DE3106291A1 - Pumpe und schwimmvorrichtung - Google Patents

Description

BESCHREIBUNG:

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Absaugen verunreinigter Flüssigkeiten, um sie von den Verunreinigungen zu trennen.

Das besondere, indes nicht ausschließliche Anwendungsgebiet der Erfindung ist die Reinigung von Öl vom Wasser. Auf Wasser gelangtes Öl schwimmt auf der Oberfläche des Wassers mehr oder weniger ausgeprägt in Abhängigkeit vom spezifischen Gewicht des Wassers und demjenigen des Öls sowie von dem Ausmaß, in welchem eine Emulsionsbildung eintritt. Schwere öle, die nahezu schon fest und schlammartig sind, lassen sich von einer Wasserfläche verhältnismäßig leicht aufnehmen, indes treten bei leichteren ölen größere Schwierigkeiten auf. Das Absaugen gestaltet sich umso schwieriger, je größer die Menge und die Ausbreitung des Öls sind.

Als Folge von Schiffsunglücken oder bei Ölbohrungen auftretenden Schäden ist es schon zu größeren Ölspillagen auf See gekommen, wobei die vom ausgetretenen öl bedeckten Bereiche sehr groß waren und oft viele Quadratmeilen der Seeoberfläche bedeckten. Ähnliche Schwierigkeiten gibt es auf inländischen Wasserstraßen, Teichen, Seen oder auch bei Tankoberflächen.

Für die Dispergierung oder Entfernung von Öllachen auf See sind schon viele Vorschläge gemacht worden, von denen bislang noch keiner befriedigte, so daß ausgedehnte Schäden bei den benachbarten Küsten eingetreten sind und die über sowie unter der Seeoberfläche sowie auf dem Meeresgrund beheimateten Lebewesen vernichtet wurden.

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Die Versuche zur Lösung des Problems von auf See schwimmenden öllachen schließt das Besprühen der Oberfläche mit Detergentien ein, um das öl zum Dispergieren und Sinken zu bringen; dies hat zu Ablagerungen auf dem Meeresboden geführt, die großflächig das dort mögliche Leben vernichteten. Ausgedehnte Dispersionen führen zwar zu einer Verringerung der Küstenverv.nreinigung, indes bleibt ein ausgedehnter Flächenschaden erhalten. Man geht allgemein davon aus, daß die Entfernung des Öls, welches sich noch auf der See befindet, wegen der Aufnahme und Entfernbarkeit vorteilhafter als an der Küste ist, und zwar vor allem im Hinblick darauf, daß schweres Rohöl von Stränden und Küsten nur schwierig entfernbar ist. Die Aufnahme von öl oder anderen Verunreinigungen vom Meeresboden her bleibt mit bekannten Methoden erfolglos.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Vorschlag für die Aufnahme verunreinigter Flüssigkeiten, wie öl auf Wasser, auszuarbeiten, um die Verunreinigungen in besonders wirkungsvoller Weise zu entfernen.

Erfindungsgemäß dient zur Lösung dieser Aufgabenstellung eine Pumpe zum Absaugen verunreinigter Flüssigkeiten, die sich dadurch kennzeichnet, daß sie mit einer ersten Pumpenstufe versehen ist, die einen drehbaren, ringförmigen Rotor mit Schaufeln aufweist, welche für das Einziehen der Flüssigkeit vom Außenumfang nach innen in Richtung auf das Drehzentrum gestaltet und angeordnet sind, während feststehende Schaufeln in den Rotor eingesetzt sind, die für die Führung der Flüssigkeit vom Rotor nach innen ausgebildet und angeordnet sind, und eine weitere Pumpstufe vorgesehen ist, die drehbare Schaufeln aufweist, die für die Flüssigkeitsförderung von der ersten Pumpstufe unter Druck

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zum Ausgang der Pumpe ausgebildet und angeordnet sind.

Vorzugsweise trägt der Rotor der ersten Pumpstufe Schaufeln mit in der Ebene teilweise kreisförmiger Gestalt, von denen die konvexen Flächen vom Rotor im wesentlichen nach außen gerichtet sind; die Schaufeln sind weiterhin im wesentlichen in Drehrichtung geneigt, während die feststehenden Schaufeln gleichfalls von gekrümmter Form sind, wobei deren konvexe Flächen denjenigen der Rotorschaufeln entgegengesetzt gerichtet sind,während die festen Schaufeln weiterhin im wesentlichen gegenüber denjenigen des Rotors geneigt sind.

Zweckmäßig sind die Schaufeln der weiteren Pumpstufe gekrümmt und im wesentlichen teilweise spiralförmig, so daß die zwischen diese Schaufeln in horizontaler Richtung gelanngede Flüssigkeit dem Drehzentrum dieser Schaufel zugeführt werden und eine Umlenkung um einen Winkel erfahren, um in vertikale Richtung weiterzuströmen.

Bei einem Beispiel verläuft die Strömung im Anschluß an die weitere Pumpstufe im wesentlichen vertikal. Bei dem anderen Beispiel ist die Strömung zunächst vertikal, um dann unter dem Einfluß von Zentrifugalkraft aus dem Drehzentrum nach außen zu gelangen.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung befindet sich die Pumpe auf einer Schwimmvorrichtung, so daß sie über eine Wasserfläche geführt werden kann, um Verunreinigungen auf oder unterhalb dieser Fläche aufzunehmen .

