DE2325375A1 - Entschlammungsvorrichtung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine schwimmende Vorrichtung, die dazu dient, ruhende Flüssigkeiten zu entschlammen, ohne die unteren Schichten aufzurühren.

Bekannt sind schwimmende Vorrichtungen zur oberflächlichen Reinigung von Schwimmbecken oder ähnlichen Einrichtungen; derartige Vorrichtungen bestehen °us einem Schwimmtrog mit einem oder mehreren Einlassen, deren Höhe gegenüber dem Niveau der Flüssigkeit in dem Behälter mittels Klappen gemäß der Lage eines das Niveau im Innern des- Schwimmtrogs steuernden Schwimmers einstellbar ist. Derartige Vorrichtungen gestatten zwar die Reinigung der Oberfläche von Schwimmbecken und Bassins_t indem sie den Schmutz oder Schlamm durch Entnahme einer gewissen Flüssigkeitsmenge aus dem Oberflächenbereich abführen; dagegen lassen sie nicht die Trennung von Flüssigkeiten mit unterschiedlicher Dichte zu_? weil die Steuerung der Einlaßklappen lediglich von der Ausströmungsmenge abhängt.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung erlaubt es, die Trennung von Flüssigkeiten mit unterschiedlicher Dichte durchzuführen oder im Falls einer kontinuierlichen Dichteänderung die Entnahm© bei einer vorbestimmten, und von der abfließenden Flüssigkeit abhängigen Dichte zu beenden₉ weil di© Einlaßsteuerung für den Behälter oder Trog von dem Wert der Schwimmfähigkeit der

schwimmenden Anordnung abhängt und dieser Wert eine Funktion der Dichte derjenigen Schichten ist, in die die Elemente der Vorrichtung eintauchen.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung umfaßt einen nach oben offenen Behälter oder Trog, dessen unterer Teil mit einer Öffnung/versehen ist, wobei an. der Öffnung ein Schlauch be- · festigt ist, der die Öffnung mit einer Pumpeinrichtung verbindet, und kennzeichnet sich dadurch, daß der Trog mit einer Anordnung von an seinem Rand befestigten Schwimmern versehen ist, wobei die Eintauchtiefe der gesamten Vorrichtung regelbar Ist und der gesamte obere Trogrand, der sich in einer horizontalen Ebene erstreckt, im Betriebszustand unter der FlüssIgkeitsoberfläche liegt.

Die positive Schwimmfähigkeit der Vorrichtung, die eine Funktion der geometrischen Eigenschaften und der Massen ihrer verschiedenen,Bestandteile sowie Jei- Dichte der verschiedenen Flüssigkeitsschichten Ist, in die die Vorrichtung eintaudrfc, bestimmt das Niveau des oberen Trograndes relativ zu der Flüssigkeitsoberfläche,,

Die Änderung der Schwimmfähigkeit bzw. des Auftriebs der Vorrichtung kann dadurch erfolgen_f daß sie mit Ballasteinrichtungen oder mit Einrichtungen zur Regelung der Höhenlage der Schwlsimer relativ zu dem Behälter versehen wird.

Gemäß einer' speziellen Ausführungsform werden die Steuereinrichttmgen für die Lage der Schwimmer von Stangen oder Kabeln gebildet, wobei die Vorrichtung mit Einrichtungen versehen ist_s die atif die Stangen oder Kabel eine Zugkraft ausüben^ sows mit Einrichtungen, um die Zug-Einrichtungen zu betätigen« Die letztgenannten Einrichtungen zur Betätigung der Zug~EIsrlchttmgen "bestehen gemäß einer-"bevorzugten Aus führungs form aus einer mechanischen Energiequelle^ die in Abhängigkalt von

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der herauszuziehenden Flüssigkeit ferngesteuert wird_e Gemäß einer anderen bevorzugten Ausführungsform xfird die genannte mechanische Energiequelle in Abhängigkeit von Meßwerten ferngesteuert, die von einem Meßgerät geliefert werden, das die Dichte der zu entnehmenden Flüssigkeit mißt«

