DE2226567B2

DE2226567B2 - Stationär anzuordnende oder schwimmfähige Vorrichtung zur Beseitigung von auf der Oberfläche eines Gewässers schwimmenden, flüssigen Verunreinigungen

Info

Publication number: DE2226567B2
Application number: DE2226567A
Authority: DE
Inventors: Peter Bolli; Jean-Jaques Asper Evordes
Original assignee: Seaclean Sa Luxemburg
Current assignee: Seaclean Sa Luxemburg
Priority date: 1971-06-04
Filing date: 1972-05-29
Publication date: 1979-07-26
Also published as: IE37512L; DE2226567C3; ES403320A1; DE2226567A1; CH529265A; CA992005A; IE37512B1; BR7203562D0; AT321836B; BE784347A; CY850A; DK144041B; NL154290B; NO138415B; NL7207506A; HK46076A; FR2141745B1; DK144041C; AU4289772A; IT959022B

Description

20

Die Erfindung betrifft eine stationär anzuordnende oder schwimmfähige Vorrichtung zur Beseitigung von auf der Oberfläche eines Gewässers schwimmenden, flüssigen Verunreinigungen gemäß dem Gattungsbegriff des Patentanspruchs 1.

Derartige schwimmfähige Vorrichtungen sind zur Beseitigung von Verunreinigungen von einer Gewässerfläche im Prinzip bekannt (US-PS 32 19 190). Bei diesem bekannten Rückgewinnungssystem wird im Zuge der Förderung der Verunreinigungen in einen Abscheidebehälter zwar dafür gesorgt, daß die Verunreinigungen eine Konzentration erfahren, doch erfolgt die Verdikkung bzw. die Beseitigung der Verunreinigungen absatzweise, da sie eine Funktion der verunreinigten Flüssigkeit ist Für einen kontinuierlichen Betrieb ist eine solche Vorrichtung nicht geeignet

Eine andere bekannte Einrichtung zum Beseitigen einer auf Wasser schwimmenden Flüssigkeitsschicht (DE-OS 20 18 524) besteht aus einem in der Bewegungsrichtung der Einrichtung sich verjüngenden Einlauf und diesem zugeordneten Fördermitteln sowie einem dem Einlauf nachgeordneten Ölabscheider, aus welchem das Wasser nach unten hin und die Verunreinigungen nach oben hin abziehbar sind. Eine Konzentration der Verunreinigungen im Bereich des ölabscheider oder auf der Förderstrecke dorthin findet nicht statt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Verunreinigungen im Bereich der Förderstrecke zu konzentrieren, um auf diese Weise zu ermöglichen, daß laufend eine Verunreinigungsschicht an den Pumpbehältern geliefert wird, die dick genug für ein unmittelbares Pumpen ist

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den Mitteln der Patentansprüche 1 und 2 gelöst. Mit beiden Formen der Erfindung wird auf diese Weise die verdickte Schicht kontinuierlich durch mechanisches Verdicken verunreinigter Flüssigkeit gespeist, was eine große Durchflußmenge gewährleistet, da der mechanische Verdickungsvorgang gleichzeitig in verschiedenen Abschnitten der verunreinigten Flüssigkeit vor sich geht. Außerdem ist eine solche Vorrichtung unempfindlich gegen Seegang und gegen Schiffsbewegungen.

Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.

Nachstehend wird die Erfindung anhand von zwei in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen des Erfindungsgegenstandes näher erläutert. Es zeigt

F i g. 1 im Schnitt eine erste schematische Ausführungsform einer erfindungsgemäß ausgebildeten Vorrichtung,

F i g. 2 im Schnitt eine zweite schematische Ausführungsform einer erfindungsgemäß ausgebildeten Vorrichtung,

Fig.2b einen Querschnitt nach der Linie XUb-XUb inFig.2,

Fig.3 im Schnitt die Einrichtung der zweiten Ausführungsform für eine besondere Verwendung,

Fig.3b eine Ansicht eines Teils der Fig.3 in größerem Maßstab,

F i g. 4 eine Draufsicht auf einen Teil der F i g. 3 in größerem Maßstab,

F i g. 5 eine schematische Darstellung verschiedener Ausführungsvarianten zu der Einrichtung gemäß F i g. 3,

Fig.6 einen Längsschnitt durch eine Variante der zweiten Ausfuhrungsform der Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens, und

F ig. 6b einen Querschnitt nach der Linie XVIZ>-XVIZ> in F i g. 6.

