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Die
Erfindung betrifft eine Absaugeinrichtung mit einem Skimmer gemäß Oberbegriff
des Anspruchs 1.
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Zum
Absaugen von Ölfilmen
oder anderen auf Flüssigkeiten
aufschwimmenden Schmutz- oder Flüssigkeitsschichten
sind eine Vielzahl von Absaugeinrichtungen mit Skimmern bekannt.
Eine solche Absaugeinrichtung, die als Fremdölabscheider ausgebildet ist,
wird in dem deutschen Gebrauchsmuster 200 08 037.7 beschrieben.
Dieser Fremdölabscheider
ist vorzugsweise zum Absaugen von Fremdölen auf Emulsionsflüssigkeiten
ausgelegt.
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In
der Metallbearbeitung werden bei spanabhebenden Verfahren, beispielsweise
beim Fräßen und
Bohren, Emulsionen im Bereich der Werkzeuge angewendet. Dabei wird
die Emulsionsflüssigkeit
in einem Flüssigkeitskreislauf über einen
längeren
Zeitraum verwendet, wobei die Flüssigkeit
mit Fremdölen verunreinigt
wird. Als Fremdöle
gelangen Maschinenöle,
Hydrauliköl
und Öle,
mit denen die zu bearbeitenden Metallstücke behandelt wurden, in die Emulsion.
Da diese Fremdöle
ein geringeres spezifisches Gewicht als die Emulsionsflüssigkeit
haben, schwimmen diese auf der Emulsion auf und können dort
in herkömmlicher
Weise mittels Saugpumpen abgesaugt werden. Bei diesem Saugvorgang
kann jedoch keine exakte Trennung zwischen den Fremdölen und
der Emulsionsflüssigkeit
erfolgen, so dass mit den abgesaugten Fremdölen auch ein beträchtlicher
Anteil der Emulsion abgesaugt wird. Erfolgt das Absaugen mit herkömmlichen
Pumpen, so hat dies den Nachteil, dass die Fremdöle und die damit abgesaugte
Emulsionsflüssigkeit
in der Pumpe stark vermischt werden, so dass eine anschließende Trennung
kaum mehr möglich
ist und somit ein beträchtlicher
Teil an Emulsionsflüssigkeit
verloren geht.
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Aus
der US-PS 2,661,094 ist ein Ölabscheider
mit einem Skimmer bekannt, der mittels keilförmiger Schwimmkörper geringfügig unterhalb
der Flüssigkeitsoberfläche positioniert
ist, so dass Oberflächenflüssigkeit über eine
Schlauchleitung vom Skimmer in einen Auffangbehälter gelangt. Von dort wird die
aufgefangene Flüssigkeit
mittels einer Pumpe abgepumpt, wodurch der bereits erwähnte Nachteil
entsteht, nämlich
dass in der abgepumpten Flüssigkeit enthaltene
Fremdöle
und andere Verschmutzungen in der Pumpe stark vermischt werden.
Das Niveau der Einlaufkanten des Skimmers ist durch die räumliche
Anordnung und im Wesentlichen durch das spezifische Gewicht der
mit ihm verbundenen Schwimmkörper
bestimmt.
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Aus
der
DE 25 40 647 A1 ist
eine Einrichtung zum Reinigen einer mit einer leichteren Flüssigkeit verunreinigten
Flüssigkeit
bekannt, bei der ebenfalls über
eine Pumpe Flüssigkeit
im Bereich der Flüssigkeitsoberfläche abgesaugt
wird. Bei dieser bekannten Einrichtung erfolgt die an sich unerwünschte Vermischung
der abgesaugten Emulsionsflüssigkeit
bereits im Ansaugbereich vor dem Auffangbehälter.
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Einen
Abscheider für
Fluide, insbesondere für
Benzin, Öl
und Abwässer,
ist in der
EP 0 625
365 A1 beschrieben. Zum Absaugen von Oberflächenflüssigkeit
wird ein Saugrüssel
verwendet, dessen Saugöffnung
in der Höhe
mittels eines schwebenden Anschlags positioniert wird.