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Zur Veranschaulichung der Erfindung wird auf die sich auf Ausführungsbeispiele beziehenden Zeichnungen Bezug genommen. Darin zeigen:

Figur 1 einen Querschnitt durch eine seitliche

Darstellung der erfindungsgemäßen Pumpe,

Figur 2 eine schematische Darstellung der drehbaren sowie der feststehenden Schaufeln der Pumpe bei einer etwas abgeänderten Ausführ ungs f orm,

Figur 3 einen Querschnitt bei einer anderen Ausführungsform der Pumpe,

Figur 4 eine Draufsicht auf die Pumpe gemäß Figur 3,

Figur 5 eine Draufsicht auf eine Schwimmvorrichtung mit einer Pumpe,

Figur 6 eine seitliche Ansicht eines Teilquerschnittes der Anordnung nach Figur 5 und

Figur 7 eine endseitige Ansicht der Anordnung nach Figur 5.

Figur 1 zeigt eine Pumpe, die vor allem zum Einsaugen verunreinigten Wassers, wie beispielsweise durch öl verunreinigten Seewassers dient. Zur Betriebsweise dieser Pumpe wird insbesondere auf Figur 5 Bezug genommen, die eine seegängige Schwimmvorrichtung mit einer darauf montierten Pumpe zeigt. Zum Aufnehmen verunreinigten Wassers wird die Pumpe auf oder unter die Oberfläche gebracht, so daß der ringförmige Einlaß, der mit 10

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bezeichnet ist, das Wasser aus dem Bereich aufnimmt.

Die Pumpe besitzt ein feststehendes Gehäuse 11, in welchem die zentrale Antriebswelle 12 angeordnet ist. Ihr oberes Ende ist in zeichnerisch nicht wiedergegebener Weise zum Zwecke des Drehantriebes mit einem Elektromotor verbunden. Bei einer wahlweisen Anordnung kann der Antrieb auch durch einen unmittelbar angeschlossenen Hydraulikmotor erfolgen. Der Elektromotor ist mit einem passenden Getriebegehäuse für ein Untersetzungsgetriebe versehen. Weiterhin muß der Motor voll tauchfähig und gegen den Eintritt von Wasser während des Betriebes geschützt sein. Am unteren Ende der Antriebswelle 12 befindet sich ein Rotor mit einer Scheibe 13, die auf einer Hülse 13a aufgesetzt ist, welchletztere das untere Ende der Antriebs-

An
welle umgibt, die Außenkante der Scheibe sind Schaufeln 14 angeschlossen. Diese sind zwischen Ringen 15, 16 vorgesehen und derart im Winkel eingestellt, daß bei Drehung des Rotors Wasser zwischen die Schaufeln eintritt und von da zum Drehzentrum der Antriebswelle gelangt.

Ring 16 befindet sich in einer Aussparung des Gehäuses 11, so daß der Eingang mittels der Schaufeln 14 definiert ist. Mit dem Gehäuse 11 sind feststehende Schaufeln 17 verbunden, deren Außenumfang mit dichtem, aber freibleibenden Abstand an den Innenumfang der drehbaren Sch?ufeln 14 des Rotors anschließt. Die feststehenden Schaufeln 17 sind an ihren unteren Seiten an einem Ring 18 befestigt, der seinerseits an die Scheibe 13 angrenzend mit geringem Abstand an das Gehäuse angeschlossen ist und das meiste Wasser durch die Schaufeln in einer etwas nach oben verlaufenden Richtung, jedoch zunächst nach innen in Richtung auf das Drehzentrui·:

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der Antriebswelle 12 führt. Die drehbaren und feststehenden Schaufeln 14 und 17 bilden die erste Pump-Stufe der Pumpe. Die Schaufeln sind so geformt, daß die Strömung im wesentlichen nach innen verläuft; Figur 2 zeigt die Schaufelanordnung in einer Ebene, wenngleich Figur 2 sich auf eine etwas abgeänderte Ausfuhrungsform bezieht, bei welcher die Schaufelabschnitte von denjenigen der Figur 1 verschieden sind. Wie man am einfachsten der Figur 2 entnehmen kann, sind die Schaufeln 14 von teilweise kreisförmiger oder anderer gekrümmter Gestalt, deren Wechselflächen nach außerhalb des Rotors zeigen. Die Schaufeln sind im wesentlichen in einer radialen Linie geneigt, so daß die Außenkante jeder Schaufel am Umfang des Rotors zwischen radialer und tangentialer Anordnung verlaufen. Bei Drehung des Rotors ziehen die Schaufeln 14 verunreinigte Flüssigkeit nach innen und fördern sie in die Spalten zwischen den feststehenden Schaufeln 17. Figur 2 zeigt die Form der Schaufel 17, die teilweise radial und teilweise gekrümmt ist. Innen sind sie im wesentlichen radial, wohingegen die äußeren Enden so gekrümmt sind, daß die konvexen Flächen entgegengesetzt zu denjenigen des Rotors sind, wobei sie aber wiederum eine radiale Neigung aufweisen. Hier zum Beispiel ist der Abstand der Schaufeln 30° in Bezug auf die Drehachse. Demgemäß sind insgesamt 12 Schaufeln vorgesehen. Bei einem abweichenden Beispiel können indes auch unterschiedliche Anzahlen von Schaufeln mit unterschiedlichen Abständen vorliegen.

