DE2436080A1

DE2436080A1 - Vorrichtung zum abtrennen eines fluids niedriger dichte von einem fluid hoeherer dichte und/oder feststoffteilchen

Info

Publication number: DE2436080A1
Application number: DE2436080A
Authority: DE
Inventors: Shannon Bruce Copeland; Mark Stephen Richards
Original assignee: Racor Industries Inc
Current assignee: Racor Industries Inc
Priority date: 1973-11-19
Filing date: 1974-07-26
Publication date: 1975-05-22
Also published as: GB1469288A; JPS5080568A; DE2436080C3; JPS5222713B2; US3931011A; DE2436080B2; ES432076A1; US3931011B1; CA1032087A; AU6999774A

Description

DIPL.-ING. H. MARSCH 4 Düsseldorf,

DIPL.-ING. K. SPARING i-indemannstrasse si

POSTFACH 140147 PAT E N TANWÄLT E TELEFON (03 11) 67 28 4Θ

Beschreibung zum Patentgesuch

der Firma Racor Industries, Inc., 1215 8th Street, Modesto, Calif. /USA

betreffend:

"Vorrichtung zum Abtrennen eines Fluids niedriger Dichte von einem Fluid höherer Dichte und/oder Feststoffteilchen"

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Abtrennen eines Fluids niedriger Dichte von einem Fluid höherer Dichte und/oder Feststoffteilchen, und insbesondere auf eine in sich geschlossene Vorrichtung, in welcher ein erster Abscheideschritt, ein Koaleszierschritt und eine Filtration im wesentlichen in Serie und in dieser Reihenfolge durchgeführt werden.

In sich geschlossene Vorrichtungen für die Trennung von Feststoffteilchen und Fluiden höherer Dichte, wie Wasser, von Fluiden niedrigerer Dichte, wie öl, Kerosin, Dieselöl, Benzin oder selbst Luft, sind bereits bekannt geworden,bei welchen die Abscheidung, das Koaleszieren und die Filtration stattfinden. In diesen bekannten Vor-

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richtungen werden diese Schritte jedoch mehr oder weniger gleichzeitig durchgeführt und häufig ohne angemessene Vorsorge für einen oder mehrere dieser Schritte. Insbesondere die Erstabscheidung von'Fluiden ist in den bekannten Vorrichtungen vielfach unzureichend.

Unter der Bezeichnung "Erstabseheidewirkung" soll verstanden werden, daß größere Partikel ind Tröpfchen von Fluiden höherer Dichte entfernt werden, die in der Strömung eines Pluidgesmisches mitgeführt werden, und die, wenn sie nicht abgeschieden werden, die Tendenz haben, sich in der erdbeaufschlagten Fläche des Filters infolge ihrer Größe festzusetzen, was das Erfordernis mit sich bringt, das Filter häufig auszutauschen oder zu reinigen. "Koaleszieren" ist die Bildung größerer Tröpfchen aus Fluiden höherer Dichte infolge des Zusammenballens von kleineren Tröpfchen zu größerer. Tropfen. Eine solche Wirkung ist eine Funktion der Oberflächenspannung des Fluids höherer Dichte und wird mancmal auch als "Zusammenballung" bezeichnet. Unter "Filtration" soll schließlich die Endreinigung des Fluids niedriger Dichte verstanden werden, um physikalisch Fluide höherer Dichte und Feststoffteilchen mittels eines Filterelements abzutrennen.

Generell gesprochen, haben bekannte Vorrichtungen der erwähnten Gattung eine hohle Kammer mit einer Sediment Schale am Boden und einem austauschbaren Filterelement oben. Das FMd wird in den Boden der Kammer eingeführt, und man läßt es aufwärts und durch das Filterelement zu einem Ausale an der Oberseite der Kammer strömen.

Die US-Patentschriften 2 543 481 und 2 486 389 zeigen typische solche Vorrichtungen. Beim Betrieb solcher Vorrichtungen erwartet man, daß die Fluide höherer Dichte und die Feststoffe in der Sedimentachale zu Boden sinken, von wo sie aus dem System abgezogen werden können.

In der Praxis jedoch hat die konstante Strömung von Fluid in den Boden einer aolchen Vorrichtung die Tendenz,

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einen erheblichen Anteil der abgesetzten Fluide und Feststoffe in der Sedimentschale wieder mitzureißen/ bevor sie abgezogen werden können, womit sie an die zunächst beaufschlagte Fläche des Filterelements geführt werden, wo sie sich sammeln, mit der Tendenz, das Filter zuzusetzen und eine frühzeitige Erneuerung zu bedingen. Es versteht sich, daß in solchen Vorrichtungen im wesentlichen keine Erstabs cheidewirkung eintritt, falls nicht in Verbindung mit irgendeiner Koaleszierwirkung, die an der Führungsfläche des Filterelements (der erstbeaufschlagten Fläche) oder anderswo in der Vorrichtung stattfindet.

Die US-PS 3 187 89 3 zeigt eine Vorrichtung, bei der Versuch gemacht worden ist, eine Koaleszierwirkung in einem Abschnitt der Vorrichtung vorzunehmen, der physikalisch getrennt ist von dem Filterelement. Es ist jedoch keine Vorsorge getroffen für eine Erstabscheidung vor dem Koaleszierelement, bei dem es sich um ein Grobfilter handelt, das natürlich auch dem Zusätzen unterliegt durch größere Partikel, die von dem einlaufenden Fluid mitgerissen werden.

Die Vorrichtung nach der US-PS 3 428 I8o zeigt eine vollkommen abweichende Vorriehtung,mit der erhebliche Nachteile der bisher bekannten Vorrichtung überwunden wurden. Es hat sich jedoch gezeigt, daß eine weit erheblichere Verbesserung der bekannten Vorrichtungen erzielbar ist durch Vorsehen einer Erstabscheidewirkung und durch physische Trennung von Erstabscheidungskoaleszenz und Filtration voneinander, so daß diese Wirkungen nacheinaner und in dieser Reihenfolge eintreten, und dies ist die Lehre der vorliegenden Erfindung, welche verwirklicht werden kann durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des beigefügten Patentanspruchs 1.

Mit der so gekennzeichneten Vorrichtung ist nicht nur eine wirksame Trennung zwischen Fluiden niederigerer

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Dichte und hoher Dichte und/oder Feststoffen möglich, sondern die Vorrichtung kann auch in sich geschlossen und kompakt aufgebaut werden, so daß sie leicht eingebaut und gewartet werden kann. Die Vorrichtung ist einfach und preisgünstig herzustellen, und es ist nicht erforderlich, eine häufige Wartung-vorzusehen.

Weitere Merkmale und Vorteile des Gegenstandes der Erfindung ergeben sich aus den Patentansprüchen sowie aus der nachfolgenden Erläuterung von bevorzugten Ausführungsbeispielen, die in den beigefügten Zeichnungen dargestellt sind.

Fig. 1 zeigt in Seitenansicht eine Vorrichtung

gemäß der Erfindung,

Fig. 2 ist eine Längsschnittdarstellung der Ausfuhrungsform nach Fig. 1 in vergrößertem Maßstab,

Fig. 3 ist ein Querschnitt nach Linie 3-3 der Fig. 2,

Fig. 4 ist eine Explosionsdarstellung eines Deflektorturbinenelementes aus dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 und 2,

Fig. 5 ist eine vergrößerte Seitenansicht eines Paares von Vorrichtungen nach Fig. 1, die in Tandem montiert sind und in Serie miteinander geschaltet sind,

Fig. 6 ist eine Draufsicht auf die Tandemanordnung nach Fig. 5,

Fig. 7 ist eine Schnittdarstellung einer weiteren Ausführungsform des Gegenstandes

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der Erfindung nach Linie 7-7 der Fig. 8,

Fig. 8 ist ein Querschnitt nach Linie 8-8 der

Fig. 7,

Fig. 9 ist ein Blockdiagramm eines manuell ge

steuerten elektrischen Systems für das Dränieren von Fluiden hoher Dichte und FeststoffteiLen aus einer Vorrichtung gemäß der Erfindung,

Fig. Io ist ein Blockdiagramm ähnlich Fig. 9,

jedoch mit einem automatisch gesteuerten elektrischen System, und

Fig. 11 ist eine Querschnittsdarstellung eines Deckelelementes, das verwendet werden kann in Ausführungsformen der Erfindung nach Fig. 1 und 2, damit diese verwendet werden können mit den elektrischen Systemen nach Fig. 9 und lo.

