PL190177B1 - Sposób i urządzenie do oddzielania pływającej substancji zanieczyszczającej - Google Patents

Abstract

1. Sposób odzielania plywajacej substancji zanieczyszczajacej unoszonej przez wode i wody, obejmujacy etapy - dostarczania zbiornika szumujacego do masy wody, - tworzenia upustu wody w zbiorniku szumujacym, - powodowania przeplywu wody niosacej substancje zanie- czyszczajaca z obszaru powierzchniowego masy wody przez przelew szumujacy do upustu wody, - usuwania wody ze zbiornika szumujacego dla zachowania upustu wody i spowodowania dalszego przeplywu wody i substancji zanieczyszczajacej, wchodzacych do zbiornika szumujacego, ku dolowi w zbiorniku szumujacym, i ciaglego odchylania przeplywu ku dolowi wody substancji zanieczyszczajacej ku strefie rozdzielania dla zebrania w niej substancji zanieczyszczajacej na powierzchni wody, znamienny tym, ze odchyla sie przeplyw ku dolowi wody i substancji zanieczyszczajacej w bok od obszaru pod upustem wody do pierscieniowej strefy rozdziela- nia otaczajacej obszar pod upustem wody. 3. Urzadzenie do oddzielania plywajacej substancji zanieczysz- czajacej unoszonej przez wode i wody, zawierajace - urzadzenie wlotowe zanurzane w masie wody i wyznaczajace komore wlotowa do odbierania przeplywu wody i plywajacej substancji zanieczyszczajacej porwanej przez wode, - urzadzenie pompujace do odprowadzania wody z urzadzenia wlotowego dla zachowania w nim upustu wody i spowodowania przeply- wu wody i porwanej substancji zanieczyszczajacej, wchodzacych do urzadzenia wlotowego, ku dolowi w komorze wlotowej, - komore rozdzielania polaczona z komora wlotowa - srodki do odchylania skierowanego ku dolowi przeplywu wo- dy i porwanej substancji zanieczyszczajacej ku komorze rozdzielania, znamienne tym, ze komora rozdzielania (B) otacza wlotowa komore gromadzaca (A). Fig. 1 . PL PL

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób i urządzenie do oddzielania pływającej substancji zanieczyszczaj ącej.

Bardziej szczegółowo, wynalazek dotyczy sposobu i urządzenia do odzyskiwania pływających substancji zanieczyszczających, takich jak rozlany olej z otwartej lub ograniczonej powierzchni wody.

Wynalazek jest szczególnie użyteczny do odzyskiwania oleju pływającego na wodzie i dlatego zostanie opisany zwłaszcza w odniesieniu do jego zastosowania do tego celu. Jednakże wynalazek nie jest ograniczony do odzyskiwania oleju lub innych ciekłych zanieczyszczeń i stosowany tu termin substancja zanieczyszczająca powinien być rozumiany jako obejmujący, dodatkowo do ciekłych substancji o dużej lub malej lepkości, bardziej lub mniej stałe odpady lub przedmioty o względnie małych wymiarach.

W opisie patentowym Stanów Zjednoczonych Ameryki US-A-5075014 ujawniono urządzenie do szumowania ciekłych węglowodorów z powierzchni masy cieczy i rozdzielenia zebranej mieszaniny węglowodorów i wody, na oddzielne frakcje. Frakcję węglowodorów zbiera się w zbiorniku flotacyjnym podczas gdy frakcję wodną zawraca się do masy wody; Do rozdzielania stosuje się odśrodkowy separator zasilany ze zbiornika szumowania za pomocą pompy odśrodkowej.

W międzynarodowej publikacji nr WO 97/07292 ujawniono sposób i urządzenie do szumowania powierzchniowej części masy wody w celu jej dopływu do zanurzonego zbiornika gromadzącego dla oczyszczenia powierzchni wody. Powoduje się dopływ substancji zanieczyszczającej, zwłaszcza oleju, unoszącej się na powierzchni wody otaczającej zbiornik gromadzący, do upustu wody utworzonego w zbiorniku gromadzącym i umożliwia się jej oddzielenie od wody na podstawie jej plawności oraz utworzenia warstwy na powierzchni wody w strefie rozdzielania. Tak utworzona na powierzchni upustu wody warstwa jest w sposób okresowy lub ciągły usuwana ze strefy rozdzielania i likwidowana jakimkolwiek znanym sposobem.

Powoduje się przepływ powierzchniowej części otaczającej wody unoszącej substancję zanieczyszczającą przez grzbiet pionowego, samoustawiającego się przelewu szumującego, który korzystnie jest pierścieniowy. W tym celu wodę usuwa się z dolnego obszaru zbiornika gromadzącego dla zachowania upustu wody w naczyniu gromadzącym tak, aby poziom cieczy w zbiorniku gromadzącym był poniżej poziomu otaczającej powierzchni wody.

Podczas działania, przelew szumujący, który ma pewien wypór hydrostatyczny, przyjmuje położenie przelewowe względem otaczającej powierzchni wody, tak, że dopływ do zbiornika gromadzącego jest automatycznie regulowany w celu dopasowania do wypływu z niego wody.

Strefa rozdzielania zawiera ogólnie okrągły obszar powierzchni wody w upuście wody i wodę poniżej tego obszaru. W górnej części strefa rozdzielania znajduje się w poziomym odstępie od przelewu do wnętrza i jest korzystnie oddzielona od przelewu pierścieniową przegrodą, zabezpieczającą przed wejściem substancji zanieczyszczających do strefy rozdzielania przed ich uprzednim odchyleniem ku dołowi.

Cechą charakterystyczną znanego sposobu i urządzenia jest to, że rozdzielenie substancji zanieczyszczających unoszonych przez wodę w zbiorniku gromadzącym ma miejsce w etapie, który następuje po szumowaniu. Innymi słowy, nie ma warunku zapewniającego, że ciecz wchodząca do zbiornika gromadzącego zawiera w zasadzie tylko substancje zanieczyszczające. Zamiast tego, duże ilości wody mogą wchodzić do zbiornika gromadzącego i przy zagwarantowaniu, że następny etap rozdzielania skutecznie wydziela substancje zanieczyszczające z mieszaniny wody i substancji zanieczyszczających, otrzymuje się warstwę stężonej substancji zanieczyszczającej w strefie rozdzielania.

