CN1066068C - 从一表面分开排放两种比重不同互不相混的液体的设备 - Google Patents

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Abstract

一种设备用来从一表面分开排放两种互不相混的液体，特别是从油船(1)甲板(4)分开排放油和水。该设备具有一个向上敞开的井状容器(11)，该容器在使用时以其上边与所说表面基本齐平地安装着，并在其上部设有第一和第二出口装置(13，14)，第一出口装置设置成比第二出口装置低。并有一根内管(15)设在容器内，该内管在容器的底部(12)上有一下敞开端，而其上端则以密封方式通过容器壁并连接到第一出口装置上。

Description

从一表面分开排放两种比重不同互不相混的液体的设备
本发明涉及一种这样的设备设备它用来从一个表面特别是油船甲板排放液体，特别是两种比重不同互不相混的液体(如水和油)。
当一油船运油时，它通常总是处在船尾纵倾状态，即船尾比以前具有较大的吃水深度。另外，这种油船甲板的弯曲度的通常构造是，使甲板朝中心线向上弯曲，然后在两侧则朝船舷向下倾斜。这样甲板上的雨水和废水便可向后并向两侧流动。加之，油船两侧在纵长方向上设有一条焊接在甲板上的直立的扁铁带，该扁铁带在其整个长度上高约150mm用来防止油流到船外。在不运货的情况下，为了使甲板上不会积水，每一条扁铁带在其整个长度上都设有多个称为溢流口的排水孔。
在运货时要求将溢流口封闭。由于在船尾纵倾状态下液体向后并向外向两侧流动，这时所说扁铁带的作用就很简单。它将使液体聚集在甲板后缘两侧的斜楔状池子内，其时液体的流动被船尾的上层结构阻拦。当液体继续流动时，液面将会上升到扁铁带最后面的上边，液体将会流出船外。当甲板上有油溢出时如果甲板后缘这样积水，那么油就会浮到水面上并流到船外。因此例如在雨天，必须把最后面的溢流口打开使甲板不断排放积水。这时如果有油溢出，那么油会通过溢流口流到船外。如果甲板是在干的状态下有油溢出，那么人们就得及时将油排除，以免它上升到超过扁铁带而流出船外。
人们也曾准备小的用压缩空气驱动的油泵，以便将溢出的油排放到船上的一个合适油槽内。但在大多数情况下，这种准备仅限于使用几个空的润滑油筒、铲子和锯末。这在溢出的油较多时通常是不够应付的。
因此，本发明的目的是要提供一种能消除上述问题的设备，该设备能以简单而有效的方式从一表面排放两种比重不同互不相混的液体，特别是从油船的甲板上分开排放油和水。
为实现这一目的，本发明提供一种用来从一个表面排放两种比重不同互不相混的液体并继而分开所述两种液体的设备，其特征为，该设备具有一个向上敞开的井状容器，该容器在使用时以其上边与所说表面基本齐平地安装着，并在其上部设有第一和第二出口装置，第一出口装置设置成比第二出口装置低，并有一根管子配置在容器内，该管子在容器的底部液位上有一下敞开端，而其上端则以密封方式通过容器壁并连接到第一出口装置上。
按照本发明的设备是根据连通容器的原理制成的。如所公知，当有一对连通的容器含有同一液体如水时，两个容器内的液体会在正好同一的水平面上达到平衡。如果在一个容器内的水面上注入油，那么在达到平衡时这个容器的液面将在一个较高的水平面上，因为油总是比水轻。这样，两个容器内液柱之间的重量在达到平衡时，含有油的那个容器总是具有多少要高一些的液位。
如上所述，按照本发明的设备内的向上敞开的井状容器具有一根内管，其上端连接到容器上的下出口装置上，当该设备装在船上时，该下出口装置形成一个通向大海的出口。内管内充有水，出口的底边就被用作在该管内水柱的液位控制。容器的上出口装置形成一个油的出口，油在工作时浮在容器内水的上面，该出口的底边设置得比内管的出口设装置。油出口的底边和水出口的底边之间的垂直距离取决于容器的深度和所运油的比重。
在该设备的一个有利实施例中，第一出口装置具有一根出口管，其上设有一个关闭阀。最好该阀采用具有挡板的活门阀，当挡板从下面转到向上位置时阀门即关闭，因此挡板的上边可确定该阀的出口液位。采用这样一个阀，该设备便可随着油的不同比重而调节。
下面本发明将结合一个示范性实施例参考附图作进一步的说明，其中：
图1为一设有按照本发明的两台设备的油船的概略平面图；
图2为图1中的油船的侧视图；
图3为一具有按照本发明的两台设备的油船的概略且不完全的模截面图；
图4为按照本发明的设备的侧视图；
图5和6为与图4对应的侧视图，只是比例缩小，用来说明该设备的工作方式。
按照本发明的设备在原理上可用来分开排放两种任意的比重不同互不相混的液体。但主要它是被打算用来从油船甲板上排放水和溢出的油，下面将就这方面进行说明。
图1和2示出一条装有按照本发明的两台设备10的油船1。该油船具有一个前面的装载区2和一后面的上层结构3，而设备10则装在油船装载区最后边的两侧。如同图2所示，在装货时该船比以前有一较大的船尾吃水深度(船尾纵倾)，另外它有一如图3所示的甲板弯曲度，因此甲板4上的液体会向后流动并汇集在设备10所装的地方。前面提到的设在该船两侧的扁铁带是用来防止油流出船外的，该扁铁带在图3中用标号5标出。
