Самоходный нефтемусоросборщик
Изобретение относится к технике очистки водоемов от нефтепродуктов и мусора. Самоходный нефтемусоросборщик представляет собой судовую установку - катамаран с ограниченным районом плавания. Он состоит из корпусов с водометными двигателями, вакуумной емкости для отбора тонкого слоя пленочного нефтепродукта с водой, а также приспособления для сбора мусора. Каждый корпус катамарана оборудован конструктивно сопряженными отстойником, полипропиленовыми фильтрами, ресивером с вакуум-насосами и танками для приема нефтепродуктов и воды. Емкость для отбора тонкого слоя пленочного нефтепродукта с водой выполнена в виде размещенной между корпусами поплавковой конструкции, отборный желоб которой соединен с расположенной вдоль поплавковой конструкции сборной трубой. Последняя по крайней мере через одно устройство автоматического регулирования расхода жидкости, оснащенное дроссельной заслонкой, связана с отстойниками. Каждый из отстойников оборудован минимум одной тонкой синтетической сеткой, которая способна перекрывать по всему сечению отстойника горизонтальное движение жидкости. Техническим результатом является повышение эффективности очистки воды с одновременным повышением эксплуатационной надежности.
Изобретение предназначено для сбора нефтепродуктов, плавающего мусора с поверхности воды по маршруту малого каботажа между ближайшими портами.
Известен нефтемусоросборщик GABRIANO (Италия), который представляет собой однокорпусное судно из приемной емкости в центральной части и устройством для сбора мусора (1). Недостатком данного нефтемусоросборщика есть традиционная однокорпусная конструкция судна и, соответственно, малый фронтовой сбор нефтепродукта. Традиционные обтекаемые формы корпуса судна и увеличение его хода больше 0,5 км/час способствует создания от корпуса и разбитие, смешивание грибными винтами пленочного нефтепродукта.
Наиболее близким по техническим характеристиках является самоходный нефтемусоросборщик, по патенту UA 73576 (Украина) [2].
Самоходный нефтемусоросборщик представляет собой компактное устройство с ограниченным районом плавания, который состоит из корпуса катамаранного типа, имеет гидравлическую ковшовую турбину на общем валу с осевым насосом, систему отделения нефти от воды и водометный движитель, причем в центральной части устройства находятся две бортовые цилиндрические приемные емкости с входными водосливными отверстиями со стороны канала, между которыми расположен подвижной порог-ограничитель поворотный щит и направляющая стенка, которые имеют конические емкости, которые вращаются и имеют отверстия в боковых стенках и горизонтальные кольцевые диафрагмы, под которыми расположены днища с радиальными отверстиями и кольцевые каналы переменного сечения, которые включают приемные емкости и всасывающую камеру основного насоса, расположенных между приемными емкостями, которые имеют в верхней части подвижные нефтесборники круговой формы, соединенные с вакуумной емкостью гидравлическими трактами.
Недостатком этой конструкции является в неспособность работать при волнении более 1 балла, малый фронт сбора пленки нефтепродукта, в нестабильной и низкой эффективности очистки, связанной, например, в дополнительном эмульгировании насосами пленочного нефтепродукта и др. факторами.
Поставленная задача решается тем, что самоходный нефтемусоросборщик представляет собой установку с ограниченным районом плавания, состоит из корпуса катамаранной типа, водометного двигателя, вакуумной емкости, приспособления для сбора мусора, отличающийся тем, что имеет поплавковую конструкцию по отбору тонкого слоя пленочного нефтепродукта с водой, гибкие шланги и сборную трубу, на которой находится устройство автоматического регулирования жидкости по максимальному расходу с помощью дросселирующей заслонки, конструктивно специально оборудованные отстойники; ресиверы, вакуум насосы, полипропиленовые фильтры расчетной производительности, танки для приема нефтепродуктов, топлива, воды. Это позволило использовать всю ширину катамарана для сгона и концентрации пленочного нефтепродукта в ограниченном пространстве, с которой согласно изобретению предлагаемая улучшенная система сбора пленочного нефтепродукта, автоматизированная система регулирования, сборные ёмкости для очистки воды, улучшенная система очистки вод за счет уменьшения турбулентности в отстойнике и соблюдению оптимальных технологических характеристик отстоя и фильтрации. Все эти предложения существенно улучшают технологические возможности предлагаемого нефтемусоросборщика, позволят использовать его при волнении до 6 баллов, а также можно рассматривать его как передвижные очистные сооружения для сбора и последующей очистки льяльных, балластных вод от судов. Это концептуальная модель изобретения для серийного производства катамаранов - нефтемусоросборщик для различных условий работы, например, рек озер, морей, океанов.
Сущность изобретения поясняется на рисунке общего вида устройства. Нефтемусоросборщик представляет собой судно катамаранной типа, в центральной части которого располагаются рубки с машинным отделением, гребным валом. Двигатель судна должен быть достаточной мощности для плавания во время шторма не меньше 6 баллов и мог бы использоваться собранный нефтепродукт. В отличие от рисунка, обтекаемые формы корпуса катамарана предлагаются в четырех вертикальных плоскостях: в двух фронтальных передних и внешних боковых. Обвязка некоторых технологических узлов трубопроводами, заслонками не показана.
