NO158587B - Anordning for gjenvinnelse av olje flytende paa vann. - Google Patents

Description

Oppfinnelsen vedrører innretninger for gjenvinning av olje som flyter på vann.

Mange systemer har vært foreslått for å gjenvinne olje som flyter på overflaten av vann, hvor mange av disse involverer bruken av roterende skiver. For eksempel britisk patent nr. 1419114, 1523590, 1554458 og britisk ansøkning nr. 2050856A beskriver alle oljegjenvinningsinnretninger, vanligvis kjent som skiveskimmere som har et flertall av roterbare skiver. Innretningene er understøttet på flyteinnretninger slik at

når de blir anbragt i forurenset vann, flyter de med skivene delvis nedsenket i vann, hvor det er en skrapeanordning i tilknytning med hver skive slik at ved dreining av skiven fjerner skraperen oljen som adherer til skiveoverflåtene. Skivene som brukes i de kjente systemer har en glatt over-

flate og er flate.

Det er funnet at større oljegjenvinningshastighet kan oppnås

ved å bruke, i steden for konvensjonelle flate skiver, en skive som har i det minste ett bueformet fremspring på i det minste en flate av skiven hvilke fremspring tilveiebringer en tilleggsflate for oppsamling av olje. Fremspringet kan danne en konsentrisk ring på overflaten av skiven.

Således er det i samsvar med den foreliggende oppfinnelse til-veiebragt en anordning for gjenvinning av olje som flyter på vannoverflaten innbefattende et rammeverk, minst én skive roterbart oppstilt på en aksel støttet av rammeverket, innretninger for å rotere skiven omkring akselens akse, hvor rammeverket er understøttet av flyteinnretninger slik at når innretningen plasseres på vann flyter den med den eller hver skive delvis nedsenket i vann, hvor den eller hver skive er tilknyttet en skrapeinnretning for å fjerne væske som adderer til skiveoverflaten under rotasjon av denne, hvor anordningen kjennetegnes ved at skiven innbefatter en sirkulær plate med minst et hovedsakelig konsentrisk bueformet element som fremspringer fra minst én side av platen i en retning hovedsakelig ved rette vinkler til et plan vinkelrett til rotasjonsaksen for akselen for å gi én eller flere overflater som vender innad og er av tilstrekkelig lengde i en aksiell retning til å innfange og holde på væske som strømmer utad langs den roterende skiveoverflate.

Utførelser av oppfinnelsen, kun som eksempel, er beskrevet med henvisning til de vedlagte tegninger hvor: figur 1 er et sideriss av en skive for bruk i en anordning i samsvar med den foreliggende oppfinnelse; figur 2 er et tverrsnitt tatt langs linjen A-A i figur 1; figurene 3 til 5 er lignende tverrsnittskisser av skivene som har form i likhet med den av skiven vist i figur 1 og 2, og viser alternative fremgangsmåter for oppbygning; figur 6 er et sideriss av en andre utførelse av en skive for bruk i en anordning i samsvar med den foreliggende oppfinnelse; figur 7 er en tverrsnittsskisse tatt langs linjen B-B i figur 6; figurene 8 til 11 er tverrsnittsskisser av ytterligere ut-førelser av skivene for bruk i en anordning i samsvar med foreliggende oppfinnelse; figur 12 er en perspektivskisse av en anordning som innehar den foreliggende oppfinnelse; Figurene 13 og 14 (sideprojeksjoner) og figur 15 (planpro-jeksjon) viser skjematisk de geometriske og operasjonsmessige trekk av en anordning til å samle olje fra de perifert be-liggende kanter av den roterende skive. Figurene 1 og 2 viser en utførelse av en skive for bruk i samsvar med oppfinnelsen som innbefatter en flat plate 1

som har sirkulære flater 2 og 3. Inntil omkretsen av flatene 2 og 3 er ringer 4 og 5 henholdsvis. Ringene er konsentriske og hver ring presenterer en overflate 7, 8 som er rettet innad mot senteret av skiven 6.

Figur 2 viser skiven i det den har I-tverrsnitt. Et sentralt hull 9 muliggjør skiven å bli montert på en roterbar aksel. Som vist i figur 2 kan skiven fremstilles ved å-binde eller på annen måte feste ringen 4 og 5 til overflaten av plate 1 slik som ved adhesiver eller ved sveising, eller lodding.

Figurene 3 til 5 viser alternative metoder for fremstilling av en skive av den type vist i figurene 1 og 2. Figur 3 viser en skive maskinert ut av en enkelt plate eller støpt slik at ringene 4 og 5 og platen 1 alle er integrert dannet.