190 177

Jeśli substancje zanieczyszczające mają gęstość, która jest tylko nieznacznie mniejsza od gęstości wody, jak to jest w przypadku większości substancji zanieczyszczających składających się z produktów naftowych, efektywne wydzielenie substancji zanieczyszczających z mieszaniny wody i substancji zanieczyszczających możliwe jest jedynie wtedy, gdy prędkość przepływu mieszaniny jest bardzo mała.

Stwierdzono, że mieszanina wody i substancji zanieczyszczających przepływająca przez przelew szumujący tak jak wodospad lub kaskada ma skłonność do przepływu mniej więcej pionowego w dół jako względnie ograniczony strumień w cieczy zawartej w zbiorniku gromadzącym. Ponadto stwierdzono, że strumień traci pęd bardzo powoli, tak że może on z łatwością dotrzeć do dolnego obszaru zbiornika gromadzącego, gdzie odprowadza się wodę.

Ważne jest zatem zapewnienie drastycznego zmniejszenia prędkości płynącej mieszaniny, tak, aby mogło zajść skuteczne oddzielenie w sekcji rozdzielania. W opisanym wyżej urządzeniu zmniejszenie szybkości może zostać spowodowane poszerzeniem strefy rozdzielania i umożliwieniem odchylenia płynącego ku dołowi strumienia mieszaniny co najmniej częściowo do strefy rozdzielania oraz jego rozprowadzenia na dużym obszarze.

Jednakże w przypadku znanego sposobu i urządzenia, poszerzenie strefy rozdzielania oznacza również, że pierścieniowy przelew szumujący musi być poszerzony. To z kolei oznacza, że zwiększa się dopływ przez przelew szumujący i że zmniejszenie prędkości w strefie rozdzielania jest zatem ograniczone. Ograniczenia tego unika się w przypadku sposobu i urządzenia według wynalazku.

Sposób oddzielania pływającej substancji zanieczyszczającej unoszonej przez wodę i wody obejmujący etapy

- dostarczania zbiornika szumującego do masy wody,

- tworzenia upustu wody w zbiorniku szumującym,

- powodowania przepływu wody niosącej substancję zanieczyszczającą z obszaru powierzchniowego masy wody przez przelew szumujący do upustu wody,

- usuwania wody ze zbiornika szumującego dla zachowania upustu wody i spowodowania dalszego przepływu wody i substancji zanieczyszczającej, wchodzących do zbiornika szumującego, ku dołowi w zbiorniku szumującym, i

- ciągłego odchylania przepływu ku dołowi wody i substancji zanieczyszczającej ku strefie rozdzielania dla zebrania w niej substancji zanieczyszczającej na powierzchni wody, odznacza się według wynalazku tym, że odchyla się przepływ ku dołowi wody i substancji zanieczyszczającej w bok od obszaru pod upustem wody do pierścieniowej strefy rozdzielania otaczającej obszar pod upustem wody.

Korzystnie skierowany ku dołowi przepływ wody i substancji zanieczyszczającej odchyla się we wszystkich kierunkach od obszaru pod upustem wody do strefy rozdzielania.

Urządzenie do oddzielania pływającej substancji zanieczyszczającej unoszonej przez wodę i wody, zawierające

- urządzenie wlotowe zanurzane w masie wody i wyznaczające komorę wlotową do odbierania przepływu wody i pływającej substancji zanieczyszczającej porwanej przez wodę,

- urządzenie pompujące do odprowadzania wody z urządzenia wlotowego dla zachowania w nim upustu wody i spowodowania przepływu wody i porwanej substancji zanieczyszczającej, wchodzących do urządzenia wlotowego, ku dołowi w komorze wlotowej,

- komorę rozdzielania połączoną z komorą wlotową i

- środki do odchylania skierowanego ku dołowi przepływu wody i porwanej substancji zanieczyszczającej ku komorze rozdzielania, charakteryzuje się według wynalazku tym, że komora rozdzielania otacza wlotową komorę gromadzącą.

Korzystnie urządzenie zawiera pierścieniową pionową ścianę wewnętrzną, ograniczającą wlotową komorę gromadzącą i pierścieniową pionową ścianę zewnętrzną ograniczającą wraz z pierścieniową pionową ścianą wewnętrzną komorę rozdzielania, przy czym przedłużenie pierścieniowej ściany zewnętrznej wyznacza strefę leżącą poniżej wlotowej komory gromadzącej i komory rozdzielania i zapewniającą połączenie między nimi, oraz pierścieniowy wylotowy kanał, sąsiadujący z dolną częścią przedłużenia pierścieniowej pionowej ściany zewnętrznej i połączony z urządzeniem pompującym.

190 177

Urządzenie do oddzielania pływającej substancji zanieczyszczającej unoszonej przez wodę i wody,

- zawierające urządzenie wlotowe do odbierania przepływu wody i pływającej substancji zanieczyszczającej porwanej przez wodę,

- zbiornik rozdzielający wyznaczający strefę rozdzielania i

- środki przenoszące do przesyłania strumienia wody i porwanej substancji zanieczyszczającej do strefy rozdzielania, odznacza się według wynalazku tym, że środki przenoszące zawierają skierowany ku górze przewód wylotowy mający na górnym końcu otwór przelewowy połączony z komorą rozdzielania i położony na niższym poziomie niż poziom roboczy cieczy w strefie rozdzielania i że zawiera ono urządzenie odchylające przepływ, do odchylania wychodzącej ku górze i przelewającej się wody i porwanej substancji zanieczyszczającej, od przewodu wylotowego ku dołowi do pionowej pierścieniowej strefy, która otacza przewód wylotowy i której dolny koniec uchodzi do komory rozdzielania.

Jak to jest oczywiste z dalszego opisu, w sposobie i urządzeniu według wynalazku zgodnym z pierwszym ukształtowaniem strefa rozdzielania jest pierścieniowa i otacza obszar pod upustem wody w zbiorniku gromadzącym. Stanowi to przeciwieństwo opisanego powyżej stanu techniki, w którym strefa rozdzielania znajduje się w obszarze pod upustem wody w zbiorniku gromadzącym.

