PL218279B1 - Hydrocyklon oraz urządzenie do odolejania mieszanin wodno-olejowych - Google Patents

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest hydrocyklon oraz urządzenie do rozdzielania mieszanin wodno-olejowych, zwłaszcza do usuwania oleju z emulsji wodnej wód zęzowych na statkach, w lokomotywowniach i warsztatach samochodowych.

Znane i stosowane konstrukcje hydrocyklonów składają się z części cylindryczno-stożkowej i części cylindrycznej. Hydrocyklony wykorzystywane są w większości przypadków do rozdziału faz stałej i ciekłej. Podejmowano szereg prób rozdziału niemieszających się i wzajemnie nierozpuszczalnych cieczy, jednak osiągane rezultaty nie były zadawalające.

Znany jest z polskiego opisu patentowego PL 191 701 hydrocyklon przeznaczony do rozdzielania niejednorodnych, zanieczyszczonych frakcjami stałymi mieszanin wodno-olejowych charakteryzujący się tym, że między częścią cylindryczno-stożkową cylindryczną znajduje się pierścieniowa szczelina, usytuowana we wnętrzu współosiowo osadzonego zbiornika, przy czym część cylindryczna jest przesuwnie osadzona w zbiorniku. natomiast w dolnej części zbiornika zamocowany jest stycznie do jego pobocznicy wylotowy króciec.

Z polskiego opisu patentowego PL 191 700 znany jest hydrocyklon charakteryzujący się tym, że w części cylindrycznej usytuowana jest komora zanieczyszczeń ciekłych, połączona perforowaną rurką z komorą roboczą usytuowaną w stożkowej części korpusu, zakończonej kolektorem zawierającym komorę zanieczyszczeń stałych i komorę oczyszczonej wody. Średnica zewnętrzna dolnej części perforowanej rurki jest równa wewnętrznej średnicy wylotu komory roboczej. Na powierzchni rurki umieszczony jest materiał filtracyjny.

W celu uzyskania jak najlepszej sprawności rozdziału dwóch niemieszających się cieczy w hydrocyklonie należy tak dobrać konstrukcje hydrocyklonu i prędkość kropel oleju, aby w wirze swobodnym nie występowała wtórna ich dyspersja. Powtórne rozdrobnienie kropel będzie zależało od prędkości wlotowej, jej wzrostu w trakcie przepływu po spirali osi hydrocyklonu oraz rozwiązania konstrukcyjnego wielkości kąta stożka i długości części cylindrycznej.

Z polskiego opisu patentowego PL 140 417 znane jest urządzenie do odolejania mieszanin wodno-olejowych charakteryzujące się tym, że ma filtr usytuowany w dolnej części odolejacza pierwszego stopnia i przestrzeń wewnętrzna filtra połączona jest za pomocą rurociągu z króćcem ssącym pompy. Natomiast króciec tłoczący pompy połączony jest za pomocą rurociągu z wewnętrzną przestrzenią wkładów koalescencyjnych umieszczonych w odolejaczu drugiego stopnia.

Z opisu polskiego zgłoszenia wynalazku P 382007 pt. „Sposób i urządzenie do odolejania mieszanin wodno-olejowych, zwłaszcza na statkach znane jest rozwiązanie urządzenia charakteryzujące się tym, że do zbiornika retencyjnego podłączona jest pompa z modułem ultrafiltracyjnym, którego wylot wody za pośrednictwem zaworów połączony jest z wlotem zbiornika retencyjnego i zbiornikiem wody płuczącej moduł ultrafiltracyjny. Natomiast wylot oczyszczonej wody z modułu ultrafiltracyjnego za pośrednictwem przepływomierza i zaworów połączony jest z miernikiem zaolejenia, a za pośrednictwem kolejnego zaworu połączony jest ze zbiornikiem wody płuczącej, przy czym zbiornik wody płuczącej połączony jest za pośrednictwem zaworów ze zbiornikiem retencyjnym.

Znane i stosowane hydrocyklony i urządzenia do odolejania mieszanin wodno-olejowych nie zapewniają zadowalającego stopnia usunięcia oleju z wody.

Celem wynalazku jest opracowanie konstrukcji która pozwoli uzyskać jak najlepszą sprawność rozdziału dwóch niemieszających się cieczy w hydrocyklonie.

