Устройство для удаления поверхностного слоя нефтесодержащих жидкостей

 

Изобретение предназначено для очистки сточных вод, технологических и смазочно-охлаждающих жидкостей от органических примесей. Устройство содержит маслосборное средство, выполненное в виде пустотелого барабана со скребками, установленного на поверхности жидкости с возможностью вращения вокруг собственной оси. Положение барабана на поверхности жидкости регулируется с помощью подвижной металлоконструкции, на которой размещен набор грузовых пластин. Скребки выполнены в виде сегментов и размещены равномерно по окружности барабана в несколько рядов вдоль его поверхности. С поверхности барабана масло удаляется с помощью лотка, выполненного с прорезями, расположенными с возможностью прохождения в них скребков барабана. Барабан прикреплен с помощью двух тяг к неподвижной металлоконструкции с возможностью качественного двигателя при изменении уровня жидкости. Лоток прикреплен к неподвижной металлоконструкции тягами, составляющими механизм пантографного типа. Тяги лотка соединены пружинами с тягами барабана. Устройство позволяет эффективно удалять с поверхности жидкости нефтепродукты и другие примеси и не требует дополнительной регулировки при износе в процессе эксплуатации. 2 ил.

Изобретение относится к устройствам для забора поверхностного слоя (например, масла) нефтесодержащих сточных вод или других несмешивающихся жидкостей и может быть использовано в очистных сооружениях водоснабжения и канализации в химической, металлообрабатывающей и других отраслях промышленности при очистке технологических, смазочно-охлаждающих жидкостей от органических примесей.

Известно устройство для забора поверхностного слоя жидкости (SU, авторское свидетельство, 981239, кл. C 02 F 1/40, 1982), содержащее подвижную трубу, заборник в виде воронки и приспособление для поддержания устройства на плаву в виде тяг с поплавками, размещенных под углом 120^o одна относительной другой.

Недостатком этого устройства является низкая эффективность удаления поверхностного слоя жидкости в силу следующих причин. Во-первых, удаление масла осуществляется лишь в локальных зонах, а не со всей поверхности, так как заборник большого диаметра требует изготовления и поплавков большого диаметра, поэтому габаритные размеры всего устройства значительно увеличиваются, возникает много застойных зон. Во-вторых, сами поплавки являются участками, препятствующими прохождению поверхностного слоя жидкости в заборник, т.е. вокруг них скапливается большое количество нефтепродуктов (масла). В-третьих, отсутствие каких-либо направляющих, способных удержать заборник в строго определенном положении, приводит к его неизбежному наклону к зеркалу поверхности жидкости, поэтому вместе с поверхностным слоем сливаются и нижние слои, ухудшая в итоге качество разделения нефтепродуктов и жидкости. Наклон заборника к зеркалу поверхности жидкости неизбежен из-за колебания жидкости в емкости, так как сливную систему сделать идеально гибкой и стабильной в процессе работы невозможно. В-четвертых, качество удаления нефтепродуктов снижается еще из-за наличия большого количества застойных зон, так как само устройство в плане представляет собой как бы цилиндрическое тело, вписанное в квадрат, следовательно, эти застойные зоны находятся в углах квадрата. В-пятых, регулировку заборника по высоте осуществлять затруднительно, так как приходится придерживать заборник, вращая поплавки вместе с тягами и гайкой. Все эти причины в итоге снижают эффективность удаления поверхностного слоя с поверхности жидкости.

Известно также устройство для разделения несмешивающихся жидкостей (SU, авторское свидетельство, 1165637, кл. C 02 F 1/40, 1985), содержащее заборник масла в виде телескопической трубы, сферические поплавки, прикрепленные к верхнему торцу заборника, направляющую, вдоль которой перемещается один из поплавков, нанизанных на эту направляющую, и сливную систему в виде гибкого шланга, соединенного с нижним концом телескопического заборника масла.

К недостаткам этого устройства можно отнести следующее. Во-первых, удаление масла осуществляется в локальных зонах, а не со всей поверхности. Во-вторых, устройство работает нестабильно при загрязненной механическими примесями жидкости, так как они попадают в места соединений телескопической трубы и заклинивают ее. В-третьих, сами поплавки являются преградой на пути слива масла в заборник. В-четвертых, скоагулированные частицы на поверхности жидкости, попадая в заборник вместе с маслом, засоряют сливную систему. В-пятых, при колебаниях поверхностных слоев жидкости в заборник попадает большое количество водной фазы. Все эти недостатки в итоге снижают качество удаления масла с поверхности жидкости.

Известно также другое устройство для забора поверхностного слоя жидкости (SU, авторское свидетельство, 1388387, кл. C 02 F 1/40, 1988), содержащее маслосборный щелевой цилиндр, соединенный со сливной системой масла и удерживаемый на поверхности жидкости с помощью устройства пантографного типа, металлоконструкцию, к которой крепится устройство пантографного типа, набор пластин (грузов) для регулировки положения щелевого цилиндра на поверхности жидкости и ручки для крепления грузов.

