-
Schwimmskimmer zum Reinigen der Oberfläche eines
-
Flüssigkeitskörpers Die Erfindung betrifft ein Verfahren und ein
Gerät zum Reinigen der Oberfläche eines Flüssigkeitskörpers. Im besonderen ist die
Erfindung auf einen Schwimmskimmer gerichtet, der ein angelenktes Wehr aufweist,
das auf einem Schwimmer sitzt, so daß eine selbstkompensierende Kaskadenwirkung
zum Skimmen der Flüssigkeitsoberfläche, die den Skimmer umgibt, erhalten wird.
-
Der größte Teil des Schmutzes und der Verunreinigungen, die in einen
Wasserkörper gelangen, stammt aus der Luft. Flüssigkeiten haben eine Oberflächenspannung,
die sich dahingehend auswirkt, daß der größte Teil des Schmutzes bzw. der Verunreinigungen
aus der Luft einen relativ zähen Film
an der äussersten Oberfläche
erhalten wird. Das Entfernen dieses verunreinigten Films bzw. der Kuppe erfordert
ein wirksames und gründliches Verfahren zum Reinigen verschmutzter Flüssigkeitskörper.
Um wirklich wirksam zu sein, muß der Skimmer zum Entfernen der Kuppe bzw. des Oberflächenfilms
unter vielen verschiedenen Bedingungen ausreichend vielseitig sein. Er muß ferner
so beschaffen sein, daß die Kuppe und nicht wesentliche Mengen oder grössere Schichten
von Flüssigkeit unter dem erwähnten zähen oberen Film entfernt wird. Je nach der
besonderen Anlage,soll der Skimmer daher wegen der Unterschiede in der Viskosität
und in der Geschwindigkeit des den Skimmer verlassenden Abflusses selbst kompensierend
sein.
-
Zusätzlich zu der Eigenschaft der Selbstkompensation gibt es viele
Anwendungsfälle, bei welchen der Skimmer im Verlauf des Betriebs auch von Hand verstellbar
sein soll. Dies ermöglicht es einer Bedienungsperson, die Vorrichtung "einzuregeln",
um ihre Wirksamkeit als Skimmer größtmöglich zu machen.
-
Es wurden bereits Schwimmskimmer mit einem schwimmenden ringförmigen
Wehr vorgeschlagen, bei denen die gewünschte Skimmwirkung unter idealen Bedingungen
erzielt werden kann. Unter Bedingungen jedoch, bei denen eine Bewegung stattfindet,
beispielsweise beim Schaukeln durch Wellen, besteht die Gefahr, daß die untere Kante
der bekannten Vorrichtungen zu tief in die Flüssigkeit eintaucht. Dies führt dazu,
daß die Miniskuszugwirkung verloren geht. Ferner besteht bei solchen bekannten Vorrichtungen
die Gefahr, daß die Oberkante derselben unter solchen Bedingungen aus dem Wasser
herausgezogen wird, wodurch die gesamte Zugwirkung verloren geht.
-
Der Erfindung liegt vor allem die Aufgabe zugrunde, einen
Schwimmskimmer
mit einem beweglichen selbstkompensierenden Wehr zu entwickeln, um das Entfernen
des oberen Films oder Miniskus maximal zu machen. Desgleichen gehört es zur Aufgabe
der Erfindung, einen Schwimmskimmer zu entwickeln, der im Betrieb von Hand einstellbar
ist, so daß die Bedienungsperson die Eigenschaften im Lauf des Betriebs verändern
kann.
-
Bei einer Ausführungsform der Erfindung besitzt der Skimmer einen
äusseren ringförmigen Körper mit einem inneren mittigen Hohlraum. Der Aussenkörper
ist mit einer Schwimm- und Ballastkammer geformt.
-
Eine Einlaßöffnung in einem Umfangsteil des Aussenkörpers ermöglicht
eine Flüssigkeitsströmung in den mittigen Hohlraum. Die Flüssigkeit im Hohlraum
wird durch eine Ablauf öffnung in der Bodenplatte gepumpt.
-
Ein bewegliches Wehr erstreckt sich über die Breite der Einlaßöffnung.
Es ist mit dem Aussenkörper langs seiner Aussenkante durch eine gelenkige Verhindung
verbunden, die ein Vershwenken zur Regelung der Menge und Geschwindigkeit der Flüssigkeit
gestattet, die durch die erwähnte Öffnung und in den mittigen Hohlraum fließt. Ein
Schwimmer an der Unterseite des Wehrs liegt auf der Flüssigkeit innerhalb des mittigen
Hohlraums auf und stellt das Niveau des Wehrs mit Bezug auf die Höhe der äusseren
Flüssigkeit ein.
