УЗЕЛ БОНОВОГО МАСЛОНЕФТЕВПИТЫВАЮЩЕГО ЗАГРАЖДЕНИЯ

Полезная модель относится к очистке и поддержанию в надлежащем состоянии поверхности открытых водоемов, а именно к узлу бонового маслонефтевпитывающего заграждения. Узел бонового маслонефтевпитывающего заграждения может быть использован для ликвидации разливов нефти и нефтепродуктов с поверхности воды и земли.
Известен узел бонового заграждения, состоящий из конструкции в виде соединенных между собой плавучих панелей в тканевой оболочке (см. RU 2217548 С2, опубл. 27.11.2003, в части описания бонов серии «Troil boom GP»).
Такая конструкция обладает большой прочностью при механических воздействиях, но не способна впитывать загрязнения. Такое заграждение не является маслонефтевпитывающим, а только локализует распространение нефтепродуктов. Сбор нефтепродуктов осуществляется с помощью специальных нефтесборщиков, что значительно усложняет процесс утилизации загрязнений.
Из уровня техники известен узел бонового маслонефтевпитывающего заграждения, состоящий из маслонефтевпитывающего сорбирующего материала в нетканой оболочке, с элементами крепления (монтажными петлями) по ее краям для возможности соединения с такой же соседней конструкцией или конструкциями или с опорными элементами бонового заграждения (см. RU 91724, опубл. 27.02.2010).
Однако прочность такого узла бонового маслонефтевпитывающего заграждения относительно мала, поскольку монтажные петли закреплены на нетканом материале, и при механических воздействиях нетканый материал может прорываться, приводя к выходу из строя узла заграждения и всей заградительной цепи в целом, а также к дальнейшему разливу локализованного участка нефти.
Из уровня техники известен узел бонового маслонефтевпитывающего заграждения, состоящий из плоской прямоугольной маслонефтевпитывающей конструкции с элементами крепления по ее краям для возможности соединения плоской конструкции с такой же соседней конструкцией или конструкциями или с опорными элементами бонового заграждения (см. RU 142436, опубл. 27.06.2014, принят за прототип, см. фиг. 3). Плоская конструкция представляет собой сорбирующий слой в виде мата.
Основным недостатком известного из прототипа узла бонового маслонефтевпитывающего заграждения является недостаточная прочность. Под влиянием механических воздействий края сорбирующего слоя могут прорываться, приводя к выходу из строя узла заграждения и всей заградительной цепи в целом, а также к дальнейшему разливу локализованного участка нефти. Даже будучи сложенными, сваренными или скрепленными с соседними узлами соединителями, такие края неизбежно являются частью сорбирующего слоя, имеющего относительно небольшую прочность.
Задачей настоящей полезной модели является устранение вышеуказанных недостатков узлов маслонефтевпитывающих боновых заграждений, повышение надежности таких узлов при одновременном выполнении заградительных и сорбирующих функций.
Технический результат предлагаемой полезной модели заключается в усилении прочности маслонефтевпитывающего бонового заграждения при механических воздействиях.
Заявляемый узел бонового маслонефтевпитывающего заграждения состоит из плоской прямоугольной маслонефтевпитывающей конструкции с элементами крепления по ее краям для возможности соединения плоской конструкции с такой же соседней конструкцией или конструкциями или с опорными элементами бонового заграждения.
Согласно полезной модели, плоская конструкция представляет собой сорбирующий слой в виде мата из нетканого волокнистого полотна, прошитый по краям тканым полотном, при этом элементы крепления выполнены в тканом полотне, а по меньшей мере с одной стороны узла бонового заграждения центральная часть мата из нетканого волокнистого полотна является открытой.
Элементы крепления могут представлять собой люверсы и/или стропы, при этом элементы крепления могут быть выполнены в тканом полотне так, чтобы они имели возможность дополнительного закрепления тканого полотна с матом из нетканого полотна.
Мат из нетканого волокнистого полотна с одной стороны может быть полностью покрыт тканым полотном - и по краям, и в центральной части.
Мат из нетканого волокнистого полотна с одной стороны может быть полностью покрыт пленочным материалом - и по краям, и в центральной части.
Пленочный материал может представлять собой лавсановую пленку.
Тканое полотно может представлять собой двухслойное полипропиленовое тканое полотно.
