УСТРОЙСТВО ДЛЯ УДАЛЕНИЯ ПОВЕРХНОСТНОГО СЛОЯ НЕФТЕСОДЕРЖАЩИХ ЖИДКОСТЕЙ
DEVICE TO REMOVE SURFACE LAYER OF OIL-CONTAINING FLUIDS

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.
Заявляемое изобретение направленно на решение задачи, заключающейся в обеспечении повышения качества и производительности удаления поверхностного слоя нефтесодержащих сточных вод.
Известно устройство для удаления поверхностного слоя нефтесодержащих жидкостей (см. Патент РФ №2035958. Устройство для удаления поверхностного слоя нефтесодержащих жидкостей. М. кл. B01D 17/02, Е02В 15/04. Опубл. в БИ №15, 1995 г.), включающее плавающее маслосборное средство, удерживаемое на поверхности с помощью механизма пантографного типа, подвижную металлоконструкцию с укрепленным на ней набором грузовых пластин для регулировки положения маслосборного средства на поверхности жидкости и сливную систему для удаления масла, причем маслосборное средство выполнено в виде установленных на общей раме привода и связанных с ним цепной передачей двух вращающихся навстречу друг другу пустотелых цилиндров и размещенного между ними скребка в форме лотка, который сообщен со сливной системой, при этом рама шарнирно соединена с механизмом пантографного типа.
К недостаткам этого устройства можно отнести большое количество воды, уносимой вместе с нефтепродуктами, имеющими "рыхлую структуру", например, после флотации или при удалении органической фазы, полученной в результате разложения отработанных СОЖ. Вызвано это следующими обстоятельствами. С целью повышения производительности и качества разделения органических примесей от воды используют флотацию, при которой пузырьки воздуха выносят на поверхность жидкости плохо эмульгированные и частично эмульгированные органические вещества. Вместе с пузырьками воздуха и органическими частицами на поверхности образуется так называемый пенный продукт, имеющий как бы рыхлую структуру, содержащий большое количество воды. Поэтому барабаны в известном устройстве захватывают эту водную фазу вместе с органическими веществами и в дальнейшем приходится осуществлять декантацию или центрифугирование, что сопряжено с дополнительными затратами.
Известно также устройство для удаления поверхностного слоя нефтесодержащих жидкостей (см. Патент РФ №2042638. Устройство для удаления поверхностного слоя нефтесодержащих жидкостей. М. кл. C02F 1/40. Опубл. в БИ №24, 1995 г.), включающее маслосборное средство, удерживаемое на поверхности с помощью механизма пантографного типа, металлоконструкцию с укрепленным на ней набором грузовых пластин для регулировки положения маслосборного средства, сливную систему для удаления масла, причем маслосборное средство выполнено в виде установленных на общей раме привода и связанных с ним цепной передачей двух вращающихся пустотелых цилиндров с волнообразной боковой поверхностью и размещенного между ними скребка в виде лотка, сообщенного со сливной системой, при этом рама шарнирно соединена с механизмом пантографного типа.
К недостаткам указанного устройства можно отнести следующее:
Во-первых, хотя наличие развитой волнообразной боковой поверхности и приводит к некоторому вытеснению воды из удаляемого поверхностного слоя нефтесодержащих жидкостей из-за усиления действия сил поверхностного натяжения (особенно во впадинах волнообразной поверхности), однако в удаленном продукте все же остается достаточно большое количество водной фазы, выносимой вместе с мелкими пузырьками воздуха (например, после флотации или разложения отработанных СОЖ), в результате чего качество удаляемого поверхностного слоя нефтесодержащих жидкостей снижается.
Во-вторых, для удаления поверхностного слоя нефтесодержащих жидкостей (с поверхности водоемов) из лотка маслосборного средства требуется дополнительное насосное оборудование.
В-третьих, при колебании поверхностного слоя (при наличии волн) в лоток может попасть и водная фаза, особенно при шторме, что приведет к снижению качества и производительности удаления нефтепродуктов.