在图3的横截面图中可见两台设备10分别装在各自的压舱油槽6的上部区域，并将油导引到各自的溢流油槽7内。
按照本发明的设备的一个实施例将参考图4进一步说明。设备10具有一个形式为一尺寸合适钢管(直径D)的容器11，该容器在顶部敞开而在底部12封闭，例如用一钢板封闭。使用时将该管安装(焊接)得使其上边与甲板4齐平，如图3所示，因此形成一个井，可适当地称之为“溢流井”。在其上部该管11设有一个离底高度为H1的第一出口装置13和一个离底高度为H2的第二出口装置14，其时H1＜H2，因此在这两出口装置之间有一合适的液位差。在管11的内配置着一根内管15，该内管离开底部12有一合适的高度，其下端敞开，而其上端则以合适的方式承载在管11的壁上并连接到第一出口装置13上。该装置具有一根出口管16，并通过一个概略示出的关闭阀17，引到船舷的一个开口18上，如图3所示。
第二出口装置14具有一根出口管19，出口管19通过一个概略示出的关闭阀20和一个存液弯管21连接到一个合适的收集油槽(溢流油槽7)上。出口管19焊接在外管11壁的一个合适的孔上，它伸入管(11)内一段距离并在内端22斜切，使内端22的最长部处在最上面，如图4中虚线所示。这可防止水从船甲板上流到出口内。作为替***法，可在管19上侧的周边上设置适当的唇边伸出到管端之外，并使该唇边适当地向下倾斜，以便遮盖并保护出口防止水的入侵。
图4中示出的内管11和油的出口管19具有同一直径D1。但它们并不一定需要具有同一直径。
并状容器11的上开口实际上可方便地用一防护格栅(未示出)盖上。并且当该容器不用时还可用一盖盖上在容器的底端可有利地设一开口以便清洗或类似目的，该开口可用一合适的例如15×15cm的挡板盖住，该挡板可用螺栓固紧在容器壁上。
为了进一步阐明本设备的功能，请参阅图5和6。图5示出使用前的起始状态。其时该设备，即容器11和内管15在阀门17和20打开后用水注入直到液位H1，并用水(或油)注入到存液弯头21内。当另外有水(雨水)注入时，液面就会略微上升，但因水不断通过水的出口管16流出，因此***内保持平衡。
如果油注入到外管11内，那么一个相当的水柱重量将经过内管15通过水的出口管16排放掉。油的重量越轻，外管内油柱和内管内水柱之间的高度差就越大。其实质上就是油被“捕获”。如果另外有油供入，那么在油升高到液位H2即油出口管19的下边时，最后在外管和内管之间可取得平衡。这时如果再有油注入，那么有些水将被通过出口管16压出，同时管11内的油位上升，油将通过出口管19流出。其时在存液弯头21内有一相当体积的水被油替代。这个情况如图6所示，其中水用比油略稀的阴影线示出，而内管15中的水柱在油柱底以上的部分另外用重阴影线示出。
如果在船上出现油溢出的情况，假定这情况被船员发现，那么为了安全起见，首先应将水的出口阀17关闭，然后使油直接排放到收集油槽。
在设备使用后，容器11须用适当的泵放空。
在设计本设备时，重要的参数为高度h1和h2以及存液弯管液柱长度L。作为示例，假定当油开始通过出口流出时在高度H2中一半为水，一半为油。当油的比重为0.8时(如柴油)，即可得到：H1×1.0=H2/2×1.0+H2/2×0.8即H1=0.9H2
如果在一结构中选用H2＝2.5m，即得H1=2.25m。该结构便可对比重为1.0的水和比重为0.8的油定下尺寸。
为了即使油的比重发生变化也可不必通过高度H2来改变油柱和水柱之间的比率，可用水的出口阀17来调节H1和H2之间的高度差，即对比重高于0.8的油进行调节。为了达到这个目的，阀门最好采用具有方形挡板的活门阀，当该挡板从下面转到向上位置时阀门即关闭，这样挡板的上边即可确定阀门的出口液位。该阀门可采用公知而市上有售的型式，更具体地说可采用一个用心轴操作的活门阀，而且将其倒装。这样H2和H1之间的差即可减小，这在原理上就可适应比重高于0.8的油。实际上，存液弯管将根据收集油槽内可能发生的局部压力来定尺寸。因此在这方面最好在阀门上设有校准的设定标尺，以便根据当时水和油在比重上的差异来调节阀门。
存液弯管高度L取决于用于收集油槽的安全阀(P/V阀，未示出)的设定，即对过压和负压的设定。这个压力在过压侧最大可为2100mm水柱，而在负压侧最大可为700mm水柱。在大多数情况下这两个设定分别为1400mm水柱和350mm水柱。高度L于是变为约等于700+175=875mm，而出口侧的总高度应该至少为此数的两倍。对油来说还应除以0.8。
按照本发明的设备或装置最好构成单元或模块，以便可立即安装在当时要用的地方。或者也可就地组装，即用单件在使用地如油轮上就地组装。如果需要增加本设备的容量，那么井状的容器可以设有几个第一和几个第二出口装置，每一个第一出口装置都与容器内的一根相关的内管连接。

