Separator

Abstract

 Bei einem Separator zum Trennen von nicht mischbaren Flüssigkeiten, die Feststoff enthalten, mit rotierender mit Trennhilfen ⁽⁶⁾ versehener konischer Trommel in die Zulaufrohr⁽¹⁾, Greifer⁽⁴⁾ und Ablaufrohr⁽²⁾ hineinragen, ist die Trommel⁽⁷⁾ innerhalb einer statischen Druckkammer⁽¹¹⁾ angeordnet. Am Äquator weist die Trommel Öffnungen⁽¹³⁾ auf, die in die statische Druckkammer⁽¹¹⁾ führen. Die statische Druckkammer⁽¹¹⁾ muß mit einer verstellbaren Entnahmeeinrichtung ^(3,9 oder ¹⁰⁾ versehen sein.
Die Steigung (a) der Wände der konischen Trommel⁽⁷⁾ kann zweckmäßig größer oder gleich dem Böschungswinkel des abzutrennenden Feststoffes gewählt werden.

Beschreibung

[0001] Gegenstand der Erfindung ist ein Separator zum Trennen nichtmischbarer Flüssigkeiten, die Feststoff enthalten, der spezifisch schwerer ist als die schwerere der Flüssigkeiten, mit konischer Trommel, in der Trennhilfen angeordnet sind und in die Zulaufrohr, Greifer und Ablaufrohr hineinragen.

[0002] Flüssigkeiten aus chemischen Prozessen enthalten in der Regel feste Verunreinigungen, wie z.B. Rostteilchen, nichtlösliche Salzanteile und ähnliches. Ihre Konzentration liegt in der Größenordnung von Bruchteilen von Promille bis Prozent. Diese Feststoffanteile sind sehr oft für den weiteren Produktionsgang aufgrund ihrer geringen Konzentration völlig irrelevant und können dann für gewöhnlich im Prozess verbleiben, ohne beim weiteren Prozessablauf im geringsten zu stören. Bei der in einem Separator durchgeführten Trennung der Flüssigkeiten werden sie jedoch zwangsläufig mit abgetrennt, wenn sie spezifisch schwerer sind als die schwerere der beiden Flüssigkeiten. Je nach Menge des Feststoffanteils wird dann die Separatortrommel mehr oder weniger schnell von diesen Feststoffanteilen gefüllt, so daß eine Trennung der Flüssigkeiten nicht mehr möglich ist. Die Folge ist, daß die Separatoren häufig gesäubert werden müssen. Dieses Säubern erfordert einen hohen manuellen Arbeitsaufwand und führt zu einer beträchtlichen Kapazitätsverminderung des jeweiligen Separators.

[0003] Es sind selbstreinigende Separatoren bekannt, deren Trommel Schlitze oder Düsen aufweisen, die manuell oder automatisch geöffnet werden, sobald sich der Schlammraum gefüllt hat.

[0004] Bei Vorhandensein vieler Feststoffe versagen diese Separatoren, da die Feststoffteilchen während des Separationsvor- ganges derart fest miteinander verbacken, daß sie beim Öffnen der Reinigungsschlitze nicht ausgeschleust werden. Der Einsatz von Düsen für dieses Problem brachte deshalb keinen Erfolg, weil die Steuerung des Trennprozesses mit Hilfe der Düsen versagte.

[0005] Ein weiterer Nachteil ist darin zu sehen, daß die bekannten Separatoren versagen, wenn der Schmelzpunkt einer oder beider Komponenten ein gewisses Maß über Raumtemperatur liegt. Während man diese Komponenten bei anderen physikalischen oder physikalisch-chemischen Prozeßstufen durch Aufschmelzen sehr vorteilhaft in der flüssigen Phase handhaben kann, ist eine Möglichkeit der Trennung der Komponenten in der flüssigen Phase mit Hilfe von Separatoren nicht gegeben, da die bekannten Separatoren aufgrund ihrer Konstruktion im Prinzip nicht heizbar sind.

[0006] Die Aufgabe zu vorliegender Erfindung besteht demnach darin, einen Separator zu schaffen, mit dem zwei nicht miteinander mischbare Flüssigkeiten, die Feststoff enthalten, der spezifisch schwerer ist als die schwerere der beiden Flüssigkeiten, quantitativ getrennt werden können. Gleichzeitig soll die Möglichkeit bestehen, den Trennraum zu heizen bzw. zu kühlen.

[0007] Die Aufgabe wird durch einen Separator gelöst, der dadurch gekennzeichnet ist, daß die Trommel innerhalb einer statischen Druckkammer angeordnet ist und am Äquator Öffnungen aufweist, die in die statische Druckkammer münden, und die statische Druckkammer mit einer verstellbaren Entnahmecinrichtung versehen ist.

