ВИБРОКАВИТАЦИОННЫЙ СЕПАРАТОР ДЛЯ РАЗДЕЛЕНИЯ МАТЕРИАЛОВ

Использование: очищение земли от нефтяного загрязнения при добыче и транспортировке нефти.
Сущность: в корпусе виброкавитационного сепаратора установлен вращающийся диск с лопастями на верхней и нижней поверхностях, выполненными различной конфигурации под определенным углом к его радиусу.
Для решения проблемы очистки земли от нефтяного загрязнения были использованы принципы физико-химической механики - науке о синтезе материалов с наперед заданными свойствами, заключающимися в предельном разрушении структурных связей между частицами, вызванных молекулярными силами, интенсивность которых (разрушения), достигает высоких значений виброкавитаитационной обработки материалов, на практике почти несовместимых.
Изобретение относится к экологической безопасности добычи и транспортировки нефти, а именно, для более эффективного и экологически безопасного способа очистки земли от нефтяного загрязнения.
Цель изобретения - максимальная очистка земли от нефтяного загрязнения с сохранением естественного гумуса и дальнейшего использования нефти полученной в результате очистки земли.
Из уровня техники известен центробежный сепаратор для разделения материалов, включающий корпус с днищем и установленный в его верхней части загрузочный патрубок, установленный в верхней части корпуса с кольцевым зазором к его стенкам вращающийся диск с лопастями на его верхней поверхности, снабженный дополнительными лопастями треугольной формы, установленными на нижней поверхности диска по концентричным окружностям в центральной, средней и периферийной частях диска, при этом к лопастям центральной части прикреплены пластины дугообразной формы, к лопастям средней части прикреплены пластины прямоугольной формы, а лопасти периферийной части установлены с минимальным зазором к стенкам корпуса, причем лопасти и прямоугольные пластины установлены под углом к радиусу диска (SU 1808378 А1, опубл. 15.04.1993).
Данное устройство принимается в качестве прототипа заявленной полезной модели.
1. Устройство содержит:
2. - корпус 1, выполненный в форме цилиндра с днищем,
3. - загрузочный патрубок 3, установленный в верхней части корпуса
4. - патрубок для подачи воды 4
5. - приспособление для отвода очищенной земли 6,
6. - патрубок для отвода высвобожденной из загрязненной земли нефти 5, установленный в верхней части корпуса с кольцевым затвором к его стенкам; приводимый в движение валом 2.
7. - вращающий диск 7 с лопастями 8 на верхней поверхности и лопастями треугольной формы, установленными на нижней поверхности диска по концентрическим окружностям: периферийной 9, средней 10 и центральной (внутренней) 11 и 12, при этом к лопастям средней части прикреплены пластины 15 прямоугольной формы, к лопастям 11 и 12 прикреплены пластины дугообразной формы 13, 14, а лопасти и прямоугольные пластины установлены под углом к радиусу диска, причем лопасти периферийной части установлены с минимальным зазором к стенкам корпуса, а также они установлены с минимальным зазором к днищу корпуса с возможностью перекрытия патрубка для отвода нефти.
Устройство работает следующим образом:
загрязненная земля подается через патрубок 3 корпуса 1, увлажняется водой, поступающей из патрубка 4 на поверхность приводимого во вращение валом 2 диска 7, и посредством лопастей 8 равномерно подается к периферии диска, где захватывается периферийными 9, средними 10 и центральными 11, 12 лопастями, и в силу их расположения под углом к радиусу диска направляется в центральную часть, причем в силу треугольной формы этих лопастей, преимущественно по верхнему уровню рабочего объема. По мере накопления, масса, заполняя объем, перемещается в нижнюю часть корпуса, где начинается движение смеси к периферии.
Таким образом, задается движение массы по траектории, что удлиняет время пребывания образовавшейся суспензии в устройстве. На это же направлены дугообразные лопасти 13, 14, завихряющие и возвращающие часть суспензии в верхнюю часть корпуса.
В нижней части корпуса расположен патрубок 5 для высвобожденной нефти, под ним преобладает действие центробежных сил, усиливаемых прямоугольными лопастями 15.
Осаждаемые из суспензии тяжелые частицы (порода) скапливаются в полусферической в поперечном сечении части корпуса, где происходит их накопление и выгрузка через кольцевую щель, снабженную затвором 6.
Очищение земли от нефти происходит следующим образом:
внутри корпуса сепаратора при его вращении возникают две силы направленные на встречу друг к другу. Первая - центробежная, присутствующая во всех вращающихся механизмах, и центростремительная - принудительно возникающая за счет геометрии лопастей на нижней части диска и установки их под определенным градусом к радиусу диска.
В результате этого частицы загрязненной земли постоянно соударяются друг с другом и происходит интенсивное разрушении структурных связей между частицами земли (породы) и нефти. Так как нефть легче воды, то частицы высвободившейся нефти всплывают и вместе с водой через патрубок 5 удаляются из сепаратора. Земля, очищенная от нефти, через кольцевую щель снабженную затвором 6 выгружается из сепаратора. В холодное время года воду, подаваемую в сепаратор через патрубок 4 можно подогревать до 50-60 градусов. На опытном образце данного сепаратора (фото 1) практически извлечена вся нефть из сильно загрязненной земли, а ничтожные остатки нефти улучшили естественный гумус земли, являясь органикой.