DE2221248A1

DE2221248A1 - Verfahren zur trennung von fluessigen oder fluessigen und gasfoermigen medien und trennanordnung zur durchfuehrung des verfahrens

Info

Publication number: DE2221248A1
Application number: DE19722221248
Authority: DE
Inventors: Arthur Lyman Markel
Original assignee: Reynolds Submarine Services Corp
Current assignee: Reynolds Submarine Services Corp
Priority date: 1972-04-28
Filing date: 1972-04-29
Publication date: 1973-11-15
Also published as: CH536126A

Description

Verfahren zur Trennung von flüssigen oder flüssigen und gasförmigen Medien und Trennanordnung zur Durchführung des Verfahrens Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Trennung von flüssigen oder flüssigen und gasförmigen Medien die voneinander unterschiedliche Dichten aufweisen.sowie eine Trennanordnung zur Durchführung des Verfahrens.
Aus der US-Patentschrift Nr. 3.595.392 (Reynolds Submarine Services Corp.) ist bereits ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Trennung von flüssigen oder gasförmigen Medien bekannt, um ein Medium, wie zum Beispiel Oel, aus einer Leitung abzusaugen, nachdem es von einem anderen Medium, nämlich Wasser unter Ausnützung der voneinander unterschiedlichen Dichten abgetrennt wurde, nachdem die beiden Flüssigkeiten eine geeignete Trennvorrichtung wie zum Beispiel eine Axialpumpe passiert haben. Die letztere trennt die beiden Flüssigkeiten in zwei zueinander konzentrische Strömungen.
Wie aus dieser US-Patentaschrift ersichtlich, wird ein geeignetes Absaugrohr wie zum Beispiel ein Pitotrohr, zum Abziehen des Oeles vom Wasser verwendet.
Eine Schwierigkeit besteht darin, das Oel vom Wasser derart abzutrennen, dass keine Mischung der Medien im Absaugrohr stattfindet. Ein Weg zur Erreichung dieses Zieles ist, dass man ein Pitotrohr mit einer Vielzahl von konzentrisch angeordneten Rohren mit Reguliermitteln zur Steuerung der durch sie strömenden Menge vorsieht, wodurch der wirksame Durchmesser des Absaugrohres verändert werden kann.
Trotz den Vorteil, dass man den wirksamen Durchmesser des Pitotrohres stufenweise vergrössern oder verkleinern kann, ist es ein Bedürfnis, eine feinere Anpassung des Strömungsquerschnittes des zu entfernenden Mediums relativ zum Innendurchmesser des Absaugrohres zu erzielen.
Das erfindungsgemässe Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, dass man a) die voneinander zu trennenden Medien in mindestens annähernd zueinander konzentrische Mediumströme trennt, b) den Strömungsdurchmesser von mindestens einem der Medien verändert, c) und ein Absaugrohr im Strömungsweg desjenigen#Mediums, dessen Strömungsdurchmesser verändert wurde, anordnet, wobei der letztere mindestens annähernd dem Innendurchmesser des Absaugrohres entspricht, so dass minde#tens annähernd die gesamte Menge desjenigen Mediums, de-ssen Strömungsdurchmesser verändert wurde, aus den#konzentrischen Strömungswegen entfernt werden kann.
Es ist vorteilhaft, wenn man die Veränderung des Strömungsdurchmessers von mindestens einem der Medien dadurch erzielt, dass man einen Dorn mit zugespitztem oder kegelförmigem Ende in die abzusaugende Mediumströmung einführt und dadurch den Strömungsdurchmesser der letzteren nach der Stelle, wo die verschiedenen Medien in zueinander konzentrische Strömungen aufgeteilt werden, vergrössert.
Es kann auch zweckmässig sein, dass man die Veränderung des Strömungsdurchmessers von mindestens einem der Medien dadurch erzielt, dass man ein zusätzliches Medium in die Zufuhrleitung derjenigen Vorrichtung einführt, die die voneinander zu trennenden Medien in mindestens annähernd zueinander konzentrische Mediumsströme aufteilt, wobei die Dichte des zusätzlichen Mediums verschieden von derjenigen des abzutrennenden Mediums ist, wobei es vorteilhaft ist, wenn man als zusätzliches Medium Luft verwendet.
