專利名稱：分離裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一將第一液體與一第二液體分離的分離裝置，其中，第一液體具有比第二液體低的比重，該分離裝置具有-一具有一內(nèi)壁的容器；-一入口和一出口，其中，入口布置在出口上方；-一由滲透過濾器材料制成的分離構(gòu)件，該材料о能吸收第一液體；以及о布置在入口和出口之間的容器內(nèi)；о構(gòu)造成在其清潔時(shí)浮在第二液體上，并由于增加對(duì)第一液體的吸收而下沉。
背景技術(shù)：
這樣的分離裝置例如在壓縮空氣的應(yīng)用中是必要的?？諝鈮嚎s機(jī)通過吸入和壓縮周圍的空氣而產(chǎn)生壓縮空氣。由于物理的條件和壓縮空氣的干燥，空氣中含有的水分凝結(jié)。該凝結(jié)水是一種在大多數(shù)情形下不能排入到公共下水道內(nèi)的污水類型，因?yàn)樗諝鈮嚎s機(jī)的潤滑劑，因此超過容許的碳?xì)浠衔餄舛鹊南拗怠?br> 每小時(shí)吸入空氣為60m3的體積流量通?？蓪?dǎo)致1.6l/h的不連續(xù)的凝結(jié)水流，其每小時(shí)可加載300mg油，相當(dāng)于190ppm。水和油之間的連接有多種不同的形式，范圍從通過擴(kuò)散的油/水混合物到乳化液。在德國，允許排入到下水道內(nèi)的容許量是20或10ppm，在某些情形中是5ppm。因此，凝結(jié)水是處置昂貴的有害廢物。這就是為什么要研究各種方法和裝置來將含有的油從水中分離出的原因。
已知有各種分離液體的裝置，或離析液體的離析裝置。例如，實(shí)用新型DE 90040 19.8描述了在一液體分離器中吸出分離的輕的液體。所述液體分離器包括一其中布置一容器的外殼。一填充有油粘附劑的袋子布置在該容器內(nèi)。油粘附劑是基于聚亞胺酯泡沫的懸浮顆粒材料。被輕液體污染的污水通過入口端口進(jìn)入外殼。只要容器內(nèi)的油粘附劑大大地未飽和，容器僅稍許地浸沒在輕液體層內(nèi)。輕液體穿過容器和包含油粘附劑的袋子，并被油粘附劑吸收。隨著油粘附劑飽和程度增加，袋子重量也增加，這樣，容器不斷地下沉。當(dāng)容器到達(dá)其最下位置時(shí)，油粘附劑大大地被輕密度材料飽和，從而可更換袋子。未被吸收的液體通過一出口逸出?；旧希撗b置的原理是有效的，但該裝置本身非常昂貴且易于失效。例如，由于不能保證液體混合物的全部體積實(shí)際地流過袋子，所以，必然不能確保完全地過濾。
根據(jù)該裝置，DE 600 04 523 D2還描述了一離析裝置和一用來離析不同密度的液體的方法?；旧?，這里所描述的裝置根據(jù)同樣的原理進(jìn)行操作，即，一吸收材料被兩種液體之一飽和，并因?yàn)轱柡投诹硪灰后w中下沉。然而，一根本的差別在于，在此裝置中，全部的體積流必須通過由吸收材料組成的離析部件。該離析部件布置在一容器內(nèi)，以使它完全地填充該容器的橫截面，離析部件和容器之間的摩擦是該裝置的缺點(diǎn)。隨著離析部件的吸收或污染的增加，并因?yàn)闇囟群蛪毫Φ淖兓?，摩擦條件也在變化，這可影響過濾過程和所要求的能量花費(fèi)。因此，該裝置易于失效并需要更多的維護(hù)保養(yǎng)。
所述裝置的另一缺點(diǎn)在于，它們不能處理高度分散或甚至高乳化的凝結(jié)水。通常必須使用成本更加高的方法，例如，薄膜、蒸發(fā)或裂化方法等。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一能將第一液體與一第二液體可靠地分離的分離裝置，其中，第一液體具有比第二液體低的比重。要求該裝置構(gòu)造成盡可能地簡(jiǎn)單，甚至能承受極端的操作條件，并要求可容易地和快速地執(zhí)行諸如檢查和更換過濾器之類的維護(hù)工作。
