164280. lajstromszámú szabadalom • Berendezés nem keveredő folyadékok szétválasztására

9 164280 10 mentén a csomóhoz történő áramlását eredményezi. A találmány szerinti mátrix további lényeges jellemzője a mátrixban elhelyezkedő csomók geometriai elrendezése és az a mód, ahogy a csomók a folyadékot vonzzák és tárolják. Ezek a csomók olyan mértani rendszert alkotnak, amelyben a szilárd anyag felületének aránya az elfoglalt térfogathoz képest a lehető legnagyobb. Ennek következtében az olajcseppecskék térfogatához viszonyítva nagy szilárd anyag felületen tapadhatnak meg. Itt meg kell jegyeznünk, hogy ez a geometriai felépítés nem általánosítható a szálakra is, ahol csak a szálak felületén tapadhat az olaj, tehát a szálak csak igen vékony olajfilmet tarthatnak egyensúlyban. Ennek következtében a szállal érintkező olajrészecskét a felületi erő vortzza a nagyobb felülethez, majd a felületi feszültség különbségek hatására az olajrészecske szívóhatás következtében a csomókhoz jut, ahol az egyensúlyi helyzetben tárolódik. Másszóval, a szálak és csomók úgy vannak elrendezve, hogy a mátrixba lépő cseppek a szálakhoz tapadnak a cseppben levő kapilláris erő hatására, majd a cseppecskén belül fellépő, az olajcseppet összenyomni igyekvő kapilláris erő hatására a cseppecske a szál mentén a csomókhoz vándorol, ahol az olajcseppecskén belüli tényleges hidrosztatikus nyomás kisebb, mint a zsinegen levő cseppecske hidrosztatikus nyomása. Az 5. ábrából látható módon a vázat alkotó cellák tetraéder alakúak, és ez a mértani alakzat azért igen előnyös, mert ez adja a legnagyobb felület/térfogat arányt. A soron következő előnyös mértani alak a kocka, majd a pentagon. Általában a vázat alkotó celláknak olyan alakúaknak kell lenniök, hogy a csomókba a szomszédos szálak lehetőleg a legkisebb szöget zárják be. Ez az olajcseppecskéknek jobb kapilláris stabilitást ad. A mátrix szivattyúzó és tároló működése lehetővé teszi, hogy a mátrix egyidejűleg gyűjtsön és tároljon gazdaságos mennyiségben olajat, és ugyanakkor biztosítja a víz szabad átfolyását is. A mátrixszal szemben támasztott ezen fontos követelmény szemben áll az eddig használt habanyagok tulajdonságával, amelyeknél az elválasztandó folyadék a habanyagot nedvesíti, majd az anyagot lényegében a folyadék további átfolyásával szemben lezárja. Az optimális sziyattyúhatás elérésére célszerű, ha a hengeres szálaknak igen kicsi, előnyösen 1,59 mm-nél kisebb az átmérője. A mátrixot alkotó szálak előkészítése ezt a kapilláris erőhatást még növeli és így elősegíti az olajnak a szálak mentén a csomókhoz történő áramlását. Előnyös tehát, ha a mátrixot előkészítjük a szálakra és csomókra előbb vékony olajréteget felhordva, függetlenül attól, hogy a szalagot alkotó anyag alapvetően vonzza-e az olajat vagy sem. Megjegyzendő továbbá, hogy az optimális működtetés szempontjából a szálak, illetve csomók távolsága igen lényeges. így például, ha olajat kívánunk víztől elválasztani, * szálak, illetve a csomók távolságának célszerűen legalább 2,54 mm-nek, előnyösen kb. 3,95 mm-nek kell lennie. Ha például a szálak közötti távolság 2,54 mm-nél kisebb, akkor valamely olajcsepp 5 áthidalással tökéletes hártyát képezhet a szomszédos szálak között. Normál nyomáson egy 2,54 mm-nél kisebb méretű és a szálak metszéspontján függesztett olaj membrán már olyan stabil, hogy ezt a részterületet a folyadék áramlás elől 10 lezárja. Mivel a folyadék szabad átáramlása a mátrixon keresztül a találmány szerinti rendszer lényeges eleme, ilyen stabil membránképződés a mátrixnak az olaj és víz elválasztó tulajdonságát lerontja. 15 Másrészt viszont, ha a szálak közötti távolság 3,95 mm-nél jóval nagyobb, az olajcseppeket a szál mentén a csomóhoz szállító szivattyúhatás csökken. Ilymódon, mivel a térfogategységre vonatkoztatott csomószám csökken, csökken az 20 adott mátrixszal tárolható olajmennyiség is. A szálak, illetve csomók közötti távolságok természetesen az elválasztásra kerülő folyadékok jellemző tulajdonságai szerint is változhatnak. Olajtól eltérő egyéb folyadékok, amelyeknek 25 felületi feszültsége és sűrűsége is különböző, a szálak és csomók fentiektől eltérő távolságát teszik szükségessé. Az előzőekben leírt anyagból álló szalag működését az 1. ábra mutatja, ahol az ábrázolt 30 szalag alsó vége a felületén D olajréteget vagy filmet hordozó vízbe nyúlik. A vizijárművet a vizén mozgatva, az olajos víz a 10, 12 oldallapok között és C szalagon át áramlik. A 10, 12 oldallapok mellső felület részét úgy alakítják ki, 35 hogy befelé és a C szalaghoz felfelé hajló hullám keletkezzen. Amikor az olajos víz a szalaggal érintkezik, a víz a szalag felső részének likacsain át, a 16 tartókarok között és a szalag alsó részének 40 pórusain szabadon átáramlik, majd visszacsepeg a vízbe. Mint már leírtuk, a szalag a víz felszínén lebegő olajat magához vonzza, tehát az olaj nem áramlik át a vízzel együtt a szalagon, hanem 45 cseppecskék formájában a szalagot alkotó szálakhoz tapad. Az ilyen olajcseppecskéket az 5. ábrán 36 hivatkozási jellel láttuk el. Mint már leírtuk, a 36 szálakra tapadt olajcseppecskék a 32 szálak mentén a 35 nyű irányban mozognak az 5. ábrán 50 látható csomókhoz, majd ezeken a 34 csomókon nagyobb 38 olajcseppekbe tömörülnek. Az 5. ábrán csak néhány olajcseppecskét, ill. tömörült olajcseppet ábrázoltunk néhány szálon és csomón, de nyilvánvaló, hogy a mátrixot alkotó vala-55 mennyi szálon és csomón ugyanez a jelenség észlelhető. A fentiek szerint tömörült olajcseppeket a csomókhoz a felületi feszültség biztosan rögzíti. A szalag azután az olajat a 2. ábrán látható 60 sötétebb szalagrészen a 20, 22 nyomóhengerekhez szállítja, amelyek a szalagra nyomóhatást gyakorolnak és a szalagra tapadt olajat kisajtolják. Az olaj azután a 24 gyűjtőmedencébe esik és 26 csővezetéken át alkalmas olajtartályba jut. A 65 szalag 2. ábrán látható világosabb, regenerált része 5