Für gewisse Fälle ist es auch vorteilhaft, wenn man die Veränderung des Strömungsdurchmessers von mindestens einem der Medien dadurch erzielt, dass man den Strömungen querschnitt nach der Vorrichtung die die voneinander zu trennenden Medien in mindestens annähernd zueinander konzentrische Mediumstrdme aufteilt, durch Anordnung eines Hindernisses im Strömungsweg, einsehnürt, wobei es zweckmässig ist, wenn man mittels einem venturiförmigen Hindernis eine Venturiströmung verursacht.
Gegenstand der Erfindung ist ferner eine Trennanordnung zur Durchführung des erfindungsgemässen Verfahrens, welche dadurch gekennzeichnet ist, dass sie eine mit einer Flüssigkeitszuführleitung versehene Mediumstrennvorriohtung zur Trennung der eine unterschiedliche Dichte aufweisenden Medien in zueinander konzentrische Mediumsströme, Mittel zur Veränderung des Strömungsdurchmessers des abzutrennenden Mediums und ein Absaugrohr in der Auslassleitung der Mediuistrennvorrichtung aufweist, wobei das letztere sich in den Strömungsweg desjenigen Mediums, dessen Strdmungsdurchmesser veränderbar ist, erstreckt.
Dabei ist es vorteilhaft, wenn zur Ermöglichung der visuellen Beobachtung der Eintrittsöfftung des Absaugrohres die mit der AustrtttstS#fnung der Mediumstrennvorrichtung versehene Abführleitung mindestens im Bereioh der Eintrittsöffnung des Absaugrohres mindestens einen durchscheinenden oder durchsichtigen Wandungsbereich aufweist.
Es ist zweckmässig, wenn die Mittel zur Veränderung des Strömungsdurchiessers des abzutrennenden Mediums aus einem in das letztere sich erstreckenden Dorn mit einem zugespitzten oder kegelförmigen Ende bestehen.
Es kann auch vorteilhaft sein, wenn zur Veränderung des Strömungsdurchmessers des abzutrennenden Mediums eine Zuleitung zur regulierbaren Zuführung eines eine unterschiedliche Dichte gegenüber dem abzutrennenden Medium aufweisenden Mediums,vorzugsweise Luft, in die Flüssigkeitszuführleitung vorgesehen ist.
Für verschiedene Fälle kann es auch zweckmässig sein, wenn zur Veränderung des Strömungsdurchmessers des abzutrennenden Mediums in der Auslassleitung die letztere auf ihrer Innenseite venturiförmig ausgebildet ist.
Nachstehend wird die Erfindung anhand der Zeichnung beispielsweise erläutert. Es zeigen Figur 1 eine Seitenansicht einer Trennanordnung zur Durchführung des erfindungsgemässen Verfahrens; Figur 2 in vergrössertem Massstab ein Ausschnitt aus Figur 1; Figur 3 eine teilweise im Schnitt dargestellte zweite beispielsweise Ausführungsform einer Trennanordnung zur Durchführung des erfindungsgemässen Verfahrens, und.
Figur 4 eine teilweise im Schnitt dargestellte dritte beispielsweise Ausführungsform einer Trennanordnung zur Durchführung des erfindungsgemässen Verfahrens.
Die in Figur l dargestellte Flüssigkeitstrennanordnung 10 weist einen Einlass 12 zur Aufnahme von Flüssigkeiten unterschiedlicher Dichte wie zum Beispiel Oel und Wasser, auf.
Diese Flüssigkeiten werden einer Flüssigkeitstrennvorrichtung 14 zugeführt, die zum Beispiel als Axialpumpe ausgebildet sein kann wie sie beispielsweise in der US-Patentschrift 3.595.394 beschrieben ist. Die Auslassströmung einer solchen Axialpumpe besteht aus einer Mehrzahl von im wesentlichen konzentrisch verlaufenden Strömungen, wobei eine Flüssigkeit mit einer geringeren Dichte sich innerhalb von Flüssigkeiten mit grösserer Dichte befindet. In einem spezifischen Beispiel werden Oel und Wasser in einem Auslassabschnitt 16 voneinander getrennt, wobei in letzterem ein Absaugrohr wie zum Beispiel ein Pitotsches Rohr 18, welches einen konstanten Durchmesser aufweist, angeordnet und in axialer Richtung innerhalb diesem verschiebbar ist.
