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Verfahren und Vorrichtung zur Zentrifugalseparierung von wasserhaltigem
Öl Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Zentrifugalseparierung
von wasserhaltigem Ö1, :bei dem die vom Separator abgehende Ölphase von einer an
eine Vakuumpumpe, angeschlossenen Kammer aufgenommen wird, die mit einer anderen
für die An£naIme der Wasserphase vorgesehenen Kammer in Verbindung steht, und wobei
der innere Raum des Separatorverteilers gegebenenfalls mit der an die Vakuumpumpe
angeschlossenen Kammer in Verbindung stehen kann.
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Bei Separatoren dieser Art hat die Vakuumpumpe die Aufgabe, das in
die Kammer eintretende gereinigte Öl von dem Wasser zu befreien, welches durch die
Zentrifugalseparierung noch nicht entfernt werden konnte. Das im Öl verbleibende
Wasser wird in der Vakuumkammer verdampft und durch die Vakuumpumpe abgeleitet.
Die Vorrichtung hat jedoch den Nachteil, daß gleichzeitig mit der Verdampfung und
Ableitung des im Öl vorhandenen Wassers auch ein großer Teil des Wassers ,der Wasserphase
verdampft und abgeleitet wird, da die Kammer, welche die Wasserplhas-e aufnimmt,
mit der Vakuumkamimer in offener Verbindung steht.
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Nach der Erfindung wird der Verdampfung des Wassers der Wasserphase
ganz oder teilweise dadurch vorgebeugt, daß in den äußeren Teil des Trennraumes
des Separators ein Kühlmittel eingelassen
wird, welches sich mit
der ausgeschiedenen Wasserphase mischt, deren Temperatur herabsetzt und nachher
mit dieser Phase abgeleitet wird. Als Kühlmittel kann zweckmäßig Wasser verwendet
werden. Die Temperatur des Kühlmittels wird vorteilhaft so gewählt, daß der Dampfdruck
auf die Kühlmittel-Wasser-PhaSe -beim Eintritt in die Kammer im Höchstfall dem in
der Va'kuumikammer herrschenden Druck entspricht. Hierdurch wird eine Verdampfung
des Wasseers der Wasserphase im wesentlichen verhindert. Auch wenn die Temperatur
der Wasserphase höher nst als dieser Grenzwert, erreicht man es auf 'diese Weise
immer, daß die Verdampfung der Wasserphase .abnimmt, solange ihre Temperatur niedriger
ist als die Temperatur des Öls. Die Temperatur der Wasserphase kann natürlich niedriger
als der.genannte Grenzwert sein, dhne daß von dem Erfindungsgedanken abgewichen
wird. Um zu vermeiden, daß das eingelassene Kühlmittel sich mit dem Öl vermischt,
kann man durch eine an sich ;bekannte Regulierung die Grenzschicht zwischen Öl und
Wasser im Trennraum der Schleuder auf einem solchen Niveau halten, daß dieses innerhalb
des gewöhnlich im. Separator angebrachten Tellersatzes liegt, welcher eine Wirbelbildung
und Vermischung von Öl und Wasser verhindert. Aus demselben Grund soll das Kühlmittel
in den Trennraum der Schleuder an einer Stelle eingelassen werden, die von der Peripherie
des Tellersatzes so weit entfernt ist wie möglich, ohne daß idie gute Vermischung
von Kühlmittel und Wasser gestört wird.
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In den Fällen, in denen auch der innere Raum des .Separatorverteilers
mit der erwähnten Vakuumkammer in Verbindung steht, 'kommt noch der Übelstand hinzu,
daß das in den Verteiler eingeführte wasserhaltige Öl einer Vakuumwirkung ausgesetzt
wird, was eine Verdampfung von Wasser zur Folge bat. Auch dies kann, wenn nicht
ganz, so doch im wesentlichen verhindert werden, und zwar erfindungsgemäß dä.dürch,
daß. das Öl durch eine zum größten Teil geschlossene Leitung eingelassen wird, die
mögliichst nahe der inneren Verteilerwand mündet. so daß während ,des Betriebes
das eingelassene Öl unter der freien Flüssigkeitsfläche im Verteiler ausströmt.
