DE2226567C3 - Stationär anzuordnende oder schwimmfähige Vorrichtung zur Beseitigung von auf der Oberfläche eines Gewässers schwimmenden, flüssigen Verunreinigungen - Google Patents
Stationär anzuordnende oder schwimmfähige Vorrichtung zur Beseitigung von auf der Oberfläche eines Gewässers schwimmenden, flüssigen VerunreinigungenInfo
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Description
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 F'unktion 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 i8 524) besteht aus einem in der Bewegungsrichtung
der Einrichtung sich verjüngenden Einlauf und diesem zugeordneten Fördermitteln sowie sinem 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 di^se Weise zu ermöglichen, daß
laufend eine Verunreinigungsschicht an den Pumpbehältern geliefert wird, die dick genug fiir ein unmittelbares
Pumpen ist.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den Mitteln der Patentansprüche I und 2 gelöst. Mit beiden Formen
der Erfindung wird auf diese Weise die verdickte Schuht kontinuierlich durch mechanisches Verdicken
verunreinigter Flüssigkeit gespeist, was cine große Diirchfliißmenge gewährleistet, da der mechanische
Verdickiingsvorgyig gleichzeitig in verschiedenen Ab
schnitten 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 anhai.d von zwei in der Zeichnung dargcsltHlcii Atisfühningsbeispielen des
Erfindungsgegenslaiidcs näher erläutert. Ks zeigt
in
4M Fig. I im Schnitt eine erste schematische Ausführungsfom
einer erfindungsgemäß ausgebildeten Verrichtung,
Fig. 2 im Schnitt eine zweite schematische Ausführungsform
einer erfindungsgemäß ausgebildeten Vorrichtung,
Fig. 2b einen Querschnitt nach der Linie XlIb-XUb
in F i g. 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,
Fig.4 eine Draufsicht auf einen Teil der Fig. 3 in
größerem Maßstab,
Fig. 5 eine schematische Darstellung verschiedener Ausführungsvarianten zu der Einrichtung gemäß F i g. 3,
Fig. 6 einen Längsschnitt durch eine Variante der zweiten Ausführungsform der Vorrichtung zur Durchführung
des Verfahrens.und
Fig. 6b einen Querschnitt nach d· Linie XVIö-XVIö
in F ι g. 6.
Die in Fig. 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 Seitenwjnd 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 munden, der von dem freien Raum zwischen dem untere.· 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 isi eine Reihe von beweglichen Platten 27 angeordnet, die durch eine nicht
dargestellte Antriebsvorrichtung kontinuierlich mit veränderlicher Geschwindigkeit auf einer gestrichelt
dargestellten Umlaufbahn 28 in } orm einer geschlossenen Schleife bewegt werden.
Diese Antriebsvorrichtung ist so eingerichtet, daß das
untere Finde der sich in Pfeilrichtung 32a bewegenden
Platten 27 in dem Arbeitsbereich 28a ihrer Umlaufbahn etwa in der Ebene 17 des oberen Endes der
festnähenden Platten 16 vorbeikommt und daß die Platten 27 in dem Bereich 286ihrer Umlaufbahn, indem
sie in Pfeilnchtuiifc. Mb /um Eingangsende des Beckens
15 zurückgeführt werden, sich außerhalb der Flüssigkei.
bewegen. Außerdem ist die Antriebsordnung so eingerichtet, daß die Umlaufgeschwindigkeit der Platten
27. die mit eindn verhältnismäßig hohen Wert am
Eingangsewde des Beckens 15 zurückgeführt werden,
sich außerhalb der Flüssigkeit bewegen. Außerdem ist die Antriebsvorrichtung so eingerichtet, daß die
Umlaufgeschwindigkeit der Platten 27 zwischen einem verhältnismäßig hohen Wert am Eingangsende des
Beckens 15 und einem wesentlich niedrigeren Wert am Ausgangsendc des Beckens veränderlich ist, so daß der
Abstand zwischen den Platten 27 sich im Verlauf ihrer Vorwärtsbewegung zum Auseangsende 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 27.7 und 276
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 is« mit der Rückwand 33 des Beckens 15 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
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, verschen 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 besiimmten 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 2Sd. wobei der Bereich 28c in Durchflußrichtung der Flüssigkeit hinten und der
Bereich 2Sd vorn liegt. In den Bereichen 28c und 2Sd 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
28c/. 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 erforderlkh, 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 F i 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 dctt zwischen den
ϊ FUhrungsplatten 49 liegenden Zwischenräumen gebildet
werden. Die Führungsplatten 49 dienen also gewissermaßen als Leitschaufein. Die Schnecke 47 ist in einem
zumindest in ihrem Oberteil zylindrischen Gehäuse 51 drehbar gelagert, der zusammen mit dem in der
ίο Flüssigkeil liegenden Teil 4">
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
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 Rückgewinnungskamme 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 Wasser 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.