Dem Pitotschen Rohr 18 ist ein Dorn 20 zugeordnet, welcher sich durch dieses hindurch erstreckt und einen spitz zulaufenden, praktisch konisch zulaufenden Endteil 22 aufweist. Wie in Figur 2 angedeutet, ist der Dorn 20 innerhalb dem Rohr 18 in axialer Richtung hin und her verschiebbar, um die gewünschte Lage innerhalb dem Auslassabschnitt 16 einstellen zu können. Da die Wandung des Auslassabsehnittes 16 mindestens einen Teil aufweist, welcher durchscheinend oder durchsichtig ist, ist es möglich, jede gewUnschte Einstellung des Domes 20 genau einzustellen. Die Flüssigkeiten wie zum Beispiel Oel 24 und Wasser 26 sind in einer solchen Anordnung bezüglich ihren Strömungsdurchmessern gut zu unterscheiden, da das Oel gewöhnlich viel dunkler als Wasser ist. Auf diese Weise ist es relativ einfach festzustellen, wann der Strömungsquerschnitt#des Oeles 24 durch das spitz zulaufende, praktisch konische Ende 22 des Dornes 20 so weit aufgeteilt ist, dass der Strömungsdurchmesser dem Innendurchmesser des Absaugrohres 18 entspricht. Derart besteht die in das Absaugrohr 18 einströmende Flüssigkeit praktisch nur aus derjenigen, die man einsammeln möchte, nämlich aus Oel.
In Figur 3 ist eine andere beispielsweise Ausführungsform einer Anordnung 40 zur Durchführung des erfindungsgemässen Verfahrens dargestellt. Wie beim vorangehend beschriebenen Ausführungsbeispiel ist ein Einlass 42 und eine Fltlssigkeitstrennvorrlchtung, wie zum Beispiel eine Axialpumpe 44, vorgesehen. Der Auslassabsohnitt 46 der an die Axialpumpe 44 anschliesst besteht mindestens zum Teil aus mindestens durch scheinendem Material, so dass die Lage des Absaugrohres 48 genau festgestellt werden kann.
Bei diesem Ausführungsbeispiel wird vorzugsweise ein anderes Medium, zweckmässigerweise in den Einlass 42 der Flüssigkeitstrennvorrichtung 44, eingerührt. Im Auslassabschnitt 46 treten somit mehrere annähernd konzentrische Strömungen auf, die aus Luft 52, Oel 54 und Wasser 56 bestehen. Bei diesem Ausführungsbeispiel wird unter Beobachtung der gegen das Absaugrohr 48 zu sich bewegenden Strömungen die durch das Regulierventil 50 eintretende Luftmenge derart bemessen, dass der Durchmesser der Oelströmung 54 praktisch dem Innendurchmesser des Absaugrohres 48 entspricht. Auf diese Weise wird nur die gewünschte Flüssigkeit, nämlich Oel, gemischt mit Luft durch das Absaugrohr 48 abgesogen.
In Figur 4 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel zur Durchführung des erfindungsgemässen Verfahrens dargestellt, wobei Mittel vorgesehen sind, um die Fltissigkeitsströmungen nach der Flüssigkeitstrennvorrichtung einzuschnüren. Bei diesem Ausführungsbeispiel weist die Flüssigkeitstrennanordnung 60 einen Einlass 62, eine Flüssigkeitstrennvorrichtung wie zum Beispiel eine Axialpumpe 64, einen Auslassabschnitt 66 und ein Absaugrohr 68 auf.
Bei diesem Ausführungsbeispiel bilden die Ansätze 70 eine Venturiströmung in den aus der Flüssigkeitstrennvorrichtung 64 austretenden Oel- und Wasserströmungen 74 bzw. 76. Auf diese Weise wird eine Einschnürung in der Oelströmung 74 an der Stelle 78 bewirkt, wobei das Absaugrohr 68 derart in axialer Richtung im Auslassabschnitt 66 angeordnet wird, dass der Innendurchmesser des Absaugrohres 68 dem Durchmesser der eingeschnürten Stelle der Oelströmung 74 entspricht. Derart wird nur Oel durch das Absaugrohr 68 abgesogen.
Bei den vorangehend beschriebenen Ausführungsbeispielen werden Axialpumpen als Flüssigkeitstrennvorrichtungen verwendet. Selbstverständlich können auch Zyklonabschneider oder andere Vorrichtungen zur Trennung der Flüssigkeiten in mehrere einzelne, praktisch konzentrische Flüssigkeitsströmungen verwendet werden.

