NO145780B - Tyngdekraftseparator for ikke-blandbare vaesker - Google Patents

Description

Foreliggende oppfinnelse angår en tyngdekraft-separator

for ikke blandbare væsker med forskjellig densitet, omfattende en tank som inneholder et reaksjonselement som kan bevege seg vertikalt mellom to endestillinger i avhengighet av mengden av den letteste væske som befinner seg under reaksjonselementet, et innløp for tilførsel av væskene under reaksjonselementet og et utløp for den letteste væsken, anordnet med sin munning over innløpet.

Nærmere bestemt angår oppfinnelsen en tyngdekraft-separator av den type der det anvendes en oppsamlingstank eller beholder for ifylling av væsker som skal separeres ved hjelp av tyngdekraften, idet tanken fortrinnsvis har et reaksjonselement i form av, en flytende kuppel eller en skive i det øvre området av tanken, hvilken kuppel eller skive tjener som reaksjonsflate som volumet av den letteste væsken som er samlet i det øvre området av tanken utøver en oppadrettet oppdriftskraft mot.

Separatorer av den type der det anvendes en flytende kuppel er tidligere kjent, f.eks. fra GB-PS 1.212.553, samt US-PS 3.626.660. I separatorer av denne type ifylles lettere og tyngre væsker (vanligvis olje og vann) i det indre av separatoren under kuppelen under overtrykk eller innføres ved hjelp av suget fra den tyngre væske fra denne væskes utløpsåpning fra separatoren, idet separatoren er hermetisk lukket. De sammenhelte tyngre og lettere væsker separeres i separatoren ved hjelp av tyngdekraften, idet den lettere væske stiger opp under kuppelen og den tyngre væske synker til det nedre området av separatortanken under kuppelen.

Den gradvise oppsamling av lettere væske under kuppelen, hvilken er utbalansert slik at den normalt er gitt en liten negativ oppdrift i den tyngre væske, forårsaker at kuppelen flyter oppover i den tyngre væske i separatoren.

Det er vanlig å avføle den øvre grensestilling av kuppelen slik at det frembringes et styresignal for å aktivere ventiler og pumper som gjør det mulig å fjerne væske med liten densitet fra undersiden av kuppelen.

Tyngdekraft-separatorer av denne type som brukes for å separere olje fra en "blanding" av olje og vann er utstyrt med filter eller oppsamlingsduker eller -elementer mellom den undre del av separatoren og utløpsrøret for vann, for å oppsamle oljedråper som har kommet ned i den undre del av separatoren. Slike filterduker vaskes med jevne mellom-rom for å fjerne olje som har festet seg til filterne, og som angitt i US-PS 3.628.660, kan slik vasking av filter-dukene utføres effektivt i de perioder da olje tappes fra separatoren.Det er en vanlig fremgangsmåte å fjerne den oppsamlede olje fra under den flytende kuppel ved å sette utløpsrøret for vann fra separatoren under trykk for å føre vann tilbake til den nedre ende av separatoren gjennom filterne og inn i området under kuppelen, for derved å presse oppsamlet olje ut av separatoren ved hjelp av overtrykk. Bare olje slippes ut, idet den omvendte innstrømning av vann opphører når den oppsamlede olje er tømt ut og kuppelen har sunket til sin nedre utgangsstilling.

Erfaringen viser at det er flere problemer forbundet med bruken av separatorer av den beskrevne type.

Ett av disse problemer er tendensen til oppsamling av luft under reaksjonselementet, særlig når dette har en for-holdsvis plan eller svakt buet,Øvre begrensning. Derved vil luften fordeles over en stor flate, og vil kunne heve reaksjonselementet, og grenseflaten mellom det letteste fluid,f.eks. olje, og luft kan bli liggende over munningen til utløpet. Dette kan medføre at tykkelsen av oljelaget blir mindre enn det som er nødvendig av hensyn til ut-ballanseringen.

Formålet med den foreliggende oppfinnelse er å komme

frem til en løsning av dette problem.

I henhold til oppfinnelsen er dette oppnådd med en tyngde-kraf tseparator som angitt innledningsvis, og som kjenne-tegnes ved at det i det øvre parti av reaksjonselementet : er et luftoppsamlingskammer som er åpent nedover, og at munningen for utløpet befinner seg inne i luftoppsamlingskammeret når reaksjonselementet er i eller nær sin nedre endestilling.