Może ona więc być rozszerzana poziomo właściwie bez ograniczeń tak, że jej poziomy przekrój poprzeczny może być dobierany według zapotrzebowania w celu uzyskania pożądanej małej prędkości przepływu. Rozszerzenie to można osiągnąć bez konieczności poszerzania przelewu szumującego i upustu wody. Przepływ ku dołowi mieszaniny wody i substancji zanieczyszczającej może być odchylany promieniowo na zewnątrz we wszystkich kierunkach i rozprowadzany po poziomej powierzchni przekroju poprzecznego, którego wielkość jest funkcją kwadratu odległości obwodu zewnętrznego od środka. Zgodnie z wynalazkiem opracowano również urządzenie do oddzielania pływającej substancji unoszonej przez wodę od wody.

W urządzeniu tym strefa rozdzielania jest umieszczona w zbiorniku rozdzielającym, który jest położony w poziomym odstępie od zbiornika gromadzącego i połączony z nim przewodem, którym mieszanina wody i substancji zanieczyszczającej jest przenoszona ze zbiornika gromadzącego do zbiornika rozdzielającego, w którym zachodzi gromadzenie zanieczyszczeń na powierzchni wody. Zarówno zbiornik gromadzący jak i zbiornik rozdzielający mogą być umieszczone w masie wody, która unosi substancję zanieczyszczającą. Korzystnie strumień wody unoszącej substancję zanieczyszczającą wprowadza się do zbiornika rozdzielającego przez przebiegający pionowo, otwarty ku górze przewód wylotowy i, podobnie korzystnie, skierowany ku górze strumień wychodzący z przewodu wylotowego odchyla się ku dołowi przez strefę pierścieniową, która otacza przewód wylotowy i której dolny koniec jest połączony ze strefą rozdzielania. Również w drugim ukształtowaniu poziome wymiary strefy rozdzielania mogą być łatwo wybrane właściwie takie, jakie są pożądane, aby zapewnić strumieniowi wchodzącemu do strefy rozdzielania powierzchnię przekroju poprzecznego dostatecznie dużą dla znacznego zmniejszenia szybkości przepływu. Przedmiot wynalazku jest bliżej opisany w przykładach wykonania na rysunku na którym fig. 1 i 2 przedstawiają odpowiednio w pionowym przekroju i w widoku z góry urządzenie do oddzielania pływającej substancji zanieczyszczającej według pierwszego przykładu wykonania, fig. 3 i 4 przedstawiają w widokach odpowiadających fig. 1 i 2 urządzenie według wynalazku w drugim przykładzie wykonania, fig. 5 i 6 przedstawiają w widokach odpowiadających fig. 1 i 2 urządzenie według wynalazku w trzecim przykładzie wykonania, fig. 7 przedstawia widok odpowiadający fig. 5, ale ilustrujący urządzenie w działaniu, fig. 8 przedstawia urządzenie z fig. 7 w innym stanie działania, fig. 9 przedstawia w pionowym przekroju czwarty przykład wykonania urządzenia według wynalazku, mianowicie przykład nieprzenośnej instalacji na stałej podstawie, fig. 10 przedstawia w widoku perspektywicznym piąty przykład wykonania urządzenia według wynalazku, w którym zbiornik rozdzielający jest umieszczony w odstępie od zbiornika gromadzącego, fig. 11 przedstawia urządzenie z fig. 10 w widoku z góry, fig. 12 przedstawia pionowy przekrój wzdłuż linii XII-XII urządzenia z fig. 11 i fig. 13-15 przedstawiają w powiększonych przekrojach szczegóły urządzenia według wynalazku z fig. 10-12.

190 177

Przykłady wykonania urządzenia według wynalazku, które są pokazane na fig. 1-8 i 10-15 są przeznaczone do pływania w masie wody, która unosi substancję zanieczyszczającą do odzyskania; substancja ta ma gęstość mniejszą niż gęstość wody i przyjmuje się, że jest to głównie olej, ale może ona również stanowić lub zawierać mniej lub bardziej stałe odpady różnego rodzaju. Podstawowa budowa i działanie są w zasadzie takie same jak znanego urządzenia do odzyskiwania przedstawionego i opisanego w zgłoszeniu WO 97/07292 i dlatego nie będą tu objaśnione szczegółowo.

Urządzenie do oddzielania pływającej substancji zanieczyszczającej według fig. 1 i 2 zawiera, ogólnie oznaczony jako 11, zbiornik gromadzący o kołowym przekroju, który jest zanurzany w masie wody. Wyznacza on środkową komorę gromadzącą A i pierścieniową komorę rozdzielania B, która otacza dolną część komory gromadzącej. Komory gromadząca i rozdzielania, A i B, są w sposób otwarty połączone ze sobą w strefie C w pobliżu ściany 14 dna zbiornika gromadzącego 11.

Kołowy otwór wlotowy komory gromadzącej A jest wyznaczony przez pierścieniowy grzbiet przelewowy K przelewu szumującego w postaci części 12 kołowej, cylindrycznej ściany górnej. Komora gromadząca A jest ograniczona z boku częściowo przez część 12 ściany górnej i częściowo przez część 13 ściany dolnej, która jest również kołowa, cylindryczna i współosiowa z częścią ściany górnej. Podobnie ogólnie kołowa, cylindryczna ściana zewnętrzna 15, której średnica jest znacznie większa niż średnica części 12 i 13, w zilustrowanym przykładzie wykonania 2 do 2,5 razy większa, ogranicza od zewnątrz komorę rozdzielania B.

Pomiędzy częścią 13 dolnej ściany i zewnętrzną ścianą 15 znajduje się pierścieniowa pozioma ściana 16, która jest sztywno przymocowana do tych ścian i tworzy ścianę górną komory rozdzielania B. Część 13 ściany dolnej wystaje ku dołowi poza ścianę 16, ale kończy się znacznie ponad ściana 14 dna zbiornika gromadzącego 11 tak, że istnieje duży otwarty obszar pomiędzy komorami gromadzącą A i rozdzielania B umożliwiający w zasadzie nieograniczony przepływ pomiędzy tymi komorami.

