Устройство для удаления поверхностного слоя нефтесодержащих жидкостей
Владельцы патента RU 2637210:
федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Ульяновский государственный технический университет" (RU)
Изобретение относится к устройствам для удаления поверхностного слоя нефтесодержащих жидкостей и может быть использовано в очистных сооружениях водоснабжения и канализации, в химической, металлообрабатывающей и других отраслях промышленности при очистке технологических, смазочно-охлаждающих жидкостей и моющих растворов от посторонних органических примесей, а также для удаления нефтепродуктов с поверхностей водоемов рек, морей, океанов. Устройство для удаления поверхностного слоя нефтесодержащих жидкостей содержит плавающее маслосборное средство в виде секторного ленточного конвейера, состоящего из бесконечной перфорированной по бокам ленты из нефтестойкого материала, смонтированной на трех пустотелых герметичных барабанах, один из которых выполнен ведущим, а другие ведомыми, имеющих на концах по одной звездочке для приведения в движение перфорированной по бокам ленты и закрепленных вместе с лентой шарнирно с помощью опор на подвижной раме. Между пустотелыми барабанами и ветвями ленты размещен поплавок в виде пустотелой или заполненной пенопластом емкости прямоугольного поперечного сечения и в виде сектора в продольном сечении, прикрепленной к подвижной раме и выполненной с возможностью качания вместе с ленточным конвейером относительного поверхностного слоя нефтесодержащих жидкостей вокруг оси ведущего барабана, смонтированного на двух опорах к неподвижной раме совместно с приводом. Устройство имеет также сливную систему, выполненную в виде двух сливных лотков, выполняющих роль скребков, смонтированных на подвижной раме с возможностью соприкосновения их с бесконечной лентой в месте установки неподвижной рамы. Перфорированная по бокам лента выполнена в виде гофрированных поверхностей внутри и снаружи, например, в виде синусоиды в поперечном ее сечении для увеличения площади контакта между лентой конвейера и поверхностным слоем нефтесодержащих жидкостей. Пустотелые барабаны выполнены гладкими, а скребки имеют профиль, копирующий профиль перфорированной по бокам ленты. Повышается производительность удаления нефтепродуктов с поверхностей водоемов. 6 ил.
Изобретение относится к устройствам для забора поверхностного слоя (например, масла) нефтесодержащих сточных вод или других несмешивающихся жидкостей и может быть использовано для сбора нефтепродуктов с поверхностей водоемов (рек, морей и океанов), а также в очистных сооружениях водоснабжения и канализации в химической, металлообрабатывающей и других отраслях промышленности при очистке технологических, смазочно-охлаждающих жидкостей от органических примесей.
Заявленное изобретение направлено на решение задачи, заключающейся в обеспечении повышения производительности удаления поверхностного слоя нефтесодержащих сточных вод.
Известно устройство для сбора нефти с поверхности воды (см. патент РФ №2006549. Устройство для сбора нефти с поверхности воды/ Иванов В.Г. МПК Е02В 15/04. Опубл. в БИ №2, 1994 г.), включающее плавающее маслосборное средство в виде ленточного конвейера, содержащего бесконечную ленту из нефтестойкого материала с поперечными складками, впитывающими нефтепродукт и присоединенные к бесконечной ленте, два барабана (один ведущий, другой ведомый). Между ведущим барабаном и бесконечной лентой встроен отжимной валик, внизу которого расположен сливной лоток для слива отжатых нефтепродуктов в накопительную емкость. Все маслосборное средство размещено на плавсредстве. Одним из основных недостатков этого устройства является низкое качество и производительность сбора нефтепродуктов, в которых содержится большое количество воды (до 20%), захватываемой поперечными накладками в результате адсорбции.
