Устройство для сбора нефтепродуктов с поверхности воды

 

Изобретение относится к очистке акваторий от нефтяных загрязнений. Устройство содержит плавучий корпус в виде открытой снизу кюветы, в которой размещены патрубок насоса и датчик его управления, цилиндрический нефтепродуктосборный барабан с приводом и с горизонтальной осью вращения, примыкающий к боковой стенке корпуса со стороны сбора нефтепродуктов с образованием с ней канала для прохода нефтепродуктов. Нефтепродуктосборный барабан выполнен в виде каркаса, внутри которого расположена эластичная камера, связанная с трубопроводом подачи воздуха. В кювете расположен источник колебаний, например ультразвуковой генератор. Изменением давления воздуха в камере регулируют форму и площадь боковой поверхности барабана, что повышает эффективность работы устройства и расширяет диапазон отрабатываемых нефтепродуктов как по вязкости, так и по толщине слоя. 1 ил.

Изобретение относится к устройствам для очистки водных акваторий от нефти и нефтепродуктов, плавающих на водной поверхности.

Известно устройство для сбора нефти с поверхности воды, включающее установленную на ведущем и ведомом барабанах бесконечную ленту, цилиндрический отжимной ролик и нефтеприемный лоток, причем бесконечная лента выполнена из нефтестойкого материала с нанесением на него нефтевпитывающего материала, который образует наружные поперечные складки (Патент РФ 2006549, МКИ Е 02 В 15/04, 1994 г.).

Недостатком этого устройства является низкая эффективность вследствие невозможности осуществления полного отжима нефтепродуктов с нефтевпитывающего материала в силу большой вязкости нефтепродуктов, а также большого количества воды, поступающей в нефтеприемный лоток, вследствие ее большей проникающей способности из-за меньшей вязкости.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению по технической сущности является устройство В. М.Пивоварова для сбора нефтепродуктов с поверхности воды, включающее плавучий корпус и частично погруженный в воду нефтепродуктосборный элемент с приводом и с горизонтальной осью вращения, при этом корпус выполнен в виде открытой снизу, замкнутой по периметру боковыми стенками кюветы, во внутренней полости которой размещены патрубок откачивающего насоса и датчик управления насосом, а нефтепродуктосборный элемент выполнен цилиндрической формы и примыкающим к боковой стенке корпуса, со стороны сбора нефтепродуктов с образованием с ней щелевого канала для прохода нефтепродуктов (Патент РФ 2006550, МКИ Е 02 В 15/10, 1994 г.).

Недостатком этого устройства является низкая эффективность его работы, так как Архимедова сила всегда будет противодействовать процессу сбора нефтепленки с поверхности воды, при этом в силу различной вязкости различных нефтепродуктов в щелевом нефтепроводном канале будет в ряде случаев создаваться такое гидравлическое сопротивление, которое вообще сведет на нет всю работу устройства.

Задачей предлагаемого изобретения является повышение эффективности работы путем расширения диапазона отрабатываемых нефтепродуктов как по вязкости, так и по толщине слоя, при этом дополнительно осуществляется обезвоживание собранных нефтепродуктов.

Решение поставленной задачи достигается тем, что в устройстве для сбора нефтепродуктов с поверхности воды цилиндрический нефтепродуктосборный барабан с приводом и горизонтальной осью вращения выполнен каркасным, а внутри каркаса расположена эластичная камера, связанная с трубопроводом подачи воздуха, при этом в кювете расположен источник колебаний, например ультразвуковой генератор, для импульсной обработки собранного с поверхности воды с целью обезвоживания.

Сопоставительный анализ заявляемого устройства с прототипом показывает, что заявляемое устройство отличается тем, что цилиндрический нефтепродуктосборный барабан с приводом и с горизонтальной осью вращения выполнен в виде каркаса, внутри которого расположена эластичная камера, связанная с трубопроводом подачи воздуха. Снабжение нефтепродуктосборного барабана каркасом и эластичной камерой внутри него, изменяющиеся размеры которой за счет подвода воздуха извне, позволят управлять размерами нефтепроводного канала и формой, образующей барабан, создавая на его боковой поверхности нефтетранспортные карманы, что в совокупности позволяет повысить производительность устройства по сбору нефтепродуктов, так как в этом случае продукт может транспортироваться не только тонкой пленкой, но и порциями в нефтетранспортных каналах. С целью обезвоживания собранного в кювете располагают источник колебаний.

