DE2458147B2 - Gerät zum Entfernen von auf einer Flüssigkeit schwimmenden Verunreinigungsschichten - Google Patents

Description

Die Erfindung hat ein Gerät der im Oberbegriff des Anspruchs 1 definierten Art zum Gegenstand.

In der deutschen Offenlegungsschrift 21 49 171 ist ein Verfahren beschrieben, das darin besteht, mit Hilfe eines von einem Schiff gezogenen oder geschobenen oder in einer Wasserströmung unbewegten Geräts mit alleiniger Wirkung der relativen Geschwindigkeit eine geeignet dicke Wasserschicht mit darauf schwimmendem Verschmutzungsstoff einzufangen und diese relative Geschwindigkeit dazu zu verwenden, das Wasser und die verschmutzende Flüssigkeit tangential in eine oder mehrere Zyklonkammem einzuleiten, diese Kammern mit Wasser und verschmutzendem Stoff vollkommen zu füllen und den Inhalt in Rotation zu versetzen. Dadurch wird eine Wirbelzone erzeugt, mit der die verschmutzende Flüssigkeit im mittleren axialen

ίο Bereich konzentriert wird, von wo aus sie durch ein axial angeordnetes Rohr, das die Zyklonkammer durch den Deckel verläßt, entfernt wird, während das zentrifugierte Wasser vom verschmutzenden Stoff befreit durch die untere Zyklonspitze abgeführt wird.

Dieses Verfahren beruht auf der Verwendung der relativen Geschwindigkeit des Geräts in bezug auf die zu reinigende Wasseroberfläche und arbeitet daher um so besser, je höher die Geschwindigkeit ist

In bestimmten Ausführungsformen weist das bekannte Gerät an seiner Vorderseite eine Schöpfkelle auf, die über eine geeignete Breite hinweg Wasser und Verschmutzungsstoff aufnimmt und nach Art eines

Überlaufs arbeitet.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Gerät zur Entfernung von auf einer schwereren Flüssigkeit schwimmenden Stoffschichten anzugeben, das in bezug auf die zu reinigende Flüssigkeitsoberfläche keinerlei Relativbewegung besitzt, d. h., mit einem unbewegten Gerät an der Oberfläche einer praktisch strömungsfreien Flüssigkeit.

Wenn man sich bei solch einem Gerät damit begnügt, die Zuführung von zu reinigender Flüssigkeit in das unbewegte Gerät durch eine am unteren Ausgang der Zyklonkammer angeordnete Saugpumpe zu bewirken,

'5 wobei die vordere Schöpfkelle eingetaucht bleibt, so stellt man fest, daß nach kurzer Zeit nur noch Wasser in den Zyklon gelangt, während der leichtere verschmutzende Stoff an der Oberfläche bleibt und sich aufgrund der Unbewegtheit des Geräts nicht ansammelt, während bei einem Gerät, das mit Hilfe der Relativgeschwindigkeit arbeitet, sich der verschmutzende Stoff jenseits der Schöpfkelle oberhalb des Zykloneingangs ansammelt und eine ausreichende Dicke erreicht, so daß er durch den Eingang eintreten kann.

Das diese Aufgabe zufriedenstellend erfüllende Gerät ist im Hauptanspruch gekennzeichnet

Versuche haben gezeigt, daß es notwendig ist, die Speisung des Zyklons ausgehend von einer Schwelle vorzunehmen, die jederzeit eine reißende Dauerströmung hervorruft, bei der sich in Strömungsrichtung vor dem Zykloneingang ein hydraulischer Wechselsprung bildet, dessen konstantes Niveau unter der Ebene der Wasseroberfläche liegt.

Die Aufrechterhaltung dieser reißenden Strömung mit auf einem vorbestimmten Niveau stabilisiertem Wechselsprung, unabhängig von den Arbeitsbedingungen des Geräts an der Wasseroberfläche (Wellen, Wirbel, usw.), kann mit Hilfe einer Durchsatzregelung des Zyklons erreicht werden.

Diese Durchsatzregelung des Zyklons kann erreicht werden entweder durch Steuerung des Durchsatzes der Pumpe an der oberen oder unteren Zyklonöffnung mit Hilfe einer Vorrichtung, die das Niveau des zuvor auf einen bestimmten Wert festgelegten Wechselsprungs feststellt, oder durch einen oder mehrere Wassereinlässe mit geeignetem Querschnitt in einer Wandung des Geräts unterhalb der Wasseroberfläche.
Die sich durch diese zusätzlichen Einlasse ergebende

Wasserströmung gleicht automatisch die Durchsatzunterschiede des Zyklons aus, um den Wechselsprung auf der zuvor festgelegten Höhe zu halten, da der Durchsatz dieser Einlasse in jedem Augenblick abhängt vom Druckunterschied zwischen dem Innenraum des Geräts und der äußeren Umgebung; diese Druckdifferenz ist direkt an das Niveau des Wechselsprungs gebunden.