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Die
DE 1 792 539 A1 beschreibt
eine Vorrichtung zur Trennung von emulgierten oder dispergierten
Stoffen aus Wasser, wobei zum Absaugen einer aufschwimmenden Schlammschicht
eine Schlitzdüse verwendet
wird, die in der Schlammschicht über
dem Wasserniveau bewegt wird. In geringem Abstand unterhalb der
schlitzartigen Öffnung
der Schlitzdüse
ist eine Leitplatte senkrecht zum Luftstrom und parallel zur Wasseroberfläche angeordnet.
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Der
Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Absaugeinrichtung mit
einem Skimmer zu schaffen, der einen möglichst einfachen Aufbau hat
und sich selbsttätig
an ein sich änderndes
Flüssigkeitsniveau
anpassen kann.
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Die
Lösung
dieser Aufgabe erhält
man durch die im Anspruch 1 angegebenen Merkmale. Es wird erfindungsgemäß ein Skimmer
verwendet, der eine gegen und in die Flüssigkeit bewegbare Saugdüse hat.
Die Saugdüse
ist so beschaffen, dass sie beim Eintauchen in die Flüssigkeit
von der Saugkraft angehoben wird, bis deren Saugdüse aus der
Flüssigkeit wieder
austritt. Hat die Saugdüse
jedoch keinen Kontakt zur Flüssigkeit,
reicht der Unterdruck nicht mehr aus um die Saugdüse anzuheben,
da die Düsenöffnung in
diesem Fall völlig
offen ist und somit eine geringere Saugkraft im Innern der Düse wirksam
ist. Die Saugdüse
reguliert somit auf grund des herrschenden Unterdrucks ihre Position
selbsttätig
genau so, dass sich die Düsenöffnung exakt
im Bereich der abzusaugenden Oberflächenflüssigkeit befindet. Hierfür sind keine
Sensoren und auch keine Stellmotoren erforderlich, wodurch sich
für den
Skimmer ein äußerst einfacher
und wartungsfreier Aufbau ergibt.
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Die
Saugdüse
des Skimmers ist vorzugsweise ein gerades, in einem Grundkörper vertikal
verschiebbar gelagertes Düsenrohr,
welches an seinem unteren Ende eine Düsenöffnung mit einem gegenüber dem
Innendurchmesser des Düsenrohres
reduzierten Durchmesser hat. Bei einem metallischen Düsenrohr
mit einer Düsenrohrlänge von
200 mm, einem Düsenrohrdurchmesser
von 16 mm, einer Wandstärke
von 0,8 mm und einem Durchmesser der Düsenöffnung von 6,3 mm wurden in
Versuchen beste Absaugergebnisse erzielt. Die Saugdüse war dabei
angeschlossen an einen Unterdruckbehälter, dessen Unterdruck über eine
750 Watt-Wasserstrahlpumpe
erzeugt worden ist.
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Besonders
vorteilhaft ist es, das Düsenrohr in
einer Lagerhülse
zu lagern, die auf ihrer Innenfläche
eine Vielzahl von verteilt angeordneten Lagerkugeln hat. Dadurch
kann das vertikal verschiebbare Düsenrohr nahezu reibungslos
in einem Grundkörper gelagert
werden.
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Damit
das Düsenrohr
nicht aus seiner Lagerung herausfällt, sind an diesem als Ringschulter oder
in anderer Weise ausgebildete Anschläge angeordnet.
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Der
Grundkörper,
in welchem die Saugdüse gelagert
ist, ist vorzugsweise ebenfalls als Rohr ausgebildet, so dass die
Saugdüse
teleskopartig aus diesem Rohr ausfahrbar ist.
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Um
eine möglichst
einfache Anbringung des Skimmers im Bereich einer Flüssigkeitsoberfläche zu erhalten,
sieht eine Weiterbildung der Erfindung die Verwendung einer Magnethalterung
vor, mit der sich der Skimmer an geeigneten metallischen Behälterwandungen
in beliebiger Höhe
anbringen lässt.