Hydrocyklon składający się z cylindrycznego i stożkowego elementu oraz wylotowego i wlotowego króćca, według wynalazku charakteryzuje się tym, że króciec wylotowy oleju zakończony jest zaworem dławiącym a wylot wody z hydrocyklonu zakończony jest zaworem dławiącym, przy czym stosunek średnic króćca wylotowego wody do średnicy króćca wylotowego oleju Φ./Φ wynosi od 2,5 : 1 do 8 : 1, korzystnie 6,6 : 1, natomiast stosunek wysokości części stożkowej do części cylindrycznej H/h wynosi od 2 : 1 do 16 : 1, korzystnie 2,4.

Konstrukcja hydrocyklonu według wynalazku zapewnia taką prędkość kropel oleju, aby w wirze swobodnym nie występowała wtórna ich dyspersja.

Urządzenie do odolejania mieszanin wodno-olejowych według wynalazku charakteryzuje się tym, że zawiera filtr cząstek stałych, usytuowany na rurociągu łączącym pompę ze zbiornikiem zaolejonej wody, za pompą umieszczony jest miernik poziomu zaolejenia wody, którego wyjście połączone jest rurociągiem z króćcem wejściowym hydrocyklonu. Natomiast hydrocyklon ma króciec wylotowy oleju zakończony zaworem dławiącym, a wylot wody z hydrocyklonu zakończony jest zaworem dłaPL 218 279 B1 wiącym, przy czym stosunek średnic króćca wylotowego wody do średnicy króćca wylotowego oleju

Φ,,.,/Φ,, wynosi od 2,5 : 1 do 8 : 1, korzystnie 6,6 : 1, natomiast stosunek wysokości części stożkowej do części cylindrycznej H/h wynosi od 2 : 1 do 16 : 1, korzystnie 2,4. Króciec wylotowy oleju z hydrocyklonu połączony jest rurociągiem ze zbiornikiem oleju, króciec wyjściowy ze zbiornika połączony jest rurociągiem z odolejaczem. Natomiast zawór dławiący zamontowany na wyjściu wody z hydrocyklonu, połączony jest ze zbiornikiem retencyjnym wody, a króciec wyjściowy ze zbiornika retencyjnego wody, za pośrednictwem rurociągu z zamontowanym filtrem, połączony jest z odolejaczem, przy czym na rurociągu wylotowym oczyszczonej wody z odolejacza zamontowany jest zawór zwrotny oraz miernik stopnia zaolejenia wody. Mierniki połączone są z panelem sterowania.

Urządzenie według wynalazku zapewnia bardzo dużą skuteczność rozdzielenia oleju z wody.

Przedmiot wynalazku uwidoczniono na rysunku, gdzie fig. 1 - przedstawia hydrocyklon w widoku z boku, fig. 2 przedstawia w widoku urządzenie do odolejania mieszanin wodno-olejowych zawierające hydrocyklon.

Hydrocyklon 8 ma w górnej części, cylindrycznej głowicy dolotowej 24, stycznie osadzone trzy króćce wlotowe 7 dla wody zaolejonej i króciec wylewowy 9 odseparowanego oleju, który usytuowany jest symetrycznie w osi hydrocyklonu 8. Króciec wylewowy 9 oleju ma zamontowany zawór dławiący 14. Głowica dolotowa 24 osadzona jest na stożkowym korpusie 25, którego kąt a pochylenia ścianek wynosi a =15° a stosunek wysokości stożkowego korpusu 25 do wysokości cylindrycznej głowicy 24 wynosi H/h = 3:1. Korpus stożkowy 25 połączony jest z cylindrycznym korpusem 26, na końcu którego zamocowany jest króciec wylotowy oczyszczonej wody 27 z zamontowanym zaworem dławiącym 14. Natomiast stosunek średnicy cylindrycznego korpusu 26 do średnicy króćca wylewowego oleju 9 wynosi Φ./Φ_;; = 2:1.