Fig. 1 zeigt eine Vorrichtung Io gemäß der Erfindung in Seitenansicht. Die Vorrichtung Io umfaßt vier Hauptbauteile, die eine langgestreckte, hohle, an beiden Enden geschlossene Kammer bilden. Ein Topfelement 11 ist an der Unterseite eines Ringkörpers 12 fluiddicht montiert,und an der Oberseite des Ringkörpers 12 ist fluiddicht eine langgestreckte, hohle Filterkammer 13 montiert, deren freies Ende fluiddicht durch ein Kappenelement 14 verschlossen ist.

Das Kappenelement 14 ist lösbar montiert am freien Ende der Filterkammer 13 und gegen Fluide abgedichtet mittels eines T-Handgriffbefotigungselementes 15, dessen Aufbau und Aufgabe nachfolgend noch im einzelnen erläutert werden. Eine oder mehrere Montageklammern 16 können um die Filterkammer

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gelegt sein, damit die Vorrichtung Io im Betrieb gehaltert aufgebaut werden kann.

Wie in Fig. 1 gezeigt/ umfaßt das Topfelement 11 einen konventionellen Absetzbehälter aus transparentem Material, wenn dieser auch aus Metall bestehen könnte. Das Topfelement ist an der Unterseite des Ringkörpers 12 fluiddicht mittels noch zu erläuternder Mittel befestigt, und ein Ablaßventil 17 ist an dem Boden des Topfeleements 11 vorgesehen, damit Sedimente in Form von Fluiden hoher Dichte und Feststoffen aus der Vorrichtung Io abgelassen werden können.

Das Topfelement 11, der Ringkörper 12, die Filterkammer 13, das Kappenelement 14 und alle anderen inneren Teile der Vorrichtung Io bestehen aus korrosionsfesten Materialien, welche den zu trennenden Fluiden widerstehen; diese Materialien sind vorzugsweise nach Gesichtspunkten der Preiswürdigkeit und nach leichtem Gewicht ausgewählt worden. Ein Fluideinlaß 18 und ein Fluidauslaß 19 (nicht in Fig. 1 erkennbar) sind in dem Ringkörper 12 vorgesehen.

Man erkennt in Fig. 2, daß der Fluideinlaß 18 einen Durchlaß im Ringkörper 12 umfaßt, der in einen Rohrabschnitt 2o ausläuft, welcher sich in Richtung des Topfelements 11 koaxial bezüglich der Vorrichtung Io erstreckt. Inähnlicher WEise erkennt man in Fig. 2, daß der Auslaß 19 einen Durchlaß durch den Ringkörper 12 umfaßt, der in einen Rohrfortsatz 21,ausläuft, welcher sich in Richtung des Kappenelements 14 koaxial mit der Vorrichtung Io erstreckt. Obwohl die Innenflächen von Topfelement Io, Ringkörper 11 und Filterkammer 13 Querschnitte von geraden Kreiszylindern definieren, versteht es sich, daß diese Konfiguration kein erfindungswesentliches Merkmal ist, obwohl die ringförmige Konfigration von Topfelement, Rohrfortsatz 2o und Einlaß 18 und anderer Elemente, die diesen zugeordnet sind, sehr wünschenswert ist

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aus Gründen, die nachfolgend noch näher erläutert werden, In ähnlicher Weise ist die koaxiale Anordnung des Einlasses 18 und des Auslasses 19 kein erfindungswesentliches Mermkmal, obwohl es bevorzugt ist, für den Rohrfortsatz 21 des Auslasses 19 der Vorrichtung Io und sehr vorteilhaft ist für den Rohrfortsatz 2o des Einlasses 18 in jeder der beschriebenen Ausführungsformen der Erfindung.

Gemäß der Lehre der Erfindung ist ein Deflektorturbinenelement 24 (siehe vor allem Fig. 4) am freien Ende des Rohrfortsatzes 2o des Einlasses 18 angeordnet. Wie man in Fig. 2 erkennt, erstreckt sich das Deflektorturbinenelement über den gesamten Querchnitt des Topfelements 11 und unterteilt dieses damit in einen oberen und einen unteren Abschnitt, wobei das Deflektorturbinenelement mit Teilen seiner äußeren Peripherie in Kontakt steht mit der Innenoberfläche des Topfelements 11 und mit anderen Abschnitten in sehr geringem Abstand von der Innenoberfläche des Topfelements 11 steht, um eine Kommunikation zwischen dem oberen und dem unteren Abschnitt des Topfelements Il zu ermöglichen.

In dieser Ausführungsform des Gegenstandes der Erfindung ist das Deflektorturbinenelement 24 aus zwei Teilen aufgebaut, wie Fig. 4 entnehmbar, und direkt auf dem Ende des Rohrfortsatzes 2o des Einlasses 18 montiert, wie noch näher zu beschreiben. Es versteht sich jedoch, daß das Deflektorturbinenelement 24 aus einer einzigen Wandung bestehen könnte, die auf dem Topfelement 11 montiert ist nahe dem freien Ende des Rohrfortsatzes 2o des Einlasses 18 unter der Voraussetzung, daß seine obere Oberfläche richtig ausgelegt ist, um die gewünschte Zentrifugenwirkung auszuüben, wie dies noch zu erläutert sein wird.

Bei dieser Ausführungsform des Gegenstandes der Erfindung ist ein Schwimmerventil in der Vorrichtung Io vor-

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gesehen, um zu verhindern, daß Fluide, welche in der Vorrichtung Io infolge der Abseheiddewirkung enthalten sind, aus der Vorrichtung abgesogen werden und in die Quelle für die zu trennenden Fluide zurückgefördert werden, falls das System, in welchem die Vorrichtung Io verwendet wird, einmal aus irgendeinem Grunde stillgelegt wird. Ein solches Schwimmerventil umfaßt eine Hohlkugel 25, vorzugsweise aus Aluminium, und eingesetzt in den rohrförmigen Fortsatz 2o des Einlassesl8. Wie in Fig. 2 gezeigt, ist der Einlaß 18 mit einer Engstelle 26 innerhalb des Rohrfortsatzes 2o\ersehen, und zwar oberhalb der Kugel 25. Eine solche Verengung ist vorzugsweise mit einer federnden Dichtung 27 versehen, die im Zusammenwirken mit der Außenfläche der Kugel 25 eine Fluidabdichtung bewirken kann.

Wenn demgemäß die Strömung vo-n Fluid in den Einlaß 18 unterbrochen wird, schwimm t die Hohlkugel 25 auf in Kontakt mit der federnden Dichtung 27, womit die Engstelle 26 des Einlasses 18 verschlossen wild. Das Gewicht des Fluides in dem oberen Abschnitt der Vorrichtung Io einschließlich der Filterkammer 13 hat die Tendenz, die Kugel 25 in dichten Kontakt mit der Dichtung 27 zu bringen, womit die Rückströmung von Fluid aus dem Einlaß 18 heraus in Richtung der Fluidguelle unterbunden wird.