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Die
erfindungsgemäße Absaugeinrichtung ist
nicht nur zum Absaugen von Ölfilmen
oder Schmutzfilmen auf Flüssigkeiten
in Behältern
beschränkt,
sondern kann beispielsweise auch zum Absaugen von Oberflächenverschmutzungen
in natürlichen
Gewässern
verwendet werden. Die selbsttätige Niveauregulierung
der Saugdüse
eröffnet
auch die Möglichkeit
zum Absaugen von Ölverschmutzungen an
der Meeresoberfläche.
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Die
Erfindung wird nachfolgend anhand von in der Zeichnung dargestellten
Ausführungsbeispielen
näher erläutert.
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Es
zeigen:
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1 den
prinzipiellen Aufbau eines Fremdölabscheiders
mit einer erfindungsgemäßen Absaugeinrichtung,
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2 die
Seitenansicht des in 1 verwendeten Skimmers,
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3 die
Vorderansicht des in 1 verwendeten Skimmers und
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4 eine
vergrößerte Teilansicht
des Skimmers von 2 und 3 im Bereich
seiner vertikal verstellbaren Saugdüse.
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Der
in 1 dargestellte Fremdölabscheider besteht im Wesentlichen
aus einem Unterdruckbehälter 1,
einem Flüssigkeitsbehälter 2 und
einem Unterdruckerzeuger 3.
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Zur
Erzeugung eines Unterdrucks im Unterdruckbehälter 1 ist dieser über eine
Saugleitung 4 mit dem Sauganschluss einer Wasserstrahlpumpe 5 verbunden,
die an einem Wasserkreislauf angeschlossen ist, der aus einem Wasserkasten 6 und
einer Pumpe 7 besteht.
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Der
Unterdruckbehälter 1 ist
außerdem über einen
Saugschlauch 8 an einen hier nicht näher dargestellten Skimmer 9 angeschlossen,
der aus dem Flüssigkeitsbehälter 2 Oberflächenflüssigkeit 10 aufnimmt. Über eine
Rücklaufleitung 11 kann
aus dem Unterdruckbehälter 1 Emulsionsflüssigkeit 12 in
den Flüssigkeitsbehälter 2 zurückgeführt werden.
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Im
Unterdruckbehälter 1 trennt
sich die aus dem Flüssigkeitsbehälter 2 abgesaugte
Oberflächenflüssigkeit 10 in
Emulsionsflüssigkeit 12 und
in das aufschwimmende Fremdöl 13. Über ein
Ablassventil 14 kann das Fremdöl 13 zur Entsorgung
in einen hier nicht dargestellten Auffangbehälter abgelassen werden, wenn
die Emulsionsflüssigkeit 12 in
den Flüssigkeitsbehälter 2 zurückgeführt worden
ist.
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Der
Flüssigkeitsbehälter 2 ist über hier
nicht dargestellte Leitungen an einen Emulsionskreislauf einer metallbearbeitenden
Maschine in an sich bekannter Weise angeschlossen. Das dabei der
Emulsion beigemischte Fremdöl 13 schwimmt
im Flüssigkeitsbehälter 2 auf
der Emulsionsflüssigkeit 12 auf. Beim
Absaugvorgang gelangen in den Skimmer 9 nicht nur Fremdölanteile,
sondern auch Emulsionsflüssigkeit 12,
da die aufschwimmende Fremdölschicht
an der Flüssigkeitsoberfläche 10 teilweise
nur Fremdölinseln
bildet und die Flüssigkeitsoberfläche nicht
vollständig überdeckt.
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Der
in 2 und 3 dargestellte Skimmer 9 besitzt
eine vertikal verstellbare Saugdüse 24,
die als gerades Düsenrohr
ausgebildet ist. Die Saugdüse 24 ist
in einem rohrförmigen
Grundkörper 25 teleskopartig
gelagert und besitzt an ihrem Unteren Ende eine kleine Düsenöffnung 26.
