DE2221248A1 - Separating fluids of different densities - esp oil and water - Google Patents
Separating fluids of different densities - esp oil and waterInfo
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Abstract
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.Process for the separation of liquid or liquid and gaseous Media and separation arrangement for carrying out the method The invention relates to a process for the separation of liquid or liquid and gaseous media the different densities from each other, as well as a separating arrangement for implementation of the procedure.
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.From U.S. Patent No. 3,595,392 (Reynolds Submarine Services Corp.) is already a method and device for separating liquids or gaseous media known to a medium, such as oil, from a management sucking off after it is made use of by another medium, namely water of different densities was separated after the two liquids have passed a suitable separating device such as an axial pump. The latter separates the two liquids into two concentric flows.
Wie aus dieser US-Patentaschrift ersichtlich, wird ein geeignetes Absaugrohr wie zum Beispiel ein Pitotrohr, zum Abziehen des Oeles vom Wasser verwendet.As can be seen from this US patent specification, a suitable Suction tube, such as a pitot tube, used to draw the oil from the water.
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.One difficulty is to separate the oil from the water in such a way that that there is no mixing of the media in the suction tube. One way to achieve it This goal is that you get a pitot tube with a multitude of concentrically arranged Provides pipes with regulating means to control the amount flowing through them, whereby the effective diameter of the suction tube can be changed.
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.Despite the advantage of being able to use the effective diameter of the pitot tube can gradually enlarge or shrink, there is a need for a finer one Adaptation of the flow cross-section of the medium to be removed relative to the inner diameter to achieve the suction tube.
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.The inventive method is characterized in that one a) the media to be separated from each other in at least approximately to each other separates concentric medium flows, b) the flow diameter of at least one of the media changed, c) and a suction tube in the flow path of that # medium, whose flow diameter has been changed, arranges, the latter at least corresponds approximately to the inside diameter of the suction tube, so that at least approximately the total amount of the medium whose flow diameter has been changed, can be removed from the # concentric flow paths.
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.It is beneficial when considering the change in flow diameter achieved by at least one of the media by having a mandrel with a pointed or conical end into the medium flow to be sucked off and thereby the flow diameter of the latter according to the point where the various media are divided into concentric currents.
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.It can also be useful to change the flow diameter of at least one of the media obtained by adding an additional medium introduces into the supply line of the device that is to be separated from each other Divides media into at least approximately mutually concentric medium flows, the density of the additional medium being different from that of the one to be separated Medium, whereby it is advantageous if one as an additional Medium air used.
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.In certain cases it is also beneficial if you can make the change the flow diameter of at least one of the media is achieved in that one cross-section of the flows after the device that is to be separated from each other Divides media into at least approximately one another concentric medium flows through Placement of an obstacle in the flow path, visible, whereby it is expedient if you cause a venturi flow by means of a venturi-shaped obstacle.
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.The invention also relates to a partition arrangement for implementation of the inventive method, which is characterized in that it is a Medium separation device provided with a liquid supply line for separation the different density media in concentric to each other Medium flows, means for changing the flow diameter of the to be separated Medium and a suction pipe in the outlet line of the media separation device, the latter being in the flow path of the medium whose flow diameter is changeable, extends.
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.It is advantageous if to enable visual observation the inlet opening of the suction pipe that with the outlet opening of the medium separation device provided Drainage line at least in the area of the inlet opening of the suction pipe has at least one translucent or transparent wall area having.
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.It is useful if the means for changing the flow passage of the medium to be separated from a mandrel extending into the latter consist of a pointed or conical end.
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.It can also be advantageous if to change the flow diameter of the medium to be separated a supply line for the adjustable supply of a one different density compared to the medium to be separated, preferably Air is provided in the liquid supply line.
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.In different cases it can also be useful if to change the flow diameter of the medium to be separated in the outlet line, the latter is formed venturi-shaped on its inside.