Die in F i g. 1 schematisch dargestellte Vorrichtung hat ein Becken 15, das mit einer Reihe von feststehenden Platten 16 versehen ist, die mit ihrem oberen Ende auf einer Ebene 17 liegen, die sich in einem bestimmten vertikalen Abstand ρ unterhalb der freien Oberfläche 18 der außen befindlichen verschmutzten Flüssigkeit befindet die aus einer »reinen« Flüssigkeit 19, beispielsweise Wasser, und einer darauf liegenden Schicht 20 einer Schmutzflüssigkeit beispielsweise Öl, besteht Die feststehenden Platten 16 sind an den Seitenwänden des Beckens 15 befestigt von denen nur die eine, nämlich die Seitenwand 21, aus Fig. 1 ersichtlich ist Das untere Ende der Platten 16 befindet sich in einem Abstand a über dem Boden 23 des Beckens 15. Die Platten 16 bilden dazwischen eine Reihe von Schächten 24, die in einen Ausgangsraum 25 münden, der von dem freien Raum zwischen dem unteren Ende der Platten 16 und dem Boden 23 des Beckens 15 gebildet wird und in einen in Durchflußrichtung der Flüssigkeit unterhalb des Beckens 15 hinter dem Ausgangsraum 25 gelegenen Ausgangskanal 26 ausläuft. Im oberen Teil des Beckens 15 ist eine Reihe von beweglichen Platten 27 angeordnet die durch eine nicht dargestellte Antriebsvorrichtung kontinuierlich mit veränderlicher Geschwindigkeit auf einer gestrichelt dargestellten Umlaufbahn 28 in Form einer geschlossenen Schleife bewegt werden.

Diese Antriebsvorrichtung ist so eingerichtet, daß das untere Ende der sich in Pfeilrichtung 32a bewegenden Platten 27 in dem Arbeitsbereich 28a ihrer Umlaufbahn etwa in der Ebene 17 des oberen Endes der feststehenden Platten 16 vorbeikommt und daß die Platten 27 in dem Bereich 2Sb ihrer Umlaufbahn, in dem sie in Pfeilrichtung 32b zum Eingangsende des Beckens 15 zurückgeführt werden, sich außerhalb der Flüssigkeit bewegen. Außerdem ist die Antriebsordnung so eingerichtet, daß die Umlaufgeschwindigkeit der Platten 27, die mit einem verhältnismäßig hohen Wert am Eingangsende des Beckens 15 zurückgeführt werden, sich außerhalb der Flüssigkeit bewegen. Außerdem ist die Antriebsvorrichtung so eingerichtet daß die Umlaufgeschwindigkeit der Platten 27 zwischen einem vc'hältnismäßig hohen Wert am Eingangsende des Beckens 15 und einem wesentlich niedrigeren Wert am Ausgangsende des Beckens veränderlich ist so daß der Abstand zwischen den Platten 27 sich im Verlauf ihrer Vorwärtsbewegung zum Ausgangsende des Beckens hin

allmählich verringert. Durch die Verringerung des Abstands zwischen den Platten 27 tritt innerhalb der durch zwei aufeinanderfolgende Platten gebildeten Zellen, beispielsweise die durch die Platten 27a und 27b begrenzte Zelle 29, die Wirkung ein, daß eine fortschreitende Zunahme der Dicke der eingeschlossenen ölschicht 30 und eine fortschreitende Erhöhung der freien Oberfläche 31 entsteht Die letzte der feststehenden Platten 16 ist mit der Rückwand 33 des Beckens IS durch einen mit einer öffnung 35 versehenen Boden 34 verbunden und bildet auf diese Weise eine Rückgewinnungskammer 36, in der die Dicke der angehäuften ölschicht 37 so groß ist, daß das öl mit herkömmlichen Mitteln, beispielsweise durch Abpumpen, entfernt werden kann. Das sich auf dem Boden 34 sammelnde restliche Wasser 38 wird über die öffnung 35 in den Ausgangskanal 26 abgeführt Die durch die Zellen 29 mitgenommenen unteren Wassermassen fließen in die Schächte 24 ab, aus denen sie durch den Ausgangsraum 25 und den Ausgangskanal 26 austreten. Den jeweiligen Verhältnissen entsprechend kann der Ausgangskanal 26 mit einem Antriebsmittel, beispielsweise einer Antriebsschraube 39, versehen sein, die das Wasser in Bewegung setzt. Wenn das in den Zellen enthaltene, nicht verschmutzte Wasser abgezogen bzw. abgesaugt wird, so kann die freie Oberfläche 31 durch entsprechende Wahl der Bewegungsgeschwindigkeit des Wassers und durch Schaffung eines bestimmten Druckabfalls in den Schächten 24 in eine horizontale Lage gebracht werden. Die Antriebsschraube 39 ist gestrichelt gezeichnet weil sie auch fortgelassen werden kann.

Die aus einer geschlossenen Schleife bestehende Umlaufbahn 28 umfaßt einen am Eingangsende 14 des Beckens 15 liegenden geneigten Bereich 28c und einen an der Seite der Rückgewinnungskammer 36 liegenden geneigten Bereich 284 wobei der Bereich 28c in Durchflußrichtung der Flüssigkeit hinten und der Bereich 28c/ vorn liegt In den Bereichen 28c und 28c/ bleibt der Abstand zwischen den Platten 27 gleich, damit die Schmutzschicht nicht durch das Eintauchen der Platten 27 in die Flüssigkeit in dem Bereich 28c, in dem die Platten einen großen Abstand voneinander haben, und das Wiederauftauchen der Platten in dem Bereich 284 in dem die Platten einen geringen Abstand voneinander haben, gestört wird, wie es der Fall wäre, wenn sich der Abstand zwischen den Platten während des Ein- und Wiederauftauchens derselben verändern würde. Bei der vorstehend beschriebenen Vorrichtung ist es erforderlich, die beweglichen Platten 27 mit veränderlicher Geschwindigkeit zu bewegen. Zwar sind bereits verschiedene Antriebsvorrichtungen bekannt mit denen eine derartige Bewegung erzielbar ist aber diese Antriebsvorrichtungen sind verhältnismäßig kompliziert und aufwendig, besonders weil die Platten auf einer geschlossenen Umlaufbahn bewegt und während ihrer Rückführung an das Eingangsende des Beckens 15 voneinander entfernt werden müssen, damit sie wieder ihren ursprünglichen Abstand voneinander haben.

