Устройство для сбора нефтяного загрязнения с поверхности водоемов

 

Изобретение относится к охране водной среды. Устройство содержит подвешиваемый резервуар-накопитель с кольцевыми ограничительными элементами и системой клапанов, имеющих поверхность в виде шара или двойного конуса. Общая масса клапанов соответствует состоянию остойчивости их системы. Кольцевые ограничительные элементы выполнены с конической поверхностью, имеющей наклон ее образующей 30 - 45^o, причем верхний из элементов выполнен с двумя коническими поверхностями, служит посадочным местом для обратного клапана и расположен в верхней части резервуара-накопителя, а нижний выполнен с внутренней конической поверхностью, служит посадочным местом для прямого клапана и расположен в нижней части резервуара-накопителя. Клапаны соединены между собой штоком, выполненным с изменяемой длиной и обеспечивающим попеременное открытие одного клапана и закрытие другого. Шток проходит через скользящую опору крестовины, закрепленной в центре резервуара-накопителя, и выступает за пределы нижней части последнего. Изобретение обеспечивает эффективный сбор нефти и нефтепродуктов с поверхности воды и расширяет арсенал используемых для этого технических средств. 3 ил.

Изобретение относится к области охраны водной среды.

Нефть и нефтепродукты являются наиболее распространенными и опасными загрязнителями поверхностных вод. После разлива нефть и нефтепродукты разливаются тонкой пленкой по поверхности водного объекта на больших площадях. Для очистки водной поверхности и ликвидации разливов нефти применяются устройства, основанные на различных принципах действия.

Известно устройство для сбора нефтяного загрязнения с поверхности водоема, представляющее собой подвешиваемый резервуар с плавучим обратным клапаном (1).

Однако это устройство обладает невысокой собирающей способностью, разгрузка устройства от собранных нефтепродуктов крайне затруднительна.

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому устройству является устройство Рейнверфта, представляющее собой плавучую воронку, погруженную под воду, из которой насосом выкачивается вода /2/.

Это устройство имеет ряд недостатков: необходимость точного определения положения воронки по отношению к уровню воды и нефтяной пленке; засасывание вместе с нефтепродуктами значительного количества воды; необходимость наличия насоса.

Целью предлагаемого изобретения является повышение эффективности сбора нефти и нефтепродуктов с поверхности воды.

Указанная цель достигается тем, что предлагается устройство для сбора нефтяного загрязнения с поверхности водоемов, которое представляет собой подвешиваемый резервуар-накопитель с кольцевым ограничительным элементом, причем резервуар снабжен системой клапанов, имеющих поверхность в виде шара или двойного конуса, общая масса которых соответствует состоянию остойчивости, кроме того, кольцевые ограничительные элементы выполнены с конической поверхностью, имеющей наклон ее образующей 30-45^o в зависимости от диаметра резервуара, причем верхний кольцевой ограничительный элемент с двумя коническими поверхностями, служащий посадочным местом для обратного клапана, расположен в верхней части резервуара, а нижний ограничительный элемент с внутренней конической поверхностью, служащий посадочным местом для прямого клапана, расположен в нижней части резервуара, кроме того, клапаны соединены между собой штоком, выполненным с изменяемой длиной, которая зависит от вида собираемых нефтепродуктов, и обеспечивающим попеременное открытие одного клапана и закрытие другого, а сам шток проходит через скользящую опору крестовины, закрепленной в центре резервуара, и выступает за пределы нижней части резервуара. Резервуар опускается в воду на подвеске и приводится в движение принудительно.

Устройство для сбора нефтяных загрязнений с поверхности водоемов показано на фиг. 1, 2, 3.

Устройство для сбора нефтяного загрязнения с поверхности водоемов включает подвешиваемый резервуар-накопитель /1/ с кольцевыми ограничительными элементами /2, 3/, выполненными с конической поверхностью, имеющей наклон ее образующей 30-45^o в зависимости от диаметра резервуара-накопителя /1/. Резервуар-накопитель включает подвес /9/ и систему клапанов /4, 5/, которые имеют поверхность в виде шара или двойного конуса. Общая масса клапанов /4, 5/ соответствует состоянию остойчивости. Верхний кольцевой ограничительный элемент /2/ с двумя коническими поверхностями служит посадочным местом для обратного клапана /4/ и расположен в верхней части резервуара-накопителя /1/, нижний ограничительный элемент /3/ с внутренней конической поверхностью служит посадочным местом для прямого клапана /5/ и расположен в нижней части резервуара-накопителя /1/. Клапаны /4, 5/ соединены между собой штоком /6/, выполненным с изменяемой длиной, которая зависит от вида собираемых нефтепродуктов, и обеспечивающим попеременное открытие одного клапана и закрытие другого. Шток /6/ проходит через скользящую опору /7/ крестовины /8/, которая закреплена в центре резервуара-накопителя /1/, и выступает за пределы нижней части резервуара-накопителя /1/.

