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Die Erfindung betrifft einen Abscheider zum Beseitigen von schwimmbaren
Substanzen, insbesondere von Öl oder Benzin, von der Flüssigkeitsoberfläche von
stehenden oder gestauten Gewässern, vorzugsweise von Abwässern in Klärbecken, bestehend
aus einem in der Flüssigkeit angeordneten schwimmenden Behälter, der mit einem in
der Höhe in Abhängigkeit vom Flüssigkeitsspiegel im Behälter steuerbaren Einlauf
mit wehrähnlicher Einlaufkante für die mit einer Pumpe über die Saugleitung abzusaugende
Flüssigkeit versehen ist.
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Bei Geräten zum Entfernen von auf dem Wasserspiegel von Schwimmbecken
od. dgl. schwimmenden Schmutzteilchen, also insbesondere des auf dem Wasserspiegel
schwimmenden Laubes, ist eine derartige Bauart bereits bekannt, und zwar entweder
in der Form, daß an dem schwimmenden Behälter schwimmergesteuerte Einlaufklappen
für die Regelung des Zulaufs vorgesehen sind (österreichische Patentschrift 205940)
oder daß der für sich schwimmfähige Behältermantel sich unter dem Einfluß der Absaugung
des Behälterinhalts so gegenüber dem ebenfalls schwimmfähigen Boden verstellt, daß
die Oberkante des Behälters als den Zulauf regelnde Einlaufkante wirkt (österreichische
Patentschrift 219 512).
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In Ausnutzung des Prinzips zum Absaugen eines dünnen Oberflächenfilms
von dem zu reinigenden Wasser ist bei einem bekanntgewordenen Ölabschöpfgerät (Zeitschrift
»Hansa-Schiffahrt- Schiffbau-Hafen«, 1963) vorgesehen, an einem schwimmenden Absaugbehälter
derartige Klappen anzubringen, die unter dem Einfluß der ihre Winkelstellung beeinflussenden
und von der Füllung des Behälters abhängigen Eintauchtiefe des Behälters für die
Absaugung eines gleichbleibend dünnen Oberflächenfihns sorgen.
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Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, daß bei einem solchen
Ölabschöpfgerät immer eine gewisse, noch beträchtliche Menge Wasser abgesaugt wird,
wie dünn auch die Dicke des abgesaugten Films durch die Klappen einreguliert ist.
Dies kann z. B. schon deshalb nicht vermieden werden, weil der Ölfilm nicht auf
allen Seiten des Gerätes gleich dick anfällt und weil das Gerät zeitweilig auch
in ölfreie Zonen gelangt, in denen also der ÖlIlim unterbrochen ist.
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Von dieser Erkenntnis ausgehend, liegt der Erfindung die Aufgabe
zugrunde, zusätzlich zum Prinzip des Regulierens der Stärke des abgesaugten Flüssigkeitsfllms
noch in anderer Weise dafür zu sorgen, daß möglichst nur Öl aus dem Abscheider abgesaugt
wird.
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Dies wird gemäß der Erfindung dadurch erzielt, daß in dem Behälter
mindestens ein zusätzlicher Behälter angeordnet ist, der ebenfalls mit einem in
der Höhe in Abhängigkeit vom Flüssigkeitsspiegel in diesem Behälter steuerbaren
Einlauf mit wehrähnlicher Einlaufkante versehen ist, wobei die Saugleitung im unteren
Bereich des zusätzlichen Behälters angeordnet ist.
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Bei dieser Anordnung von zwei oder mehr in Strömungsrichtung nacheinander
durchflossenen, in einem schwimmenden Behälter vorgesehenen zusätzlichen Behältern,
die alle mit einem die Höhenlage seiner Einlaufkante steuernden Schwimmer versehen
sind, saugt der nachgeschaltete Behälter praktisch nur noch die innerhalb des vorangehenden
Behälters
durch Absinken des Wasseranteils an der Oberfläche seines - Flüssigkeitsinhalts
entstehende konzentrierte ölschicht ab.
