撇除和分离装置的制造方法
【技术领域】
[0001 ]本发明涉及一种根据独立权利要求前序部分所述的撇除和分离装置。
【背景技术】
[0002 ] 本发明涉及在专利US-6743358和US-7807059中所公开的装置。
[0003]US-6743358涉及用于收集水体表面上漂浮的材料的设备。相应的该设备可用来收集漂浮在水上的不同种类的污染物质，包括固体和液体，但是特别想到且合适的是收集水面上溢出的油，包括与固体材料混合的油。更加特别的是，该设备涉及一种撇除器设备(撇除器)，这种撇除器设备适于在所沉浸的收集器皿的表皮堰槛(weir)之上撇除表层并且允许污染物质积聚在收集器皿中水的表面上，以便它们然后以一些适当的方式被移除。
[0004]W097/07292和W099/22078公开了那种类型的设备的现有技术实施方式。在这种现有技术设备中，收集器皿具有侧壁，其包括上壁部分和下壁部分，该上壁部分具有一些浮力并且其上端形成了撇除堰槛，并且上壁部分相对于下壁部分是可竖直移动的。上壁部分和下壁部分共同横向划界收集隔间的上部子隔间，该收集隔间具有进口，该进口通过撇除堰槛所形成。收集隔间的底部子隔间形成了延长部分，并且与上部子隔间开放式连通。水通过其底壁中的开口而供给到收集器皿并且从该收集器皿排出。
[0005]在W097/07292中所公开的设备中，油被收集在收集隔间的上部子隔间中容纳的水的表面上。通过将水从下供给到收集隔间中而其从收集隔间中排出，以便使得撇除堰槛被按压抵靠覆盖板，该覆盖板具有排出开口并且使得水面上的油层通过排出开口而排出到适当的接收器中。
[0006]在W099/22078中公开的设备中，油积聚在分离隔间中，该分离隔间横向划界在内壁与外壁之间，该内壁类似于根据W097/07292的设备的侧壁。油在内壁的撇除堰槛之上进入并且在通过内壁所划界的收集隔间中向下移动。在内壁下边缘处，油进入分离隔间，在该处其积聚在那里水的表面上。分离隔间通过具有排出开口的顶壁所向上划界，油可以通过该排出开口而以与根据W097/07292的设备中的相同方式被排出，这是通过将水从下供给到收集器皿中。
[0007]—个将分离隔间定位在由内壁所划界的收集隔间外面的优点是从隔间向外流入到分离隔间的油被水平分配在一区域上，该区域可易于制造地比内壁所划界的水平区域大很多。相应地，分离隔间中油的水平速度可以非常低，因此使得油基本上没有干扰地上升到分离隔间中的表面。
[0008]各种类型的实心物体通常通过油所携带，并且当油将被从分离隔间中排出时候导致问题。在根据W099/22078的设备中，这种物体具有收集在分离隔间中油层顶部处的倾向，邻近收集隔间的顶壁或顶，并且当油通过排出开口被排出的时候保持在那里。因此，仅仅低于或者接近于排出开口的这些物体随着从分离隔间中所排出的油而被加以携带。
[0009]根据US-6743358所述的设备适于漂浮在承载将被收集的较低密度材料的水体中。这种材料在此被认为是油，可能与一种或者另一种实心物体(例如瓶盖、塑料片、树皮片和木材或者其他碎肩)混合。然而，应当指出该发明还关于专门收集固体碎肩(例如漂浮在户外池水面上的树叶或者其他植物碎肩)是有益的。
[0010]—种用于收集具有比水密度更高并且由水体表面所承载的污染物质的已知方法使用了撇除设备，即，一种水体表层通过其被撇除到收集器皿中的设备。一个示例在W001/12905 A1中示出。
[0011]该方法以每个操作周期进行循环，该操作周期包括吸入阶段和排出阶段。在吸入阶段期间，表层进入到收集器皿中，该收集器皿具有设置顶壁的分离隔间。流入到收集器皿中的入流通过与分离隔间相连通的进口所产生。在吸入阶段期间，通过入流表层所夹带的污染物质能够依靠重力作用加以收集，即依靠他们的较低密度，正如分离隔间顶壁之下的污染物质层。这种层漂浮在分离隔间中的下层水上。
[0012]在排放阶段，收集在分离隔间顶壁之下的污染物质层通过立管(riser)而从分离隔间被消除，这是通过将水作为替代液体而引入到污染物质之下的分离隔间中。
[0013]正如实际上所使用的那样，由实施该方法所借助的撇除器设备自动操作，基于感应分离隔间与立管中的污染物质和水层之间的界面，吸入和排放阶段在控制下开始和终止。根据W001/12905 A1，感应通过使用超声波传感器而得到执行，但是其他种类的传感器也可使用。
