PL202467B1 - Urządzenie do oddzielania warstwy powierzchniowej cieczy - Google Patents

Abstract

Przedmiotem wynalazku jest urz adzenie (3) do oddzie- lania warstwy powierzchniowej cieczy za pomoc a pojemni- ka (6) zanurzonego w cieczy. Pojemnik ma dno (7), po la- czony z dnem element scienny (8) o zmiennej d lugo sci, oraz element oddzielaj acy (9), polaczony z elementem sciennym (8) i przez otwór maj acy polaczenie z przestrze- ni a (10) wewn atrz pojemnika. Cz esc przelewowa (11) elementu oddzielaj acego (9) jest umieszczona poni zej swobodnej powierzchni cieczy warstwy powierzchniowej i umo zliwia przep lywanie cieczy. Z przestrzeni odchodzi przewód, odprowadzaj acy (4) s luzacy do odprowadzania cieczy. Po laczony z elementem oddzielaj acym (9) element plywaj acy (15), p lywa po cieczy na zewn atrz pojemnika (6) i oddzia luje na element oddzielaj acy (9) si la unosz ac a w kierunku wyd luzania elementu sciennego (8). Z elemen- tem oddzielaj acym (9) polaczony jest element zanurzenio- wy (16), umieszczony poni zej cz esci przelewowej (11). Element zanurzeniowy (16) ma pewn a mas e, i wywiera skierowan a w dó l si le, powoduj ac a ze czes c przelewowa (11) znajduje si e poni zej swobodnej powierzchni cieczy, i si le unosz ac a spowodowan a wyporem cieczy, po nape l- nieniu tak a ilo sci a cieczy, ze element zanurzeniowy (16) znajduje si e cz esciowo w cieczy, przy czym wtedy cz esc przelewowa (11) znajduje si e powy zej swobodnej po- wierzchni cieczy. PL PL PL PL

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest urządzenie do oddzielania warstwy powierzchniowej cieczy.

W wielu różnych okolicznoś ciach występuje potrzeba oddzielania stosunkowo lekkich cieczy od cieczy stosunkowo ciężkich. Może to dotyczyć, na przykład, różnych cieczy, jak woda, ciecz przemywająca lub ciecz do obróbki skrawaniem, które są wykorzystywane w przemyśle, i które wymagają oczyszczania ze stosunkowo lekkich zanieczyszczeń, na przykład oleju. W tych przypadkach, ciecz przeznaczona do oczyszczania najczęściej znajduje się w zbiorniku gromadzącym lub podobnym. Stosunkowo lekkie zanieczyszczenia przy tym w większym stopniu pływają po powierzchni cieczy stosunkowo ciężkiej. Jeżeli dopuszcza się do gromadzenia się takich zanieczyszczeń olejowych w zbiorniku gromadzącym, to może to doprowadzić do problemów zdrowotnych w wyniku agresywności zawartych w nich cieczy, zbierania się i rozwoju bakterii oraz w wyniku powstawania pleśni. Poza tym, ciecze do obróbki skrawaniem, nie oczyszczane stanowią problem ze względów zarówno środowiskowych, jak i ekonomicznych, ponieważ nie mogą być wykorzystywane ponownie. Inne potrzeby mogą obejmować oczyszczanie morza lub jezior z wypływów oleju i podobnych zanieczyszczeń pływających po powierzchni, i oczyszczanie wody zanieczyszczonej olejem transformatorowym.

W opisie zgł oszenia patentowego US-A-3 633 749 przedstawiono urzą dzenie do oddzielania warstwy powierzchniowej cieczy. Element ścienny tego znanego urządzenia do oddzielania warstwy powierzchniowej cieczy zawiera dolny cylinder zewnętrzny i górny cylinder wewnętrzny, częściowo przemieszczalny w cylindrze dolnym. Te dwa cylindry są połączone ze sobą zamkniętą przeponą elastyczną, która umożliwia ich przemieszczanie. Według opisu zgłoszenia patentowego US-A-3 633 749 różnica ciśnień na przeponie od zewnątrz i od wewnątrz wykorzystywana jest do zapewnienia siły unoszącej cylinder wewnętrzny.

W opisie publikacji międzynarodowej WO 97/30821 przedstawiono inne urządzenie do oddzielania warstwy powierzchniowej cieczy, zawierające pływający korpus umieszczony w przestrzeni wewnątrz pojemnika i pływający po cieczy w pojemniku. Kiedy poziom cieczy w pojemniku wzrasta, pływający korpus rozciąga ukształtowaną mieszkowo ściankę pojemnika i odcina dopływ cieczy do wnętrza pojemnika. W opisie US-A-5 693 218 przedstawiono podobne urządzenie oddzielające warstwę powierzchniową za pomocą korpusu pływającego na cieczy w pojemniku.

