Устройство для введения под ледяной покров водной поверхности сорбента

 

Изобретение относится к области защиты окружающей среды и предназначено для ликвидации разливов нефти или нефтепродуктов под ледяным покровом морей и водоемов. Устройство содержит погружаемую под ледяной покров емкость, соединенную с поплавком и заполненную сорбентом, агрегатированным из отдельных элементов, и тросовую подвеску емкости. Емкость выполнена в виде вертикальной в рабочем положении трубы с внутренним упором вблизи ее нижнего конца и снабжена штоком, расположенным продольно внутри трубы и имеющим в верхней части поршень, а на нижнем конце - утяжеленный оголовок-распылитель, заостренный вниз, выступающий за пределы нижнего конца трубы и соединенный с последней с помощью штифтов, разрушающихся при ударных нагрузках. В трубе между поршнем и оголовком-распылителем размещен сорбент, а шток установлен в трубе с возможностью перемещения поршня до внутреннего упора. Поплавок выполнен в виде цилиндра диаметром, большим внешнего диаметра трубы, и с цилиндрическим выступом на нижнем торце, входящим в верхний конец трубы и соединенным с последней тросовой подвеской, а также с помощью штифтов, разрушающихся при ударных нагрузках. Изобретение упрощает процесс введения сорбента под поверхность льда и расширяет площадь контакта сорбента с загрязнениями с одновременным сокращением продолжительности введения сорбента под ледяной покров. 2 ил.

Изобретение относится к области гидротехники, в частности к технике ликвидации последствий загрязнений окружающей среды, и может быть использовано для ликвидации разливов нефти или нефтепродуктов под ледяным покровом морей и водоемов.

Известно устройство для удаления нерастворимых жидкостей, например нефтепродуктов с поверхности воды, включающее узел подачи сорбента на загрязненную поверхность воды, выполненный на базе формирователя воздушного потока, обеспечивающего подачу сорбента на загрязненную поверхность и перемещение его по последней (авторское свидетельство SU N 1057612, E 02 В 15/10, 1983).

Недостатком известного устройства является невозможность его использования в условиях наличия сплошного ледяного покрова на водной поверхности, т. к. оно не предусматривает разрушения ледяной корки.

Также известно устройство для введения под ледяной покров водной поверхности рабочих реагентов, например водно-воздушной смеси, включающее насос, установленный на поверхности льда, и напорный трубопровод для подачи реагента под ледяной покров через прорубь. (Патент ФРГ N 1484358, E 02 B 15/02, 1971).

Недостатками указанного устройства являются необходимость размещения на поверхности льда громоздкого и тяжеловесного оборудования и большая продолжительность выполнения подготовительных работ.

Из известных устройств наиболее близким к предлагаемому является устройство для введения под ледяной покров водной поверхности сорбента для нефтяных загрязнений, включающее погружаемую посредством троса под ледяной покров через предварительно выполненную прорубь перфорированную емкость, соединенную с поплавком, заполненную сорбентом и взаимодействующую с магнитной шайбой, размещенной на внешней поверхности ледяного покрова. (См. патент RU N 2054089, E 02 B 15/04, 1996).

Недостатком известного устройства является ограниченная область распределения сорбента под ледяным покровом, обусловленная размещением сорбента в замкнутом ограниченном объеме емкости и соответственно обеспечением его контактирования с ограниченным участком нефтяной пленки на внутренней поверхности ледяного покрова, что, в свою очередь, увеличивает длительность обработки. Кроме того, для реализации функционирования устройства необходимо предварительное выполнение в ледяном покрове проруби для введения под лед емкости с сорбентом, что удлиняет срок подготовительных работ, а использование магнитной шайбы для перемещения емкости с сорбентом по ледяному покрову ограничено толщиной последнего.

В основу настоящего изобретения положена задача создания устройства для введения под ледяной покров водной поверхности сорбента, обеспечивающего повышение площади контактирования сорбента с нефтяными загрязнениями за счет поперечного и продольного распределения сорбента под ледяным покровом, а также сокращение продолжительности введения сорбента под поверхность льда и упрощение процесса его введения за счет пробивания льда и образования проруби непосредственно в процессе работы устройства без проведения специальных подготовительных операций.

Поставленная задача достигается тем, что в устройстве для введения под ледяной покров водной поверхности сорбента, преимущественно для нефтяных загрязнений, содержащем погружаемую под ледяной покров емкость, соединенную с поплавком и заполненную сорбентом, агрегатированным из отдельных элементов, и тросовую подвеску емкости, согласно изобретению, емкость выполнена в виде вертикальной в рабочем положении трубы с внутренним упором вблизи ее нижнего конца и снабжена штоком, расположенным продольно внутри трубы и имеющим в верхней части поршень, а на нижнем конце - утяжеленный оголовок-распылитель, заостренный вниз, выступающий за пределы нижнего конца трубы и соединенный с последней с помощью штифтов, разрушающихся при ударных нагрузках, причем сорбент размещен в трубе между поршнем и оголовком-распылителем, а шток установлен в трубе с возможностью перемещения поршня до внутреннего упора, при этом поплавок выполнен в виде цилиндра с диаметром, большим внешнего диаметра трубы, и c цилиндрическим выступом на нижнем торце, входящим в верхний конец трубы и соединенным с последней подвеской, а также с помощью штифтов, разрушающихся при ударных нагрузках.