Andererseits muß bei sehr starken Wellentälern, die die Schwelle vollkommen freilegen können, vermieden werden, daß die Luft in den Zyklon gelangt, durch die sein Betrieb unterbrochen und erheblich gestört würde.

Auch dieser Nachteil kann mit Hilfe der genannten Wassereinlässe oder der Niveaufeststellung behoben werden.

Oberhalb der Schwelle kann eine Profilleitwand angeordnet werden, die den Eintritt der Flüssigkeit in das Gerät erleichtert.

Nachfolgend werden einige Ausführungsbeispiele eines erfindungsgemäßen Geräts zum Abschöpfen von in einem Wasserbecken auf der Wasseroberfläche schwimmenden Stoffen unter Bezugnahme auf die Figuren beschrieben.

F i g. 1 zeigt eine perspektivische Ansicht eines erfindungsgemäßen Geräts.

Fig.2 zeigt eine perspektivische Ansicht einer Variante des erfindungsgemäßen Geräts.

Fig.3 zeigt eine perspektivische Ansicht einer weiteren Variante des erfindungsgemäßen Geräts.

In F i g. 1 sind eine ebene senkrechte Leitwand 1 und eine dieser gegenüberliegende senkrechte Leitwand 3 zu sehen. Die Wand 3 ist Teil eines Keils 2 und weist eine gekrümmte Innenfläche auf, die vor einem Zyklon 4 mit der Wandung 1 zusammenläuft; das Ganze wird mit Hilfe von hier nicht dargestellten Schwimmern in einer bestimmten Eintauchtiefe an der zu reinigenden Wasseroberfläche gehalten, auf der eine Schicht verunreinigender Flüssigkeit 5, beispielsweise Rohöl, schwimmt.

Zwischen den beiden zusammenlaufenden Wänden 1 und 3 liegt eine Schwelle 6, deren freies Ende 7 leicht unterhalb der verunreinigenden Schicht liegt und die tangential im unteren Bereich einer Einlaßöffnung 8 des Zyklons 4 mündet.

Das Eindringen der Flüssigkeit in den Zyklon 4 durch die tangential unterhalb der freien Oberfläche angeordnete Einlaßöffnung 8, wodurch der Zyklon bis zu seinem Deckel 20 gefüllt wird, und die Rotation der Flüssigkeit im Innern des Zyklonkörpers, durch den die Trennung des verunreinigenden Stoffs vom Wasser erreicht werden soll, werden durch eine Pumpe 9 in einer Leitung 17 hervorgerufen, die an den unteren Ausgang 18 des Zyklons angeschlossen ist.

Auf der Einlaßschwelle 6 des Zyklons muß eine kontinuierliche reißende Strömung mit der 3ildung eines hydraulischen Wechselsprungs 11 unterhalb des freien Niveaus der Wasseroberfläche erzeugt werden, iler oberhalb der Einlaßöffnung 8 auf einer konstanten Niveauhöhe stabilisiert wird.

Die Stabilisierung dieses Wechselsprunges wird durch einen zusätzlichen tangentialen Wassereinlaß 12 erreicht, der direkt mit dem Umgebungswasser in Verbindung steht und dessen Durchsatz, der von der Höhe des oberhalb des Wechselspiungs 11 vorhandenen äußeren Flüssigkeitsniveau abhängt, sich in Abhängigkeit von der über die Schwelle 6 eintretenden ·■> Flüssigkeitsmenge anpaßt, so daß automatisch die Schwankungen der Niveauhöhe des Wechselsprungs 11 ausgeglichen werden.

Andererseits könnte das Ende 7 der Schwelle bei sehr tiefen Wellentälern momentan nicht von Wasser

ίο bedeckt sein, so daß entlang der Schwelle 6 keine Flüssigkeit in den Zyklon gelangen würde, der somit Luft ansaugen würde und in seiner Arbeitsweise unterbrochen würde.

Mit Hilfe eines zusätzlichen Wassereinlasses 12 im

is unteren Zyklonbereich kann dieser Nachteil behoben werden, da dieser Einlaß direkt mit der Außenflüssigkeit in Verbindung steht und so stets automatisch den Zyklon mit Wasser versorgt.

Im Innern des Zyklons bildet sich unter der Saugwirkung der Pumpe 9 eine Wirbelströmungszone, die durch ihre Rotation eine Konzentration 13 der verunreinigenden Flüssigkeit im zentralen axialen Bereich hervorruft; diese verunreinigende Flüssigkeit, die fast vollkommen vom Wasser befreit ist, wird mit

2"> Hilfe einer Pumpe 15 durch ein zentralgeführtes Rohr 14 angesaugt, das durch den Deckel 20 des Zyklons verläuft und über die Leitung 16 in den Vorratsbehälter führt.