Urządzenia oddzielające tych typów są wykorzystywane często w różnych zastosowaniach, które stawiają różne wobec nich wymagania. Często wymaga się, aby urządzenie oddzielające mogło być wpuszczane do zbiornika lub rynny dla cieczy oczyszczanej z zanieczyszczeń lżejszych przez istniejący otwór o niewielkiej średnicy. Może tym samym zmieniać się w szerokich granicach głębokość i położenie swobodnej powierzchni cieczy w zbiorniku. Prowadzi to do wymagania, aby urządzenie oddzielające miało niewielką średnicę zewnętrzną i było zaopatrzone w element ścienny, którego długość osiowa może się zmieniać na tyle dużo, aby najmniejsza długość elementu ściennego była równa tylko niewielkiemu ułamkowi jego długości maksymalnej

Niezależnie od tego, czy element pływający pływa na cieczy na zewnątrz czy wewnątrz pojemnika, element pływający powinien być zwymiarowany tak, aby był w stanie unieść element oddzielający i wydłużyć element ścienny na tyle dużą siłą, aby była wystarczająca, przy maksymalnej długości elementu ściennego, kiedy siła wyporu działająca na element oddzielający jest największa, do uniesienia elementu oddzielającego w razie potrzeby tak, aby część przelewowa znajdowała się wyżej od swobodnej powierzchni cieczy, a zatem aby przerywała przelewanie się cieczy z warstwy powierzchniowej do przestrzeni wewnętrznej w pojemniku. Równocześnie urządzenie oddzielające musi być zaprojektowane w taki sposób, aby element rozdzielający nie był unoszony tak bardzo, że część przelewowa znalazła by się powyżej swobodnej powierzchni cieczy, przy poziomie cieczy wewnątrz przestrzeni wewnętrznej niższym od pewnej wartości.

Celem niniejszego wynalazku jest opracowanie urządzenia do oddzielania warstwy powierzchniowej cieczy zapewniającego stabilne i niezawodne oddzielanie i zbieranie warstwy powierzchniowej cieczy, i nadającego się do wielu zastosowań. Ponadto, celem jest oddzielanie automatycznie dostosowujące się do wielkości przepływu przy odprowadzaniu cieczy zebranej w przestrzeni wewnętrznej, na przykład, przez pompowanie.

Urządzenie do oddzielania warstwy powierzchniowej cieczy, według wynalazku, zawiera pojemnik do zanurzenia w cieczy, który zawiera dno, element ścienny o osi środkowej rozciągającej się pionowo przy zanurzaniu pojemnika w cieczy, przy czym ten element ścienny jest na jego końcu dolnym połączony z dnem i ma zmienną długość wzdłuż osi środkowej, oraz element oddzielający, połąPL 202 467 B1 czony z końcem górnym elementu ściennego, przy czym element oddzielający ma otwór stanowiący połączenie z przestrzenią wewnętrzną utworzoną wewnątrz pojemnika oraz część przelewową usytuowaną podczas oddzielania warstwy powierzchniowej cieczy o swobodnej powierzchni co najmniej częściowo poniżej i blisko tej powierzchni cieczy z umożliwieniem przelewania się cieczy z warstwy powierzchniowej przez część przelewową i wlewania się przez otwór do przestrzeni wewnętrznej zbierającej oddzieloną ciecz, przy czym urządzenie zaopatrzone jest również w przewód odprowadzający, odchodzący od przestrzeni wewnętrznej, w jej części napełnianej cieczą podczas oddzielania, i umieszczony dla odprowadzania cieczy z przestrzeni wewnętrznej, oraz w element pływający, połączony z elementem oddzielającym, pływający po cieczy na zewnątrz pojemnika i oddziałujący na element oddzielający siłą unoszącą w kierunku wydłużania elementu ściennego, a charakteryzuje się tym, że urządzenie zawiera również znajdujący się w przestrzeni wewnętrznej element zanurzeniowy, przy czym element zanurzeniowy jest połączony z elementem oddzielającym i jest umieszczony z odstępem w pionie od części przelewowej, i poniżej niej, i element zanurzeniowy ma masę dla wywierania na element oddzielający skierowanej ku dołowi siły odpowiednio dużej dla wciśnięcia elementu oddzielającego w dół w ciecz otaczającą pojemnik, przeciw działaniu siły unoszącej elementu pływającego, przy czym część przelewowa jest usytuowana w położeniu poniżej swobodnej powierzchni cieczy, a element zanurzeniowy jest usytuowany dla umieszczenia obu elementów, zanurzeniowego i oddzielającego, pod wpływ siły działającej na element zanurzeniowy, w kierunku unoszenia, wyporu cieczy znajdującej się powyżej najniższego punktu elementu zanurzeniowego, po zapełnieniu przestrzeni wewnętrznej taką ilością cieczy, przy której część elementu zanurzeniowego jest usytuowana w tej cieczy.