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Die Erprobung eines solchen Abscheiders hat ergeben, daß durch die
Anordnung von mindestens zwei schwimmergesteuerten Einläufen an einem an sich bekannten
schwimmenden Ölabsauggerät ein alle Erwartungen übertreffender Wirkungsgrad erreicht
wird. Es lassen sich selbst dünnste Ölschichten bis zum letzten Rest absaugen und
dennoch die Mengen des mitabgezogenen Wassers auf einem Minimum halten.
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Die Anordnung eines von einer Saugleitung zu entleerenden und sich
über eine obere Einlaufkante wieder füllenden Behälters zur Aufnahme mit Öl bedeckten
Wassers ist zwar in einem schwimmenden Aggregat ganz anderer Gattung schon bekannt
(deutsche Auslegeschrift 1 169 854), jedoch in der Weise, daß der diesen Behälter
entleerende Saugzug keinerlei Einfluß auf die Höhenlage der Einlaufkante des Behälters
oder des schwimmenden Aggregats hat.
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Das Maß des in diesen Behälter gelangenden und aus ihm abgesaugten
Wasseranteils ist ausschließlich von der Schleppgeschwindigkeit des Aggregats und
dem Verschmutzungsgrad der durchfahrenen Fläche bestimmt.
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Im Rahmen der Erfindung hat es sich besonders bewährt, daß der zusätzliche
Behälter im Randbereich einen Einlauf in Form eines Ringschwimmers aufweist, der
über einen an den Ringschwimmer angeschlossenen, die Wand des zusätzlichen Behälters
bildenden Faltenbalg beweglich mit der Saugleitung verbunden ist.
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Ferner kann es sehr zweckmäßig sein, wenn der Behälter, der den zusätzlichen
Behälter aufnimmt, eine Bodenöffnung aufweist. Diese Bodenöffnung kommt dann zur
Wirkung, wenn das Klärbecken und der Abscheider weitgehend leergesaugt sind Ohne
eine solche Bodenöffnung würde beim Wiederfüllen des Klärbeckens der Behälter so
hoch aufschwimmen, daß er sich durch die Einlaufklappe nicht mehr füllen könnte
und keine Flüssigkeit in die Absaugleitung gelangen würde. Die Bodenöffnung hat
auch die Wirkung, daß das sich im Behälter unter dem Ölfilm sammelnde reine Wasser
nach unten austreten kann.
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Damit sich bei ebenem Boden des Behälters und Aufsitzen dieses Bodens
auf dem ebenen Boden des Klärbeckens diese Bodenöffnung nicht selbst abdichtet,
kann der Behälter an der Bodenunterseite mit Abstandshaltern versehen sein.
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Bei Abscheidern, die dauernd in einem Klärbecken verbleiben, kann
es sich lohnen, wenn in eine vom zusätzlichen Behälter zu einem Sammelgefäß führende
Leitung eine eine und ausschaltbare Motorpumpe eingebaut ist und Ein- und Ausschaltsteuermittel
vorgesehen sind, die im Sinne eines Ausschaltens ansprechen, sobald der Flüssigkeitsspiegel
außerhalb des Behälters unter ein vorgesehenes Minimalniveau absinkt, und im Sinne
eines Wiedereinschaltens ansprechen, wenn dieses Minimalniveau wieder überschritten
wird. Es kann dann nicht zu einem völligen Leersaugen des Klärbeckens kommen.
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Zweckmäßig wird hierfür vorgesehen, daß der Behälter eine gegen den
Boden, z. B. das Klärbecken, gerichtete, auf und ab bewegliche Taststange aufweist,
von deren durch Auftreffen auf den Boden ausgelöster Bewegung die Ein- und Ausschaltbewegung
der Steuermittel abgeleitet ist.