К недостаткам данного устройства можно отнести его нестабильную работу, а следовательно, и низкое качество разделения поверхностного слоя жидкости вследствие следующих причин. Во-первых, на поверхности жидкости зачастую образуются скоагулированные крупные частицы масляной фазы с посторонними примесями, которые забивают щель щелевого цилиндра, и доступ масла в цилиндр прекращается. Во-вторых, эти частицы образуются и в самом цилиндре, забивая сливную магистраль, в результате чего цилиндр полностью заполняется маслом и водой и погружается в жидкость. В-третьих, при колебании уровня жидкости образуется дисбаланс расхода жидкости на входе в цилиндр и сливе из него, в итоге вместе с маслом поступает много воды. В-четвертых, с противоположной стороны поверхности цилиндра, где нет щели, образуется застойная зона, в которой скапливается большое количество масла, которое удалить практически невозможно, и его приходится перегонять в сторону щели вручную. Все это приводит к снижению эффективности удаления масла.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому изобретению является устройство для удаления поверхностного слоя нефтесодержащих жидкостей (RU, патент, 2035958, кл. E 02 B 15/04, 1995), включающее плавающее маслосборное средство, удерживаемое на поверхности с помощью механизма пантографного типа, подвижную металлоконструкцию с укрепленным на ней набором грузовых пластин для регулировки положения маслосборного средства на поверхности жидкости и сливную систему для удаления масла, причем маслосборное средство выполнено в виде установленных на общей раме привода и связанных с ним цепной передачей двух вращающихся навстречу друг другу пустотелых цилиндров и размещенного между ними скребка в форме лотка, который сообщен со сливной системой, при этом рама шарнирно соединена с механизмом пантрографного типа.

Недостатки этого известного устройства заключаются в следующем. Во-первых, маслозаборные полые цилиндры выполнены гладкими, поэтому снижается эффективность удаления поверхностного слоя жидкости. Во-вторых, лоток жестко прикреплен к маслозаборным цилиндрам до соприкосновения с их поверхностями, поэтому при износе образуются щели между ним и поверхностями цилиндров и в итоге снижается качество удаления поверхностного слоя. В-третьих, лоток при колебаниях уровня поверхностного слоя жидкости и громоздкости плавающего средства по инерции может утапливаться в жидкость и захватывать часть водной фазы. В-четвертых, из-за громоздкости рамы с приводом приходится использовать большое количество грузовых пластин, а следовательно, увеличивается металлоемкость конструкции.

Указанные недостатки обусловлены, во-первых, тем, что гладкие поверхности маслосборных цилиндров могут удалять лишь масло с поверхности жидкости. Однако на практике в жидкость попадают другие посторонние примеси в виде тряпок, щепок и др., которые невозможно удалить вместе с маслом с помощью этих цилиндров. Во-вторых, при образовании щелей между поверхностями цилиндров и стенками лотка при износе последних лоток прекращает удалять масло с поверхностей цилиндров, поэтому качество удаления поверхностного слоя снижается. В-третьих, из-за громоздкости подвижной рамы с приводом увеличивается количество грузовых пластин, а следовательно, повышается металлоемкость устройства.

Цель изобретения - повышение эффективности удаления поверхностного слоя нефтесодержащих жидкостей за счет увеличения прилипания (адгезии) масла к поверхности пустотелого герметичного маслозаборного цилиндра, обеспечение возможности дополнительного выноса с поверхности жидкости других посторонних примесей (тряпок, щепок, скоагулированных частиц и др.) и снижение металлоемкости конструкции устройства.

Поставленная цель достигается тем, что устройство для удаления поверхностного слоя нефтесодержащих жидкостей, включающее маслосборное средство, выполненное в виде пустотелого барабана, установленного на поверхности жидкости с возможностью вращения вокруг собственной оси, подвижную металлоконструкцию с размещенным на ней набором грузовых пластин для регулирования положения маслосборного средства на поверхности жидкости, механизм пантографного типа, сливную систему для удаления масла, выполненную в виде лотка, расположенного с возможностью соприкосновения с поверхностью барабана, раму с установленным на ней приводом вращения барабана, согласно изобретению снабжено неподвижной металлоконструкцией, тягами и пружинами, а барабан снабжен скребками, выполненными в виде сегментов и размещенными равномерно по окружностям барабана в несколько рядов вдоль его поверхности, и прикреплен с помощью двух тяг к неподвижной металлоконструкции с возможностью качательного движения при изменении уровня жидкости, лоток выполнен с прорезями, расположенными с возможностью прохождения в них скребков барабана, а механизм пантографного типа состоит из тяг, которыми лоток отдельно от барабана прикреплен к неподвижной металлоконструкции, причем тяги барабана и тяги лотка связаны пружинами для обеспечения возможности соприкосновения лотка с поверхностью барабана, при этом рама с приводом вращения барабана закреплена на неподвижной металлоконструкции.