根據(jù)本發(fā)明，該目的的實(shí)現(xiàn)在于，分離構(gòu)件具有比容器小的直徑，這樣，在操作過程中，內(nèi)壁和浮動(dòng)分離構(gòu)件之間存在一側(cè)向距離，一由第一液體和第二液體組成的液體混合物通過入口填充到容器內(nèi)，以使它必須完全地流過分離構(gòu)件，這樣，分離構(gòu)件可吸收第一液體。
因此，本發(fā)明的基本優(yōu)點(diǎn)在于，由吸收材料構(gòu)成的分離構(gòu)件浮動(dòng)在已經(jīng)過濾液體的表面上，而不側(cè)向接觸容器的內(nèi)壁。因?yàn)橐后w仍通過分離構(gòu)件，所以，可消除由分離構(gòu)件和容器內(nèi)壁之間摩擦力造成的所有缺點(diǎn)。隨著吸收的增加，分離構(gòu)件的重量或質(zhì)量也增加，這樣，它在周圍液體中不斷地下沉。位于已經(jīng)過濾的液體表面上方的過濾器材料通過毛細(xì)作用吸收油。可防止凝結(jié)水所流過的過濾器材料發(fā)生過早阻塞，同時(shí)，因?yàn)榉蛛x構(gòu)件連續(xù)地下沉，所以，周圍液體表面附近始終存在干凈的未飽和的過濾器材料。
有利地是，分離構(gòu)件的形狀像一具有一內(nèi)腔的罐，流體從內(nèi)側(cè)到外側(cè)流過內(nèi)腔，這樣，油的自由部分(即使密度大約為1kg/dm3)不可避免地與分離構(gòu)件接觸。因?yàn)樵黾拥哪Y(jié)水量由于流動(dòng)阻力的增加而導(dǎo)致分離構(gòu)件內(nèi)水位提高，因此，形成一自調(diào)節(jié)面區(qū)域。這種情況適用于分離構(gòu)件增加的消耗。較佳地，借助于一導(dǎo)向管朝向內(nèi)腔中心地執(zhí)行分離構(gòu)件的填充，由此，阻止或限制浮動(dòng)的分離構(gòu)件的側(cè)向轉(zhuǎn)向。
還為有利的是，借助于幫助(諸如逗留)可將分離構(gòu)件保持在一中心位置內(nèi)，由此，對(duì)防止側(cè)向浮動(dòng)離開提供了額外的措施。
根據(jù)本發(fā)明的分離裝置的結(jié)構(gòu)防止發(fā)生特性降低的旁路。此外，分離構(gòu)件絕不可完全地阻塞其所布置在其中的裝置，因?yàn)槿绻蛛x構(gòu)件完全地阻塞和不滲透，則供應(yīng)的液體混合物將從分離構(gòu)件流出并向下流到分離構(gòu)件的側(cè)邊。這就肯定地消除了過濾的效果，但裝置將不阻塞。
分離構(gòu)件較佳地由幾乎不吸收水的材料組成。這提供的優(yōu)點(diǎn)在于可毫無任何問題地實(shí)施熱處理，且?guī)缀醪灰驗(yàn)槿狈λ退x擇類型材料而有殘余物。這樣的材料是公知的。例如，可采用親油的聚丙烯。
尤其是，如果根據(jù)本發(fā)明的分離裝置與附加的分離或過濾部件組合，則它特別地有效。例如，液體混合物起初留在其中的一預(yù)分離器可布置在分離裝置的上游。該預(yù)分離器吸收懸浮物，這樣，過濾階段不經(jīng)受任何性能減弱的加載。預(yù)分離器可借助于一在其底部的出口快速地和容易地清洗。
浮游在預(yù)分離器表面上的自由部分可通過一油排出管排出到一單獨(dú)的收集容器內(nèi)。對(duì)于大部分油類，帶有一部分水的最大部分的自由油可在不到60分鐘內(nèi)落在表面上。通過向上移動(dòng)油排出管，可在收集滿的容器必須更換時(shí)防止預(yù)分離器溢流。油排出管和分離裝置容器的入口之間的高度差可進(jìn)行調(diào)整，這樣，可阻止水進(jìn)入收集容器的厚度層在波動(dòng)狀流動(dòng)時(shí)總可根據(jù)油的密度進(jìn)行調(diào)整。
原則上，兩個(gè)過濾階段應(yīng)從頂向下通過。因此，密度大于水的油部分將不會(huì)阻塞任何與功能相關(guān)的管道。
如果分離構(gòu)件起作一初級(jí)過濾器且主過濾器布置在容器內(nèi)，則將可達(dá)到另一優(yōu)點(diǎn)。該主過濾器較佳地布置在分離構(gòu)件下方。因此，離開分離構(gòu)件的液體到達(dá)主過濾器，通過它并流過出口而流出容器。主過濾器適于容器的尺寸以使全部的液體必須流過主過濾器。較佳地，主過濾器填充容器的全部橫截面。