-
Die ankommende Flüssigkeit, welche durch die Öffnung fließt, muß daher
über das geneigte Wehr fließen und fällt von der hinteren inneren Kante des Wehrs
mit Kaskadenwirkung ab.
-
Wenn das Wehr in der richtigen Höhe gehalten wird, wird das ankommende
Wasser beschleunigt und zieht der hTasserfall bzw. die Kaskade wirksam den oberen
Film von der Flüssigkeit b. Wegen der durch das geneigte Wehr erzeugten Beschleunigung
reinigt
der Skiirjner sehr rasch die ganze Oberfläche der Flüssigkeit um den Skimmer herum.
-
Die Art und Weise, in welcher das Wehr auf dem Schwimmer aufsitzt,
ergibt ebenfalls eine Selbstkompensationswirkung, die einen Ausgleich für Faktoren
wie Viskosität und die Menge des den Ablauf verlassenden Abflusses schafft.
-
Die ringförmige Kammer im Hauptkörper ist teilweise mit flüssigem
Ballast gefüllt und die Anordnung der Kammer ergibt eine Stabilisierungswirkung.
Der flüssige Ballast ergibtebenfalls eine gleichmässige Schwimmwirkung, die mit
dem Abfluß zusammenwirkt, der durch den Ablauf gepumpt wird, um die Lage des Skimmers
während des Betriebs noch weiter zu stabilisieren.
-
Während des Betriebs wird, wenn die Flüssigkeiten durch den Ablauf
entfernt werden, eine Luftkammer hinter dem Wehr gebildet, was zur Folge hat, daß
der Skimmer im Wasser ansteigt. Diese Anstiegswirkung wird durch die Art des flüssigen
Ballasts in dem ringförmigen Abteil des Hauptkörpers kompensiert. Die Anordnung
des Wehrs und des flüssigen Ballasts hat zur Folge, daß sich die Lufttasche hinter
dem Schwimmhauptzentrum bildet und daher einen positiven Auftrieb erzeugt. Dieser
positive Auftrieb, der durch die Luftt asche erzeugt wird, wird durch eine Elüssigkeitsmasse
in dem ringförmigen Schwimmabteil des Hauptkörpers kompensiert, das hinter dem Skimmer
liegt.
-
Das ringförmige Ballastabteil bzw. der ringförmige Ballastmantel ist
vorzugsweise in drei Kammern unterteilt, nämlich in zwei Seitenkammern und einer
hinteren Kammer. Die Schwimm-und Ballasteigenschaften dieser drei Kammern können
gesondert eingestellt werden.
-
Bei einer Ausführungsform der Erfindung (eine Ausführungsform, die
für den Betrieb in großen Wasserkörpern, wie Ozeanen, besonders geeignet ist) besitzt
der Skimmer Einstellorgane zur Regelung des Auftriebs sowohl des Skimmers als auch
des schwimmenden Wehrs. Diese Ausführungsform der Erfindung ermöglicht es dem Skimmer
und inskesondere dem Wehrschwimmer verschiedene Skimmeigenschaften je nach der Art
der zu skimmenden Flüssigkeiten und den Gesamtbedingungen, die für diese vorliegen.
In solchen Anwendungsfällen arbeitet der Skimmer in der Weise, daß er die Verschmutzungsschicht,
beispielsweise ausgelaufenes Öl, von der Wasseroberfläche abzieht. Diese Verschmutzungsschicht
entspricht in solchen Anwendungsfällen dem Meniskusfilm kleinerer Wasserkörper.
-
Schwimmskimmer und Skimmverfahren mit dem vorangehend beschriebenen
Aufbau und der vorangehend beschriebenen Parbeitsweise stellen weitere der Erfindung
zugrundeliegende Aufgaben dar.
