CN103649416A - 抽吸式浮子和收集装置以及收集船 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于清除液体(2)表面(21)上的液态和/或泡沫状污染物(22)的抽吸式浮子(1)，其中，污染物从浮子上侧(111)向下通过抽吸管段(12)抽吸。为此，浮子(1)具有用于贯穿抽吸管段(12)的从浮子上侧(111)到下侧(112)的第一套管(13)，和从浮子下侧(112)到上侧(111)的第二套管(14)，其中，抽吸管段(12)在贯穿通过第一套管(13)之后沿着浮子体(11)下侧(112)引导并构成为***第二套管(14)，其中浮子体(11)可以沿着抽吸管段(12)移动。本发明还涉及带有抽吸式浮子(1)的收集装置以及收集船。

Description

抽吸式浮子和收集装置以及收集船

技术领域

本发明涉及用于清除液体表面上的液态和/或泡沫状污染物的抽吸式浮子。本发明还涉及带有抽吸式浮子的收集装置以及收集船。

背景技术

液体表面上的污染物可以呈液态或泡沫状。污染物的示例是诸如油、原油、化合油、泡沫、化学药品或所有类型的污染物以及垃圾等物质，这些污染物在机器工作池、水容器、沉淀容器、池塘、湖泊、河流或海洋中例如水等液体上飘浮或者发酵。

海洋、湖泊或河流受到工业残渣、油脂或其他沉降物弄脏和污染。这些污染物在表面上发酵并必须予以清除。例如池塘被叶子或其他植物残渣污染。例如，机器处理水池可能含有冷却液，它在工作过程中被油等污染。

从现有技术中已知从液体表面上清除污染物有各种不同的装置。

抽吸液体表面上的污染物用的标准设备是，例如真空泵，它除了污染物本身以外还抽吸大量液体。作为替代方案，应用诸如粘结剂或诸如棉花等天然纤维等吸附介质来结合污染物并随后以比较固定结合的形式加以捕捉。

例如，已知使用油分离器或者还有易挥发物分离器或汽油分离器来进一步处理抽吸上来的污染物和液体，在紧跟着的相应的处理装置中使污染物与液体分离，以便这样清除处于液体表面上的污染物。

为了与海洋和水域上的海上钻井平台或油轮的漏油事故和海损作斗争，在现有技术中还已知从海洋或水域表面清除污染物的各种不同的装置。

漂浮在水面上的油可以用专用船只、翻转船、带有悬臂的传统构造的船、双体船或者带有双体前船的混合构造吸取。为此，例如，在现有技术中已知“雷神(Thor)”号双体船，两个半船都把船首打开至65度以吸油，以此形成一个开敞的三角形，把油收集在其中。在较低的工作速度下油通过两个半船中闸板孔挤压油并通过带有装载泵的分离器把油输送入装载罐。接收装置本身基于闸门原理，它被油层溢流或者吸附在油吸附循环辊筒上或带有刮油器的刷子上，它们接收污染物。

接着将其撇去，总是仍旧含水的油借助于分离器进一步净化，其中分离出大部分水。对于低和高的油粘度部分地使用不同的泵***。

在现有技术中还已知一般的撇沫器。撇沫器是一种在人工设置的湖泊、公园水池或游泳池和其他液体容器中从水面吸出脏物的装置。粉尘、叶子、油或者其他污染物会导致池水/海水从外面造成富含太多的营养成分，并因此长满藻类和变得浑浊。撇沫器在水池或海洋中预防这个过程并几乎使之不会由于表面污染而使水变得阴暗。水域面积大时相应地需要设置数量较多的抽吸点。撇沫器例如还可以用来净化冷却水。撇沫器有一个垂直装入液体中的大直径的管子，其中管子靠近水面直径构成得较大。在连接在抽吸泵上的管子接头上面和前面安装粗杂物过滤器或者筛子，从液体表面抽吸污染物。

相应抽吸装置的另一个应用范围是在工业中应用。为了在切削工业中获得稳定的冷却润滑剂，必须把为此所需要的浓缩液与水强烈混合。为了在不改变基本液体的情况下分离不希望有的油，存在一种迅速而有效地从冷却润滑剂分离不希望有的油和其他污染物用的***。为此，应用设置在液体容器中的抽吸式浮子或者抽吸用潜水浮子。