Нетканое волокнистое полотно может представлять собой смесь полимерных волокон, объединенных в полотно термическим скреплением, и содержать бикомпонентное волокно с линейной плотностью 0,48 текс, полиэфирное волокно плотностью 1,7 Текс, полипропиленовое волокно плотностью 1,7 Текс, при этом упомянутая смесь может содержать, масс. %: бикомпонентное волокно 30, полиэфирное волокно 20, полипропиленовое волокно 50.
По краям мата из нетканого волокнистого полотна может быть вложен вспененный полиэтилен, и после этого мат с вложенным вспененным полиэтиленом может быть прошит по краям тканым полотном.
Нетканое волокнистое полотно может иметь гофрированную структуру.
Полезная модель поясняется фигурами, где на фиг. 1 схематично показан вариант узла бонового маслонефтевпитывающего заграждения, в котором сверху центральная часть мата из нетканого волокнистого полотна является открытой, вид сверху, на фиг. 2 показан вариант узла бонового маслонефтевпитывающего заграждения по фиг. 1, в котором снизу центральная часть мата из нетканого волокнистого полотна является открытой, вид снизу, на фиг. 3 и 4 показан еще один вариант узла, с одной стороны (на фиг. 3) центральная часть мата открыта, с другой стороны (на фиг. 4) - покрыта тканым материалом (полотном). На фиг. 5 схематично показан разрез в поперечном сечении нетканого волокнистого полотна с гофрированной структурой, на фиг. 6 показана фотография поперечного разреза такого мата из нетканого волокнистого полотна с гофрированной структурой по фиг. 5. На фиг. 7 показана схема ротационного укладчика с формированием нетканого волокнистого полотна с гофрированной структурой. На фиг. 8 показано вложение вспененного полиэтилена по краям мата из нетканого волокнистого полотна. На фиг. 9 показаны элементы крепления в виде люверс, причем люверсы выполнены и в тканом полотне, и с дополнительным закреплением с помощью них тканого полотна с матом из нетканого полотна. На фиг. 10, 11 показаны элементы крепления в виде строп на закрытой тканью стороне узла (фиг. 10) и на открытой стороне узла (фиг. 11). На фиг. 10 также показано совместное крепление со стропами и люверсами, причем люверсы выполнены только в тканом полотне без дополнительного закрепления с помощью них тканого полотна с матом из нетканого полотна, а стропы дополнительно усиливают узел их перекрестным соединением краев узла.
Позициями на фигурах обозначены: 1 - мат из нетканого волокнистого полотна, 2 - тканое полотно, 3 - люверсы, 4 - гофрированная структура нетканого волокнистого полотна с вертикальным расположением волокон, 5 - ротационный укладчик, 6 - рыхлительный валик, 7 - рабочий валик с зубчатым колесом, 8 - транспортер термокамеры, 9 - направляющий проволочный каландр, 10 - вспененный полиэтилен, 11 - стропы, 12 - прошивочный шов, 13 - скобы.
Узел бонового маслонефтевпитывающего заграждения состоит из плоской прямоугольной маслонефтевпитывающей конструкции с элементами крепления 3, 11 по ее краям для возможности соединения плоской конструкции с такой же соседней конструкцией или конструкциями или с опорными элементами бонового заграждения. Указанные узлы, длина стороны которых может быть выбрана, например, в пределах 0,5-1,0 м, могут быть легко соединены для формирования двухмерного массива, который может иметь неограниченный размер. Например, такие соединенные друг с другом (шнурами между люверсами, или соединением соседних строп, или шнурами между стропами, или канатом вдоль люверс и т.п.) узлы могут быть сложены друг на друга в форме блока, готового к развертыванию в случае использования, либо могут располагаться по цепочке вдоль тросов. Можно быстро разместить большое количество узлов на загрязненных нефтью поверхности воды или области берега с последующим таким же быстрым удалением указанных заполненных нефтью узлов. Каждый узел способен впитать несколько литров нефти.