-
Im folgenden werden anhand der beiliegenden Zeichnungen beispielsweise
Ausführungsformen der Erfindung näher beschrieben und zwar zeigen: Fig. 1 eine schaubildliche
Ansicht, teilweise im Schnitt und teilweise mit strichpunktierten Linien dargestellt,
eines schwimmenden Flüssigkeitsskimmers gemäß einer Ausführungsform der Erfindung;
Fig. 2 in vergrössertem Maßstab eine schaubildliche Ansicht eines Teils einer biegsamen
Anlenkung für ein Schwimmwehr, wie es bei dem in Fig. 1 gezeigten Skimmer verwendet
wird; Fig. 3 eine schaubildliche Ansicht eines Schwimm-Flüssigkeitsskimmers gemäß
einer weiteren Ausführungsform
der Erfindung; der in Fig. 3 gezeigte
Skimmer ist besonders geeignet für den Betrieb in großen offenen Wassermassen, wie
Ozeanen, und besitzt Einstellorgane zur Regelung des Auftriebs sowohl des Skimmers
als auch des schwimmenden Wehrs; Bg. 4 eine Draufsicht einer Regelventilanordnung
für den in Fig. 3 gezeigten Skimmer nach der Linie und in der durch die Pfeile 4-4
in Fig. 3 gezeigten Richtung; Fig. 5 in vergrössertem Maßstab eine Endansicht des
schwimmenden Wehrs des Skimmers nach Fig. 3; Fig. 6 den Skimmer in der Stellung,
die er im Wasserkörper im "Ruhezustand" bzw. in der Nichtbetriebsstellung des Skimmers
einnimmt; Fig. 7 eine der Fig. 6 ähnliche Ansicht, welche jedoch den Skimmer in
der Betriebsstellung zeigt, wobei das selbstkompensierende schwimmende Wehr so angeordnet
ist, daß das einströmende Wasser von der inneren Lippe des Wehrs abfällt und eine
Skimmwirkung zum Abziehen des Meniskus von dem in den Skimmer gesaugten Wassers
erhaltedwird; und Fig. 8 eine auseinandergezogene Darstellung, welche die Bauelemente
des Körpers des Skimmers zeigt.
-
Ein Schwimmskimmer gemäß einer Ausführungsform der Erfindung ist in
Fig. 1, 6, 7 und 8 allgemein mit 20 bezeichnet.
-
Wie sich am besten aus Fig. 7 ergibt, ist der Schwimmskim--mer 20
so ausgebildet, daß die Oberfläche S des Flüssigkeitskörpers
L,
der den Schwimnskimmer umgibt, geskimrnt wird.
-
Der Skimmer 20 besitzt einen Aussenkörper 22 mit einem inneren, im
wesentlichen mittigen Hohlraum 24. Der Aussenkörper ist mit einer Öffnung 26 in
einem Umfangsteil versehen, durch welche eine Flüssigkeitsströmung Zutritt in den
mittigen Hohlraum erhält.
-
An der Unterseite des Körpers ist eine Ablauföffnung 28 ausgebildet,
die dazu dient, die Flüssigkeit aus dem Hohlraum 24 unter der Regelung einer zugeordneten
Pumpe (nicht gezeigt) abzuleiten.
-
Ein bewegliches Wehr 30 erstreckt sich über die Breite der Öffnung
26 zur Regelung der Menge und Geschwindigkeit der Flüssigkeit, die durch die Öffnung
hindurch und in den mittigen Hohlraum 24 fließen kann. Das Wehr 30 ist mit dem Aussenkörper
längs der Aussenkante des Wehrs durch eine Gelenkverbindung 32 verbunden, die eine
Schwenkbewegung des Wehrs und dessen Auf- und Abbewegung unl die sich im wesentlichen
horizontal erstreckenae Achse des Gelenks 32 ermöglicht.
-
An der Unterseite des Wehrs 30 ist ein Schwimmer 34 angebracht, der
die Höhe des Wehrs mit Bezug auf den Körper 22 einstellt und im Betriebszustand
des Skimmers einen Wasserfall bzw. eine Flüssigkeitskaskade C von der Oberkante
des Wehrs ergibt. Hierdurch wird die Oberfläche der eintretenden Flüssigkeit wirksam
geskimmt.
-
Der Aussenkörper 22 weist ferner eine eingebaute Schwimm-und Ballastkammer
36 (siehe Fig. 8) auf, die sich um den Umfang des Aussenkörpers herum von der einen
Kante der Öffnung 26 zur gegenüberliegenden Kante der Öffnung erstreckt.
-
Wie in Fig. 1, 6 und 7 dargestellt, kann diese Kammer 36 durch eine
sich im wesentlichen waagrecht erstreckende Trennwand
38 in eine
untere Ballastkammer 36a und in eine obere Schwimmkammer 36b unterteilt werden.