Bei einer anderen Vorrichtung wird vorgeschlagen, die schematisch in den Fi g. 2 und 2b dargestellt ist daß die beweglichen Platten aus dem in der Flüssigkeit liegenden Teil 45 der Schraubengänge 46 einer Schnecke 47 mit veränderlicher Steigung bestehen. Die Schnecke 47 ist mit ihrer Achse 48 in horizontaler Richtung angeordnet und wird durch bekannte, nicht dargestellte Mittel in Richtung des Pfeils 44 angetrieben. Die Steigung der Schraubengänge 46 nimmt vom Eingangsende der Schnecke 47 zu deren Ausgangsende hin ab. Die feststehenden Platten bestehen in diesem Falle aus geneigten Führungsplatten 49, die die Flüssigkeit während ihres Durchflusses durch die »Schächte« 50 führen, die von den zwischen den Führungsplatten 49 liegenden Zwischenräumen gebildet werden. Die Führungsplatten 49 dienen also gewissermaßen als Leitschaufeln. Die Schnecke 47 ist in einem zumindest in ihrem Oberteil zylindrischen Gehäuse 51 drehbar gelagert, der zusammen mit dem in der

ι ο Flüssigkeit liegenden Teil 45 der Schraubengänge 46 die Zellen 52 bildet, in denen das verschmutzte Wasser eingeschlossen ist. An diesem Gehäuse 51 sind die Führungsplatten 49 befestigt. Der Boden 53 dieser Vorrichtung weist ebenfalls eine »hydrodynamische« Form auf, um den Durchfluß des Wassers in den Ausgangsraum 54 zu erleichtern, der durch den freien Raum zwischen den Leitschaufeln 49 und dem Boden 53 gebildet wird. An den Ausgangsraum 54 schließt sich ein Ausgangskanal 55 an, in dem eine Antriebsschraube 56 angeordnet sein kann. Am Ausgang der Vorrichtung befindet sich eine Rückgewinnungskammer 57, die in ihrem Boden mit einer Auslaßöffnung 58 versehen ist, durch die das Wasser, das sich unter der ölschicht 60 angesammelt hat, in den Ausgangskanal 55 abgeführt wird. Die dicke Schicht des sich in der Rückgewinnungskammer 57 ansammelnden Öls wird mit Hilfe einer Abführungsvorrichtung, beispielsweise einer in den F i g. 1 und 2 nicht dargestellten, aber aus den F i g. 3 und 6 ersichtlichen Pumpe, entfernt

Das sich unter dem öl ansammelnde Wasser kann vorteilhaft abgepumpt werden. Für diesen Fall ist die Verwendung eines Servoreglers vorgesehen, der die Pumpe in Abhängigkeit von der Lage der Trennungsfläche zwischen dem V/asser und dem Schmutzstoff so steuert daß die Pumpe nicht den Schmutzstoff einsaugt

Es ist ohne weiteres ersichtlich, daß mit der in F i g. 2

dargestellten Vorrichtung die gleiche Wirkung wie mit der an Hand der F i g. 1 beschriebenen Vorrichtung erzielbar ist.

Durch die Drehung der Schnecke 47 wird die Masse der verschmutzten Flüssigkeit die in den durch den Raum zwischen Schraubengängen 46 gebildeten Zellen 52 eingeschlossen ist zum Ausgang der Vorrichtung hin befördert Da die Steigung der Schnecke 47 zum Ausgang hin abnimmt verengen sich die Zellen 52 und dadurch wird die gleiche Wirkung wie in dem an Hand der F i g. 1 beschriebenen Ausführungsbeispiel erzielt nämlich eine fortschreitende Erhöhung der Dicke der Schmutzflüssigkeitsschicht die im vorliegenden Falle

so aus öl besteht das auf der Oberfläche der im vorliegenden Falle aus Wasser bestehenden verschmutzten Flüssigkeit schwimmt

Die für die Entfernung des Öls 60 aus der Rückgewinnungskammer 57 verwendete Pumpe wird zweckmäßig durch einen Servoregler so gesteuert, daß der Saugkorb der Pumpe stets innerhalb der ölschicht liegt so daß die Grenzfläche zwischen öl und Wasser nicht über eine vorgegebene Höhe ansteigt und die freie Oberfläche des Öls nicht über eine andere vorgegebe nen Höhe absinkt Dieser Servoregler steuert also die Pumpenleistung in Abhängigkeit von der Höhe der Grenzfläche zwischen öl und Wasser und/oder in Abhängigkeit von der Höhe der freien Oberfläche des Öls.