Das Wasser sammelt sich im unteren Bereich des

3d Zyklons und wird durch die Pumpe 9 angesaugt und durch die Leitung 19 in das umgebende Wasser abgegeben.

Die automatische Regelung des Einlaßdurchsatzes des Zyklons, die durch den zusätzlichen Wassereinlaß 12

3ϊ erreicht wird, könnte in einer Variante durch einen Niveauhöhendetektor des Wechselsprungs 11 erzielt werden, der die Leistung der einen der beiden Pumpen 9 bzw. 15 so steuert, daß dieser Wechselsprung eine gewünschte konstante Niveauhöhe beibehält.

4i) Oberhalb der Schwelle 6 könnte eine Leitwand 21 mit geeigneter Form hinzugefügt werden, wie es Fig. 2 zeigt, damit das Eindringen der Flüssigkeit in den Zyklon verbessert wird. Der Wechselsprung 11 bildet sich dann bei der Berührung mit dieser Leitwand 21.

Die Anordnungen gemäß den F i g. 1 und 2 sind für eine Wasseroberflächenreinigung unter beengten Verhältnissen vorteilhaft, beispielsweise in Häfen zwischen Schiffskörpern oder anderen Hindernissen.
Die Wände 1 und 3 können auch fortgelassen werden;

so dann hätte man eine den Zyklon kreisförmig umgebende Schwelle 22, wie es in F i g. 3 gezeigt ist, mit senkrechten Leitwänden 23, die tangential zum Zyklo 14 verlaufen und die Flüssigkeit den Einlaßöffnungen 24 des Zyklons zuleiten. Das Gerät wird durch hier nicht dargestellte Schwimmer in einer bestimmten Eintauchtiefe gehalten. Diese Geräteanordnung ist günstig für die Reinigung von ausgedehnten hindernisfreien Flächen.

Als Variante können die zusätzlichen Wassereinlässe

ω) zur automatischen Regelung des Einlaßdurchsatzes in den Zyklon aus Einlassen 25 im unteren Bereich der Schwelle 22 gebildet werden.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (8)

Patentansprüche:

1. Gerät zum Entfernen von auf einer Flüssigkeit schwimmenden Verunreinigungsschichten mit einem senkrecht angeordneten Zyklon und mit einer Schwelle, deren freies Ende in der Nähe der Wasseroberfläche liegt und die in mindestens eine Einlaßöffnung des Zyklons mündet, worauf die zu entfernende Flüssigkeit sich in der axialen Zyklonzone anreichert, von wo sie mit Hilfe einer Saugpumpe durch ein den Deckel des Zyklons axial durchquerendes Rohr abgefördert wird, während das gereinigte Wasser den Zyklon nach unter, verläßt, dadurch gekennzeichnet, daß das gereinigte Wasser mit Hilfe einer Pumpe (9) abgesaugt wird, daß die Schwelle (6) fest und so ausgebildet ist, daß sich zur Einlaßöffnung (8, 24) hin eine kontinuierliche, reißende Strömung mit der Bildung eines Wechselsprungs (11) oberhalb der Einlaßöffnung ergibt, und daß der Zyklon mit Mitteln versehen ist, durch welche die Durchflußmengen regelbar sind.

2. Gerät nach Anspruch I₁ dadurch gekennzeichnet, daß die Schwelle (6) geradlinig ist und die Strömung hinter der Schwelle zwischen trichterförmig zur Einlaßöffnung konvergierenden senkrechten Leitwänden (1,3) geführt wird.

3. Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwelle (22) ringförmig den Zyklon (4) umgibt und mehrere Einlaßöffnungen (24) in den Zyklon vorgesehen sind, und daß durch senkrechte zueinander konvergierende Leitwände (23) Abschnitte der Schwelle jeweils einer öffnung zugeordnet sind.

4. Gerät nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß über der Schwelle eine Leitwand (21) angeordnet ist, die zum oberen Rand der Einlaßöffnung (8) führt.

5. Gerät nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel zur Regelung der Durchflußmenge aus zusätzlichen, in einer Wand des Geräts vorgesehenen Wassereinlässen (12, 25) bestehen, die direkt mit dem Umgebungswasser in Verbindung stehen.

6. Gerät nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die zusätzlichen Wassereinlässe (12) tangential in den Zyklon (4) führen.

7. Gerät nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die zusätzlichen Wassereinlässe (25) unterhalb der Schwelle (22) in den Raum vor der Zykloneinlaßöffnung (24) führen.

8. Gerät nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel zur Regelung der Durchflußmenge einen Niveaudetektor des Wechselsprungs (11) aufweisen, durch den die Leistung einer der beiden Pumpen (9, 15) gesteuert wird.