Korzystnie, przewód odprowadzający jest przymocowany do dna i w pobliżu dna ma wlot dla odpływu cieczy.

Korzystnie, pojemnik jest umieszczony w zbiorniku z cieczą, przy czym dno i/lub przewód odprowadzający jest przymocowany do zbiornika na ustalonej głębokości wewnątrz niego.

Korzystnie, element zanurzeniowy ma pole przekroju okrągłego zwiększające się od dołu wzdłuż osi środkowej.

Korzystnie, element zanurzeniowy ma stałą masę.

Korzystnie, element zanurzeniowy ma kieszeń pierwszą, otwartą od góry i umieszczoną dla przyjmowania części cieczy.

Korzystnie, pojemnik ma przejście, umożliwiające dopływ tej części cieczy do kieszeni pierwszej.

Korzystnie, element oddzielający jest ukształtowany przez element rozciągający się wokół osi środkowej.

Korzystnie, przejście ma co najmniej jeden otwór przelotowy przez element.

Korzystnie, element pływający zawiera korpus pływający o stałej masie.

Korzystnie, element pływający zawiera kieszeń drugą, otwartą od dołu i umieszczoną z utworzeniem przestrzeni zamkniętej dla gazu przy zanurzaniu pojemnika w cieczy.

Korzystnie, element jest zagięty z utworzeniem kieszeni drugiej.

Korzystnie, element zanurzeniowy jest umieszczony co najmniej częściowo poniżej elementu pływającego i współosiowo z nim względem osi środkowej.

Korzystnie, element zanurzeniowy jest umieszczony co najmniej częściowo promieniowo wewnątrz elementu pływającego, względem osi środkowej.

Korzystnie, pojemnik zawiera element kołnierzowy, rozciągający się na zewnątrz względem osi środkowej, przy czym część wewnętrzna elementu kołnierzowego jest połączona z częścią dolną elementu zanurzeniowego, a element ścienny jest połączony z częścią zewnętrzną elementu kołnierzowego.

Urządzenie niniejsze zawiera zatem również znajdujący się w przestrzeni wewnętrznej element zanurzeniowy, przy czym element zanurzeniowy jest połączony z elementem oddzielającym i jest umieszczony w pewnej odległości pionowej od części przelewowej, i poniżej niej, przy czym element zanurzeniowy ma pewną masę i jest ustawiony tak, że wywiera na element oddzielający pewną, skierowaną ku dołowi siłę, która jest na tyle duża, że uciska element oddzielający w dół w ciecz otaczającą pojemnik przeciw działaniu siły podnoszącej elementu pływającego, tak że część przelewowa znajduje się w położeniu poniżej swobodnej powierzchni cieczy, i przy czym element zanurzeniowy również jest umieszczony tak, oba elementy, zanurzeniowy i oddzielający, są pod wpływem działającej na element zanurzeniowy siły wyporu cieczy, znajdującej się powyżej najniższego punktu elementu zanu4

PL 202 467 B1 rzeniowego, po zapełnieniu przestrzeniu wewnętrznej taką ilością cieczy, że pewna część elementu zanurzeniowego znajduje się w tej cieczy. Tak więc kiedy ta część elementu zanurzeniowego znajduje się w cieczy wewnątrz tej przestrzeni, część przelewowa usytuowana jest powyżej swobodnej powierzchni cieczy.

Przy takim zaprojektowaniu niniejszego urządzenia z elementem zanurzeniowym, w urządzeniu występuje skierowana w dół siła zanurzająca, która oddziałuje mocno na element oddzielający, i która w bardzo wyraź ny sposób zmniejsza się po zapeł nieniu przestrzeni wewn ę trznej w pojemniku taka ilością cieczy, że element zanurzeniowy znajduje się częściowo w tej cieczy. Tak więc, urządzenie oddziela i zbiera warstwę powierzchniową cieczy w sposób bardzo stabilny i niezawodny. Według niniejszego wynalazku zatem, otrzymuje się urządzenie uniwersalne, które może być wykorzystywane dla różnych typów cieczy i dla cieczy o zmiennym stopniu zanieczyszczenia. Ponadto, urządzenie może być wykorzystywane w różnego rodzaju zbiornikach dla cieczy, której warstwa powierzchniowa ma być oddzielana. Dzięki elementowi zanurzeniowemu, urządzenie może automatycznie dostosowywać się do bardzo różnych poziomów cieczy w takich zbiornikach. '

W jednej z odmian wykonania wynalazku, przewód odprowadzają cy dołączony jest do dna, i w pobliżu dna ma wlot odpływu cieczy. Pojemnik może być przeznaczony do wkładania do zbiornika, w którym znajduje się ciecz, przy czym dno i/lub przewód odprowadzają cy jest przymocowane do zbiornika na pewnej głębokości wewnątrz niego. Dzięki temu jest możliwe przy wykorzystywaniu urządzenia utrzymanie dna i/lub przewodu odpływowego w pewnym określonym stacjonarnym położeniu względem zbiornika.