Ein Trichteräement 3o umschließt den Rohrfortsatz 2o des Einlasses 18 in geringem Abstand, so daß sich ein Ringraum 29 ergibt. Die äußere Peripherie des Trichterelementes ist mit dem Topfelement fluftdicht verbunden, wobei die Spitze des Trichterelements 3o sich in das Topfelement 11 hineinerstreckt. In der in Fig. 2 dargestellten Ausführungsform des Gegenstandes der Erfindung sind sowohl das Topfelement 11 wie auch die äußere Peripherie des Trichterelements 3o an der Unterseite des Ringkörpers 12 mittels eines Flansches 31 befestigt, der so ausgebildet ist,

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daß er an dem Ringkörper 12 mittels einer Mehrzahl von Schrauben 32 befestigt werden kann, durch welche der Flansch 31 in Druckkontakt mit Schultern an dem Topfelement 11 und dem Trichterelement 3o gebracht werden kann, derart, daß diese fluiddicht in Kontakt mit einer Dichtung 33 treten, welche in einer Nut des Ringkörpers 12 aufgenommen ist.

Wie in Fig. 2 gezeigt, umfaßt die Filterkammer 13 einen Hohlzylinder, von dem ein Ende zusammen mit einer Dichtung 34 in einer Nut in der oberen Oberfläche des Ringkörpers 12, gebildet von einem Paar hochstehender Flansche 35 und 35', aufgenommenist. Der Rohrfortsatz 21 des Auslasses 19 erstreckt sich koaxial zur Filterkammer 13, im wesentlichen über deren gesamte Länge, und endet in einer mit Gewinde versehenen Engstelle g6, die ausgebildet ist zur Aufnahme eines Endes eines Gewindebolzens 37, welcher einen Teil des Befestigungselements 15 mit T-förmigem Handgriff bildet.

Der Gewindebolzen 37 erstreckt sich durch eine öffnung im Kappenelement 14, das mit einer entsprechenden Dichtung 38 versehen ist, welche in fluiddichter Weise mit dem Gewindebolzen 37 und dem Kappenelement unter Kompression zusammenwirkt, wenn das Gewinde des Bolzens 37 voll in die mit Gewinde versehene Engstelle 36 eingeschraubt worden ist. Die Dichtung 38 kann beispielsweise aus Nylon bestehen, um das Abnehmen der Kappe 14 durch Drehung des Befestigungselementes zu erleichtern, wobei die Gewinde von Bolzen 37 und Engstelle 36 außer Eingriff gebracht werden. Man erkennt, daß die äußere Peripherie desKappenelements 14 mit einer Nut 39 versehen ist, zur Aufnahme des freien Endes der Filterkammer 13 zusammen mit einer geeigneten Dichtung, um auch hier eine Fluidabdichtung zwischen dem freien Ende der Filterkammer 13 und dem

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Kappenelement 14 zu schaffen.

Ein höhl_Zyii_n(2_ri_Sch_es Filterelement 4o umschließt

den Rohrfortsatz 21 des Auslasses 19 und durchbohrte obere Wandungen 41 und untere Wandungen 42 sind an den gegenüberliegenden Enden des Filterelementes 4o vorgesehen. Die Bohrungen in den Wandungen 41 und 42 sind so bemessen, daß der Rohrfortsatz 21 des Auslasses 19 aufgenommen wird und sind mit entsprechenden Dichtungen versehen, um eine Fluidabdichtungswischen der Außenfläche des Rohrfortsatzes 21 und den Wandungen 41 und 42 erzielen.

Die obere Wandung 41 wird von dem Kappenelement 14 erfaßt, und die untere Wandung 42 wird erfaßt von einer Feder 23, die zwischen der unteren Wandung 42 und dem Ringkörper 12 eingespannt ist. Demgemäß unterstütfct die Feder 43 die Entnahme des Filterelements 4o aus der Filterkammer 13 bei Abnehmen des Kappenelements 14 durch Herausschrauben des Bolzens 37 aus der Gewindeengstelle 36.

Da die Wandungen 41 und 42 aus fluiddichtem Material bestehen, und da die Außenfläche des zylindrischen Filterelementes Io im Abstand liegt von der Innenfläche der Kammer 13 und die Innenfläche des zylindrischen Filterelements 4o im Abstand liegt von der Außenfläche des Fortfortsatzes 21 des Auslasses 19, erkennt man, daß sich ein Paar von im Abstand liegenden Ringvolumina 45 bzw. 46 durch das zylindrische Filterelement 4o gebildet haben, das die einzige Fluidkommunikation zwischen diesen Räumen bildet. Das Filterelement 4o umfaßt vorzugsweise eine perforierte äußere zylindrische Wandung 47 und eine perforierte innere zylindrische Wandung 48, welche ein Ringvolumen 49 zwischen einander definieren, das gefüllt ist mit einem Oberflächentypfiltermaterial für Radialströmung, vorzugsweise aus harzimprägnierter Zellulose.

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Man erkennt demgemäß, daß bei der Strömung von dem äußeren Volumen 45 zum inneren Volumen 46 der Vorrichtung Io das Fluid radial durch die perforierten Wandungen 47 und 48 und durch das Filtermaterial im Volumen 49 zwischen diesenperforierten Wandungen strömen muß.

Ein Paar von miteinander ausgefluchteten Auslaßöffnungen 5o ist am oberen Ende des Rohrfortsatzes 21 des Auslasses 19 vorgeshen. Demgemäß strömt ein Fluid, das durch das Filteaiement 4o und in das Volumen 46 gelangt ist, aus diesem Volumen 46 durch die Auslaßöffnung 59 und den Auslaß 19 heraus.

Man erkennt, daß in der üblichen Anwendung für eine Vorrichtung Io dem Auslaß 19 der Vorrichtung Io eine Pumpe zugeordnet ist, welche das Fluid aus der Vorrichtung Io einer Anwendungsvorrichtung zuführt, etwa beispielsweise einem Dieselmotor. Demgemäß ist der Einlaß 18 der Vorrichtung Io einem entsprechenden Tank eines Fluids angeschlossen, der dann Dieselöl beispielsweise enthält, wobei die Funktion der Vorrichtung Io in diesem Anwendungsfall darin bestet, unerwünschte Fluide hoher Dichte auszutragen, wie Wasser, und alle Feststoffe, die in dem Dieselbrennstoff enthalten sein mögen, bevor das Dieselöl die an den Auslaß 19 angeschlossene Pumpe erreicht. Esist nämlich beinah unmöglich, den Zustand von Dieselbrennstoff von dem Zeitpunkt an zu kontrollieren, zu dem er die Raffinerie verläßt, bis er in den Tank gelangt, von dem er für die Verbrennung in beispielsweise einem Dieselmotor abgezogen wird. Selbst in diesem Tank kann er weiterer Verschmutzungunterworfen werden, infolge Kondensation von Wasser oder Einbringen von Kohlstoff, Rost oder anderen Schmutzstoffen. Darüber hinaus kann man einer Zersetzung des Brennstoffes in dem Tank nicht entgehen. Aus diesem Grunde wird, wenn beispielsweise Dieselöl aus einem Tank abgezogen wird, beinah unver-

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meldlich Wasser, Feststoffe und Luft mit dem Brennstoff mitgerissen, und wenn man das Wasser und die Feststoffe nicht entfernt, können sie die Pumpe und die Maschine beschädigen, welche mit dem Brennstoff gespeist wird. Das Mitreißen von Luft in dem Brennstoff bildet ein besonderes Problem in Verbindungmit der Filterung des Fluids für das Austragen von Wasser und Feststoffen und wird nachstehend noch im einzelnen diskutiert.