-
Die Kammer 36 ist vorzugsweise ferner durch zwei sich im wesentlichen
vertikal erstreckende Unterteilungsolatten 40 (siehe Fig. 8) in zwei Seitenkammern
und in eine hintere Kammer unterteilt. Bei der in Fig. 1, 6, 7 und 8 dargestellten
Ausführungsform der Erfindung dienen diese Unterteilungsplatten 40 in erster Linie
zur Umlenkung und um eine seitliche Bewegung der Ballastflüssigkeit innerhalb der
ringförmigen Kammer 36 und jede Unwucht und Unstabilität zu verhindern, die sich
aus einer solchen unkontrollierten Bewegung der Ballastflüssigkeit ergeben könnte.
Bei der in Fig. 3 - 5 dargestellten Ausführungsform der Erfindung dienen die Unterteilungsplatten
40 ferner dazu, eine Regelung der Haltung des Aussenkörpers von einer Seite zur
anderen und von vorne nach rückwärts dadurch zu ermöglichen, daß eine unabhängige
Regelung des Verhältnisses des Ballasts und der Schwimmluft innerhalb der drei gesonderten
Unter abtei le stattfinden kann. Dies wird nachfolgend unter besonderer Bezugnahme
auf die in Fig. 3 dargestellte Ausführungsform der Erfindung näher beschrieben.
-
Die in Fig. 1, 2, 6, 7 und 8 dargestellte Ausführungsform der Erfindung
ist besonders zur Verwendung zum Skimmen der Oberfläche kleiner Flüssigkeitskörper
geeignet, wie Fischtanks, kleine Teiche, Swimmingpools u. dgl.. Bei dieser Ausführungsform
der Erfindung muß der Skimmer mit einer bestimmten Grundstellung mit Bezug auf die
Oberfläche des umgebenden Flüssigkeitskörpers arbeiten und die Schwimmer im Aussenkörper
und unterhalb dem beweglichen Wehr 30 sind so ausgebildet, daß sie bestimmte Auftriebskräfte
ergeben.
-
Nach der anfänglichen Einstellung ist normalerweise keine weitere
Nachstellung des Auftriebs der Schwimmer erforderlich.
-
Wie erwähnt, stammt bei weitem der größte Teil der Verschmutzung,
die in den Flüssigkeitskörper gelangt, aus der Luft. Sie wird von der Oberfläche
der Flüssigkeit infolge der bestehenden Oberflächenspannung aufgefangen und auf
dieser Oberfläche gehalten. Diese Verschmutzung kann wirksam und mit hohem Wirkungsgrad
dadurch entfernt werden, daß lediglich die Oberflächen-"aut" - gerade die Oherflächenspannungsschicht
bzw. der Meniskus abges1immt wird.
-
Durch das Skimmen dieser Oberflächenschicht zieht der Skimmer den
schmutzigsten Teil der Flüssiglceit ein. Ferner folgt, wenn ein Teil des Meniskus
in den Skinimer eingezogen wird, der Rest des Oberflächenfilms. Diese Wirkung läßt
sich leicht nachweisen und bedeutet in der Praxis, daß jeder und der ganze Film
an der Oberfläche des Flüssigkeitskörpers durch den erfindungsgemäßen Skimmer rasch
entfernt wird.
-
Der Wirkungsgrad der Skimmwirkung hängt daher von der Erzeugung des
richtigen Kaskadeneffekts über die Hinterkante des Wehrs 30 ab. Wenn das Wehr 30
innerhalb des Körpers 22 und der Fläche 5 zu niedrig liegt, tritt zu viel Flüssigkeit
über die Kante des Wehrs 30. Die richtige Beschleunigungder einströmenden Flüssigkeit
innerhalb der öffnung 26 und das wirksamste Ziel oder Skimmen der Oberflächenspannungs-
oder Meniskusschicht durch den Wasserfall oder die Kaskade C wird in diesem Falle
nicht erreicht. Wenn die Hinterkante des Wehrs 30 mit Bezug auf den Körper 22 und
die Oberfläche S zu hoch angeordnet ist, arbeitet der Skimmer entweder intermittierend
oder in unwirksamer Weise oder überhaupt nicht.
-
Die richtige Arbeitsweise des Skimmers 20 hängt daher von einem richtigen
Verhältnis zwischen dem Auftrieb des Schwimmabteils 36 im Aussenkörper und dem Auftrieb
ab, der durch den Schwimmer 34 unter dem Wehr 30 erhalten wird, was noch
klarer
aus der nachfolgenden näheren Beschreibung der Arbeitsweise erkennbar wird.
-
Ein biegsamer Schlauch 42 ist mit einem Ansatz 44 verbunden, der die
Ablauföffnung 28 umgibt, und eine Saugpumpe sowie ein Abfallsammler (nicht dargestellt)
sind mit dem anderen Ende des biegsamen Schlauches 42 verbunden.