В дальнейшем изобретение поясняется конкретным примером его выполнения и прилагаемыми чертежами, на которых: на фиг. 1 показан общий вид устройства после сбрасывания, например, с вертолета, до контакта с ледяным покровом; на фиг. 2 изображено устройство в конечном рабочем положении в процессе распределения сорбента.

Устройство для введения под ледяной покров водной поверхности сорбента состоит из трубы 1, полость которой заполнена сорбентом 2, штока 3, расположенного продольно внутри трубы 1, на верхнем конце которого закреплен поршень 4, а на нижнем конце - утяжеленный оголовок-распылитель 5, заостренный вниз.

Утяжеленный оголовок-распылитель 5 выступает за пределы нижнего конца трубы 1 и соединен с ней с помощью штифтов 6, разрушающихся при ударных нагрузках.

Шток 3 установлен в трубе 1 с возможностью перемещения поршня 4 до внутреннего кольцевого упора 7, выполненного в трубе вблизи ее нижнего конца.

Труба 1 соединена с поплавком 8, который выполнен в виде цилиндра с диаметром, большим внешнего диаметра трубы, и имеет цилиндрический выступ 9 на нижнем торце, входящий в верхний конец трубы 1 и соединенный с ней тросовой подвеской 10 и посредством штифтов 11, разрушающихся при ударных нагрузках.

В качестве сорбента 2 может быть использован порошкообразный или гранулированный сорбент, природа которого позволяет применять его для сорбции нефтяных загрязнений.

Позициями 12, 13, 14 на фигурах обозначены соответственно уровень разлива нефти или нефтепродукта, ледяной покров и прорубь.

Устройство работает следующим образом.

После сбрасывания устройства с вертолета над местом разлива нефти или нефтепродукта 12, находящегося под льдом 13, поплавок 8 (фиг. 1) в хвостовой части устройства выполняет стабилизирующие функции, предотвращает кувыркание устройства в воздухе и обеспечивает вертикальное падение устройства оголовком-распылителем 5 вниз. При контакте оголовка-распылителя 5 со льдом 13 и его пробивании за счет ударных нагрузок от силы инерции трубы на оголовок-распылитель 5 разрушаются штифты 6, находящиеся в нижней части трубы, и за счет ударных нагрузок от силы инерции поплавка 8 на трубу 1 разрушаются штифты 11, находящиеся в верхней части трубы 1.

После пробивания льда 13 поплавок 8 остается на поверхности льда, а труба 1 с сорбентом 2 и расположенным в ней штоком 3 с поршнем 4 в верхней части и коническим оголовком-распылителем 5 в нижней части по инерции продолжают падать вниз до момента полной выборки тросовой подвески 10. После натяжения тросовой подвески 10 падение трубы 1 прекращается, но под действием силы инерции и веса шток 3 с поршнем 4 и оголовком-распылителем 5, а также сорбент 2 продолжают перемещаться вниз до остановки поршня 4 в нижней части трубы 1 на упоре 7 (фиг. 2).

После остановки поршня 4 на упоре 7 масса сорбента 2 по инерции продолжает двигаться вниз и отражается в стороны, сталкиваясь с конической поверхностью заостренного конца оголовка-распылителя 5. В результате сорбент 2 отбрасывается в радиальном направлении по отношению к штоку 3 и, имея плотность меньшую, чем плотность воды, далее всплывает и контактирует с нефтью (нефтепродуктом), находящейся под нижней кромкой льда 13.

Предлагаемое устройство упрощает процесс введения сорбента под поверхность льда и расширяет площадь контакта сорбента с загрязнениями с одновременным сокращением продолжительности введения сорбента под ледяной покров.

Формула изобретения

Устройство для введения под ледяной покров водной поверхности сорбента преимущественно для нефтяных загрязнений, содержащее погружаемую под ледяной покров емкость, соединенную с поплавком и заполненную сорбентом, агрегатированным из отдельных элементов, и тросовую подвеску емкости, отличающееся тем, что емкость выполнена в виде вертикальной в рабочем положении трубы с внутренним упором вблизи ее нижнего конца и снабжена штоком, расположенным продольно внутри трубы и имеющим в верхней части поршень, а на нижнем конце утяжеленный оголовок-распылитель, заостренный вниз, выступающий за пределы нижнего конца трубы и соединенный с последней с помощью штифтов, разрушающихся при ударных нагрузках, причем сорбент размещен в трубе между поршнем и оголовком-распылителем, а шток установлен в трубе с возможностью перемещения поршня до внутреннего упора, при этом поплавок выполнен в виде цилиндра диаметром, большим внешнего диаметра трубы, и с цилиндрическим выступом на нижнем торце, входящим в верхний конец трубы и соединенным с последней тросовой подвеской, а также с помощью штифтов, разрушающихся при ударных нагрузках.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2