Man erkennt, daß die Strömung von Fluiden durch Ausführungsformen der Erfindung, wie die Vorrichtung Io, ein komplexes System von Strömungen verschiedener Geschwindigkeiten umfaßt, die häufig in entgegengesetzte Richtungen innerhalb des Volumens des Fluids fließen, infolge der Tatsache, daß das Volumen der Vorrichtung Io groß ist im Vergleich zu der Querschnittsfläche des Einlasses 18 und des Auslasses 19, und daß es nützlich ist, sich bei der Erläuterung der Wirkungsweise der Vorrichtung Io die Wirbelstromphänomene in Erinnerung zu rufen, die in strömenden Fluiden auftreten. Die Einleitung eines strömenden Fluids in den Einlaß 18 und durch die Engstelle 26 wird die Hohlkugel 25 nach unten in den Rohrabschnitt 2o drücken und gegen das stromaufwärtsgerichtete Ende des Deflektorturbinenelementes 24 nach Fig. 2.

Gemäß Fig. 4 umfaßt das Deflektorturbinenelement der Vorrichtung Io einen Deflektor 55 und eine Abschirmelement 56 aus leichtgewichtigem, preisgünstigen, korrosionsfesten Material, das für die jeweilsin Frage kommenden Fluide undurchlässig ist, beispielsweise aus Kunststoff. Der Defelektor 55 und das Abschirmelement 56 umfassen zueinander passende kegelstumpfförmige Körper 57 und 58. Der Deflektor 55 ist jedoch mit einem ausgekehlten Stumpf 59 versehen, der sich von dessen Spitze her erstreckt, und das Abschirmelement 58 ist mit einem Rohrfortsatz

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versehen, der eine öffnung an seiner Spitze umschließt, derart, daß der ausgekehlte Stumpf 59 im Preßsitz aufgenommen werden kann. Der Rohrfortsatz 60 des Abschirmelements 58 ist seinerseits so bemessen, daß er in das Ende des Rohrfortsatzes 2o des Einlasses 18 im Preßsitz hineinpaßt.

Sowohl der Deflektor 55 als auch das Abschirmelernent 58 sind so bemessen, daß die kegelstumpfförmigen Körper 57 und 58 derselben sich zur äußeren Peripherie hin in einem geringen Abstand von der Innenfläche des Topfelements 11 befinden. Die äußere Peripherie des Körpers 57 des Deflektors 55 ist jedoch mit einer Mehrzahl von Vorsprüngen 61 vershen, die in Kontakt mit der Innenfläche des Topfelements 11 treten. Zusätzlich ist die obere Oberfläche des Körpers 57 des Deflektors 55 mit Verlängerungen der Auskehlungen auf dem Stumpf 59 versehen, die sich schraubenlinienförmig über die obere Seite des Körpers 57 erstrekcen, wobei jede dieser Auskehlungen 62 ausläuft zwischen unterschiedlichen Paaren der Vorsprünge 61 rings um die äußere Peripherie des Körpers 57.

Wie in Fig. 4 erkennbar, sind die Auskehlungen auf dem Stumpf 59 an ihrem oberen Ende ausgeschnitte, um so Durchlässe 6 3 für das Fluid zu bilden, wenn die Hohlkugel 2o auf dem oberen Ende des Stumpfes 59 aufsitzt (siehe Fig. 2).

Demgemäß gelangt in denEinlaß 18 eingespeistes Fluid durch die Engstelle 26, den Rohrfortsatz 2o und um die Hohlkugel 25 herum in die Durchlässe 63, welche das Fluid in die schraubenlinienförmigen Auskehlungen 62 leiten.

λ Wie am besten inFig. 4 erkennbar, nimm^t die Kanlagröße der Auskehlungen 62 zu, wenn diese sich der äußeren Peripherie des Körpers 57 des Deflektors 55 nähern,

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so daß eine Tendenz entsteht, der Strömung des Fluids in den Kanälen durch Venturi-Wirkung eine erhöhte Geschwindigkeit zu verleihen. Infolge der Form der Kanäle wird das Fluid gezwungen, in Ringform zu strömen um die Achse der Vorrichtung Io, so daß sich eine Zentrifugalwirkung im oberen Abschnitt des Topfelements ergibt, begrenzt durch die unteren und oberen Flächen des Trichterelements 3o bzw. des Abschirmelements 58, und diese Zentrifugenwirkung ist am ausgeprägtesten an der Außenperipherie des Deflektors 55.

Das Ergebnis einer solchen Zentrifugenwirkung ist, daß Fluide höherer Dichte und Feststoffe, de von dem Fluid mitgerissen wexäen und in den Einlaß 18 gelangen, die Tendenz haben, an der Innenfläche des Topfelementes 11 konzentriert zu werden innerhalb des Volumens, das begrenzt wird durch das Trichterelement 3o und das Abschirmelernent 56 infolge der Trägheitskräfte. Jedoch wirkt der Kontakt zwischen solchen Fluiden höherer Dichte und Feststoffen mit der Innenfläche des Topfelements 11 und mit den Vorsprüngen 61 an der Außenperipherie des Deflektors 55 der Trägheit solcher Fluide höherer Dente und Partikel entgegen mit der Tendenz, daß diese unter Schwerkraftwirkung zwischen den Vorsprüngen 61 in den unteren Abschnitt des Topfelements 11 heruntersinken.

Die Fluide niedrigerer Dichte haben die Tendenz, durch den Ringraum 29 zwischen der offenen Spitze des Trichterelementes 3o und der Außenfläche des Ringfortsatzes 2o des Einlasses 18 zu strömen und nach oben durch den Ringkörper 12 in die Filterkammer 13. Es versteht sich, daß, wenn einmal die Fluide höherer Dichte und Feststoffe in den unteren Abschnitt des Topfelementes hinter den Deflektor 55 gelangt sind, diese im wesentlichen in diesem unteren Abschnitt des Topfelementes 11 eingefangen bleiben.

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Darüber hinaus ergibt sich eine geringe, wenn überhaupt irgendeine Strömung von Fluiden unterhalb des Deflektors 57. Demgemäß haben die schwereren Fluide und Feststoffe, enthalten im unteren Abschnitt des Topfelementes 11, keine Tendenz mehr, wieder von den Fluiden niedrigerer Dichte mitgerissen zu werden. In ähnlicher Weise wird die Geschwindigkeit der Strömung des Fluids oberhalb des Trichterelementes sehr niedrig sein.

Es versteht sich jedoch, daß sehr feine Tropfen von Fluid hoher Dichte und sehr feine Partikel, die in dem Fluid niedriger Dichte mitgerissen werden, relativ unempfindlich gegenüber der Zentrifugenwirkung sein werden, die im oberen Abschnitt des Topfelementes 11, begrenzt durch das Abschirmelement 56 und das Trichterelement 3o, stattfindet, so daß solche feinen Tropfen von hochdichtem Fluid und feine Partikel die Tendenz haben, in das Volumen getragen zu werden, das von dem Ringkörper 12 und der Filterkammer 13 definiert wird und das begrenzt ist an seinen Enden durch das Trichterelement 3o und die Wandung 42 am Boden des Filterelements 4o. In diesem Bereich jedoch wird die langsame Strömung des Fluids insbesondere gegen die untere Fläche der Wandung 42, jedoch auch gegen die Innenfläche des Ringkörpers 12 und de£4t Aussenfläche des Einlasses 18 und des Auslasses 19 eine Möglichlichkeit für die feinen Tröpfchen hochdichten Materials bilden, miteinander zu koaleszieren. Das Vorhandensein von feinkörnigen Feststoffen begünstigt eine solche Koales zenzwirkung, weil damit Kerne gegeben sind, um die eine solche Koales zierung in ähnlicher Weise erfolgen kann, wie Regentropfen sich um Staubpartikel bilden. In jedem Falle haben große Tropfen hochdichten Fluides, welche gewöhnlich ein oder mehrere Feststoffpartikel enthalten, die Tendenz, sich in dem Fluid zu bilden, insbesonderean den Flächen des Volumens oberhalb des Trichterelementes und unterhalb der Wandung 42. Wenn solche Tröpfchen eine gewisse Größe erreichen, hat ihr Gewicht die Tendenz, sie nach unten zu bewegen entgegen der

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langsamen Fluidströmung in diesem Volumen und damit in das Trichterelement 3o hinein. Wenn diese größeren Tröpfchen sich nach unten bewegen und durch den Ringraum 29 an der Spitze des Trichterelementes 3o entgegen der langsamen Aufwärtsströmung des Fluids, haben sie die Tendenz, feine Tröpfchen zu sammeln, die in dieser .aufwärtsgerichteten Strömung eingefangen sind infolge der Koaleszenz-Wirkung. Die bloße Größe der großen Tropfen, die so gebildet werden, und deren Position macht sie relativ unempfindlich gegen die Zentrifugenwirkung, wenn sie durch das Volumen in den oberen Abschnitt des Topfelements gelangen, definiert durch das Abschirmelement 56 und das Trichterlement 3o. Demgemäß haben solche großen Tropfen die Tendenz, sich längs der obesren Fläche des Abschirmelements 56 zu bewegen und an der äußeren Peripherie des Deflektors 57 vorbei in den unteren Abschnitt des Topfelements 11.

