АВТОНОМНОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ СБОРА НЕФТЯНОГО ЗАГРЯЗНЕНИЯ С ПОВЕРХНОСТИ ВОДОЕМА

Устройство относится к гидротехнике и может быть использовано в рыбном хозяйстве, при водоснабжении прибрежных населенных пунктов пресной водой и предназначено для сбора загрязнения с поверхности водоема, в частности для сбора нефти.
Известно устройство-скиммер (устройство Рейнверфта), представляющее собой плавучую, погруженную в воду воронку, из которой насосом откачивается верхний слой воды с находящейся на ее поверхности нефтяной пленкой [1].
Недостатком этого устройства является сложность конструкции и неспособность работать при волнении водоема.
Наиболее близким по технической сущности является устройство для сбора нефтяного загрязнений с поверхности водоемов использующее энергию волн. Это устройство представляет собой подвешанный резервуар с кольцевым ограничительным элементом в его верхнем конце, служащим посадочным местом для плавучего клапана с выпуклой верхней поверхностью (в форме шара или полусферы), причем нижний конец резервуара может быть заужен для присоединения груза, рукава или шланга, вокруг верхней части резервуара размещается поплавковый пояс [2].
Недостатками прототипа является невозможность автономной работы устройства вследствие наличия строп для подвешивания резервуара, ограниченный срок службы.
Целью полезной модели является упрощение работы, повышение надежности работы, увеличение времени работы и получение возможности автономной работы устройства (работы устройства без использования строп, грузовой стрелы, самостоятельно в открытом водоеме).
Указанная цель достигается тем, что устройство представляет собой резервуар с кольцевым ограничительным элементом в его верхнем конце, служащим посадочным местом для плавучего клапана с выпуклой верхней поверхностью (в форме шара или полусферы), причем нижний конец резервуара может быть заужен для присоединения груза, рукава или шланга, вокруг верхней части резервуара размещается поплавковый пояс состоящий из двух элементов - основного и дополнительного.
Предлагаемая модель представлена на Фиг.1. Она представляет собой резервуар 1, кольцевой ограничительный элемент 2, обратный клапан 3 и поплавковый пояс - основной элемент 4 и дополнительный элемент 5.
Настоящее устройство работает следующим образом. При попадании устройства в воду в место разлива нефтяного загрязнения, верхняя часть резервуара 1 погружается под воду, обратный клапан 3 «прижимается» к кольцевому ограничительному элементу 2 и закрывает резервуар 1. Нефтяная пленка, разрушенная при установке устройства, восстанавливает свою целостность - «смыкается» над резервуаром 1. Когда верхняя часть резервуара 1 оказывается над поверхностью водоема, обратный клапан 3 под действием силы тяжести «отходит» от кольцевого ограничительного элемента 2 открывается и вода с нефтяным загрязнением поступает в резервуар 1. Более легкая нефть оказывается в верхней части резервуара 1 под клапаном 3, а более тяжелая вода выливается через нижний конец резервуара 1. Когда верхняя часть резервуара 1 вновь оказывается под водой, клапан 3 опять прижимается к кольцевому ограничительному элементу 2 и закрывает отверстие резервуара 1, не давая возможности более легкой нефти вылиться из резервуара 1. Нефтяная пленка над резервуаром вновь смыкается. При следующем подъеме верхней части резервуара 1 над поверхностью воды, клапан 3 открывается и нефтяное загрязнение вновь поступает в резервуар 1 и накапливается в его верхней части под клапаном 3, а поступившая с поверхности вода выливается через нижний конец резервуара 1.
При попадании устройства в воду верхняя часть резервуара 1 пересекает урез воды, покрытый нефтяной пленкой, оказывается то под водой, то над поверхностью воды.
При многократном пересечении уреза воды вверх-вниз в резервуаре 1 накапливается нефтяное загрязнение. Зная период волн, толщину нефтяной пленки и объем резервуара, можно рассчитать время его заполнения нефтяным загрязнением и своевременно откачать его насосом в специальную емкость. По окончании работы устройство может быть перенесено в другое место работы. Плавучесть устройства и его автономное плавание и сбора нефтяного загрязнения обеспечивается с помощью поплавкового пояса в виде основного элемента 4 и дополнительного элемента 5.
Наличие в устройстве нового элемента в виде поплавкового пояса 4 позволит:
- получить возможность автономной работы (в открытом водоеме)
- получить возможность работы без строп и грузовой лебедки;
- получить возможность выброса устройства с борта судна, вертолета, самолета;
- получить возможность сохранить людские ресурсы;
- получить возможность сохранения механического оборудования.
- получить возможность сэкономить финансовые ресурсы
Наличие дополнительного элемента поплавкового пояса 5 объясняется: повышением надежности работы, как во время автономного плавания и сбора нефтяного загрязнения и обеспечивающего дополнительную плавучесть устройству, так и во время выброски устройств из самолета, вертолета, корабля, лодки - приводнение и возможными при этом механическими повреждениями поплавкового пояса. Кроме этого, наличие дополнительного элемента 5 позволит увеличить время и ресурс работы данного устройства.
Автономное устройство для сбора загрязнений с поверхности водоемов может быть использовано для сбора нефтяных загрязнений, как в местах их постоянного поступления в водоем (в портах, нефтебазах), так и для сбора на открытых акваториях.
Наряду с нефтяным загрязнением устройство может собирать с поверхности водоема плавучий мусор. Устройство может также собрать с поверхности водоема сорбент, рассыпанный в воду для сбора нефти.
Работа опытных образцов устройства для сбора загрязнений с поверхности водоемов испытана в лабораторных условиях. Расчеты показали, что данное устройство с резервуаром диаметром 1 метр, может за сутки работы «собрать» нефтяное загрязнение с площади 4-5 га.
1. Нильсон-Смит.«Нефть и экология моря». Изд-во Прогресс. М. 1977.
2. Шалагинов А.А., Грачев И.М., Пшеничный Б.П., Патент №81970, Е02В 15/04, 2006.01.