Według innego przykładu wykonania niniejszego wynalazku element zanurzeniowy ma przekrój okrągły zwiększający się od dołu wzdłuż osi środkowej. Dzięki temu siła unosząca działająca na element zanurzeniowy ze strony cieczy w przestrzeni wewnętrznej pojemnika przy stopniowym wzroście poziomu powyżej najniższego punktu elementu zanurzeniowego wrasta coraz szybciej.

Według innego przykładu wykonania niniejszego wynalazku element zanurzeniowy ma masę w zasadzie stałą. Taki element zanurzeniowy działa niezawodnie. Masa jest tego rzędu, że element zanurzeniowy wywiera na element oddzielający na tyle dużą siłę skierowaną w dół, że część przelewowa, kiedy pojemnik jest pusty, schodzi poniżej swobodnej powierzchni cieczy.

Według innego przykładu wykonania niniejszego wynalazku element zanurzeniowy ma pierwszą kieszeń, która jest otwarta ku górze i umieszczona tak, że mieści część cieczy. W celu umożliwienia szybkiego napełniania kieszeni, pojemnik może być zaopatrzony w przejście, umożliwiające dopływ części cieczy do tej pierwszej kieszeni.

Według innego przykładu wykonania niniejszego wynalazku element oddzielający jest uformowany przez pewien element rozmieszczony wokół osi środkowej. Dzięki temu łatwe jest wytwarzanie urządzenia. Wspomniany element oddzielający może w tym celu być zagięty, dla utworzenia pierwszej kieszeni, przy czym przejście może obejmować co najmniej jeden otwór przelotowy przez ten element.

Według innego przykładu wykonania niniejszego wynalazku, element pływający zawiera korpus pływający o w zasadzie stałej masie. Element pływający może zawierać drugą kieszeń, która jest otwarta ku dołowi i rozmieszczona tak, że przy zanurzaniu pojemnika w cieczy tworzy przestrzeń zamkniętą dla gazu. W tym celu, dla utworzenia tej drugiej kieszeni, wspomniany element może być zagięty.

Według innego przykładu wykonania niniejszego wynalazku, element zanurzeniowy jest umieszczony co najmniej częściowo poniżej elementu pływającego, współosiowo względem osi środkowej. Ponadto, element zanurzeniowy może znajdować się co najmniej częściowo wewnątrz elementu pływającego, współosiowo względem osi środkowej.

Według innego przykładu wykonania niniejszego wynalazku, pojemnik zawiera element kołnierzowy, który jest rozmieszczony na zewnątrz, współosiowo względem osi środkowej, przy czym część wewnętrzna elementu kołnierzowego połączona jest z dolną częścią elementu zanurzeniowego, a element ścienny jest połączony z zewnętrzną częścią elementu kołnierzowego. Element pływający może znajdować się w zasadzie dokładnie nad elementem kołnierzowym.

Ciecz znajdująca się w przestrzeni wewnętrznej i powyżej elementu kołnierzowego będzie w tym przypadku działać siłą unoszącą na ten element, a zatem również na element oddzielający. Siła zanurzająca elementu zanurzeniowego przy tym maleje w sposób bardziej wyraźny po zapełnieniu wewnętrznej przestrzeni w pojemniku taką ilością cieczy, że ten element znajduje się poniżej poziomu cieczy w tej przestrzeni wewnętrznej.

PL 202 467 B1

Przedmiot wynalazku w przykładach wykonania jest uwidoczniony na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia w przekroju urządzenie do oddzielania warstwy powierzchniowej cieczy, zgodnie z pierwszym przykładem wykonania wynalazku, fig. 2 przedstawia w przekroju urządzenie według drugiego przykładu wykonania wynalazku, fig. 3 przedstawia w przekroju urządzenie według trzeciego przykładu wykonania wynalazku, fig. 4 przedstawia w przekroju urządzenie według 5 czwartego przykładu wykonania wynalazku, a fig. 5 przedstawia w przekroju urządzenie według piątego przykładu wykonania wynalazku.