Известно также устройство для удаления поверхностного слоя нефтесодержащих жидкостей (см. патент РФ №2490213, МПК C02F 1/40. Опубл. в БИ №23, 2012 г.), содержащее плавающее маслосборное средство, выполненное в виде ленточного конвейера, состоящего из бесконечной перфорированной по бокам ленты, смонтированной на пустотелых герметичных барабанах, один из которых выполнен ведущим, имеющих на концах по одной звездочке для приведения в движение перфорированной ленты и закрепленных вместе с лентой шарнирно с помощью опор на подвижной раме, при этом между пустотелыми барабанами и ветвями ленты размещен поплавок в виде пустотелой емкости, прикрепленный к подвижной раме и выполненный с возможностью качения вместе с ленточным конвейером относительно поверхностного слоя нефтесодержащих жидкостей вокруг оси ведущего барабана, смонтированного на двух опорах к неподвижной раме совместно с приводом, сливную систему, выполненную в виде сливного лотка, смонтированного на неподвижной раме с возможностью соприкосновения его с бесконечной лентой в месте установки неподвижной рамы, причем для уменьшения трения перфорированной по бокам ленты с поверхностями барабанов и поплавком между этими поверхностями смонтированы лыжи, прикрепленные к поверхностям барабанов и поплавка, при этом неподвижная рама предназначена для установки на палубе самоходного судна в носовой его части или на баке-отстойнике в цехе, перфорированная по бокам лента выполнена из нефтестойкого материала, например полипропилена, и смонтирована на трех пустотелых герметичных барабанах с образованием конвейера в форме сектора, при этом два барабана выполнены ведомыми, а поплавок имеет в продольном сечении форму сектора для увеличения площади контакта между лентой конвейера и поверхностным слоем нефтесодержащих жидкостей.
К недостаткам этого устройства можно отнести малую производительность из-за небольшой площади прилипания нефтепродуктов к ленте конвейера.
Технический результат - повышение эффективности удаления поверхностного слоя нефтесодержащих жидкостей (производительности удаления нефтепродуктов с поверхностей водоемов).
Технический результат достигается тем, что устройство для удаления поверхностного слоя нефтесодержащих жидкостей, содержащее плавающее маслосборное средство в виде секторного ленточного конвейера, состоящего из бесконечной перфорированной по бокам ленты из нефтестойкого материала, смонтированной на трех пустотелых герметичных барабанах, один из которых выполнен ведущим, а другие ведомыми, имеющих на концах по одной звездочке для приведения в движение перфорированной по бокам ленты и закрепленных вместе с лентой шарнирно с помощью опор на подвижной раме, при этом между пустотелыми барабанами и ветвями ленты размещен поплавок в виде пустотелой или заполненной пенопластом емкости прямоугольного поперечного сечения и в виде сектора в продольном сечении, прикрепленного к подвижной раме и выполненного с возможностью качания вместе с ленточным конвейером относительно поверхностного слоя нефтесодержащих жидкостей вокруг оси ведущего барабана, смонтированного на двух опорах к неподвижной раме совместно с приводом, сливную систему, выполненную в виде сливного лотка, выполняющего роль скребка, смонтированного на подвижной раме с возможностью соприкосновения его с бесконечной лентой в месте установки неподвижной рамы, отличающееся тем, что перфорированная по бокам лента выполнена волнообразно, например в виде синусоиды в поперечном ее сечении, для увеличения площади контакта между лентой конвейера и поверхностным слоем нефтесодержащих жидкостей, а пустотелые барабаны и скребок имеют профиль, копирующий профиль перфорированной по бокам ленты. Перфорированная по бокам лента выполнена гофрированной в поперечном сечении, а внутри нее смонтирован и прикреплен к подвижной раме дополнительный скребок, имеющий возможность снимать прилипшие нефтепродукты и с внутренней поверхности ленты, а барабаны выполнены гладкими.
Наиболее близким по технической сущности к заявленному изобретению является выбранное в качестве прототипа устройство для удаления поверхностного слоя нефтесодержащих жидкостей (см. патент РФ №2574260, МПК C02F. Опубл. в БИ №4, 10.02.16).