[0014]为了高效地实施收集，吸入和排出阶段的控制必须以可靠的方式来控制并且包括简单改变到存在于每种情况中的条件的可能性，例如通过所撇除的表层而被运送到收集器皿中并且在其中进行澄清的较重颗粒的量、污染物质的成分和粘性等。污染物质通常包括固体和液体污染物质的混合物，并且可部分具有比所撇除表层中水密度更高的密度，并且部分地具有比水更低的密度。
[0015]通过使用传统的传感器，难以以令人满意的方式可靠地控制吸入和排出阶段。超声波传感器，例如，可以优良的方式进行操作，如果他们为了这些层适当地设置，在这些层上声音将被反射或者声音所将要穿透这些层，但是如果该层密度或者声音传输性能将改变，传感器的设置不得不进行改变。如果颗粒进入传感器区域，则功能以不可预知的方式将被影响。
[0016]用来检测污染物质层与承载该层的水之间的界面或者密度差的其他传感器是为了解决种种问题，这些问题使得其难以在全部操作状况下具有吸入和排放的满意控制。
[0017]另一个问题是由以下事实所导致的，即所撇除的表层通常包含具有比表层水更高的密度的材料，但是不过通过表层水所承载并且运送到收集器皿。然而在收集器皿中，该材料可得到澄清，因为存在较低流速，尤其是在分离隔间中。所澄清的材料可收集在分离隔间的底壁上，并且逐渐使收集器皿负载较重，这足以危害撇除器设备的功能。
[0018]将在US-7807059中得到解决的问题是提供一种所指出类型的方法，在该方法中吸入和排放阶段的开始和终止以令人满意的方式得到可靠控制。
[0019]根据US-7807059，对于这个问题的技术方案是基于在操作周期期间监测水体中收集器皿的重量变化，并且响应于达到预定值的所述重量而开始吸入和排放阶段。这些变化可以不同的方式得到监测。
[0020]—种方法是测量水体表面与参考点之间的距离，该参考点被相对于收集器皿固定并且处于水体表面之上。这些改变通过改变收集器皿的浸入深度而对其自身进行呈现。例如，距离测量可使用回声探测器而得到实现。
[0021]另一种方式是使用测压元件而直接测量水体中收集器皿的重量。
[0022]US-7807059还涉及了用于实施根据发明所述方法的设备，以及涉及一种软件产品，其尤其用于通过使用计算机和与其协作的辅助工具而实施根据US-7807059的方法。该软件产品的使用通过使用安装在那里的计算机或者经由使用服务器的通信链路而专门局部地在收集设备中得到实施，该服务器与收集设备(例如可经由互联网存取的服务器)地理上地分离。
[0023]因而，本发明涉及了在专利US-6，743，358和US-7，807，059 B2中公开的设备。
[0024]在那些专利中公开的设备可被描述为撇除和分离设备，其可用来收集不同种类的污染物质，固体和液体;漂浮在水上，但是其特别想到且合适的是与收集在水面上溢出的油，包括与固体材料混合的油。他们包括分离和收集器皿。该收集隔间包括上部子隔间和下部子隔间，所述上部子隔间通过内壁所横向划界，该内壁具有用于形成进入收集隔间的进口的撇除堰槛装置，所述下部子隔间通过外壁所横向划界，并且与分离和存储隔间相连通并连通到底部出口。分离和存储隔间周围地连接到具有驱动装置的流出隔间，用于从该处通过底部出口排出水。内壁(收集支柱)和产生分离和储存隔间的外壁(外部壳体)可积聚和存储漂浮材料。这种隔间与收集隔间的内部子隔间开放式的连通。在分离隔间的顶部处设置阀门，并且当处于打开位置的时候，阀门将分离隔间与收集隔间的上部子隔间相连接。该阀门在污染物质收集期间停留在关闭位置，这是由于在底部排出装置在收集阶段产生的负压。一旦分离和储存室被认为是足够满，则通过换向通过设备的流动而开始排空阶段。出口现在将变为进口，压力将产生在设备内部。阀门将打开而堰槛撇除装置将靠近碎肩出口布置。
[0025]在分离和储存隔间中的所收集和存储的污染物质现在被认为是通过浮力而迀移到收集隔间的上部子隔间。一旦污染物质在原地，则由底部驱动装置所产生的液压力将迫使将被排出的污染物质通过污染物出流进入一次性漂浮袋或其他的存储装置中。
[0026]已经发现上述装置的分离很好，但是在收集高粘度油和混合污染物质时排空该装置非常困难并且费时。
[0027]本发明的一个目的是实现了一种改善的撇除和分离设备，其相比于之前已知的设备更容易和更少费时地加以排空，尤其是当收集高粘度油和所混合的污染物质的时候。
[0028]本发明的另一个目的是实现一种改善的分离装置，其构造为用于大范围的应用和模式。
【发明内容】
[0029]至少上述目的通过根据独立权利要求的本发明而得到实现。
[0030]第一独立权利要求和引用该权利要求的从属权利要求涉及第二实施方式，并且第二独立权利要求和引用该权利要求的从属权利要求涉及第一实施方式。