Die Geschwindigkeit der Antriebswelle beträgt bei diesem Beispiel 150 üpm.. Wenn die Geschwindigkeit der Schaufelspitzen einen vorgegebenen Wert überschreitet,

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tritt eine Turbulenz ein, als deren Folge die Pumpleistung zurückgeht. Indes soll die Pumpe Flüssigkeit nach innen ziehen, so daß eine radiale Einwärtsströmung eintritt. Die Wirkung einer Zentrifugalkraft ist damit auf mechanische Spannungen im Material der Drehelemente beschränkt.

Die Antriebswelle 12 treibt den Rotor unmittelbar an, wohingegen ein Untersetzungsgetriebe für weitere Schaufeln 19 vorgesehen ist. Das Untersetzungsgetriebe besitzt einen ringförmigen Getriebering 20, ein Kronenrad 21 und wenigstens ein Planeten rad 22, während vorzugsweise drei derselben Verwendung finden. Der ringförmige Getriebering 20 ist nicht drehbar mit der Antriebswelle 12 verbunden. Das Kronenrad 21 wird von einer drehbaren, stufenförmigen Hülse 23 getragen, auf welcher wiederum die Schaufeln 19 angeordnet sind. Die Schaufeln sind durch Stiftverbindung oder durch Schweißverbindung mit einem Rotor 24 verbunden, der am unteren Ende der Hülse durch eine Keilnut und Bolzen 25 befestigt ist. Das Planetenrad 22 oder mehrere derselben sind in einem Kragen 26 fixiert, der mit dem Gehäuse 11 durch Bolzen 27 verbunden ist. Das oder die Planetenräder 22 stehen mit dem Kragen 26 über mit 28 bezeichnete Lageranordnungen in Verbindung, die eine Drehung des Planetenrades 22 gestatten, wenn der Ring vom Getriebering 20 gedreht wird, so daß eine Getriebeuntersetzung eintritt, um das Kronenrad 21 und seine Hülse 23 mit einer Geschwindigkeit anzutreiben, die im Ausführungsbeispiel zwischen 375 und 550 Upm liegt.

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Ein Achialdrucklager 29 liegt zwischen dem ringförmigen Getriebering 19 und der Stirnseite der Hülse 23, um achsiale Belastungen aufzunehmen. Im Gehäuse 11 verläuft ein Schmierkanal 31 mit einem Nippel auf der Außenseite, über den ein Schmiermittel in den Spalt gedrückt werden kann, welcher den ringförmigen Getriebering 20 und das Planetenrad 22 und das Kronenrad 21 aufnimmt. Die Versorgung mit Schmiermittel kann von dort die weiteren Lager und Hülsen erreichen.

Die Hülse 23 ist auf einem Kugelringlager 33 zwischen der Hülse 23 und dem Kragen 26 angeordnet. Die Antriebswelle trägt ein Nadelrollenlager 34, auf dem eine Dichtungshülse 36 gelagert ist, während sich außerhalb derselben ein weiteres Nadelrollenlager 35 auf der Hülse 23 befindet. Um dieses wiederum am festen Kragen 26 abzustützen, besteht ein weiteres Nadelrollenlager 37. Bohrungen und geeignete Abstände sind vorgesehen, um die Lager 34, 35 und 37 mit vom Kugelringlager 33 kommendem Schmiermittel zu versorgen.

Die Dichtungshülse 36 trägt entgegengesetzte Dichtungen 38 und 39, die durch einen Abstandshalter 41 voneinander getrennt sind. Diese Lippendichtungen 38, greifen an der Antriebswelle 12 an, die in diesem Bereich mit einem keramischen Material 42 beschichtet ist. Dieses schützt gegen Korrosion und gewährleistet eine wirkungsvolle Abdichtung, um den Eintritt von Wasser in die beweglichen Teile einschließlich der Lager und Getriebe zu verhindern.

An den die Schaufel 29 tragenden Rotor 24 ist eine weitere Dichtungsanordnung mit einer Lippendichtung 43 angeschlossen, die gleichfalls seitens der Antriebswelle 12 eine keramische Oberfläche aufweist. 130063/0657

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Das Rollenlager 37, welches außerhalb der Hülse 23 liegt, ist gegen den Flüssigkeitseintritt durch eine doppelseitig wirkende Dichtung 44 geschützt. Diese schließt zwei komprimierbare Ringe ein, die zwischen festen Flächen und entsprechenden beweglichen Teilen eines Keilringes 45 gepreßt sind.