-
Wie sich am besten aus Fig. 1 ergibt, ist ein Einlaßsieb 46 am Einlaß
26 angeordnet. Es besteht aus einem Anzahl voneinander in Abstand befindlicher Zinken
48, die dazu dienen, Zierfische, großer schwimmender Abfall wie Stöcke, Moosklumpen
u. dgl. auszusieben, da sonst die Wirkung des Skimmers 20 zunichte gemacht werden
könnte. Dieses Einlaßsieb ist vorzugsweise mit dem Aussenkörper 22 durch eine Gelenkverbindung
(nicht dargestellt) längs der Oberkante des Siebes 46 verbunden.
-
Fig. 2 zeigt Einzelheiten einer Form der Gelenkverbindung 32 für das
Wehr. Wie in Fig. 2 dargestellt, wird das Gelenk 32 durch einen biegsamen Kunststoffteil,
in diesem Falle aus Nylon, gebildet und ist dieses am vorderen äusseren Rand des
Wehrs 30 durch eine Reihe von Schrauben 50 angebracht. Ferner ist es durch Schrauben
52 am hinteren Rand eines sich nach innen erstreckenden Fachbrettes 54 verbunden.
Das durch die feste Wand 54 erhaltene Fachbrett bildet die untere Fläche der öffnung
26. Es können natürlich auch andere geeignete Verbindungsmittel verwendet werden.
-
Weitere bauliche Einzelheiten des Schwimmskimmers 20 sind in Fig.
8 gezeigt, die eine auseinandergezogene Darstellung gibt. In Fig. 8 sind das Wehr
30 und das Fachbrett 54 der übersichtlicheren Darstellung halber weggelassen.
-
Wie in Fig. 8 dargestellt, bildet der Aussenkörper 22 einen
Hauptmantel
mit einem Aussenumfang, der in der Draufsicht im wesentlichen kreisförmig ist. Diese
Gestaltung ergibt eine stabilisierende und selbstzentrierende Wirkung in einem bewegten
Flüssigkeitskörper.
-
Die Einlaßöffnung 26 wird durch die innere Seitenwand 56 und eine
aus einem Stück mit dem Körpermantel bestehenden Rückwand 58 begrenzt.
-
Das vordere Ende des inneren Hohlraums 24 wird durch eine Vorderwand
60 begrenzt.
-
Wie sich am besten aus Fig. 7 ergibt, ist der innere Hohlraum 24,
der durch die innere Seitenwand 56, die Rückwand 58 und die Vorderwand 60 begrenzt
ist, zur vertikalen Mittelachse des Skimmers etwas versetzt. Die Gewichtsverteilung
der Flüssigkeit innerhalb des Hohlraums 24 ist mehr zur öffnung 26, um sicherzustellen,
daß diese öffnung 26 in den Flüssigkeitskörper L und unter die Fläche S taucht.
-
Die Bodenwand des Hohlraumes 24 und die Bodenwand des sich ringförmig
erstreckendenXbteils 36 wird durch eine Basisplatte 62 begrenzt.
-
Der Schlauch 52 wird auf dem sich nach unten erstreckenden Ansatz
44 durch einen Sprengring 64 gehalten.
-
Die Trennwand 38 ist vorzugsweise mit gewölbten Bereichen 66 geformt,
welche obere Taschen für den Anschluß von Druckluftleitungen zu den obersten Teilen
der Ballastkammern 36a bilden, die unmittelbar unterhalb dieser drei erhabenen Teile
liegen, jedoch handelt es sich hier um ein Merkmal, das in erster Linie bei der
Ausführungsform nach Fig. 3 - 5 vorteilhaft ist, wie nachfolgend näher erläutert
wird.
-
Ein oberes KappenstUck 68 schließt die Luftkammern 36b ab;
die
konvexe Krümmung dieses oberen Kappenstücks trägt zur Stabilität des Skimmers bei,
da es jeder Wellen- oder Windwirkung in diesem Teil des Skimn;ers einen geringstmöglichen
Widerstand entgegensetzt.
-
Wie in Fig. 8 dargestellt, werden die Hauptbauelemente des Skimmers
20 durch Teile von verhältnismässig einfacher Ausbildung gebildet. Diese Bauelemente
lassen sich leicht für die Ausführungsform der Erfindung aus Kunststoff pressen,
wie sie für Fischbehälter, Teiche, Swimmingpools u. dgl.
-
verwendet werden, wo der Ballast festgemacht werden kann.
