DE2453600A1 - Verfahren und vorrichtung zum ermitteln von auf wasser schwimmendem oel - Google Patents

Description

PATENTANWÄLTE A. GRÜNECKER

Γ Κ 1..-!NQ.

H. KiNIKELDEY

□ R.-INS.

W. STOCKMAlR.

DR.-ΙΝΘ. ■ AoE (CALTECH)

K. SCHUMANN

DR. RER. NAT. > DIPL.-PHYS.·

p. h. jaKob

G. BEZOLD

DR. RER. NAT. · DIPL.-CHEM.

MÜNCHEN E. K. WEIL

• DR. RER. OEC. INQ.

LINDAU

MÜNCHEN 22

MAXIMILIANSTRASSE 43

P 8709 12. November 1974

Eugene Loren BRILL
Hoyalton Road,
Cleveland, Ohio / USA

Verfahren und Vorrichtung zum Ermitteln
von auf Wasser schwimmendem Öl

Die Erfindung "betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung, zum Ermitteln von auf V/asser schwimmendem öl.

Mit einem Ölaustritt verhält es sich wie mit einem Feuer. Wird er rechtzeitig entdeckt, bevor er" außer Kontrolle geraten ist, so kann er gewöhnlich sehr einfach beendet wer-

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den und können Schaden -und Kosten bei ein Minimum gehalten •werden. !Bekannte Vorrichtungen zum Anzeigen von ölaustritten sind gewöhnlich unzuverlässig, da sie von verfahrenstechnischen .Kontrolleinrichtungen abgeleitet worden sind, welche konstruktionsmäßig so ausgelegt sind, daß sie" nur unter kontrollierten Bedingungen im Hinblick auf die chemische Zusammensetzung , Temperatur und Reinheit des betreffenden Mediums arbeiten. Da diese V/arn- oder Anzeigevorrichtungen jedoch gewöhnlich unter durch Schmutz und Schlamm erschwerten Bedingungen arbeiten müssen, haben sie sich als unzuverlässig herausgestellt. Gewöhnlich wird eine Gesellschaft erst durch einen Anruf einer Dienststelle mit der Mitteilung, daß ein Wasserweg vollständig von Öl bedeckt sei, darüber informiert, daß sich ein ölaustritt ereignet hat. In einem solchen Fall stellen die Produktionseinbuße, der Vermögensschaden und die Kosten der Reinigungsarbeiten einen ölaustritt im Hinblick auf die entstehenden Kosten in eine Reihe mit. Feuerschäden. Aus diesen Gründen strebt die Erfindung eine. Vorrichtung an, die nicht nur anzeigt, daß ein ölaustritt stattgefunden hat, sondern die auch imstande ist, Maßnahmen zur Beendigung des ölaustrittes zu ergreifen. Als Vergleich auf dem Gebiet der Feuerschutzeinrichtungen sei auf eine Sprinkler-Aclage verwiesen, die nicht nur den Ausbruch eines Feuers anzeigt, sondern auch über Einrichtungen verfügt, welche die Erstickung des Feuers in Angriff nehmen. Die Anzeige- oder Warneinrichtung nach der Erfindung, soll dabei das Auslaufen von Öl anzeigen, so daß der ölaustritt unmittelbar.an seinem Ursprung unterbunden werden kann. Der Ölabscheider, der einen Bestandteil der Erfindung ausmacht, nimmt das ausgetretene öl auf, bevor es aus dem Grundstück oder Werksgelände entwichen ist.

Unter den gewö.hnlich in Abwässern herrschenden Bedingungen

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sind bestimmte Bedingungen, wie chemische Zusammensetzung,-Temperatur und Reinheit des Abwassers nicht einhaltbar. Außerdem führen die gewöhnlich vorhandenen Mengen an Schmutz und Schlamm dazu, daß die meisten bekannten Warn- und Anzeigevorrichtungen binnen kurzer Zeit durch Schlamm verstopft worden sind und nur noch falsche oder gar keine Warnsignale mehr abgeben. -

Die Erfindung beruht prinzipiell auf einem hydrophoben Ölabschöpfer oder -abscheider, dessen Funktionsweise darauf beruht, daß Öl an bestimmten Kunststoff- oder Metalloberflächen haftet, wohingegen Wasser von diesen. Oberflächen abgewiesen wird. Die Erfindung benutzt dieses unterschiedliche Verhalten, um ein sehr zuverlässiges Signal zu erzeugen, welches das Schwimmen von Öl auf einer Wasseroberfläche anzeigt. Allgemein ausgedrückt bezieht sich die Erfindung somit auf das Ermitteln oder Anzeigen einer hydrophoben und nicht mischbaren Flüssigkeit, die auf der Oberfläche einer wässrigen Flüssigkeit schwimmt. Zur Vermeidung von Wiederholungen sei darauf hingewiesen, daß sich die folgende Beschreibung und die folgenden Patentansprüche auf auf V/asser schwimmendes Öl beziehen, da dieses der am häufigsten auftretender Fall ist.

Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, mit deren Hilfe auch unter erschwerten Bedingungen ein Ölaustritt nicht nur anzeigbar, sondern ggf. auch beendbar ist.