Die Schnecke 47 ist vorteilhaft in analer Richtung in Pfeflrichtung 62 verschiebbar gelagert, um die bestmögliche Leistung der Vorrichtung durch ihre Anpassung an die Dicke der ursprünglichen Ölschicht 20 und die am

Eingang 61 der Vorrichtung vorhandene Menge der verschmutzten Flüssigkeit zu gewährleisten.

Ferner ist die Achse 48 der Schnecke 47 leicht gegenüber der Horizontalen geneigt und diese Neigung kann in Richtung des Pfeils 63 von Fall zu Fall verändert werden.

Bei der beschriebenen Vorrichtung hat die Schnecke 47 nur einen durchgehenden Gewindegang; sie kann jedoch auch mehrere durchgehende Gewindegänge aufweisen, deren Steigung vom Eingangsende der Schraube zum Ausgangsende derselben abnimmt. Das Arbeitsprinzip ist dabei dasselbe, die Drehgeschwindigkeit der Schnecke 47 kann jedoch verringert werden, wodurch die Gefahr der Bildung einer Emulsion aus den beiden Flüssigkeiten vermieden wird. Die beiden in den F i g. i und 2 dargestellten Vorrichtungen sind Feststehend angeordnet und sind zur Reinigung einer verschmutzten Flüssigkeit bestimmt, die in freiem Fluß zu ihrem Eingang gelangt Daher eignen sich diese Vorrichtungen insbesondere zur Reinigung von Abwässern aus Industrieanlagen oder Städten. Ferner eignen sie sich zur Verwendung bei bestimmten Industrieverfahren, bei denen es erforderlich ist, ein »leichtes« Fluid, das in einer dünnen Schicht auf der Oberfläche einer »schweren« Flüssigkeit schwimmt, zu entfernen.

Diese Vorrichtungen, insbesondere die mit der Schnecke, können jedoch auch auf einem Schiff montiert werden, um die Reinigung von verschmutzten Flüssen, Seen und dem Meer zu ermöglichen. Ein mit einer solchen Vorrichtung ausgestattetes Schiff ist schematisch in F i g. 3 dargestellt Im vorderen Teil des Schiffrumpfes 65 ist eine Schnecke 66 untergebracht die der an Hand der F i g. 2 beschriebenen Schnecke ähnelt Diese Schnecke hat eine veränderliche Steigung und in der dargestellten Ausführung nur einen durchgehenden Gewindegang. Die Schnecke 66 ist in einem zumindest in ihrem Oberteil zylindrisch ausgebildeten Gehäuse 69 drehbar gelagert und wird durch einen Motor 68 mit Untersetzungsgetriebe angetrieben. In Längsrichtung neben der Schnecke 66 ist eine Anzahl von vertikalen Trennwänden 70 angeordnet, die den feststehenden Platten 16 der an Hand der F i g. 1 beschriebenen Vorrichtung ähneln. Die Trennwände 70 sind an dem zylindrischen Gehäuse 69 in einer Höhe befestigt, die vom Eingangsende der Schnecke 66 zum Ausgangsende derselben hin entsprechend einer Kurve 71 (Fig.3b) abnimmt, die annähern der Veränderung der Ebene der Trennfläche zwischen Schmutzstoff und Wasser, beispielsweise öl und Wasser, in den Zellen 72 folgt die durch die Zwischenräume zwischen den Schraubengängen der Schnecke 66 gebildet werden. Die Achse 86 der Schnecke 66 liegt etwas über der Wasserlinie 87. Mit Hilfe einer Antriebsvorrichtung 88 kann die Schnecke 66 in dem Untersetzungsgetriebe des Motors 68 in axialer Richtung verschoben werden, so daß die Längslage der Schnecke 66 in Pfeilrichtung 89 verändert werden kann und dadurch der Dicke des Schmutzstoffes und/oder der Schiffgeschwindigkeit angepaßt werden kann. Hinter der Schnecke 66 befindet sich eine Rückgewinnungskammer 73, in der sich der Schmutzstoff ansammelt

Mit Höfe einer Pumpe 74 wird der Schmutzstoff aus der Kammer 73 abgepumpt und in ein Sammelbecken 75 gefördert Das in die von den Zwischenräumen zwischen den Trennwänden 70 gebildeten Schächte 76 eintretende Wasser wird in einem Ausgangsraum 77 gesammelt, der entgegen der Anordnung des in Fi g. 1 dargestellten Ausgangsraums 25 und des in Fig.2 dargestellten Ausgangsraums 54 aus einem nachstehend zu erläuternden Grunde so eingerichtet ist, daß das Wasser gezwungen wird, in Richtung des Pfeils 78 zu fließen, nämlich entgegengesetzt zu der durch den Pfeil 79 angegebenen Durchflußrichtung der verschmutzten Flüssigkeit Aus dem Ausgangsraum 77 fließt das Wasser in einen Ausgangskanal 80 unter der Wirkung einer Pumpe 81, die es über einen am Boden des Schiffrumpfes unter dem Sammelbecken 75 angeordne ten Auslaßkanal 82 aus dem Schiff heraus befördert. Zwischen dem Ausgangskanal 80 und der Pumpe 81 ist ein Venturirohr 83 angeordnet das die Aufgabe hat, über ein Rohr 84 das Wasser 85 abzuziehen, das sich am Boden der Rückgewinnungskammer 73 angesammelt hat.