从文献DE3916026A1已知一种捕获汽油、油脂和类似的漂浮在水上的物质用的装置，其中该装置有一个与浮子体装配在一起的闸门和一个接在泵上的撇沫器。该装置有一个作为浮子体的箱形移动件，它沉入水中浮出约其高度的一半，并具有一个细长的形状，带有设置在横截面中上缘的长方形。为了各个移动件形成稳定的连接，两端设有***件。

另外，从DE2407409A已知一种清理诸如油脂、泡沫等飘浮物质用的装置，其中设置一个配有接纳漂浮物质的通槽的主浮子体，还设置至少一个可以浮起的结构，更确切地说一个可以浮起的构造，其中该结构，更确切地说该构造相对于主浮子体可以向上和向下移动。借助于这种装置可以清除漂浮在河流、湖泊、海洋的水上、沉积容器、水容器等的液体表面上的油脂、泡沫等。

至今在现有技术中已知的抽吸装置的问题是：

使用已知的远洋***时，目前***在波涛汹涌的海洋上在1米浪高下效率受到严重限制，从2米起使用便不再合理。这意味着，可用性可达最大风力4级。然而因为即使在较强风力的情况下也必须进一步去除污染物，这里要求对其进行改善。同样，使用航速限于1至2节。在较大的船上捕获宽度等于约40米以内。

在诸如工业设备等其他应用范围内或在其他水域中，要适应液位的改变非常困难，以致大多需要手动调整。

发明内容

本发明的任务在于，给出一种使清除液体表面上的液态和/或泡沫状污染物成为可能的装置，其中对液面高度的改变自动进行自适应。变化中的液面高度可以是液位的下降或者上升、但是或者还有起伏的波浪。抽吸污染物时应该只送走少量的液体，因为这样可以极其有效地安排其他处理过程，因为只含有少量的必须分离的液体。

这个任务用按照权利要求1的装置、按照权利要求7的收集装置以及按照权利要求9的收集船解决。

抽吸式浮子，包括输送所抽吸的液体用的抽吸管段、带有上侧和下侧的浮子体、用于贯穿抽吸管段的从上侧到下侧的第一套管和从下侧到上侧的第二套管，其中，该抽吸管段在贯穿第一套管之后沿着浮子体下侧引导并构成为***第二套管，其中该浮子体可以沿着抽吸管段移动，使清除液体表面上的液态和/或泡沫状污染物成为可能。

这种抽吸式浮子本身能够适应变化的液面高度，因为该浮子体本身处于表面上，优选直接以其上侧处于液体表面上。

这里所说的浮子体不仅理解为有相应浮力的空心体，而且理解为带有其他填充物例如塑料或者其他材料填充物的浮子体，或者甚至只由没有空腔的材料形成的物体。该物体必须设计得使之漂浮在液体表面上并为此具有相应的浮力。

这样的抽吸式浮子可以用于本申请书中指出的应用范围。此外，为此考虑机床上的乳浊液容器、小型脱脂装置、模块化澄清装置、数控金属加工装置、表面技术装置、废水处理装置、设备制造以及水池、水池装置、水域、港口装置或者用于海洋。显而易见，可以设想必须清除处于表面的污染物的其他应用范围。

液体表面上的有待清除的液态和/或泡沫状污染物在浮子体上侧上被引导通过第二套管进入抽吸管段并在那里输送走。为此例如设置一个抽吸污染物的泵。

液面高度相应改变时，浮子体总是自动以其表面随着液体表面移动，以便总是只输送数量最少的液体。以此可能特别有效地把污染物运走，因为跟着运走时被抽吸的污染物几乎不包含液体组成部分。

通过抽在第一和第二套管中引导吸管段，能够实现这样的运动，也就是浮子体向上浮起到相应液位或高度，而浮子体不会扭转或者歪斜。这样有效地防止浮子体飘离(Wegdriften)。