Diese Aufgabe wird im Hinblick auf das zu schaffende Verfahren dadurch gelöst, daß mit Hilfe eines hydrophoben Sammlers, der eine größere Affinität zu Öl als zu Wasser besitzt,

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in im wesentlichen gleichmäßiger Weise eine kontinuierliche Flüssigkeitsprobe aus der Oberfläche des Wassers entnommen wird, welche Probe aus einer kontinuierlichen Folge von Proben besteht, daß jede Probe mit einem vorbestimmten Parameter während einer ein Arbeitsspiel bildenden vorbestimmten Zeitdauer entnommen und am Ende eines Arbeitsspiels ausgetragen wird und daß dann, wenn eine Probe infolge des Vorhandenseins von Öl in derselben den vorbestimmten Parameter vor Ablauf der vorbestimmten Zeitdauer erreicht, ein Signal erzeugt wird.

Im-^Hinblick auf die zu schaffende Vorrichtung wird die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe gelöst durch eine mit Hilfe eines eine größere Affinität zu öl als zu Wasser besitzenden hydrophoben Sammlers arbeitende Sammlereinrichtung, mittels derer in. im wesentlichen gleichmäßiger Weise eine kontinuierliche Flüssigkeitsprobe aus der Wasseroberfläche entnehmbar ist, durch eine Einrichtung zum kontinuierlichen Ablösen der Probe von dem Sammler, ein Standrohr und eine Trennkammer, welche unterhalb der Probenablöseeinrichtung und mit letzterer in Verbindung stehend vorgesehen sind, durch ein undurchlässiges, rohrförmiges, vertikal angeordnetes Blendengehäuse, welches mit seinem unteren Ende mit der Trennkammer in einem von deren oberen Ende entfernten Bereich in Verbindung steht, durch ein Entlüftungsrohr, dessen unteres 'Ende mit dem oberen. Ende des Blendengehäuses in Verbindung steht und welches Entlüftungsrohr sich nach oben aus dem Gehäuse erstreckt, durch ein innerhalb des Blendengehäuses angeordnetes vertikales Überlaufrohr, welches sich von einem Punkt in der Nähe des oberen Endes des Gehäuses nach unten erstreckt, wobei sich.das obere Ende des Überlaufrohres auf einem Niveau, entsprechend einem mittleren Abschnitt des Standrohres befindet und das untere Ende des Überlaufrohres

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in Verbindung mit einer selbständigen Meßkammer stellt, -welche Heßkammer derart dimensioniert ist, daß sie nicht zum Überlaufen bringbar ist, wenn die vom Sammler entnommene Probe im wesentlichen nur aus Wasser besteht, durch eine Signalgebereinrichtung, welche dann anspricht, wenn die Meßkammer infolge des Vorliegens nennenswerter Ölmengen, in der Probe überläuft, und durch eine Einrichtung, mit deren Hilfe die Meßkammer in vorbestimmten regelmäßigen Zeitintervallen automatisch entleerbar ist.

Erfindungsgemäß wird somit in einer im-wesentlichen gleichmäßigen Weise eine kontinuierliche Flüssigkeitsprobe aus der Wasseroberfläche entnommen. Diese Probe wird unter einem vorbestimmten Parameter,- wie Gewicht oder Volumen, in einer vorbestimmten Zeitdauer gesammelt, die ein Arbeitsspiel darstellt. Zum Ende eines jeden Arbeitsspiels wird die Probe ausgetragen. Der hydrophobe ölabschöpfer oder -abscheider entnimmt der Wasseroberfläche lediglich ein Minimum an Flüssigkeit, sofern kein Öl vorhanden ist. Ist jedoch Öl in der Flüssigkeit vorhanden, so werden größere Flüssigkeitsmengen entnommen. Handelt es sich bei der gewonnenen Probe lediglich um Wasser, so wird die Probe am Ende eines jeden Arbeitsspiels ausgetragen, ohne daß ein Signal erzeugt wird. Enthält die gewonnene Probe jedoch einen ölanteil, so wird der vorbestimmte Parameter von der Probe in einer Zeit, erreicht, die kürzer ist, als die gewöhnlich vorbestimmte Zeitdauer, nach welchem das Austragen der Probe erfolgt. Demzufolge wird die gewonnene Probe zur Abgabe eines Signals verwendet, welches das Vorliegen von öl anzeigt. . '

Der erfindungsgemäß benutzte flexible,·schlauchartige, längliche Sammler wird von der hydrophoben Flüssigkeit benetzt oder beschichtet, die auf dem Wasser ruht·. Mit Hilfe dieses

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in. Form-.'ein er endlosen. Schleife auf dem Wasser schwimmenden Sammlers kann das öl aus dem Wasser entnommen werden, wobei es nach der Entfernung aus der Wasseroberfläche mit Hilfe eines Abstreifmessers von dem schlauchartigen Sammler abgelöst wird. Eine für diesen Zweck bekannte Vorrichtung wird im späteren noch beschrieben.