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Um den Betrieb des Abscheiders auch dann zu unterbrechen, wenn das
Klärbecken von der auf seinem Inhalt schwimmenden Substanz befreit ist oder diese
eine so geringe Schichtdicke erlangt hat, daß sich der Pumpenbetrieb des Abscheiders
nicht lohnt und das Ansammeln einer dickeren Schicht abgewartet werden soll, kann
man gemäß einer Weiterbildung der Erfindung vorsehen, daß in die zu einem Sammelgefäß
führende Leitung eine eine und ausschaltbare Motorpumpe eingebaut ist, und daß Ein-
und Ausschaltsteuermittel vorgesehen sind, die im Sinne eines Ausschaltens ansprechen,
sobald die Schichtdicke der schwimmenden Substanzen außerhalb des Behälters unter
einen vorgesehenen Minimalbetrag absinkt, und im Sinne eines Wiedereinschaltens
ansprechen, wenn dieser Minimalbetrag wieder überschritten wird.
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Hierbei empfiehlt es sich dann, daß am Behälter außen eine Schwimmerscheibe
lotrecht verschiebbar und geführt angeordnet ist und mit ihrer durch Niveauschwankungen
des Klärbeckeninhalts bedingten Bewegung die Ein- bzw. Ausschaltbewegung der Steuermittel
bewirkt.
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Weitere vorteilhafte Merkmale der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche
3 und 4.
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In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung schematisch
dargestellt. Darin zeigt Fig. 1 den Querschnitt eines Ölabscheiders, der im gezeichneten
Fall in ein in den Boden einer Wagenwaschanlage eingebautes Klärbecken eingesetzt
ist, wobei der Behälter des Abscheiders auf dem Wasserspiegel dieses Beckens schwimmt;
F i g. 2 in vergrößertem Maßstab einen Querschnitt durch den Behälter, Fig. 3 eine
Stirnansicht hierzu in Richtung auf diejenige Behälterseite, an der die Einlaufklappe
vorgesehen ist, Fig. 4 die zugehörige Draufsicht.
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Das in den Bodenll eines Wagenwaschraumes eingelassene, die Abwässer
aufnehmende Klärbecken 12 hat ein Zuflußrohr 13 und ein Abflußrohr 14. Das Zuflußrohr
13 ist an seinem in das Klärbecken 12 mündenden Ende trichterartig erweitert, um
möglichst wenig Wirbel im Inhalt des Klärbeckens 12 zu erzeugen. Das Abflußrohr
14 reicht bis in die Nähe des Grundes des Klärbeckens 12.
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Die in dem Abwasser enthaltenen schwimmenden Substanzen, insbesondere
Öl, Benzin od. dgl., sammeln sich auf dem in der Regel in einem engeren Stutzen
12a des Klärbeckens liegenden Wasserspiegel. Der Stutzen 12a ist von einem Deckel
15 abgeschlossen.
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Innerhalb dieses Stutzens 12 a schwimmt auf dem im Klärbecken 12
angesammelten Abwasser ein im gezeichneten Beispiel etwa quadratischer, kastenförmiger,
oben offener Behälter 16. Er weist einen Bodenl6a mit einer kleinen Bodenöffnung
16aa und vier Seitenwände 16b, 16c, 16d und 16e auf.
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Im Bereich des oberen Randes der Seitenwände 16c, 16d und 16e ist
ein den Kasten umlaufender Schwimmer 17 von rechteckigem Rohrprofil angebracht,
der den Behälter 16 trotz der Bodenöffnung 16aa schwimmend erhält.
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Die Seitenwandl6b ist wesentlich niedriger als die übrigen drei Seitenwände
des Behälters 16. An der Oberkante der Seitenwand 16b ist ein Einlauf 18 vorgesehen,
und zwar in Form einer mit einer Einlaufkante 18 c versehenen Einlaufklappe 18 b,
die
durch einen biegsamen Streifenl8a angelenkt und abgedichtet ist. Die Einlaufklappel8b
trägt ihrer: seits eine Schwimmerleiste 19 von halbkreisförmigem Profil. Die Einlaufklappe
18 b ist gegenüber dem Behälterinneren nicht nur im Bereich der Anlenkkante abgedichtet,
sondern auch im Bereich ihrer längs der Seitenwände 16c und 16e beweglichen Stirnkanten.