Der Grund, weshalb die Flüssigkeit in dem Ausgangsraum 77 gezwungen wird, in entgegengesetzter Richtung zur Durchflußrichtung der Flüssigkeit am Eingang der Vorrichtung zu fließen, steht im Zusam menhang mit den nachstehend erläuterten hydromecha- nischen Erwägungen. Wenn nämlich der Durchfluß der Flüssigkeit durch den ersten Schacht 90 nicht irgendwie gehemmt wird, so besteht die Gefahr, daß die gesamte Flüssigkeitsmasse einschließlich der Schmutzschicht in diesen Schacht stürzt. Durch den Gegenfluß unterhalb des ersten Schachtes wird der Druckabfall in diesem Schacht erhöht und die an der Oberfläche der Flüssigkeit in diesem Schacht vorhandene Schmutzflüssigkeit gezwungen, über den zweiten Schacht 91 hinwegzufließen. Das gleiche gilt für den Schacht 91 und die folgenden Schächte. Daher muß der Durchgangsquerschnitt zum Ausgangsraum 77 hin dem Durchfluß durch die Schächte 76 angepaßt werden. Insbesondere muß dieser Durchfluß zum Ausgangsende der Vorrich tung hin stetig abnehmen, weil der Wasseranteil der in den Zellen 72 eingeschlossenen Flüssigkeitsmassen sich fortschreitend entsprechend der Vorwärtsbewegung der Flüssigkeitsmassen zum Ausgang hin verringert

Daher ist am Boden der Schächte 76 ein Paar

-to bewegliche Platten 92, 93 angeordnet mit deren Hilfe der Durchfluß durch die Schächte nach Bedarf geregelt werden kann. Dies ist im einzelnen in F i g. 4 dargestellt aus der die unteren Enden der Trennwände 70 ersichtlich sind, unter denen die Platten 92 und 93 angeordnet sind, die zwischen den unteren Enden der Trennwände 70 und dem Ausgangsraum 77, der in den Ausgangskanal 80 mündet, liegen. Die Platten 92 und 93 sind an einem Ende an Drehzapfen 94 und 95 gelenkig befestigt, die es den Platten 92 und 93 ermöglichen, sich unter der Wirkung von Schrauben 96 und 97 voneinander zu entfernen, die an ihrem anderen Ende befestigt und auf einem Gewindeschaft 98 geführt sind, der aus zwei mit entgegengesetzten Gewinden 101 und 102 versehenen Hälften 101 und 102 besteht Bei der in Fig.4 dargestellten Ausführungsform sind die Seiten-.lanten 99 und 100 der Platten 92 und 93 geradlinig i ungeführt; diese Seitenkanten können auch kurvenförmig ausgebildet sein. Der Gewindeschaft 98 ist im Vorderteil des Schiffes angeordnet und kann mit Hilfe eines nicht dargestellten A ltriebsmittels um seine Achse gedreht werden, so daß dcT Abstand zwischen den Platten 92 und 93 nach Bedarf durch Bewegung der Schrauben 96 und 97 in Richtung der Pfeile 103 und 104 verändert werden kann.

Auf einem Schiff können auch zwei oder mehr Vorrichtungen der vorstehend beschriebenen Art montiert werden. Verschiedene Kombinationsmöglichkeiten für Anordnungen dieser Art sind in der

tabellarischen Darstellung gemäß F i g. 5 zusammengefaßt. Das Schema A in Fig.5 zeigt in vereinfachter Form die an Hand der F i g. 3 beschriebene Anordnung: Das Schiff 110 ist mit nur einer, schematisch durch den Block 111 angedeuteten Reinigungsvorrichtung versehen, der das verschmutzte Wasser durch einen Eingang 109 zugeführt wird und die den Schmutzstoff in einem Sammelbecken 112 sammelt. Die auf diesem Schiff eingebaute Reinigungsvorrichtung kann nur bei Bewegung des Schiffes in der durch den Pfeil 114 bezeichneten Fahrtrichtung, in der es durch die Schiffsschraube 113 angetrieben wird, in Betrieb genommen werden.

Das Schema B zeigt ein umkehrbares Schiff 115, das sich in zwei entgegengesetzten Richtungen bewegen und in Beirieb genommen werden kann, wie durch die Pfeile 116 und 117 angedeutet ist. Auf diesem Schiff sind zwei gleichartige Reinigungsvorrichtungen 120 und 121 mit der Rückseite aneinander eingebaut, so daß das durch den Eingang 122 eintretende verschmutzte Wasser gereinigt wird, wenn sich das Schiff in der Pfeilrichtung 116 bewegt, oder das durch den Eingang 123 eintretende verschmutzte Wasser, wenn sich das Schiff in Pfeilrichtung 117 bewegt In beiden Fällen fördern die Reinigungsvorrichtungen 120 und 121 den Schmutzstoff in ein gemeinsames Sammelbecken 124.