4n Durch die Drehung der Schnecke 47 wird die Masse
der verschmutzten Flüssigkeil, 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 fi2 und dadurch wird die gleiche Wirkung wie in dem an Hand
der Fig. 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 V/asser nicht über eine vorgegebene Höhe ansteigt und die freie
Oberfläche des Öls nicht über eine andere vorgegebenen Höhe absinkt. Dieser Servoregler steuert also die
Pumpenleistung in Abhängigkeit von der Höbe der Grenzfläche zwischen Öl und Wasser und/oder in
Abhängigkeit von der Höhe der freien Oberfläche des Öls.
b5 Die Schnecke 47 ist vorteilhaft in axialer Richtung in
Pfeilrichtung 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 isl 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.
üei der beschriebenen Vorrichtung hat die Schnecke
47 nur einen durchgehenden Gewindegang; sie kann jedoch auch mehrere durchgehende Gewindegänge
aufweisen, deren Steigung vom Kingangsende der Schraube zum Ausgangsende derselben abnimmt. Das
Arbeitsprinzip ist dabei dasselbe, die Drchgcschwindig
keit der Schnecke 47 kann jedoch verringert werden, wodurch die Gefahr der Bildung einer Emulsion aus den
beiden Flüssigkeiten vermieden wird. Die beiden in den Fig. I und 2 dargestellten Vorrichtungen sind feststehend
angeordnet und sind /ur 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 bestimmien Induslriever
fahren, bei denen es erforderlich isl. ein »leichtes« Fluid,
das in einer dünnen Schicht auf der Oberfläche einer »schweren« Flüssigkeit schwimmt, zu cnifernen.
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 isl 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
dargestellten Atisgangsraiilns 54 aus einem nachstehend
iu erläuternden Gründe so eingerichtet isl, 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 Ausgangskahal 80 unter der Wirkung
einer Pumpe 81, die es über einen am Boden des Schiffrumpfes unter dem Sammelbecken 75 angeorclne-
in 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
Der Grund, weshalb die Flüssigkeit in dem Ausgangs
raum 77 gezwungen wird, in entgegengesetzter Richtung zur Durchflußrichtung der Flüssigkeit am
Eingang der Vorrichtung zu fließen, steht im Zusam menhang mit den nachstehend erläuterten hydromechanischen
Erwägungen. Wenn nämlich der Durchfluß der Flüssigkeit durch den ersten Schacht 90 nicht irgendwie
gehemmt wird, so besteht die Gefahr, daß die gesamte FItassigkcilsmasse 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
jo hinwegzufließen. Das gleiche gilt für den Schacht 9) 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 Flüssigkeilsmassen sich
fortschreitend entsprechend der Vorwärtsbewegung der Flüssigkeitsmassen zum Ausgang hin verringert.
Daher ist am Boden der Schächte 76 ein Paar bewegliche Platten 92, 93 angeordnet, mit deren Hilfe
Platten 16 der an Hand der Fig. 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 Schmuizstoff 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 Hilfe 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 F i g. 1
dargestellten Ausgangsraums 25 und des in F i g. 2 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
so 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 F i g. 4 dargestellten Ausführungsform sind die Seitenkanten
99 und 100 der Platten 92 und 93 geradlinig ausgeführt; diese Seitenkanten können auch kurvenförmig
ausgebildet sein.
Der Gewindeschaft 98 ist im Vorderteil des Schiffes angeordnet und kann mit Hilfe eines nicht dargestellten
Antriebsmittels um seine Achse gedreht werden, so daß der 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 Fig. 5 zusammengefaßt.