Man erkennt demgemäß, daß der größte Anteil¹von Fluiden höherer Dichte und Partikeln aus der Strömung des Fluides ausgetragen worden ist, bevor sie die äußere Peripherie des Filterelements 4o in der Filterkammer 13 erreicht, so daß nur extrem feine Tröpfchen und extrem feine Feststoffpartikel von dem Filterelement 4o abgeschieden werden müssen. Auf diese WEise wird die Lebensdauer des Filterelementes 4o vergrößert und seine Wirksamkeit sichergestellt.

Nach Durchlaufen durch das Filterelement 4o gelangt das Fluid in das innere Volumen 46, das rings um den Rohrfortsatz 21 des Auslasses 19 von der inneren perforierten Wandung 48 des Filterelementes 4o begrenzt ist. Wie oben bereits erwähnt, erzeugt der unvermeidliche Lufteinschluß des Fluides ein besonderes Problem an dieser Stelle des Filterbetriebes, da jegliche vom Fluid mitgerissene Luft nicht von der Zentrifugenwirkung oder der Koaleszierwirkung ausg*tragan wird, wie auch nicht durch das Filter-

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element 4o, wie oben erläutert. Die Luft gelangt also durch das Filterelement 4o und sogar leichter als das Fluid selbst, das durch das Filter gefördert werden soll, und hat die TEndenz, sich am oberen Ende des Volumens 46 zu sammeln. Demgemäß ist ein wichtiges Merkmal der vorliegenden Erfindung, daß der Rohrfortsatz 21 des Auslasses sich im wesentlichen über die gesamte Länge des Filterelementes 4o erstreckt, und daß ein Paar von Auslaßbohrungen 5o nahe demoberen Ende desselben vorgesehen ist. Jedes solche Auslaßloch 5o muß eine Fläche haben, die größer als die Hälfte des Querschnitts von Einlaß 18 und Auslaß.19 ist. Die Auslaßlöcher 5o sollten direkt einander gegenüberliegen in denWandüngen des oberen Endes des Rohrfortsatzes 21.

Es versteht sich, daß dann, wenn die Luft, die die Tendenz hat, sich innerhalb des Volumens 46 zu sammeln, nicht entfernt wird, sie die Tendenz hat, die wirksame Länge des Filterelementes 4o herabzusetzen, durch welche das Fluid in einer radialen Strecke strömt. Man erekennt ferner, daß dann, wenn man eine Lufttasche sich im oberen Ende der Vorrichtung sammeln läßt, immer die Gefahr besteht, daß sie in den Auslaß ans te-He von Brennstoff unter Bedingungen eingesogen wird, wenn maximaler Brennstoffbedarf besteht. Die Abgabe einer Lufttasche an einen Dieselmotor bei Vollast kann beispielsweise zu einer Beschädigung der Maschine führen und wird sicherlich das Ergebnis haben, daß der Betrieb der Maschine schlecht ist.

Bei Vorrichtungen nach dem Stand der Technik wurde dieses Problem entweder ignatert oder wurde dadurch gelöst, daß der Auslaß an eineitPunkt angeordnet wurde,der am weitesten entfernt war von dem Volumen, in welchem sich eine Lufttasche bilden könnte. Wenn die Strömung des Fluids durch das Filterelement in Längsrichtung erfolgt und nicht

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radial, kann eine solche Lösung für das Problem brauchbar sein. Wenn jedoch die Strömung von Fluid durch das Filterelement 4o radial erfolgt, wie in der Vorrichtung gemäß der Erfindung, kann dieses Problem nicht einfach ignoriert werden, ohne das der Wirkungsgrad des Filterelements beeinträchtigt wird.

Es hat sich gezeigt, daß durch Positionierung eines Paares von gegenüberliegenden Löchern mit einer Gesamtfläche, die größer ist als die Querschnittsfläche der Brennstoffleitung an der eigentlichen Spitze der Vorrichtung, wo die Lufttasche die Tendenzhat, sich auszubilden, maximaler Wirkungsgrad der Vorrichtung sichergestellt werden kann, ohne die Gefahr, daß eine Lufttasche in die Brennstoffleitung eingesogen wird. Man erkennt, daß dann, wenn eine genügend große Lufttasche sich gebildet hat, derart, daß der Wirkungsgrad der Filtereinheit 4o beeinträchtigt wird, damit auch die Tendenz besteht, den Pegel des Fluids im Volumen 46 unter die obere Begrenzung der Löcher 5o zu drücken. Sobald dies geschieht, wird die Luft zurück in den Brennstoff injiziert, von wo sie in kleinen Quantitäten herkam, Quantitäten, die zu klein waren, um die Arbeitsweise des Systems zu beeinträchtigen. Da die gesamte Fläche der Löcher 5o größer ist als die Querschnittsfläche der Brennstoffleitung und da die Lufttasche an der Oberseite der Vorrichtung Io ständig durch die erwähnte Injektionswirkung abgebaut wird, ist es unmöglich, daß eine Lufttasche in die Brennstoffleitung, selbst unter Vollastbedingungen des Abnehmers, gesogen wird.

Man erkennt, daß die Vorrichtung gemäß der Erfindung so ausgelegt ist, daß sich maximale Qualität der Abscheidung eagibt, während gleichzeitig maximale Fluidströmung durch die Vorrichtung angestrebt ist. Zusätzlich kann die Vorrichtung leicht gewartet werden. In diesem Zusammenhang ist zu erwähnen, daß das Ablaßventil 17 geöffnet werden kann, um Fluide hoher

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Dichte und Feststoffteile aus dem System zu entfernen, während dieses im Betrieb ist. Es ist natürlich erforderlich, das System stillzulegen, wenn das Filterelement 4o periodisch ersetzt wird, da sein Wirkungsgrad natürlicherweise während des Betriebs abnimmt, wenn es sich mit feinen Partikeln und Tröpfchen zusetzt. Die Vorrichtung Io ist so ausgelegt, daß ein Ersatz des Filterelements 4o schnell und mit wenig Mühe ermöglicht wird. Darüber hinaus verhindert die Schwimmventilwirkung der Hohlkugel 25, daß Fluid in der Vorrichtung Io in den Tank durch den Einlaß 18 zurückgesogen wird, wenn das System stillgelegt wird, so daß sich immer ein betriebsbereites System ergibt, das unmittelbar nach Ersatz des Filterelements 4o wieder betriebsbereit ist.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Vorrichtung nach der Erfindung kann man einen vorteilhaften Betrieb erzielen durch Verwendung eines Paares von Vorrichtungen Io, wei oben beschrieben, die zusammenwirken. Gemäß Fig. 5 können die Klammern 16 an einer der Vorrichtungen Io in ihrer Orientierung rings um die Filterkammer 13 umgekehrt werden, so daß sich ein bequemes Mittel ergibt für die Halterung beider Vorrichtungen an einer gemeinsamen Halteklammer (am besten' in Fig. 6 erkennbar). Gemäß der Aus führungs form nach Fig. 5 sind die Vorrichtungen Io in Serie geschaltet mittels eines Kupplungsrohres 66, das den Auslaß der linken Vorrichtung Io mit.dem Einlaß der rechten Vorrichtung Io verbindet. Auf diese Weise wird das Fluid einer aufeinanderfolgenden Filterwirkung unterworfen, indem es zunächst in ein Einlaß 18 der linken Vorrichtung Io und dann durch das Rohr 66 in den Einlaß der rechten Vorrichtung Io gelangt und von deren Auslaß 19 zu dem Verbraucher. Der Vo^rteil dieser Ausführtangsform der Vorrichtung gemäß der Erfindung besteht darin, daß das Filterelement Άο der linken Vorrich-

