NO167016B

NO167016B - Innretning til opptagning av flytende stoffer fra et fluid

Info

Publication number: NO167016B
Application number: NO88885000A
Authority: NO
Inventors: Jim Sandkvist
Original assignee: Sandvik Process Systems Ab
Priority date: 1987-02-18
Filing date: 1988-11-09
Publication date: 1991-06-17
Also published as: SE8700693D0; DK607788D0; KR890700513A; FI894248A7; DK161952B; NO167016C; EP0351412A1; NO885000D0; SE456750B; DK607788A; EP0351412B1; FI894248A0; WO1988007000A1; US5051181A; DK161952C; NO885000L

Description

Oppfinnelsen angår en innretning for opptagning av stoffer som flyter i eller på overflaten av et fluid, hvilke stoffer ved en relativ bevegelse mellom innretningen og fluidet feres til minst én opptagningsmaskin som er delvis nedsenket i fluidet.

En maskin som er vanlig benyttet for opptagning av f.eks. olje fra vann består av en belteopptager som omfatter et endeløst, skråstilt belte, hvis nedre ende er nedsenket i vannet og hvor oljen skal feste seg til det oppstigende parti av det roterende beltebånd. Ved den andre, øvre ende av belteopptagningsmaskinen er det anordnet en innretning til å skrape bort olje fra beltet. Disse belteopptagningsmaskiner blir vanligvis instal-lert i spesialfartøyer, hvor beltet kan være anordnet i oppstrøms- eller nedstrømsretningen.

Under visse driftsbetingelser motvirker rotasjonen av disse belte jsin egen funksjon. De fleste belteopptagningsmaskiner er ment til opptagning ved fronten, som en elevator, hvor oljen, ofte ved hjelp av lenser, samles og leveres til beltet, og oljen derpå transporteres videre oppover langs beltet. Innløpssystemet til disse belteopptagningsmaskiner har vist seg å ha noen alvorlige ulemper, basert på det faktum at det lett påvirkes av bølger, slik at opptagningskapasiteten blir betydelig redusert, selv om hastigheten er redusert til under en knop. Problemet er at belteopptagningsmaskinen genererer en baugbølge, dels fordi beltet ved sin bevegelse oppover "river" med seg vann, og dels fordi en mottrykks-baugbølge dannes når opptagningsanordningen beveger seg opp og ned gjennom vannmassen. Vannfilmen som dermed frembringes av baugbølgen, forhindrer effektivt at oljen hefter seg til beltet.

Hensikten med den foreliggende oppfinnelse er å skaffe en opptagningsinnretning som: a) tillater en slik innstrømning av olje til opptagnings-innretningens innløp, at oljen ikke "rives" (tvinges) ned

under vannoverflaten,

b) ikke påvirkes av bølgene, slik at tilstrømningen ikke forstyrres i nevneverdig grad, c) forhindrer dannelse av en baugbølge når opptagningsinnretningen beveger seg fremover gjennom fluidet, d) tillater oljeklumper, faste forurensninger etc. å komme inn i innretningen og bli ført gjennom systemet, e) skal utføres på en slik måte at olje som flyter på vannet innenfor en relativt stor radius omkring innløpsåpningen,

dras mot denne,

f) kan ta hånd om olje med forskjellige viskositeter (høy-viskøs såvel som tungolje), g) er utført slik at olje som ikke er blitt tatt opp eller som har unnsluppet fra beltet, føres tilbake til opptagnings-posisjonen,

h). er lett å fremstille og håndtere,

±\ er lett justerbar i høyde- og sideretning,

k) har en høy opptagningskapasitet.

