УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПОДВОДНОГО ВВЕДЕНИЯ СОРБЕНТА

Полезная модель относится к области защиты окружающей среды и предназначена, в первую очередь, для ликвидации разливов нефти или нефтепродуктов преимущественно под битым и сплошным ледяным покровом, а также на акваториях, свободных ото льда.
Как известно, существующие в настоящее время устройства для введения сорбента под ледяной покров водной поверхности имеют ограниченную область распределения сорбента. Обеспечение его контактирования с ограниченным участком нефтяной пленки на внутренней поверхности ледяного покрова увеличивает длительность обработки разлива нефти.
Имеется устройство для введения под ледяной покров водной поверхности сорбента (Патент на изобретение №2166582 E02B от 3 февраля 2000 г.), содержащее погружаемую под ледяной покров емкость, соединенную с поплавком, заполненную сорбентом и тросовую подвеску емкости, согласно изобретению, емкость выполнена в виде вертикальной в рабочем положении трубы с внутренним упором вблизи ее нижнего конца и снабжена штоком, расположенным продольно внутри трубы и имеющим в верхней части поршень, а на нижнем конце - утяжеленный оголовок - распылитель, заостренный вниз, выступающий за пределы нижнего конца трубы и соединенный с последней с помощью штифтов, разрушающихся при ударных нагрузках, причем сорбент размещен в трубе между поршнем и оголовком - распылителем, а шток установлен в трубе с возможностью перемещения поршня до внутреннего упора, при этом поплавок выполнен в виде цилиндра с диаметром больше внешнего диаметра трубы, и с цилиндрическим выступом на нижнем торце, входящим в верхний конец трубы и соединенным с последней тросовой подвеской, а также с помощью штифтов, разрушающихся при ударных нагрузках.
Недостатками известного устройства является ограниченная область распределения сорбента под ледяным покровом, обусловленная размещением сорбента в замкнутом ограниченном объеме и неподвижной относительно ледяного покрова емкости. Отсутствие возможности перемещения распылителя относительно нефтяного загрязнения приводит к локальному участку контактирования сорбента с нефтяной пленкой на внутренней поверхности ледяного покрова, что, в свою очередь, увеличивает продолжительность обработки и необходимость использования большого количества устройств для обработки нефтяных пятен большой площади. Для начала процесса введения сорбента под ледяной покров требуется предварительная ударная нагрузка, вызываемая в результате вертикального падения оголовком - распылителем вниз (например, с вертолета), что требует дополнительного времени и затрат. Недостаточная точность ввода сорбента из-за невозможности контроля расположения нефтяного пятна с вертолета и неподвижность устройства относительно ледовой поверхности, а также невозможность управления процессом ввода сорбента. Невозможность использования устройства в мелком битом льду из-за недостаточной ударной нагрузки для разрушения фиксирующих штифтов.
Также известно устройство, включающее узел подачи сорбента на водную поверхность, выполненный на базе формирователя воздушного потока, обеспечивающего подачу сорбента на загрязненную поверхность (авторское свидетельство SU №1057612, E02B 15/10, 1983).
Недостатком известного устройства является невозможность его использования в условиях сплошного ледяного покрова на водной поверхности, т.к. оно не предусматривает разрушения ледяной корки, а также в ветреную погоду, поскольку сыпучий сорбент будет разносится ветром на большую площадь.
Известно также устройство для введения под ледяной покров водной поверхности сорбента для нефтяных загрязнений, включающее погружаемую посредством троса под ледяной покров через предварительно выполненную прорубь перфорированную емкость, соединенную с поплавком, заполненную сорбентом и взаимодействующую с магнитной шайбой, размещенной на внешней поверхности ледяного покрова. (См. патент RU №2054089, E02B 15/04, 1996).
Недостатком известного устройства является ограниченная область распределения сорбента под ледяным покровом, обусловленная размещением сорбента в замкнутом ограниченном объеме емкости и соответственно обеспечением его контактирования с ограниченным участком нефтяной пленки на внутренней поверхности ледяного покрова, что, в свою очередь, увеличивает длительность обработки. Более того, для начала функционирования устройства необходимо предварительное выполнение в ледяном покрове проруби для введения под лед емкости с сорбентом, что удлиняет срок подготовительных работ, а использование магнитной шайбы для перемещения емкости с сорбентом по ледяному покрову ограничено толщиной последнего.