Med henvisning til den vedføyde tegning skal i det følgende beskrives en eksempelvis utførelsesform av oppfinnelsen. Fig. 1 viser en utførelsesform av en tyngdekraft-separator i henhold til oppfinnelsen, sett i et vertikaisnitt. Fig. 2 viser et snitt etter linjen III^-III i fig. 1, og Fig. 3 viser i detalj det øvre av kuppelen vist i fig.l, vist i sin øverste stilling.

De konsentriske duker 200 er anordnet vertikalt inne i et filterkammer 202 med en bunn 204 og en øvre endevegg 206, samt en sidevegg 208. Kammeret 202 er ved denne utførelses-form avtettet i forhold til det indre av tankene 10, med unntak av de trykkfølsomme enveis-innløpsventiler 210 og de trykkfølsomme enveis-utløpsventiler 212. Kammeret 202 kommuniserer ved midten av bunnen med en vannledning 214 som har et utvidet parti 216 som er skrudd inn i et parti 218

i bunnen 204 i kammeret 202. Det utvidete parti 216 er anordnet for å bevirke hastighetsforandring av væsken som

strømmer gjennom ledningen 214 når væsken strømmer fra kammeret 202 til ledningen 214 eller i motsatt retning, avhengig av driften av systemet.

Ved den viste utførelsesform vil vann i det nedre parti

av tanken 10, fra hvilket det meste av oljen er fjernet, komme inn i filteret gjennom den undre vegg 204 som begrenser kammeret 202, og beveger seg mot utløpsledningen 214 som ved denne utførelsesform er anordnet ved midten av kammeret, inne i den innerste av dukene 200. Det oppnås derved lengst mulig tid for separasjon av olje-partikler fra vannet, og for strømning av oljeblanding gjennom systemet,etter som vannet tvinges til å strømme til bunnen av separatortanken .før det kommer inn i kammeret 202.

01jepartikler som oppsamles på dukene 200 og i kammeret 2 02 mellom dukene fjernes ved styring av kammeret 202. Vann under trykk strømmer i motsatt retning gjennom ledningen 214 og ventilene 212, slik at olje og vann strømmer ut av kammeret 202, mens ventilene 210 hindrer strømning ut gjennom bunnen av kammeret 2 02. Den utspylte olje tvinges derfor til å strømme ut av kammeret 202 gjennom ventilene 212 ved den øvre ende av kammeret.

Som vist i fig. 1 er et oppsamlingsdeksel 230 forbundet med toppen av kammeret 202, og er forseglet til dette. Dekslet, som hovedsakelig er utformet som en opp/ned

trakt, omfatter en oppover ragende kanal 231 som ender inne i det området som omgis av det kuppelformede reaksjonselement 235, fortrinnsvis i området like under"det øvre parti av kuppelen når denne er i sin nedre stilling. Et lede-element 236 som holdes av et gjennomhullet avstands-element 238 er anordnet ved enden av kanalen 231 på dekslet 230. Blandingen av olje og vann tilføres tanken 10 gjennom

en innløpsledning 12 som omfatter et fleksibelt parti 240 og et utvidet parti 242, for å minske strømnings-hastigheten av den innkommende blanding. Partiet 242 på innløpsledningen 12, slik det fremgår av fig. 3, går så

vidt klar av innerveggen i kanalen 231. Blandingen som suges inn i tanken 10 gjennom ledningen 12 føres således til kanalen 2 31, der den beveger seg oppover inntil den avb<^yes av ledeplaten 236 til separasjonsområdet i tanken 10.

Utløpsledningen 250 for olje ender i det øverste området

av kuppelen, like under den øverste flate i kuppelen Ledningen 250 omfatter også et fleksibelt parti 251 som tillater en viss bevegelse mellom dekslet 230 og sideveggene i tanken.

Kuppelen 235 er utstyrt med en vertikal, fleksibei tetning eller duk 255 rundt sin omkrets, hvilken duk forløper mellom kuppelen 235 og en ring 256. Således kan olje som eventuelt separeres fra vannet i det undre parti av tanken under den nedre kant av kuppelen ikke komme inn i rommet i tanken over kuppelen. Duken 255 er ikke porøs, og et utligningsrør 275 er anordnet mellom det øvre og nedre parti av tanken, hvilket utligningsrør er fylt med vann, slik som beskrevet i norsk patentansøkning nr. 76.2961.

