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Die vorliegende Erfindung betrifft einen Skimmer gemäss dem Oberbegriff des Anspruches 1. Es handelt sich um das Gebiet der Sanierungstechnik für kontaminiertes Grundwasser, wobei der Schadstoff flüssig, spezifisch leichter als Wasser, und mit diesem nicht mischbar Ist (Mineralölprodukte).
Bisheriger Stand der Technik
Zur Beseitigung des mobilen Anteils der oben genannten Schadstoffe aus dem Grundwasser und der gesättigten Bodenzone werden Sanierungsbrunnen errichtet, aus denen einige Meter unterhalb des Grundwasserspiegels mittels Absenkpumpe sauberes Wasser in grösserer Menge abgepumpt wird. Dadurch fliesst Wasser aus der Umgebung In den Brunnen, das an seiner Oberfläche den Schadstoff mittransportiert, der von dort abgesaugt wird.
Dazu wird ein an der Grundwasseroberfläche schwimmender "Skimmer" verwendet, über dessen bewegliche Klappe die oberste Wasserschicht samt Schadstoff kontinuierlich einströmt. Ausserhalb des Brunnens befindet sich eine Pumpe (Schneckenpumpe), die über einen zum Skimmer führenden Schlauch dieses Wasser hochsaugt.
Bei Grundwasserspiegeln unterhalb von ca. 7 Metern, wo hochsaugen unmöglich wird, werden fix aufgehängte Geräte mit schwimmendem rohrförmigen Innenteil und eingebauter druckluftbetnebener Membranpumpe verwendet, die die oberste Wasserschicht hochpumpen. Da der schwimmende rohrförmige Innentell Grundwasserspiegelschwankungen nur in geringem Bereich folgen kann, wird mittels einer Steuerung der Absenkpumpe der Grundwasserspiegel in diesem Bereich gehalten. Alternativ werden auch Skimmer mit geeigneten Filtern verwendet, die nur den Schadstoff in ihr Inneres durchlassen, woraus dieser dann abgepumt wird, bzw. wird auch das gesamte Gerät händisch eingeholt und entleert.
Darüberhinaus existieren Patentschriften für selbstschwimmende Geräte mit eingebauten Pumpen, die
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und Sammeleinrichtungeingebauten Ölabscheider, beinhalten. Bei diesen sehr grossen Geräten (Patentschriften US 3853768 A, DE 3024596 A1, DE 3021040) wird jeweils das Gerät als Ganzes in die richtige Position gegenüber der Wasseroberfläche Justiert, um das Einströmen der obersten Wasserschicht zu gewährleisten. Dies gilt auch für das in der Patentschrift US 3701429 A vorgestellte Gerät, welches klein genug ist, um in Brunnen einsetzbar zu sein.
Da hierbei der ganze Schwimmer ausser den einstellbaren Elementen (Nr. 35 in Fig. 1 der letztgenannten Patentschrift) unter Wasser liegt, würde einem eventuellen Abkippen keine entgegengesetzte Auftriebskraft durch tieferes Eintauchen eines Schwimmers entgegengesetzt, womit die Lagestabilität nicht gewährleistet werden kann. Demgegenüber sind bei meiner Erfindung die Funktionen "Schwimmkör- per" und "Vorrichtung zur selektiven Absaugung der obersten Wasserschicht" getrennt. Justierung ist unnötig, da sich die Klappen bzw. das beschriebene Innenrohr selbst der Wasseroberfläche anpassen. Der Schwimmkörper selbst ragt über den Wasserspiegel, er besitzt ausreichend Auftriebsreserven um gegen seitliches Kippen und Untertauchen unempfindlich zu sein.
Technische Aufgabe der Erfindung
Die Erfindung muss in der Lage sein, die oberste Wasserschicht samt aufschwimmendem Schadstoff selektiv aus Sanierungsbrunnen anzusaugen, unabhängig von Schwankungen des Grundwasserspiegels. Sie soll unabhängig von externen (ausserhalb des Brunnens stehenden) Geräten wie Pumpen, Steuerungen, Kompressoren etc. funktionieren können, und leicht, kompakt, schmal (zum Einsatz in Brunnen geringen Durchmessers geeignet) und preisgünstig sein.
Die gestellte Aufgabe wird mit dem Skimmer gemäss dem kennzeichnenden Teil des Anspruches 1 und der Unteransprüche gelöst.
Der Skimmer ist so gebaut, dass er erstens einen Raum für die Tauchpumpe beinhaltet, der gewährleistet, dass diese immer unter Wasser steht. Zweitens beinhaltet er einen luftgefüllten Hohlraum, dessen Auftrieb die Pumpe samt Skimmer trägt, und das Gerät soweit ins Wasser eintauchen lässt, dass die drittens
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Die Erfindung besteht in der Konstruktion einer solchen Vorrichtung zur selektiven Absaugung der obersten Wasserschicht, die besonders dem Einsatz im oben beschriebenen Gerät angepasst ist, und neben herkömmlichen Lösungen mit beweglichen Klappen dann Verwendung findet.