Устройство для удаления поверхностного слоя нефтесодержащих жидкостей, содержащее плавающее маслосборное средство в виде секторного ленточного конвейера, состоящего из бесконечной перфорированной по бокам ленты из нефтестойкого материала, смонтированной на трех пустотелых герметичных барабанах, один из которых выполнен ведущим, а другие ведомыми, имеющих на концах по одной звездочке для приведения в движение перфорированной по бокам ленты и закрепленных вместе с лентой шарнирно с помощью опор на подвижной раме, при этом между пустотелыми барабанами и ветвями ленты размещен поплавок в виде пустотелой или заполненной пенопластом емкости прямоугольного поперечного сечения и в виде сектора в продольном сечении, прикрепленного к подвижной раме и выполненного с возможностью качания вместе с ленточным конвейером относительного поверхностного слоя нефтесодержащих жидкостей вокруг оси ведущего барабана, смонтированного на двух опорах к неподвижной раме совместно с приводом, сливную систему, выполненную в виде сливного лотка, выполняющего роль скребка, смонтированного на подвижной раме с возможностью соприкосновения его с бесконечной лентой в месте установки неподвижной рамы, отличающееся тем, что перфорированная по бокам лента выполнена волнообразно, например в виде синусоиды в поперечном ее сечении, для увеличения площади контакта между лентой конвейера и поверхностным слоем нефтесодержащих жидкостей, а пустотелые барабаны и скребок имеют профили, копирующие профили перфорированной по бокам ленты, дополнительный скребок, имеющий возможность снятия нефтепродуктов с внутренней поверхности ленты, а барабаны выполнены гладкими.
У прототипа и заявленного изобретения имеются сходные существенные признаки, наличие плавающего маслосборного средства в виде секторного ленточного конвейера, удерживаемого на поверхности нефтесодержащих жидкостей с помощью поплавка, смонтированного на трех пустотелых барабанах на подвижной раме с возможностью качания вокруг оси; скребка для сбора нефтепродуктов, привода для передачи крутящего момента барабанам конвейера, смонтированного на неподвижной раме; сливной системы для сбора нефтепродуктов; перфорированной ленты ленточного конвейера с волнообразным профилем в виде синусоиды.
По отношению к прототипу у заявляемого изобретения имеются следующие отличительные признаки: с целью увеличения площади контакта маслосборного средства с поверхностным слоем нефтесодержащих жидкостей, а следовательно и производительности сбора нефтепродуктов, перфорированная по бокам лента выполнена гофрированной в поперечном сечении; дополнительный скребок, имеющий возможность снимать прилипшие нефтепродукты и с внутренней поверхности ленты, а барабаны выполнены в данном случае гладкими.
Сущность изобретения поясняется чертежом, где на фиг. 1 показано устройство для удаления поверхностного слоя нефтесодержащих жидкостей, вид сбоку; на фиг. 2 - вид сзади на фиг. 1; на фиг. 3 - вид сверху на фиг. 1; на фиг. 4 - разрез В-В на фиг. 2; на фиг. 5 - разрез Г-Г на фиг. 3; на фиг. 6 - разрез Е-Е на фиг. 2.
Устройство для удаления поверхностного слоя нефтесодержащих жидкостей включает в себя емкость с нефтесодержащей жидкостью 1 (фиг. 1), маслосборное средство 2, неподвижную раму 3 с размещенным на ней приводом 4 для передачи крутящего момента с помощью звездочки 5, цепи 6 и звездочки 7 маслосборному средству 2, сливную систему, состоящую из двух лотков-скребков 8, двух гибких шлангов 9, емкости накопителя нефтепродуктов 10, плавающее маслосборное средство 2 в свою очередь выполнено в виде ленточного секторного конвейера, состоящего из бесконечной перфорированной по бокам ленты 11, между пустотелыми барабанами и ветвями лент размещен поплавок 12 в виде пустотелой или заполненной пенопластом емкости прямоугольного поперечного сечения и в виде сектора в продольном сечении, трех пустотелых герметичных барабанов 13, одного ведущего, а других ведомых. Плавающее маслосборное средство 2 смонтировано на неподвижной раме, состоящей из подшипниковых опор 14 и стоек 15 (фиг. 2), размещенной на баке в цехе или на барже в носовой ее части. Барабаны 13 (фиг. 1, 4) и перфорированная по бокам лента 11 (фиг. 1, 2, 3, 6) выполнены в поперечном сечении гофрированно (например, в виде синусоид с внутренней и внешней сторон) и имеют на концах по звездочке 16 (фиг. 4). Все маслосборное средство 2 размещено на подвижной раме между двумя оболочками 17 (фиг. 4, 5), имеет возможность качания относительно поверхностного слоя нефтесодержащих жидкостей вокруг оси ведущего барабана, смонтированного на двух опорах 14 (фиг. 2, 4). Ведомые барабаны (фиг. 5) имеют так же на концах по одной звездочке 16.