Część 12 ściany górnej wchodzi teleskopowo w część 13 ściany dolnej. Może ona poruszać się odpowiednio w górę i dół względem części ściany dolnej w zakresie przesuwu określonym przez zwrócone do wewnątrz pierścieniowe kołnierze 13A i 16A odpowiednio na części 13 ściany dolnej i poziomej ścianie 16. Zwrócony do zewnątrz pierścieniowy kołnierz 12A na części 12 ściany górnej rozciąga się do wewnętrznej strony części 13 ściany dolnej i razem z kołnierzem 16A wyznacza komorę hydraulicznego tłumika tłokowego pomiędzy częścią 12 ściany górnej i częścią 13 ściany dolnej. Pomiędzy kołnierzem 16A a częścią 12 ściany górnej znajduje się kanał przepływowy F, przez który może przepływać ograniczony ciekły strumień pomiędzy komorą tłumika tłokowego i otaczającą masą wody, w której działa urządzenie zbierające.

Część 12 ściany górnej ma pewną pławność w wodzie, to znaczy jej waga jest dopasowana do jej objętości tak, że unosi się ona w wodzie. Gdy część 12 ściany jest zanurzona w masie wody i nie jest poddana działaniu żadnej innej siły poza siłą grawitacji i silą wyporu hydrostatycznego, jej górny koniec wyznaczający grzbiet K przelewu szumującego znajduje się odpowiednio do tego nieco wyżej niż powierzchnia wody. Część 12 ściany górnej i część 13 ściany dolnej tworzą razem wewnętrzną, ścianę, której wysokość jest zmienna tak, że wypiętrzenie grzbietu szumującego czy przelewowego K względem części 13 ściany dolnej i poziomej ściany 16 może się zmieniać.

W niewielkiej odległości od ściany 14 dna zbiornika gromadzącego znajduje się kołowa płyta 17, której krawędź obwodowa 17A znajduje się w niewielkiej odległości do wewnątrz od ściany zewnętrznej 15 i wyznacza z tą ścianą pierścieniowy kanał 18, przez który może płynąć woda z komory gromadzącej A do i przez otwór 14A w ścianie dna do otaczającej masy wody i, oczywiście, również w kierunku przeciwnym.

Do przenoszenia wody pomiędzy komorą gromadzącą A i otaczającą masą wody przewidziane jest zasilane z baterii urządzenie pompujące 19 w postaci pompy rewersyjnej, która zawiera wirnik 19A w postaci śmigła umieszczonego w otworze 14A w ścianie dna. Pompa zawiera obudowę 19B, w której mieszczą się silnik elektryczny 19C pompy, zespół 19D sterowania elektronicznego i baterie 19E. Pompa jest w sposób odłączalny zamocowana na ścia190 177 nie 14 dna za pomocą prętów ściskanych 20 (tylko jeden jest pokazany), które również wspieraj ą płytę 11.

Z pompą połączona jest dysza 21, która otacza otwór 14A w ścianie dolnej i której wylot jest skierowany ukośnie w dół od otworu w ścianie dolnej. Kiedy pompa 19 działa pompując wodę z wewnętrznej przestrzeni zbiornika gromadzącego do otaczającej masy wody, dysza ta kieruje wychodzący strumień wody ukośnie w dół w celu przyłożenia do zbiornika gromadzącego siły napędzającej mającej składową poziomą. Przy odpowiednich wymiarach i kształcie dyszy w odniesieniu do mocy pompy, ta siła napędzająca w połączeniu ze skłonnością śmigła pompy do obracania całego urządzenia, może spowodować przesunięcie całego urządzenia do oddzielania pływającej substancji zanieczyszczającej wzdłuż drogi krętej lub kołowej w masie wody, pod warunkiem, że urządzenie nie jest ograniczone lub zamocowane w jakiś sposób. Ze względu na to, że strumień wody z dyszy 21 jest skierowany ku dołowi, jego współoddziaływanie z powierzchnią wody wokół urządzenia jest zminimalizowane.

Promieniowo na zewnątrz od części 13 ściany dolnej utworzona jest pozioma ściana 16 z trzema umieszczonymi w równych odstępach na obwodzie kołowymi otworami 16A. Bezpośrednio nad tymi otworami umieszczone są trzy jednostki pływakowe 22, mające sztywną, kołową, cylindryczną ścianę 22A. Od strony wewnętrznej tej ściany umieszczony jest w dolnej części człon absorpcyjny 23, a trzon pływakowy 24, wykonany na przykład z tworzywa styrenowego, umieszczony jest w górnej części. Nad trzema jednostkami pływakowymi 22 umieszczona jest górna trójramienna płyta 25, której ramiona 25A są sprzęgnięte z górnym końcem ścian 22A w sposób nie przepuszczający powietrza. Cięgno 26 przebiega osiowo centralnie przez każdą jednostkę pływakową 22 i utrzymuje ścianę 22A jednostki pływakowej zamocowaną pomiędzy poziomą ścianą 16 i górną płytą 25 za pomocą podpierającego członu krzyżowego 27. W górnej płycie 25 nad każdą jednostką pływakową 22 znajduje się również jednodrogowy zawór 28 umożliwiający wypuszczanie powietrza z jednostki pływakowej ku górze, ale zapobiegający wchodzeniu powietrza do jednostki pływakowej w przeciwnym kierunku. Na dolnej stronie górnej płyty 25 zamontowany jest centralnie pierścieniowy kołnierz 29 zawierający kapilarny człon 30 absorbujący olej. Środkowe cięgno 31 przytwierdza pierścieniowy kołnierz do dolnej strony górnej płyty za pomocą podpierającego członu krzyżowego 32.

Należy stwierdzić, że zawory jednodrogowe połączone z jednostkami pływakowymi są nie zawsze potrzebne. Przykładowo, jeśli bardzo chłonny materiał jest stosowany zamiast absorbentów kapilarnych, zawory jednodrogo we mogą być pominięte.

Gdy umieszcza się urządzenie gromadzące w masie wody, takiej jak woda otwarta, lub obszar ograniczony, jak basen lub obszar ograniczony zaporami pływającymi, zbiornik gromadzący 11 jest nagle wypełniany wodą i całe urządzenie przyjmuje taką wysokość względem wody, że woda znajduje się nieznacznie niżej niż płyta górna 25. Człony absorpcyjne 23 są również mniej więcej całkowicie wypełniane wodą, która usuwa z nich powietrze przez zawory 28.