По технической сущности наиболее близким к заявляемому решению является известное устройство для введения под ледяной покров водной поверхности реагентов, которое включает в себя насос, установленный на поверхности льда и напорный трубопровод для подачи реагента под ледяной покров через прорубь, соединительное устройство, соединяющее распылитель и напорный трубопровод. (Патент ФРГ №1484358, E02B 15/02 1971).
Недостатками указанного устройства являются необходимость размещения на поверхности льда громоздкого и тяжеловесного оборудования, зона нанесения сорбента ограниченна непосредственной близостью к месту ввода под лед устройства впрыска сорбента, невозможность управления местом подачи сорбента, т.к. последняя находится в непосредственной близости от проруби в ледяном покрове, а также большая продолжительность выполнения подготовительных работ. Невозможность использования устройства в условиях битого льда, т.к. на нем невозможно разместить тяжеловесное оборудование.
Технической задачей заявляемой полезной модели является создание устройства, способного работать в битом льду, а так же устранение указанных недостатков, а именно возможность подачи сорбента к нефтяному пятну, находящемуся в удалении от места ввода под ледяной покров устройства для введения сорбента, увеличение площади введения сорбента под ледяной покров, снижение времени выполнения подготовительных работ, обеспечение возможности управления расположением распылителя и количеством подаваемого сорбента.
Указанная техническая задача достигается тем, что в известном устройстве для введения под ледяной покров водной поверхности сорбента, преимущественно для нефтяных загрязнений, содержащем насос, гибкий напорный трубопровод (шланг, рукав), соединительное устройство, соединяющее распылитель и напорный трубопровод, в отличие от него предлагаемое устройство имеет сопловой движитель водометного типа с возможностью вращения в вертикальной плоскости. Сопловое устройство соединяется с управляющей аппаратурой, которая регулирует направление подачи жидкости (к правому, левому сопловому аппарату или к обоим сразу), а так же угол поворота сопел в вертикальной плоскости.
На фиг.1 представлена схема устройства для введения сорбента под ледяной покров водной поверхности, вид сбоку.
На фиг.2 представлена схема устройства для введения сорбента под ледяной покров водной поверхности, вид устройства в плане.
Полезная модель осуществляется следующим образом: к распылителю от насоса, находящегося на борту судна или стационарном объекте, по гибкому трубопроводу, подключенному к соединительному устройству 1, под давлением подается вода. Далее по соединенному с ним трубопроводу 2 вода поступает к управляющей аппаратуре 3. Последняя направляет воду к правому, левому или обоим сопловым аппаратам 4 сразу. В результате реакции от струи воды на устройство будет действовать реактивная тяга и распылитель начнет перемещаться. При подаче одновременно к правому и левому сопловым аппаратам распылитель получает поступательное движение и удаляется от места спуска под лед на необходимое расстояние, вытягивая шланг на заданную длину. При подаче воды в правый сопловой аппарат, реактивная тяга водяной струи будет смещать распылитель влево. При подаче воды в левый сопловой аппарат, реактивная тяга водяной струи будет смещать распылитель в противоположную сторону. Глубина погружения устройства регулируется изменением вектора тяги в вертикальной плоскости, соответствующим поворотом соплового аппарата. Все элементы заявляемого устройства находятся в защитном корпусе 5. При подходе распылителя в нужное место по гибкому трубопроводу производится подача сорбента в виде пульпы. Последняя создается путем включения в поток воды твердого сорбента (например, терморасщепленный графитовый сорбент). Приготовление пульпы осуществляется на борту судна или на стационарном объекте в специальном смесителе.
После подхода к нефтяному пятну распылителя происходит его перемещение под действием реактивной тяги от движения пульпы и одновременная подача в загрязненную воду сорбента. Впрыснутый в воду на необходимой глубине сорбент всплывает и по пути своего движения сорбирует капли нефтепродукта, находящиеся в толще воды. Достигнув верхнего уровня воды, сорбент собирает нефтепродукты, находящиеся на ее поверхности. Применение для распыливания водометного движителя будет способствовать качественному, равномерному перемешиванию сорбента в толще воды.
При обработке нефтяного пятна распылитель совершает движение по радиусу, определяемому длинной вытравленного рукава. По мере перемещения распылителя производится вытравливание рукава на заданную длину. Необходимое для обработки нефтяного пятна количество сорбента регулируется содержанием сорбента в пульпе и скоростью перемещения распылителя, а также кратностью прохода распылителя.