Das Schema C zeigt einen Querschnitt durch zwei nebeneinander in einem Schiff 127 mit Doppelrumpf angeordnete Reinigungsvorrichtungen 125 und 126. Diese Anordnung bietet den Vorteil, daß sich damit die Durchsatzmenge der behandelten Flüssigkeit verdoppeln läßt Ein solches Schiff mit Doppelrumpf kann auch mit zwei Paar Reinigungsvorrichtungen der Art wie die Reinigungsvorrichtungen 125 und 126 ausgestattet sein, wobei das eine Paar dieser Reinigungsvorrichtungen dann in Betrieb genommen wird, wenn sich das Schiff in der einen Richtung bewegt, während das andere Paar der Reinigungsvorrichtungen in Betrieb genommen wird, wenn sich das Schiff in der entgegengesetzten Fahrtrichtung bewegt

Diese Liste der Anwendungsmöglichkeiten für die Erfindung ist durchaus noch nicht erschöpfend. Insbesondere sei darauf hingewiesen, daß außer den beschriebenen Anwendungsmöglichkeiten für die Reinigung von städtischen und industriellen Abwässern und für die Reinigung von Flüssen, Seen und dem Meer die Vorrichtungen auch bei jedem industriellen oder auch hauswirtschaftlichen Behandlungsvorgang angewandt werden können, bei dem es erforderlich ist, eine dünne Schicht einer leichten Flüssigkeit von der Oberfläche einer schwereren Flüssigkeit zu entfernen.

Außerdem eignen sich die beschriebenen Vorrichtungen, die zur Rückgewinnung einer Flüssigkeit bestimmt sind, die auf der Oberfläche einer anderen Flüssigkeit verteilt ist, mit der sie nicht mischbar ist, auch zur Rückgewinnung von Schmutzstoffen, die nicht flüssig im eigentlichen Sinne des Wortes, aber mit Flüssigkeiten vergleichbar sind, z. B. Emulsionen, insbesondere Emulsionen von Wasch- und Reinigungsmitteln, oder Staub, wie Ruß oder feinkörnige Stoffe wie Sägemehl Nut anderen Worten, die beschriebenen Vorrichtungen eignen sich zur Entfernung aller Stoffe, die in einer dünnen Schicht auf der Oberfläche einer Flüssigkeit schwimmen, mit der sie nicht mischbar sind. Diese Stoffe wurden in der vorstehenden Beschreibung als »Fluide« bezeichnet, weil deren Teilchen nicht aneinanderheften.

Bei der Beschreibung der Fig. 1 wurde darauf hingewiesen, daß die Relativbewegung der die Zellen 29 begrenzenden Platten 27 nicht beginnen darf, ehe die Platten 27 vollständig in die Flüssigkeit eingetaucht sind, und beendet sein muß, ehe die Platten 27 wieder aus der Flüssigkeit auftauchen, weil andernfalls eine Veränderung des Abstandes zwischen den Platten 27 während ihres Ein- und Wiederauftauchens eine nachteilige Störung der auf der Flüssigkeit schwimmenden Schmutzschicht zur Folge haben würde. Das gleiche gilt auch für die Vorrichtung mit der Schnecke mit veränderlicher Steigung, wie sie an Hand der F i g. 2 beschrieben wurde.

Daher wurde die in den Fig.6 und 6b dargestellte Variante der Vorrichtung entwickelt, die mit einer mehrgängigen Schnecke ausgestattet ist und zum Einbau auf einem Schiff 150 mit Doppelrumpf bestimmt ist. Bei dieser Variante ist die Schnecke verlängert und weist zwei Längsbereiche mit gleichbleibender Steigung auf, d. h. Längsbereiche, in denen die einzelnen Schneckengänge sich im gleichen Abstand voneinander befinden. So weist die in F i g. 6 dargestellte Schnecke 151 einen am Eingangsende der Schnecke liegenden Längsbereich 152 mit gleichbleibender Steigung, einen mittleren Längsbereich 153 mit veränderlicher Steigung und einen am Ausgangsende der Schnecke liegenden Längsbereich 154 mit gleichbleibender Steigung auf. Die Längsbereiche 152 und 154 mit gleichbleibender Steigung erstrecken sich beide über eine Länge, die wenigstens gleich 1'/2mal des Verhältnisses zwischen der Steigung P und der Zahl der Windungen N der Schnecke in den entsprechenden Längsbereichen ist So erstreckt sich der am Eingangsende der Schnecke liegende Längsbereich 152 mit gleichbleibender Steigung, in dem die Schnecke zwei Schneckengänge 155 und 156 aufweist und die Steigung Pm am größten ist über eine Länge gleich oder größer als 1,5 χ (Pm/2). Der am Ausgangsende der Schnecke liegende Längsbereich 154 mit gleichbleibender Steigung, in dem die Schnecke nur einen Schneckengang aufweist, da der Schneckengang 155 an dem Punkt 157 endet und in dem die Steigung P_n, am kleinsten ist, erstreckt sich über eine Länge gleich oder größer als 1,5 χ P_n.