[0008] In einer Ausgestaltung ist die Trommel in mehrere doppelt konische Räume aufgeteilt, an deren Spitze die Öffnungen angeordnet sind, durch die die schwere den Feststoff enthaltende Phase in die statische Druckkammer austritt. Um zu vermeiden, daß der Feststoff vor den Öffnungen sedimentiert, wird die Steigung der Wände der konischen Trommel bzw. der doppelt konischen Räume zweckmässig größer oder gleich dem Böschungswinkel des abzutrennenden Feststoffes gewählt. Um die in der statischen Druckkammer befindliche schwere Phase in etwa phasengleicher Rotation mit dem Inhalt der Trommel zu halten, können auf der Außenseite der Trommelwand Einrichtungen zum Mitnehmen der schweren Phase, wie z.B. Rippen und dergleichen angeordnet sein. Zur Vermeidung von Reibung kann die statische Druckkammer im Inneren oberflächenvergütet sein, z.B._'hochglanzpoliert. Für den gemeinsamen Austrag von schwerer Phase und Feststoff ist die statische Druckkammer mit einem Greifer oder einem Endwehr als Entnahmeeinrichtung versehen. Wehr oder Greifer sind dabei so angeordnet und bezüglich ihrer Durchmesser so bemessen, daß die Trennzone der beiden Phasen an günstiger Stelle innerhalb der rotierenden Trommel liegt. Ist die statische Druckkammer konisch ausgebildet, können Öffnungen am Äquator der konischen Druckkammer als Entnahmeeinrichtung dienen. Die Öffnungen können mit Ventilen versehen sein, die, falls gewünscht, von einer Meßsonde gesteuert werden, die in der Druckkammer in Sollhöhe des Gemisches aus schwerer Phase und Feststoff angeordnet ist. Zwecks indirektem Kühlen bzw. Heizen des Separatorinhaltes kann die statische Druckkammer doppelwandig ausgebildet sein. Bei Verwendung einer konisch ausgebildeten statischen Druckkammer sollte die Steigung der Wände wiederum größer oder gleich dem Böschungswinkel des abzutrennenden Feststoffes gewählt werden.

[0009] Im folgenden wird die Erfindung anhand von lediglich einen Ausführungsweg darstellenden Zeichnungen näher erläutert.

[0010] Es zeigt

Figur 1 den Separator im Schnitt schematisch dargestellt,

Figur 2 den gleichen Separator mit einer Varianten der Entnahmeeinrichtung für die schwere Phase.

Figur 3 eine weitere Variante der Entnahmeeinrichtung für die schwere Phase.

Figur 4 die doppelt konische Trommel des Separators,

Figur 5 den Schnitt V - V der doppelt konischen Trommel.

[0011] In die rotierende konische Trommel 7 des Separators, die mit Trennhilfen, dem Leitteller 5 für das eintretende Gemisch und den Trenntellern 6 versehen ist, ragt das Zulaufrohr 1 für das Gemisch hinein. Konzentrisch zum Zulaufrohr 1 ist das Ablaufrohr 2 für die leichte Phase angeordnet und mit demselben verbunden. Zulaufrohr 1 und Ablaufrohr 2 sind wiederum mit der statischen Druckkammer 11 verbunden. In der Trommel 7 wird die leichte Phase mit einem Greifer 4 abgenommen. Der Greifer 4 ist an dem in die Trommel hineinragenden Ende des Ablaufrohrs 2 angeordnet. Der Leitteller 5, über den das zu trennende Gemisch in die Trommel verteilt wird, ist über Stege 14 mit der Trommel 7 verbunden. Die Trennteller 6, Kegelstümpfe, sind konzentrisch um den Leitteller 5 auf demselben aufgeschichtet. Der Durchmesser des Greifers ₄ muß kleiner sein als der kleinste Durchmesser der Trennteller 6. Leitteller 5 und Trennteller 6 sind mit Ausnehmungen 15 versehen. Auf der Ebene dieser Ausnehmungen soll in etwa die Trennzone liegen, in der das Gemisch in leichte Flüssigkeit (Phase) und schwere Flüssigkeit (Phase), die gegebenenfalls noch Fest- stoff enthält, getrennt werden. Die Trommel 7 ist mit einer Antriebswelle 12 verbunden. Um Toträume für den Feststoff zu vermeiden, kann die Trommel 7 doppelt konisch ausgebildet sein. Die Steigungen α und γ der Trommelwände sind größer oder gleich dem Böschungswinkel des Feststoffs zu wählen. Unter Böschungswinkel soll das Verhältnis von _Böschungshöhe zu Böschungsbreite verstanden werden. An ihrem Äquator ist die Trommel 7 mit Öffnungen 13 versehen, die in die statische Druckkammer 11 münden. Auf der Oberfläche der Trommel 7 können Einrichtungen, z.B. Rippen 8, zum Mitnehmen der schweren Phase angeordnet sein.