Na fig. 1 przedstawiono zbiornik 1, który zawiera przestrzeń wewnętrzną 2 zbiornika, zrealizowaną odpowiednio do pomieszczenia i przechowywania w niej cieczy. Zbiornik 1 może być, na przykład, dostosowany do pomieszczenia chłodziwa obróbczego, czyli stosowanej przy obróbce skrawaniem cieczy chłodząco - smarującej, z dowolnej pracującej maszyny, na przykład tokarki, frezarki lub dowolnej maszyny wieloczynnościowej. Stosowane chłodziwo zawiera substancje niepożądane, na przykład oleje, które mają gęstość mniejszą, niż chłodziwo, a zatem zbierają się w warstwie powierzchniowej cieczy w przestrzeni wewnętrznej 2 zbiornika. Dlatego jest pożądane oddzielanie tej warstwy powierzchniowej, dla umożliwienia ponownego wykorzystania tego chłodziwa do obróbki. Fig. 1 ukazuje takie urządzenie 3 do oddzielania warstwy powierzchniowej cieczy z przestrzeni wewnętrznej 2 zbiornika 1. Oddzielona warstwa powierzchniowa jest przenoszona za pośrednictwem przewodu odprowadzającego 4 do oddzielacza odśrodkowego 5, w którym można dokonywać dalszej obróbki warstwy powierzchniowej w celu oddzielenia jej różnych składników.

Urządzenie 3 do oddzielania warstwy powierzchniowej cieczy zawiera pojemnik 6, który jest zanurzony w cieczy zawartej w zbiorniku 1. Pojemnik 6 ma płytę denną stanowiącą dno 7, która w przedstawianym przykładzie styka się, lub jest połączona, z dnem zbiornika 1. Ponadto, pojemnik 6 ma element ścienny 8, mający oś środkową x ustawioną w zasadzie pionowo przy zanurzaniu pojemnika 6 w cieczy. Element ścienny 8, który stanowi cylinder, połączony jest z dnem 7 przy końcu dolnym elementu ściennego 8 wokół całego obwodu tego elementu ściennego 8. Ponadto, element ścienny 8 ma długość zmienną w kierunku osi środkowej x i w opisywanym przykładzie jest skonstruowany w postaci mieszka. Należy zauważyć, że element ścienny 8 może być również skonstruowany inaczej, na przykład, jako teleskopowy element ścienny. Ponadto, pojemnik 6 zawiera pierścieniowy element oddzielający 9, który jest połączony z końcem górnym elementu ściennego 8 wokół całego obwodu cylindrycznego elementu ściennego 8. W wyniku tego, pojemnik 6 tworzy przestrzeń wewnętrzną 10 a cylindryczny element oddzielający 9 tworzy otwór, który jest również otworem przestrzeni wewnętrznej 10 pojemnika 6. Element oddzielający 9 ma część przelewową 11, przez którą ciecz z warstwy powierzchniowej, mającej pewną swobodną powierzchnię płynu, może przepływać przez otwór do przestrzeni wewnętrznej 10. Dzięki temu, w przestrzeni wewnętrznej 10 zbiera się pewna objętość cieczy oddzielonej od warstwy powierzchniowej.

Poza tym, urządzenie oddzielające 3 zawiera wspomniany powyżej przewód odprowadzający 4, za pośrednictwem którego oddzielona ciecz za pomocą elementu pompującego, nie przedstawionego może być odpompowana z przestrzeni wewnętrznej 10, do oddzielacza odśrodkowego 5. Przewód odprowadzający 4 ma wlot 12, który znajduje się z pobliżu dna 7. W przedstawianym przykładzie, przewód odprowadzający 4 jest trwale połączony z dnem 7. Element oddzielający 9 może w wyniku tego być przemieszczany w górę i w dół względem dna 7, dzięki zmiennej długości elementu ściennego 8. W wyniku tego, element oddzielający 9 może być przemieszczany względem przewodu odprowadzającego 4, i zawiera pierścień prowadzący 13, osadzony suwliwie na części 4' przewodu odpływowego 4 wprowadzonego do pojemnika 6, i który jest połączony z elementem oddzielającym 9 przez odpowiednie łączniki promieniowe 14. Dno 7, jak również przewód odprowadzający są zatem rozmieszczone stacjonarnie względem zbiornika 1. Jednak można również założyć, że przewód odprowadzający 4 jest zawsze stacjonarny względem zbiornika 1 a zarówno element oddzielający 9, jak i dno 7 mogą być przemieszczane w kierunku pionowym względem przewodu odprowadzającego.

Urządzenie 3 do oddzielania warstwy powierzchniowej cieczy zawiera również element pływający 15 i element zanurzeniowy 16. Element pływający 15 jest ukształtowany odpowiednio do pływania na cieczy znajdującej się na zewnątrz pojemnika 6 i wywierania siły unoszącej na element oddzielający 9, to znaczy element pływający 15 dąży do wydłużenia elementu ściennego 8. Element zanurzeniowy 16 ma pewną masę i jest ukształtowany odpowiednio do wywierania na element oddzielający 9 siły skierowanej w dół. Ta siła skierowana ku dołowi ma wartość tego rzędu, że jest w stanie wciskać element oddzielający w dół w głąb cieczy otaczającej pojemnik 6, przeciw działaniu siły unoszącej elementu pływającego 15. Mówiąc dokładniej, masa elementu zanurzeniowego 16 ma wartość

