УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЛОКАЛИЗАЦИИ РАЗЛИВОВ НЕФТИ В ВОДОЕМАХ

Полезная модель относится к области экологии, в частности к гидротехническим сооружениям, предназначенным для ограждения участка водной поверхности с целью предотвращения растекания нефти и нефтепродуктов.
Известно затопляемое устройство для локализации разливов нефти в водоемах, включающее заграждение в виде гибкого ленточного элемента, поддерживаемого плавучими цилиндрическими конструкциями, а также балласт в виде якорей (см., например, патент US №3779020, МПК Е02 В 15/04, публ. 18.12.73 г.).
Недостатком известной конструкции является ее сложность, т.к. для освобождения водной поверхности для судоходства необходимо затопить заграждение путем заполнения цилиндрических конструкций водой, а при разливе нефти поднять его на поверхность (путем вытеснения воды из этих конструкций сжатым воздухом), для чего необходимо использовать специальные, в том числе контролирующие, устройства.
Известно также взятое за прототип устройство для локализации разливов нефти в водоемах, включающее заграждение в виде эластичной надувной оболочки с балластом, а также снабженный системой управления источник сжатого газа, установленный на берегу и связанный с надувной оболочкой с помощью трубопровода (см., например, авторское свидетельство SU №655768, МПК Е02В 15/06, публ.05.04.79 г.).
Недостатком известного всплывающего устройства также является сложность конструкции, связанная с использованием в качестве балласта слоя воды, расположенной внутри оболочки и закачиваемой в нее в процессе подъема со дна одновременно с подачей сжатого газа, для чего устройство должно иметь помимо компрессора еще и насос с двумя трубопроводами для подачи и откачивания воды.
Использование в качестве балласта слоя воды внутри оболочки снижает надежность устройства в эксплуатации, т.к. вес такого балласта может оказаться недостаточным для предотвращения заваливания оболочки под действием течения реки и силы ветра, что, в свою очередь, снижает эффективность локализации нефтяных пятен.
Выполнение оболочки цельной усложняет процесс ее изготовления, т.к. оболочки такого типа изготавливаются методом вулканизации, с использованием специального оборудования и с дальнейшей проверкой на герметичность.
Цельная оболочка не обладает гибкостью, а это сужает эксплуатационные возможности устройства, т.к. не позволяет установить заграждение вокруг расположенного на берегу источника загрязнения. Кроме того, цельная оболочка имеет определенную длину, которая не может быть увеличена, что также сужает эксплуатационные возможности устройства (не позволяет в экстренных случаях использовать это же заграждение на другом более широком участке реки).
Еще одним недостатком устройства является низкая ремонтопригодность, т.к. при повреждении (проколе) цельной надувной оболочки, находящейся в рабочем положении (на поверхности водоема), она быстро теряет плавучесть и перестает удерживать нефть на локальном участке. Для оперативного устранения повреждения после извлечения оболочки из водоема прежде всего необходимо определить место повреждения, что требует определенных затрат времени, а затем закрыть прокол резиновой наклейкой.
Полезная модель решает задачу упрощения конструкции и процесса изготовления устройства, повышения его эффективности и ремонтопригодности, а также расширения эксплуатационных возможностей.
Для решения этой задачи в известном устройстве для локализации разливов нефти в водоемах, включающем заграждение в виде эластичной надувной оболочки с балластом, а также снабженный системой управления источник сжатого газа, установленный на берегу и связанный с надувной оболочкой с помощью трубопровода, в соответствии с полезной моделью трубопровод выполнен гибким и расположен внутри надувной оболочки по всей ее длине, оболочка вместе с трубопроводом выполнена из отдельных секций, соединенных между собой разъемными замками, а трубопровод внутри каждой секции снабжен отверстием для подачи сжатого газа.
Разъемные замки устройства выполнены в виде двух одинаковых жестких пластин, охватывающих с двух сторон боковины соседних секций, при этом каждая пластина снабжена полукруглой впадиной для образования в положении «замкнуто» цилиндрического гнезда для трубопровода.
Каждая секция оболочки снабжена снизу фартуком с карманом, а балласт выполнен в виде металлической цепи, расположенной в кармане и с помощью разъемных соединений закрепленной на нижних концах упомянутых замков.
Источник сжатого газа дополнительно снабжен ресивером-накопителем.
Система управления выполнена в виде пульта.
Источник сжатого газа и система управления образуют пусковую станцию, расположенную в контейнере.
Выполнение надувной оболочки в виде отдельных секций, связанных между собой с помощью разъемных замков и имеющих внутри снабженный отверстием трубопровод, значительно упрощает конструкцию устройства (отпадает необходимость в насосе и трубопроводах для подачи воды внутрь оболочки и ее слива), а также повышает надежность и эффективность его в эксплуатации (благодаря устранению возможности заваливания ограждения).
Еще одним преимуществом устройства является упрощение процесса изготовления оболочки и монтажа заграждения, т.к. необходимая длина заграждения может быть получена простым соединением определенного количества одинаковых секций.
Выполнение оболочки в виде отдельных секций повышает ремонтопригодность установки, т.к. с помощью разъемных замков позволяет оперативно заменить поврежденную секцию, а также увеличивает скорость подъема оболочки, благодаря подаче сжатого газа через отверстия в трубопроводе одновременно в каждую секцию. Оперативность заполнения секций при подъеме заграждения достигается также снабжением источника сжатого газа ресивером - накопителем.