Disse oppgaver er blitt løst ved at minst ett parti av den nedsenkede del av opptagningsmaskinen i fluidet er omgitt av minst ett avskjermings- og avbøyningsorgan, som er anordnet til i fluidet rundt den nedsenkede del å frembringe en lesone og rettet strømning i fluidets overflatesone, at avbøyningsorganet består av en frontskjerm plassert foran den nedsenkede del av opptagningsmaskinen, sett i fluidets strømningsretning, eller i innretningens bevegelsesretning, idet frontskjermen hovedsakelig er anordnet på tvers av fluidets strømningsretning og er utført for å strekke seg dels over og dels under fluidoverflaten, i det minste på nivå med den nedre kant av den nedsenkede del.

I den forbindelse skal det anføres at det fra NO-PS nr. 137458, nr. 152617 og 157342 er kjent innretninger til fjerning av flytende stoffer som flyter på et fluid eller danner et væskesjikt på en vannoverflate, men ingen av disse oppviser organer til dannelse av en rettet strømning i en lesone. Oppfinnelsen vil bli beskrevet nærmere nedenfor med henvisning til den ledsagende tegning, som viser noen utførelser. Fig. 1 viser et sideriss av den nedre del av en innretning i henhold til oppfinnelsen, sterkt skjematisk og i sin enkleste form. Fig. 2 viser en modifisert variant av innretningen i henhold til oppfinnelsen sett ovenfra.

Fig. 3 viser et snitt langs linjen III-III på fig. 2.

Fig. 4 viser en ytterligere utførelse av oppfinnelsen anordnet med doble opptagningsmaskiner sett ovenfra. Fig. 5 viser innretningen i henhold til fig. 4 sett forfra i større skala og delvis i snitt. Fig. 6 og 7 viser innretningen i henhold til fig. 4 og 5 montert ved stavnen av et skip, sett ovenfra og forfra.

Den følgende beskrivelse vil bli spesifikt rettet mot opptagning av olje fra en vannoverflate, men innretningen i henhold til oppfinnelsen kan like så vel benyttes til å ta opp andre flytende stoffer fra et vilkårlig fluid.

Opptagningsinnretningen i henhold til oppfinnelsen omfatter en opptagningsmaskin 11, som på kjent måte består av et endeløst belte 12, f.eks. et flettet stålbeltebånd, som er anordnet rundt en nedre rulle 13 og en øvre rulle 14, som drives på en ikke nærmere vist måte. Ved den øvre del av beltet er det anordnet en skraper 15 og/eller en pressvalse 16 som forhindrer olje fra å følge returdelen av beltet. Ved hjelp av en renne 17 blir oljen som er blitt transportert oppad, ført bort til en oppsamlingsbeholder 18.

I det følgende beskrives opptagningsinnretningen når den er plassert på et fartøy som frembringer en relativ bevegelse til vannet. Naturligvis er det også mulig å plassere innretningen stasjonært i et strømmende fluid. Ved konvensjonelle belteopp-tagere dannes det foran den nedre belterulle 13, sett i strømningsretningen, en trykkside og bak belterullen en sugeside. Rotasjonsbevegelsen av beltet såvel som bevegelsen av skipet danner en baugbølge på den oppstigende beltedel 12, som slipper fra seg en vannfilm som hindrer olje fra å feste seg til beltet 12. For å håndtere dette problem er det i henhold til oppfinnelsen som et første vesentlig trinn foreslått å anordne minst ett avbøyningsorgan 20 foran den i vannet nedsenkede del 19 av opptagningsmaskinen 11. I utførel-sen vist på fig. 1 består dette avbøyningsorgan 20 av en frontskjerm 21, som kan være svingbart forbundet med opptagningsmaskinen 11, slik at den kan innta ulike høyde- og skråstillinger. Ved hjelp av denne frontskjerm skapes det bak den en lesone 22, på fig. 1 vist med strekpunkterte linjer, til hvilken sone det tilføres overflatevann, hovedsakelig fra siden, slik at det genereres en rettet strømning, mens lesonen i mindre grad fylles nedenfra.