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.The invention is explained below with reference to the drawing, for example explained. FIG. 1 shows a side view of a separating arrangement for implementation of the method according to the invention; FIG. 2 shows a section on an enlarged scale from Figure 1; FIG. 3 shows a second, partially shown in section for example embodiment of a separating arrangement for carrying out the inventive Procedure, and.
Figur 4 eine teilweise im Schnitt dargestellte dritte beispielsweise Ausführungsform einer Trennanordnung zur Durchführung des erfindungsgemässen Verfahrens.FIG. 4 shows a third example, shown partially in section Embodiment of a separating arrangement for carrying out the method according to the invention.
Die in Figur l dargestellte Flüssigkeitstrennanordnung 10 weist einen Einlass 12 zur Aufnahme von Flüssigkeiten unterschiedlicher Dichte wie zum Beispiel Oel und Wasser, auf.The liquid separation arrangement 10 shown in Figure l has a Inlet 12 for receiving liquids of different densities such as Oil and water.
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.These liquids are fed to a liquid separation device 14, which can be designed, for example, as an axial pump as it is, for example, in U.S. Patent 3,595,394. The outlet flow of such a Axial pump consists of a plurality of essentially concentric Currents, where a liquid with a lower density is within Liquids with greater density is located. In a specific example will be Oil and water are separated from one another in an outlet section 16, in the latter a suction tube such as a Pitot tube 18, which has a constant Has diameter, arranged and displaceable in the axial direction within this is.
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.The Pitot tube 18 is assigned a mandrel 20, which themselves extends through this and a tapered, practically tapered Has end part 22. As indicated in Figure 2, the mandrel 20 is within the tube 18 displaceable back and forth in the axial direction to the desired position within the outlet section 16 to be able to adjust. Since the wall of the outlet section 16 has at least one part which is translucent or transparent, it is possible to set any desired setting of the dome 20 precisely. the Liquids such as oil 24 and water 26 are in such an arrangement easy to distinguish with regard to their flow diameters, since the oil usually is much darker than water. In this way it is relatively easy to determine when the flow cross-section # of the oil 24 through the tapering, practical conical end 22 of the mandrel 20 is divided so far that the flow diameter corresponds to the inner diameter of the suction pipe 18. Such exists in the suction tube 18 inflowing liquid practically only from that which one would like to collect, namely from oil.
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.FIG. 3 shows another exemplary embodiment of an arrangement 40 for carrying out the method according to the invention. As with the previous one described embodiment is an inlet 42 and a liquid separation device, such as an axial pump 44 is provided. The outlet section 46 of the the axial pump 44 adjoins consists at least in part of at least through shining Material so that the position of the suction tube 48 can be precisely determined.
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 this embodiment, a different medium is preferably used, Expediently stirred into the inlet 42 of the liquid separating device 44. Several approximately concentric flows thus occur in the outlet section 46, which consist of air 52, oil 54 and water 56. In this embodiment, while observing the currents moving against the suction pipe 48 dimensioned the amount of air entering through the regulating valve 50 such that the diameter the oil flow 54 practically corresponds to the inside diameter of the suction pipe 48. In this way only the desired liquid, namely oil, is mixed with air sucked through the suction tube 48.
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.In Figure 4 is a further embodiment for performing the inventive method shown, wherein means are provided to the Constrict liquid flows after the liquid separation device. at In this embodiment, the liquid separation assembly 60 has an inlet 62, a liquid separation device such as an axial pump 64, a Outlet section 66 and a suction pipe 68.
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.In this exemplary embodiment, the lugs 70 form a venturi flow in the from the liquid separation device 64 escaping oil and water flows 74 and 76, respectively. This creates a constriction in the oil flow 74 causes at the point 78, the suction pipe 68 in such a way in the axial direction is arranged in the outlet section 66 that the inner diameter of the suction tube 68 corresponds to the diameter of the constricted point of the oil flow 74. Like that only oil is drawn off through the suction pipe 68.
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.In the exemplary embodiments described above, axial pumps used as liquid separators. Cyclone separators can of course also be used or other devices for separating the liquids into several individual, practical concentric liquid flows can be used.
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