Das Schema A in F i g. 5 zeigt in vereinfachter form die an Hand der Fi g. i beschriebene Anordnung:
Das Schiff 1IO ist mit nur einer, schcmatisch durch den
Block 111 angemuteten Reinigungsvorrichtung verse- i
den, 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 in 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 η und in Betrieb genommen werden kann, wie durch die
Pfeile 116 und 117 angedeutet ist. Auf diesem Schiff sind
7U/CM clpirharliop RpinicrijnacynrrirhtijncTpri J2Q UP.d !21
mit der Rückseite aneinander eingebaui, 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 «1
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 ausgestaltet sein,
wobei das eine Paar dieser Reinigungsvorrichtungen r> 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. -to
Diese Liste der Anw.°ndungsmöglichkeiten 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 4r>
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 vi 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. Mit wi
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« b->
bezeichnet, weil deren Teilchen nicht aneinanderhaften.
Bei der Beschreibung der Fig. 1 wurde darauf hingewiesen, daß die Relativbewegung der die Zellen 29
begrenzenden PIaIIeH 27 nicht beginnen darf, ehe die
Platten 27 vollständig in die Flüssigkeil 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 Fig. 2
beschrieben wurde.
Daher wurde die in den F i g. 6 und 6b dargestellte Variante der Vorrichtung entwickelt, die mit einer
mehrgängigen Schnecke ausgestattet ist und zum Einbau auf einem Schiff 150 mit Doppelrumpf bestimm'
ist. Bei dieser Variante ist die Schnecke verlängert und weist zwei Längsbereichc mit gleichbleibender Steigung
Schneckengänge sich im gleichen Abstand voneinander
befinden. So weist die in Fig.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 l'/^mal 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 isl.
über eine Länge gleich oder größer als 1,5 x(PA,/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 Pn, am kleinsten ist, erstreckt sie1' über eine
Länge gleich oder größer als 1.5 χ P„h
Aus Fig.6 ist ferner ersichtlich, daß es nicht unbedingt erforderlich ist, in dem Ausgangskanal 158,
durch den das unter dem Schmutzstoff 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 Obersetzungsgetriebes
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 isL
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 ange-sehlossenen
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 Schmulzstoff angestellt. Bei diesen
Versuchen wurden die folgenden Ergebnisse ermittelt:
Libysches Rohöl
Dichtigkeit
Viskosität
Temperatur
P Y t
0,82 kg/m* 8,4 cS 8,00C
Drehbare Schnecke mit veränderlicher Steigung
Ein.trittsgeschwindigkcit
Ve = 0,4 m/s
qns = <7es =
3,601/rnn 3,58 l/mn 0 (/mn
Durchflußmengen
Öl am Eingang
öl ai'n Ausgang
Wasser am Ausgang
öl ai'n Ausgang
Wasser am Ausgang
Dicke der Ölschicht am Schneckeneinrgang
π he — 0,5 mm
Dicke der Ölschicht am Schneckenausgang
= 60 mm
Leistung
'Ins
f lu lg IM. 11
= 99.4%
, - ■ HX) = I(X)% Ils
Hierzu 4 13InLt Zeichnungen
Claims (3)
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 sich geschlossenen, langgestreckten Umlaufbahn (28) mit
veränderbarer Geschwindigkeit umlaufenden, im unteren Bereich der Führungsbahn jedoch m das
Wasser eii Jauchenden Platten (27) besteht und die
Umlaufgeschwindigkeit der Platten derart regelbar Bt. 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, «ngetriebef^n Förderer für die Bewegung der
Verunreinigungen in eine mit dem Außenwasser in Verbindung stehende Abscheidekammer. von der
•us die Verunreinigungen und das darunter anstehende
Wasser getrennt voneinander abzuführen lind, dadurch gekennzeichnet, daß der Förderer als
wenigstens eine, axial /um Einlaß der Vorrichtung angeordnete, in einem unten mit einem Längsschlitz
»ersehenen Gehäuse (51) drehbar gelagerte Forder
ichnecke (47) ausgebildet isl. deren Ganghöhe so gestallet ist. daß diese vom Linlaß der Vorrichiung
tus /u der an dessen Ende angeordneten Abscheidi:-
kammer (57) hin abnimmt.
5. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Abstände der Platten (27) bis /um
Beginn der eigentlichen I orderstrecke im geneigten
eintauchenden Bereich (2Sc) und am Ende der Förderstrecke im geneigten wieder auftauchenden
Bereich {28d) gleichbleibend, aber im eintauchenden
Bereich größer als im auftauchenden Hereich sind.
4 Vorrichtung nach Anspruch 1 oder J. dadurch
gekennzeichnet, daß in dem mit einem Beiden
versehenen I inlaß, in Abständen von aufeinander
folgend, feststehende !'Kitten (16) angeordnet sind,
deren obere Kanten unlerh.ilh der von den !'Kitten
|27) im I firderheri'ii'h bestrichenen Kurvenb.ibn
liegen und deren untere Kamen in einer solchen
Höhe über ekln Buden des Minlasses angeordnet
lind, .Kill em Durihfliißkanal (25) fiir das Wasser
einsieht, vvele lier in einen Ahdiißk.in.il (26) übergeht
5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet,
daß die Abstände der Platten (16) voneinander /.ur Bildung von unterschiedlich großen
.Schächten (24) in bezug auf die Fördcrrichtiing des
Förderers vermindert sind.
6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet,
daß im Anschluß an die let/lc Platte die
Abselieidckiimnier (36) ungeordnet und diese linien
mit einer mit dem Abflußkanal (26) in Verbindung stehenden öffnung(35) versehen ist.
7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß im Abflußkanal (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 i.äm?sbereich
(152) mit gleichbleibender Steigung aufweist.
9. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Schnecke (15Γ| 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, 1.51) 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
l'/smal 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 ar ihrem Ende mit geringerer Steigang.
I
3. 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 Ausgangskanai '55) angeordneten
Führungsplatte (49) bestehen.
15. Vorrichtung nach Anspruch 13. dadurch
gekennzeichnet, daß die Wandungen (5 3,58; 65; 159)
des Ausgangskanals (55; 80; 158) so ausgebildet sind,
daß sie die f ührungen darstellen.
Ib. Vorru'Mung nach Anspruch 2. dadurch
gekennzeichnet, daß die Schnecke (66; 151) mit
Einstelleinrichlungen (88; 163, 64) /ur Veränderung
der axialen Stellung der Schnecke (66; 151) gegenüber dem zylindrischen Gehäuse (69; 160)
verschen ist.
17 Vorrichiung nach Anspruch 2. dadurch
gekennzeichnet, daß I inslclleinrichtungcn (165, 166)
zur Veränderung des /wischen der gemeinsamen Achse der Schnecke (151) und des zylindrischen
Gehäuses (160) und der I lori/ontalen gebildeten
Winkels vorgesehen sind
IH Vorrichiung nach Anspruch 2. dadurch
gekenn/cii hnel. daß ein Servorejrlcr vorgesehen ist.
der die Leistung der I inrichltingen (74; 174) zum
l.nlferiien des I liitels in Abhängigkeit von der I lohe
der Grenzfläche /.wischen dein Fluid und der
Flüssigkeit und/oder in Abhängigkeit von der freien Oberfläche der verdickten Fluidschiehl (171) so
steuert, daß mir die Fluidschiehl und nicht auch die
eventuell darunter befindliche Flüssigkeit entfernt wird.
I1). Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch
gekennzeichnet, daß sie zur Reinigung von ver-
22 2o oo/
schmutzten Gewässern auf einem Schiff eingebaut ist, daß die Schnecke (66; 151) mit ihrer Achse
parallel zur Schiffsachse und mit ihrem Ende mit größerer Steigung im vorderen Teil des Schiffes
angeordnet ist, und daß die Antriebsvorrichtung (68; 161) für die Schnecke (66; 151) so eingerichtet ist,
daß sie der Schnecke eine Drehgeschwindigkeit verleiht, deren Höhe so bemessen ist, daß zwischen
den abgeteilten Teilen der Flüssigkeit und des Fluids einerseits und der Wasserfläche andererseits erst κι
dann eine Relativbewegung erfolgt, wenn die Verringerung der Flächenausdehnung der abgeteilten
Teile beginnt.
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DE2226567B2 DE2226567B2 (de) | 1979-07-26 |
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