Avbøyningsorganet 20 kan også omfatte en bakre skjerm 23 plassert nedstrøms for den nedsenkede del 19 av opptagningsmaskinen 11, omtrent ved stillingen hvor lesonen 22 ender og fortsetter i en normalstrømning, slik at det fås en økning av den rettede strømning i lesonen 22. Denne rettede strømning benyttes dels for å få en kontinuerlig tilstrømning av olje til beltes opptagningssone og dels til å frembringe en re-sirkulasjon av olje, som av forskjellige årsaker ikke er blitt tatt opp ved det første opptagningsforsøk. For ytterligere å forbedre den rettede strømning i lesonen er det mulig ved utførelsen av innretningen vist på fig. 2 og 3 på en side av lesonen å plassere en sideskjerm 24 mellom frontskjermen 21 og den bakre skjerm 23, hvilken sideskjerm muliggjør en kontrol-lert oppsamling av olje ved at lesonen er begrenset på tre sider. Denne sone tjener også som en utjevnende buffer.

Opptagningsinnretningen i henhold til oppfinnelsen skal også kunne benyttes på meget grunt vann, og for å forhindre at vann som passerer under den, skal trenge opp i lesonen under rullen 13 og vaske bort vedheftet olje, er det plassert en bunnskjerm 25 umiddelbart overfor den nedsenkede del av opptagningsmaskinen, dvs. like foran rullen 13, hvilken bunnskjerm kan være tett festet til frontskjermen 21 i utførelsen vist på fig. 2 og 3.

Det er også vesentlig at skjermene 21, 23, 24 og 25 ikke er plassert for nær opptagningsmaskinen 11, da den rettede strømning som frembringes i lesonen ellers vil bli redusert, noe som er funnet å være særlig kritisk når tykkere olje skal tas opp. En slissbredde mindre enn 10 cm bør unngås. Ved forsøk er det dessuten funnet at bunnskjermen 25, som er virksom som erosjonsbeskyttelse, ikke må dekke hele bunnen av lesonen, da passasjen av vann ellers forhindres og fører til en kapasi-tetsreduserende oppstuing. En dekkende bunn kan dessuten ved hiving effektivt vaske ut den innsamlede olje, slik at det generelt bare bør være få dempende horisontale overflater innenfor lesonen.

Den bakre skjerm 23 kan f.eks. bestå av en fleksibel skjerm, f.eks. en lense, for å unngå skarpe hjørner hvor det kan dannes virvler, som kan ha en negativ effekt på den rettede vannbevegelse i overflatevannet i lesonen.

I utførelsen i henhold til fig. 4 og 6 er opptagningsmaskinen II dublert og plassert perpendikulært på vannets strømnings-retning. De nedsenkede deler 19 av opptagningsmaskinene er plassert temmelig nært og parallelt til hverandre, men langt nok borte fra hverandre til ikke å forstyrre de rettede strømninger som frembringes rundt hvert del 19. De samme detaljer på denne utførelse er gitt de samme henvisningstall som ved den foregående utførelse. I denne utførelse er bunnskjermen 25 således plassert sentralt under de nedsenkede deler av begge maskiner, mens sideskjermene 24 er utelatt. En sideskjerm kan forekomme som en skillevegg mellom de to opptagningsmaskiner.

I utførelsen i henhold til fig. 6 og 7 er opptagningsmaskinene II plassert på den måte som er vist på fig. 4 og 5. I denne utførelse kan fartøyets plane stevn også utgjøre den bakre skjerm 23 for lesonen 22. Opptagningsinnretningen er fortrinnsvis utført som en separat enhet, f.eks. i form av et kassett-system, som på en enkel måte etter behov kan monteres på forskipet av et passende fartøy. I den viste utførelse er skrapeinnretningen plassert utenfor fartøyets skrog, hvor oljen som tas opp samles direkte i spesielt utviklede oljesekker. Opphengningsinnretningen for sekkene kan utføres som et kassettsystem hvor en fylt sekk skiftes ut med en ny sekk uten at driften avbrytes. Den fylte sekk løftes ombord eller forankres frittflytende ved siden av skroget for senere å transporteres bort.