Unabhängig von der Steuereinrichtung für die Schwimmfähigkeit der Vorrichtung ist in bevorzugter Ausführungsform über der Absaugöffnung eine horizontale Platt© angeordnet, die mit der Innenwand des Behälters über in Abständen angeordnete starre Stützen verbunden ist und deren Rand sich in einem konstanten Abstand von der Wand des Behälters befindet₉ so daß der Durchlaßquerschnitt etwas größer ist als der Querschnitt der Absaugöffnung. Diese Platte dient zur Vermeidung der Konuswirkung, aufgrund der beim Ansaugen ©in Luftloch entstehen könnte.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsf orm wird ein Höhenfühler van einem Schwimmer betätigt, dessen Bewegung zwischen folgenden beiden Höhen begrenzt ist; einer ersten größeren Höhe oberhalb des oberen Trograndes, um die Pumpe in Betrieb zu setzen, sowie einer zweiten geringeren Höhe, um die Pumpe anzuhalten, wobei sich die zweite Hohe zwischen der von dem oberen Trogrand gebildeten Eben© und der Ebene der über der Ansaugöffnung der Vorrichtung· angeordneten horizontalen Platte befindet.

Eine gegebenenfalls erforderliche "Bewegung der Vorrichtung relativ zu der Deckenoberfläche wird dadurch erreicht, daß entweder mittels eines Kabels eine Zugkraft ausgeübt wird oder daß eine gesteuerte Antriebseinrichtung verwendet wird, wobei die Steuerung eine Propellerschraube umfassen kann, die genügend weit unter der Oberfläche angeordnet ist, um keine Störungen in den Oberflächenschichten hervorzurufen, und die entweder von einer Bedienungsperson oder von einem stationären programmierten Gerät ferngelenkt wird, wobei die Stromversor-

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gungskabel mit dem flexiblen Absaugungsrohr verbunden sein können.

Hauptsächliche Anwendungsgebiete der Erfindung liegen in der Behandlung von offenen Solebecken sowie von Abwasserbecken von Kohlenwasserstoff-Produktionsanlagen, Raffinerien, Papierfabriken oder sonstigen chemischen Industriebetrieben.

Die Erfindung wird in der nachstehenden Besehreibung anhand der in den vier Figuren der Zeichnungen dargestellten bevorzugten Ausführungsbeispiele näher erläutert.

In Fig. 1 ist ein konusförmiger Behälter oder Trog 1 dargestellt, dessen Symmetrieachse 2 senkrecht steht und dessen den oberen Behälterrand bildende Grundfläche 3 in bevorzugter Ausführungsform kreisförmig ist. Am Umfang der Grundfläche 3 sind Schwimmer 4 angeordnet, von denen zwei symmetrisch zur Konusachse dargestellt sind, die an dem Trog 1 über Arme 5 verbunden sind und in ihrem oberen Teil einen Hohlraum 6 für Ballast 7 aufweisen.

Am unteren Teil des Trogs 1 ist eine Absaugöffnung 8 angeordnet, an der ein Schlauch 9 befestigt ist. Innerhalb des unteren Trogteils befindet sich eine kreisrunde Platte 10, die zu der Achse 2 des Trogs 1 konzentrisch angeordnet und an der Innenwand des Trogs über in Abstand voneinander angeordnete starre Stützen 11 befestigt ist. Der Abstand des Randes der Platte von der Innenwand ist so gewählt, daß der. Durchlaßquerschnitt für die Flüssigkeit etwas größer ist als der Querschnitt der Absaugöffnung 8.

Der obere Trogrand befindet sich um einen Abstand 13 unterhalb der Flüssigkeitsoberfläche 12. Dieser Abstand mal dem Umfang des oberen Trograndes ergibt den Flüssigkeits-Einlaßquerschnitt des Trogs.