Ein besonderer Vorteil der Erfindung ist darin zu sehen, daß das neue Anzeigegerät über lange Zeitdauern hinweg zuverlässig einsatzbereit ist, da es nicht von dem häufig in Abwässern anzutreffenden Schmutz oder Schlamm verstopft werden kann. Dieser Vorteil wird unter anderem dadurch erreicht, daß ein Druckschalter vorgesehen ist, mit dessen Hilfe ein Signal erzeugbar ist, und daß Ventile vorgesehen sind, um denselben zu steuern, wobei lediglich mit Luft gearbeitet wird. Die erfindungsgemäße Vorrichtung benutzt ein Überlaufrohr und eine Meßkammer, um mit Hilfe der gewonnenen Probe ein Signal zu erzeugen. Das Überlaufrohr und die Meßkammer kommen lediglich mit Wasser in Berührung, so .daß die angestrebte Genauigkeit der Heßvorgänge gewährleistet ist, auf welchen die erfindungsgemäße Anzeigeeinrichtung beruht. Das von dem Abschöpfer oder Abscheider gesammelte öl, auf welches die Arbeitsweise des Anzeigesystems abgestellt ist, besitzt nur eine sehr begrenzte Eindringmöglichkeit in die erfindungsgemäße Vorrichtung, da es bereits beim Eintritt in die Vorrichtung von dem Wasser in einer Trennkammer abgetrennt wird," welche auch über ein hinreichendes Volumen verfügt, um Schlamm und schwerere fremdstoffe abzutrennen.

Ein weiterer Vorteil der Erfindung ist darin zu sehen, daß ein periodisch ablaufender Ausblasvorgang vorgesehen ist, der die erfindungsgemäße Vorrichtung sozusagen von hinten her durchbläst und alle Kondensate aus den Druckmeßleitungen entfernt. Außerdem werden durch diesen Ausblasvorgang die Wtisser-

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durchtritte gereinigt und alle Fremdstoffe aus dem Kollektorsystem zurückgespült, so daß jeder der kontinuierlichen Folgen von Proben, welche jeweils.in der gleichen vorbestimmten Zeitdauer gewonnen werden, eine im wesentlichen saubere Vorrichtung zur. Verfügung steht, "um die Proben zu nehmen und zu messen. ·

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und vdrd im folgenden näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 einen bekannten ölabschöpfer, der zur Anpassung aa. die Erfindung abgewandelt wurde,

Fig. 2 einen Schnitt durch die ölanzeigevorrichtung nach der Erfindung, welcher den Betriebszustand zu Beginn des Probenahmevorganges zeigt,.

Fig. 3 die Stellung einer Steuerschaltung bei dem Betriebszustand nach Figur 2,

Fig. 4 den Betriebszustand der erfindungsgemäßen Vorrichtung zu einem Zeitpunkt, wo öl in die Anzeigevorrichtung eingetreten ist und die Vorrichtung·zur Abgabe eines . Warnsignals veranlpßt,

Fig. 5 die Stellung der Steuerschaltung bei dem Betriebszustand gemäß Figur 4-, · -

Fig. 6 den Betriebszustand der Vorrichtung im Falle,daß lediglich Wasser vorhanden ist und es nicht gelungen ist, die Meßkammer zu füllen, in einem Zeitpunkt unmittelbar vor der Entleerung der Meßkammer ohne Signalabgabe,

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Fig. 7 die Steuerschaltung unter dem Betriebszustand gemäß Figur 6,

Fig. 8 den Zustand der Vorrichtung während des Ausblasens, das am Ende eines jeden Arbeitsspiels"von vorbestimmter Zeitdauer vorgenommen wird,

Fig. 9 den Zustand der Steuerschaltung unter dem Betriebszustand gemäß Figur 8 und

Fig.10 eine schematische Darstellung eines Zeitglied-Arbeitsspieles.

Wenngleich die Erfindung auf fast alle mit einem hydrophoben ölabscheider versehen en Vorrichtungen, anwendbar ist, bei welchen die Arbeitsweise darauf beruht, daß Öl an bestimmten Kunststoff- oder Metalloberflächen haftet, während Wasser abgestoßen wird, wird die Erfindung nachstehend in Verbindung mit einem Ölsammler erläutert, der in der US-PS 3 709 369 beschrieben ist. Diese Patentschrift zeigt einen Behälter 10, in welchem Wasser 11 enthalten ist, wobei auf dem V/asser eine Schicht 12 aus Öl oder dgl. schwimmt. Oberhalb des Behälters ist an einer geeigneten Haltevorrichtung 13 ein Rahmen 14 befestigt, der eine mechanische Vorrichtung trägt, mit deren Hilfe eine zylindrische flexible Sammlerschleife 16, wie auf der linken Seite von Figur 1 dargestellt, nach unten in den Behälter 10 einführbar ist, zu welchem Zweck ein Antriebsrad 17 vorgesehen ist. Wie aus der rechten Seite von Figur 1 zu entnehmen, wird die Sammlerschleife 16 dann nach oben aus dem Behälter heraus und über ein Transportrad 15 geführt, worauf die Schleife mit einem Abstreifmesser in Berührung gelangt, welches das an dem Sammlerrohr anhaftende Material entfernt, worauf dieses Material abgeführt wird, wie mit dem Bezugszeichen 19 angedeutet. Das von dem Abstreifer

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18 entfernte Material fällt in eine oben offene Pfanne 19, die mit einem Austragsrohr 20 verbunden ist, welches das abgeschiedene Material zu einem geeigneten Vorratsbehälter führt.

Um diese Vorrichtung an die Erfindung anzupassen, ist am Boden der Pfanne 19 ein Auslaß 19a vorgesehen, in welchen ein Standrohr 21 hineingeschraubt ist, welches das erste Bestandteil des neuen, ölanzeigegerätes darstellt. Bei einer Ausführungsform besitzt dieses Standrohr einen. Durchmesser von 10,16 cm. Die Größe des Durchmessers hängt jedoch von demjenigen Ölvolumen ab, mit dessen Auftreten und Behandlung gerechnet wird.