В-четвертых, маслосборное средство громоздко и сложно по конструкции.
Наиболее близким по технической сущности к заявляемому изобретению является выбранное в качестве прототипа устройство для удаления поверхностного слоя нефтесодержащих жидкостей (см. Патент РФ №2210546 Устройство для удаления поверхностного слоя нефтесодержащих жидкостей. М. кл. C02F 1/40. Опубл. в БИ №23, 2003 г.), включающее плавающее маслосборное средство с возможностью удержания его на поверхности с помощью механизма пантографного типа и выполненное в виде установленных на общей раме двух пустотелых герметичных цилиндров с гладкой или волнообразной поверхностью с возможностью вращения навстречу друг другу и размещенного между ними лотка с возможностью касания с поверхностями пустотелых цилиндров, сливную систему, сообщенную с лотком, механизм привода, связанный цепной передачей с двумя пустотелыми цилиндрами, металлоконструкцию с укрепленным на ней набором грузовых пластин, связанным с плавающим маслосборным средством, и служащую для регулировки положения последнего, два валка с рифлеными боковыми поверхностями, смонтированными на общей раме параллельно двум пустотелым герметичным цилиндрам с противоположных сторон с небольшим зазором между поверхностями самих валков и цилиндров с возможностью вращения навстречу друг другу.
К недостаткам указанного устройства можно отнести следующее:
Во-первых, для удаления нефтепродуктов из лотка и сливной системы требуется дополнительное насосное оборудование.
Во-вторых, при колебании поверхностного слоя нефтесодержащих жидкостей в лоток будет попадать вместе с нефтепродуктами водная фаза.
В-третьих, затруднительно управлять вязкостью нефтепродуктов в процессе прилипания их к поверхностям пустотельных барабанов.
В-четвертых, маслосборное средство громоздко и сложно по конструкции.
Указанные недостатки обусловлены, во-первых, тем, что лоток и сливная система размещены между пустотелыми герметичными барабанами, имеющими возможность плавать на поверхности нефтесодержащих жидкостей, и по мере накопления нефтепродутов в лотке и сливной системе их необходимо откачивать наверх, для чего и требуется насосное оборудование. Во-вторых, в баках-отстойниках на предприятиях и особенно в водоемах рек, морей и океанов при штормовой погоде образуются волны и поверхностные слои будут колебаться, в результате чего в лоток будет попадать вместе с нефтепродуктами большое количество воды, что приведет к ухудшению качества и снижению производительности удаления нефтепродуктов с поверхности жидкости. В-третьих, при изменении температуры жидкости (например, при повышении ее до 80-90°С в моечных машинах на предприятиях или понижении до нуля и ниже в водоемах рек, озер, океанов) вязкость нефтепродуктов изменяется, поэтому качество и производительность удаления нефтепродуктов снижается в ряде случаев. Кроме того, при появлении маслосборного средства, находящегося в верхних слоях жидкости, для регулирования температуры нефтепродуктов затрачивается большое количество теплого или холодного воздуха, которое необходимо вводить во внутренние полости барабанов. В-четвертых, размещенные внутри барабанов магниты увеличивают вес последних, а следовательно, и вес грузовых пластин, поэтому устройство громоздко и сложно по эксплуатации.
Технический результат - повышение эффективности удаления поверхностного слоя нефтесодержащих жидкостей (качества и производительности удаления нефтепродуктов) и упрощение конструкции устройства за счет снижения металлоемкости и замены некоторых узлов на другие.
