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Finrichtung zum Trennen von zwei nicht mischbaren
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Flüssigkeiten unterschiedlichen spezifischen Gewichtes Die Erfindung
betrifft eine Einrichtung zum Trennen von zwei nicht mischbaren Flüssigkeiten unterschiedlichen
spezifischen Gewichtes, beispielsweise für Metallreinigungsmaschinen, mit einem
Sammelbehälter für das Flüssigkeitsgemisch und mit einem Trennbehälter mit Umlenkwandungen,
der an seinem oberen Ende einen Auslaß für die leichtere und an seinem unteren Ende
einen Auslaß für die schwerere Flüssigkeit aufweist.
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Trennbehälter zum Entmischen zweier Flüssigkeiten mit unterschiedlichem
spezifischen Gewicht, insbesondere Ölabscheider, mit den eingangs genannten Merkmalen
sind bereits in verschiedener Ausführungsform bekannt.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine einen solchen Trennbehälter
aufweisende Trenneinrichtung speziell für Vorrichtungen oder Maschinen auszubilden,
bei welchen eine relativ kleine Menge von zum sicheren Betrieb der Vorrichtung oder
Maschine dauernd zur Verfügung erforderlichen Flüssigkeit auf rationelle Weise von
dem hinzukommenden leichteren Flüssigkeitsgemischanteil befreit wird.
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Die gestellte Aufgabe wird mit einer Einrichtung der eingangs genannten
Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Sammelbehälter einen langen Uberlaufrand
aufweist, der eine Ablaufrinne begrenzt, die in eine Vortrennkammer führt, in welcher
ein in eine Schwimmervorrichtung endendes Ablaufrohr angeordnet ist, das zu einer
die ablaufende Flüssigkeit in den Trennbehälter fördernden Pumpe führt, und daß
der untere Auslaß des Trennbehälters über ein Druckhalteventil mit dem Sammelbehälter
und der obere Auslaß des Trennbehälters über ein Absperrventil mit einer Ausscheideleitung
verbunden ist.
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Bei einer Einrichtung der eingangs genannten Art ist durch den langen
Uberlaufrand sichergestellt, daß der leichtere Flüssigkeitsanteil in größerer Menge
in die in die Vortrennkammer führende Rinne abfließen kann,
so daß
dort bereits ein Gemisch mit höherem Anteil der leichteren Flüssigkeit anfällt,
die über die Schwimmervorrichtung wiederum von der Oberfläche her durch eine Pumpe
abgesogen und in den eigentlichen Trennbehälter gefördert wird. Dabei kann die Wirksamkeit
der Einrichtung noch dadurch verstärkt werden, daß die sich in der Vortrennkammer
sammelnde schwerere Flüssigkeit vom Bodenbereich der Vortrennkammer mittels einer
zweiten Pumpe abgesaugt und direkt in den Sammelbehälter zurückgefördert wird.
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Erfindungsgemäß kann die in der Vortrennkammer angeordnete Schwimmervorrichtung
als auf einem zentralen vertikalen Führungsstab gelagerte Uberlaufschale ausgebildet
sein, die in einem koaxialen Rohrstutzen endet, der teleskopartig in ein stationäres
Ablaufrohr eintaucht. Zwar sind solche mit einem Schwimmkörper versehene Oberflächen-Absaugeinrichtungen
bekannt, doch ergeben sich bei diesen bekannten Schwimmkörpervorrichtungen Abdichtungs-
und Reibungsprobleme an der Teleskopverbindung, mit dem Nachteil, daß in die Absaugleitung
nicht nur Flüssigkeit von der Oberfläche eines Behälters, sondern auch aus dem tieferen
Behälterbereich gelangt, in welche#m sich die schwerere Flüssigkeit sammelt.
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Bei der erfindungsgemäß ausgebildeten Einrichtung ist die ausschließliche
Absaugung von Oberflächenflüssigkeit aus der Vortrennkammer dadurch gewährleistet,
daß der Innenraum der teleskopartig ineinandergreifenden Teile durch ein Gaspolster,
insbesondere ein Luftpolster, nach außen abgedichtet ist.
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Durch die Anordnung eines Druckhalteventils am unteren Auslaß des
Trennbehälters wird im Trennbehälter ein von der Förderpumpe aufgebauter Überdruck
gehalten, der bewirkt, daß beim Öffnen des Absperrventils am oberen Auslaß die im
oberen Teil des Trennbehälters angesammelte leichtere Flüssigkeit in die Ausscheideleitung
hinausgedrückt wird, also kein Absaugen dieser leichteren Flüssigkeit erforderlich
ist. Die Steuerung des Assperrventils in der Ausscheideleitung kann von Hand oder
durch eine im Trennbehälter angeordnete Meßsonde erfolgen.