Кроме того, выполнение заграждения из большого количества секций расширяет эксплуатационные возможности устройства, т.к. благодаря повышенной гибкости позволяет устанавливать заграждение вокруг источника загрязнения, расположенного на берегу, а благодаря возможности увеличивать длину заграждения позволяет оперативно установить его в более широком и глубоком месте реки.
Компактное размещение пусковой станции в легко транспортируемом контейнере позволяет быстро монтировать устройство на местности.
Заявляемая полезная модель обладает совокупностью существенных признаков, неизвестных из уровня техники для объектов аналогичного назначения, что позволяет сделать вывод о ее соответствии критерию «новизна».
Устройство поясняется чертежами, где на фиг.1 - вид сверху, на фиг.2 - вид спереди (тонкими линиями - рабочее положение заграждения), на фиг.3-вид на секцию спереди (в сечении - замок со снятой половиной, масштаб замка и трубопровода увеличен), на фиг.4 - разрез А-А на фиг.3.
Устройство состоит из (фиг.1) заграждения, представляющего собой эластичную надувную оболочку 1, а также источника сжатого воздуха - компрессора 2, расположенного на берегу водоема, и гибкого трубопровода 3, соединяющего оболочку с компрессором.
Трубопровод 3 расположен внутри оболочки 1 по всей ее длине, а оболочка вместе с трубопроводом состоит из (фиг.1, 3, 4) отдельных секций 4 (длиной до 30 м).
Секции 4 соединены между собой с помощью разъемных искробезопасных замков 5, обеспечивающих герметичность секций.
Трубопровод 3 снабжен отверстиями 6 (фиг.1, 3) для подачи сжатого воздуха в каждую из секций 4.
Замки 5 выполнены из (фиг.3, 4) двух одинаковых жестких (алюминиевых) половин. Каждая половина представляет собой пластину, снабженную полукруглой впадиной. В положении «замкнуто» половины замка соединены крепежными (болтовыми) узлами 7 и образуют цилиндрическое гнездо для пропуска трубопровода 3, части которого соединены внутренними втулками 8. В положении «замкнуто» между половинами замка закреплены и зажаты снабженные отверстиями под болты боковые части соседних секций 4, а также зажата втулка 8, на которой закреплены концы трубопровода соседних секций.
Секции 4 снабжены снизу фартуком 9 (см. там же), который зафиксирован по бокам нижней частью замков 5.
Заграждение снабжено также балластом, представляющим собой расположенную снизу в кармане 10 фартука 9 (см. там же) металлическую цепь 11. Цепь с помощью разъемных соединений (типа «карабин») закреплена на нижнем конце замков 5.
Концы заграждения закреплены на берегу водоема с помощью тросов и анкеров 12 (фиг.1).
Для уменьшения габаритов компрессора 3 и создания повышенного давления сжатого воздуха перед подачей сигнала на подъем оболочки 1 со дна водоема, источник сжатого воздуха имеет ресивер-накопитель 13.
Система управления выполнена в виде пульта управления 14, связанного с помощью блока рукавов с заграждением.
Для защиты от воздействий окружающей среды и удобства при транспортировке к месту монтажа устройства на водоеме компрессор 3 с ресивером 13 и пульт управления 14 объединены в пусковую станцию 15, расположенную в контейнере.
Для погружения оболочки 1 на дно пусковая станция снабжена затвором.
Устройство работает следующим образом.
Соединение секций 4 заграждения 1 между собой производится на берегу.
Затем заграждение устанавливается (фиг.1) ниже по течению реки относительно места возможного разлива нефти, для чего его концы неподвижно закрепляются на противоположных берегах с помощью тросов и анкеров 12. Контейнер с пусковой станцией 15 устанавливается рядом на берегу, после чего ресивер 13 соединяется трубопроводом 3 с ближайшей секцией 4.
В нерабочем состоянии оболочка 1 располагается на дне водоема (на глубине до 50 м), с помощью балласта приобретает форму, соответствующую рельефу дна, благодаря чему не препятствует судоходству (фиг.2).
В случае угрозы разлива нефтепродуктов оператор с помощью пульта 14 включает компрессор 2, который накачивает воздух в ресивер 13, где происходит накопление сжатого воздуха до определенного объема и давления. Затем с пульта дается команда на всплытие, и сжатый воздух быстро (в течение 10-30 мин. в зависимости от количества секций) поступает из ресивера по трубопроводу 3 через отверстия 6 в каждую секцию 4.
После всплытия заграждение 1 (фиг.1, 2) перегораживает реку и надежно предотвращает разлив нефти вниз по течению.
Для погружения заграждения на дно после очистки поверхности водоема от загрязнений с пульта 14 дается команда на срабатывание затвора.
В случае повреждения одной из секций 4 необходимо с помощью троса подтянуть к берегу и извлечь из воды соответствующую часть заграждения. Затем нужно (фиг.3, 4) разобрать крепежные узлы 7 замков 5 по бокам поврежденной секции, разъединить части трубопровода 3 (сняв концы трубопровода поврежденной секции со втулок 8) и разъединить концы цепи 11 с нижней частью замков 5. После этого производят замену поврежденной секции на новую, соединяют концы трубопровода новой секции с помощью втулок 8 с разъединенными частями трубопровода, закрепляют боковины новой секции 4 и втулки 8 с помощью узлов 7 в тех же замках 5, а затем прикрепляют к замкам 5 снизу концы цепи 11 новой секции.
Устройство в соответствии с полезной моделью эффективно предотвращает разливы нефти, нефтепродуктов и других технических жидкостей на водоемах разной ширины и на реках с большой скоростью течения.