Плоская конструкция представляет собой сорбирующий слой в виде мата из нетканого волокнистого полотна 1, прошитый с помощью прошивочного шва 12 по краям тканым полотном 2. Тканое полотно при одинаковых массо-габаритных и химических характеристиках намного прочнее одинакового по свойствам нетканого полотна, поэтому прошитое тканью нетканое полотно по всем своим краям повысит прочность узла при механических воздействиях, поскольку любые возникающие растягивающие, изгибные, знако-переменные, разрывные напряжения будет в большей степени воспринимать тканое полотно, разгружая нетканое, размещенное по центру для маслонефтевпитывания. Такое расположение тканого полотна усилит конструкцию узла, так как он кроме механических воздействий при эксплуатационных нагрузках подвергается и другим механическим воздействиям при цикле регенерации, укладки и извлечении из ремонтных ям. Данная конструкция позволяет собирать нефть и нефтепродукты как с поверхности земли, так и с поверхности воды, с возможностью многократного использования (боны выжимаются на выжимном устройстве и применяются заново).
Предпочтительно, тканое полотно по краям мата обернуто вокруг его края и прошито швом 12 из любой подходящей нити, известной из уровня техники, например капроновой. Прошивка тканого и нетканого полотен также необходима для повышения прочности и целостности узла при механических воздействиях.
Элементы крепления в виде люверс 3 и/или строп 11 выполнены в тканом полотне для возможности соединения плоской конструкции с такой же соседней конструкцией или конструкциями или с опорными элементами бонового заграждения, для прикрепления узла к земле, протягивания буксировочного троса для транспортировки по воде. Элементы крепления передают нагрузку с соседних узлов или от опорного элемента на тканое полотно, воспринимающее основные механические воздействия. На фиг. 1, 9 показаны только люверсы 3, на фиг. 4 (позиция не указана), а также на фиг. 11 показаны только стропы, на фиг. 10 показаны и люверсы, и стропы. Между собой люверсы и/или стропы соседних узлов могут быть связаны любым способом, например любым шнуром, стяжкой, лентой, известными из уровня техники, либо вдоль люверс может быть пропущен канат или трос, а стропы могут быть соединены друг с другом без шнура. Элементы крепления могут быть выполнены не только в тканом полотне, а могут прошить кроме тканого полотна еще и мат из нетканого полотна, для дополнительного закрепления тканого полотна с матом из нетканого полотна, повышая прочность узла при механических воздействиях. Стропы 11 могут быть прошиты к узлу бонового маслонефтевпитывающего заграждения с помощью скоб 13, например посредством механического степлера. Стропы 11 могут дополнительно усиливать прочность узла их перекрестным соединением краев узла за люверсы 3 (см., например, фиг. 10).
По меньшей мере с одной стороны (т.е. либо с одной, либо с обеих двух сторон) узла бонового заграждения центральная часть мата из нетканого волокнистого полотна является открытой для выполнения ею функции маслонефтевпитывания. Тканое полотно намного хуже выполняет такую функцию, поэтому в центральной части хотя бы с одной стороны нетканое волокнистое полотно должно быть открыто для взаимодействия с загрязнением. На фиг. 1 и 2 показан узел с двумя открытыми центральными частями, где тканое полотно проходит только по краям узла. На фиг. 3 и 4 показан другой вариант узла, с одной стороны (на фиг. 3) центральная часть мата открыта, с другой стороны (на фиг. 4) - покрыта тканым полотном. Открытая часть может находиться как снизу, так и сверху, в зависимости от способа использования узла при ликвидации загрязнения. Элементы крепления в виде строп могут находиться как с одной стороны от открытой стороны (фиг. 11), так и с другой (фиг. 10). Таким образом, мат из нетканого волокнистого полотна с одной стороны может быть полностью покрыт тканым полотном - и по краям, и в центральной части. Это обеспечивает узлу дополнительную прочность при механических воздействиях, износоустойчивость.
Мат из нетканого волокнистого полотна с одной стороны может быть полностью покрыт пленочным материалом - и по краям, и в центральной части. Пленочный материал может представлять собой лавсановую пленку. Дублирование мата пленкой в некоторых случаях необходимо для предотвращения протечек сорбирующего мата при его перенасыщении на землю. Кроме того, это пленка обеспечивает узлу дополнительную прочность при механических воздействиях.
Тканое полотно может представлять собой прочную ткань, известную из уровня техники. Тканое полотно может представлять собой спланлайт Д, а также двухслойное полипропиленовое тканое полотно для обеспечения узлу дополнительной прочности.