Технический результат достигается тем, что устройство для удаления поверхностного слоя нефтесодержащих жидкостей включает в себя плавающее маслосборное средство, установленное на поверхности жидкости, прикрепленное к неподвижной раме шарнирно в верхней ее части, неподвижную раму с установленным на ней приводом для вращения пустотелого герметичного барабана, сливную систему для удаления нефтепродуктов, выполненную в виде лотка, расположенного с возможностью соприкосновения с поверхностью средства и предназначенного для слива нефтепродуктов по сливным магистралям в емкость для дальнейшего их транспортирования. Особенностью является то, что плавающее маслосборное средство вместо пустотелых барабанов выполнено в виде ленточного конвейера, состоящего из бесконечной тонкой металлической перфорированной по бокам ленты, смонтированной на поплавке в форме улитки и пустотелом герметичном барабане, размещенном внутри этой ленты, имеющей возможность перемещаться по поплавку с помощью ведущего пустотелого герметичного барабана, имеющего на концах по одной звездочке для привода в движение этой бесконечной тонкой металлической перфорированной по бокам ленты и закрепленного вместе с лентой шарнирно с помощью опор на подвижной раме, имеющей возможность качания вместе с конвейером относительно поверхностного слоя нефтесодержащих жидкостей вокруг оси ведущего пустотелого герметичного барабана, смонтированного на двух опорах к неподвижной раме, сливную систему в виде сливного лотка, смонтированного на неподвижной раме с возможностью соприкосновения его с бесконечной тонкой металлической перфорированной по бокам лентой в месте установки неподвижной рамы вверху бака-отстойника или на палубе самоходного судна в носовой его части, с целью уменьшения трения между внутренней поверхностью бесконечной тонкой металлической перфорированной по бокам ленты и поверхностями пустотелого герметичного барабана и поплавка смонтированы лыжи, прикрепленные к поверхностям барабана и поплавка.
У прототипа и заявляемого изобретения имеются следующие сходные существенные признаки: наличие плавающего маслозаборного средства, имеющего возможность забирать с поверхности жидкости всплывшие после ее отстоя нефтепродукты, реализуя тем самым их отделение от водной фазы; лоток, стенки которого выполняют роль скребков; сливная система, служащая для удаления отделенных от воды органических веществ, исключающая их повторное перемешивание с водной фазой; механизм привода, служащий для вращения пустотелого герметичного барабана.
По отношению к прототипу у заявляемого изобретения имеются следующие отличительные признаки.
Маслосборное средство вместо пустотелых барабанов представляет собой ленточный конвейер и состоит из бесконечной тонкой металлической перфорированной по бокам ленты, выполняющей роль сбора нефтепродуктов с помощью свойства адгезии и смонтированной на поплавке в виде улитки и пустотелом герметичном барабане, служащих для перемещения ленты и смонтированных на подвижной раме, прикрепленной с помощью опор на неподвижной раме. Причем пустотелый герметичный барабан имеет на концах по одной звездочке для привода в движение перфорированной по бокам ленты. Причем конвейер имеет возможность качания относительно поверхностного слоя жидкости вокруг оси пустотелого герметичного барабана, смонтированного на двух опорах, прикрепленных к неподвижной раме, установленной на палубе самоходной баржи в носовой ее части (или на баке-отстойнике в цехе), а сливной лоток со сливной системой вынесен наверх и смонтирован с возможностью соприкосновения его с бесконечной тонкой металлической перфорированной по бокам лентой в месте установки на неподвижной раме.
Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг.1 показано устройство для удаления поверхностного слоя жидкости, вид сбоку, на 2 - вид сверху по фиг.1, на фиг.3 - разрез А-А по фиг.1, на фиг.4 - разрез Б-Б по фиг.1.