Podczas pracy urządzenia pompującego 19 dla usunięcia wody z wnętrza zbiornika gromadzącego w dół do otaczającej masy wody, powstaje i jest utrzymywany upust wody w komorze gromadzącej A. Z powodu różnicy poziomów wody pomiędzy komorą gromadzącą A i wodą otaczającą zbiornik gromadzący 11, część 12 ściany górnej z jej grzbietem szumującym czy przelewowym K zajmie położenie przelewu w odniesieniu do powierzchni wody. Odpowiednio do tego upust wody utrzymywany w komorze gromadzącej A jest w sposób ciągły napełniany ponownie wodą i olejem. Część 12 ściany górnej jest samonastawna lub samo ustawiająca się względem otaczającej powierzchni wody w zależności od ilości wypompowywanej wody w stosunku do ilości wody wpływającej. Innymi słowy, część 12 ściany górnej pracuje poruszając się w górę i w dół dla zachowania równowagi pomiędzy wypływem i dopływem.

Dopływ wody i oleju przez grzbiet przelewowy K przelewu szumującego podczas działania urządzenia pompującego 19 wytwarza wodospad lub kaskadę wzdłuż grzbietu przelewowego K. Wpływającą mieszanina wody i oleju będzie zatem spływać w dół komory gromadzącej A obok poziomego dolnego końca części 13 ściany dolnej jako w zasadzie cylindryczny strumień cieczy typu kurtyny.

190 177

Strumień ten bardzo powoli traci pęd i dlatego dość łatwo wchodzi do i przechodzi przez strefę C, gdzie zostaje odchylony do pewnego stopnia do wewnątrz i ponownie do góry ku powierzchni w komorze gromadzącej i w znacznie większym stopniu promieniowo na zewnątrz ku zewnętrznej ścianie 15. Ten model przepływu jest pokazany strzałkami na fig. 1 (patrz również fig. 7).

Część strumienia woda-olej który jest odchylany poziomo na zewnątrz wokół dolnego końca części 13 ściany dolnej jest rozprowadzana po bardzo dużym polu przekroju poprzecznego przepływu, gdy przechodzi on przez obszar strefy C, która znajduje się poniżej tej części ściany. Odpowiednio prędkość przepływu zmniejsza się drastycznie, gdy tylko strumień jest odchylany bocznie w celu przejścia przez ten obszar i prędkość dalej zmniejsza się, gdy strumień kieruje się na zewnątrz. Prędkość przepływu jest zatem wystarczająco zmniejszona, aby umożliwić wejście kropel oleju do komory rozdzielania B i zebranie na powierzchni wody w tej strefie podczas gdy zupełnie czysta woda jest usuwana przez szczelinę 18 sąsiadującą ze ścianą zewnętrzną 15.

Z obszaru rozdzielania B olej może wydostać się przez otwory 16A w poziomej ścianie 16 i zostać zaabsorbowany w członach absorpcyjnych 23.

Po pewnym czasie, określonym przez zespół 19D sterowania elektronicznego, działanie urządzenia pompującego 19 może zostać odwrócone w celu pompowania wody do zbiornika gromadzącego 11. Poziom wody w zbiorniku gromadzącym podniesie się wówczas, powodując zaczepienie i uszczelnienie części 12 ściany górnej względem górnej płyty 25. Olej zebrany na powierzchni wody od strony wewnętrznej części 12 ściany jest wtedy wtłaczany do członu absorpcyjnego 30, i jednocześnie olej na powierzchni wody w komorze rozdzielania B może być wtłaczany do członów absorpcyjnych 23. Opisana powyżej procedura może być powtarzana mniejszą lub większą ilość razy i na końcu urządzenie do zbierania może być wyjęte. Jeśli to jest pożądane, człony absorpcyjne 23 i 30 mogą być opróżnione z oleju, na przykład dla pobrania próbek, zawrócenia do procesu albo zniszczenia. Jak wspomniano powyżej, część strumienia woda-olej płynącego w dół z grzbietu przelewowego K wzdłuż wewnętrznej strony części 12 dolnej ściany jest odchylana do wnętrza i ku górze w strefie C dna. Ta odchylona część również niesie ze sobą pewną ilość oleju, która zbiera się na powierzchni w komorze gromadzącej A i albo tworzy tam warstwę albo jest w przybliżeniu niezwłocznie zawracana do i porywana przez strumień olej-woda płynący w dół z grzbietu przelewowego. Oleje rozlane na powierzchni wody mają czasem postać bardzo cienkich i lekkich powłok olejowych, tak zwanych połysków. Takie rozlane oleje są szczególnie trudne do odzyskania za pomocą znanych dotychczas urządzeń, ponieważ olej w postaci bardzo cienkich warstw jest bardzo oporny na wprowadzanie do zbiornika szumującego. Jednakże urządzenie według wynalazku okazało się być zdolne do całkiem skutecznego odzyskiwania połysków.

Aby zbieranie połysków na wodzie wokół zbiornika szumującego było efektywne, wymaga pewnej minimalnej wysokości, co najmniej kilkucentymetrowej, wodospadu lub kaskady przy wejściu do zbiornika szumującego. W przeciwnym razie, z uwagi na to, że tarcie pomiędzy wodą a olejem prawie nie występuje, prędkość przepływu wody płynącej przez przelew szumujący jest niewystarczająca do wciągnięcia wyjątkowo cienkiej powłoki oleju przez przelew szumujący do zbiornika gromadzącego.

Ze względu na swą cienkość, połysk wchodzący do upustu wody w naczyniu gromadzącym jest również bardzo oporny na przepuszczanie bezpośrednio ku dołowi w wodzie. Zamiast tego, ma on skłonność do pozostawania na powierzchni wody. Jednakże dopływ wody z wielu stron do upustu wody wewnątrz zbiornika szumującego spowoduje zepchnięcie połysków razem i utworzenie stopniowo pogrubiającej się warstwy, a po pewnym czasie olej utworzy krople, które są porywane i niesione w dół przez strumień wody przechodzący w dół w sąsiedztwie przelewu szumującego.