抽吸管段的这些段这样选择，使得浮子体沿着抽吸管段作最大上浮运动时，抽吸管段不会完全从第二套管脱出，以便抽吸管段的端部构成为至少总是穿入第二套管内。

通过使抽吸管段的外径小于或等于第一和/或第二套管的内径，通过浮子体沿着抽吸管段的上浮能够实现少摩擦至无摩擦的不受干扰的运动。

当第一和/或第二套管和抽吸管段之间的密封件构成为液压密封件或者密封圈时，一方面只有少量液体从浮子体下侧被吸取，而另一方面在连续地调整和适应液位或高度期间液体不会由于漏入而与污染物混合。

为了限制浮子体的***，在抽吸管段上设置有一个挡块。它可以视应用情况而定，允许相应高的行程，但或者防止上浮太高。

通过在抽吸管段上设置一个挡板，它至少部分地起保护作用，优选在工作方向上设置在浮子体的前面和/或周围，进入太强时和在相对速度高时，浮子体会受到压力，使得液体绕挡板流动，而且接着，只是间接地作用在浮子体上。挡板防止浮子体的歪斜。

为此该挡板可以不仅设置在液体表面下面，而且设置在液体表面上面，但或者设置在液体表面的上面和下面。相应地选择该高度，使得不会产生过大的流体阻力，但又对液体压力产生足够的保护作用。

当可以浮起的物体上侧构成为漏斗形时，液态和/或泡沫状污染物可以被引导到第二套管。

附加地或备选地，在上侧上设置一个边缘，它优选具有切口和/或缺口，以便在单位时间内只有确定数量的污染物到达浮子体上。

该收集装置包括：带有输送被抽吸液体用的抽吸管段的抽吸式浮子；带有上侧和下侧的浮子体；从抽吸管段上侧贯穿到下侧的第一套管和从下侧贯穿到上侧的第二套管，其中该抽吸管段在贯穿第一套管之后沿着浮子体下侧引导并构成为***第二套管，其中该浮子体可以沿着抽吸管段移动；输送所抽吸的污染物和/或液体用的抽吸管道；固定用支架和抽吸装置和/或分离装置，其中通过抽吸式浮子用抽吸装置抽吸液体表面上的液态和/或泡沫状污染物，和/或借助于分离装置进行相应的分离，使收集液体表面上的液态和/或泡沫状污染物成为可能。以此给出一种有效的收集装置，用来从表面清除污染物，和特别有效地与液体的剩余物分离，以便在污染物中只存在少量的残余液体。

分离装置视要求而定，包括筛子、油分离器、易挥发物分离器等。特别适用的分离装置包括聚结分离器作为最后一级。这种聚结分离器由V形薄板组成，这些薄板像屋顶彼此重叠那样设置。通过薄板折叠边缘上的孔，分布在液体中的最小污染物液滴累积为浮力较大的大液滴，而且这样便可以通过密度差在最后一级上在表面上分离出来。

通过设有用于将液体表面上的液态和/或泡沫状污染物引入抽吸式浮子的引入装置，优选是两个穿过液体表面的导板，来保证有效地引入。借助于该穿过液体表面的导板，处理表面明显加大。

当拖轮附加地以相应的可膨胀的阻挡物在专用船只前面行驶，而其中该阻挡物构成为导板的延长部时，这个工作面的增大例如在远洋上可以进一步得到改善。

在该收集装置中该抽吸式浮子通过抽吸管道保持在液体中。该抽吸管道通过支架固定和支承在容器、边缘、船或者相应的对象上。作为一个特殊的设计方案，抽吸式浮子可以向上折叠，这样保持在一个运输和/或保养位置上。这是通过抽吸管道的偏转(Verschwenken)进行的，其中它构成为起相应地携带作用或被增强。

借助于收集船可以非常有效地清除海洋或水域表面上的例如油脂等等液态和/或泡沫状污染物，该收集船包括带有输送所抽吸的液体用的抽吸管段的抽吸式浮子的收集装置；带有上侧和下侧的浮子体；从抽吸管段上侧贯穿到下侧的第一套管和从下侧贯穿到上侧的第二套管，其中该抽吸管段在贯穿通过第一套管之后沿着浮子体下侧引导并构成为***第二套管，其中该浮子体可以沿着抽吸管段移动；输送所抽吸的污染物和/或液体用的抽吸管道；固定用支架和抽吸装置和/或分离装置，其中用抽吸装置通过抽吸式浮子抽吸液体表面上的液态和/或泡沫状污染物，和/或借助于分离装置相应地进行分离，其中该抽吸式浮子固定在船上、优选通过固定件和/或支架固定在船甲板上和/或通过抽吸管道固定在船体上。尤其是即使在水位和/或波浪起伏的情况下这也能进行。