Устройство для удаления поверхностного слоя нефтесодержащих жидкостей включает в себя плавающее маслосборное средство 1 (фиг.1, 2), неподвижную раму 2 с размещенным на ней приводом 3, сливную систему, состоящую из лотка 4, емкость для накопления нефтепродуктов 5. Плавающее маслосборное средство 1, в свою очередь, выполнено в виде ленточного конвейера, состоящего из бесконечной тонкой металлической перфорированной по бокам ленты 6 (фиг.2, 3, 4), смонтированной на поплавке 7, выполненном в форме улитки, и пустотелом герметичном барабане 8, имеющем на концах по одной звездочке 9 для привода в движение бесконечной тонкой металлической перфорированной по бокам ленты 6 (фиг.2, 3). Поплавок 7, выполненный в форме улитки, пустотелый герметичный барабан 8 со звездочкой 9, бесконечная тонкая металлическая перфорированная по бокам лента 6 смонтированы к подвижной раме 10 (фиг.1, 2). Для уменьшения трения бесконечной тонкой металлической перфорированной по бокам ленты 6 с поверхностями пустотелого герметичного барабана 8 и поплавка 7 смонтированы лыжи 11 треугольного сечения. Все маслосборное средство 1 имеет возможность качания относительно поверхностного слоя нефтесодержащих жидкостей вокруг оси пустотелого герметичного барабана 8, смонтированного на двух опорах 12 и 13, прикрепленных к неподвижной стойке 14. В качестве привода применен мотор-редуктор. Для слива нефтепродуктов с бесконечной тонкой металлической перфорированной по бокам ленты 6 конвейера используется сливная система в виде емкости для сбора нефтепродуктов 5 и лотка 4 с возможностью соприкосновения его с бесконечной тонкой металлической перфорированной по бокам лентой 6. Все устройство крепится наверху бака-отстойника СОЖ, моющих растворов на предприятиях или на палубе самоходного судна в носовой его части.
Устройство для удаления поверхностного слоя нефтесодержащих жидкостей работает следующим образом. Загрязненная нефтепродуктами жидкость всплывает на поверхность баков-отстойников или водоемов рек, озер, океанов и после этого плавающее маслосборное средство 1 опускается на поверхность жидкости. При вращении пустотелого герметичного барабана 8, смонтированного вместе с бесконечной тонкой металлической перфорированной по бокам лентой 6 и поплавком 7, выполненным в виде улитки, на подвижной раме 10, с помощью привода 3, размещенного на неподвижной раме 2, тонкая металлическая перфорированная по бокам лента 6 с помощью звездочки 9 приводится в движение. Нефтепродукты прилипают к ней и выносятся наверх, где стенами лотка 4 сливной системы удаляются и сбрасываются в емкость для сбора нефтепродуктов 5. Причем бесконечная тонкая металлическая перфорированная по бокам лента 6 перемещается по лыжам 11, прикрепленным к поверхности пустотелого герметичного барабана 8 и поплавка 7, а плавающее маслосборное средство может совершать колебательное движение относительно поверхностного слоя нефтесодержащих жидкостей вокруг оси пустотелого герметичного барабана 8, смонтированного на опорах 12 и 13, смонтированных на неподвижной стойке 14.
Предлагаемое устройство обладает следующими преимуществами. Во-первых, так как бесконечная тонкая металлическая перфорированная по бокам лента перемещается на довольно большую высоту, то некоторое количество водной фазы, увлекаемой все же бесконечной тонкой металлической перфорированной по бокам лентой вместе с нефтепродуктами, стекает с нее по наклонной поверхности более длительное время, чем с известных барабанов, поэтому и качество удаляемых нефтепродуктов улучшается существенным образом. Во-вторых, для откачки нефтепродуктов не требуется насосное оборудование, так как бесконечная тонкая металлическая перфорированная по бокам лента сама транспортирует их наверх баков-отстойников или в емкость, размещенную на палубе. В-третьих, во время колебания поверхностного слоя нефтесодержащих жидкостей в баках-отстойниках или в штормовую погоду в больших водоемах в предлагаемом устройстве в лоток не будет попадать вместе с нефтепродуктами большое количество воды, так как лоток вынесен наверх устройства. В-четвертых, пустотелый герметичный барабан и поплавок, не содержащие внутри другие элементы (например, магниты), не требуют применения подвижной металлоконструкции с набором грузовых пластин для регулировки местоположения устройства, что значительно упрощает конструкцию и снижает материалоемкость. В-пятых, для изменения вязкости нефтепродуктов горячий или холодный воздух можно подводить внутрь пустотелого герметичного барабана, находящегося наверху устройства, контактирующегося с воздухом, а не с большой поверхностью воды. Все указанные преимущества повышают в конечном итоге эффективность работы данного устройства.