Die Schaufeln 19 sind von teilweise spiralförmiger Form und bei diesem Beispiel in sechsfacher Anordnung vorgesehen. Bei diesen Schaufeln schließt sich der Außenumfang in dichtem Abstand an die Innenkanten der feststehenden Schaufeln 17 an; sie nehmen die von hier einwärts strömende Flüssigkeit auf. Die Schaufeln 19 verursachen bei der Flüssigkeitsströmung einen Richtungswechsel aus ihrer radialen Einwärtsströmung in achsialer Richtung nach oben. Gleichzeitig steigern sie den Druck der Aufwärtsströmung, da die Schaufeln 19 schneller als die Rotorschaufein 14 aufgrund des beschriebenen Übersetzungsgetriebes umlaufen.

Die die oberen Kanten der Schaufeln 19 verlassende Flüssigkeit strömt durch eine Ausströmleitung 46 im oberen Gehäuse. Diese schließt sich an eine geeignete, zeichnerisch nicht dargestellte Sammelleitung an, durch die die Flüssigkeit einer geeigneten Stelle zugeführt wird, um dort gefiltert oder anderweitig zur Entfernung der Verunreinigungen behandelt zu werden.

Antriebswelle 12 ist mit einem weiteren Kugellager 47 und einer angrenzenden Dichtung 48 im oberen Teil versehen, für dessen Festlegung eine Deckplatte 49 besteht. Das untere Ende der Welle ist von einer weiteren Deckplatte 51 umgeben, während in der Scheibe 13 ein Abflußstopfen 52 vorgesehen ist.

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Figur 3 zeigt eine Pumpe ähnlich derjenigen der Figur 1, wobei indes die Auslaßteile anders sind. Die entsprechenden Teile sind, soweit möglich, mit gleichen Bezugszeichen versehen. Die zentrale Antriebswelle 12 trägt einen Rotor mit einer Scheibe 13 und Schaufeln 14. Innerhalb des Rotors sind feststehende Schaufeln 17 vorgesehen, die von einem festen Gehäuse 11 getragen sind. Eine zweite Pumpstufe besteht aus Schaufeln 53 auf einem Rotor 54, der mittels eines Übersetzungsgetriebes von der Antriebswelle 12 angetrieben ist. Das übersetzungsgetriebe besitzt ein erstes Zahnrad 55, welches mit der Antriebswelle 12 verbunden ist und mit einem Zahnrad auf einer kurzen Welle 57 parallel zur Antriebswelle kämmt. Die Welle 57 trägt ein größeres Getrieberad 58, das im Eingriff steht mit einem Getrieberad 59, welches die Antriebswelle 12 umgibt, ohne mit dieser drehbar zu sein. Das Zahnrad 59 ist mittels Schrauben 61 und einer Keilnut an einer Hülse 62 befestigt, welche die Schaufeln 53 der zweiten Stufe trägt. Für die Hülse 62 sind Nadelrollenlager 63 und 64 vorgesehen, zwischen welchen eine Dichtung ähnlich derjenigen vorgesehen ist, die in Figur 1 mit 44 bezeichnet ist und aus zwei elastischen Ringen sowie einem Keilring 45 besteht. Innerhalb der Hülse 62 gibt es weitere Nadelrollenlager 65, 66, die eine weitere Hülse 67 tragen, an welche eine Verlängerung 68 des feststehenden Gehäuses 11 angeschlossen ist. Diese Verlängerung 68 trägt die unteren Enden der feststehenden Schaufeln

Die Schaufeln 53 sind mit dem Rotor 54 nicht verschweißt, sondern in Bezug auf diesen durch zeichnerisch nicht wiedergegebene Mittel einstellbar. Der Mechanismus schließt Gelenke für die entsprechenden Schaufeln 53 am Rotor 54 ein, ferner eine Verriegelungseinrichtung, durch welche jede Schaufel relativ zum Rotor verstellbar

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ist. Mittels geeigneter Markierungen lassen sich alle Schaufeln 51 in gleichem Ausmaß einstellen.

Die Schaufeln 53 unterscheiden sich von den Schaufeln 19 dadurch, daß sie sich stärker nach oben ausdehnen, und daß ihre oberen Kanten nach außen sowie nach unten in der dargestellten Weise geneigt sind. Andererseits weisen die Schaufeln 53 die gleiche, teilweise Spiralform auf, so daß die Flüssigkeit in einer Richtung achial nach oben gefördert wird. Oberhalb der Schaufeln 53 befinden sich Schaufeln 69, die eine weitere Pumpstufe darstellen, die eine Zentrifugalpumpe ist. Die Schaufeln 69 haben eine bezüglich der Drehrichtung nach rückwärts gerichtete Krümmung. Die Schaufeln 69 sind am Rotor 54 befestigt und drehen sich mit gleicher Geschwindigkeit wie die Schaufeln 53. Sie sind auch von sich verjüngendem Querschnitt. Die Flüssigkeit wird in eine spiralförmige Kammer 71 gefördert, die mit ihrem äußeren größeren Endei_n eine Rohrleitung oder dergleichen mündet, um die Flüssigkeit auszutragen. Ein Flansch 72 ist in den Figuren 3 und 4 für einen derartigen Anschluß erkennbar. Die Form der Spirale ergibt sich am einfachsten aus der Draufsicht gemäß Figur 4. Die Schaufeln 69 steigern den Druck der Flüssigkeit, um sie kontinuierlich zur Spirale 71 zu fördern.