Die vertikale Verstellbarkeit der Saugdüse 24 ist durch den
Richtungspfeil 27 angedeutet.
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Am
oberen Ende des Skimmers 25 ist dieser mit dem Saugschlauch 8 verbunden,
der zu dem in 1 dargestellten Unterdruckbehälter 1 führt. Der Grundkörper 25 liegt
höhenverstellbar
in einer ihn umschließenden
Halterung 28 ein und kann in seiner jeweiligen Position
mittels einer Feststellschraube 29 arretiert werden. An
der Halterung 28 ist außerdem eine Magnethalterung 30 angebracht,
mit der sich der Skimmer in beliebiger Höhe an einer geeigneten metallischen
Behälterwand
problemlos befestigen lässt.
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In 4 sind
der rohrförmige
Grundkörper 25 und
die Saugdüse 24 im
Längsschnitt
dargestellt. Am unteren Ende der Saugdüse 24 ist diese mit
einer Düsenkappe 31 abgeschlossen,
die in der Mitte eine Bohrung hat, welche die Düsenöffnung 26 bildet.
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Am
oberen Ende besitzt die Saugdüse 24, die
als gerades, metallisches Rohr hergestellt ist, eine Ringschulter 32,
mit der die Saugdüse 24 gegen Herausfallen
aus dem Grundkörper 25 gesichert
ist. Wird nämlich
die Saugdüse 24 weiter
nach unten verschoben, so gelangt die Ringschulter 32 zur
Anlage an einer Lagerhülse 33,
die fest in den Grundkörper 25 eingesetzt
ist.
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Die
Lagerhülse 33 hat
eine Vielzahl von gleichmäßig über ihre
gesamte Innenfläche
verteilt angeordnete Lagerkugeln 34, so dass die Lagerhülse 33 für die Saugdüse 24 als
Linearlager und als Drehlager dient. Ein am unteren Ende der Lagerhülse 33 angebrachter
Abstreifring 35 umschließt die Saugdüse 24 und
verhindert, dass Schmutz über
die Außenwand
der Saugdüse 24 die
Lagerkugeln der Lagerhülse
verschmutzen kann.
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Die
Saugdüse 24 befindet
sich in der Darstellung von 4 im Bereich
der abzusaugenden Oberflächenflüssigkeit 10,
wie dies während
des Absaugvorganges der Fall ist. Wird dagegen der Saugvorgang durch
Abschalten der Wasserstrahlpumpe 5 (1) beendet,
fällt der
Unterdruck ab und die Saugdüse 24 bewegt
sich vertikal nach unten, so dass die Düsenöffnung 26 in die Flüssigkeit 12 eintaucht.
Wird nun die Wasserstrahlpumpe 5 wieder angeschaltet und
ein Unterdruck aufgebaut, so wird dadurch die Saugdüse 24 mittels
der auftretenden Saugkraft aus der Flüssigkeit 12 nach oben
herausgezogen, bis die Düsenöffnung 26 frei
liegt. Nach einem kurzen Einschwingvorgang, bei dem die Saugdüse 24 sich
mehrfach mit kleiner werdenden Amplituden auf und ab bewegt, nimmt
die Düsenöffnung 26 wieder
die hier dargestellte Position ein, in der Oberflächenflüssigkeit 10 zusammen
mit einem Luftanteil durch die Düsenöffnung 26 angesaugt
werden. Die Absaugrichtung des Flüssikeits-Luftgemischs ist mit der
Pfeilrichtung 36 angedeutet.
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Die
Absaugeinrichtung, wie sie in 1 in der
Form eines Fremdölabscheiders
dargestellt ist, kann auch für
andere Absauganwendungen eingesetzt werden. Das Anwendungsgebiet
ist nicht auf das Absaugen von Schmutzfilmen auf Emulsionsflüssigkeiten
beschränkt.