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Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäß ausgebildeten
Einrichtung anhand der beiliegenden Zeichnung näher erläutert.
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Im einzelnen zeigen: Fig. 1 eine schematisierte Gesamtdarstellung
der Trenneinrichtung mit ihren verschiedenen Einrichtungsteilen; Fig. 2 eine schematische
Einzelschnittdarstellung der in der Vortrennkammer angeordneten Schwimmervorrichtung.
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Gcmäß Fig.1 weist die Einrichtung einen kastenförmigen Behälter 10
mit einem Sammelraum 11 für das aus einer schwereren und aus einer leichteren Flüssigkeit
bestehende Flüssigkeitsgemisch auf. In dem Behälter 10 ist eine Vortrennkammer 12
abgeteilt, zu welcher eine ebenfalls im Innern des Behälters 10 ausgebildete Ablaufrinne
13 führt, die zum Sammelraum 11 hin einen langen Uberlaufrand 14 aufweist.
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In der Vortrennkammer 12 ist eine Schwimmervorrichtung 15 angeordnet,
die das Ende eines Ablaufrohres 16 bildet, an das eine Ablaufleitung 17 angeschlossen
ist, die zu einer schematisch angedeuteten ersten Pumpe 18 führt, welche die aus
der Ablaufleitung 17 angesaugte Flüssigkeit über eine Förderleitung 19 zu einem
Anschluß 20 eines Trennbehälters 21 fördert. Im Bodenbereich der Vortrennkammer
12 befindet sich ein zweiter Ablaufanschluß 22, an welchen eine Flüssigkeitsrückleitung
23 angeschlossen ist, die über eine zweite Pumpe 24 führt und im oberen Bereich
der Sammelkammer 11 des Behälters 10 an einer Anschlußstelle 25 mündet.
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Der Trennbehälter 21 weist einen unteren Auslaß 26 und einen oberen
Auslaß 27 auf. Sein Innenraum ist durch einen normalerweise dicht verschlossenen
Behälterdom 28 hindurch zugänglich. An den unteren Auslaß 26 des Trennbehälters
21 ist eine in die Sammelkammer 11 führende Auslaufleitung 29 angeschlossen, die
über ein Druckhalteventil 30 führt, dem ein willkürlich betätigbares Schaltventil
31, das als Schmutzablaßventil dient, parallelgeschaltet ist. An den oberen Auslaß
27 des Trennbehälters 21 ist eine in einen Behälter 32 führende Ausscheideleitung
33 für die leichtere Flüssigkeit angeschlossen, die über ein Absperrventil 34 geführt
ist. Das Absperrventil 34 kann handbetätigt sein. Beim dargestellten Ausführungsbeispiel
ist es als elektromagnetisch betätigtes Ventil eingezeichnet, das mit einer schematisch
angedeuteten
Steuervorrichtung 35 verbunden ist, der eine in den
Kopfteil des Trennbehälters 21 hineinragende Meßsonde 36 zugeordnet ist. Im Innern
des Trennbehälters 21 ist ein napfartiges Einsatzteil 37 zentral angeordnet, in
dessen Innenraum der Anschluß 20 führt und dessen freie obere Öffnung mit merklichem
Abstand vom oberen Ende des Trennbehälters 21 angeordnet ist.
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Das Einsatzteil 37 ist so bemessen, daß die aus der Förderleitung
19 eintretende Flüssigkeit in seinem Innern mit der gleichen Geschwindigkeit aufsteigt
wie sie an seiner Außenseite absinkt. Sein Innenquerschnitt ist also gleich dem
Absinkringraumquerschnitt.
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Fig.2 zeigt in gegenüber Fig.1 vergrößerter Schnittdarstellung das
Ablaufrohr 16 der Vortrennkammer 12, das an einen RohrkrUmmer 38 mit einem vertikal
nach oben gerichteten Rohrende 38' angeschlossen ist. In dem stationären Rohrkrümmer
38 ist in nicht näher dargestellter Weise eine vertikale Führungsstange 39 konzentrisch
angeordnet, die zur Führung der Schwimmervorrichtung 15 dient. Diese Schwimmervorrichtung
15 besteht aus einer Uberlaufschale 40, deren Uberlaufrand 41 immer etwas unterhalb
des von der leichteren Flüssigkeit in der Vortrennkammer gebildeten Flüssigkeitsspiegels
42 zu liegen kommt. Diese Schwebestellung der Uberlaufschale 40 bewirkt ein zentraler
geschlossener Hohlring 43, durch welchen der Führungsstab 39 mit Spiel hindurchragt.