分離構(gòu)件和主過濾器的密度適于對(duì)應(yīng)液體流過，由此，防止形成水道和防止液體以基本上耗盡的方式流過。
此外，分離構(gòu)件和主過濾器精確地適于表面區(qū)域、數(shù)量和保持時(shí)間諸方面的對(duì)應(yīng)應(yīng)用，以及經(jīng)濟(jì)地設(shè)計(jì)。主過濾器也包括幾乎不吸收水的過濾介質(zhì)。
有利地是，分離構(gòu)件和主過濾器通常滿足聯(lián)邦部所出版的“油粘附劑的要求”。
較佳地，主過濾器應(yīng)這樣地布置在容器內(nèi)，以使液體中心地供應(yīng)和排出，且在每一情形中可提供主過濾器的全部橫截面區(qū)域，從而不發(fā)生液體的旁路。
此外，主過濾器可由能分離包含細(xì)微分散液體和甚至乳化油而使它們可被排出的材料組成。例如，合適的材料有帶有分配定向表面壓縮的親油的融熔紡絲聚合物，以及紡織物及具有合適密度和大小的活性碳，它們用來吸收最細(xì)微的油滴和親油的泡沫聚合物，并通過過濾介質(zhì)上的油涂層來防止阻塞。
有利地是，一上升管布置在容器出口下游處的純水上，所述上升管確保長的保持時(shí)間和液體在過濾階段內(nèi)良好的分布。
為便于維護(hù)工作并確保過濾器均勻地分離，可設(shè)置多個(gè)液面指示器，它們指示分離或過濾階段的消耗程度。例如，分離構(gòu)件較佳地設(shè)置有一指示分離器已下沉深度的液面指示器。此外，一液面指示器可指示液體在分離構(gòu)件內(nèi)或主過濾器內(nèi)的積累程度。


現(xiàn)將參照附圖詳細(xì)地解釋本發(fā)明。應(yīng)該理解到，所示附圖只是示范性的，并不限制本發(fā)明。
附圖示出圖1示出一用來從水中分離或離析油的凝結(jié)處理裝置的第一實(shí)施例；圖2示出根據(jù)本發(fā)明的一凝結(jié)處理裝置的第二實(shí)施例。
具體實(shí)施例方式
液體流動(dòng)方向用箭頭表示。
附圖中示出的兩個(gè)凝結(jié)處理裝置20說明本發(fā)明分離裝置22的原理。分離裝置22布置在一包括入口26和出口28的容器24內(nèi)。在所示實(shí)施例中，容器24布置在外殼30內(nèi)。容器24可比圖中所示短。一可供選擇的密封可布置在容器24和外殼30之間。然而，容器24可構(gòu)造成省略外殼30。
分離裝置22包括一布置在入口26和出口28之間的分離構(gòu)件32，即，位于出口28上方和入口26下方。較佳地，分離構(gòu)件32呈罐形狀，其中，通過入口26供應(yīng)液體混合物34，使液體混合物34通過分離構(gòu)件32從內(nèi)側(cè)到外側(cè)。入口26相對(duì)于罐形狀分離構(gòu)件32盡可能中心地布置，由此，液體混合物34在內(nèi)腔42內(nèi)達(dá)到一均勻的分布或累積。
本發(fā)明的另一主要特征在于，分離構(gòu)件32包括比容器24的內(nèi)橫截面小的外尺寸或橫截面。因此，分離構(gòu)件32不接觸容器24的內(nèi)壁36。
液體混合物34由第一液體38和第二液體40構(gòu)成。第一液體38最好是油，而第二液體40是水。
當(dāng)液體混合物34通過分離構(gòu)件32時(shí)，分離構(gòu)件32吸收第一液體38并讓第二液體40通過。分離構(gòu)件32構(gòu)造成當(dāng)分離構(gòu)件32沒有或只吸收很少第一液體38時(shí)，其浮動(dòng)在第二液體40上。這特別地通過使用一種用于分離構(gòu)件32的材料來實(shí)現(xiàn)，該材料具有等于或小于第二液體40的比重。
在圖1和2中，凝聚水處理裝置20已處于操作過程中，這樣，一部分第二液體40已經(jīng)通過分離構(gòu)件32，且分離構(gòu)件32對(duì)應(yīng)地浮動(dòng)在第二液體40上或已經(jīng)在其中下沉。
