УСТРОЙСТВО ДЛЯ СБОРА НЕФТИ И ИНЫХ ПЛАВАЮЩИХ ЗАГРЯЗНЕНИЙ С ПОВЕРХНОСТИ ОТКРЫТЫХ ВОДОЕМОВ

Полезная модель относится к области охраны окружающей среды, касается устройства для локализации с поверхностных вод стоячих и слабопроточных водоемов и сбора плавающих загрязнений, например нефти, нефтепродуктов, мусора и др.
Известно устройство для сбора нефти с поверхности воды, содержащее корпус в виде емкости с нефтезаборной щелью для перетекания нефти с поверхности воды внутрь корпуса, полость которого сообщена с вакуумной насосной установкой, при этом корпус выполнен в виде лотка, от боковой стенки которого сформирована развитая по площади отбортовка в виде поверхности, плоскость которой перпендикулярна вертикальной оси, проходящей через дно лотка, над отбортовкой размещена емкость с плоским дном, связанная перемычками с отбортовкой для образования нефтезаборной щели между отбортовкой и дном емкости (патент РФ №63372, заявка №2007106598/22, 22.02.2007 Е02В 15/04).
Недостатком данного устройства является сложность конструкции, необходимость постоянной работы насоса и контроля над работой устройства оператора вакуумной насосной установки.
Известно устройство, которое содержит вращающиеся барабаны с приводами, скребковую систему, насос, нефтесборник с двойными стенками и днищами. Барабаны выполнены с двойной стенкой и волнистой наружной поверхностью в виде чередующихся выступов и впадин. Скребковая система состоит из подпружиненных скребков, выполненных в форме язычков и предназначенных для очищения нефти с поверхности выступов, и скребков, выполненных в форме лотков и служащих для очищения нефти с поверхности впадин и приема собранной нефти и слива ее в лоток, а затем в нефтесборник. Скребки с одного конца жестко соединены с рамой, а другим концом плотно прижаты к наружной поверхности барабанов. Устройство имеет систему подачи и перетока хладо- и теплоносителя в полости между двойными стенками барабанов и нефтесборника (патент РФ №2114244, заявка 97100549/13, Е02В 15/00).
Основным недостатком данного устройства является сложность конструкции, наличие системы теплоносителя и необходимость постоянной работы скребковой системы и насосов для откачки нефти и/или нефтепродуктов, последнее влечет к увеличению энергетических затрат.
В качестве прототипа выбрано устройство для локализации и сбора нефти и нефтепродуктов с поверхности воды, содержащее полое гибкое боновое заграждение, концы которого соединены с двумя буксирами, и судно-нефтесборщик со средствами откачки нефти, выполненное в виде катамарана, корпуса которого прикреплены к расположенному между ними каркасу. Внутри каркаса на вертикальных осях, имеющих приводы, расположен ряд барабанов по длине каркаса и не менее двух рядов барабанов по его высоте. На каждый барабан намотана отдельная лента бонового заграждения, имеющая на концах соединительные элементы для механического сопряжения с соседними лентами. Боновое заграждение выполнено с возможностью соединения его полостей с источником сжатого воздуха и выпуска из них воздуха. Барабаны могут быть выполнены шарнирно складывающимися по высоте, а боновое заграждение имеет возможность отсоединения от буксиров и замыкания его в кольцо (патент РФ №2249078, заявка №2003110566/03, 14.04.2003, Е02В 15/04).
Основным недостатком данного устройства являются высокие затраты на использование специализированных плавсредств для локализации и сбора нефти - буксиры, судно-нефтесборщик. Устройство невозможно использовать на мелководных участках водных объектов, где передвижение судов-нефтесборщиков затруднительно или невозможно, а также на внутренних водоемах, куда доставка оборудования для очистки водных объектов экономически нецелесообразна.
Задачей, настоящего предложения является упрощение конструкции, существенное снижение затрат на локализацию и сбор плавающих нефтяных и иных загрязнений с поверхности воды стоячих и слабопроточных водоемов в период открытой воды (безледный), а также на мелководье. Эффективность достигается за счет использования заявленного устройства на нефтезагрязненных водоемах, где проводятся очистные работы на водном объекте или объект является нефтезагрязненным и наблюдается миграция нефти из донных слоев на поверхность, а также использование на мелководных участках, где невозможно передвижение специализированных судов-нефтесборщиков.
Задача решается тем, что в устройстве для сбора нефти и иных плавающих загрязнений с поверхности открытых водоемов, содержащее полое гибкое боновое заграждение, имеющее соединительные элементы и выполненное с возможностью замыкания и отсоединения его концов, новым является то, что полое гибкое боновое заграждение содержит днище, заполненное балластом, доводчики и направляющие элементы, на внутренних концах которых установлены магнитные замки, а внешние концы соединены посредством проушин и якорного каната с якорем, при этом днище соединено с полым гибким боновым заграждением с возможностью крепления, например в виде застежка «молния» по периметру днища, а концы полого гибкого бонового заграждения скреплены соединительным элементом.
Днище изготовлено из плотного эластичного материала и является съемным с возможностью крепления, предпочтительно застежку «молния» с боновым заграждением. Днище или донная часть «ловушки» служит для предотвращения седиментации нефти. Длина его может быть различной. В днище для придания ему устойчивости могут быть установлены средства балласта, например якорь, который обеспечивает соответствующее погружение/ заглубление устройства, а также обеспечивает расправленное состояние днища. Днище может быть с якорем из любого материала с отрицательной плавучестью и любой формы, предпочтительно круглой - шар, обеспечивающим погружение и расправленное состояние днища.
Балласт или якорь донной части «ловушки» необходим для выравнивания-расправления днища.