Устройство для удаления поверхностного слоя нефтесодержащих жидкостей работает следующим образом. После всплытия нефтепродуктов на поверхность баков-отстойников 1 или на поверхность больших водоемов (морей, океанов) плавающее маслосборное средство 2 опускается на поверхность жидкости. При вращении пустотелых герметичных барабанов 13, смонтированных вместе с перфорированной по бокам лентой 11 и поплавком 12 на двух оболочках 17, с помощью привода 4, звездочек 5 и цепи 6, смонтированных на неподвижной раме 3, перфорированная по бокам лента 11 (фиг. 1) при помощи звездочек 16 приводится в движение. Нефтепродукты прилипают к внутренней и внешней поверхностям ленты, где стенками двух скребков-лотков 8 удаляются и сбрасываются в накопительную емкость для нефтепродуктов 10.
Предлагаемое устройство обладает следующими преимуществами. Так как перфорированная по бокам лента имеет развитую поверхность и выполнена в поперечном сечении гофрированно (например, в виде синусоиды на внутренней и внешней сторонах) и смонтирована на трех гладких пустотелых герметичных барабанах, то площадь контакта между ней и поверхностным слоем нефтесодержащих жидкостей существенно увеличивается (примерно в 3-3,5 раза), а следовательно, производительность удаления нефтепродуктов с поверхностей водоемов повышается также примерно в 3-3,5 раза.
Устройство для удаления поверхностного слоя нефтесодержащих жидкостей, содержащее плавающее маслосборное средство в виде секторного ленточного конвейера, состоящего из бесконечной перфорированной по бокам ленты из нефтестойкого материала, смонтированной на трех пустотелых герметичных барабанах, один из которых выполнен ведущим, а другие ведомыми, имеющих на концах по одной звездочке для приведения в движение перфорированной по бокам ленты и закрепленных вместе с лентой шарнирно с помощью опор на подвижной раме, при этом между пустотелыми барабанами и ветвями ленты размещен поплавок в виде пустотелой или заполненной пенопластом емкости прямоугольного поперечного сечения и в виде сектора в продольном сечении, прикрепленной к подвижной раме и выполненной с возможностью качания вместе с ленточным конвейером относительно поверхностного слоя нефтесодержащих жидкостей вокруг оси ведущего барабана, смонтированного на двух опорах к неподвижной раме совместно с приводом, сливную систему, выполненную в виде сливного лотка, выполняющего роль скребка, смонтированного на подвижной раме с возможностью соприкосновения его с бесконечной лентой в месте установки неподвижной рамы, причем перфорированная по бокам лента выполнена волнообразно, например в виде синусоиды в поперечном ее сечении, для увеличения площади контакта между лентой конвейера и поверхностным слоем нефтесодержащих жидкостей, пустотелые барабаны и скребок имеют профили, копирующие профили перфорированной по бокам ленты, отличающееся тем, что перфорированная по бокам лента выполнена гофрированной в поперечном сечении, а внутри ее смонтирован и прикреплен к подвижной раме дополнительный скребок, имеющий возможность снимать прилипшие нефтепродукты и с внутренней поверхности ленты, а барабаны выполнены гладкими.