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Zur Abdichtung dieser Stirnkanten ist je eine Faltwand 20 vorgesehen,
die wasserundurchlässig ist.
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An der gegenüberliegenden Seitenwand 16d ist in der Zeichnung ein
stutzenartiger Ansatz 21 mit einem Abschlußdeckel 22 vorgesehen. In diesem Ansatz
21 ist eine z. B. elektrisch angetriebene Motorpumpe 23 untergebracht. An diese
Motorpumpe 23 ist druckseitig ein Anschlußrohr 24 angeschlossen, das wiederum mit
einem biegsamen Schlauch 25 verbunden ist. Dieser Schlauch 25 führt zu einem nicht
gezeichneten Sammelbehälter, z. B. einem Faß, in dem die durch den Abscheider von
dem Klärbecken abgesaugte Substanz, wie Öl, Benzin od. dgl., gesammelt und später
abgeführt wird.
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Auf der Saugseite der Motorpumpe 23 ist ein Saugrohr 26 angeordnet,
das in einen im Inneren des Behälters 16 untergebrachten Saugkasten 27 mündet.
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Dieser weist wiederum eine nach oben gerichtete Saugleitung 27a auf.
Diese Saugleitung 27a trägt unterhalb ihrer oberen Mündung einen tellerförmigen
Kragen 28. Mit diesem ist ein Faltenbalg 29a verbunden, dessen oberes Ende wiederum
dicht an den Umfang eines Ringschwimmers 30 b angeschlossen ist. Der Faltenbalg
29a stellt einen zusätzlichen Behälter 29 dar, der dem oben erwähnten Behälter 16
im Verlauf des Saugstroms nachgeschaltet ist.
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Der Ringschwimmer 30 b bildet den Einlauf 30 des zusätzlichen Behälters
29 und hat ein Trapezprofil, das mit einer Kante 30a eine Einlaufkante für die in
das Innere des Behälters 29 einlaufende und von der Motorpumpe 23 abgesaugte Flüssigkeit
bildet. Die Teile 27a, 27, 26, 24 bilden eine feste Förderleitung, an die der Schlauch
25 anzuschließen ist.
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Auf der Unterseite des Bodens 16a sind am Behälter 16 Abstandshalter
31 in Form von Aufstellfüßen vorgesehen.
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Die gesteuerte Ein- und Ausschaltvorrichtung für die Motorpumpe ist
nur in ganz schematischer Form in Fig 3 angedeutet. Die zu dieser Ein- und Ausschaltvorrichtung
gehörenden Schaltkontakte und Kontaktbetätigungsorgane sind selbstverständlich in
Wirklichkeit in geschlossenen Gehäusen untergebracht.
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An einer Behälterseitenwand (im gezeichneten Fall an der Seitenwand
16c) ist ein Führungsarm 33 mit einem Führungsauge 33 a angebracht, desgleichen
an dem Schwimmer 17 ein Führungsarm 32 mit einem Führungsauge 32a. Die beiden Führungsaugen
32a und 33 a fluchten lotrecht miteinander und führen eine verschiebbare Taststange
34. Zwischen den beiden Führungsaugen32a und 33a ist an der Taststange eine flache
Schwimmerscheibe 35 verstellbar angebracht, und zwar mit Hilfe einer Nabenhülse
36 und einer diese Hülse durchquerenden und sich an die Taststange 34 andrückenden
Stellschraube 37.