Auf diese Weise deckt eine- wasserarme, schützende Ölschicht die Oberfläche .des
frisch eingelassenen Öls im Verteiler aby und gleichzeitig wirkt der höhere Druck,
der in der Ölschicht im Verteiler an der Ein-Leitungsstelle des Öls herrscht, der.
Wasserverdampfung aus dem frisch eingelassenen Öl entgegen.
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Die Vorrichtung nach der Erfindung wird nachstehend .an Hand eines
Ausführungsbeispiels näher erläutert, das in der Zeichnung dargestellt ist.
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Fig. i zeigt im Querschnitt .einen Separator nach der Erfindung und
Fig. 2 eine andere Ausführungsform eines Teiles der Fig. i.
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Der in Fig. i gezeigte Separator besitzt eine Schleudertrommel i,
auf der ein Deckel 2 durch einen Gewindering 3 befestigt ist. Der Trommelkörper
r sitzt auf einer - Antriebsachse q., die in einem ihn umgebenden, mit Deckeln 6
und 7 versehenen Gestell oder Gehäuse 5 gelagert ist. Zwischen den Deckeln 6 und
7, die miteinander und mit dem Gehäuse 5 durch nicht gezeigte Befestigungsworrichtungen
verbunden sind, liegt eine Kammer 8 zur Aufnahme der abgetrennten Wasserphase und
unter dem Deckel 7 eine Kammer 9 zur Aufnahme der Ölphase. Im Deckel 7 ist ein Fenster
io und ein Anschluß l i für eine nicht gezeigte Vakuumpumpe angeordnet, die während
des Betriebes in der Kammer 9 ein Vakuum aufrechterhält. Mit 12 und 13 sind Zahnradpumpen
oder andere Pumpen zur Ableitung des gereinigten Öls b:zw. des Wassers und eines
Kühlmittels aus den Kammern g 'bzw. 8 bezeichnet. Hinter den Pumpen 12 und 13 bilden
entsprechend geikrwmmte Rohrleitungen 14 bzw. 15 Flüssigkeitsverschlüsse. Zwischen
den Gehäuseteilen 5:, 6 und 7 sind Packungen 16 und 17 angebracht.
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Das zu separierende wasserhaltige Öl wird durch eine am Deckel 7 befestigte
Rohrleitung 118 in einen Verteiler 18 eingelassen, der aus einem rohrförmigen Körper
besteht, der durch Stifte i9 mit dem. Trommelboden verbunden ist. Eine in der Trommel
angebrachte Hülse 2o , umschließt das obere Ende der Antriebsachse q. und ist mit
ihr durch eine .Schraube 2i fest verbunden. Der untere Teil des Verteilers 18 liegt
an einer mit einer Rille 22 versehenen, ebenfalls durch die .Stifte ig am Trommelboden
befestigten Platte 23 an. Von hier wird das Öl durch Öffnungen 2¢ in den Trennraum
25 geleitet und durch Löcher 27 in den Tellern des Tellersatzes 26 zwischen :diesen
Tellern verteilt. Im Tellersatz 26 wird das Öl durch die Fliehkraftwirkung in einen
radial nach innen gerichteten Strom von hauptsächlich wasserfreiem Öl und
einen nach außen gerichteten Strom von Wasser und etwaigen festen Verunreinigungen
getrennt. Der Ölstrom wird durch die Löcher 2!8 des Tellersatzes 26 abgeleitet und
geht durch Öffnungen 29 einer hülsenförmigen inneren Hauibe 30 in die Kammer
9,, wo infolge des hier herrschenden Vakuums das gereinigte Öl durch Verdampfen
vom gesamten restlichen Wasser -befreit wird, das in Form von Dampf durch die Leitung
i i abgeht, während das 01 selbst durch die Pumpe 12 ausgetragen wird. Der
zweite, aus Wasser bestehende Strom wird durch zwischen den Hauben .2 und 3,0 angebrachte
Kanäle 3.1 in die Kammer 8 geleitet und geht dabei durch die Öffnung einer Drosselscheibe
32, die durch eine Ringmutter 33 an der Haube 2 befestigt und leicht gegen Scheiben
mit einer anderen Öffnungsweite ausgetauscht werden kann. Von der Kammer 8 wird
das Wasser durch die Pumpe 13 abgeleitet.