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tung Io unterschiedlich ausgebildet sein kann gegenüber dem Filterelement 4o der rechten Vorrichtung Io. Beispielsweise kann das FilteaaLement 4o der linken Vorrichtung Io ein grobes Filter sein, während das der rechten Vorrichtung Io viel feiner ausgebildet werden kann. Eine solche Anordnung kann nützlich sein, wenn stark verschmutzte Fluide vorliegen, weil die Lebensdauer beider Filterelemente verlängert wird und damit der Zeitraum zwischen den Abschaltungen für den Filteraustausch.

Gemäß Fig. 6 kann man eine Ausführungsform der Vorrichtung nach der Erfindung wählen, die für Anwendungsfälle geeignet ist, bei denen mindestens zeitweilig ein Bedarf für einen sehr hohen Filterdurchsatz vorliegt. Wie man Fig. 6 entnimmt, ist ein Paar von Vorrichtungen Io an einer gemeinsamen Halteklammer 65 montiert, wie unter Bezugnahme auf Fig. 5 erläutert. Die Vorrichtungen Io sind jedoch parallel geschaltet mittels eines Einlaßrohres 67, das mit den Einlassen beider Vorrichtungen verbunden ist und eines Auslaßrohres 68, das mit den Auslässen 19 beider Vorrichtungen kommuniziert. Ein erstes Paar von Absperrventilen 69, jeweils geschaltet zwischen die Einlasse 18 einer andren Vorrichtung Io, und das Rohr 67 und ein zweites Paar von Abschaltventilen 69, jeweils geschaltet zwischen den Auslaß 19 einer der Vorrichtungen Io und des Rohres 68, sind vorgesehen, um die Fluidströmung durch jede der Vorrichtungen Io unabhängig von der Strömung durch die andere Vorrichtung Io stillegen zu können. Diese Anordnung macht es möglich, das Filterelement 4o einer der Vorrichtungen Io auszutauschen, ohne den Betrieb der anderen Vorrichtung Io zu unterbrechen. Es versteht sich, daß die Ausführungsform nach Fig. 6 ein Fluidströmungsvolumen liefert, das im wesentlichen etwa gleich dem Volumen der Fluidströmung ist, das mit einer einzigen

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solcher Vorrichtung Io erreichbar ist.

Es hat sich doch gezeigt, daß die anfängliche Abscheidewirkung und die Koaleszierwirkung in Ausführungsformen der Vorrichtung nach der Lehre der Erfindung viel größere Fluidvolumina verarbeiten können als ein Filterelement 4o äquivalenter Größer. Es versteht sich, daß der Flächenbereich des Filterelements 4o vergrößert werden muß, um das Fluidvolumen zu erhöhen, das durchgesetzt werden kann. Eine solche Oberfläche kann vergrößert werden entweder durch Vergrößerung der Länge des Filterelements 4o oder durch Vergrößerung seines Durchmessers oder beider. In jedem Falle müßte ein Filterelement, das in der Lage wäre, ein Volumen an Flüssigkeitsströmung zu filtern entsprechend dem Volumen an Flüssigkeitströmung, das von der Anfangsabscheide- und Koaleszierstruktür gegebener Abmessungen verarbeitet werden kann, Abmessungen besitzen, die zu groß wären für jegliche praktische Anwendbarkeit.

Dementsprechend ist in Fig. 7 und 8 eine Vorrichtung 7o dargestellt, die eine weitere Aus füh rungs form des Gegenstandes der Erfindung bildet. Hier wird eine Mehrzahl von Filterlernenten 71 eingesetzt. Es versteht sich, daß die Gesamtoberfläche einer Mehrzahl von zylindrischen Filterelementen kleinen Durchmessers mit gleichen Längen und in engem Abstand voneinander größer sein wird als die Oberfläche eines Zylinders gleicher Länge mit einem Durchmesser, der groß genug wäre, um den Raumbedarf der kleinen Zylinder zu beschreiben. Aus diesem Grunde ist das Volumen an Fluidströmung, das von einem Filterfeld von Filtern 71 gemäß Fig. 7 un-d 8 verarbeitet werden kann, viel größer als das Volumen einer Fluidströmung, die verarbeitet werden könnte von einem einzigen Zylinder gleicher Länge, jedoch mit einem Durchmesser im wesentlichen gleich dem Gesamtdurchmesser des Filterfeldes aus den kleinen Zylindern

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Die Vorrichtung nach Fig. 7 und 8 umfaßt einen großen zylindrischen Tank 72, der am unteren Ende durch ein Topfelement 73 verschlossen ist und am oberen Ende durch eine Deckplatte 74. Ein Einlaß 75 erstreckt sich durch die Seitenwandung des Tanks zwischen dessen Enden und umfaßt einen Rohrabschnitt 76, der sich nach unten erstreckt in Richtung auf das Topfelement 73. Ein Auslaß 77 erstreckt sich durch die Seitenwandung des Tanks 72 zwischen dessen Enden und oberhalb des Einlasses 75 und umfaßt ein hohles, rundes, scheibenartiges Sammelelement 78. Eine Mehrzahl von Rohrelementen 79 erstreckt sich nach oben aus dem Sammelelement 78 in Richtung der Deckplatte 74, und jedes solche Rohrelement 79 kommuniziert mit dem hohlen Innenraum des Sammelelements 78 und ist an seinem oberen Ende mit einem Paar von Auslaßlöchern versehen, entsprechend der Lehre der vorliegenden Erfindung. Jedes der Mehrzahl von Filterelementen 71 umschließt ein anderes der Mehrzahl von Rohrelementen 79, und jedes der Filterelemente 71 ist mit oberen und unteren flüidundurchlässigen Wandungen versehen, wie dies schon beim vorigen Ausführungsbeispiel beschrieben wurde.

Ein kegelstumpfförmiges Trichterelement 8o umschließt den Rohrabschnitt 76 des Einlasses 75 mit dem sich verengenden Ende 8oa auf das Topfelement 73 zu gerichtet und mit der äußeren Peripherie montiert an der Innenwandung des Tanks 72,und zwar fluiddicht. Ein Deflektorturbinenelernent 81 mit schraubenlinienförmigen Auskehlungen 82 auf der oberen Oberfläche, im üblichen ähnlicher Konstruktion wie der Deflektor 55 nach Fig. 1 bis 4, ist in dem freien Ende des Rohrabschnitts 76 des Einlasses 75 montiert und erstreckt sich in dichtem Abstand bis an die Innenfläche des Tanks 72. In dieser Ausführung form des Gegenstandes der Erfindung sind jedoch die Vorsprünge an der äußeren Peripherie des Daflektorturbineneieiaents 81 weggelassen. In ähnlicher Weise ist kein Element entsprechend dem

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Abschirmelement 56 nach der Ausführungsform nach Fig. 1 bis 4 vorgesehen. In allen anderenRmkten entspricht jedoch die Wirkungsweise der Ausführungsform nach Fig. 7 und 8 bezüglich der Zentrifugenwirkung der,die oben unter Bezugnahme auf die Fig. 1 bis 4 erläutert wurde, ausgenommen die Ausbildung großer Tropfen infolge Koaleszierwirkung im oberen Abschnitt des Tanks 72, welche in den Trichter 8o zurückgeleitet werden und von dort in den Anfangsabscheideprozeß infolge der Ablagerung auf der oberen Fläche des Deflektorturbinenelements 81 von der öffnung 8oa in der Spitze des Trichterelements 8o her.