Сущность изобретения поясняется чертежом, где на фиг.1 показано устройство для удаления поверхностного слоя нефтесодержащих жидкостей, вид сбоку, на фиг. 2 - то же, вид сверху.

Устройство для удаления поверхностного слоя нефтесодержащих жидкостей состоит из неподвижной металлоконструкции 1, на которой смонтированы рама с приводом 2, металлоконструкция 3 с набором грузовых пластин 4, маслосборное плавающее средство в виде герметичного пустотелого барабана 5, снабженного скребками 6 в виде сегментов, расположенных равномерно по окружностям барабана 5 в несколько рядов вдоль его поверхности, прикрепленного к неподвижной металлоконструкции 1 с помощью тяг 7 и приводимого во вращение с помощью привода 2 и цепной передачи 8. Сливная система выполнена в виде лотка 9 с прорезями 10, прикрепленного с помощью механизма пантографного типа в виде тяг 11 и 12 к металлоконструкции 1, причем лоток 9 постоянно соприкасается с поверхностью барабана 5 при помощи пружин 13. Лоток 9 в нижней части имеет два шланга (не показаны) для отвода масла и других примесей за пределы бака в специальную емкость.

Устройство для удаления поверхностного слоя нефтесодержащих жидкостей работает следующим образом. Загрязненная жидкость сливается в бак, где она отстаивается в течение нескольких минут и на ее поверхность всплывают нефтепродукты ( в частности, масло от утечек со станков) и другие посторонние примеси (в виде тряпок, щепок, скоагулированных частиц и др.). При вращении барабана 5 со скребками 6 с помощью привода 2 и цепной передачи 8 масло прилипает к его поверхности и боковым поверхностям скребков 6 и удаляется стенкой лотка 9, поверхностями прорезей 10 внутрь лотка 9, а затем через сливные патрубки (на чертеже не показаны) - за пределы бака в специальную емкость. Скребки 6 помимо масла удаляют и другие посторонние примеси механическим путем, вынося их из поверхностного слоя и сбрасывая также в емкость лотка 9. Так как лоток 9 прикреплен с помощью механизма пантографного типа в виде тяг 11 и 12 к металлоконструкции 1, то он при колебаниях поверхностного слоя жидкости начинает совершать плоскопараллельное качательное движение, и масло с примесями не выливается сверху из него, что способствует устойчивой работе устройства. Лоток 9 всегда соприкасается с поверхностью барабана 5 за счет пружин 13, прикрепленных к тягам 11, 12 и 7 самого лотка 9 и барабана 5, поэтому при износе не образуются щели между стенкой лотка 9 и поверхностью барабана. Следовательно, не нужна регулировка, а эффективность удаления поверхностного слоя стабильна. Для регулировки местоположения плавающего маслосборного средства служат грузовые пластины 4, смонтированные на металлоконструкции 3, которые можно передвигать в горизонтальном положении вдоль металлоконструкции 3, соединенной с тягами 7 барабана 5.

Предлагаемое устройство обладает следующими преимуществами. Во-первых, за счет увеличения площади боковой поверхности барабана путем размещения на ней скребков возрастает площадь адгезии нефтепродуктов. Во-вторых, скребки могут удалять механическим путем и другие посторонние примеси (тряпки, скоагулированные частицы и др.). В-третьих, рама с приводом смонтирована на неподвижной металлоконструкции, следовательно, уменьшается инерция при качательном движении маслосборного средства. В-четвертых, при износе стенок лотка при трении их о поверхность барабана не образуются щели, не требуется регулировка из-за наличия пружин, прикрепленных к тягам лотка и барабана. Все это приводит к повышению эффективности удаления поверхностного слоя нефтесодержащих жидкостей.

Формула изобретения

Устройство для удаления поверхностного слоя нефтесодержащих жидкостей, включающее маслосборное средство, выполненное в виде пустотелого барабана, установленного на поверхности жидкости с возможностью вращения вокруг собственной оси, подвижную металлоконструкцию с размещенным на ней набором грузовых пластин для регулирования положения маслосборного средства на поверхности жидкости, механизм пантографного типа, сливную систему для удаления масла, выполненную в виде лотка, расположенного с возможностью соприкосновения с поверхностью барабана, раму с установленным на ней приводом вращения барабана, отличающееся тем, что оно снабжено неподвижной металлоконструкцией, тягами и пружинами, а барабан снабжен скребками, выполненными в виде сегментов и размещенными равномерно по окружностям барабана в несколько рядов вдоль его поверхности, и прикреплен с помощью двух тяг к неподвижной металлоконструкции с возможностью качательного движения при изменении уровня жидкости, лоток выполнен с прорезями, расположенными с возможностью прохождения в них скребков барабана, а механизм пантографного типа состоит из тяг, которыми лоток отдельно от барабана прикреплен к неподвижной металлоконструкции, причем тяги барабана и тяги лотка связаны пружинами для обеспечения возможности соприкосновения лотка с поверхностью барабана, при этом рама с приводом вращения барабана закреплена на неподвижной металлоконструкции.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2