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Diese Anordnung hat den Nachteil, daß die Kammer 8 durch eine Öffnung
34,mit:der Kammer 9 verbunden ist, so daß das Vakuum auch in der Kammer wirkt und
einen. großen Teil des Wassers verdampft. -Gemäß der Erfindung kann dies dadurch
ganz oder. teilweise verhindert werden, daß ein Kühlmittel, gewöhnlich Wasser, durch
ein Rohr 3.5
in eine im Gehäuseteil 36 angeordnete Kammer 37 unterhalb
des Trommelbodens geleitet wird; aus ihr wird das Kühlmittel in eine im Teil 3.$.
am Trommelboden angeordnete ringförmige Kammer 39 mit radialen Zwischenwänden 40
gespritzt.
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Aus der Kammer 39 geht das Kühlmittel durch Löcher 41 und die Rillen
22 in den äußeren Teil des Trennraumes 25, wo es sich mit der Wasserphase mischt,
diese ab'k'ühlt und mit ihr in die Kammer 8 strömt. Infolge der Abkühlung verdampft
das Wasser hier nicht in demselben Ausmaß:, wie dies sonst unter der Vakuumwirkung
aus der Kammer,9 der Fall wäre. Der Teil 3,6 ist mittels einer .Schraube 42 am Gehäuse
5 und der .Teil 3,8 durch Bolzen 43 am Trommelkörper i befestigt. Ein Gewindepfropfen
44 :kann in gewissen Fällen den Innenraum 45 des Verteilers 18 von der Verbindung
mit der Kammer 9 abschließen.
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Fig.2 zeigt eine insofern abgeänderte Ausführung der Fig. i, als ihier
der Innenraum 45 im Verteiler 18 durch eine obere Öffnung 46 mit der Kammer 9 in
Verbindung steht. In diesem Fall besteht .der Nachteil, daß das zu separierende
und in den Innenraum 45 des Verteilers 18 zu leitende Öl dem in der Kammer 9 herschenden
Vakuum ausgesetzt wird, was die Verdampfung eines großen Teiles des im Öl befindlichen
Wassers zur Folge hat. Nach der Erfindung wird dies in hohem Maß dadurch verhindert,
daß das Öl aus dem Rohr ii8 in ,einem geschlossenen .System in den Verteiler geleitet
wird, und zwar so nahe an dessen Innenwand wie möglich. Nach Fig. 2 ist das Rohr
ii8 mit einem Balgrdhr 47 versehen, das unten einen Verschleißring 48 trägt, der
infolge des vom Bialgrohr ausgeübten Druckes gegen eine in entsprechender Weise
ausgeführte Verschleißfläche auf dem oberen Teil der im Verteiler 18 angebrachten
Einlaßvorrichtung 49 aufliegt; diese besteht aus einem Rohrstück 5o, das unten einen
mit radial nach außen gerichteten Kanälen 5.i versehenen Kopf 52 trägt, der sich
zweckmäßig radial nach außen bis in die Nähe der Innenwand des Verteilers erstreckt.
Die Kanäle des Kopfes sind mit dem Innern des Rohrstückes verbunden, und der Kopf
selbst .ist durch Gewinde am Teil 2o befestigt.
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Aus Fig. 2 geht 'hervor, daß das Öl im Verteiler 18 während des Betriebes
eine innere freie Flüssigkeitsfläche 53 bildet und aus den Kanälen 51 unter diieser
Flüssigkeitsfläche eingelassen wird, und zwar so nahe an der Verteilerwand wie möglich.
Die Flüssigkeitsfläche 53 besteht nach einer gewissen Betriebszeit aus einer reinen,
wasserfreien Ölschicht, und das frisch in den Verteiler eingelassene 0I wird so
tief in die Ölschicht eingeführt, @daß der Druck an dieser Stelle den Dampfbildungsdruck
des Wassers bei der vorhandenen Temperatur übersteigt; diese beiden Umstände wirken
der Verdampfung von Wasser aus dem Innern des Verteilers entgegen, auch wenn das
Innere ides Verteilers wit der Vakuu.m'kammer 9 in unmittelbarer Verbindung steht.
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Die Erfindung besch:rän:kt sich nicht auf die Verdampfung von Wasser
aus Öl bei der Separierung, sondern erstreckt sich darüber hinaus z. B. auf die
Verdampfung von Wasser oder einer anderen Substanz aus Öl oder einer anderen Flüssigkeit.