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Bei der in Fig. 2 gezeigten weiteren Ausführungsform der Vorrichtung sind an dem Trog mindestens zwei Schwimmer oder eine gerade Zahl von Schwimmern über Gelenkstützen 14 befestigt, die mit einer Mutter 15 verbunden sind. Die Mutter 15 ist längs einer Spindel 16 verschiebbar und wird längs der Trogachse 2 von einem Steuerrad 17 bewegt, dessen Betätigung eine Verschiebung der Schwimmer relativ zu dem Trog 1 in senkrechter Richtung gestattet. Das Steuerrad 17 kann von einer Bedienungsperson betätigt oder auch von- einer am Beckenrand befindlichen, (nicht gezeigten) Station ferngesteuert werden.

Die Fernsteuerung kann durch einen Servomechanismus aufgrund von Befehlen erfolgen, wie sie von einem die Schichtdicke der noch zu entziehenden Flüssigkeit anzeigenden Apparat aufgrund eines Vergleichs zwischen dem von einem Schwimmer eingehaltenen Niveau und dem beabsichtigten Endniveau abgegeben werden, oder aufgrund von Befehlen eines Meßgeräts, beispielsweise eines Densimeters, das die Dichte der Oberflächenzone in dem Becken mißt und diese Dichte mit einem für die Beendigung der Flüssigkeitsentnahme vorgegebenen Sollwert vergleicht.

Das Steuerrad 17 wird dabei von einem Motor angetrieben, der über ein Kabel gespeist wird, das seinerseits an ein am Beckenrand angeordnetes Steuerpult angeschlossen ist. Diese Fernsteuerung eignet sich insbesondere für die Entschlammung von Klärbecken, in die die Abflüsse von mehreren Industrieanlagen geleitet werden. Die Dichte der zu entfernenden Deckschicht kann sich dabei zeitlich rasch ändern, weshalb es unerläßlich ist, die Funktionseigenschaften der Entnahmevorrichtung entsprechend nachzustellen.

Ih Fig. 3 ist der untertassenförmigs Entschlammungstrog in einer seiner vorhergehenden Ausführungsformen dargestellt und zur Absaugung mit einem durch die Schwerkraft wirkenden Abfluß über einen Schacht 18 versehen, in den sich ein© Sammelpumpe

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befindet; die Pumpe 19 wird von einem Motor 20 angetrieben, der von einem in dem Schacht 18 angeordneten Höhenstandsfühler 21 mit einer hohen und einer niedrigen Anzeige gesteuert wird.

In Fig. 4 ist wiederum ein untertassenförmiger En ts chlammungstrog in .einer seiner Ausführungsformen nach Fig. 1 oder 2 dargestellt, wobei die Betriebsbedingungen nur die Abschaltung des Trogs veranlassen; eine Sammelpumpe 22 ist direkt an den Schlauch angeschlossen, und die Arbeit der Pumpe wird automatisch von.den Höhenschwankungen in dem Trog gesteuert, die von einem Höhenstandsfühler 23 festgestellt werden.

Der Höhenstands fühler 23 wird von einem Schwimmer 24 beaufschlagt, dessen Bewegung zwischen zwei Höhenstellungen begrenzt ist, nämlich zum Einschalten der Pumpe 22 einer über dem oberen Trogrand gelegenen Höhenstellung, wobei der sich am Trogrand ergebende Einlaßquerschnitt die Förderung einer Flüssigkeitsmenge gestattet, die über der Höchstleistung der Absaugpumpe liegt, und zum Anhalten der Pumpe 22 einer niedrigen Höhens-tellung zwischen der von dem oberen Trogrand gebildeten Ebene und der Ebene der oberhalb der Absaugöffnung der Vorrichtung angeordneten horizontalen Platte. Die letztere niedrige Höhenstellung richtet sich nach der Größe derjenigen leichten Flüssigkeitsschicht, die sich auf dem Becken bilden soll, bevor die Pumpe eingeschaltet wird.