优选通过一个可固定在船体上、可适应的保持装置，这样地把两个穿过液体表面的导板设置在船上一个共同的固定点上，借此使得该两个导板在工作模式下以在工作方向上敞开的角度形成一个至少接近V形的基本轮廓，其中该抽吸式浮子设置在该两个导板的中间，其中优选一个挡板设置在抽吸式浮子远离共同固定点的侧面上，这样改善在较强的抗浪性下的效率。通过该挡板以相应的尺寸直接或者在离浮子体较短的距离处进行良好的保护以防强水压。

其他的设计方案是把组件专门结合为单元：

第一单元乃是抽吸式浮子，它具有从抽吸管段过渡到抽吸管道的过渡作为过渡点。该第一单元可以容易地操纵和输送。

在这方面，第二单元是抽吸管道与抽吸装置和/或分离装置、至少一个第一分离装置结合装配在一起。

在这方面，第三单元是用于通过导板和船体等用的相应的支架增大工作面的装置。

这个三个单元可以优选借助于集装箱海轮(Seecontainer)，相应地以较大件数设置并在需要时输送到使用地点。在那里所有规格的船可以配备相应的收集装置，并从清除诸如油脂等污染物开始。这提供一种迅速地到达不同的使用地点并在那里利用现有的资源、也就是不同设计方案的船来与污染物斗争的可能性，其中相应的通用和可适应的支架、适配器和固定装置以及保持装置适配于给定的船型。

为此，进一步使用一种母船，其上设置带有相应设计方案的大量单个小型船单元，它们在一个受灾区域从清理污染物开始。为此尤其是在海岸线附近，吃水浅的优点在利用按照这种描述的收集装置有重大的优点，因为这样可以在污染物本身污染海岸线之前，非常迅速地完全净化海岸线区域。

附图说明

以下参照附图详细描述本发明的实施例。附图中：

图1是按照本发明的抽吸式浮子的第一实施例的示意图；

图2是按照本发明的抽吸式浮子在容器中应用的第二实施例的示意图；

图3以俯视图表示按照本发明的抽吸式浮子在船上应用的第三实施例的示意图；

图4以侧视图表示按照本发明的抽吸式浮子或收集装置在船上应用的第三实施例的示意图；而

图5以俯视图表示按照本发明的收集装置的第三实施例在旅行模式下在船上应用的示意图。

具体实施方式

在图1中示出按照本发明的抽吸式浮子1的第一实施例的示意图。

抽吸式浮子1包括浮子体11，该浮子体带有下侧112和上侧111。第一套管13和第二套管14构成为各自从上侧向下侧贯穿浮子体。

抽吸式浮子1还包括抽吸管段12。该抽吸管段12从上侧111穿过第一套管13引导，并且接着沿着下侧113引导。接着，该抽吸管段12设置为从下侧112***浮子体11的第二套管14中。

借助于抽吸管段12运走液体2和/或污染物22，它们在第二套管14处流入抽吸管段12和通过一个连接在抽吸管段12另一端上的抽吸管道3进一步输送。

在抽吸管段12上设置一个挡块15，该挡块限制浮子体11在X方向上的运动。在这个挡块15上设置有一个带有挡板(Prallblech)16的支座。该挡板16至少部分地设置在浮子体11的前面或周围，并用来保持浮子体11免受大量液体2涌来造成的压力。挡板16也可以设置在浮子体本身11上。但设置在抽吸式浮子1的其他部件上比较好，因为在重量上有优势而且起到保护浮子体11免受意想不到的力的作用。挡板16在高度上设置为使得能够在浮子体的整个行程上进行保护。

挡块15还可以以不同的方式实现。例如，在浮子体内部设置限制装置，它防止浮子体11移动太多，从第二套管14超出抽吸管段12的端部。

在浮子体11上侧设置有边缘113，它设有切口或缺口114。

第一套管13和第二套管14的尺寸这样地确定，使之可以各自接纳抽吸管段12。为此，抽吸管段12可以特别优选构成为圆形。但也可以是其他形状，其中相应横截面的形状和尺寸应该一致。

