DE2316021C3 - Schwimmende Vorrichtung an einer Trennanlage für dichtedifferenzierte Flüssigkeitsgemische - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine schwimmende Vorrichtung zum Abziehen einer auf Wasser befindlichen Schicht flüssiger Kohlenwasserstoffe in Form eines in einen Trichter hineinragenden umgedrehten Kegels als Schwimmkörper, mit einem Ablaufrohr. welches sich unterschiedlichen Spicgcihwhcn i'er Flüssigkeit anpaßt.

Eine bekannte Vorrichtung zum Abziehen von Leichtstoffen (DT-Gbm 1998 413) umfaßt einen schwimmenden Ablauf für die Leichtstoffe, dessen Schwimmeigenschaftcn so festgelegt sind, daß der überlauf, den er bildet, stets unter dem im Behälter Vom Gemisch erreichten Niveau liegt. Dadurch kann der Ablauf der Leichtflüssigkeit in Anpassung an etwaige Nivcauschwankungcn variabel gestaltet »erden.

Ferner ist ein Schwimmertrichter mit automatischer Nivcauanglcichung für Kohlenwasserstoffe bc kannt (GB-PS fill7Ί907). Der Schwimmer bildet einen umgedrehten Kegel, der in einer festen Stellung in axialer Richtung in das Innere eines Trichlcrs eingreift, dessen Boden mit einem sich unterschiedlichen Spiegelhöhen der Flüssigkeit anpassenden Rohr verbunden ist. Dabei liegt der äußere Rand des Trichters, der die Schwelle des Ablaufs bildet, unterhalb der Oberfläche der Flüssigkeit.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, durch eine räumlich geschickte Konstruktion die Schwimmfähigkeit und Beweglichkeit der bekannten Vorrichtungen zu verbessern.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe an einer Vorrichtung der eingangs erwähnten Art dadurch gelöst, daß der Trichter mit einem Zylindermantel und einem Boden einen flüssigkeitsdichten Hohlraum und so einen zweiten Schwimmkörper bildet, welcher mi' Verbindungsstreben mit dem .Schwimmkegel distanzhaltend verbunden ist.

Bezüglich weiterer, keine selbständige Erfindungseigenschaft aufweisender Einzelmerkmale wird auf die Unteransprüche 2 bis 4 verwiesen.

Die Erfindung wird an Fland der Zeichnung erläutert. Es zeigt

Fig. 1 eine schematische Darstellung der schwimmenden Vorrichtung,

Fig. 2 eine Graphik der Gleichgewichtsbedingungen an der schwimmenden Vorrichtung.

Gemäß Fig. 1 ist ein in einem nicht dargestellten Abschnitt teleskopartig verlängerbares Ablaufrohr 10 gezeigt, welches an seinem oberen Ende einen Schwimmkörper 12« trägt, der das Einsammeln der das Wasser verschmutzenden Kohlenwasserstoffe gestattet. Das Abiaulrohr 10 leitet die nickgewonneiien Kohlenwasserstoffe in einen (nicht gezeigten) -,tatischen Abscheider.

Der Schwimmkörper 12« umfaßt einen Trichter 9, im wesentlichen in der Form eines umgedrehten Kegelslumpfes, tier mit einem Boden 13 und einem Zviindermantel 14 einen flüssigkeitsdichten Hohlraum 12 bildet, der mit seinem Volumen zur Schwimmfähigkeit der Gesamtheit beitrügt. Der Trichter 9 ist" durch einen Schwimmkegel 15 überdeckt, welcher mit ihm durch Verbindungsslreben 16 verbunden ist. In seinem Oberteil isi der Schvvimmkeizel 15 mit einer senkrechten Gewindeachse 17 versehen, die zwischen der Scheibe 18 zur Möhenregulienmg und der Gegenmutter 19 drei radiale Arme 20 trägt, von denen jeder mil einem Schwimmer 21 fest verbunden ist.

Die Grenzbedingungen für das Gleichgewicht des Systems mit drei Schwimmern sind in F i g. 2 dargestellt. P bezeichnet das Gewicht der beweglichen Anordnung, d die Dichte des Gemisches in der Umgehung des Schwimmkörpers Ha, S den Einlauchquerschnitt der seitlichen Schwimmer 21. ν den Querschnitt des Sehwimmkegels 15 auf Höhe des Überlaufs des Trichters 9. Kl, Vl, V3, V4 die schraffierten Volumina, Ii 1 die Eintauchtiefe der Schwimmer, wenn die Oberfläche der Flüssigkeit auf gleicher Höhe wie der Überlauf des Trichters ist, Ii die Höhe der Flüssigkeit über dem Überlauf, wenn der Trichter voll in das nicht vollkommen gefüllte Ablaufrohr 10 fördert, Ii die Höhe der Flüssigkeit über der.i Überlauf, wenn der Trichter 9 und das Ablaufrohr 10 voll mit Flüssigkeit sind.

Man findet in diesem Fall die folgenden Gleichungen:

-VX ' Vl ' Γ 3 - .SViI · AV Mit A V 0

-= Vl * V 2 ' .SViI t .SVi t- slt

= Vl -ι- V2 -<■ VA ^J ShI ■ Sh' ■ sh'

Diese Bedingungen ergeben:
AV +Vi

S f- s AV -f- V3 VA

h =

/Γ =

.V ' s

mit W - 0

(dxA V) stellt den Überschuß des nach unten wirkenden Gewichts dar, der, wenn der Flüssigkeilsspiegel steigt und der Flüssigkeiisahlauf leer ist, ein Eintauchen desselben gestattet.