Wie Figur 2 zu entnehmen, steht das Standrohr 21 an seinem unteren Ende mit einem Gehäuse 22.in Verbindung, welches eine Trennkammer 23 bildet, in welcher eine Trennung von Öl und Wasser auftritt, sofern, öl vorhanden ist. Im unteren Teil der Trennkammer ist ein Trennschacht oder -sumpf 24 vorgesehen, welcher hinreichend dimensioniert ist, um Schlamm oder feine Feststoffe für eine' beträchtliche Zeitdauer aufzunehmen. Erforderlichenfalls kann der Schacht 24 nach Öffnung eines Stopfens 25 gereinigt werden. Um eine so groß wie mögliche Reinheit des Wassers für die beim Betrieb der erfindungsgemäßen Vorrichtung erforderlichen Messungen zu gewährleisten, sind Einrichtungen vorgesehen, um das Strömen des Wassers auf einem Weg zu gewährleisten, der über eine vorbestimmte Strecke aufwärtsgerichtet ist und sich dann nach unten erstreckt. Diese Einrichtungen sind in Figur 2 ■ dargestellt und enthalten ein undurchlässiges, rohrförmiges, vertikales Blendengehäuse 26, welches sich gegenüber einem. Mittelabschnitt des Standrohres 21 bis zu einem Niveau 27 erstreckt. Sich nach oben aus dem Blendengehäuse herauser-

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streckend ist ein Lüftungsrohr 28 vorgesehen, welches sich' üblicher'weise ein Stück nach oben in die Luft erstreckt, um ein unerwünschtes Austreten von Wasser an dieser Stelle während einer noch zu "beschreibenden Abblasperiode zu verhindern. In dem Blendengehäuse ist ein vertikales Überlaufrohr 29 vorgesehen, welches .sich von einer Stelle im Bereich dessen, oberen Endes nach unten erstreckt, vo es mit seinem unteren Ende mit einer Meßkammer 30 in Verbindung steht, welche Kammer mit Hilfe einer nichtdurchlöcherten Trennwand 31 von der Trennkammer abgeteilt ist, um so eine unabhängige Kammer für den Meßvorgang zu bilden, der beim Betrieb der erfindungsgemäßen Vorrichtung erforderlich ist.

Die Teile des i..An.zeigesystems sind so bemessen und besitzen ein derartiges Volumen, daß dann, wenn lediglich Wasser über eine bestimmte Zeitdauer gesammelt wird, -die Meßkammer 30 nicht über den in Figur 6 dargestellten Pegel- gefüllt und kein Signal erzeugt wird. Wurde beispielsweise ein etwa 10 minütiger Sammelzyklus vorgenommen, so wurde dann, wenn am Ende dieser Zeitdauer die Meßkammer nicht mit einem Volumen gefüllt war, welches größer war als das Volumen der Meßkammer, eine Ausblasperiode vorgenommen, die im folgenden noch beschrieben wird, und bei welcher die Wasserprobe ausgeblasen und das gesamte System gereinigt wird, um eine andere Probe zu sammeln.

Wird jedoch dem Abstreifer 18 Öl in einer hinreichenden Menge aus dem Behälter 10 zugeführt, wie in Figur 4- dargestellt, so wird Wasser zum Austreten aus der Meßkammer und zum Eintreten in ein ein Signal erzeugendes System veranlaßt, wel-.ches nun beschrieben wird. Ein Druckfühlrohr 31 steht mit der Meßkammer 30 an einer Stelle $2. in Verbindung, die im

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Bereich der Meßkammeroberseite angeordnet ist. Dieses .Rohr

31 ist mit Luft gefüllt. Ein Ausblasrohr 33 ist parallel zu dem Rohr 31 angeordnet und steht mit der Meßkammer bei

32 in einem Punkt in Verbindung, weicher dichter an der Meßkanimer liegt als das Rohr 3I · Falls das in Figur 4 dargestellte Einströmen von öl eine größere Volumenzunahme in der'Meßkammer während der 10 minütigen Sammlerperiode zur Folge hat, als dieses der Fall wäre, wenn lediglich Wasser aufgenommen worden, wäre, so wird das Wasser an der Stelle 32 aus der Meßkammer hinausgedrückt und in das Aufblasrohr 33 überführt, worauf dieses Rohr an der Stelle 40 gelüftet wird, wodurch das Wasser in dem Ausblasrohr hochsteigen kann. Dieses Wasser übt einen hydrostatischen Druck auf das untere Ende des Druckfühlrohrs 31 aus., was zur Folge hat, daß im oberen Teil des Rohres 31 ein Luftdruck aufgebaut wird, wie mit dem. Bezugszeichen 31a angedeutet. Dieser Luftdruck wirkt auf einen Druckschalter 351 der derart dimensioniert und konstruiert ist, daß er sich unter Betätigung eines ein Signal erzeugenden Schalters 36 nach oben ausdehnt. Unter dem Ausdruck "Signal" sollen im Rahmen der Erfindung sowohl akustisch als auch optisch wahrnehmbare Signale sowie ggf. auch der Vorgang des Schließens eines Ventiles verstanden werden. Im letztgenannten Fall kan ein nicht dargestelltes Ventil derart angeordnet werden, daß es den Ölfluß unterbricht, der mit Hilfe der Vorrichtung ermittelt worden ist. ' ·