На чертеже представлено устройство, разрез.

Устройство для сбора нефтепродуктов с поверхности воды включает цилиндрический каркас нефтепродуктосборного барабана 1 с приводом, обеспечивающим направление вращения барабана, указанное на чертеже, и с расположенной внутри каркаса эластичной камерой 2, связанной с трубопроводом подачи воздуха (на чертеже не показан), корпус 3, выполненный в виде рамы с заданной посредством понтонов 4 плавучестью и образующий с вышеуказанным барабаном 1 при наполненной в нем воздухом эластичной камерой 2 нефтепроводный канал 5. Кювета 6, замкнутая по периметру, но без дна, образована плоскими стенками рамы. В кювете 6 находятся датчик уровня раздела сред нефть-вода 7, всасывающий патрубок насоса 8 и источник колебаний 9.

Устройство работает следующим образом. Вся система навешивается на судно, или над нефтесборным отстойником, или плавает по водной поверхности с помощью понтонов 4, обрамляющих корпус 3, но во всех случаях погружение системы должно быть таково, чтобы нефтесборный барабан 1, полученный из каркаса и эластичной камеры в нем, наполненной воздухом, лишь касался кромкой поверхности жидкости либо отстоял от воды, но на величину, меньшую максимальной высоты выступа эластичной камеры. При вращении (по стрелке на чертеже) барабана 1 с эластичной камерой 2, связанной с трубопроводом подачи воздуха, который обеспечивает различные формы направляющей барабана 1, происходит процесс сбора нефтепродуктов с поверхности воды. Причем процесс сбора нефтепродуктов может осуществляться таким образом, что если эластичная камера 2 в каркасе нефтепродуктосборного барабана 1 будет наполнена воздухом до такой степени, что лишь сравняются все неровности в каркасе, то есть направляющая барабана 1 будет окружность, то вращение его обеспечит стягивание с поверхности воды пленки нефтепродуктов в кювету 6. Если же на поверхности воды слой нефтепродуктов больше молекулярного, то рациональнее осуществлять его перемещение нефтетранспортными карманами, то есть объемами, заключенными между выступами, образованными раздутой эластичной камерой 2 и стенкой корпуса 3, образующей нефтепроводный канал 5. Максимальная высота выступа элемента эластичной камеры должна быть не больше высоты нефтепроводного канала 5. Поступившие любым из способов нефть или нефтепродукты в кювету 6 обезвоживаются от воздействия источника колебаний 9, вытесняют из нее воду, что фиксируется датчиком 7, и при накоплении должного количества она откачивается насосом 8, в это время в кювету вода поступает снизу, но связи внутренней поверхности кюветы с внешней акваторией нет как в рабочем, так и в нерабочем состоянии системы. Большой диапазон варьирования площадью боковой поверхности барабана 1 и размерами нефтетранспортных карманов позволит расширить диапазон отрабатываемых нефтепродуктов как по вязкости, так и по толщине отрабатываемого слоя, и вместе с тем значительно повысить производительность по сбору нефтепродуктов с водных поверхностей.

Формула изобретения

Устройство для сбора нефтепродуктов с поверхности воды, включающее плавучий корпус в виде открытой снизу кюветы, в которой размещены патрубок насоса и датчик его управления, цилиндрический нефтепродуктосборный барабан с приводом и с горизонтальной осью вращения, примыкающий к боковой стенке корпуса со стороны сбора нефтепродуктов с образованием с ней канала для прохода нефтепродуктов, отличающееся тем, что нефтепродуктосборный барабан выполнен в виде каркаса, внутри которого расположена эластичная камера, связанная с трубопроводом подачи воздуха, при этом в кювете расположен источник колебаний, например ультразвуковой генератор.

РИСУНКИ

Рисунок 1