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Die Schwimmerscheibe 35 ist so dünn und leicht ausgeführt, daß sie
möglichst wenig aus der sie tragenden, auf dem Abwasser schwimmenden Schicht der
schwimmbaren Substanz in das darunter befindliche Wasser eindringt, wobei sie mit
ihrer durch Niveauschwankungen des Klärbeckeninhalts bedingten
Bewegung
die Ein- bzw. Ausschaltbewegung der Steuermittel bewirkt.
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Das obere abgewinkelte Ende der Taststange 34 ist mit einem Druckblock
38 versehen, der in der normalen Schwimmerlage von oben auf eine Kontaktzunge 39
mit einem Kontaktstück 40 drückt und dieses Kontaktstück mit einem Gegenkontaktstück
41 in Verbindung hält, das sich am Ende einer weiteren Kontaktzunge 42 befindet
Die Kontaktzungen sind in nicht gezeichneter Weise innerhalb eines von dem Schwimmer
17 getragenen Schaltblöckes 43 gehalten und an elektrische Leitungen so angeschlossen,
daß bei über die Kontaktstücke 40 und 41 geschlossenem Kontakt die Motorpumpe 23
laufend arbeitet Zu diesem Zweck führen nicht gezeichnete Verbindungsleitungen vom
Schaltblock 43 zur Motorpumpe 23 und andere nicht gezeichnete Zufuhrleitungen von
einem Stromnetz zu dieser Motorpumpe 23. Wenn was ohne weiteres denkbar wäre - die
Motorpumpe über eine biegsame Saugleitung an den Behälter 16 angeschlossen und selbst
stationär außerhalb des Klärbeckens 12 aufgestellt wäre, so müßten die eben genannten
Leitungen zu dieser stationären Pumpe führen, die dann mit einer festen Druck-Ieitung
an einen Sammelbehälter angeschlossen sein k*nnte.
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Die gezeichneten Steuermittel 34 bis 41 wirken in der Weise, daß
beim Abnehmen der Schichtdicke der auf dem Wasserspiegel des Klärbeckens 12 schwimmenden,
z. B. aus Öl bestehenden Schicht die Schwimmerscheibe 35 zu einem zunehmend größeren
Bruchteil das die ölschicht tragende Wasser verdrängt und dadurch insgesamt höher
aufschwimmt.
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Bei diesem Höheraufschwimmen hebt sich auch der Druckblock 38, federt
die Kontaktzunge 39 mit dem Kontaktstück 40 nach oben und bewirkt ein Lösen des
Kontaktes zwischen den Kontaktstücken 40 und 41 (Ausschaltbewegung). Dadurch wird
die Motorpumpe 23 so lange abgestellt, bis die Ölschicht auf dem Wasserspiegel wieder
eine Stärke erreicht hat, bei der die Schwimmerscheibe 35 wieder mit der Taststange
34 so weit relativ zum Behälter 16 absinkt, daß der Kontakt über die Kontaktstücke
40 und. 41 geschlossen wird (Einschaltbewegung). Nun beginnt die Motorpumpe 23 wieder
abzusaugen.
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Das gleiche Spiel geht dann vor sich, wenn das die Unterseite des
Behälters 16 samt dem die Abstandshalter 31 nach unten überragenden Ende der Taststange
34 beim Absinken des Behälters 16 bis in den Bereich des Bodens des Klärbeckens
12 gelangt. Die auf den Boden des Klärbeckens 12 aufstoßende Taststange 34 wird
dadurch angehoben und die Motorpumpe 23 stillgesetzt. Ein Absaugen von Flüssigkeit
aus dem Behälter 16 wird erst dann wieder möglich, wenn sich das Klärbecken 12 wieder
so weit gefüllt hat, daß der Behälter 16 mitsamt der Taststange 34 wieder vollständig
frei schwimmt.
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Um zu vermeiden, daß ein nicht mit einer solchen Schaltautomatik
versehener Behälter beim Leerwerden des Klärbeckens 12 mit der Bodenöffnung 16aa
dichtend auf dem Boden des Klärbeckens 12 aufsitzt und dann beim Wiederfüllen des
Klärbeckens 12 sich nicht von unten her wieder auffüllt, sind die Abstandshalter
31 vorgesehen. Sie stellen sicher, daß sich der Behälterl6 beim Wiederfüllen des
Klärbeckens 12 durch die Bodenöffnung 16aa von unten her wieder füllt.