Нетканое волокнистое полотно может представлять собой смесь полимерных волокон, объединенных в полотно термическим скреплением, и содержать бикомпонентное волокно с линейной плотностью 0,48 текс, полиэфирное волокно плотностью 1,7 Текс, полипропиленовое волокно плотностью 1,7 Текс, при этом упомянутая смесь может содержать, масс. %: бикомпонентное волокно 30, полиэфирное волокно 20, полипропиленовое волокно 50. Было экспериментально выявлено, что нетканое волокнистое полотно в составе узла с таким указанным составом обеспечивает максимальную маслонефтевпитываемость с обеспечением высокой прочности при механических воздействиях. Использование полипропилена обусловлено тем, что данное волокно имеет плотность ниже плотности воды, в связи с этим плоский бон не тонет. Также полипропиленовое волокно за счет своей структуры впитывает нефтепродукты, пропуская при этом воду. Данное нетканое волокнистое полотно было выбрано в качестве предпочтительного примера, однако в узле могут использоваться и другие известные нетканые волокнистые полотна.
2
Нетканое волокнистое полотно может иметь гофрированную структуру 4. Холст формируется струтто-механизмом (см. фиг. 7) и представляет собой гофрированную структуру 4 (см. фиг. 5, 6, 7). Волокна струтто механизмом укладываются вертикально, волнообразно. При таком способе формирования создаются дополнительные емкие полости, в которые нефть свободно проникает при непосредственном контакте, заполняет весь объем полотна за счет капиллярных сил, при этом прочно держится внутри гофрированной волокнистой структуры сорбента за счет адгезии и легко отделяется при отжиме. Возможен перенос насыщенного нефтью узла к отжимному устройству и отжим, например при максимальной нагрузке не более 0,25 кг/см, допускается использование ручных прессов или вальцов. Такая гофрированная структура 4 успешно справляется с маслонефтевпитыванием на открытой от тканого полотна части узла заграждения, такой открытой части вполне достаточно для удаления всех загрязнений в области заграждения.
На фиг. 7 показана схема струтто-механизма в виде ротационного укладчика с формированием нетканого волокнистого полотна с гофрированной структурой. Механизм состоит из ротационного укладчика 5, рыхлительного валика 6, рабочего валика 7 с зубчатым колесом, транспортер термокамеры 8, направляющего проволочного каландра 9.
Для бонов, используемых на поверхности воды, предусмотрено перед прошиванием тканого полотна вложение вспененного полиэтилена 10 для увеличения плавучести и дополнительного придания прочности. Так, по краям мата из нетканого волокнистого полотна 1 может быть вложен вспененный полиэтилен 10, и после этого мат с вложенным вспененным полиэтиленом может быть прошит по краям тканым полотном 2 (см. фиг. 8).
Узел бонового маслонефтевпитывающего заграждения работает следующим образом.
Собирают узел бонового маслонефтевпитывающего заграждения: в процессе сборки узла нарезают из спанлайта/ткани полоски, например шириной 15 см и длиной заданного мата; прошивают по краям мата спанлайт/ткань. Либо нарезают спанлайт/ткань по размерам мата, плюс например 20 см делают отступ от края каждой стороны; размещают мат по центру заготовленного(ой) спанлайта/ткани; заворачивают края; прошивают края. По ширине мата устанавливают, например полипропиленовые ленты (стропы) или их аналоги на расстоянии 1/3 ширины мата друг от друга; либо по ширине мата устанавливают люверсы на расстоянии 1/3 ширины мата друг от друга.
Готовые узлы соединяют для формирования двухмерного массива. Например, такие соединенные друг с другом узлы располагают по цепочке вдоль тросов. Размещают цепь узлов на загрязненную нефтью поверхность воды или на область берега. По мере впитывания или устранения разлива нефти удаляют указанные заполненные нефтью/маслом узлы. Отжимают узлы, при необходимости используют снова.
За счет прошивания краев мата прочным тканым полотном, фиксации матов между собой, дополнительного дублирования мата тканым полотном или пленкой, применения мата из прочного маслонефтевпитывающего нетканого волокнистого полотна с гофрированной структурой и вкладки вспененного полиэтилена, прочность конструкции превосходит все известные узлы бонового маслонефтевпитывающего заграждения, с обеспечением высоких маслонефтевпитывающих свойств.
Таким образом, применение предложенного узла бонового маслонефтевпитывающего заграждения обеспечивает усиление прочности конструкции при механических воздействиях, что в итоге повышает надежность такого узла при одновременном выполнении заградительных и сорбирующих функций.