PL 202 467 B1 takiego rzędu, że element zanurzeniowy 16 jest w stanie wcisnąć element oddzielający 9 w dół na tyle, że część przelewowa 11 znajduje się poniżej swobodnej powierzchni cieczy. Tym samym, ciecz z warstwy powierzchniowej może przepływać do przestrzeni wewnętrznej 10 w pojemniku 6 w taki sposób, że ta przestrzeń 10 jest wypełniana wydzielaną cieczą. Kiedy poziom cieczy w przestrzeni wewnętrznej 10 sięga do elementu zanurzeniowego 16 ten zaczyna wywierać na element oddzielający 9 w kierunku 5 unoszenia pewną siłę spowodowaną wyporem cieczy w przestrzeni wewnętrznej 10, działającym na element zanurzeniowy 16. Element zanurzeniowy 16 jest zwymiarowany w taki sposób, że ta siła unosząca ma wartość wystarczającą do tego, aby część przelewowa 11 znalazła się powyżej swobodnej powierzchni cieczy zanim cały element zanurzeniowy 16 znajdzie się poniżej poziomu cieczy. W wyniku tego, element zanurzeniowy 16 ma udział w przemieszczeniu części przelewowej 11 w dół poniżej swobodnej powierzchni cieczy, kiedy pojemnik 6 jest pusty lub zawiera tylko niewielką objętość oddzielonej cieczy, i w przemieszczeniu części przelewowej 11 ku górze powyżej swobodnej powierzchni cieczy, kiedy pojemnik 6 jest w zasadzie całkowicie wypełniony wydzieloną cieczą w konsekwencji faktu, że element zanurzeniowy 16 znajduje się na poziomu bliskim poziomowi elementu pływającego 15.

W odmianie wykonania przedstawionej na fig. 1, element oddzielający 9, element pływający 15 i element zanurzeniowy 16 są wykonane z giętego lub kształtowanego, stosunkowo cienkiego elementu 17 z metalu tworzywa sztucznego, gumy lub innego odpowiedniego do tego materiału, na przykład, przez tłoczenie matrycowe lub wyciskanie kształtowe. Element 17 jest wykonany w taki sposób, że tworzy kieszeń pierwszą 18, która jest otwarta od góry, i kieszeń drugą 19, która jest otwarta od dołu. Kieszeń pierwsza 18 tworzy element zanurzeniowy 16 a kieszeń druga 19 tworzy element pływający 15.

Kieszeń pierwsza 18, to znaczy element zanurzeniowy 16, w pierwszym wykonaniu jest umieszczony promieniowo, wewnątrz kieszeni drugiej 19, to znaczy wewnątrz elementu pływającego 15. Poza tym, w tym pierwszym przykładzie wykonania kieszeń pierwsza 18, to znaczy element zanurzeniowy 16 znajduje się nieco poniżej kieszeni drugiej 19, to znaczy elementu pływającego 15. Kiedy pojemnik 6 zostaje zanurzony w wodzie, to kieszeń druga 19, która jest otwarta od dołu, zamyka poduszkę powietrzną, która zaczyna działać w charakterze pływającego korpusu elementu pływającego 15. W celu nadania elementowi zanurzeniowemu 16 odpowiedniej masy wykonuje się jeden lub kilka kanałów w postaci przejść 20, w taki sposób, że przechodzą przez element 17, i ciecz otaczająca pojemnik 6 może przepływać przez przejścia 20 do kieszeni pierwszej 18 i zapełniać ją. Zatem masa elementu zanurzeniowego 16 wzrośnie, i element zanurzeniowy 16 może wywierać wspomnianą powyżej skierowaną ku dołowi siłę na element oddzielający 9. W odmianach wykonania przedstawionych na fig. 1, ciecz z warstwy powierzchniowej może przepływać nad częścią przelewową i wpływać do kieszeni pierwszej 18. Po zapełnieniu się kieszeni pierwszej 18, ciecz w kieszeni pierwszej przelewa się przez krawędź końcową 17a elementu 17 i spływa w dół do przestrzeni wewnętrznej 10. Krawędź końcowa 17a znajduje się na wysokości mniejszej, niż część przelewowa 11.

Druga odmiana wykonania, którą przedstawiono na fig. 2, różni się od pierwszej odmiany wykonania kieszenią pierwszą 18, to znaczy elementem zanurzeniowym 16, który jest umieszczony w zasadzie wprost pod kieszenią drugą 19, to znaczy elementem pływającym 15. Należy zauważyć, że we wszystkich przedstawianych przykładach wykonania, elementy pełniące w zasadzie tę samą funkcję zostały opatrzone tymi samymi odnośnikami. W przykładach wykonania przestawionych na fig. 2-5 pominięto oddzielacz odśrodkowy 5 lub jakikolwiek inny sprzęt oczyszczający.