En belgformet tetning 276 er anordnet for ytterligere å

hindre oljeforurensning over kuppelen 235. Tetningen 255 kan også være slik utformet at den er ugjennomtrengelig for olje, men gjennomtrengelig for vann, hvorved et utligningsrør ikke vil være nødvendig.

Kuppelen 2 35 er fortrinnsvis laget av glassfiberarmert plast eller lignende, og er utstyrt med en flytekrave 260 som gir kuppelen tilstrekkelig oppdrift til å gjøre den nøytral eller gi den en liten oppdrift i vann. Balansemekanismen over kuppelen, som er forbundet med staven 262 gir den nødvendige nøyaktighet for justering av oppdriften som trengs for styresystemet for enheten.

Kuppelen 235 er utstyrt med et luftoppsamlingskammer 265 som er avgrenset av et øvre parti av kuppelen 235. Volumet av dette luftkammer er nøyaktig avpasset ved fremstillingen av kuppelen, av grunner som skal forklares nærmere i det følgende. Kammeret 265 er åpent nedentil over en flate som er betydelig mindre (mindre enn halvparten) enn den samlede flate av den underside av kuppelen som påvirkes av det letteste fluid (i dette eksempel olje) som oppsamles under kuppelen.

Den øvre ende av utløpskanalen 250 for olje rager normalt inn i luftkammeret 265 når kuppelen er under sin normale øvre endestilling, slik det er vist i fig. 1, men ligger omtrent i det nivå som er vist i fig. 4 når kuppelen er ved sin normale øvre endestilling.

Med kuppelen i den øvre endestilling, som vist i fig. 3, vil separatoren normalt gå over til å tømme ut olje, og vil derfor bli satt under trykk med vann gjennom ledningen 214.

Luft som forekommer under reaksjonselementet vil derved oppsamles i luftkammeret 265, og dette kammer er slik dimensjonert at når det er samlet tilstrekkelig luft til å bringe reaksjonselementet til den øvre endestilling, er den øvre overflate av oljelaget omtrent på nivå med eller under den øvre åpning for utstrømningsledningen250. Ved hjelp av luftkammeret overvinnes et problem ved tidligere kjente separatorer som oppstår på grunn av at luft stenges inne under den øvre flate av reaksjonselementet som påvirkes av

det letteste fluid.

Luftkammeret 265 hindrer effektivt at tykkelsen av oljelaget synker under et visst minimum når luft tømmes ut, og mulig-gjør at et visst luftvolum komprimeres over oljelaget og kommuniserer med ledningen for oljeutstrømning. Selv når systemet arbeider bare med luft, vil toppen av ledningen 250 befinne seg ved eller over det øvre nivå av det minste ønskelige oljelag som skal finnes under reaksjonselementet.

Uttrykket reaksjonselement betyr ikke noen begrensning til

en kuppel slik som vist. Det kan likeså gjerne omfatte en plan skive, såvel som en buet, fleksibel skive.

Claims (3)

1. - Tyngdekraft-separator for ikke-blandbare væsker med forskjellig densitet, omfattende en tank (10) som inneholder et reaksjonselement (235) som kan bevege .seg vertikalt mellom to endestillinger i avhengighet av mengden av den letteste væske som befinner seg under reaksjonselementet, et innløp (242) for tilførsel av væskene under reaksjonselementet og et utløp (250) for den letteste væsken, anordnet med sin munning over innløpet, karakterisert ved at det i det øvre parti av reaksjonselementet er et lufto<p>psamlingskammer (265) som er åpent nedover,og at munningen for utløpet (250) befinner seg inne i luftoppsamlingskammeret når reaksjonselementet er i eller nær sin nedre endestilling.

2. Separator som angitt i krav 1, karakterisert ved at luftoppsamlingskammeret (265) utgjør en forlengelse oppover av det midtre parti av den vegg (235) som utgjør reaksjonselementet.

3. Separator som angitt i krav 1 eller 2, karakterisert ved at munningen for ut-løpet (250) befinner seg umiddelbart under luftoppsamlingskammeret (265) når reaksjonselementet (235) er i sin øvre endestilling.