-
Die Auftriebkammern 36b im Aussenkörper und 35 unterhalb des Wehrs
30 können mit einem geeigneten schwimmfähigen Material, wie Schaumstoff, statt mit
Luft gefüllt oder aus diesem hergestellt werden.
-
Da die Kammer 36 sich an der Innenseite des Körpers 22 auf drei Seiten
erstreckt, gibt der flüssige Ballast dem Schwimmskimmer ein gleichmässiges Schwimmvermögen,
wenn der Abfluß durch die Ablauföffnung 28 abgepumpt wird.
-
Der innere Winkel nach oben, mit welchem das Wehr 30 bei normalem
Betrieb geneigt ist, ergibt eine Beschleunigung der Flüssigkeit, wenn sie in die
Einlaßöffnung 26 und über das Wehr 30 strömt.
-
Die Größe des schwenkbaren Wehrs und die Größe und Anordnung der waagrechten
festen Wand 54, an der das Wehr 30 angelenkt ist, sind derart, daß sie eine volle
Flüssigkeitsströmung, ohne daß diese abgeschnitten wird, zulassen.
-
Der vorangehend beschriebene Skimmer 20 ergibt einen Gleichgewichtsgrundzustand,
in welchem das Baumaterial von im wesentlichen
neutralem Auftrieb
ist. Die Schwimmkammer 35 ergibt genug Auftrieb unter dem Wehr, so daß das Wehr
30 im Ruhezustand (ohne Pumpwirkung) es ermöglicht, daß seine Hinterkante mit dem
äusseren Flüssigkeitsspiegel zusammentrifft. Dies ist die in Fig. 6 dargestellte
"Ruhe"-Stellung.
-
Wenn die Pumpe eingeschaltet wird, um Flüssigkeit aus dem Hohlraum
24 durch die Ablauföffnung 28 zu saugen, hält das Wehr 30, das in der in Fig. 6
dargestellten "Ruhe"-Stellung normalerweise im wesentlichen vertikal ist, die Flüssigkeitsströmung
in den Hohlraum hinter dem Wehr in einem ausreichenden Maße zurück, damit die Pumpe
und der Schlauch den inneren Hohlraum 24 teilweise absaugen und dadurch hinter dem
Wehr eine Luftkammer 31 bilden können. Dieses.
-
teilweise Absaugen wirkt sich im Sinne eines positiven Auftriebs aus,
so daß die ganze Einheit das Bestreben hat, aus der Flüssigkeit herauszutreten.
Gegen den positiven Auftrieb arbeitet der Flüssigkeitsring in dem Abteil 36. Dieser
Flüssigkeitsring wird (durch die vorangehende Wirkung der teilweisen Absaugung)
über den Spiegel der äusseren Flüssigkeit angehoben. Dies wirkt sich im Sinne eines
negativen Auftriebs aus, der zur Folge hat, daß der Skimmer 20 versucht, sein Gleichgewicht
zu finden. Die Lage des Wehrs 30 und des hinteren Flüssigkeitsmantels 36a hat zur
Folge, daß die Lufttasche 31 sich hinter dem Hauptschwimmzentrum entwickelt. Es
wird jedoch der positive Auftrieb, welchen die Lufttasche 31 erzeugt, durch die
Flüssigkeitsmasse in der Kammer 36a, die hinter dem Skimmer 20 liegt, kompensiert.
-
In der Zwischenzeit wird Flüssigkeit (durch das Sieb 46 hindurch)
angesaugt und in die Einlaßöffnung 26 gesaugt. Die eintretende Flüssigkeit fließt
über das Wehr 30 (das zu diesem Zeitpunkt mit einem Winkel zwischen der Horizontalen
und der Vertikalen angeordnet ist, wie in Fig. 7 gezeigt) und fällt als Kaskade
von der inneren Lippe des Wehrs ab
nach unten in den inneren Hohlraum
24 mit einem Wasserfalleffekt. Wie erw<hnt, wird die eintretende Flüssigkeit
bei ihrer Aufwärtsströmung über die innere Hinterkante des Wehrs 30 beschleunigt
und die Kaskadenwirkuna hat zur Folge, daß die Skimmwirkung den Meniskus von der
Flüssigkeit abzieht, ie sich in dem den Skinr.er 20 umgebenden Flüssigkeitskörper
befindet.