AV muß positiv sein; /ι /Γ stellt die gesamte Schwankung der Hinlauchtiefe des Überlaufes bei den Schwankungen in der Regelung der Abführung der rückgewü.inenen Kohlenwasserstoffe. Die Dimensionierungsrechnung für den Flüssigkeitsablauf erfolgt an Hand dieser Gleichungen, ebenso die Verifikation seiner Stabilität.

Diesen Zusammenhängen liegt die Überlegung zugrunde, daß die schwimmende Vorrichtung dann richtig in der Flüssigkeit liegt, wenn ihr Auftrieb in Wasser die Ablaufschvvello geringfügig unterhalb des Wasserniveaus hält; auf diese Weise ist sichergestellt, daß stets die gesamte abzuziehende Kohlenwasserstolfschicht, unabhängig von ihrer Dicke, abgezogen werden kann. Dabei spielt es keine Rolle, wenn noch eine geringe Menge Wasser mit abgeführt wird.

Die Funktionsweise der schwimmende.. Vorrichtung, beschrieben am Beispiel eines Tankschiffes, ist die folgende:

Das Ballast.,blassen bei einem Tankschiff setzt sich in de" Regel aus mehreren Phasen zusammen. Bei Beginn des Vorgangs enthält der Tank nur Wasser, dessen Spiegel an den Rand des Trichters 9 zur Rückgewinnung der Kohlenwasserstoffe heranreicht. Letzterer befindet sich auf Grund seines richtig eingestellten Gewichts in tiefer Stellung; er taucht aus cVm Wasserspiegel auf und kann auf Grund von Anschlagvorrichtungen nicht unter diese Stellung absinken. Der größte Teil des Ballastes des Schiffes, welcher im Verlauf seines Aufenthalts in den Behältern des Schiffes praktisch schon van Kohlenwasserstoffen getrennt wird, wird mit hohem Durchsatz in den Tank gepumpt. Infolgedessen steigt in diesem der Flüssigkeitsspiegel, und der Ablauf, der ja schwimmt, wird sofort nach oben mitgenommen; der Trichter 9 sammelt die an der Oberfläche schwimmenden Kohlenwasserstoffe. Beim Erreichen eines bestimmten Flüssigkeitsniveaus wird die Entleerung des Wassers mit hohem Durchsatz möglich. Je nach

ίο den Durchsatzwerten schwankt der Flüssigkeitsspiegel ein wenig oberhalb des genannten Niveaus. Der Ablauf, bestehend aus dem Ablaufrohr 10 und dem Trichter 9, folgt also dem Flüssigkeitsspiegel, wobei der Überlauf des Trichters 9 dauernd um einen zwischen Ii und W schwankenden Wert gemäß der Durchsatz-Regulierung am Ablauf der Rückgewinnung eingetaucht ist. Das so gesammelte Gemisch wird in den statischen Abscheider mit schwachem Durchsatz geleitet, der die ^x rennung von Wasscr und Kohlenwasserstoffen vollendet.

Wenn der Schiffslank fast leer ist, steigt die Verunreinigung des in den Tank gepumpten Gemisches stark an, jedoch erweist sich das Pumpverhältnis in der Pegel als verringert. Der Wasserablauf kann also geschlossen oder ganz leicht offengelassen werden, was ein Ansteigen des Flüssigkeitsspiegels im Tank mit sich bringt. Die Trennung findet also mit •yher Leistung in dem oberen Halbvolumen des Tanks statt. Das Gemisch an der Oberfläche wird weiter abgeschöpft. Man kann die Abschöpfung mit schwachem Durchsatz nach Auslaufen des Schiffes fortsetzen und je nach den Trennungsschwierigkeitcn des gerade vorliegenden Falls dient der Tank als Puffer.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Schwimmende Vorrichtung zum Abziehen einer auf Wasser befindlichen Schicht flüssiger Kohlenwasserstoffe in Form eines in einen Trichter hineinragenden umgedrehten Kegels als Schwimmkörper, mit einem Ablaufrohr, welches sich unterschiedlichen Spiegelhöhen der Flüssigkeit anpaßt, dadurch gekennzeichnet, daß der Trichter (9) mit einem Zylindermantel

(14) und einem Boden (13) einen flüssigkeitsdichten Hohlraum (12) und so einen zweiten Schwimmkörper (12 a) bildet, welche! mit Verbindungsstreben (16) mit dem Schwimmkegel

(15) distanzhaltend verbunden ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das am zweiten Schwimmkörper abgeschlossene Ablaufrohr (10) teleskopartig verlängerbar ausgebildet ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1. dadurch gekennzeichnet, daß der Schwimmkegel (15) zusätzlich über weitere Schwimmer (21) abgestützt ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3. dadurch gekennzeichnet, daß am Schwimmkegel ('S) Arme (20) zur Aufhängung der Schwimmer (21) vorgesehen sind, die am Schwimmkegel über eine Einstell voi.ichtung (17, 18. 19). die eine Verstellung in Richtung der Rotationsachse des Schwimmkeiiels erlaubt, beiestim sind.