W przykładzie wykonania z fig. 3 i 4, który zostanie opisany tylko o tyle, o ile różni się od przykładu wykonania z fig. 1 i 2, część 12 ściany górnej jest zaopatrzona w oddzielny, umieszczony centralnie człon pływakowy 12C. Ponadto, co najmniej jedna z jednostek pływakowych 22, korzystnie wszystkie, jest tak ustawiona, że olej może być odprowadzany od góry z jednostki pływakowej przez rurowy łącznik 22B, który znajduje się na płycie górnej 25 i do którego może być dołączony wąż lub inny odpowiedni element pomocniczy. W tym przy190 177 kładzie wykonania nie ma członu absorpcyjnego odpowiadającego centralnemu członowi absorpcyjnemu 30 w przykładach wykonania z fig. 1, 2. W celu umożliwienia odprowadzania powietrza, ale nie oleju lub wody, przez jednodrogowy zawór 28, przewidziany jest pod zaworem 28 kolejny jednodrogo wy zawór 33 mający kulkowy element zaworowy.

Przykład wykonania z fig. 5 do 8 jest taki sam jak przykład z fig. 3 i 4 w odniesieniu do części ściany górnej i członu pływakowego 12C. Jednakże w tym przykładzie wykonania jednostki pływakowe nie są używane do gromadzenia oleju, ale tylko jako człony pływakowe lub pontony połączone z pewnego rodzaju członami balastowymi, w których balastem jest woda. Zebrany olej jest usuwany w sposób, który zostanie opisany. Jednostki pływakowe 22 w tym przypadku nie zawierają członu absorpcyjnego jedynie człon pływakowy 24. Pod tym ostatnim jest przestrzeń 22C, która jest połączona pionową rurą 22D z kanałem pomiędzy ścianą 14 dna, a płytą kołową 17, tak, że czysta woda może wznosić się i wypełniać przestrzeń 22C. Oprócz rury 22D i zaworu jednodrogowego, przestrzeń 22C jest zamknięta tak, że woda, która podniosła się do tej przestrzeni nie może ujść w dół przez rurę 22D. W tym przypadku olej jest usuwany przez oddzielny łącznik 34 na poziomej ścianie 16. Do łącznika jest przyłączony szeroki wąż S (fig. 7, 8) z giętkiego materiału. Wąż ten tworzy worek lub zbiornik odbiorczy, który unosi się na masie wody i jest połączony z osobnym zbiornikiem magazynowym. Opcjonalnie, do zbiornika gromadzącego może być dołączony człon pływakowy 35 w kształcie poziomego cylindra w celu utrzymania sekcji węża S podniesionej ponad powierzchnię wody i dolny koniec łącznika 34, przy czym ta sekcja węża będzie zawsze znajdować się nieco wyżej niż inne części węża S.

Gdy dostateczna ilość oleju zostanie zebrana w komorze rozdzielania B, działanie urządzenia pompującego 19 jest odwracane, aby pompować wodę do zbiornika gromadzącego 11 i wymuszać dzięki temu przepływ oleju przez łącznik i za wzniesioną sekcję węża S. Wzniesiona sekcja węża zapobiega powrotnemu przepływowi oleju do komory gromadzącej A. Fig. 7, 8 ilustrują schematycznie postępowanie, w którym przeprowadza się gromadzenie. Bardziej szczegółowo, fig. 7 przedstawia etap, w którym zachodzi pobór wody do komory gromadzącej A i pewna ilość oleju została już zebrana w komorze rozdzielania B, podczas gdy fig. 8 przedstawia etap, w którym pompa została odwrócona i przepływ oleju wymuszany jest przez łącznik i wąż S. Podczas gdy fig. 1 do 8 przedstawiają urządzenie przeznaczone do unoszenia się w masie wody, w której one pracują, fig. 9 pokazuje przykład wykonania urządzenia, które jest zaprojektowane jako stacjonarne i ustawione na mocnej podporze odpowiedniego rodzaju. Przykładowo może ono być umieszczone w basenie portowym lub jakimś innym miejscu, w którym zachodzi stała potrzeba posiadania dostępnego urządzenia zbierającego tak, aby rozlane oleje lub inne substancje zanieczyszczające mogły być natychmiast zbierane. W tym przykładzie wykonania zbiornik gromadzący 41 jest wykonany z elementów betonowych lub z innego odpowiedniego materiału. Część 42 ściany górnej z członem pływakowym 42C jest podobna do części 12 ściany z fig. 3, 4. Dla usunięcia oleju nagromadzonego w strefie rozdzielania B zbiornika gromadzącego przewidziana jest rura podnosząca 43, która może być połączona z odpowiednim zbiornikiem odbiorczym, do którego olej można transportować za pomocą odpowiedniej pompy (nie pokazanej).

Pompa 44 w tym przypadku umieszczona jest wewnątrz zbiornika gromadzącego zamiast umieszczenia jej pod nim, jak w poprzednich przykładach wykonania. Jest ona ustawiona na kołowej płycie 45, ale nie jest do niej przymocowana, i jest połączona z przewodem podnoszącym 46 lub innym odpowiednim członem podnoszącym tak, że w przypadku potrzeby można ją łatwo wyjmować ze zbiornika gromadzącego 41 i równie łatwo wkładać z powrotem na miej sce.

Przykład wykonania pokazany na fig. 10 - 15 jest również przeznaczony do unoszenia w masie wody, której powierzchnia ma być oczyszczona. Jednakże, w tym przykładzie wykonania zbiornik gromadzący 61 i zbiornik 62 stanowiący strefę rozdzielania B znajdują się w odstępie od siebie i są połączone podwodnym przewodem 63, przez który mieszanina wody i substancji zanieczyszczających zebrana w zbiorniku gromadzącym jest przenoszona do zbiornika rozdzielającego 62 i znajdującej się w nim strefy rozdzielania.

Tak jak w poprzednich przykładach wykonania zbiornik gromadzący 61 zawiera pierścieniową część 64 ściany górnej i pierścieniową część 65 ściany dolnej współśrodkową

190 177 z częścią ściany górnej. Część 64 ściany górnej stanowi mieszek, którego dolny koniec jest połączony z górnym końcem części 65 ściany dolnej i którego górny koniec stanowi grzbiet K przelewu szumującego utworzonego przez mieszek. Mieszek jest wykonany na przykład z poliuretanu i jest zaopatrzony w górnym końcu w pierścieniowy człon pływakowy 64A z materiału o małej gęstości. Odpowiednio do tego, część 64 ściany górnej posiada, dodatkowo do giętkości w pionie, pewną pławność, tak, że podczas działania zajmuje położenie przelewowe względem powierzchni wody otaczającej urządzenie tak, aby dopływ do wlotu przewidzianego w szumującym zbiorniku gromadzącym równoważył odpływ przez dolną część zbiornika gromadzącego i przewód 63, który może być sztywny lub giętki.