Frontskjermen 21 kan være utført som en flottør for å ta opp en viss del av innretningens vekt og har fortrinnsvis strøm-linjeform for å redusere vannmotstanden.

Opptagningsmaskinen 11 er ovenfor blitt beskrevet som en belteopptagningsmaskin, men oppfinnelsen kan med samme fordel benyttes med andre typer opptagningsmaskiner, f.eks. såkalte adhesjons-"skimmere" som består av en rekke roterende skiver som oljen fester seg til og hvor oljen skrapes av over vannoverflaten og plasseres i en samlerenne. Også pumper som flyter på vannoverflaten og pumper oljefilmen opp fra vannet, er et mulig alternativ. Forsøk som er blitt gjort med opptagningsinnretningen i henhold til oppfinnelsen, har vist en høy kapasitet for oljeopptagning, og den er ikke bare i stand til å ta opp olje innenfor et temmelig snevert viskositetsom-råde, men fra meget lawiskøse oljer til tunge oljer. Innretningen kan også arbeide i grov og krapp sjø, da den i seg selv frembringer en lesone. Rengjøringen av opptagningsinnretningen byr ikke på noen vansker, da den bare består av glatte skjermer foruten opptagningsbeltet som lett kan spyles.

Claims

1. Innretning for opptagning av stoffer som flyter i eller på overflaten av et fluid, hvilke stoffer ved en relativ bevegelse mellom innretningen og fluidet føres til minst én opptagningsmaskin (11) som er delvis nedsenket i fluidet,karakterisert vedat minst ett parti av den nedsenkede del (19) av opptagningsmaskinen (11) i fluidet er omgitt av minst ett avskjermings- og avbøyningsorgan (20), som er plassert for i fluidet rundt den nedsenkede del (19) å frembringe en lesone (22) og en rettet strømning i fluidets overflatesone, at avbøyningsorganet (20) består av en frontskjerm (21) plassert foran den nedsenkede del (19) av opptagningsmaskinen, sett i fluidets strømningsretning, eller i innretningens bevegelsesretning, idet frontskjermen (21) hovedsakelig er anordnet på tvers av fluidets strømningsretning og er utført for å strekke seg dels over og dels under fluidoverflaten, i det minste på nivå med den nedre kant av den nedsenkede del (19).

2. Innretning i henhold til krav 1,karakterisert vedat utstrekningen av frontskjermen (21) i sideretningen svarer i det minste til bredden av den nedsenkede del (19) av opptagningsmaskinen, og at det i noen avstand fra frontskjermen (21) bak delen (19) er anordnet en bakre skjerm (23) som har en større sideutstrekning enn frontskjermen (21).

3. Innretning i henhold til krav 2,karakterisert vedat lesonen (22) mellom frontskjermen og den bakre skjerm (21, 23) på en side, sett i fluidets strøm-ningsretning eller i innretningens bevegelsesretning, er begrenset av en sideskjerm (24) anordnet tett liggende for å slutte seg til i det minste frontskjermen (21).

4. Innretning i henhold til et eller flere av de foregående krav,karakterisert vedat det i lesonen (22) i noen avstand under den nedsenkede del (19) av opptagningsmaskinen (11) er anordnet en bunnskjerm (25), hvis horisontale utstrekning er begrenset til den horisontale utstrekning av den nedsenkede del (19).

5. Innretning i henhold til et eller flere av de foregående krav,karakterisert vedat det mellom den nedsenkede del (19) av opptagningsmaskinen (11) og hver skjerm (21, 23, 24, 25) er anordnet en fri sliss som har en slik bredde at den rettede strømning av det passende fluid opprettholdes i lesonen (22).

6. Innretning i henhold til et eller flere av de foregående krav,karakterisert vedat i det minste frontskjermen (21) og fortrinnsvis alle skjermene (21, 23, 24, 25) er vertikalt justerbare.