Claims

PATENTANSPRUECHE

1. Verfahren zur Trennung von flüssigen oder flüssigen und gasförmigen Medien, die voneinander unterschiedliche Dichten aufweisen, dadurch gekennzeichnet, dass man a) die voneinander zu trennenden Medien in mindestens annähernd zueinander konzentrische Mediumströme trennt, b) den Strömungsdurchmesser von mindestens einem der Medien verändert, c) und ein Absaugrohr im Strömungsweg desjenigen Mediums, dessen Strömungsdurchmesser verändert wurde, anordnet, wobei der letztere mindestens annähernd dem Innendurchmesser des Absaugrohres entspricht, so dass mindestens annähernd die gesamte Menge desjenigen Mediums, dessen Strömungsdurchmesser verändert wurde, aus den konzentrischen Strömungswegen entfernt werden kann.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass man die abzutrennende Mediums strömung durch einen Teil einer nach der Stelle der Trennung der Medien in zueinander konzentrische Mediumsströme sich befindenden Leitung beobachtet, wobei dieser Teil der Leitung durchscheinend oder durchsichtig ist.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass man die Veränderung des Strömungsdurchmessers von mindestens einem der Medien dadurch erzielt, dass man einen Dorn mit zugespitztem oder kegelförmigem Ende in die abzusaugende Mediumsströmung einführt, und dadurch den Strömungsdurchmesser der letzteren nach der Stelle, wo die verschiedenen Medien in zueinander konzentrische Strömungen aufgeteilt werden, vergrössert.

4. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch- gekennzeichnet, dass man die Veränderung des Strömungsdurchmessers von mindestens einem der Medien dadurch erzielt, dass man ein zusätzliches Medium in die Zufuhrleitung derjenigen Vorrichtung einführt, die die voneinander zu trennenden Medien in mindestens annähernd zueinander konzentrische Mediumsströme aufteilt, wobei die Dichte des zusätzlichen Mediums verschieden von derjenigen des abzutrennenden Mediums ist.

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass man als zusätzliches Medium Luft verwendet.

6. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass man die Veränderung des Strömungsdurchmessers von mindestens einem der Medien dadurch erzielt, dass man den Strömungsquerschnitt nach der Vorrichtung die die voneinander zu trennenden Medien in mindestens annähernd zueinander konzentrische Mediumsströme aufteilt, durch Anordnung eines Hindernisses im Strömungsweg, einschnürt.

7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass man mittels einem venturiförmigen Hindernis eine Venturiströmung verursacht.

8. Trennanordnung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sie eine mit einer Flüssigkeitszuführleitung (12) versehene Mediumstrennvorrichtung (14) zur Trennung der eine unterschiedliche Dichte aufweisenden Medien in zueinander konzentrische Mediumsströme (24,26), Mittel (22) zur Veränderung des Strömungsdurchmessers des abzutrennenden Mediums (24) in der Auslassleitung (16) der Mediumstrennvorrichtung (14) und ein Absaugrohr (18) aufweist, wobei das letztere sich in den Strömungsweg desjenigen Mediums, dessen Strömungsdurchmesser veränderbar ist, erstreckt.

9. Anordnung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die mit der Austrittsöffnung der Mediumstrennvorrichtung (14) versehene Abführleitung (16) mindestens im Bereich der Eintrittsöffnung des Absaugrohres (18) mindestens einen durchscheinenden oder durchsichtigen Wandungsbereich aufweist.

10. Anordnung nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel zur Veränderung des Strömungsdurchmessers des abzutrennenden Mediums aus einem in das letztere sich erstreckenden Dorn (20) mit einem zugespitzten oder kegelförmigen Ende (22) bestehen.

11. Anordnung nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass zur Veränderung des Strömungsdurchmessers des abzutrennenden Mediums eine Zuleitung (50) zur regulierbaren Zuführung eines eine unterschiedliche Dichte gegenüber dem abzutrennenden Medium (54) aufweisenden Mediums (52) vorzugsweise Luft, in die Flüssigkeitszuführleitung (42) vorgesehen ist.

12. Anordnung nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass zur Veränderung des Strömüngsdurchmessers des abzutrennenden Mediums in der Auslassleitung die letztere auf ihrer Innenseite venturiförmig ausgebildet ist.

L e e r s e i t e