Устройство для удаления нефти, масел, нефтепродуктов с поверхности воды

Устройство предназначено для использования в плавучих установках при сборе нерастворимых жидкостей, например нефти, масел, нефтепродуктов с поверхности водоемов.
Известны устройства для сбора нефтепродуктов с поверхности водоемов, например (а.с. №330234) имеется специальная воронка и поплавки, или (а.с. №350903) содержит вращающийся диск из пенополиуретана и скребок, соскабливающий нефть с поверхности диска. Недостатками известных устройств является низкое качество очистки поверхности воды.
Известно «Устройство для извлечения нерастворимых жидкостей с поверхности воды» (а.с. №352995) (бюл. №29 от 29.09.1972 г.), в котором использован сорбционный материал, движущийся вместе с бесконечной лентой в отдельных секциях и регенерирующаяся путем механического отжима в зоне выпуклой пластины. Данное устройство принято нами за прототип.
Недостатки прототипа следующие:
при прохождении секций с сорбционными гранулами в зоне контакта ленты с выпуклой пластиной, наличие шарниров не позволяет полностью отжать сорбционный материал , поэтому сорбция осуществляется только на 40%÷50% и производительность и качество очистки значительно снижается;
различные загрязняющие вещества (нефть, мазут, масла) обладают различной вязкостью и способностью к процессам «сорбция-десорбция», что требует различного времени реализации этих процессов;
отсутствует принудительный подвод загрязненной жидкости в зону очистки, что приводит к необходимости непрерывного движения плавучего средства по всему водоему.
Для устранения отмеченных недостатков была поставлена цель повышения качества очистки воды при непрерывной качественной регенерации сорбционного материала.
Поставленная цель достигается тем, что в устройстве для удаления нефти, масел, нефтепродуктов, содержащем корпус с верхней выпуклой пластиной, бесконечную перфорированную ленту с сорбентом, протяжные ролики, емкость сбора отжатого материала, в верхней выпуклой пластине расположен ультразвуковой излучатель и форсунка, на бесконечной перфорированной ленте находиться слой гранулированного упругого сорбента, ограниченного сверху сеткой и имеющего поперек слоя сетчатые перегородки, а входное отверстие корпуса содержит боковые пластины в виде диффузора, на которых установлен вал с лопастями и приводом вращения, причем, емкость сбора отжатого материала содержит патрубок отвода и имеет наклон в сторону патрубка, а привод перемещения бесконечной перфорированной ленты имеет вариатор изменения скорости протяжки ленты.
Предложенное устройство представлено на фиг.1, фиг.2, фиг.3, фиг.4, фиг.5, где:
Фиг.1 - общий вид (поперечное сечение)
Фиг.2 - вид сверху,
Фиг.3 - сорбционная лента,
Фиг.4 - крыльчатка,
Фиг.5 - сечение сборного поддона.
На фиг.1, 2, 3, 4, 5 содержатся: 1 - корпус, 2 - выпуклая пластина, 3 - ультразвуковой излучатель, 4 - форсунка, 5 - прижимные ролики, 6 - ведущий ролик, 7 - перфорированная лента, 8 - боковые пластины сбора нефтепродуктов, 9 - вал крыльчатки, 10 - лопасти, 11 - ролики несущие, 12 - поддон сборный, 13 - привод, 14 - патрубок отвода, 15 - редуктор (или вариатор), 16 - передача (цепная, ременная), 17 - шкив, 18 - поплавки, 19 - сетка, 20 - сорбционный слой, 21 - сетчатые перегородки.
Предложенное устройство состоит из корпуса 1, верхняя стенка которого выполнена в виде выпуклой пластины 2. Внутри корпуса 1 на несущих роликах 11 и ведущем ролике 6 расположена перфорированная лента 7, свернутая в кольцо и прижимными роликами 5 прижимается к выпуклой пластине 2. На перфорированной ленте 7 имеется слой сорбционного материала 20 сверху ограниченный непровальной сеткой 19 и имеющий поперек слоя сетчатые перегородки 21. На выпуклой пластине 2, перед зоной контакта ленты 7 с пластиной 2, расположен ультразвуковой излучатель 3, а после него, по ходу движения ленты 7, находится форсунка 4, в зоне контакта перфорационной ленты 7 с выпуклой пластиной 2, под лентой 7 имеются прижимные ролики 5, обеспечивающие надежный контакт ленты 7 с пластиной 2.