-
Im Verlauf des Betriebs kann der den Skimmer 20 umgebende Flüssigl;eitskörper
als Folge einer Sazall Faktoren bewegt werden. Solche Faktoren sind Wellen, Personen,
das Spritzen des wassers in einem Swimmingpool u. dgl.. Der Skinzer 20 hat wegen
seiner ringförmigen Ballastkammer 36 das Bestreben, sich selbst zu stabilisieren,
so daß die gewünschte Raskadenwirkung eintritt. Die Skimmwirkung wird aufrechterhalten,
wobei das Wehr eine nahezu selbstzentrierende Wirkung ausübt, um das gewünschte
Skimmen beizubehalten, selbst wenn das ausserhalb befindliche Wasser bewegt wird.
Die Ausbildung des Skimmers 20 ruft daher die gewünschte Meniskuszugwirkung unter
Bewegungsbedinqungen sowie bei idealen Bedinqungen hervor. Selbst beim Verschwenken
durch Wellen hat die Unterkante 54 der Einlaßöffnung 26 nicht die Neigung, zu tief
in die Flüssigkeit einzutauchen und die Oberkante des Wehrs 30 ferner am Herausziehen
aus dem wasser gehindert wird. Die Wirkung des Skimmers 20 kann von Hand vor dem
Einbau eingestellt werden, so daß der Hersteller die Vorrichtung "abstimmen" kann,
um ihr Potential als Meniskusentferner so groß wie möglich zu machen. Bei der in
Fig. 1, 2,.6, 7 und 8 dargestellten Ausführungsform der Erfindung wird dieses "Abstimmen"
durch die anfängliche Wahl der Menge der Ballastflüssigkeit und der Luft im ringförmigen
Schwimmabteil 36 des Aussenkörpers und der Größe des Schwimmabteils 35 unterhalb
des ringförmigen Wehrs 30 erreicht.
-
Fig. 3 bis 5 zeigen eine weitere Ausführungsform der Erfindung, bei
welcher der Skimmer Organe zur Regelung des Auftriebs sowohl des Skimfflerkörpers
als auch des Schwimmwehrs aufweist.
-
Bei der husführungsform nach Fig. 3 ist der Skimmer allgemein mit
80 bezeichnet und diejenigen Teile des Skimmers 80, die den Teilen des Skimmers
20 nach Fig. 1 gleich sind, sind mit der gleichen Bezugsziffer versehen.
-
Der in Fig. 3 dargestellte Skimmer ist besonders für den Betrieb in
großen Körpern offenen Wassers, wie in Ozeanen, geeignet und besitzt Organe zur
Regelung des Auftriebs sowohl des Aussenkörpers 22 als auch des Schrimrawehrs 30.
Wie nachfolgend näher beschrieben wird, ermöglicht der Skimmer 80 eine unabhangige
Einstellung des Schwimrnvermögens jeder gesonderten Kammer 36a in dem ringförmigen
flüssigen Eallastmantel sowie eine unabhängige Einstellung des Schwir;mvermögens
der Kammer 35 unterhalb des Wehrs 30. Diese Regelrechanismen wirken als Ausgleich
und bewirken den Schwimmzustand sowohl des Aussenkörpers 22 als auch des Wehrs.
Infolgedessen kann das Gesamtschwirnrnver'alten und insbesondere das Skimmverhalten
des Wehrs durch eine Bedienungsperson und an einer vom Skimmer entfernten Stelle
gesteuert werden.
-
Die Steuereinrichtung umfaßt eine Druckgasquelle, die in Fig. 3 als
Preßluftflasche 82 dargestellt ist, eine Regelventilanordnung 84 und Leitungen 86,
88 unc 90, welche den auslaß der Regelventilanordnung 84 mit den beiden Seitenkammern
und der hinteren Kammer 36a im Aussenkörper 22 verbinden, und eine Leitung 100,
die mit der Kammer 35 unterhalb des Wehrs 30 verbunden ist.
-
Der Preßluftbehälter 82 hat die üblichen Regelventile 102 und
104
zum An- und t=hschalten der Strömung aus der Preßluftflasche und zur Regelung des
Durchflusses durch eine Leitung 106 zum Einlaß der Pegelventilanordnung 84. Lie
negelventilancrdnung 84 besitzt eine Sanmelleitung loc, welche die tinlaßleitung
106 mit jeder von vier gesonc1erten Regelventilen in der Anordnung 84 verbindet.
Die Regelventilanordnung 84 weist ferner vier gesonderte Auslässe 116 zum Ableiten
von Luft aus den Leitungen 88, 100, 90 und 86 auf.