Urządzenie do odolejania mieszanin wodno-olejowych na statku połączone jest rurociągiem ze zbiornikiem 1 wody zaolejonej. Przed pompą 4 zamontowany jest na rurociągu 3 filtr cząstek stałych 2, natomiast na rurociągu 6, łączącym pompę 4 z trzema króćcami wlotowymi 7 hydrocyklonu 8, umieszczony jest miernik poziomu zaolejenia wody 5. Hydrocyklon 8 zawiera głowicę dolotową 24 ze stycznie osadzonymi króćcami wlotowymi 7 wody zaolejonej oraz symetrycznie usytuowanym w osi króćcem wylewowym 9 oleju z zaworem dławiącym 14. Króciec wylewowy 9 oleju połączony jest rurociągiem 10 ze zbiornikiem oleju 11. Przy czym stosunek średnic króćca wylotowego wody do średnicy króćca wylotowego oleju Φ./Φ_;; wynosi 2:1, natomiast stosunek wysokości części stożkowej do części cylindrycznej H/h wynosi 3:1. Zbiornik oleju 11 połączony jest rurociągiem 12 z odolejaczem 13, który wyposażony jest w pompę 28. Na rurociągu 12 usytuowany jest zawór 20. Odolejacz 13 połączony jest rurociągiem 18, zawierającym zawór zwrotny 19 z miernikiem stopnia zaolejenia wody 22, z którego zaworem 21 czysta woda usuwana jest za burtę lub kierowana do zbiornika retencyjnego 15, jeżeli stopień zaolejenia jest wyższy od dopuszczalnego. Ponadto odolejacz 13 połączony jest rurociągiem 16, na którym umieszczony jest zawór zwrotny 20 i filtr 17, bezpośrednio ze zbiornikiem retencyjnym 15. Głowica dolotowa 24 hydrocyklonu 8 osadzona jest na stożkowym korpusie 25, natomiast poniżej zamontowany jest cylindryczny korpus 26, zakończony zaworem dławiącym 14, którego wyjście połączone jest rurociągiem 29 ze zbiornikiem retencyjnym 15. Mierniki 5, 22 oraz zawory 21 i zawory dławiące 14 połączone są z panelem sterowania 23.

Claims (2)

1. Hydrocyklon składający się z cylindrycznego i stożkowego elementu oraz wylotowego i wlotowego króćca, znamienny tym, że króciec wylotowy oleju (9) zakończony jest zaworem dławiącym (14), a wylot wody z hydrocyklonu zakończony jest zaworem dławiącym (14), przy czym stosunek średnic króćca wylotowego wody do średnicy króćca wylotowego oleju Φ^Φο wynosi od 2,5 : 1 do 8 : 1, korzystnie 6,6 : 1, natomiast stosunek wysokości części stożkowej do części cylindrycznej H/h wynosi od 2 : 1 do 16 : 1, korzystnie 2,4.

2. Urządzenie do odolejania mieszanin wodno-olejowych zawierające filtry, pompy i odolejacz, znamienne tym, że zawiera filtr cząstek stałych (2), usytuowany na rurociągu (3) łączącym pompę (4) ze zbiornikiem zaolejonej wody (1), za pompą (4) umieszczony jest miernik poziomu zaolejenia wody (5) którego wyjście połączone jest rurociągiem (6) z króćcem wejściowym (7) hydrocyklonu (8), natomiast hydrocyklon (8) ma króciec wylotowy oleju (9) zakończony zaworem dławiącym (14), a wylot wody z hydrocyklonu zakończony jest zaworem dławiącym (14), przy czym stosunek średnic króćca wylotowego wody do średnicy króćca wylotowego oleju ®w^_o wynosi od 2,5 : 1 do 8 : 1, korzystnie 6,6 : 1, natomiast stosunek wysokości części stożkowej do części cylindrycznej H/h wynosi od 2 :1 do 16 : 1, korzystnie 2,4,

PL 218 279 B1 a króciec wylotowy oleju (9) z hydrocyklonu (8) połączony jest rurociągiem (10) ze zbiornikiem oleju (11), króciec wyjściowy ze zbiornika (11) połączony jest rurociągiem (12) z odolejaczem (13), natomiast zawór dławiący (14) zamontowany na wyjściu wody z hydrocyklonu (8) połączony jest ze zbiornikiem retencyjnym wody (10), a króciec wyjściowy ze zbiornika retencyjnego wody (15) za pośrednictwem rurociągu (16) z zamontowanym filtrem (17) połączony jest z odolejaczem (13), przy czym na rurociągu wylotowym oczyszczonej wody (18) z odolejacza (13) zamontowany jest zawór zwrotny (19) oraz miernik stopnia zaolejenia wody (22), natomiast mierniki (5) i (22) połączone są z panelem sterowania (23).