In dieser Ausführungsform der Vorrichtung gemäß der Erfindung ist ein Sichtglas 83 am Boden des Tanks 72 unmittelbar oberhalb des Topfelements 73 vorgesehen, um von außen den Pegel feststellen zu können, der von den Flüssigkeiten hoher Dichte im unteren Teil des Tanks 72 unterhalb des Deflektorturbinenelements 81 erreicht wird. Man erkennt, daß eine Auslaßöffnung 84 in dem unteren Ende des Topfelements 73 vorgeshen ist, durch welche solche Flüssigkeiten hoher Dichte und Feststoffteilchen abgezogen werden können. Es ist ferner festzuahlten, daß kein Ventil vorgehen ist in Fig. 7 entsprechend dem Abzugsventil 17 nach Fig. 1 und 2. In ähnlicher Weise ist das Ablaufventil in Fig. 5 weggelassen. Es versteht sich,daß eine entsprechende Einrichtung in beiden Vorrichtungen vorgesehen werden wird, um die wahlweise Entnahme von Fluiden hoher Dichte und von Feststoffen aus dem System zu ermöglichen. Wie generell in Fig. 11 angedeutet, kann ein entsprechendes elektromechanisches Ventil 85 in der Ablaßöffnung anstelle des Ventils 17 in der Ausführungsform der Erfindung nach Fig. 1 und 5 vorgesehen werden. Wie jedoch in Fig. 9 und Io gezeigt, wird es erforderlich sein, die Fluide hoher Dichte und Feststoffanteile aus dem System herauszupumpen, falls dies erwünscht ist, um sie auszutragen, während das System in Betrieb ist. Dies beruht

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auf der Tatsache, daß eine Pumpe üblicherweise angeschlossen ist an die Auslässe 19 und 77, um das Fluid dem Verbraucher zuzuführen, womit ein Unterdruck innerhalb des Abscheiders erzeugt wird. Wie auch in Fig.9 und Io angedeutet, können die Vorrichtungen 7o und 7o" mit Abtastsonden £6 und 87 versehen werden, die isolierend abgedichtet durch die Wandung von Tank 72 geführt sind und in das Fluid, das im unteren Abschnitt desselben enthalten ist. Eine entsprechend ausgelegte elektrische Einrichtung kann an die Sonden 86 und 87 angeschlossen sein,um zwischen ihnen eine Potentialdifferenz aufzubauen, so daß sich ein Stromfluß durch das Fluid in Kontakt mit den Sonden ergibt. Es versteht sich, daß der Strom durch das Fluid niedriger Dichte abweichen wird von dem Strom, der durch Fluid hoher Dichte fließt, und daß eine elektrische Steuereinrichtung so ausgelegt werden kann, daß sie diese Differenz erfaßt. Unter Bezugnahme auf Fig. 9 kann dazu gesagt werden, daß die elektrische Steuereinrichtung 9o so ausgelegt sein kann, daß sie eine Anzeigelampe 91 erregt, wenn der Stromfluß zwischen den Sonden 86 und 87 anzeigt, daß genug Fluid hoher Dichte sich im Boden des Tanks 72 gesammelt hat,um die Sonden zu kontaktieren. Ein elektrischer Schalter kann an der Steuereinrichtung 9o vorgesehen sein, der manuell betätigt wird, um die Pumpe 93 einzuschalten und damit das Fluid vom Boden des Tanks 72 durch ein Rückschlagventil 74 und in einen (nicht dargestellten) Behälter abzupumpen. Nach Fig. Io wäre es jedoch auch möglich, eine automatische elektrische Steuereinrichtung 9ο¹ vorzusehen, die automatisch die Pumpe 93 aktivieren würde, wenn der Stromfluß zwischen den Sonden 86 und 87 eine hinreichendes Vorhandensein von Fluid hoher Dichte anzeigen würde. In der Ausführungsform der Erfindung nach Fig. Io wäiedie Sonde 86 vertikal über der Sonde 87 anzuordnen, anstelle beider Proben in einer einzigen horizontalen Ebene, wie nach Fig. 9.

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Gemäß Fig. 11 kann man eine geeignete Sondenanordnung auch in einem modifizierten Topfelement 11' in den Vorrichtungen Io der Erfindung nach Fig. 1 bis 6 anordnen. Eine solche Sondenanordnung kann zweckmäßigerweise aus einem inneren Leiter 88 und einem äußeren Leiter 89 bestehen, die koaxial zueinander liegen und voneinander isoliert sind und abgedichtet durch die Wandung des Topfelementes II¹ geführt sind. Eine geeignete elektrische Steuereinrichtung könnte natürlich mit den Leitern 88 und 89 verbunden werden und mit dem elektromechanischen Ventil 85, wie in Fig. 9 oder Io angedeutet, mit oder ohne eine Pumpe entsprechend der Pumpe 9 3.

aus den obigen Erläuterungen ergibt sich, daß gemäß der Erfindung eine sehr wirksame Vorrichtung für die Abscheidung von Fluiden niedriger Dichte von Fluiden höherer Dichte und Feststoffen vorgeschlagen wird. Eine solche Vorrichtung kann vielfach Anwendung finden, und obwohl die vorstehende Beschreibung sich auf Anwendungen bezog, bei denen das Fluid niedriger Dichte für die Verwendung vorgesehen war, versteht es sich, daß die Vorrichtung auch verwendet werden könnte, um Fluid niedriger Dichte abzutrennen, wie öl, aus einem Fluid hoher Dichte, wie Wasser, in Anwendungsfällen, wenn das Fluid hoher Dichte weiterverwendet werden soll. Es wäre in solchen Anwendungsfällen natürlich notwendig, die Feststoffanteile aus dem Fluid hoher Dichte durch ein weiteres Filter abzuscheiden, das in den vorliegenden Unterlagen jedoch nicht dargestellt wurde. Selbst in solchen Anwendungsfällen würde jedoch die Vorrichtung gemäß der Erfindung vorteilhaft Anwendung finden für wirksames Abtrennen von Fluiden niedriger Dichte, ohne daß ein häufiger Ersatz des Filters für.da· Fluid niedriger Dichte erforderlich würde.