I figur 4 er ringene 4 -og 5 i form av en enkelt ring festet til omkretskanten av platen 1. Figur 5 viser en skive dannet av to tallerkenformede plater festet til hverandre rygg mot rygg for å forme en skive med I-tverrsnitt. Disse fremgangsmåter for oppbygning er kun eksempelvise og skal ikke tas som begrensende for oppfinnelsen. Eksemplene indikerer at terminologien "ringer" som brukt gjennom denne beskrivelse og de vedlagte krav, skal tas som å bety fremspring på flatene uansett hvordan de er formet.

Skrapeinnretninger av generelt vist utforming kan brukes med skivene av typene vist i figurene 1 til 5 forutsatt at de er tilpasset til å skrape overflatene 2, 3, 7 og 8. Gjenvinning av olje kan ytterligere økes ved også å skrape omkretskanten 10 av skiven.

Figurene 6 og 7 viser en alternativ utførelse av en skive for bruk i samsvar med oppfinnelsen, hvilke innbefatter en flat plate 21 som har flater 22 og 23. På flatene 22 og 23 er tre konsentriske ringer 24, 25 og 26, og 27, 28 og 29 henholdsvis. Ringene har overflater 31, 32 og 33 og 34, 35 og 36, henholdsvis som er rettet innad mot senteret 30 av skiven. Ringene er av forskjellige diametere og er satt på hverandre aksielt slik at overflatene er forskjøvet i forhold til hverandre og skivetykkelsen avtar trinnvis mot senteret.

Som med skivene vist i figurene 1 til 5, er det et antall av mulige fremgangsmåter for å fremstille skiver av denne utforming. For eksempel kan ringene dannes separat og så festet til den flate plate 21 som vist på venstre hånd av senter-linjen i figur 7, eller kan skiven og ringene formes integrert som indikert på høyre side.

Figurene 8 til 11 viser ytterligere utførelser av skiver for bruk i samsvar med oppfinnelsen. Figur 8 er lik med figur 7 med unntak av at et V-formet spor 40 er formet i omkretskanten 41 av skiven. Sporet tilveiebringer ytterligere overflater til hvilke olje kan adhere, og olje kan fjernes fra sporet ved å bruke en passende utformet skrapeinnretning. Figur 9

er lik med figur 2 med unntak av at flatene 7 og 8 er konkave i steden for flate. Figur 10 er lik med figur 2 med unntak av at ytterligere konsentriske, med i avstand anbragte ringer 42, 43, 44 og 45 av forskjellige diametere, men av samme aksielle dybde har blitt plassert på flatene 2 og 3 og tilveiebringer derved ytterligere overflater 46, 47, 48 og 49. Figur 11 er også lik med figur 2, med unntak av at ringene 4 og 5 er posisjonert innad fra omkretsen av skiven.

Figur 12 er en skjematisk perspektivskisse av en anordning som innehar den foreliggende oppfinnelse. Anordningen innbefatter fem skiver 51 av den type vist i figurene 1 og 2 for eksempel, roterbart anordnet på et rammeverk 50. Innretningen for å rotere skivene innbefatter en motor 56 og en drivaksel 55. Skrapeanordninger 57 er forsynt for å fjerne olje fra overflaten av skivene. Olje bæres ved føringskanaler 54 hvilke er tilknyttet skraperne,- til et samlekar 52 fra hvilket det blir fjernet via en slange 53. Rammeverket 50 er støttet på flyteanordninger 58 og 59.

Det er funnet at ytterligere signifikante forbedringer i oljegjenvinningshastigheten kan oppnås ved å bruke en skive i forbindelse med en i "randøse"-innretning, plassert nær ved dens kant. Denne innretning har ingen fysisk kontakt med skiven, men gjør bruk av strømningsfeltet som settes opp ved den roterende skive for å rette oljen som kastes fra periferien av skiven, inn i oppsamlingskaret. Driftsprinsippet av innretningen er vist i figurene 13 til 15.

Etterhvert som en delvis nedsenket skive 60 roterer gjennom oljefilmen 61 over vannet 63, genererer den en sprut av olje som siger over den frie overflate og danner således en "hale" 62 ved kanten av skiven (se figur 13). Halen blir formet når olje som bæres på den ytre rand og sider av skiven blir ejisert tangentielt av skiven over den frie overflate. Deretter bevirker gravitasjonen at denne olje faller tilbake til overflaten.

Den volumetriske strømingsgrad for olje som representeres

ved halen gjør dens gjenvinning verdt bryet. Denne gjenvinning oppnås ved å bruke en innretning referert til som en randøse. Dette er en delvis nedsenket innretning 64 som er plassert nær inntil den fremkommende kant av skiven hvor oljehalen dannes. En hylle 6 7 omgir øsen 64 og forløper mot og over et samlekar 65. Øsen har en skrånende veggseksjon 66 og dens strømlinjede form virker som en føring til den ejiserte olje, og bevirker den til å strømme inn i samle-karet 6 5 og synes likevel ved sitt nærvær ikke å avlede noe olje bort fra skiven hvilket ellers ville danne del av halen. Oppsamlingshastigheten fra kanten øker med tykkelsen av skiven selv og den angår også rotasjonshastigheten på systemet.