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Dieser Hohlring 43 ist durch nicht dargestellte Radialstege mit der
Uberlaufschale 40 verbunden. Er kann auch einen
kegelförmigen Querschnitt
haben. An die Uberlaufschale 40 schließt sich nach unten ein koaxialer Rohrstutzen
44 an, der mit Abstand teleskopartig in das vertikale Ende 38' des Rohrkrümmers
38 eintaucht. Den Rohrstutzen 44 umgibt mit Abstand ein konzentrisches Außenrohr
45, das ebenfalls mit Abstand über das vertikale Rohrende 38' des Rohrkrümmers 38
ragt. Der zwischen dem Rohrstutzen 44 und dem Außenrohr 45 bestehende Ringspalt
46, in welchen das vertikale Rohrende 38' des Rohrkrümmers 38 eintaucht, ist mit
Luft gefüllt. Die Schwimmervorrichtung 15 gleitet somit reibungsarm auf der Führungsstange
39 und ohne Berührung mit dem Rohrkrümmer 38, wobei das Luftpolster in der Ringkammer
46 eine Abdichtung zwischen der Vortrennkammer 12 und dem Innern des Rohrkrümmers
38 bewirkt.
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Die Wirkungsweise der Einrichtung ist folgende: Im Sammelraum 11 des
Behälters 10 wird ein Flüssigkeitsgemisch gesammelt, beispielsweise eine mit leichterem
Öl verunreinigte schwerere Reinigungsflüssigkeit einer angeschlossenen, nicht dargestellten
Metallreinigungsmaschine.
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Dabei wird in dem Reinigungssystem der Metallreinigungsmaschine eine
Flüssigkeitsmenge verwendet, die das Volumen der Sammelkammer 11 übertrifft. Aus
der Sammelkammer 11 strömt das Flüssigkeitsgemisch über den langen Uberströmrand
14 in die Ablaufrinne 13 und gelangt von das aus in die Vortrennkammer 12. Da in
der Sammelkammer 11 die leichtere Flüssigkeit Gelegenheit hat, an die Oberfläche
aufzusteigen, fließt überwiegend leichtere Flüssigkeit in die Ablaufrinne 13 ab.
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In der Vortrennkammer 12 findet ein Absetzen der schwereren Flüssigkeit
in den Bodenbereich statt, die von dort über die Pumpe 24 unmittelbar in den Sammelraum
11 zurückgefördert wird. Die sich im Oberflächenbereich der Vortrennkammer in erster
Linie sammelnde leichtere Flüssigkeit fließt in die Uberlaufschale 40 der Schwimmervorrichtung
15 aus und wird mittels der Pumpe 18 in den Trennbehälter 21 gefördert. Dort muß
die am Anschluß 20 eintretende Flüssigkeit in dem napfförmigen Einsatz 37 zunächst
nach oben steigen. Von dort kann der schwerere Flüssigkeitsanteil in Richtung der
in Fig.1 eingezeichneten strichpunktierten Pfeillinien durch den Ringraum zwischen
dem Einsatz 37 und der Wandung des Trennbehälters 21 hindurch in den unteren Behälterbereich
absinken und über das Druckhalteventil 30 abfließen.
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Durch den Förderdruck der Pumpe 18 wird im Innern des Trennbehälters
21 durch das Druckhalteventil 30 ein Uberdruck von etwa 0,2 - 1,0 bar aufrechterhalten.
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Sobald die Meßsonde 36 eine bestimmte angesammelte Menge an leichter
Flüssigkeit im oberen Teil des Trennbehälters 21 feststellt, bewirkt die Steuervorrichtung
35 das Öffnen des Absperrventiles 34, so daß die im oberen Teil des Trennbehälters
21 gesammelte leichtere Flüssigkeit unter dem im Trennbehälter 21 herrschenden Uberdruck
in die Ausscheidungsleitung 33 ausgedrückt wird, bis die Meßsonde 36 wieder ein
Schließen des Absperrventiles 34 bewirkt.
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ueber die Schwimmervorrichtung 15 wird mittels der Pumpe 18 immer
nur ein kleinerer, aber an leichterer Flüssigkeit vorkonzentrierter Anteil des Flüssigkeitsgemisches
in den eigentlichen Trennbehälter 21 geleitet, während der Großteil der Flüssigkeit,
unterstützt durch den mit der zweiten Pumpe 24 bestückten ~ücklaufkreis, immer der
angeschlossenen Vorrichtung oder Maschine, beispielsweise einer Metallreinigungsmaschine,
zur Verfügung steht. Der Trennbehälter 21 muß also nicht für den raschen Durchsatz
der gesamten Flüssigkeitsmenge bemessen sein. Auch kann er durch das Einschalten
der Vortrennkammer einen einfacheren Aufbau als andere bekannte Trennbehälter haben.
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