Устройство работает следующим образом: при погружении устройства в водоем верхний край резервуара-накопителя /1/ погружается под уровень воды, покрытой нефтяной пленкой /фиг. 3а/, обратный клапан /4/, прижимаясь к верхнему ограничительному элементу /2/, перекрывает верхнее отверстие резервуара-накопителя /1/, тем самым исключая возможность вытекания нефтепродуктов из резервуара-накопителя, а прямой клапан /5/ открывает нижнее отверстие. На поверхности водоема под действием молекулярных сил происходит смыкание нефтяной пленки. При поднятии устройство снова пересекает уровень воды /фиг. 3б/, клапаны /4, 5/, отслеживая уровень воды, начинают опускаться, обратный клапан /4/ открывается, в резервуар-накопитель /1/ по конической поверхности верхнего кольцевого ограничительного элемента /2/ поступают нефтепродукты вместе с водой, из нижней части резервуара-накопителя /1/ происходит вытекание избыточной воды, а более легкая нефть удерживается прямым клапаном /5/. В дальнейшем при продолжении подъема устройства относительно уровня воды /фиг. 3в/ прямой клапан /5/ закрывается, препятствуя вытеканию собранных нефтепродуктов из резервуара-накопителя, после чего, достигнув верхнего положения, резервуар снова погружают под воду /фиг. 3г/, нефтяная пленка над ним смыкается, обратный клапан устройства закрывается и процесс работы повторяется.

В процессе циклической работы устройства происходит постепенное накопление собираемых нефтепродуктов в резервуаре-накопителе и удаление из него воды, поступившей вместе с нефтепродуктами.

При наполнении резервуара нефтепродуктами устройство переносится в нефтесборную емкость. Для обеспечения возможности разгрузки в нефтесборной емкости сооружают разгрузочную площадку, которая находится выше максимально возможного уровня нефтепродуктов в емкости. Система клапанов устройства обеспечивает возможность свободного поднятия устройства из воды и его последующего перемещения на место разгрузки. Поднятие резервуара из воды приводит к закрытию прямого клапана и открытию обратного клапана устройства. Нефтепродукты, находящиеся в резервуаре-накопителе, из него не выливаются. При опускании устройства в нефтесборную емкость шток, выступающий за пределы нижней части резервуара, упирается в разгрузочную площадку и открывает обратный клапан, при этом происходит вытекание собранных нефтепродуктов из резервуара. После опорожнения резервуара устройство переносится в водоем на место сбора нефтяного загрязнения и процесс повторяется снова.

Источники информации 1. RU 6809 U1, кл. Е 02 В 15/04, 16.06.1998.

2. Нельсон-Смит. "Нефть и экология моря", изд-во "Прогресс", М. , 1977, стр. 228, рис. 9-3 А (прототип).

Формула изобретения

Устройство для сбора нефтяного загрязнения с поверхности водоемов, включающее подвешиваемый резервуар-накопитель с кольцевым ограничительным элементом, отличающееся тем, что резервуар-накопитель снабжен системой клапанов, имеющих поверхность в виде шара или двойного конуса, общая масса которых соответствует состоянию остойчивости, кроме того, кольцевые ограничительные элементы выполнены с конической поверхностью, имеющей наклон ее образующей 30 - 45^o в зависимости от диаметра резервуара-накопителя, причем верхний кольцевой ограничительный элемент с двумя коническими поверхностями, служащий посадочным местом для обратного клапана, расположен в верхней части резервуара-накопителя, а нижний ограничительный элемент с внутренней конической поверхностью, служащий посадочным местом для прямого клапана, расположен в нижней части резервуара-накопителя, кроме того, клапаны соединены между собой штоком, выполненным с изменяемой длиной, которая зависит от вида собираемых нефтепродуктов, и обеспечивающим попеременное открытие одного клапана и закрытие другого, а сам шток проходит через скользящую опору крестовины, закрепленной в центре резервуара-накопителя, и выступает за пределы нижней части резервуара.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3