浮子体11可以通过沿着抽吸管段12自由移动而适应不同的液位，其中在X方向上移动。

在下文中相同的元件使用与图1中相同的附图标记。其基本功能参见图1。

图2中示出按照本发明的抽吸式浮子1在容器中应用的第二实施例的示意图。该容器例如是工作容器、污水处理池、池塘、湖泊、河流、海洋等容器。

抽吸式浮子11借助于位置至少相对固定的抽吸管道3和接于其上的抽吸管段12自由地设置在容器中。液体2处于该容器中，液体的表面21有液态和/或泡沫状污染物22。

浮子体11在目前的状况下最大向上偏移受挡块15限制。这同时也是容器中的最高液位。但对于较高的液位，浮子体11可以处于更高(位置)，和/或抽吸管段12构成为较长地***第二套管14中，以便实现浮子体11较大的行程。

污染物22从液体2的表面21上通过第二套管14从浮子体11的上侧111抽吸，并通过抽吸管段12沿着浮子体11的下侧112进一步输送，并且接着通过抽吸管段12通过浮子体11的第一套管13并进一步通过抽吸管道3继续输送。这通过抽吸管段12或抽吸管道3内的箭头表示。

因为通过浮子体11的可适应于液体2的浮力，浮子体11的上侧111始终处于液体2的表面21，几乎只清除污染物22，总体上导致收集装置非常高的效率。尤其是在液位改变时浮子体11在X方向上自动适应。

按照本发明，污染物22的抽吸用普通的泵和/或抽吸***进行，正如在现有技术中已知的那样。所抽吸的污染物22几乎没有液体2，以便可以相应地简单地清除或储存。

图3以俯视图示出按照本发明的抽吸式浮子1应用于船8时的第三实施例的示意图。

在俯视图中示出浮子体11。表示第一套管13和第二套管14。总体上第一套管13和第二套管14还可以对调，以便视配置和套管而定，从工作方向A观察，实现引导式(图3)或拖拉式(13和14对调)的抽吸式浮子1。在第一套管13中抽吸式浮子1通过抽吸管段12和抽吸管道3相应地固定在船8上。

保持装置61进一步安装在船8上，也就是船体82上，该保持装置或者固定地安装，或者设计为可以改变地适应和可拆除。当保持装置61设计成可以适应改变和可拆除时，保持装置61设置在具有不同船首形状的不同的船8上，例如设置在船体上，或者设置在船体和甲板上。保持装置61用来承接导板6。导板6用来增大工作宽度并把污染物22有针对地引向抽吸式浮子1，以此可以清除那里的污染物22。

在工作方向A上在浮子体11的前面设有挡板，它是抗浪的或使船8行驶产生的水压远离浮子体11，以便使浮子体11可以在方向X上自由移动。

图4以侧视图示出按照本发明的抽吸式浮子1或收集装置应用于船8时的第三实施例的示意图。

变化的水线用虚线表示。浮子体11连续地适应水线，以便浮子体11的上侧111始终处于水2的表面21。在所显示瞬间照片中浮子体11约处在其可能的运动空间的中间，以便使之可以进一步向上或者向下移动。其上设置有抽吸式浮子1的船8与变化的水线完全保持相对静止，并维持一个接近恒定的相对位置。

在这里基本工作原理参见图1、2或3。这里只再一次说明进一步加工或处理，也就是在船8的甲板81上或船体82上的抽吸装置4以及这里设置在船8的船体82中的分离装置5。分离装置5之后还可以设置储罐，这里没有进一步示出，它可以装入被清除的污染物22并且以后可以根据需要用泵转送到例如陆上的储罐、运输车辆或海上的另一膄船上。