Es ist bereits· erwähnt worden, daß die Erfindung auf eine Entnahme einer kontinuierlichen Probenreihe abgestellt ist, wobei jede Probenahme über die gleiche vorbestimmte Zeitdauer verläuft. Zum Ende einer derartigen Zeitdauer erfolgt ein Ausblasvorgang. Zu diesem Zeitpunkt wird ein Rohr 37 in Strömungsverbindung mit der Spitze des Ausblasrohres 33 ge-

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"bracht, so daß zu diesem Zeitpunkt Druckluft oder Gas eintritt. Das Rohr 37 kann mit einer stets verfügbaren !Druckgasquelle oder mit einem kleinen Kompressor verbunden sein, der in Abhängigkeit von den Ausblasvorgängen in und außer Betrieb gesetzt wird. Die Verbindung zwischen den Rohren >'? und 33 wird erfindungsgemäß mit Hilfe eines Ventils V. gesteuert, bei welchem es sich um ein Magnetventil handelt, welches über Leitungen 34a und 34b an Spannung schaltbar ist. Das Ventil V^ ist ein Zweiwegeventil, welches in der in den Figuren 2, 4 und 6 dargestellten Stellung jeglichen Fluß aus dem Hohr 37 verhindert, aber in der in Figur 8 dargestellten Stellung eine strömungsmäßige Verbindung der Rohre 37 und 33 herstellt.

Ein in der Zeichnung mit V₂ bezeichnetes Ventil ist ein Dreiwege-Magnetventil, welches gleichfalls über die Leitungen 3^9 und. 34-b an Spannung schaltbar oder erregbar ist. In der den Figuren 2, 4 und 6 zu entnehmenden Stellung sperrt das Ventil Y^ eine Zweigleitung 38, welche einen mittleren Abschnitt des Ausblasrohres 33 mit einer Stelle 39 in der Druckfühlleitung 31 unterhalb des Druckschalters 35 verbindet. Dieses Rohr 38 muß zu den angesprochenen Zeitpunkten an seinem oberen Ende verschlossen sein, um den Aufbau von Luftdruck in der Leitung 3^ zu ermöglichen, damit der Druckschalter 35 in der bereits erläuterten Weise betätigt werdenkann. Wie gleichfalls den Figuren 2, 4 und 6 zu entnehmen, öffnet das Ventil Y^ iⁿ seiner das Rohr 38 sperrenden Stellung eine Lüftungsleitung 40, die an einer Stelle 41 mit dem Ausblasrohr 33 verbunden ist.

Die Arbeitsweise des Steuersystems ist am einfachsten aus den Figuren 3, 5, 7 und 9 erkennbar. Spanrfung wird über die Leitungen L1 und L2 herbeigeführt, welche lediglich mit Hilfe

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eines Hillskontaktes 42 anschließbar sind, wobei der Kontakt 42 lediglich dann geschlossen wird, wenn der Ölabscheider betätigt wird, um das Antriebsrad 17 anzutreiben. Dem Öldetektor wird Strom über einen Zweifachpol-Einschraubenschalter 43 zugeführt. Eine grüne Lampe 44 wird zum Leuchten gebr cht, um das Arbeiten des Öldetektors anzuzeigen. Ein Zeitgliedmotor 45 liegt an den Leitungen L1 und L2 und arbeitet fortwährend, solange die Öldetektorvorrichtung mit Ström versorgt ist. Der Zeitgliedmotor betätigt die Zeitgliedarme T1 und T2 zu vorgeschriebenen Zeitpunkten innerhalb des Zyklus, wie noch nähererläutert wird. Der Irm T1 steht normalerweise mit einem Kontakt 51 in Eingriff, der mit Hilfe einer Leitung 52- mit dem festliegenden Ende des Armes T2 verbunden ist. Ein normalerweise offener Kontakt 46 ist über eine Leitung 47 angeschlossen, um den Ventilen V^, und Vp Strom zuzuführen, was mit Hilfe von Verbindungsleitungen ermöglicht ist. Der Arm 12 steht normalerweise mit dem Kontakt 48 in Eingriff, welcher mit einem Ende des Drucksehalterarms 36 verbunden ist. Wird der Druckschalter in der zuvor "beschriebenen Weise betätigt, so gelangt er in Kontakt mit dem normalerweise offenen gehaltenen Kontaktteil 49, welches in den diagrammartigen Dar-, Stellungen als in Reihe mit der signalerzeugenden Einrichtung S geschaltet dargestellt ist. Diese signalerzeugende Einrichtung S kann ein Horn und/oder eine Lampe oder auch eine Vorrichtung sein, mit deren Hilfe ein Ventil oder ein anderes Instrument betätigbar ist, welches den Fluß des von der erfindungsgemäßen Anzeigeeinrichtung ermittelten Öles steuert.

Bei der in Figur 3 dargestellten Stellung der Teile zueinander stehen die zeitabhängig betätigten Arme T1 und T2 in ihrer normalerweise geschlossenen Stellung, wobei jedoch der Druckschalter offen ist, so daß keinerlei Signal erzeugt und auch kein entsprechender Vorgang ausgelöst wird.