Die erfindungsgemäße Entschlammungsvorrichtung eignet sich in verschiedenen Ausführungsformen zum Entzug von Solebecken verunreinigendem Regenwasser. Derartige Becken, die zur Speicherung von Solen mit ungefähr 300 Gramm Salz pro Liter dienen^ weisen freie Oberflächen von mehreren Hektar' auf. Regenfälle führen an der Oberfläche zur Bildung einer Süßwasserschicht, deren Volumen in empfindlicher Weise demjenigen der Niederschläge entspricht. Oberflächenstörungen aufgrund von Witterungseinflüssen erzeugen eine Verunreinigungszone, deren Dicke

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mit der Zeit zunimmt und in der der Salzgehalt eine Funktion der Höhe ist.

Ein erstes Ziel besteht darin, die Bildung einer verunreinigten Zone durch Entfernen des Süßwassers nach jedem Niederschlag zu verhindern. Läßt man einen Toleranzwert in der Größenordnung von 10 cm für die Dicke der durch Regenwasser verunreinigten Sole zu, wobei jenseits dieses Wertes die Pumpeinrichtung eingeschaltet wird, so läßt sich die Vorrichtung auf eine Einstellung des Ballasts oder eine Höhenregelung der Schwimmer gegenüber dem Trog vereinfachen. Der Wassereintritt in den Trog hört auf, was mit dem Abschalten' und Auftauchen oder der Unterbrechung der Absaugung einhergeht, wenn die verunreinigte Oberflächenschicht beseitigt istj unter den günstigen Umständen, daß keine Oberflächen-Aufrührung stattfindet, läßt sich dabei ein Anhalten bei einer Dichte des Abflusses von 1,195 erreichen, wenn die Dichte der Sole 1,210 beträgt. Mit einem Trog von 150 cm Durchmesser wird dabei eine A"bf3"R-leistung von 25 nr/h erzielt«

Soll eine rasche Entfernung des gesamten angefallenen Regenwasser erfolgen, wenn eine Dicke der verunreinigten Sole von nur einem Zentimeter toleriert wird, so wird eine Fernsteuerung unter Verwendung eines am Beckenrand angeordneten Regenmessers zur Auslösung des Pumpvorgange und zur Regelung der Ehdstellung der Schwimmer eingesetzt.

Eine erhebliche Ansammlung von Süßwasser, sogar die Entwicklung einer erheblichen Verunreinigungszone kann während sehr regnerischer.Perioden hingenommen werden, weil der systematische Entzug des hinzukommenden Regenwassers zu einer Verminderung beträchtlicher und teurer Salzmengen führen kann. Dabei ist auch zu berücksichtigen, daß die sich verstärkende Verunreinigungszone in gewissem Maße die darunterliegende Sole schützt. Tritt das Problem des Süßwasserentzugs auf,

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so läßt es sich mittels einer Vorrichtung mit regelbaren Schwimmern lösen, wobei während des Hauptteils des Arbeitsvorgangs eine sehr starke Regelung und während der Endphase eine Reihe von Einstellungen mittels Fernsteuerung gemäß der Dichte des Abflusses vorgenommen werden.

Die erfindungsgemäße untertassenförmige Entschlammungsvorrichtung eignet sich für sämtliche Probleme des Entzugs von mehr oder weniger zähflüssigen Substanzen, die die Oberflächenzone von Klärbecken einnehmen, insbesondere von im allgemeinen wässrigen, oft emulgierten, flüssigen Kohlenwasserstoffen, die teilweise, um das Wasser von Verschmutzungen zu befreien, und teilweise zur Wiedergewinnung entzogen werden müssen. Da die Klärbecken gewöhnlich die Ausflüsse mehrerer Anlagen aufnehmen, schwanken die Arten und physikalischen Eigenschaften der Kohlenwasserstoffe, wobei die Einstellung .der Schwimmfähigkeit der Vorrichtung dazu herangezogen werden kann, um die Dichte und die sonstigen Eigenschaften der Ausflüsse, beispielsweise die Viskosität, zu berücksichtigen. Dabei.sei insbesondere auf die Einrichtung zur Lageregelung der Schwimmer durch Fernsteuerung hingewiesen.