Oben ist die Anordnung mit einem entfernbaren Deckel 73 abgeschlossen, der einen Zugang zu dem von den Getrieberädern 55, 56, 58 und 59 gebildeten Getriebe ermöglicht. Jedoch sind in diesem Beispielsfall das Lager 47 und iie Dichtung 48 mit dem Deckel 73 verbunden .

Bei einem anderen, zeichnerisch nicht dargestellten Ausführungsbeispiel ist die weitere oder zweite Pumpstufe mit schraubenförmigen Schaufeln als Heberpumpe

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in der Mitte der Anordnung vorgesehen, wobei auch ein zentraler Auslaß für die Mischung besteht.

Die Figuren 5, 6 und 7 zeigen eine seegängige Schwimmvorrichtung/ auf welcher ein Pumpsystem mit den vorstehend beschriebenen beiden Pumpen montiert ist. Eine derselben trägt in Figur 5 das Bezugszeichen 73. Diese Vorrichtungen sind Seite an Seite montiert und haben entsprechende Ausgänge, von denen einer in Figur 6 mit 74 bezeichnet ist. Letztere münden in eine gemeinschaftliche Ausgangsleitung 75, die vorzugsweise für die Förderung der aufgenommenen Mischung in einen zugehörigen Behälter flexibel gestaltet ist.

Die Schwimmvorrichtung läßt sich mittels eines Schleppfahrzeugs ziehen; in einem Beispielsfall ist sie über Seile an der Seite des Fahrzeuges angeschlossen. Eine passende Seilanordnung ist federnd und schließt eine Anbringung an zwei beabstandeten Stellen des Fahrzeuges sowie der Schwimmeinrichtung ein, wobei das vordere Seil von der Schwimmvorrichtung zum Fahrzeug und das hintere Seil vom Fahrzeug zur Schwimmvorrichtung gespannt ist. Diese federnde Anordnung gewährleistet, daß die Schwimmvorrichtung in gerader Stellung nach vorne gezogen wird. Indes läßt sich die Schwimmvorrichtung in jeder beliebigen Weise entweder vorne, hinten oder mittschiffs von einem Fahrzeug schleppen, und schließlich kann sie auch mit einem eigenen, motorisch angetriebenen Propeller versehen sein, so daß sie sich selbst antreibt.

Für die Anbringung der Seilzüge sind vier Anbringungsstellen 76, 77, 78 und 79 vorgesehen.

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Die Schwimmvorrichtung besteht im wesentlichen aus einem U-förmigen, aufblasbaren Teil mit zwei nach vorne gerichteten, divergierenden Armen 81, 82 und einem Verbindungsabschnitt 83, der das Pumpsystem schließt und den hinteren Teil der Schwimmvorrichtung bildet. Das aufblasbare Teil besteht aus zwei aufblasbaren Kissen von kreisförmigem Querschnitt oder ähnlicher Anordnung, die durch Bänder zusammengehalten sind, wie sie Figur 7 mit 84 darstellt. Diese Bänder bestehen vorzugsweise aus Gummi oder gummiähnlichem Material, die mit den Kissen so verbunden sind, daß sie letztere zusammenhalten. Die Kissen haben entsprechende, zeichnerisch nicht wiedergegebene Aufblasstellen, durch welche sie sich unabhängig voneinander im gewünschten Ausmaß aufblasen lassen. Das Ausmaß der Aufblasung bestimmt die Höhe, in welcher die Schwimmvorrichtung über das Wasser gleitet. Die Wasserhöhe ist in den Figuren 6 und 7 mit 85 bezeichnet, doch kann sie hiervon aufgrund der Wellenhöhe, durch welche die Schwimmvorrichtung geführt wird, oder dergleichen Bedingungen abweichen. Im allgemeinen gilt, daß die Schwimmvorrichtung umso tiefer in das Wasser geführt wird, je rauher die See ist, indes ist die Höhenlage des Pumpsystems wichtig, und man kann den Auftrieb verändern, um die Höhenlage der Einlasse in die Pumpe entsprechend diesem vender Seeoberfläche aufzunehmenden Materials zu steuern. Das beschriebene System dient insbesondere der Aufnehme von öl von der Meeresoberfläche; indes kann Öl von unterschiedlicher Dichte sein, so daß sich die Höhenlage auf oder unterhalb der Wasserober~ fläche ändern kann.

Zur weiteren Stabilisierung der Schwimmvorrichtung im Wasser dient eine Querstange 86, die sich über die Vorderseite der Schwimmvorrichtung Zwischen den Armen

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und 82 der aufblasbaren Teile ersteckt; diese Querstange trägt einstellbare Flügel 87, von denen Figur 6 einen im Querschnitt zeigt. Anstatt der nahezu dliptischen Gestalt läßt sich auch ein Tragflächenquerschnitt vorsehen. Die Querstange 86 ist mit dem aufblasbaren Teil durch Bänder 88 verbunden, die mit dem aufblasbaren Teil über eine geeignete Verstärkung in Verbindung stehen, weichletztere mittels eines geeigneten Klebstoffes aufgebracht werden kann.