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Wie den Figuren 4 und 5 zu entnehmen, tritt das von der Abscheidevorrichtung angesammelte und mit Hilfe der Abstreifvorrichtung 18 abgestreifte Öl 50 in /lie Trennkaiamer 2p ein, in welcher das öl auf dem V/asser schwimmt. Das V/asser wird jedoch rasclier χ., das 31 en den gehäuse, aas "überlauf rohz· 29 und in die Meßkammer 30 hine.ingedrückt. Das hat zur__ Folge, daß sich die Meßkammer vor Ablauf derjenigen. Zeitdauer füllt," auf welche die Zeitglieder eingestellt sind, was zur Folge hat, daß Wasser aus der Meßkammer bei 32 austritt und in dem Ausblasrohr 33 hochsteigt, wodurch ein auf die Druckfühlleitung 31 wirkender Druck erzeugt wird. Der unten in dem Ausblasrohr 33 wirkende hydrostatische Druck vergrößert den Luftdruck in der Druckfühlleitung 31 bis zu. einem Punkt, wo der Druckschalter 35 betätigt wird, was zur Folge hat, daß der Druckschalteranker 36 in Eingriff mit dem Eontakt 49 gelangt, wie in Figur 5 dargestellt, wodurch der Signalgeber S betätigt wird.

Bei dem in den Figuren 6 und 7 dargestellten Betriebszustand wird die Meßkammer mit V/asser gefüllt, wobei jedoch ein Zustand dargestellt ist, in welchem die Kammer nicht während der yorbestimmten Zeitdauer zum Überlaufen gelangt. Wie bereits erwähnt, wird die vorbestimmte Zeitdauer von dem Zeitgliedmotor eingehalten. Ist die vorbestimmte Zeitdauer abgelaufen, so gelangt der Zeitgliedarm. T1 in Eingriff mit dem Kontakt 46, wodurch die Ventile V^ und Vp dahingehend betätigt werden, daß ein Entleerungs- oder Reinigungsvorgang in Gang gesetzt wird, wie den Figuren 8 und 9 zu' entnehmen.

Bei den entweder in Figur 4 oder in Figur 6 dargestellten Zuständen werden die Steuereinrichtungen in die in Figur 9 gezeigte Stellung gebracht, nachdem die vorbestimmte Zeitdauer

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auf dem Zeitgliedmotor abgelaufen ist. In der Stellung gemäß Figur 9 gelangt der Zeitgliedarm T1 in Berührung mit dem Kontakt 46, wodurch die Ventile. V^ und V₂ dahingehend an Spannung gelegt werden, daß das Druckgas aus der Leitung in das Ausbissrohr 33 gelangt,-wobe.i-zur gleichen Zeit der Lüftungsausgang 40 verschlossen und die Leitung 41 mit der Leitung 38 verbunden wird. Zur gleichen Zeit wird der Zeitgliedarm T2 von dem Kontakt 48 abgehoben, so daß der Signalgeber S nicht betätigt -werden kann. i)ie Druckluft oder das Druckgas strömt sodann in der durch die Pfeile in Figur 8 angedeuteten Richtung, wodurch das Ausblasrohr 33? die Zweigleitung 38, die Druckfühlleitung 31, die Meßkammer 30, das Überlaufrohr 29 und das Blendengehäuse 26 ausgeblasen werden, worauf das unter Druck stehende Medium über die Trennkammer 23 und das Standrohr 21 abströmt. Das Medium geht dann durch die Pfanne 19 und tritt aus der Austragsleitung 20 aus. In der Zwischenzeit wird'die Sammlerleitung 16 weiterhin von dem Ölabscheider durch das mit Öl bedeckte V/asser geführt, wodurch das öl auf herkömmliche Weise entfernt wird. Es zeigt sich somit, daß die Verwendung des erfindungsgern äßeη ölanzeigers keine Störung des normalen Betriebsablaufes des Ölsammlers mit sich bringt.

Einer der bevorzugten Zeitzyklen ist schematisch in Figur 10 dargestellt. Im linken Ende der Zeitachse ist der Zustand gemäß Figur 2 mit Hilfe eines Pfeiles bezeichnet. Zu diesem Zeitpunkt hat der Zyklus gerade begonnen und befindet sich in der Meßkammer eine geringe Menge an Wasser. Während der nächsten 8 bis 10 Minuten wird allmählich immer mehr V/asser in der Meßkammer 30 angesammelt. Der Figur 6 entsprechende Zeitpunkt ist gleichfalls mit Hilfe eines Pfeiles bezeichnet. Der zeitabhängig betätigte Arm T1 bewegt sich während der durch den Block 51 bezeichneten Zeitdauer aus der in Figur

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7 dargestellten Stellung in die in Figur 9 gezeigte Lage. Dadurch, wird die Stellung der Ventile V. und V^ in äer zuvor beschriebenen Weise verändert, so daß Druckgas oder Druckluft durch die Ventile V. und V^ strömt, um dadurch in der beschriebenen Weise das System vollständig zu Ie-^r-'·- bzw. zu reinigen. Während der durch den Block '52 bezeichneten Zeitdauer bewegt sich der zeitabhängig betätigte Arm T2 in seine in F'gur 9 gezeigte Stellung. Dadurch wird der Druckschalter 35 > 36 spannungsfrei geschaltet bzw. enterregt. Der den Zustand gemäß Figur 8 bezeichnende Zeitpunkt ist mit Hilfe eines Pfeiles in Figur 10 markiert. Der üusblaszustand gemäß Figur 8· dauert etwa 1 Minute, worauf ein etwa eine Minute währender Ruhezustand eintritt, der es dem Flüssigkeitsspiegel gestattet, wieder etwa die in Figur 2 dargestellte Höhe einzunehmen, bevor der Druckschalter 35, 36 erneut an Spannung geschaltet wird. Dadurch wird ein unkontrolliertes Ansprechen des Druckschalters vermieden. Beim Ausblasvorgang.werden bei einer Ausführungsform der Erfindung etwa 9,8 1 Luft während des etwa ein minütigen Blasens verbraucht, wobei bei der in Rede stehenden /lusführungsform der Erfindung :die .Meßkammer ein Nettovolumen von etwa einer halben Gallone (etwa 1,85 1) Wasser besitzt.