這意味著第一液體38的吸收導(dǎo)致分離構(gòu)件32的重量逐漸增加，以使后者下沉在第二液體40內(nèi)。由于毛細(xì)作用，第一液體38在分離構(gòu)件32內(nèi)上升到第二液體的液位上方。該穩(wěn)定的下沉過程可具有這樣的效果第一液體38可總是接觸清潔的還未使用的能夠吸收的分離構(gòu)件32的材料。
所示的兩個(gè)凝聚水處理裝置20包括一主過濾器44，其對(duì)應(yīng)地布置在分離構(gòu)件32或分離裝置22的下游。主過濾器44布置在分離構(gòu)件32的下方，并構(gòu)造成填充容器24的橫截面，這意味著，離開分離裝置22的全部第二液體40被強(qiáng)制通過主過濾器44，以便到達(dá)出口28。例如，主過濾器44包括帶有分配定向表面壓縮的親油的融熔紡絲聚合物，以及紡織物及具有合適密度和大小的活性碳，它們用來吸收最細(xì)微的油滴或親油的聚合物。因此，主過濾器44能分離含有細(xì)微分散的和甚至乳化的油的凝聚水。
一中間處理階段形成在分離構(gòu)件32和主過濾器44之間。該中間階段提供離開分離構(gòu)件32的液體，其具有附加保持時(shí)間以便分離尚未阻止的第一液體38的自由部分。此外，該部分仍被過濾以在該區(qū)域內(nèi)接觸分離構(gòu)件32的外表面。
有利地是，一上升器46布置在主過濾器44的下游處，其中，上升器46可提升離開主過濾器44的純水48。上升器46提供長的保持時(shí)間并確保液體在凝結(jié)水處理裝置內(nèi)良好地分布。
此外，兩個(gè)圖示出一實(shí)施例，其中，預(yù)分離器50布置在分離裝置22的上游。液體混合物34流過一吸入構(gòu)件52并進(jìn)入吸入罐54和在其中提升。吸入構(gòu)件52包括一將液體混合物34引入到靠近吸入罐54底部附近的一區(qū)域的管嘴56。預(yù)分離器50吸收懸浮物，這樣，其后的過濾階段不經(jīng)受任何性能減弱的加載。然后，液體混合物34流出預(yù)分離器50并通過入口26朝向分離構(gòu)件32。
根據(jù)圖2，預(yù)分離器50也可構(gòu)造成排出已經(jīng)浮動(dòng)在預(yù)分離器表面上的油的自由部分或第一液體38的自由部分。為此目的，設(shè)置一單獨(dú)的收集容器60，其通過導(dǎo)管62連接到吸入罐54。導(dǎo)管62內(nèi)的一開口64布置成第一液體38的上升部分可通過開口64遷移到導(dǎo)管62內(nèi)并最終進(jìn)入到收集容器60內(nèi)。其余的液體混合物34通過一上升器66供應(yīng)到入口26。
此外，可設(shè)置能指示分離構(gòu)件32和主過濾器44消耗程度的液面指示器68。當(dāng)分離構(gòu)件32的內(nèi)腔42內(nèi)的液位上升，分離構(gòu)件32下沉且液體積累在容器24內(nèi)時(shí)，主過濾器44消耗盡?？墒褂檬袌?chǎng)出售的裝置用作為該液面指示器68。
本發(fā)明的分離裝置22可通過入口26連接到預(yù)分離器50和通過出口28連接到上升器46，并還包括所述的主過濾器44?；蛘撸蛛x裝置22可只與上述部件中的一個(gè)或幾個(gè)組合。與所述部件的連接視對(duì)應(yīng)的應(yīng)用而定。
本發(fā)明不局限于上述的實(shí)施例，但包括所有同樣起作用的實(shí)施例。
從以下專利的權(quán)利要求書中將會(huì)明白本發(fā)明進(jìn)一步的優(yōu)點(diǎn)。
權(quán)利要求