导板6优选用诸如增强塑料、上漆钢板或者不锈钢等稳定/耐受的材料制造，这些导板增大工作面。为此，导板6这样构成为使其高度包括浮子体11的可能的整个工作范围。

为了清晰起见，图中省去污染物。导板6捕获处于表面的污染物22，并将其引入抽吸式浮子1，在这里相应地将其清除。

在一个专门的设计方案中，浮子体11有一个边缘113，该边缘带有切口或缺口114。这些切口或缺口再一次提高预分离效率并改善向浮子体11的引入。

图5以俯视图示出船8上的按照本发明的收集装置的第三实施例在旅行模式下的示意图。

除了工作模式以外，该船8还可以在旅行模式下运行。为此，抽吸式浮子1例如向上折叠，而导板6合在一起形成一个锐角三角形，以便形成前置的第二船首。以此，船8尽管设有收集装置仍然可以以正常行驶速度行驶。

附图标记清单

1   抽吸式浮子

11  浮子体

111 上侧

112 下侧

113 边缘

114 切口/缺口

12  抽吸管段

13  第一套管

14  第二套管

15  挡块

16  挡板

2   液体

21  表面

22  污染物

3   抽吸管道

4   抽吸装置

5   分离装置

6   导板

61  保持装置

7   固定件/保持装置支架

8   船

81  船甲板

82  船体

A   工作方向

X   移动方向

Claims (10)

1.用于清除液体(2)表面(21)上的液态和/或泡沫状污染物(22)的抽吸式浮子(1)，包括用来输送所抽吸的液体(2)和/或污染物(22)的抽吸管段(12)、带有上侧(111)和下侧(112)的浮子体(11)、用于贯穿抽吸管段(12)的从上侧(111)到下侧(112)的第一套管(13)，和从下侧(112)到上侧(111)的第二套管(14)，其中，抽吸管段(12)贯穿第一套管(13)之后沿着浮子体(11)下侧(112)引导并且构成为***第二套管(14)，其中，浮子体(11)能够沿着抽吸管段(12)移动(X)。

2.按照权利要求1的抽吸式浮子(1)，其特征在于，抽吸管段(12)的外径小于或等于第一套管(13)和/或第二套管(14)的内径。

3.按照权利要求1或2的抽吸式浮子(1)，其特征在于，第一套管(13)和/或第二套管(14)与抽吸管段(12)之间的密封件构成为液压密封件或密封圈。

4.按照权利要求1、2或3的抽吸式浮子(1)，其特征在于，抽吸管段(12)上设置有挡块(15)用来限制浮子体(11)的***(X)。

5.按照权利要求1至4之一项的抽吸式浮子(1)，其特征在于，抽吸管段(12)上设有挡板(16)，该挡板优选在工作方向(A)上设置在浮子体(11)的前面和/或周围，至少部分地起保护作用。

6.按照权利要求1至5之一项的抽吸式浮子(1)，其特征在于，浮子体(11)的上侧(111)构成为漏斗形，和/或在上侧(111)上设置有边缘(113)，该边缘优选具有切口和/或缺口(114)。

7.用于收集液体(2)表面(21)上的液态和/或泡沫状污染物(22)的收集装置，包括按照权利要求1至6之一项的抽吸式浮子(1)、用于输送所抽吸的污染物(22)和/或液体(2)的抽吸管道(3)、固定用支架和抽吸装置(4)和/或分离装置(5)，其中，液体(2)表面(21)上的液态和/或泡沫状污染物(22)通过抽吸式浮子(1)用抽吸装置(5)抽吸，和/或借助于分离装置(5)相应地进行分离。

8.按照权利要求7的收集装置，其特征在于，设有用于将液体(2)表面(21)上的液态和/或泡沫状污染物(22)引向抽吸式浮子(1)的引入装置，优选是穿过液体表面(21)的两块导板(6)。

9.收集船(8)，包括按照权利要求7或8的收集装置，其中，抽吸式浮子(1)固定在船(8)上，优选通过固定件和/或支架(7)固定在船甲板(81)上和/或通过抽吸管道(3)固定在船体(82)上。

10.按照权利要求9的收集船，其特征在于，所述穿过液体(2)表面(21)的两个导板(6)，优选通过一个可固定在船体(82)上、可适应的保持装置(61)，这样地设置在船(8)上一个共同固定点上，使得这两个导板在工作模式下以在工作方向(A)上敞开的角度形成一个至少接近V形的基本轮廓，其中，抽吸式浮子(1)设置在该两个导板(6)的中央，优选挡板(16)设置在抽吸式浮子(1)远离该共同固定点的侧面上。

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