Claims (10)

1．一种用来从一个表面排放两种比重不同互不相混的液体并继而分开所述两种液体的设备，其特征为，该设备具有一个向上敞开的井状容器(11)，该容器在使用时以其上边与所说表面(4)基本齐平地安装着，并在其上部设有第一(13)和第二(14)出口装置，第一出口装置(13)设置成比第二出口装置(14)低，并有一根管子(15)配置在容器(11)内，该管子在容器(11)的底部(12)液位上有一下敞开端，而其上端则以密封方式通过容器壁并连接到第一出口装置(13)上。
2．按照权利要求1的设备，其特征为，第一出口装置(13)具有一根出口管(16)，其上设有一个关闭阀(17)。
3．按照权利要求2的设备，其特征为，该阀(17)为一具有挡板的活门阀，当该挡板从下面转到向上位置时阀门即关闭该阀(17)，因此挡板的上边可确定该阀(17)的出口液位。
4．按照权利要求3的设备，其特征为，该阀(17)设有校准的设定标尺，以便根据所要排放的两种液体比重的不同调节该阀(17)的所述挡板。
5．按照权利要求1～4中任一项的设备，其特征为，第二出口装置(14)具有一根出口管(19)，其上设有一个关闭阀(20)。
6．按照权利要求5的设备，其特征为，出口管(19)通过一个存液弯管(21)连接到一收集油槽(7)上。
7．按照权利要求5的设备，其特征为，出口管(19)伸入到容器(11)内一段距离并在该出口管的内端(22)上斜切，在该容器中该内端(22)的最长部面朝上。
8．按照权利要求6的设备，其特征为，出口管(19)伸入到容器(11)内一段距离并在该出口管的内端(22)上斜切，在该容器中该内端(22)的最长部面朝上。
9．按照权利要求1～4和6～8中任一项的设备，其特征为，容器(11)设有几个第一和几个第二出口装置，每一第一出口装置都与容器内的一根相关内管连接。
10．按照权利要求5的设备，其特征为，容器(11)设有几个第一和几个第二出口装置，每一第一出口装置都与容器内的一根相关内管连接。
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