Технологическая часть нефтемусоросборщика по сбору пленочного нефтепродукта состоит из поплавкового - сборного устройства (ПЗУ) 1, гидравлически связанного несколькими гибкими шлангами 2 со сборной трубой 3, состоящий из двух частей, по которым собрана вода с нефтепродуктом через автоматическое регулирующие устройства 4 подается в два отстойника 5. Конструкция устройства состоит из правой и левой части катамарана, которые совершенно аналогичны, в связи с чем условные обозначения на рисунке не дублированные. Отстойник 5 для каждой серии нефтемусоросборщика гидравлически рассчитывается по габаритам и технологическому оборудованию: синтетическим сеткам 6, системе перегородок 7, отводящей трубе с заслонкой 8, водометному двигателю 9. Для утилизации собранного нефтепродукта с отстойника 5 используется технологическая схема, состоящая из ресивера 10, вакуум - насоса 11 танков 12, с помощью дополнительных технологических трубопроводов воду после отстойника можно направлять на полипропиленовые фильтры 13 рассчитанных на необходимую производительность.
Нефтемусоросборщик работает следующим образом.
Перед началом сбора пленочного нефтепродукта отстойник 5 заполняется на необходимый технологический уровень чистой водой. После этого создают технологические настройки поплавкового сборного устройства 1. Для этого, с помощью трубок с вентилями (не показаны), корпус поплавка заполняют водой таким образом, чтобы он погрузился на необходимую глубину под слой собираемого нефтепродукта (рекомендуем 10-50 мм). Отбор этого слоя воды производят в прямоугольный желоб по всей длине поплавка равномерно. ПЗУ жестко связано с корпусом катамарана в горизонтальной плоскости и свободно передвигается по направляющим в вертикальном направлении. Это позволяет ему отслеживать по вертикали поверхность воды при волнении 6 балов. По шлангам 2 и сборной трубе 3 собранная вода подается в отстойник 5. Если это было бы напрямую, то количество воды изменялось бы в больших пределах, которые можно рассчитать по известной формуле Бернулли. Это связано с тем, что количество воды, поступающее по шлангам, зависит от вертикального расположения ПЗУ. Если низко - одно, высоко - больше, то есть проявляется "эффект сифона". С такой нестабильной подачей воды эффективную очистку в отстойнике не получишь. Для этого предлагаем автоматическое регулирующее устройство 4. Вода, поступившая на очистку, будет иметь большую турбулентность и неравномерное горизонтальное движение, по сечению отстойника. Чтобы это изменить, предлагаем установить тонкие синтетические сетки 6, которые суммарно должны создать гидравлическое сопротивление до 10 мм, и стабилизировать горизонтальную скорость движения воды, ликвидировать "мертвые зоны" в отстойнике. Система перегородок 7, необходимая для надежного удержания нефтепродукта на поверхности отстойника, с 3-5 см будет утилизироваться по гибким шлангах в ресивер 10 с помощью вакуум насоса 11. С помощью заслонки 8 и ультразвукового расходомера можно определить и создать оптимальную производительность воды. Рекомендуем время отстоя в отстойник принимать не менее 15 минут. По объему отстойника можно определить его максимальный расход. В зависимости от посадки нефтемусоросборщика, которая связано с его конструкцией и наличие балластных вод, вода из отстойника будет идти или самотеком, или с помощью водомета 9. Работа водомета позволит создать дополнительную тягу судна, а при необходимости использовать его, как насос для очистки воды на фильтрах 13.
Литература:
1. Материалы конференции "ОЙЛСПИЛ" -85
2. Самоходный нефтемусоросборщик, по патенту UA 73576 (Украина).
1. Самоходный нефтемусоросборщик, что представляет собой судовую установку - катамаран с ограниченным районом плавания, состоящий из корпусов с водомётными двигателями, вакуумной емкости для отбора тонкого слоя пленочного нефтепродукта с водой, а также приспособления для сбора мусора, отличающийся тем, что каждый корпус катамарана оборудован конструктивно соединенными отстойниками, полипропиленовыми фильтрами расчетной производительности, ресивером с вакуум-насосами и танками для приема нефтепродуктов, топлива и воды, а емкость для отбора тонкого слоя пленочного нефтепродукта с водой выполнена в виде размещенной между корпусами поплавковой конструкции, способной перемещаться относительно них в вертикальном направлении, отборочный желоб которой соединен шлангами с расположенной вдоль поплавковой конструкции сборной трубой, которая через минимум одно устройство автоматического регулирования расхода жидкости, оснащенный дроссельной заслонкой, связана с отстойниками, каждый из которых оборудован не менее одной тонкой синтетической сеткой, которая способна перекрывать по всему сечению отстойника горизонтальное движение жидкости.
2. Нефтемусоросборщик по п. 1, отличающийся тем, что выброс очищенной воды из соответствующего танка осуществляется через водометный двигатель.
3. Нефтемусоросборщик по п. 1, отличающийся тем, что сборная труба гидравлически разделена на две равные части, каждая на выходе в соответствующий отстойник снабжена устройством автоматического регулирования расхода жидкости.