Полое гибкое боновое заграждение выполнено съемным с возможностью крепления с днищем, предпочтительно застежку «молния», из материала, например, ПВХ, и заполнено плавающим наполнителем. Застежка «молния» выполнена по всей длине полого гибкого бонового заграждения. Гибкость, эластичность и плавучесть бонового заграждения обусловлено формой и материалом, из которого оно изготовлено. Боновое заграждение может быть выполнено в виде отдельных поплавков прямоугольного или круглого сечения либо в виде сплошных непотопляемых труб. Полое гибкое боновое заграждение, как вариант, представляет собой трубу, имеющую диаметр и длину, обеспечивающие необходимую массу и гибкость боновому заграждению. Полое гибкое боновое заграждение в установленном состоянии верхним уровнем надводной части должно быть выше уровня воды и не менее 15 см. Применение эластичных элементов обеспечивает удобство и экономичность в эксплуатации. Полые элементы плавучести обладают герметичностью и меньшей стоимостью
Соединительный элемент - для фиксации концов гибкого бонового заграждения его подводной/надводной части.
Проушина необходима для крепления якорного каната с якорем и направляющими.
Направляющие представляют собой внутренние и внешние элементы, выполненные из легко - плавающего материала, например пластмасса, соединенные между собой с возможностью регулирования угла между ними. Элементы выполнены с возможностью их удлинения. Направляющие необходимы для направления нефтяных загрязнений в гибкое полое боновое заграждение - «ловушку».
Магнитный замок выбран из условия: открытия при малом ветре. Если скорость ветра более 1 м/сек он открывается под нагрузкой, которая передается от передвигающейся надводной части, а якорь через канат удерживает внешние направляющие. Магнитный замок, установленный на направляющих элементах, обеспечивает удерживание ловушки в закрытом состоянии при отсутствии ветра.
Доводчик обеспечивает перемещение направляющих и закрытие устройства при отсутствии ветра.
Внутренние направляющие под воздействием доводчика и при отсутствии ветра начинают закрываться и в конечном итоге фиксируются магнитным замком.
Якорь - для постоянной фиксации устройства на определенном участке водоема.
На фигуре схематично показано заявленное устройство в открытом А) и закрытом состоянии В).
Устройство для локализации и сбора нефтяных или иных плавающих загрязнений с поверхности открытых водоемов содержит якорь(1), связанный якорным канатом (2), проушинами (3), направляющими элементами (4), состоящими из жестко соединенных внешних и внутренних элементов, доводчикам (5). Целесообразно использовать соединение шарнирного типа с пружинным механизмом с регулировкой усилия на открытие/закрытие. Соединительный элемент (6), магнитный замок (7), закрывающий ловушку во время отсутствия ветра. Днище - донная часть «ловушки» (8) с якорем донной части «ловушки» (9). Полое гибкое боновое заграждению (10) закреплено с днищем (8).
Устройство для локализации и сбора плавающих загрязнений с поверхности воды стоячих и слабопроточных водоемов работает следующим образом.
Плавающие загрязнения передвигаются в стоячих водоемах только при воздействии воздушных масс - ветра. Устройство, при наличии ветра, всегда ориентируется по направлению ветра и производит пассивный сбор передвигающихся по поверхности воды плавающих загрязнений.
На месте разлива нефти и плавающих загрязнений устанавливают устройство для охвата загрязнений. При отсутствии ветра устройство находится в закрытом (нерабочем) состоянии. При появлении ветра, часть устройства, находящаяся над водной поверхностью, под воздействие воздушных масс передвигается по направлению ветра. Якорь (1), соединенный через якорный канат (2) с «ловушкой» удерживает внешние направляющие (4). Под силой воздействия ветра открывается магнитный замок (7) и «ловушка» передвигается далее по ветру, раскрывая внешние направляющие (4). В открытом состоянии устройство может улавливать плывущие по поверхности воды загрязнители, попадающие в область захвата внешних направляющих. Локализованные плавающие загрязнения силой ветра прижимаются к гибкому боновому заграждению (10), т.е. локализуются в его внутренней части, и остаются в пределах «ловушки». При снижении силы ветра с последующим штилем, доводчики (5) постепенно закрывают «ловушку» и в конечном итоге внутренние элементы направляющих полностью закрываются и фиксируются магнитным замком (7) для избегания выхода плавающих загрязнений из бонового заграждения.
Ориентация устройства по направлению ветра осуществляется за счет его передвижения по поверхности воды под воздействием ветра и удерживанием якорем. Для работы устройства используют энергию ветра. В зависимости от количества плавающих загрязнений на поверхности воды необходимо с определенной периодичностью осматривать степень заполнения «ловушки» плавающими загрязнениями и производить очистку.
Устройства удобно использовать для локализации и сбора плавающих загрязнений с поверхности воды стоячих и слабопроточных водоемов при проведении очистных работ на водном объекте, а также устанавливать устройства на загрязненных водоемах, где в летний период происходит подъем нефтяных агрегатов из донных отложений на поверхность и их передвижение по поверхности водоема. Устройство существенно упрощает процедуру очистки стоячих загрязненных водоемов с экономией средств на сбор и локализацию плавающих загрязнений с исключением ее седиментации. Устройство может функционировать в любой период, когда отсутствуют ледовые явления на водном объекте. После установки устройств на водном объекте требуется проводить контроль за наполнением ловушек с периодичностью, обусловленной прогнозируемым объемами плавающих загрязнителей, например, еженедельно. Количество устройств, необходимых для установки на нефтезагрязненном водном объекте, определяется в зависимости от площади объекта, морфометрических показателей водоема и преобладающих направлений ветра.