[0012] Ebenso wie die Trommel 7 kann auch die Druckkammer 11 konisch gestaltet sein. Sie ist mit einer Entnahmeeinrichtung für die schwere Phase versehen. Die Entnahmeeinrichtung kann ein Wehr 3, ein Greifer 9 sein oder, falls die statische Druckkammer 11 konisch ausgebildet ist, aus mehreren Öffnungen 10 bestehen, die am Äquator der konischen statischen Druckkammer 11 angeordnet sind. Die Öffnungen 10 können mit Ventilen 16 versehen sein. Zur automatischen Steuerung sind die Ventile 16 mit einer Standanzeige 17, z.B. einer Meßsonde, verbunden. Der Durchmesser des Wehres 3 bzw. des Greifers 9 muß größer sein als der Durchmesser des Greifers 4. Vom Durchmesser des Wehres 3 bzw. des Greifers 9 hängt auch die Lage der Trennzone in der Tromel ab. Auch bei der konischen statischen Druckkammer 11 ist die Steigung ß der Wände größer oder gleich dem Böschungswinkel des Feststoffes zu wählen. Bei Verwendung eines Wehres 3 sammelt sich die schwere Phase in einem Fangraum 19 und läuft dann über Rohr 18 ab. Bei Verwendung eines Greifers läuft die schwere Phase über Ablauf 20 ab, der konzentrisch zum Zulaufrohr 1 angeordnet ist. Zum indirekten Zuführen bzw. Abführen von Wärme kann die statische Druckkammer 11 mit einem Doppelmantel 21 versehen sein.

Ansprüche

1. Separator zum Trennen von nicht miteinander mischbaren Flüssigkeiten, die Feststoff enthalten, mit rotierender und mit Trennhilfen versehener konischer Trommel, in die Zulaufrohr, Greifer und Ablaufrohr hineinragen, dadurch gekennzeichnet, daß die Trommel (7) innerhalb einer statischen Druckkammer (11) angeordnet ist und am Äquator Öffnungen (13) aufweist, die in die statische Druckkammer (11) münden, und die statische Druckkammer (11) mit einer verstellbaren Entnahmeeinrichtung versehen ist.

2. Separator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Steigung (α) der Wände der konischen Trommel (7) größer oder gleich dem Böschungswinkel des abzutrennenden Feststoffes liegt.

3. Separator nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Trommel (7) in mehrere, doppelt konische Räume aufgeteilt ist, an deren Spitzen die Öffnungen (13) angeordnet sind, die in die statische Druckkammer (11) münden.

4. Separator nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Steigung (α, γ) der Wände der doppelt konischen Räume größer oder gleich dem Böschungswinkel des abzutrennenden Feststoffes liegt.

5. Separator nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Trommel (7) auf der Außenseite Einrichtungen zur Mitnahme der schweren Phase enthält.

6. Separator nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die mit der schweren Phase in Berührung kommende Oberfläche der statischen Druckkammer (11) vergütet ist.

7. Separator nach den Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die verstellbare Entnahmeeinrichtung der statischen Druckkammer (11) als Wehr (3) ausgebildet ist.

8. Separator nach den Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die verstellbare Entnahmeeinrichtung der statischen Druckkammer (11) als statischer Greifer (9) ausgebildet ist.

9. Separator nach den Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die statische Druckkammer (11) konisch ausgebildet ist, und die Steigung ß der Wände größer oder gleich dem Böschungswinkel des Feststoffes ist.

10. Separator nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die statische Druckkammer (11) an ihrem Äquator Öffnungen (10) als Entnahmeeinrichtung aufweist.

11. Separator nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Öffnungen (10) der statischen Druckkammer (11) mit Ventilen (16) versehen sind.

12. Separator nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Ventile (16) mit einer Standanzeige (17) verbunden sind, die in der statischen Druckkammer (11) in Sollhöhe des rotierenden Gemisches aus schwerer Phase und - enthaltendem Feststoff angeordnet ist.

13. Separator nach den Ansprüchen 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die statische Druckkammer (11) doppelwandig ausgebildet ist.

Zeichnung