Trzeci przykład wykonania, przedstawiony na fig. 3, zawiera element zanurzeniowy 16, który ma stałą masę. W tym przypadku, element zanurzeniowy 16 może być wytwarzany z materiału litego, na przykład, metalu lub tworzywa sztucznego.

W czwartym przykładzie wykonania, przedstawionym na fig. 4, z kolei element pływający 15 przedstawiono jako lity korpus pływający, wytwarzany z dowolnego lekkiego materiału, na przykład z komórkowego tworzywa sztucznego.

W przykładach wykonania trzecim i czwartym, element zanurzeniowy 16 dodatkowo ma pole przekroju zwiększające się od dołu wzdłuż osi środkowej x. Dzięki temu siła unosząca cieczy w przestrzeni wewnętrznej pojemnika działająca na element zanurzeniowy 16 wzrasta coraz szybciej przy sukcesywnym podnoszeniu się poziomu powyżej najniższego punktu elementu zanurzeniowego 16.

W piątym przykładzie wykonania, przedstawionym na fig. 5, do elementu 17, w jego części dolnej, dołączony jest pierścieniowy element kołnierzowy 22. Ten element kołnierzowy 22 odchodzi promieniowo na zewnątrz w zasadzie prostopadle względem osi środkowej x, przy czym element 17 jest połączony z wewnętrzną częścią elementu kołnierzowego 22 ma element ścienny 8 jest połączony

PL 202 467 B1 z promieniowo zewnętrzną częścią elementu kołnierzowego 22. Element pływający 15 znajduje się w zasadzie wprost nad elementem kołnierzowym 22.

W przykładach wykonania, trzecim, czwartym i piątym, pierścień prowadzący 13 i łączniki promieniowe 14 pominięto, w celu zilustrowania, że te składniki nie są niezbędne dla działania urządzenia 3 do oddzielania warstwy powierzchniowej cieczy.

Część przelewowa 11 może być wykonana w postaci zaokrąglonej krawędzi, patrz fig. 4. Część przelewowa 11 może być zaopatrzona również w szczeliny (nie pokazane), które wchodzą w zasadzie promieniowo do wewnątrz w stronę otworu łączącego z przestrzenią wewnętrzną 10, i które tym samym tworzą kanały dla cieczy z warstwy powierzchniowej.

Znaczy to, że możliwe jest osiągnięcie stabilnej regulacji dopływu do przestrzeni wewnętrznej 10, i że poziom cieczy wewnątrz tej przestrzeni można utrzymywać na poziomie w zasadzie stałym.

Wydłużany, mieszkowy element ścienny 8 może być klejony lub wulkanizowany do dna i do elementu zanurzeniowego 16. Alternatywnie, element ścienny 8 może być naciągnięty, odpowiednio, na zewnętrzną stronę dna 7 i na element zanurzeniowy 16, ewentualnie na krawędź lub kołnierz.

Wynalazek nie jest ograniczony do przedstawionych odmian wykonania, lecz w zakresie załączonych zastrzeżeń może ulegać zmianom i modyfikacjom.

Na przykład, wynalazek nie jest ograniczony do oddzielania warstwy powierzchniowej zużytego chłodziwa do obróbki skrawaniem, lecz może być wykorzystywany do oddzielania warstw powierzchniowych innych cieczy. Ciecz, w której zanurzany jest pojemnik 6, nie musi być zamknięta w zbiorniku, lecz wynalazek, na przykład, może być wykorzystywany do oddzielania warstwy powierzchniowej, włącznie z zużytym olejem, na morzu lub jeziorze.

Urządzenie może być również dostosowywane do różnych warunków, na przykład, różnej gęstości cieczy, ponieważ konstrukcja elementu zanurzeniowego 16 umożliwia umieszczanie w pierwszej kieszeni wymiennych ciężarków o różnej wielkości. Takie ciężarki mogą być ukształtowane na przykład w postaci pierścieni.

Claims (15)