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Figurenübersicht
Fig. 1 : Aufriss aller Bestandteile des Modells A samt integrierter Pumpe, teilweise im Schnitt
Fig. 2 : Aufriss des Aussenteils (Schwimm-und Pumpenaufnahmekörpers von Modell A, teilweise im
Schnitt
Fig. 3 : wie Fig. r ; Grundriss
Fig. 4 : Aufriss des Innenrohrs mit Schwimmer von Modell A, teilweise im Schnitt
Fig. 5 : wie Fig. 4 ; Grundriss
Fig. 6 : Aufriss aller Teile von Modell B, teilweise im Schnitt
Fig. 7 : Grundnss von Modell B ohne Pumpe, teilweise im Schnitt
Fig. 8 : Aufnss aller Teile von Modell C, teilweise im Schnitt
Fig. 9 :
Grundriss von Modell C ohne Pumpe, teilweise im Schnitt Ausführliche Beschreibung des Erfindungsgegenstandes
Der Raum zur Aufnahme der Pumpe 4 und der Schwimmkörper S (siehe Fig. 1-3 u. 6-9) sind um die Pumpe 4 herum angeordnet, sodass die innere Begrenzung des Schwimmkörpers S gleichzeitig die Wand des mit Wasser gefüllten Pumpenaufnahmeraums darstellt (siehe Fig. 1, 6 u. 8). Der Schwimmkörper S ist unterbrochen um ein Eindringen des Wassers zu ermöglichen (siehe W in Fig. 2, 3, 7 u. 9).
Die Vorrichtung zur sekektiven Absaugung der obersten Wasserschicht besteht entweder in einem Innenrohr 2 (Fig. 4 u. 5) mit kleinem Schwimmer R (Fig. 1, 4 u. 5), das sich innerhalb des zur Hälfte geschlitzten Schwimmkörpers S (Fig. 2 u. 3) vertikal frei bewegen kann (siehe Fig. 1), oder, wie herkömmlich, in beweglichen Klappen 3 (Fig. 6-9) mit kleinen Schwimmern T (Fig. 6-9), die sich hier im Schlitz W (Fig.
7 u. 9), d. h. in der Unterbrechung des Schwimmkörpers S befinden.
Pumpt die Tauchpumpe 4 Wasser aus dem Innenraum weg, sinkt in diesem der Wasserspiegel etwas, was zu einem Nachsinken des Innenrohres 2 (Fig. 1), oder Nach-Innen-Klappen der Klappen 3 (Fig. 6 u. 7) führt, bis Wasser über der oberen Rand des Innenrohres 2 oder die Oberkante der Klappen 3 nachfliesst, und so ein Gleichgewichtzustand hergestellt ist. Die Klappen 3 sind innerhalb der Schlitze W (Fig. 7 u. 9) auf Achsen Z (Fig. 7a) gelagert.
Der Einsatzbereich des Skimmers richtet sich hinsichtlich der Hubhöhe nach der darin integnerten Pumpe 4. Wie in den Zeichnungen ersichtlich, präsentiere ich hier drei verschiedene Konstruktionsbeispeile (Modelle) für zwei verschiedene Pumpen 4. Bei Verwendung der Type JS 1-04 (Grundfoss) als Pumpe 4, für die Modelle A u. B (Fig. 1-7) vorgesehen, sind Hubhöhen bis 50 m möglich. Bei Modell C (Fig. 8 u. 9) wird eine von vielen Firmen in dieser Form angebotene Tauchpumpe 4 (z. B. Type U3K spez. ; Jung Pumpen) verwendet, die Hubhöhen von ca. 7 m ermöglicht.
Modell A (Fig. 1-5) ist von seiner Konstruktion her (durch die Verwendung eines Innenrohres 2 statt Klappen 3) insbesonders für sehr schmale Brunnen geeignet (mindestens ca. 20-25 cm Durchmesser), Modell B (Fig. 6 u. 7) und C (Fig. 8 u. 9) für etwas breitere (ab ca. 35-40 cm Durchmesser).
Als Material für alle Skimmersysteme wird sinnvollerweise Kunststoff aus Gewichtsgründen verwendet, ich verwendete für die Prototypen, die für Modell A und C angefertigt wurden Polyäthylen und Polypropyen. Der Schlauch U wird in jedem Modell zuerst nach unten geführt, und in einem Bogen unter Wasser wiederum nach oben, um eine freie vertikale Beweglichkeit der Skimmer zu ermöglichen. Ebenso wird mit dem Stromkabel X verfahren. Bei Modell A wird der Schlauch U, sowie das Kabel X mit einem Gummiband (nicht gezeichnet) am unteren Ende des Schwimmkörpers S gehalten, damit kein Schrägstellen des Skimmers durch Zugkräfte entsteht, im Schlitz W (Fig. 2 u. 3) befindliche Stäbchen V (siehe Fig. 1-3) verhindern das Eindringen von Schlauch U und Kabel X, und damit eine Blockierung des Innenrohres 2.
Ein Rohrstück 5 diehn als Führung für Schlauch U und Kabel X innerhalb das Innenrohres 2. Bei Modell Bund C bestehen Durchlässe Y für den Schlauch U (Fig. 7) bzw. den Schlauchanschluss der Pumpe 4 (Fig. 8). Alle Modelle können an Schnüren Q in den Brunnen abgelassen werden.
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