Die Ventile V^ und Vp werden normalerweise mit Hilfe von nicht dargestellten Federn in ihrer Stellung gemäß Figur 2 gehalten und werden nur dann in die in Figur 8 gezeigte Stellung bewegt, wenn Ihre Magnetspulen, die in Figur 9 schematisch angedeutet sind, über die Leitungen 34a und 34b an Spannung gelegt werden.

Aus praktischen Zwecken können der Druckschalter 35, 36

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und die Ventile V_x, und V₂ oberhalb des Wasserspiegels an der Spitze des Standrohres 21 angeordnet werden, so daß diese Teile nicht angegriffen werden..

\<;\lii'er:J. der Blesperiodo v.-erden alle Kondeneafe aus de*: Druckfühlleitungen entfernt und werden alle Wasserdurchtritte von der Meßkammer und dem Ausblasrohr bis hin zum Standrohr 21 gereinigt, wobei alle Ablagerungen aus dem Standrohr 21 gewaschen und zurück in die Austragsleitung 20 überführt werden.

Die erfindungsgemäße ölanzeigevorrichtung ist in Anpassung an das flexible schwimmende Rohr der in der US-PS 3 709 beschriebenen Abseheideeinrichtung ausgelegt worden. Bei dieser bekannten Einrichtung wird als Sammlerrohr ein. aus Ureten bestehendes Rohr benutzt, welches einen Durchmesser von 19 mm besitzt und sich mit einer Geschwindigkeit von etwa 30,4 m .je Minute während der Probenahme von der Oberfläche des Wasserbehälters bewegt. Bei ihrer Höchstgeschwindigkeit von. etwa 51 >7 m je Minute werden von der Vorrichtung nicht mehr als 11,1 1 (3 Gallonen) Wasser je Stunde und nicht weniger als 18,5 1 (5 Gallonen) je Stunde Öl entnommen. Diese Angaben beziehen sich auf ein öl der Nummer 2 oder ein gleichartiges Öl. Bei einem Großteil der im Hinblick auf die Entfernung von Öl von der Oberfläche von Abwasserbehältern auftretenden Gegebenheiten wird eine langsamere Geschwindigkeit von etwa 21,3 bis etwa..30,4 m/Min für das Sammlerrohr angewandt, wobei 1,9 bis 2,81 (0,5 bis 0,75 Gallonen) Liter Wasser je Stunde gegenüber 76 bis 114 Liter (20 bis 30 Gallonen) je Stunde an Schmierölen, Hydraulikölen oder Isolationsölen entfernt werden. .Aus diesen Zahlen läßt sich ein Verhältnis von 1,67 Teilen öl zu einem Teil Wasser bei den ungünstigsten Bedingungen und ein Verhältnis von 40 Teilen öl

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zu einem Teil Wasser bei Normalbedingungen berechnen. Höhere ölviskositäten ergeben sogar noch, günstigere Verhältnisse im Hinblick auf die Fähigkeit des Detektors zwischen Öl und Wasser zu unterscheiden. Diese Verhältnisse erwiesen sich in Versuchüserieii als bei allen praktisch Vür^üi.uueijutn.. io.^ peraturen, Säure- und Salzgehalten als erzielbar. S'elbst beim Vorliegen..'großer Schmutz- und Schlammengen konnten diese Ergebnisse erzielt werden.

Aus dem Vorstehenden ist ersichtlich, daß der beschriebene und dargestellte Ölabscheider nach der Erfindung zuverlässig imstande ist, zwischen Öl und Wasser zu unterscheiden, wenn diese Flüssigkeiten mit Hilfe eines hydrophoben· ölabscheiders aus einem Behälter gehoben werden.

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Claims (1)

1. Patentansprüche

   Verfahren zum Ermitteln von- auf Wasser schwimmendem

   1, dadurch ge. kennzei chn et, daß mit Hilfe eines hydrophoben Sammlers, der eine größere Affinität zu Öl als zu Wasser besitzt,mit im wesentlichen stetiger Flußmenge .eine kontinuierliche Flüssigkeitsprobe aus der Oberfläche des Wassers entnommen wird, daß . _ eine kontinuierliche. Folge von Proben gesammelt wird, daß Jede Probe mit einem vorbestimmten Parameter während einer einen Zyklus bildenden vorbestimmten Zeitdauer entnommen und am Ende eines Zyklus ausgetragen wird, und daß dann, wenn eine Probe infolge des Vorhandenseins von· Öl in derselben den vorbestimmten Parameter vor Ablauf der vorbestimmten Zeitdauer erreicht, ein Signal erzeugt wird.

   2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Probenahme ein flexibler Kollektor in Form einer endlosen ölannehmenden Schleife in das Wasser und durch das Öl geführt wird und daß der Kollektor, beschichtet mit einem kleinen Volumen an Wasser oder einem großen Volumen an Öl wieder nach oben aus dem Wasser herausgeführt wird, worauf die Beschichtung zwecks Gewinnung der Probe von dem Kollektor entfernt wird.