- Patentansprüche -

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Claims

Patentansprüche

1. Vorrichtung zum Abtrennen eines Fluids niedriger Dichte von einem Fluid höherer Dichte und/oder Feststoffteilchen, gekennzeichnet durch

(a) eine fluidundurchlässige, hohle, langgestreckte an einem Ende mittels eines Topfelementes geschlossene Kammer,

(b) einen Fluideinlaß, der sich in die Kammer zwischen deren Enden erstreckt, und einen, sich in Richtung des Topfelementes längs der Kammerlängsachse erstreckenden Rohrabschnitt aufweist,

(c) ein fluidundurchMssiges Trichterelement, das den Rohrfortsatz des Fluideinlasses mit geringem Abstand von dessen Außenfläche umschließt, wobei die Spite des Trichterelementes sich in Richtung auf das Topfelement erstreckt, und die äußere Peripherie des Trichterelementes eine fluiddichte Ringstoßstelle Mt der Innenwandungder Kammer bildet,

(d) ein fluidundurchlässiges Deflektorturbinenelement, das am freien Ende des Rohrfortsatzes des Einlasses angerdnet ist, für die Aufnahme von Fluid von dem Einlaß und für das Leiten dieses Fluids in im wesentlichen ringförmige Strömungsstrecken, um die Längsachse der Kammer herum, wobei das Deflektorturbinenelement sich quer über die Kammer erstreckt mit seineräußeren Peripherie in geringem Abstand von der Innenfläche der Kaimer,

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(e) einen Auslaß, der sich aus der Kammerzwischen deren Enden herauserstreckt und der einen Rohrfortsatz besitzt, der sich von dem Topfelement weg längs der Längsachse der Kammer erstreckt,

(f) ein rohrförmiges Filterelement, der durchlässiger für das Fluid niedriger Dichte ist als für das Fluid höher Dichte und das den Rohrfortsatz des Auslasses im Abstand umschließt, wobei die Außenfläche des rohrförmigen Filterelementes im Abstand von der Innnenflache der Kammer liegt,

(g) fluidundurchlässige Wandungen, die sich von der Außenfläche des rohrförmigen Abschnitts des Auslasses nach außen und über das innere Ende des rohrförmigen Filterelementes erstrecken, welche Wandungen fluiddichte Stoßstellen mit der Außenfläche des rohrförmigen Abschnitts des Auslasses und mit dem inneren Ende des rohrförmigen Filterelements bilden undmit ihren äußeren Peripherien in dichtem Abstand von der Innenfläche der Kammer stehen und

(h) ein fluidundurchlässiges Kappenelement, mit welchem das andere Ende der Kammer abgeschlossen ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Achse des Rohrfortsatzes des Einlasses mit der Längsachse der Kammer zusammenfällt.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Rohrfortsatz des Auslasses koaxial mit dem Rohrfortsatz des Einlasses angeordnet ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Auslaß eine Mehrzahl von Rohrfortsätzen aufweist, die sich von dem Topfelement weg längs der Längsachse der Kammer erstrecken, daß jeder der Mehrzahl von Rohrfortsätzen

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umschlossen ist von einem eigenen, zugeordneten, aus einer Mehrzahl von rohrförmigen Filterelementen,und daß jeder der Mehrzahl von Rohrfortsätzen mit eigenen, von mehreren fluidundurchlässigen Wandungen versehen ist, welche fluiddichte Stoßstellen mit der Außenfläche desselben bilden und mit dem inneren Ende des rohrförmigen Filterelements, das diesem Rohrfortsatz zugeordnet ist (Fig. 7, 8).

5. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Deflektorturbinenelement eine kegelstumpfförmige Oberfläche aufweist mit schraubenlinienformigen Auskeihlungen in dieser Fläche, daß die Spitze der kegelstumpfförmigen Oberfläche nahe dem freien Ende des Rohrfortsatzes des Einlasses liegt, und daß die Peripherie der Basis der kegelstumpfförmigen Fläche in geringem Abstand von der Innenfläche der Kammer liegt.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß eine Mehrzahl von Vorsprüngen rings um die äußere Peripherie der Basis vorgesehen ist, und daß jeder der Vorsprünge zwischen den Elementen eines Paares von Auskehlungen auf der kegelstumpfförmigen Fläche angeordnet ist, und sich in Kontakt mit der Innenfläche der Kammer erstreckt.

7. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Deflektorturbinenelement ein kegelstumpfförmiges Teil unfaßt mit einer inneren kegelstumpfförmigen Oberfläche, die zusammenpaßt mit der ausgekehlten, kegelstumpfförmigen Oberfläche in dichtem Abstand zu dieser, und eine äußere kegelstumpfförmige Fläche, die im wesentlichen parallel zu der inneren kegelstumpfförmigen Fläche verläuft.

8. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Einlaß mit einer Engstelle im Abstand von dem freien Ende des Rohrfortsatzes des Einlasses versehen ist in einem

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Abstand, der größer ist als der Durchmesser des Rohrfort- · satzes, und daß eine Hohlkugel aus leichtem Material mit einem Durchmesser kleiner als dem Durchmesser des Rohrfortsatzes in dem Rohrfortsatz zwischen der Engstelle und dem Deflektorturbinenelement an dem freien Ende des Rohrfortsatzes enthalten ist.

9. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Rohrfortsatz des Auslasses sich über die Länge des Filterelementes erstreckt und mindestens zwei in Ausfluchtung stehende Auslaßlöcher aufweist, durch die Wandung des Rohrfortsatzes an dessen Ende nahe dem Kappenelement, wobei die Löcher eine Gesamtfläche besitzen, die größer ist als die Querschnittsfläche des Auslasses.

10. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Filter&ement eine innere und eine äußere perforierte Wandung umfaßt, und daß das Volumen zwischen den Wandungen gefüllt ist mit Radialströmungsoberflächentypfiltermaterial aus harzimprägnierter Zellulose.

11. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens zwei der Vorrichtungen zu einer Tandemanordnung zusammengeschaltet sind, derart, daß der Auslaß der einen Vorrichtung mit dem Einlaß der anderen Vorrichtung verbunden ist, und daß die Filterelemente jeder der rahdestens zwei Vorrichtungen sich voneinander unterscheiden.

12. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwei solcher Vorrichtungen zu einer Tandem-Anordnung zusammengeschlossen sind, derart, daß die Einlasse beider Vorrichtungen an ein gemeinsames Einlaßrohr über Absperrventile angeschlossen sind, und die Auslässe beider Vorrichtungen an ein gemeinsames Auslaßrohr über ein zwietes

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Paar von Abschaltventilen angeschlossen sind.

13. Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch ein Paar von elektrischen Sonden, die isoliert und abgedichtet durch die Wandung der Kammer nahe dem Boden des Topfelementes gefihrt sind, durch einen Schaltkreis für das Erzeugen einer vorgegebenen elektrischen Potentialdifferenz über den Sonden und durch Schaltkreise für die Erfassung von Änderungen des elektrischen Stromes, der zwischen den Sonden fließt.

14. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung für die Erfassung von Änderungen des elektrischen Stromes einen Schaltkreis für die Erzeugung einer Anzeige solcher Änderungen umfaßt.

15. Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Ablaßventilventilanordnung am Boden des Topfelementes.

16. Vorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß das Ablaßventil eletrektromechanisch betätigbar ist.

17. Vorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Ablaßeinrichtung eine Pumpe umfaßt mit einem Einlaß, der mit dem Topfelement kommuniziert, und daß an die Pumpendruckseite ein Rückschlagventil angeschlossen ist zum Unterbinden einer Rückströmung von Fluiden durch die Pumpe.

18. Vorrichtung nach Anspruch 13, gekennzeichnet durch eine Ablaßeinrichtung am Boden des Topfelements, welche Ablaßeinrichtung eine elektrisch betätigte Pumpe umfaßt, deren Saugseite mit dem Topfelement kommuniziert, daß die Einrichtungen für die Erfassung des elektrischen Stromes einen Schaltkreis für die Steuerung der Pumpenbetätigung im Ansprechen auf elektrische Stromänderungen umfaßt.

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19. Vorrichtung nach Anspruch 4, gekennzeichnet durch ein Sichtglas nahe dem Boden des Topfelementes.

20. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die langgestreckte hohle Kammer einen Hohlzylinder umfaßt und einen Ringkrörper zwischen dem Hohlzylinder und dem Topfelement, daß der Ringkörper ein Paar von angeformten, sich radial erstreckenden Rohrelementen umfaßt, welche ein Paar einander gegenüberliegender Durchlässe durch die Wandung des Ringkröpers bilden, daß die Rohrelemente mechanisch mit dem Zentrum des Ringkörpers verbunden sind, daß eines dieser Paare von Rohrelementen den Einlaß bildet, und daß das andere Paar dieser Paare von Rohrdementen den Auslaß bildet.

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