Zbiornik rozdzielający 62 jest otwarty zarówno na górze jak i na dole, tak, że wnętrze zbiornika gromadzącego 61 pozostaje w ciągłym, otwartym połączeniu z masą wody, w której działa urządzenie i tak, że powierzchnia cieczy w zbiorniku rozdzielającym jest łatwo dostępna dla usunięcia warstwy substancji zanieczyszczającej zebranej w zbiorniku rozdzielającym 62.

Człon pływakowy 66 jest połączony z i rozciąga wokół górnego końca zbiornika rozdzielającego 62 tak, że w czasie działania urządzenia górny koniec zbiornika rozdzielającego jest utrzymywany sporo ponad powierzchnią otaczającej wody. Para szafek 67 na górnej stronie członu pływakowego 66 stanowi obudowę dla aparatury sterującej i dmuchawy (nie pokazanej) stosowanej dla dostarczania powietrza do pompy Mamut 68 w zbiorniku rozdzielającym, jak to jest opisane poniżej. Przewód wylotowy 69 w postaci pionowej rury umieszczony jest centralnie w zbiorniku rozdzielającym 62 i utrzymywany w nim w stałym położeniu za pomocą nie pokazanych elementów mocujących. Dolny koniec rury pozostaje w ciągłym otwartym połączeniu z przewodem 63 poprzez dwa odgałęzienia łącznika 70 w kształcie litery T. Trzecie odgałęzienie łącznika w kształcie litery T jest skierowane ku dołowi i zaopatrzone w zawór zwrotny, taki jak klapa denna 71, która jest zwykle zamknięta np. pod wpływem jej pławności i/lub różnicy ciśnień, ale może być otwierana pod ciężarem ciężkiego przedmiotu, takiego jak kawałek skały, wchodzącego do łącznika w kształcie litery T przez przewód 63. Górny koniec 69A przewodu wylotowego 69 w postaci rury jest umieszczony na takim poziomie w zbiorniku rozdzielającym 62, że przy normalnej pracy urządzenia znajduje się on poniżej poziomu cieczy w zbiorniku rozdzielającym.

Zewnętrzna rura 72 jest współśrodkowa z przewodem wylotowym 69 i otacza go wyznaczając pierścieniowa strefę 73 wokół przewodu wylotowego 69 w postaci rury. Górny koniec 72A rury zewnętrznej 72 jest na poziomie, który przy normalnym działaniu urządzenia znajduje się wyraźnie ponad poziomem cieczy w zbiorniku rozdzielającym 62. Dolny koniec 72B jest usytuowany w dolnym końcu zbiornika gromadzącego; dokładne położenie nie jest szczególnie ważne.

Pierścień 74 dyszy powietrznej tworzący cześć wyżej wspomnianej pompy Mamut jest zamontowany w wewnętrznym przewodzie wylotowym 69 w odpowiedniej odległości, np. 30-40 cm poniżej górnego końca 69A. Przewód 75 łączy pierścień 74 dyszy z dmuchawą (nie pokazaną) w jednej z szafek 67 w celu dostarczenia powietrza przez pierścień otworów w pierścieniu dyszy do wody wewnątrz przewodu wylotowego 69 w postaci rury. Wznoszące się pęcherzyki powietrza wytwarzają przepływ cieczy ku górze ze zbiornika gromadzącego 61 do przewodu wylotowego 69 i przez przewód wylotowy 69 w postaci rury. Zasilanie powietrzem pierścienia 74 dyszy jest regulowane tak, aby ciecz płynąca do góry w wewnętrznym przewodzie wylotowym 69 i na zewnątrz z jego górnego końca 69A nie mogła osiągnąć górnego końca 72a rury zewnętrznej 72. Odpowiednio do tego ciecz jest odchylana w dół tak, aby płynęła w dół przez pierścieniową strefę 73 pomiędzy wewnętrznym przewodem wylotowym 69 i zewnętrzną rurą 72. .

Przekrój strefy pierścieniowej 73 jest tak dobrany w stosunku do przekroju wewnętrznego przewodu 69, że prędkość przepływu w strefie pierścieniowej 73 jest znacznie mniejsza niż prędkość przepływu w wewnętrznym przewodzie wylotowym 69, ale ciągle wystarczająco duża do przenoszenia cieczy do dolnego końca strefy pierścieniowej.

Wychodząc ze strefy pierścieniowej 73 ciecz, np. mieszanina wody i substancji zanieczyszczających jest odchylana przez płytę odchylającą 76 przymocowaną do wewnętrznego przewodu wylotowego 69 tak, że jest ona kierowana ogólnie poziomo do strefy rozdzielania B otaczającej rurę zewnętrzną 72. Poziome pole przekroju poprzecznego strefy rozdzielania B

190 177 jest bardzo duże względem pola przekroju poprzecznego pierścieniowej strefy 73 przenoszenia i jako, że ciecz płynąca w strefie pierścieniowej ma mały pęd, gdy wychodzi ona z tej strefy substancje zanieczyszczające oddzielają się gwałtownie od wody w komorze rozdzielania B i zbierają się na powierzchni, podczas gdy wolna od substancji zanieczyszczających jest woda odprowadzana dołem.

Z powyższego opisu widać, że ciecz płynąca z urządzenia wlotowego 61 do zbiornika rozdzielającego 62 wprowadzana jest do zbiornika rozdzielającego jako skierowany ku górze strumień, następnie odchylana, aby płynęła w dół przez szerszy przewód stanowiący pierścieniową strefę 73 i następnie ponownie odchylana, tym razem w bok i na zewnątrz oraz rozprowadzana po bardzo dużej powierzchni przekroju poprzecznego. W ten sposób szybkość płynącej cieczy jest stopniowo i bardzo znacznie zmniejszana wzdłuż drogi przepływu od punktu wejścia do zbiornika rozdzielającego i strefy rozdzielania.