Hele innretningen kan gjøres fra ethvert materiale som er relativt inert til olje, vann og sjøvann. Således kan de fleste metaller eller plaster brukes slik som stål, rustfritt stål, aluminium eller polyakrylat.

Dimensjonene på delene, særlig skivene, vil bli valgt i samsvar med den tiltenkte bruk. For eksempel kan skivene være omkring en meter i diameter, og i en flytende enhet kan det være ti eller flere skiver som drives simultant på

en felles aksel.

Oppfinnelsen vil bli ytterligere illustrert ved henvisning til de følgende forsøksresultater.

Eksempel 1

En skive ble oppbygd i samsvar med oppfinnelsen av polymetyl-metakrylat. Skiven innbefattet en plate som har en fremspringende konsentrisk ring ved omkretsen på hver flate. Diameteren på skiven var 304 mm og platen var 9 mm tykk.

Hver konsentriske ring hadde en radiell tykkelse på 1,5 mm

og fremsprang 3 mm fra flaten. Skiven var maskinert fra en enkel plate og således ville et tverrsnitt normalt til flatene og gjennom skivens akse ha vært likt med det vist i figur 3.

Skiven var roterbart anordnet i en tank som inneholdt

olje slik at skiven ble delvis nedsenket. Oljen hadde en viskositet på 32 cSt ved omgivelsestemperatur. Skrapeanordninger var forsynt for å fjerne den adherende olje fra flatene og omkretskanten av skiven. Skiven ble så rotert ved 75 rpm og oljegjenvinningsgraden av skiven målt for forskjellige dybder for skivenedsenkning i olje. Resultatene er gitt i tabell 1 hvilken også inneholder oljegjenvinningsgraden, under de samme tilstander for en flat skive med diameter 304 mm og tykkelse 3 mm av det samme materiale.

Resultatene viser at skiven som har de fremspringende ringer hadde en større oljegjenvinningsgrad enn den flate skiven ved hver nedsenkningsdybde.

Gjenvinningsgraden for hver skive ble så målt ved forskjellige hastigheter med en nedsenkningsdybde på omkring 65" mm. Resultatene gitt i tabell 2 viser at skiven som har de fremspringende ringer hadde en større oljegjenvinningsgrad enn den med flat skive ved hver hastighet.

Eksempel 2

En skive ble oppbygd i samsvar med oppfinnelsen av polymetyl-metakrylat. Skiven innbefattet en plate med tre konsentrisk fremspringende ringer på hver flate. Et tverrsnitt normalt til flatene og gjennom skiveaksen ville derfor være likt med det vist i figur 10. Diameteren på skiven var 304 mm og platen var 8 mm tykk. De indre diametere på de tre konsentriske ringer på hver flate var 182 mm, 236 mm og 290 mm og hver ring hadde en radiell tykkelse på 7 mm og fremsprang 12 mm fra flaten. Overflatene på hver ring var rettet mot senteret av skiven og var i hovedsak normalt til skiveflaten.

Skiven var roterbart anordnet i en tank inneholdende et

23 min Lykt oljelag på vannet slik. at skiven var delvis nedsenket .i. olje og vann. Oljen hadde en viskositet ved omgiv-e]sestempcratur på 32 cSt. Skrapeanordninger var arrangert slik at den adherende olje kunne fjernes fra flatene og omkretskanten av skiven. Skiven ble så rotert ved 70 rpm og

oljegjenvinningsgraden målt for forskjellige nedsenknings-dybder av skiven i olje og vann. Resultatene er gitt i tabell 3, hvilken også inneholder oljegjenvinningshasigheten under de samme betingelser som en flat skive med diameter på 304 mm og tykkelse 3 mm av det samme materiale.

Resultatene viser at skiven med de fremspringende ringer hadde en større oljeopptaksgrad enn den flate skive ved vær nedsenkningsdybde.

Mer olje ble tilført til tanken inntil oljetykkelsen var større enn skiveradien. 01jegjenvinningsgraden for skiven som har de fremspringende ringer og den flate skive ble så målt for forskjellige rotasjonshastigheter. Resultatene gitt i tabell 4 viser at skiven som har de fremspringende ringer hadde en oljegjenvinningsgrad som var større enn den på

de flate skiver ved hver hastighet.

Eksempel 3

En rett sirkulær skive uten noen fremspring eller konsentriske ringer ble oppbygd av en bløt stålplate med en diameter på

304 mm og en tykkelse på 1 mm.

Skiven ble roterbart oppstilt i en tank som inneholdt en olje-film som fløt på vann. Tykkelsen på oljefilmen og nedsenk-ningsdybden av skiven kunne varieres etter ønske. Viskositeten på oljen var 120 cSt ved omgivelsestemperaturen.