Die genannten Anwendungsgebiete betreffen die Erdölindustrie für ihre Produktionsanlagen- und Raffinerien und beziehen sich auch auf die unterirdische !Lagerung in Solebecken; die verschiedenen Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Vorrichtung lassen sich in der Salzindustrie, in der Papierindustrie, in zahlreichen chemischen Fabriken sowie in Betrieben, die landwirtschaftliche Produkte verarbeiten, insbesondere in Zuckerfabriken,Destillerien und Konservenfabriken, anwenden.

Die Vorrichtung läßt sich ferner dazu benützen, bei kontinuierlicher oder intermittierender Entschlammung Verunreinigungen, wie auf der Oberfläche einer homogenen Flüssigkeit schwimmende Fettmassen oder feste Bestandteile,zu entfernen.

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Claims (8)

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1. Vorrichtung zur Entschlammung von ruhenden Flüssigkeiten, umfassend einen oben offenen Trog, dessen unterer Teil mit einer Öffnung versehen ist, die über einen Schlauch mit einer Pumpeinrichtung verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Trog (1) mit einer Anordnung von an seinem Rand befestigten Schwimmern (4) versehen ist, die eine Regelung der Eintauchtiefe der gesamten Vorrichtung gestatten, wobei der gesamte, in einer horizontalen Ebene liegende obere Trogrand im Betriebszustand unter der Flüssigkeitsoberfläche (12) liegt.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch Ballasteinrichtungen (6,7) für die Schwimmer (4).

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch Einrichtungen (14) zur Regelung der Höhenlage der Schwimmer (4) relativ zu dem Trog (1).

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtungen zur paarweisen Höhenregelung der Schwimmer (4) relativ zu dem Trog (1) Gestänge (14) oder Kabel, Einrichtungen (15, 16) zur Beaufschlagung der Gestänge oder Kabel mit Zugspannungen sowie Einrichtungen (17) zur Betätigung der Zugeinrichtungen umfassen.

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5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet , daß die Einrichtung (17) zur Betätigung der Zugeinrichtungen (15, 16) von einer mechanischen Energiequelle gebildet ist, die gemäß dem Höhenstand der zu entziehenden Flüssigkeit ferngesteuert ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 4', dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung (17) zur Betätigung der Zugeinrichtungen (15, 16) von einer mechanischen Energiequelle gebildet ist, die gemäß der Dichte der Flüssigkeit in der Oberflächenzone des Beckens,ferngesteuert ist.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß oberhalb der Absaugöffnung (8) eine horizontale Platte (10) angeordnet ist, die mit der Innenwand des Trogs (1) über starre Stützen (11) verbunden ist und deren Rand in konstantem Abstand von der Trogwand gehalten ist, so daß der Dürchlaßquerschnitt etwas größer ist als. der Querschnitt der Absaugöffnung (8).

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, gekennzeichnet durch einen von einem Schwimmer betätigten Höhenstandsfühler (21), dessen Bewegung zwischen zwei Höhenstellungen begrenzt ist, nämlich zum Einschalten einer Pumpe (19) von einer oberen Höhenstellung, die über dem oberen Trogrand liegt, sowie zum Anhalten der Pumpe von einer

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tinter en Höhens teilung, die zwischen der von dem oberen Trogrand gebildeten Ebene und der Ebene einer Über der Absaugöffnung (8) der Vorrichtung angeordneten horizontalen Platte (10) liegt.

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