Под зоной контакта ленты 7 с выпуклой пластиной 2, между несущими роликами 11 установлен сборный поддон 12 с патрубком отвода отжатого материала 14. Поддон 12 имеет наклон в сторону патрубка 14. Корпус 1 с боковых сторон имеет поплавки 18, обеспечивающие плавучесть устройства, и расположение его таким образом, чтобы лента 7 с сорбционным слоем находилось на поверхности жидкости, в зоне содержащем слой загрязняющих веществ (нефть, масла, нефтепродукты). Между поплавками 18, с торцевых сторон корпуса 1, имеются окна для прохода жидкости. Одно из окон является входным и должно соответствовать началу движения перфорированной ленты 7 по поверхности воды. Это стенка корпуса 1, противоположная выпуклой пластине 2. Входное отверстие корпуса содержит боковые пластины в виде диффузора 8. Высота пластин выполнена в соответствии с погружением в поверхность воды, содержащем слой загрязняющих веществ. Во входной, широкой части диффузора установлен вал крыльчатки 9 с лопастями 10. Крыльчатка с лопастями 10 приводится во вращение, обеспечивающее движение воды внутри корпуса 1, совпадающее с направлением движения перфорированной ленты 7 с сорбционным слоем 20.
Привод 13 обеспечивает вращение ведущего ролика 6 через редуктор 15 (или вариатор) и вращение вала крыльчатки 9 от шкива 17 через передачу (цепную, ременную) 16.
Устройство работает следующим образом. Устройство помещается в водоем, загрязненный нефтью, маслами , нефтепродуктами, включает привод 13 и начинает вращаться ведущий ролик 6 от привода 13 через редуктор ( вариатор) 15. Вращение ролика 6 приводит в движение перфорированную ленту 7 вместе с сорбционным слоем 20. Одновременно с движением ленты 7 с сорбционным слоем 20 через передачу 16 и шкив 17, начинает вращаться крыльчатка с валом 9 и лопастями 10.
Вода вместе с поверхностным слоем загрязняющих веществ поступает в пространство корпуса 1. Сорбционный слой 20 поглощает загрязнители и, передвигаясь, поступает в зону действия ультразвукового излучателя 3, где за счет действия возникающих кавитационных колебаний связь загрязнителей с сорбентом ослабляется и при механическом давлении слоя сорбента 20 с поверхностью выпуклой пластины 2 загрязнители отжимаются и стекают в поддон 12. Усиление давления способствуют прижимные ролики 5. После воздействия ультразвуковых излучений и механического воздействия на сорбент, слой сорбента 20 подвергается промывке под давлением от форсунки 4. Промывочной средой может служить вода или водяной пар. Отжатая и смытая промывкой загрязненная среда стекает в поддон 12, откуда самотеком, за счет наклона, удаляется через патрубок 14. Рекомендованные частоты для ультразвукового излучателя 40-44 кгц. Регенерированный сорбент 20, дальше двигаясь по роликам 11 поступает в зону с содержанием загрязнителей и весь процесс очистки повторяется. При движении перфорированной ленты 7 по роликам 11, сорбционный слой 21 не теряет своей целостности и не сваливается в одну сторону, из-за наличия сетчатых перегородок 21.
Работа крыльчатки с лопастями 10 непрерывно обеспечивает поступление новых порций загрязненной воды в зону сорбционной очистки слоем сорбента после регенерации с высокой степенью удаления загрязнителей. Наличие редуктора или вариатора позволяет регулировать процесс сорбции, изменяя скорость движения перфорированной ленты 7 с сорбционным слоем, в зависимости от вида загрязнителя и толщины слоя на поверхности водоема.
Таким образом, использование предложенного устройства позволяет, за счет высокой степени регенерации сорбента, существенно повысить качество удаления загрязнителей и повысить качество очищаемой воды