Eine weitere Stabilisierung der Schwimmvorrichtung wird durch Treibanker ermöglicht, von denen einer oder mehrere an die Ringe 89 auf der Unterseite der aufblasbaren Teile anschließbar sind. Diese Ringe lassen sich durch Verstärkungspflaster 91 mittels Klebstoff an den Bändern 84 der aufblasbaren Teile anbringen. Ein Treibanker besteht aus einem zylindrischen, becherähnlichen Teil, welches üblicherweise aus Canvas mit einer Bodenöffnung besteht, durch welche Wasser strömen kann, wobei Bewegungen des Treibankers und mit ihm die Schwimmvorrichtung, an die er angeschlossen ist, eingeschränkt sind, da

v-> dem Ausfluß des Wassers Widerstand entgegengesetzt

wird. Es können auch andere Formen von Treibankern verwendet werden.

Zur Erleichterung der Vorwärtsbewegung der Schwimmvorrichtung sind einziehbare Platten 92 in geschlitzten Teilen 93 vorgesehen. Die Platten 92 sind an der Stelle 94 angelenkt und über Kabel 95 mit einem Einstellteil 96 verbunden, durch welches die Platten 92 je nach Bedarf gehoben oder gesenkt werden können.

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Zwischen den beiden Armen 81 und 82 des aufblasbaren Teils befindet sich die Platte 97. Diese ist an den Stellen 98'oberflächlich geschlitzt, wobei sich die Schlitze nach rückwärts sowie nach unten geneigt strecken, so daß eine erste Trennung von öl und Wasser stattfindet, indem man das weniger dichte Wasser durch die Schlitze unter die Schwimmvorrichtung strömen läßt. Die Platte ist an einer Querstange 98 angeschlossen, die sich zwischen den Armen 81 und 82 der aufblasbaren Teile erstreckt, die endseitig mittels Verstarkungskissen 99 an die Bänder 84 der Teile angeschlossen sind. Eine Querstange 98 trägt drei Schwenklager 101, die durch U-Bolzen 103 und Verstärkungsstangen 102 mit der Platte 97 in Verbindung stehen. Die Platte kann daher um die Achse der Querstange 98 verschwenkt werden, welche Verschwenkbewegung durch eine hydraulische, aus Kolben und Zylinder bestehende Einheit 104, 105 bewirkt wird, von denen eine vorne und eine hinten auf der Platte angeordnet sind. Sie lassen sich von einer entfernten Stelle aus steuern. Die Vorderseite der Platte greift in die Rückseite einer Führungskante 106 ein, die ebenfalls mittels einer Querstange 107 befestigt ist, die sich quer durch die Schwimmvorrichtung erstreckt.

Auf der Rückseite der Platte 97 befindet sich eine Überlaufplatte 109, und hinter dieser erkennt man die Struktur 111, auf welcher die Pumpe montiert ist. Zu diesem Zweck dienen Verstärkungsplatten, die ein im wesentlichen kastenförmiges Gefäß bilden, welches einen Pumpensumpf bildet, der indes eine vordere öffnung in Nähe der überlaufplatte 109 aufweist, um die einkommende Strömung der aus Öl und Wasser bestehenden Mischung aufzunehmen. Eine rückseitige Wand 112 bildet eine Leitfläche zwischen dem die Pumpe umgebenden Bereich und dem sich anschließenden Abschnitt

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des hinteren Teils der Schwimmvorrichtung. Entlang den Seiten und der Hinterkante der Platte 97 ist ein flexibler, aufblasbarer Schlauch vorgesehen, der eine Dichtung gegenüber Wasser bildet, welches unter beliebigem Winkel zur Platte zwischen dieser und dem aufblasbaren Teil eindringen könnte.

Unterhalb des Pumpsystems befinden sich Verstärkungsplatten 113, die gemäß Figur 6 Öffnungen zum Zwecke der Gewichtsersparnis haben und eine Platte 114 unterhalb des Pumpsystems tragen, die den Boden dieser Kammer bildet. Unter der Platte 97 ist eine weitere Platte 115, deren Vorderseite an das Leitblech 106 angrenzt, während ihre hintere Seite mit Abstand unter der Vorderkante der Platte 114 liegt. Auf diese Weise wird ein Querschlitz 116 gebildet, durch den Wasser, welches durch die Schlitze in der Platte 97 strömt, nach unterhalb entweichen kann. Weitere, nicht dargestellte Überlaufplatten können an der Platte angebracht sein, um die Dispersion des Wassers zu unterstützen.

über der Pumpe kann noch eine transparente Verkleidung 117 als Wetterschutz für eine auf der Schwimmvorrichtung sitzende Bedienungsperson vorgesehen sein. Die Steuerung 96 für die Platte 92 sowie geeignete hydraulische Steuermittel für die Plattenneigung 97 sowie für die Flügel 87 können unterhalb der Verkleidung angebracht werden. Es ist für den Bedienungsmann auch möglich,, gegebenenfalls auf der Pumpe zu arbeiten. Die Ölversorgung für die Betätigung derartiger Vorrichtungen kann unmittelbar von dem Schleppfahrzeug oder von einem von Hand betätigten System stammen.