Należy zdawać sobie sprawę, że zbiornik rozdzielający według przykładu wykonania wynalazku pokazanego na fig. 10-15 może również być stosowany z urządzeniami wlotowymi innymi niż samonastawne zanurzone urządzenie wlotowe rodzaju reprezentowanego przez zbiornik gromadzący 61 na fig. 10. Jednakże ten zbiornik rozdzielający jest szczególnie odpowiedni do stosowania z takim samonastawnym urządzeniem wlotowym, ponieważ dopływ do zbiornika rozdzielającego może być wówczas dopasowany do wydajności układu rozdzielającego w celu obróbki mieszaniny, którą należy rozdzielić. Chociaż przedstawiona i opisana pompa Mamut 68 cieczy jest korzystna z uwagi na jej prostotę i drogę przepływu właściwie bez przeszkód, przepływ cieczy od wlotu lub zbiornika gromadzącego 61 do zbiornika rozdzielającego 62 może być wytwarzany za pomocą innego typu pomp i pomp umieszczonych w różnych odpowiednich miejscach. Na przykład, pompa może być umieszczona na dnie zbiornika gromadzącego w zasadzie jak pokazano na fig. 1-9. Inną możliwość stanowi zaopatrzenie zbiornika rozdzielającego 62 w ściankę denną z otworem, w którym umieszczona jest pompa do wypompowywania wody z dolnego obszaru zbiornika rozdzielającego i utrzymywania dzięki temu różnicy poziomów cieczy w zbiornikach gromadzącym i rozdzielającym. Ponadto pompa może być instalowana w przewodzie 63 łączącym urządzenie wlotowe i zbiornik rozdzielający.

Jak można łatwo ocenić, zbiornik gromadzący lub inne urządzenie wlotowe 61 i zbiornik rozdzielający 62 nie muszą być umieszczone i działać w tej samej masie wody. Przykładowo, zbiornik rozdzielający 62 może być umieszczony w oddzielnym zbiorniku, który łączy się odpowiednim przewodem z masą wody, z której urządzenie wlotowe 61 zbiera wodę unoszącą substancje zanieczyszczającą do oddzielenia tak, że poziom cieczy w zbiorniku jest taki sam, jak poziom cieczy we wspomnianej masie wody.

190 177

190 177

190 177

190 177

190 177

190 177

Fig.12.

190 177

Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 50 egz. Cena 4.00 zł.

Claims (5)

1. Zastrzeżenia patentowe

   1. Sposób odzielania pływającej substancji zanieczyszczającej unoszonej przez wodę i wody, obejmujący etapy

   - dostarczania zbiornika szumującego do masy wody,

   - tworzenia upustu wody w zbiorniku szumującym,

   - powodowania przepływu wody niosącej substancję zanieczyszczającą z obszaru powierzchniowego masy wody przez przelew szumujący do upustu wody,

   - usuwania wody ze zbiornika szumującego dla zachowania upustu wody i spowodowania dalszego przepływu wody i substancji zanieczyszczającej, wchodzących do zbiornika szumującego, ku dołowi w zbiorniku szumującym, i

   - ciągłego odchylania przepływu ku dołowi wody i substancji zanieczyszczającej ku strefie rozdzielania dla zebrania w niej substancji zanieczyszczającej na powierzchni wody, znamienny tym, że odchyla się przepływ ku dołowi wody i substancji zanieczyszczającej w bok od obszaru pod upustem wody do pierścieniowej strefy rozdzielania otaczającej obszar pod upustem wody.
2. 2. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że skierowany ku dołowi przepływ wody i substancji zanieczyszczającej odchyla się we wszystkich kierunkach od obszaru pod upustem wody do strefy rozdzielania.
3. 3. Urządzenie do oddzielania pływającej substancji zanieczyszczającej unoszonej przez wodę i wody, zawierające

   - urządzenie wlotowe zanurzane w masie wody i wyznaczające komorę wlotową do odbierania przepływu wody i pływającej substancji zanieczyszczającej porwanej przez wodę,

   - urządzenie pompujące do odprowadzania wody z urządzenia wlotowego dla zachowania w nim upustu wody i spowodowania przepływu wody i porwanej substancji zanieczyszczającej, wchodzących do urządzenia wlotowego, ku dołowi w komorze wlotowej,

   - komorę rozdzielania połączoną z komora wlotową i

   - środki do odchylania skierowanego ku dołowi przepływu wody i porwanej substancji zanieczyszczającej ku komorze rozdzielania, znamienne tym, że komora rozdzielania (B) otacza wlotową komorę gromadzącą (A).
4. 4. Urządzenie według zastrz. 3, znamienne tym, że zawiera pierścieniową pionową ścianę wewnętrzną (12, 13), ograniczającą wlotową komorę gromadzącą (A) i pierścieniową pionową ścianę zewnętrzną (15) ograniczającą wraz z pierścieniową pionową ścianą wewnętrzną (12, 13) komorę rozdzielania (B), przy czym przedłużenie pierścieniowej ściany zewnętrznej (15) wyznacza strefę (C) leżącą poniżej wlotowej komory gromadzącej (A) i komory rozdzielania (B) i zapewniającą połączenie między nimi, oraz pierścieniowy wylotowy kanał (18), sąsiadujący z dolną częścią przedłużenia pierścieniowej pionowej ściany zewnętrznej (15) i połączony z urządzeniem pompującym (19).
5. 5. Urządzenie do oddzielania pływającej substancji zanieczyszczającej unoszonej przez wodę i wody, zawierające

   - urządzenie wlotowe do odbierania przepływu wody i pływającej substancji zanieczyszczającej porwanej przez wodę, .

   - zbiornik rozdzielający wyznaczający strefę rozdzielania i

   - środki przenoszące do przesyłania strumienia wody i porwanej substancji zanieczyszczającej do strefy rozdzielania, znamienne tym, że środki przenoszące zawierają skierowany ku górze przewód wylotowy (69) mający na górnym końcu otwór przelewowy (69 A) połączony z komorą rozdzielania (B) i położony na niższym poziomie niż poziom roboczy cieczy w strefie rozdzielania (B) i że zawiera ono urządzenie odchylające przepływ, do odchylania wychodzącej ku górze i przelewającej się wody i porwanej substancji zanieczyszczającej, od

   190 177 przewodu wylotowego (69) ku dołowi do pionowej pierścieniowej strefy (73), która otacza przewód wylotowy (69) i której dolny koniec uchodzi do komory rozdzielania (B).