Skrapeinnretninger var arrangert for å fjerne olje fra flatene til skiven og en randøse ble plassert nære inntil kanten av skiven. Forsøk ble så utført i hvilke hastigheten på skiven ble variert for to forskjellige faste nedsekningsdybder. Resultatene som således ble oppnådd er summarisk fremstilt

i tabellene 5 og 6; og dataene for den rette skive uten en randøse er vist parallelt for sammenligning.

Det kan observeres at effekten av randøsen er for signifikant

å forøke oljegjenvinningsgraden sammenlignet med den rette skive.

Det er ikke ment å begrense oppfinnelsen til de ovenfor angitte eksempler. For eksempel kan ringer slik som de vist i figurene 7 og 8 bli posisjonert slik at skivetykkelsen reduseres utad, med den maksimale tykkelse ved eller i avstand fra skivesenteret, eller reduseres både innad og utad fra en eller flere posisjoner av maksimal tykkelse. I tillegg kan tykkelsesendringen være gradvis i steden for trinnsvis, for således å presentere en hellende overflate rettet innad og/eller utad.

Mens ringen eller ringene som har blitt beskrevet heri som kontinuerlig, ringformede element, kan de være en eller flere diskontinuerlige bueformede element anordnet i hovedsak konsentrisk på skiveflaten.

Claims (4)

1. Anordning for gjenvinning av olje som fly<g>er på vannoverfla- . ten innbefattende et rammeverk (50), minst én skive (51) roterbart oppstilt på en aksel (55) støttet av rammeverket (50), innretninger (56) for å rotere skivene omkring aksél-aksen, hvor rammeverket er understøttet på flyteinnretninger (58,59) slik at når anordningen anbringes på vann flyter den med den eller hver skive delvis nedsenket i vanrl, hvor den eller hver skive er tilknyttet en skrapeinnretning (57) for å fjerne væske som adderer til skiveoverflaten under rotasjon av denne, karakterisert ved at skiven eller skivene (51) innbefatter en sirkulær plate (1) med minst et i hovedsak konsentrisk, bueformet element (4,5) som fremspringer fra minst en side (2,3) av platen (1) i en retning hovedsakelig ved rette vinkler til et plan vinkelrett til rotasjonsaksen for akselen (55) for å gi en eller flere overflater (7,8) som vender innad og er av tilstrekkelig lengde i aksiell retning til å innfange og holde væske som strømmer utad langs den roterende skiveoverflate.
2. 2. Anordning ifølge krav 1,karakterisert ved at det bueformede element (4,5) er en kontinuerlig ring som presenterer en overflate som er vendt innad mot senteret av skiven.
3. 3. Anordning ifølge krav 1 eller krav 2, karakterisert ved at det aksielt fremspringende bueformede element (4,5) er plassert ved omkretsen av platen (1).
4. 4 . Anordning ifølge krav 2,karakterisert ved at den innad vendte overflate er ensartet eller jevn og forløper parallelt med skivens rotasjonsakse. 5 .

   Anordning ifølge krav 2,karakterisert ved at den innad vendte overflate (7,8) er konkav. 6.

   Anordning ifølge krav 1,karakterisert ved at den innbefatter på minst én side av platen (21) et antall konsentriske, aksielt fremspringende ringer (24-29) av ulike diametere og satt på hverandre aksielt. 7.

   Anordning ifølge krav 1,karakterisert ved at den innbefatter et antall konsentriske, aksielt fremspringende ringer (42-45) av ulike diametere radielt av-standsplassert på platen (1), men har den samme aksielle dybde. 8.

   Anordning ifølge krav 1 eller krav 2, karakterisert ved at det aksielt fremspringende bueformede element er plassert innad fra omkretsen til platen. 9.

   Anordning ifølge et eller flere av. de foranstående krav, karakterisert ved at den innbefatter et ringformet spor (40) i den ytre omkretsflate (41) av skiven. 10.

   Anordning ifølge et eller flere av de foranstående krav, karakterisert ved at de eller hvert av de aksielt fremspringende, bueformede elementene er formet i ett med platen. 11.

   Anordning ifølge et eller flere av de foranstående krav, karakterisert ved at de eller hvert av de aksielt fremspringende, bueformede elementene er anordnet på hver side av platen. 12.

   Anordning ifølge krav 1, karakterisert ved at skiven innbefatter et par tallerkenformede plater festet rygg mot rygg for således å presentere en konsentrisk ring som forløper aksielt fra hver side av skiven. 13.

   Anordning ifølge krav 1,karakterisert ved at et øseelement (64) har en kurveformet føringsflate (62) anordnet inntil omkretsen av skiven for -å rette olje som kastes fra periferien av skiven i et oppsamlingskar (65).