1.一將第一液體與一第二液體分離的分離裝置(22)，其中，第一液體具有比第二液體低的比重，該分離裝置具有—一具有一內(nèi)壁(36)的容器(24)；—一入口(26)和一出口(28)，其中，入口(26)布置在出口(28)上方；—一由可滲透的過濾器材料制成的分離構(gòu)件(32)，該材料—能吸收第一液體(38)；以及—布置在入口(26)和出口(28)之間的容器(24)內(nèi)；—構(gòu)造成在它清潔時(shí)浮在第二液體(40)上，并由于增加對(duì)第一液體(38)的吸收而下沉，其特征在于，分離構(gòu)件(32)具有比容器(24)小的直徑，這樣，內(nèi)壁(36)和浮動(dòng)分離構(gòu)件(32)之間存在一側(cè)向距離，一由第一液體(38)和第二液體(40)組成的液體混合物(34)通過入口(26)填充到容器(24)內(nèi)，以使它必須完全地流過分離構(gòu)件(32)，這樣，分離構(gòu)件(32)可吸收第一液體(38)。
2.如權(quán)利要求1所述的分離裝置(22)，其特征在于，分離構(gòu)件(32)呈罐形狀，并具有一內(nèi)腔(42)以及一朝向入口(26)定向的罐開口，液體混合物(34)填充到內(nèi)腔(42)內(nèi)。
3.如權(quán)利要求1或2中任何一項(xiàng)所述的分離裝置(22)，其特征在于，分離構(gòu)件(32)在其中心線內(nèi)被導(dǎo)向，并因此保持在容器(24)內(nèi)。
4.如權(quán)利要求1至3中任何一項(xiàng)所述的分離裝置(22)，其特征在于，一主過濾器(44)布置在容器(24)內(nèi)位于分離構(gòu)件(32)和出口(28)之間，并構(gòu)造成使離開分離構(gòu)件(32)的第二液體(40)通過主過濾器(44)到出口(28)。
5.如權(quán)利要求4所述的分離裝置(22)，其特征在于，一上升管(46)布置在出口(28)的下游，在此上升管(46)中，離開主過濾器(44)的純水(48)上升。
6.如權(quán)利要求1至5中任何一項(xiàng)所述的分離裝置(22)，其特征在于，入口(26)連接到一預(yù)分離器(50)，其中，懸浮物質(zhì)從液體混合物(34)中分離。
7.如權(quán)利要求6所述的分離裝置(22)，其特征在于，預(yù)分離器(50)構(gòu)造成使第一液體(38)的自由部分也被分離。
8.如權(quán)利要求1至7中任何一項(xiàng)所述的分離裝置(22)，其特征在于，設(shè)置多個(gè)液面指示器(68)，以指示分離構(gòu)件(32)的消耗程度。
9.如權(quán)利要求1至8中任何一項(xiàng)所述的分離裝置(22)，其特征在于，設(shè)置多個(gè)液面指示器(68)，以指示主過濾器(44)和/或分離構(gòu)件(32)的消耗程度。
全文摘要
本發(fā)明涉及一將第一液體(38)與一第二液體(40)分離的分離裝置(22)，其中，第一液體(38)具有比第二液體(40)低的比重。分離裝置(22)包括一具有一內(nèi)壁的容器(24)，一入口(26)和一出口(28)，其中，入口(26)布置在出口(28)上方，以及一由滲透過濾器材料制成的分離構(gòu)件(32)，該材料能吸收第一液體(38)并布置在入口(26)和出口(28)之間的容器(24)內(nèi)，且構(gòu)造成在其清潔時(shí)浮在第二液體(40)上，并由于增加對(duì)第一液體(38)的吸收而下沉。分離構(gòu)件(32)具有比容器(24)小的直徑，這樣，內(nèi)壁(36)和浮動(dòng)分離構(gòu)件(32)之間存在一側(cè)向距離，一由第一液體(38)和第二液體(40)組成的液體混合物(34)通過入口(26)填充到容器(24)內(nèi)，以使它必須完全地流過分離構(gòu)件(32)，這樣，分離構(gòu)件(32)可吸收第一液體(38)。
文檔編號(hào)B01D17/022GK1853753SQ20061006793
公開日2006年11月1日 申請(qǐng)日期2006年3月20日 優(yōu)先權(quán)日2005年3月19日
發(fā)明者H·施倫斯克爾 申請(qǐng)人:貝科技術(shù)有限公司