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um ausgedehnte Schlämme einzufangen, die auf der Oberfläche des Wassers schwimmen können, und ihren Eintritt in das Pumpsystem zu verhindern, läßt sich ein Schirm 118 an einem Arm 108 der aufblasbaren Teile anbringen.

Die Schwimmvorrichtung ist für den Gebrauch auf See vorgesehen, jedoch kann, wenn eine ähnliche Schwimmvorrichtung für inländische Wasserstraßen Verwendung finden soll, diese einfacher ausgebildet sind. Sie hat dann nur ein aufblasbares Kissen und erfordert keine Mittel zur Einsteuerung des Auftriebes und der Richtungsstabilisierung, wie sie bei einer seegängigen Ausführung notwendig sind. Die Auftriebshöhe wird dann einfach durch den Grad der Aufblasung des Kissens eingestellt.

Man kann auch die Pumpe auf einem einfachen Schwimmring montieren. Dies ist eine zweckmäßige Anordnung, wenn die Ausrüstung zum Beispiel in einem Brunnen oder ähnlichem Gewässer Anwendung finden soll, bei welchem eine Vorwärtsbewegung über die Oberfläche nicht stattfinden muß. In einer derartigen statischen Einstellung kann sogar ein Schwimmring überhaupt entbehrlich sein, sofern die Vorrichtung mittels Seilen an einem Kran oder an einem anderen Gerät gehalten wird, wobei die Eintauchtiefe von der aufzunehmenden Flüssigkeit abhängt.

Die aufgenommene Flüssigkeit läßt sich einer beliebigen, geeigneten Speicherung oder einer Filtriereinrichtung zuführen. Bei der seegängigen Ausführungsform kann sie beispielsweise einem Leichterschiff

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oder einem anderen Tankfahrzeug zugeführt werden, bei welchem es sich um gegebenenfalls auch das Schlepperfahrzeug handeln kann, welches die Schwimmvorrichtung schleppt. Die Filtration oder die Trennung des Öls vom Wasser kann auf einem derartigen Fahrzeug oder an einer anderen Stelle ausgeführt werden. Für die Aufnahme des Öls \ron der Oberfläche der See über eine große Fläche ist es möglich, eine Serie von Schwimmvorrichtungen vorzusehen, von welchem jede mit einem Pumpsystem ausgeführt ist, um diese über die Oberfläche der See in ausgedehntem Maße zu führen, so daß auf diese Weise ölansammlungen aufgenommen werden können.

Man kann die aus Wasser und öl bestehende Mischung unmittelbar in Leichterschiffe pumpen. Die in die Pumpzone eintretende Flüssigkeit wird vorzugsweise mit einer spaltenden oder emulgierenden Chemikalie behandelt, die in zweckmäßiger Weise Injektoren zugemessen wird; wenn sich die Flüssigkeit in einem Leichterschiff für etwa 2o Minuten beruhigt hat, kommt es zur Trennung, so daß man das Wasser abpumpen kann.

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Claims (31)

Pumpe und Schwimmvorrichtung PATENTANSPRÜCHE:

1.J Pumpe zum Absaugen verunreinigter Flüssigkeiten, dadurch gekennzeichnet, daß sie mit einer ersten Pumpenstufe versehen ist, ate einen drehbaren, ringförmigen Rotor mit Schaufeln (14) aufweist, die für die Flüssigkeitsförderung von ihrem Außenumfang zum Drehzentrum des Rotors ausgebildet und angeordnet sind, ferner mit in den Rotor eingesetzten, feststehenden Schaufeln (17), die für die Führung der Flüssigkeit vom Rotor nach innen ausgebildet und angeordnet sind, und mit einer weiteren Pumpstufe, die drehbare Schaufeln (19) aufweist, die für die Flüssigkeitsförderung von der ersten Pumpstufe unter Druck zum Ausgang der Pumpe ausgebildet und angeordnet sind.

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2. Pumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaufeln (14) der ersten Pumpstufe eine im Querschnitt gekrümmte Form mit vom Rotor im wesentlichen nach außen weisenden und in Drehrichtung geneigten konvexen Flächen besitzen, wobei eine Führungskante jeder Schaufel (14) an ihrer Außenkante in Drehrichtung des Rotors besteht.

3. Pumpe nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die feststehenden Schaufeln (17) der ersten Pumpstufe einen im wesentlich gekrümmten Querschnitt mit den konvexen Flächen entgegengesetzt zu denen der Schaufeln (14) des Rotors gerichtet aufweisen.

4. Pumpe nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die inneren Enden der feststehenden Schaufeln (17) in Bezug auf das Drehzentrum des Rotors im wesentlichen radial verlaufen.

5. Pumpe nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Rotor der ersten Pumpstufe mit einer sich bis unterhalb eines Gehäuses (11) erstreckenden Antriebswelle (12) derart verbunden ist, daß sich der Rotor unterhalb des Gehäuses befindet, und daß ein ringförmiger Eintritt für den Flüssigkeitszulauf um den Rotor herum gebildet ist.

6. Pumpe nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Rotor (24) der weiteren Pumpstufe konzentrisch zur Innenseite der feststehenden Schaufeln (17) der ersten Pumpstufe angeordnet ist, um die Flüssigkeit unmittelbar von letzterer zu übernehmen .