   3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch g e k e η rzeichnet, daß durch das Gewinnen einer jeden Probe eine Verdrängung von Wasser vorgenommen wird, welche Verdrängung in einer Kammer mit festgelegter Größe gemessen wird und daß das in der vorbestimmten Zeitdauer ange-

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   sammelte, die Kainmergröße übersteigende Wasservolumen zum Erzeugen des Signals "benutzt wird.

   4. Vorrichtung zum Ermitteln von auf V/asser schwimmendem öl, ge k e η i\ ζ e i c h r> e t durch eine" sit Hilfe eines eine größere Affinität zu Öl als zu Wasser besitzenden hydrophilen Sammlers (16) arbeitende Sammlereinrichtung, mittels derer mib im wesentlichen stetiger . "Flußmenge eine kontinuierliche Flüssigkeitsprobe aus der Wasseroberfläche entnehmbar ist, durch eine Einrichtung (18) zum kontinuierlichen Ablösen der Probe von dem Sammler, ein Standrohr (21) und eine Trennkammer (23), welche unterhalb der Probenablöseeinrichtung und mit letzterer in Verbindung stehend vorgesehen sind, durch ein undurchlässiges, rohrförmiges, vertikal angeordnetes Blendengehäuse (26), welches mit seinem unteren Ende mit der Trennkammer in einem von deren oberem Ende entfernten Bereich in Verbindung steht, durch ein Entlüftungsrohr (28), dessen unteres Ende mit dem oberen Ende des Blendengehäuses in Verbindung steht und welches Entlüftungsrohr sich nach oben aus dem Gehäuse (26) erstreckt, durch ein innerhalb des Blendengehäuses angeordnetes vertikales Überlaufrohr (29), welches sich von einem Punkt in der Nähe des oberen Endes des Gehäuses (26) nach unten erstreckt, wobei sich das obere Ende des Überlaufrohres auf einem Niveau (27), entsprechend einem mittleren Abschnitt des Standrohres (21) befindet und das untere Ende des Überlaufrohres in Verbindung mit einer selbständigen Meßkammer (30) steht, welche Meßkammer derart dimensioniert ist, daß sie nicht zum Überlaufen bringbar ist, wenn die vom Sammler entnommene.Probe im wesentlichen nur aus Wasser besteht, durch eine Signalgebereinrichtung (S,31,35,36), welche dann anspricht, wenn die Meßkammer infolge des Vor-

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   liegens nennenswerter Ölmengen in der Probe überläuft, und durch, eine Einrichtung (V^,1^,32,33,38), mit deren Hilfe die Meßkammer in vorbestimmten regelmäßigen Zeit-· Intervallen automatisch entleerbar ist.

   ß. Vorrichtung nach Anspruch 4-,'dadurch g e k e η n- · zeichnet, daß die Signalgebereinrichtung einen Druckschalter (35>36) Ώηά eine Druckfühl leitung (31) aufweist, welche Druckfühlleitungs in luftdichter Weise die Meßkammer (30) und den Druckschalter miteinander verbindet und mit der Meßkammer in der Nähe deren oberen Endes in Verbindung steht.

   6. Vorrichtung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zum automatischen Entleeren der Meßkammer (30) ein parallel zur Druckfühlleitung (31) verlaufendes Ausblasrohr (33) aufweist, welches strömungsmäßig oberhalb der Druckfühlleitung mit der Meßkammer in Verbindung steht, und daß sich das Ausbläsrohr bis zu einem oberhalb des Druckschalters (35₅36) liegenden Niveau erstreckt, daß die Einrichtung zum Entleeren der Meßkämmer ferner eine Umgehungsleitung (38) enthält, die einen mittleren Abschnitt des Ausblasrohres mit einem in der Druckfühlleitung unterhalb des Druckschalters liegenden Punkt (39) verbindet, wobei in der Umgehungsleitung ein normalerweise geschlossenes Ventil (Vp) vorgesehen ist, und daß in der Entleerungseinrichtung für die Meßkammer · eine Einrichtung (34a,34b.,43 bis 49, T1,T2) vorgesehen ist, · mit deren Hilfe dem oberen Ende des Ausblasrohres derart automatisch in den vorbestimmten regelmäßigen Zeitintervallen ein Druckgas zuführbar und gleichzeitig das in der Zweig-. leitung vorgesehene Ventil zu öffnen ist, daß das Ausblas- · rohr, die. Umgehungsleitung, die Druckfühl leitung, die Meßkaanner

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   das uberlaufrohr (29), das Blendengehäuse (26), die : -Trennkammer (23) und das Standrohr säuberbar sind.

   7· Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch Ce kennzeichnet, dsß der Di-uekreh^lter· (";." 36) oberhalb des Niveaus des oberen Endes des Überlaufrohres (29) angeordnet ist.

   8. Vorrichtung nach einem der .Ansprüche 4 bis 7» dadurch gekennzeichnet, daß eine Zeitgebereinrichtung (45 bis 49,T1,T2,) vorgesehen ist, mit deren Hilfe das Druckgas- automatisch regelmäßig in den vorbestimmten gleichmäßigen Zeitintervallen kurzzeitig zuführbar, nachfolgend der Druckschalter (35»36) während einer kurzen Kuhepause ■außer Betrieb setzbar und dann die normalen Bedingungen für die Probenahme wiederherstellbar sind.

   9- Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß ein Schlammschacht (24) im Boden der Trennkammer (23) vorgesehen ist, welcher Schlammschacht mit Hilfe eines Verschlußstopfens (25) zugänglich ist.

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