Aus Fig.6 ist ferner ersichtlich, daß es nicht unbedingt erforderlich ist in dem Ausgangskanal 158, durch den das unter dem Schniutzstoff befindliche Wasser abfließt Leitschaufeln, wie die in Fig.2 dargestellten Führungsplatten 49, vorzusehen. Wenn dem Boden 159 des Ausgangskanals 158 eine zweckentsprechende Form gegeben wird, so läßt sich dadurch ein vollkommen gleichmäßiger Wasserdurchfluß erzielen.

Wie aus F i g. 6 ferner ersichtlich ist ist zur axialen Verschiebung der Schnecke 151, deren zylindrischem Gehäuse 160, des Ausgangskanals 158, des Antriebsmotors 161 für die Schnecke und des die Schnecke 151 mit dem Motor 161 verbindenden Übersetzungsgetriebes

162 eine durch einen Motor 164 angetriebene Schnecke

163 vorgesehen. Zur Winkelbewegung der Schnecke 151 und deren vorgenannter zugeordneter Teile ist ferner eine Schraubenwinde 165 vorgesehen, die sich auf einem Querträger 166 abstützt Um die axiale Verschiebung und die Winkelbewegung der Schnecke 151 zu ermöglichen, ist das am Schneckeneingang liegende Ende 168 der Schneckenachse in einem Lager 169 verschiebbar geführt das um eine Querachse 70 schwenkbar ist

Wie bei der in F i g. 2 dargestellten Ausführungsform sammelt sich der Schmutzstoff 171 in der Rückgewinnungskammer 172 in einer Schicht, die wesentlich dicker als die Schicht 173 am Eingang der Vorrichtung ist Aus

der Rückgewinnungskammer wird der Schmutzstoff mit Hilfe eines an eine nicht dargestellte Pumpe angeschlossenen Saugkorbs 174 abgepumpt.

Mit einer Vorrichtung dieser Art wurden in einem mit Süßwasser mit glatter Oberfläche versehenen feststehenden Becken Versuche mit einem aus libyschem Rohöl bestehenden Schmutzstoff angestellt. Bei diesen Versuchen wurden die folgenden Ergebnisse ermittelt:

Libysches Rohöl Dichtigkeit Viskosität Temperatur

y t

0,82 kg/m³ 8,4 cS 8,0° C

Drehbare Schnecke mit veränderlicher Steigung Eintrittsgeschwindigkeit Ve = 0,4 m/s Drehgeschwindigkeit n, = 43,0 U/min

12

Durchflußmengen

öl am Eingang Ol am Ausgang Wasser am Ausgang

3,60 l/mn <7«s = 3,58 l/mn qES = 01/mn

Dicke der ölschicht am Schneckeneingang

hfiE = 0,5 mm

Dicke der ölschicht am Schneckenausgang

/ins — 60 mm

Leistung

»1 =

n₂ =

4he

■ 100 = 99,4%

Qhs

Qhs +

100 = 100%.

Hierzu J Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Stationär anzuordnende oder schwimmfähige Vorrichtung zur Beseitigung von auf der Oberfläche eines Gewässers schwimmenden, flüssigen Verunreinigungen, bestehend aus einem Gehäuse mit einem Einlaß für die Verunreinigungen und einem in diesem angeordneten, in das Wasser eintauchenden, angetriebenen Förderer für die Bewegung der Verunreinigungen in eine mit dem Außenwasser in Verbindung stehende Abscheidekammer, von der aus die Verunreinigungen und das darunter anstehende Wasser getrennt voneinander abzuführen sind, dadurch gekennzeichnet, daß der Förderer aus einer Mehrzahl von auf einer in such geschlossenen, langgestreckten Umlaufbahn *28) mit veränderbarer Geschwindigkeit umlaufenden, im unteren Bereich der Führungsbahn jedoch in das Wasser eintauchenden Platten (27) besteht und die Umlaufgeschwindigkeit der Platten derart regelbar ist, daß die Abstände aufeinanderfolgender Platten im Bereich der Förderstrecke vom Einlaß der Vorrichtung aus zu dessen Ende hin abnehmen.