-
Ein gesondertes ategelrentilelement 118 ist in Fig. 3 rlargestellt
und durch einen egelhandgriff 120 betätigbar. Das Regelventilelement besitzt sich
überschneidende Kanäle 122 und 124, die so angeordnet werden können, daß sie entweder
die Leitung 86 mit der PreEluft in der Leitung 106 verbinden oder den Druck. aus
der Leitung 86 durch den Auslaß 116 zur Atmosphäre ableiten. In ähnlicher Weise
ermöglichen gesonderte Regelhandgriffe 126, 128 und 130 eine qesonderte Regelung
des Druckes innerhalb der jeweiligen Leitung 90, 100 bzw.
-
88.
-
Wie in Fig. 3 dargestellt, sind die Leitungen für die Kammern 36a
unterhalb der erhabenen Teile 66 angeschlossen, so daß diese Leitungen mit dem höchsten
Teil der Flüssigkeitsballastkammer in Verbindung stehen.
-
Wie in Fig. 5 dargestellt, ist die Leitung 100 mit der Kammer 35 durch
ein biegsames Anschlußstück 132 verbunden; dies ermöglicht ein freies Schwenken
des Wehrs 30 um das Gelenk 32 ohne Beschränkung. Das untere Ende des biegsamen Anschlußstücks
132 ist mit einem L-förmigen Rohr 134 verbunden, dessen oberes Ende sich bis nahe
der Hinterkante des Wehrs 30 erstreckt, so daß der Einlaß von Luft in diese Kammer
35 durch die Leitung 100 sich immer am obersten Teil der Schwimmkammer 35 befindet.
-
Wie ebenfalls in Fig. 5 dargestellt, weit der untere Teil
der
Wand 34 eine Reihe von in Abstand voneinander befindlichen Öffnungen 136 auf, welche
eine freie Flüssigkeitsströmung in den und aus dem unteren Teil der Kammer 35 und
zum sowie vom Flüssigkeitskörper innerhalb des mittigen Hohlraums 24 aufweisen,
auf dem das Schwimmelement 34 schwimmt. Wenn Preßluft Zutritt in die Kammer 35 erhält,
wird Flüssigkeit durch die öffnungen 136 nach aussen verdrängt, um den Auftrieb
des Wehrschwimmers (zur Anhebung des Wehrs) zu erhöhen. Wenn Druck aus der Kammer
35 durch die Leitung 100 (durch Verstellen des Regelhandgriffs 120 von Hand) abgeleitet
wird, fließt mehr Wasser in die Kammer 35, um den Auftrieb (zum Absenken des Wehrs)
zu vermindern.
-
Jede der Kammern 36a ist mit einer Reihe von Öffnungen 138 in demjenigen
Teil der Basisplatte 62 versehen, der sich längs des Bodens dieser Kammer erstreckt.
Diese Öffnungen 138 ermöglichen die freie Flüssigkeitsströmung in den bzw.
-
aus dem unteren Teil der Flüssigkeitsballastkammer bei einer Regelung
des Druckes innerhalb des oberen Teils dieser Ballastkammern durch eine manuelle
Verstellung der Regelhandgriffe 126, 128 und 130.
-
Durch Verändern des Druckes in einer der bzw. in beiden Seitenkammern
36a kann der Aussenkörper 22 von der einen Seite zur anderen geneigt werden, und
durch Verändern des Druckes in der hinteren Kammer 36a kann der Aussenkörper 22
vor- und zurückgeneigt werden. Durch gleichzeitiges Verändern der Drücke in allen
Kammern 36a kann der Aussenkörper 22 innerhalb des umgebenden Flüssigkeitskörpers
angehoben oder abgesenkt werden.
-
Der in Fig. 3 gezeigte Skimmer 80 ermöglicht daher eine gesonderte
Veränderung der Schwimmkraft jeder der Kammern 36a im Aussenkörper 22 und eine gesonderte
Veränderung des
Druckes in der Kammer 35 unterhalb des Wehrs 30.
Die Bedienungsperson kann daher leicht Faktoren, wie der Viskosität der zu skimmenden
Flüssigkeit, der Menge des Abflusses der die Ableitöffnung 28 verläßt, Rechnung
tragen, indem sie die Arbeitsbedinyungen verändert, wenn solche Faktoren während
eines Skimmvorgangs auftreten, und verschiedene Merkmale des Skimmvorgangs engen
von der Art der zur skimmenden Flüssigkeit und den allgemeinen Eedingungen ab, in
welchen sich die Flüssigkeit befindet.
-
Die Erfindung ist natürlich nicht auf die dargestellten und beschriebenen
bevorzugten Ausführungsformen beschränkt, sondern kann innerhalb ihres Rahmens verschiedene
Abänderungen erfahren.
-
Ansprüche: