СОРБИРУЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ СБОРА НЕФТЕПРОДУКТОВ

Полезная модель относится к устройствам, предназначенным для очистки от разлива нефти и нефтепродуктов твердых поверхностей, грунта и железнодорожных полотен, а также для поддержания их в надлежащем состоянии. Заявленная полезная модель представляет собой изделие в виде мата заданного размера, включающее многослойный термоскрепленный экологичный материал на основе синтетических волокон, сорбирующий нефтепродукты в широком диапазоне положительных и отрицательных температур, в условиях природных осадков и ветровом воздействии.
Из уровня техники известно сорбирующее устройство для сбора нефтепродуктов, включающее сорбирующий мат, выполненный из смеси полимерных волокон, объединенных в полотно термическим скреплением, при этом сорбирующий мат частично обернут в тканое упрочняющее покрытие, края которого подвернуты внутрь мата, образуя складку по периметру устройства, скрепленную упрочняющим швом, причем в складке последовательно выполнены сквозные отверстия для крепления, а нижняя сторона мата покрыта непроницаемой пленкой (см. RU №196620, 06.03.2020, прототип).
Известное из уровня техники устройство обеспечивает хорошую сорбцию и сбор нефтепродуктов. Однако указанное техническое решение предназначено в основном для использования на водной поверхности и не обеспечивает высоких эксплуатационных показателей (сорбции и десорбции) при использовании его на грунте и других твердых поверхностях, особенно при наличии атмосферных осадков. В ближайшем аналоге, для сохранения в материале сорбента собираемых нефтепродуктов, предлагается полное покрытие с нижней стороны непроницаемым пленочным материалом, что при неблагоприятных погодных условиях приводит к нежелательному переполнению материала сорбента водой и тем самым препятствует сорбции нефтепродуктов-загрязнителей.
Технической проблемой, на решение которой направлена заявленная полезная модель, является разработка сорбирующего устройства, с устранением недостатков, присущих ближайшему аналогу.
Технический результат, обеспечиваемый заявленной полезной моделью, заключается в обеспечении сорбции нефтепродуктов на твердой поверхности в условиях атмосферных осадков.
Достижение заявленного технического результата обеспечивает сорбирующее устройство для сбора нефтепродуктов, включающее сорбирующий мат, выполненный из смеси полимерных волокон, объединенных в полотно термическим скреплением, а также упрочняющее покрытие, края которого подвернуты внутрь мата, образуя складку по периметру устройства, скрепленную упрочняющим швом, причем в складке последовательно выполнены сквозные отверстия для крепления, а нижняя сторона сорбирующего устройства покрыта непроницаемой пленкой, при этом упрочняющее покрытие выполнено в виде, по меньшей мере, нижней проницаемой оболочки, изготовленной из смеси полимерных волокон, объединенных в полотно термическим скреплением, плотность и площадь которой превышает плотность и площадь мата, причем нижняя проницаемая оболочка подвернута в складку совместно с непроницаемой пленкой, образуя стенки и дно сорбирующего устройства, при этом в донной части непроницаемой пленки выполнены отверстия с возможностью выведения через них воды после поднятия общего уровня жидкости внутри мата на 25-75% от его высоты.
2
Согласно заявленной полезной модели, отверстия в непроницаемой пленке выполнены с возможностью выведения воды после поднятия суммарной высоты воды и нефтепродуктов внутри мата до 8-15 мм, причем отверстия выполнены посредством перфорирования пленки диаметром от 0,3 до 0,4 мм, в количестве 4-5 отверстий на см, а высота сорбирующего мата составляет от 20 до 30 мм.
Согласно заявленной полезной модели, непроницаемая пленка выполнена на основе полиэтилентерефталата (ПЭТ) при этом перфорированные отверстия в непроницаемой пленке выполнены горячим способом.
Согласно заявленной полезной модели, с верхней стороны мат имеет гофрированную поверхность.
3
Согласно заявленной полезной модели, упрочняющее покрытие выполнено в виде верхней и нижней проницаемых оболочек из нетканого материала на основе полиэфирного термоскрепленного волокна, причем каждая оболочка имеет площадь больше площади мата, толщину 0,6-0,8 мм и плотность 66-80 кг/м.
Согласно заявленной полезной модели, непроницаемая пленка снизу покрыта эластичной сеткой, выполненной из материала на основе полиэфира, которая подвернута в складку совместно с нижней или с нижней и верхней упрочняющими оболочками и непроницаемой пленкой.
Согласно заявленной полезной модели, упрочняющий шов, а также сквозные отверстия скреплены при помощи ультразвуковой сварки.
3
Согласно заявленной полезной модели, мат выполнен из нетканого волокнистого полотна с плотностью 10-35 кг/м.
Согласно заявленной полезной модели, сорбирующий мат содержит бикомпонентное волокно с линейной плотностью 0,48 Текс, полиэфирное волокно с линейной плотностью 1,7 Текс, полипропиленовое волокно с линейной плотностью 1,7 Текс и вторичную разволокненную массу, при этом указанная смесь имеет следующие мас. %:
Бикомпонентное волокно
30
Полиэфирное волокно
15
Полипропиленовое волокно
40
Вторичная масса
15
Согласно заявленной полезной модели, сорбирующий мат содержит бикомпонентное волокно с линейной плотностью 0,48 Текс, полиэфирное волокно с линейной плотностью 1,7 Текс, полипропиленовое волокно с линейной плотностью 1,7 Текс и полиэфирное волокно с линейной плотностью 0,03 Текс, при этом указанная смесь имеет следующие мас. %:
Бикомпонентное волокно
30
Полиэфирное волокно с линейной плотностью 1,7 Текс
30
Полипропиленовое волокно
20
Полиэфирное волокно с линейной плотностью 0,03 Текс
20
Полезная модель поясняется чертежами.
На Фиг. 1 представлен фрагмент сорбирующего устройства в поперечном разрезе.
На Фиг. 2 представлен фрагмент сорбирующего устройства, вид сверху.
3
3
2
Сорбирующее устройство для сбора нефтепродуктов включает сорбирующий мат 1, выполненный из смеси полимерных волокон, объединенных термическим скреплением в полотно толщиной 20-30 мм, с плотностью 10-35 кг/м. Габариты заявленного изделия могут составлять, например, 25×1500×3000 мм. При этом заявленная полезная модель не ограничивается приведенным примером, в связи с чем ее размеры могут иметь незначительные отличия от указанных параметров. Мат 1 с обеих сторон может иметь плоскую поверхность 2. Согласно другому варианту, верхняя сторона мата 1 может иметь гофрированную 3D-поверхность 3, что увеличивает степень сорбции за счет увеличения активной входной поверхности. Полотно мата 1 с обеих сторон (сверху и снизу) или только с одной стороны (снизу) соединено термоспособом с упрочняющей проницаемой нетканой оболочкой 4, выполненной из материала на основе полиэфирного термоскрепленного волокна с плотностью 66-80 кг/м. Толщина одной упрочняющей оболочки может составлять 0,6-0,8 мм. При этом площадь нижней или каждой, нижней и верхней упрочняющих оболочек 4 больше площади мата 1. Нижняя сторона нижней оболочки покрыта непроницаемой пленкой 8, выполненной, например на основе полиэтилентерефталата (ПЭТ). Непроницаемая пленка 8 может быть выполнена из другого известного из уровня техники полимера. Согласно заявленной полезной модели, непроницаемая пленка 8 снизу может быть покрыта эластичной сеткой 10, выполненной из материала на основе полиэфира. При этом пленка 8, а также эластичная сетка 10 имеют периметр равный периметру каждой из упрочняющих оболочек 4 (с возможными отклонениями 1-5 мм, согласно производственным допускам) и совместно с ними подвернуты внутрь мата 1, образуя стенки и дно сорбирующего устройства. Увеличенные размеры упрочняющих оболочек 4, пленки 8 и сетки 10 в сравнении с размерами мата 1, позволяют по всему периметру подвернуть их края внутрь изделия внахлест поверхности мата 1 с образованием складки 5. Складка 5 по всему периметру устройства скреплена упрочняющим швом 6, выполненным при помощи ультразвуковой сварки. Причем в складке 5 последовательно выполнены сквозные отверстия 7 для крепления нескольких сорбирующих устройств между собой 5, обеспечивая таким образом покрытие необходимой площади на подлежащей очистке территории. При этом все совмещенные в подвернутой складке слои, в местах образования отверстий 7, скреплены при помощи ультразвуковой сварки, таким образом, что верхняя наружная поверхность 11 складки 5, по периферии каждого отверстия 7, включает углубление 12 в виде воронки. Причем поверхность каждого углубления 12 направлена от ее внешнего края к горизонтальной оси мата под углом 15°-20°. В донной части подвернутой пленки 8, горячим способом выполнены перфорированные отверстия 9 диаметром от 0,3 до 0,4 мм, в количестве 4-5 отверстий на см. Таким образом, отверстия 9 обеспечивают возможность выведения через них воды после поднятия общего уровня жидкости внутри мата на 25-75% от его высоты. В частности, после достижения общего уровня жидкости до 8-15 мм внутри мата, высота которого может составлять 20-30 мм, происходит выведение воды через отверстия 9.
Заявленное сорбирующее устройство может быть уложено на участках подлежащих очистке от загрязнений нефтепродуктами как по отдельности, так и совместно с другими скрепленными между собой сорбирующими устройствами. Например, скрепленные между собой через отверстия 7 сорбирующие устройства могут быть уложены вдоль железнодорожных путей. При этом, выполняющий в заявленном устройстве функцию сорбента, сорбирующий мат 1 выполнен из смеси полимерных волокон, объединенных в полотно термическим скреплением. Согласно одному из вариантов реализации полезной модели, предназначенной для использования только при высоких/положительных температурах, сорбирующий мат, содержит бикомпонентное волокно с линейной плотностью 0,48 Текс, полиэфирное волокно с линейной плотностью 1,7 Текс, полипропиленовое волокно с линейной плотностью 1,7 Текс и вторичную разволокненную массу, при этом указанная смесь имеет следующие мас. %:
Бикомпонентное волокно
30
Полиэфирное волокно
15
Полипропиленовое волокно
40
Вторичная масса
15
Согласно другому варианту реализации полезной модели, предназначенной для использования как при высоких/положительных, так и при низких/отрицательных температурах, полотно, выполняющее функцию сорбента, содержит бикомпонентное волокно с линейной плотностью 0,48 Текс, полиэфирное волокно с линейной плотностью 1,7 Текс, полипропиленовое волокно с линейной плотностью 1,7 Текс и полиэфирное волокно с линейной плотностью 0,03 Текс, при этом указанная смесь имеет следующие мас. %:
Бикомпонентное волокно
30
Полиэфирное волокно с линейной плотностью 1,7 Текс
30
Полипропиленовое волокно
20
Полиэфирное волокно с линейной плотностью 0,03 Текс
20
3
2
Увеличение во втором варианте % содержания полиэфирных (ПЭ) волокон способствует повышению прочности (снижению хрупкости) полотна при низких температурах. Одновременно введение ПЭ волокна с линейной плотностью 0,03 Текс позволяет существенно повысить сорбционную способность полотна за счет значительного возрастания суммарного количества капилляров в полотне, а также возрастания молекулярного взаимодействия сорбента с поверхностью волокон (силы Ван-дер-Ваальса), ввиду увеличения контактной поверхности всех входящих в полотно волокон суммарно в 2 раза. Это особенно важно при низких температурах характеризующихся пониженной сорбцией нефтепродуктов. Дополнительно полотно мата 1 с одной стороны (снизу) или с обеих сторон (сверху и снизу) сдублировано термоспособом с упрочняющей проницаемой нетканой оболочкой 4, плотность которой, а также ее площадь превышает плотность и площадь мата. Благодаря соединению мата 1 с упрочняющей проницаемой нетканой оболочкой 4 термоспособом увеличивается устойчивость изделия к механическим воздействиям. При этом увеличенная площадь верхней и нижней упрочняющих оболочек, позволяет путем подворачивания их совместно с непроницаемой пленкой 8 и эластичной сеткой 10 в складку, образовать стенки и дно сорбирующего устройства. Оболочка 4 выполнена из материала на основе термоскрепленных полиэфирных волокон, плотность которого составляет от 66 до 80 кг/м, а толщина каждой оболочки составляет 0,6-0,8 мм. Оболочка 4, выполняя защитную функцию сорбирующего полотна от механических воздействий, за счет своей структуры, является проницаемой для жидкости и не создает препятствия для ее выведения через перфорированные отверстия 9, выполненные в донной части непроницаемой пленки 8, что является существенным для достижения технического результата при использовании заявленного устройства в условиях атмосферных осадков. При этом перфорированные отверстия 9 выполнены горячим способом. В случае использования заявленного устройства в условиях атмосферных осадков, при достижении суммарной высоты от 8 до 15 мм скопившегося слоя жидкостей по отношению к высоте мата, составляющей от 20 мм до 30 мм, а именно нижнего слоя скопившихся осадков в виде воды и верхнего слоя сорбированных нефтепродуктов, под действием гидростатического давления осуществляется выведение скопившейся в нижней части мата воды через перфорированные отверстия 9. При этом за счет сил взаимного молекулярного взаимодействия жидких нефтепродуктов с материалом волокон мата 1, основанного на их химическом сродстве (силы Ван-дер-Ваальса) происходит удержание нефтепродуктов в микрополостях мата 1, что способствует полному его заполнению нефтепродуктами в условиях атмосферных осадков. При этом параметры перфорированных отверстий 9, а именно их диаметр 0,3-0,4 мм с плотностью отверстий 4-5 на см, выбраны с учетом высоты мата 1 от 20 мм до 30 мм, что способствует накоплению жидкости (нефтепродуктов и воды) внутри мата до определенного уровня (8 мм-15 мм), только после преодоления которого возможно постепенное выведение воды через отверстия 9. Допустимые колебания уровня нефтепродуктов и воды внутри мата 8-15 мм, после которого происходит выведение воды через отверстия 9, обусловлены возможными различиями в составе сорбируемых нефтепродуктов. Возможность выбора нужной толщины сорбирующего мата обусловлена требованиями заказчика, и может быть увеличена для наиболее загрязненных нефтепродуктами районов, подлежащих очистке. Таким образом, заявленная полезная модель обеспечивает сорбцию нефтепродуктов в условиях атмосферных осадков в отличие от ближайшего аналога, при использовании которого в тех же условиях, атмосферные осадки, за счет большей плотности воды, могут выместить нефтепродукты за пределы сорбирующего устройства, полностью исключая их сбор. За счет возможности объединения нужного количества матов друг с другом через отверстия 7 и покрытия необходимой площади, подлежащей очистке территории, объем сорбированных нефтепродуктов в условиях атмосферных осадков на очищаемой территории увеличивается кратно количеству матов, благодаря работе каждого, включенного в общую сорбирующую систему мата. Объем сорбированных нефтепродуктов может быть увеличен благодаря выполнению мата 1 с гофрированной поверхностью 3, за счет наращивания активной входной поверхности. Благодаря соединению мата 1 с упрочняющей проницаемой нетканой подложкой 4 термоспособом увеличивается устойчивость изделия к механическим воздействиям. При этом складка 5, образованная подвернутыми внутрь оболочками 4 совместно с пленкой 8 и сеткой 10, скреплена посредством ультразвуковой сварки, что также способствует повышению прочности изделия. Все совмещенные в подвернутой складке слои изделия, в местах образования отверстий 7, также скреплены при помощи ультразвуковой сварки, что обеспечивает устойчивость изделия к деформациям при многократном отжиме. Сетка 10 также усиливает конструкцию устройства. А перфорированные отверстия 9, выполненные горячим способом, образуют спаянные края отверстий, устойчивые к расслаиванию при многократном отжиме мата, что также повышает устойчивость изделия к механическим воздействиям.