2. Stationär anzuordnende oder schwimmfähige Vorrichtung zur Beseitigung von auf der Oberfläche eines Gewässers schwimmenden, flüssigen Verunreinigungen, bestehend aus einem Gehäuse mit einem Einlaß für die Verunreinigungen und einem in diesem angeordneten, in das Wasser eintauchenden, angetriebenen Förderer für die Bewegung der Verunreinigungen in eine mit dem Außenwasser in Verbindung stehende Abscheidekammer, von der aus die Verunreinigungen und das darunter anstehende Wasser getrennt voneinander abzuführen sind, dadurch gekennzeichnet, daß der Förderer als wenigstens eine, axial zum Einlaß der Vorrichtung angeordnete, in einem unten mit einem Längsschlitz versehenen Gehäuse (51) drehbar gelagerte Förderschnecke (47) ausgebildet ist, deren Ganghöhe so gestaltet ist, daß diese vom Einlaß der Vorrichtung aus zu der an dessen Ende angeordneten Abscheiclekammer(57) hin abnimmt.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Abstände der Platten (27) bis zum Beginn der eigentlichen Förderstrecke im geneigten eintauchenden Bereich (2Sc) und am Ende der Förderstrecke im geneigten wieder auftauchenden Bereich (2üd)gleichbleibend, aber im eintauchenden Bereich größer als im auftauchenden Bereich sind.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß in dem mit einem Boden versehenen Einlaß, in Abständen von aufeinanderfolgend, feststehende Platten (16) angeordnet sind, deren obere Kanten unterhalb der von den Platten (27) im Förderbereich bestrichenen Kurvenbahn liegen und deren untere Kanten in einer solchen Höhe über dem Boden des Einlasses angeordnet sind, daß ein Durchfiußkanal (25) für das Wasser entsteht, welcher in einen Abflußkanal (26) übergeht.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Abstände der Platten (1.6) voneinander zur Bildung von unterschiedlich großen Schächten (24) in bezug auf die Förderrichtung des Förderers vermindert sind. <,<;

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß im Anschluß an die letzte Platte die Abscheidekammer (36) angeordnet und diese unten mit einer mit dem Abflußkanal (26) in Verbindung stehenden Öffnung (35) versehen ist

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß im Abflußkanai (26) ein antreibbarer Propeller (39) angeordnet ist

8. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Schnecke (151) an ihrem Eintrittsende mit größerer Steigung einen Längsbereich (152) mit gleichbleibender Steigung aufweist

9. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Schnecke (151) an ihrem Auslaßende mit geringerer Steigung einen Längsbereich (154) mit gleichbleibender Steigung aufweist

10. Vorrichtung nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Schnecke (47, 15i) als mehrgängige Schnecke ausgebildet ist

11. Vorrichtung nach Anspruch 2,8 und 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Länge der Längsbereiche (152, 154) mit gleichbleibender Steigung mehr als j'/zmal des Verhältnisses zwischen dem Wert der gleichbleibenden Steigung und der Zahl der Gewindegänge beträgt

12. Vorrichtung nach Anspruch 2,8 und 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Zahl der Schneckengänge (155, 156) der Schnecke (151) an ihrem Ende mit größerer Steigung größer ist als an ihrem Ende mit geringerer Steigung.

13. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet daß der Ausgangskanal (55; 80; 158) mit Führungen (49; 92,93; 159) versehen ist, die den Flüssigkeitsdurchgang in diesem Kanal (55; 80; 158) so steuern, daß ein Rückstau der Flüssigkeit von dem Ausgangskanal (55; 80; 158) in die abgeteilten Teile der Flüssigkeit und des Fluids und eine Ansaugung des Fluids aus diesen abgeteilten Teilen zu dem Ausgangskanal (55; 80; 158) hin verhindert wird.

14. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungen aus wenigstens einer in dem Ausgangskanal (55) angeordneten Führungsplatte (49) bestehen.

15. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Wandungen (53,58; 65; 159) des Ausgangskanals (55; 80; 158) so ausgebildet sind, daß sie die Führungen darstellen.

16. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Schnecke (66; 151) mit Einstelleinrichtungen (88; 163,64) zur Veränderung der axialen Stellung der Schnecke (66; 151) gegenüber dem zylindrischen Gehäuse (69; 160) versehen ist.

17. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß Einstelleinrichtungen (165,166) zur Veränderung des zwischen der gemeinsamen Achse der Schnecke (151) und des zylindrischen Gehäuses (160) und der Horizontalen gebildeten Winkels vorgesehen sind.

18. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein Servoregler vorgesehen ist, der die Leistung der Einrichtungen (74; 174) zum Entfernen des Fluids in Abhängigkeit von der Höhe der Grenzfläche zwischen dem Fluid und der Flüssigkeit und/oder in Abhängigkeit von der freien Oberfläche der verdickten Fluidschicht (171) so steuert, daß nur die Fluidschicht und nicht auch die eventuell darunter befindliche Flüssigkeit entfernt wird.

19. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß sie zur Reinigung von ver-

schmutzten Gewässern auf einem Schiff eingebaut ist, daß die Schnecke (66; 151) mit ihrer Achs« parallel zur Schiffsachse und mit ihrem Ende mit größerer Steigung im vorderen Tei\ des Schiffes angeordnet ist, und daß die Antriebsvorrichtung (68; 161) für die Schnecke (66; 151) so eingerichtet ist, daß sie der Schnecke eine Diehgeschwindigkeit verleiht, deren Höhe so bemessen ist, daß zwischen den abgeteilten Teilen der Flüssigkeit und des Fluids einerseits und der Wasserfläche andererseits erst dann eine Relativbewegung erfolgt, wenn die Verringerung der Flächenausdehnung der abgeteilten Teile beginnt