und daß die gleichzeitig als Absaugleitung ausgebildete Antriebswelle über eine Drehrichtung (165) mit der Trennpumpe (158) verbunden ist.

22. Vorrichtung nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daß die Trommel als Sterrflügelrad abgewandelt ist, welches mit einem Teil seiner hohlen Flügel (134) in die Flüssigkeit eintaucht.

23. Vorrichtung nach Anspruch 21 oder 22, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehzahl der Antriebswelle (152) etwa 3 Umdrehungen/min beträgt.

24. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 21 bis 23, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Trommeln bzw. Sternflügelräder achsparalkl nebeneinander als Gruppe angeordnet und über ihre Drehdichtungen (165) an die gemeinsame Sammelleitung (154) angeschlossen sind.

25. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3 bzw. 7 bis 20, dadurch gekennzeichnet, daß das Sieb (222) zumindest einen wesentlichen Teil der Mantelfläche eines eine Trennicammer (218) darstellenden hohlen Konus bildet, der mit seinem Scheitel nach unten in die heterogene Flüssigkeit eintaucht, daß im Abstand unterhalb des Konus mit diesem koaxial eine konusschlüsselartige konkave Leitfläche (219) gehalten ist, welche sich mit ihrem Umfangsrad (206) unterhalb der Oberfläche der Flüssigkeit befindet und an ihrem unteren Scheitel einen Auslaßdurchtritt (242) nebst nachgeordneter Pumpe (243) aufweist, und daß von dem Innenraum des hohlen Konus eine Absaugleitung (252) für die benetzende Flüssigkeit nach oben verläuft.

26. Vorrichtung nach Anspruch 25. dadurch gekennzeichnet, daß im Bereich des Umfangsrades (206) der Leitfläche (219) ein torusfüimiger Schwimmkörper (212) angebracht ist.

27. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3 bzw. 7 bis 20, dadurch gekennzeichnet, daß das Sieb (322) die innere und äußere Fläche eines eine Trennkammer (318) darstellenden, oben und unten stirnseitig abgeschlossenen hohlen Profils bildet, welches senkrecht zur Oberfläche der heterogenen Flüssigkeit in diese eintaucht.

28. Vorrichtung nach Anspruch 27, dadurch gekennzeichnet, daß das hohle Profil mit seiner inneren und äußeren Fläche etwa U-förmig abgewinkelt ist.

29. Vorrichtung nach Anspruch 27 oder 28, dadurch gekennzeichnet, daß an dem hohlen Profil Schwimmkörper (348) zur Begrenzung der Eintauchtiefe vorgesehen sind.

30. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 27 bis 29, dadurch gekennzeichnet, daß an der unteren Stirnfläche des hohlen Profils ein einen Bestandteil des Druckregelsystems bildender Wandler (378) vorgesehen ist.