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7. Pumpe nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaufeln (19) der weiteren Pumpstufe von im wesentlichen teilweiser Spiralform derart sind, daß in im wesentlichen horizontaler Richtung zwischen sie gelangende Flüssigkeit in Richtung des Drehzentrums der Schaufeln in vertikaler Strömungsrichtung umgelenkt wird.

8. Pumpe nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaufeln (19) der weiteren Pumpstufe mit gegenüber denen der ersten Pumpstufe vergrößerter Geschwindigkeit antreibbar sind.

9. Pumpe nach den Ansprüchen 6 und 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaufeln (19) der weiteren Pumpstufe mit der Maßgabe gestaltet und angeordnet sind, daß sie den Druck der einströmenden Flüssigkeit vergrößern und diese einem Auslaß über der weiteren Pumpstufe zu-fordern.

10. Pumpe nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Auslaß über der weiteren Pumpstufe unmittelbar über den Schaufeln dieser Pumpstufe liegt.

11. Pumpe nach Anspruch 10,dadurch gekennzeichnet, daß der Auslaß der weiteren Pumpstufe einen nach außen gerichteten Abschnitt für die Unterstützung des Flüssigkeitsaustrags durch Zentrifugalkraft aufweist.

12. Pumpe nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Auslaß eine Spiralkammer aufweist, in die die Flüssigkeit aus dem nach außen gerichteten Abschnitt gelangt.

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13. Pumpe nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaufeln (19) der weiteren Pumpstufe an einem Rotor (24) befestigt sind, der von dem Rotor der
ersten Pumpstufe tragenden Antriebswelle (12) über ein Übersetzungsgetriebe angetrieben ist.

14. Pumpe nach den Ansprüchen 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaufeln (19) der weiteren Pumpstufe mit der Maßgabe der Veränderung des Fördervolumens der Flüssigkeit einstellbar sind.

15. Pumpe nach den Ansprüchen 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß ein Antriebsmotor auf dem Gehäuse (11) der Pumpe angeordnet ist.

16. Pumpe nach den Ansprüchen 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß sie auf einer Schwimmvorrichtung (Fig. 5, 6 und 7) angeordnet ist.

17. Pumpe nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß zusätzlich wenigstens eine weitere Pumpe auf der
Schwimmvorrichtung angeordnet ist.

18. Pumpe nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß als Schwimmvorrichtung ein aufblasbarer Ring vorgesehen ist.

19. Schwimmvorrichtung, dadurch gekennzeichnet, daß sie ein oder mehrere Pumpen nach den Ansprüchen 1 bis und ein aufblasbares Teil aufweist.

20. Schwimmvorrichtung nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß das aufblasbare Teil von im wesentlichen U-förmiger Gestalt ist und die Pumpe auf seiner geschlossenen Seite trägt.

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21. Schwingvorrichtung nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß die U-förmige Gestalt divergierende Arme (81, 82) mit einer dazwischen befindlichen Platte

(97) aufweist, die die Flüssigkeit zur Pumpe führt.

22. Schwimmvorrichtung nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daß die Platte zum Heben und Senken ihrer Vorderkante einstellbar ist.

23. Schwimmvorrichtung nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, daß die Platte um ein horizontales Gelenk in ihrer Mitte einstellbar ist.

24. Schwimmvorrichtung nach den Ansprüchen 22 und 23, dadurch gekennzeichnet, daß die Einstellung der Platte mittels Druckflüssigkeit erfolgt.

25. Schwimmvorrichtung nach den Ansprüchen 20 bis 24, dadurch gekennzeichnet, daß die U-förmige Gestalt aus zwei übereinander angeordneten, unabhängig voneinander aufblasbaren Kissen besteht.

26. Schwimmvorrichtung nach den Ansprüchen 20 bis 25, dadurch gekennzeichnet, daß sie mit Stabilisatoren zur vertikalen Steuerung und zur Steuerung in ihrer Fahrtrichtung versehen ist.

27. Schwimmvorrichtung nach Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet, daß die Stabilisatoren für die vertikale Bewegung Schaufeln (87) sowie Anschlüsse für einen oder mehrere Treibanker aufweist.

28. Schwimmvorrichtung nach den Ansprüchen 26 oder 27, dadurch gekennzeichnet, daß die Stabilisatoren für die Fahrtrichtung wenigstens eine längs der Vorrichtung in deren Fahrtrichtung ausgerichtete Platte (29)

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aufweist.

29. Schwimmvorrichtung nach den Ansprüchen 21 bis 28, dadurch gekennzeichnet, daß die Platte (97) Schlitze (98') sowie Führungsflächen zur Ausrichtung der durch die Schlitse tretenden Flüssigkeitsströmung nach unterhalb der Schwimmvorrichtung aufweist.

30. Schwimmvorrichtung nach den Ansprüchen 20 bis 29, dadurch gekennzeichnet , daß ihr in Fahrtrichtung ein Maschengitter vorgeschaltet ist.

31. Schwimmvorrichtung nach Anspruch 19, "dadurch gekennzeichnet, daß das aufblasbare Teil ein die Pumpe umgebender, aufblasbarer Ring ist.

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