Zastrzeżenia patentowe

1. Urządzenie do oddzielania warstwy powierzchniowej cieczy, zawierające pojemnik do zanurzenia w cieczy, który zawiera dno, element ścienny o osi środkowej rozciągającej się pionowo przy zanurzaniu pojemnika w cieczy, przy czym ten element ścienny jest na jego końcu dolnym połączony z dnem i ma zmienną długość wzdłuż osi środkowej, oraz element oddzielający, połączony z końcem górnym elementu ściennego, przy czym element oddzielający ma otwór stanowiący połączenie z przestrzenią wewnętrzną utworzoną wewnątrz pojemnika oraz część przelewową usytuowaną podczas oddzielania warstwy powierzchniowej cieczy o swobodnej powierzchni co najmniej częściowo poniżej i blisko tej powierzchni cieczy z umożliwieniem przelewania się cieczy z warstwy powierzchniowej przez część przelewową i wlewania się przez otwór do przestrzeni wewnętrznej zbierającej oddzieloną ciecz, przy czym urządzenie zaopatrzone jest również w przewód odprowadzający, odchodzący od przestrzeni wewnętrznej, w jej części napełnianej cieczą podczas oddzielania, i umieszczony dla odprowadzania cieczy z przestrzeni wewnętrznej, oraz w element pływający, połączony z elementem oddzielającym, pływający po cieczy na zewnątrz pojemnika i oddziałujący na element oddzielający siłą unoszącą w kierunku wydłużania elementu ściennego, znamienne tym, że urządzenie zawiera również znajdujący się w przestrzeni wewnętrznej (10) element zanurzeniowy (16), przy czym element zanurzeniowy (16) jest połączony z elementem oddzielającym (9) i jest umieszczony z odstępem w pionie od części przelewowej (11), i poniżej niej, i element zanurzeniowy (16) ma masę dla wywierania na element oddzielający (9) skierowanej ku dołowi siły odpowiednio dużej dla wciśnięcia elementu oddzielającego (9) w dół w ciecz otaczającą pojemnik (6), przeciw działaniu siły unoszącej elementu pływającego (15), przy czym część przelewowa (11) jest usytuowana w położeniu poniżej swobodnej powierzchni cieczy, a element zanurzeniowy (16) jest usytuowany dla umieszczenia obu elementów, zanurzeniowego (16) i oddzielającego (9), pod wpływ siły działającej na element zanurzeniowy (16), w kierunku unoszenia, wyporu cieczy znajdującej się powyżej najniższego punktu elementu zanurzeniowego (16), po zapełnieniu przestrzeni wewnętrznej (10) taką ilością cieczy, przy której część elementu zanurzeniowego (16) jest usytuowana w tej cieczy.

2. Urządzenie według zastrz. 1, znamienne tym, że przewód odprowadzający (4) jest przymocowany do dna (7) i w pobliżu dna (7) ma wlot (12) dla odpływu cieczy.

PL 202 467 B1

3. Urządzenie według zastrz. 1 albo 2, znamienne tym, że pojemnik (6) jest umieszczony w zbiorniku (1) z cieczą, przy czym dno (7) i/lub przewód odprowadzający (4) jest przymocowany do zbiornika (1) na ustalonej głębokości wewnątrz niego.

4. Urządzenie według zastrz. 1, znamienne tym, że element zanurzeniowy (16) ma pole przekroju okrągłego zwiększające się od dołu wzdłuż osi środkowej (x).

5. Urządzenie według zastrz. 1, znamienne tym, że element zanurzeniowy (16) ma stałą masę.

6. Urządzenie według zastrz. 1, znamienne tym, że element zanurzeniowy (16) ma kieszeń pierwszą (18), otwartą od góry i umieszczoną dla przyjmowania części cieczy.

7. Urządzenie według zastrz. 6, znamienne tym, że pojemnik (6) ma przejście (20), umożliwiające dopływ tej części cieczy do kieszeni pierwszej (18).

8. Urządzenie według zastrz. 1, znamienne tym że element oddzielający (9) jest ukształtowany przez element (17) rozciągający się wokół osi środkowej (x).

9. Urządzenie według zastrz. 7 albo 8, znamienne tym, że przejście (20) ma co najmniej jeden otwór przelotowy przez element (17).

10. Urządzenie według zastrz. 1, znamienne tym, że element pływający (15) zawiera korpus pływający o stałej masie.

11. Urządzenie według zastrz. 11, znamienne tym, że element pływający (15) zawiera kieszeń drugą (19), otwartą od dołu i umieszczoną z utworzeniem przestrzeni zamkniętej dla gazu przy zanurzaniu pojemnika (6) w cieczy.

12. Urządzenie według zastrz. 1 albo 8, znamienne tym, że element (17) jest zagięty z utworzeniem kieszeni drugiej (19).

13. Urządzenie według zastrz. 1, znamienne tym, że element zanurzeniowy (16) jest umieszczony co najmniej częściowo poniżej elementu pływającego (15) i współosiowo z nim względem osi środkowej (x).

14. Urządzenie według zastrz. 1, znamienne tym, że element zanurzeniowy (16) jest umieszczony co najmniej częściowo promieniowo wewnątrz elementu pływającego (15), względem osi środkowej (x).

15. Urządzenie według zastrz. 1, znamienne tym, że pojemnik (6) zawiera element kołnierzowy (22), rozciągający się na zewnątrz względem osi środkowej (x), przy czym część wewnętrzna elementu kołnierzowego (22) jest połączona z częścią dolną elementu zanurzeniowego (16), a element ścienny (8) jest połączony z częścią zewnętrzną elementu kołnierzowego (22).