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Der Schwimmer 17 ist so bemessen, daß bei still-
stehender, also nicht
absaugender Motorpumpe 23 der Behälter 16 um einen vorbestimmten Betrag über das
Niveau des Inhalts des Klärbeckens 12 emporragt. Solange die Motorpumpe 23 noch
steht, ist das Niveau im Behälterinnern gleich hoch wie dasjenige außerhalb des
Behälters. Nach Einschalten der Motorpumpe 23 sinkt das innere Niveau gegenüber
dem äußeren ab, wobei auch der Ringschwimmer30b und die Schwimmerleiste 19 entsprechend
absinken. Hiernach kann eine dünne, Öl enthaltende Schicht über die- Einlaufkante
18 c der Einlaufklappe 18 b ins Innere des Behälters 16 gelangen, was wieder ein
Aufschwimmen der Schwimmerleiste 19 bewirkt. Die baulichen Verhältnisse sind dabei
so gewählt, daß bei gleichlaufender Motorpumpe 23 eine immer gleichbleibende Schichtdicke
des äußeren Niveaus in den Behälter 16 einströmt und dort allenfalls unter Mitnahme
von möglichst wenig Wasser einen Behälterinhalt ergibt, der nach dem Absinken des
schwereren Wassers im oberen Bereich eine konzentrierte Ölschicht aufweist. Infolgedessen
wird beim weiteren Absaugen über die bei der Hintereinanderanordnung vorgesehene
Einlaufkante 30a des dabei absinkenden Ringschwimmers 30 b des Einlaufs 30 praktisch
nur noch reines Öl abgesaugt.
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Auch im Sammelgefäß wird praktisch ausschließlich noch der zu entfernende
Schmutz gesammelt und kein Wasser in das Sammelgefäß gefördert.
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Ein Abscheider der dargestellten Art kann praktisch in jedem beliebigen,
Abwasser enthaltenden Klärbecken ohne bauliche Umgestaltung desselben und ohne zusätzliche
Tragelemente untergebracht werden. Man kann den Abscheider auch von einem zum anderen
Becken tragen und nacheinander mehrere solche Becken von schwimmendem Schmutz befreien.
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Bei den immer häufiger vorkommenden Fällen, daß unbeabsichtigterweise,
z. B. durch einen Unfall, Ö1 in Seen oder Flüsse gelangt, kann man den Abscheider
in fliegendem Einsatz im Gelände verwenden, wenn - wie bei einem See - das Wasser
natürlich gestaut ist oder bei einem Fluß zum Zwecke des Ölabsaugens eine Stauung
vorgesehen worden ist. Man braucht in diesen Fällen nur einen Behälter 16 der beschriebenen
Art auf dem ölbedeckten Teil des Gewässers schwimmen zu lassen und die von einem
mitgebrachten Notstromaggregat gespeiste Motorpumpe 23 einzuschalten. Die Reinigung
des Gewässers wird dabei mit großer Geschwindigkeit und vor allem mit größter Exaktheit
bewirkt, so daß in der Regel nach erfolgtem Absaugen auch keine Spuren von Öl mehr
auf dem Wasser verbleiben.
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An Stelle des Faltenbalgs 29 a des zusätzlichen Behälters 29 kann
dieser auch durch eine mit steuerbarem Einlauf versehene Trennwand vom Behälter
16 getrennt sein.
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Es können auch mehrere Trennwände für mehr als zwei nacheinandergeschaltete
Teilbehälter vorgesehen werden, über deren Einläufe die Flüssigkeit kaskadenartig
jeweils nur im Bereich der obersten Niveauschicht eines Teilbehälters abgesaugt
wird.