САМОХОДНЫЙ НЕФТЕМУСОРОСБОРЩИК
SELF-PROPELLED OIL-SKIMMER

Изобретение предназначено для сбора нефтепродуктов, плавающего мусора с поверхности воды по маршруту малого каботажа между ближайшими портами.
Известен нефтемусоросборщик GABRIANO (Италия), который представляет собой однокорпусное судно из приемной емкости в центральной части и устройством для сбора мусора (1). Недостатком данного нефтемусоросборщика есть традиционная однокорпусная конструкция судна и, соответственно, малый фронтовой сбор нефтепродукта. Традиционные обтекаемые формы корпуса судна и увеличение его хода больше 0,5 км/час способствует создания от корпуса и разбитие, смешивание грибными винтами пленочного нефтепродукта.
Наиболее близким по техническим характеристиках является самоходный нефтемусоросборщик, по патенту UA 73576 (Украина) [2].
Самоходный нефтемусоросборщик представляет собой компактное устройство с ограниченным районом плавания, который состоит из корпуса катамаранного типа, имеет гидравлическую ковшовую турбину на общем валу с осевым насосом, систему отделения нефти от воды и водометный движитель, причем в центральной части устройства находятся две бортовые цилиндрические приемные емкости с входными водосливными отверстиями со стороны канала, между которыми расположен подвижной порог-ограничитель поворотный щит и направляющая стенка, которые имеют конические емкости, которые вращаются и имеют отверстия в боковых стенках и горизонтальные кольцевые диафрагмы, под которыми расположены днища с радиальными отверстиями и кольцевые каналы переменного сечения, которые включают приемные емкости и всасывающую камеру основного насоса, расположенных между приемными емкостями, которые имеют в верхней части подвижные нефтесборники круговой формы, соединенные с вакуумной емкостью гидравлическими трактами.
Недостатком этой конструкции является в неспособность работать при волнении более 1 балла, малый фронт сбора пленки нефтепродукта, в нестабильной и низкой эффективности очистки, связанной, например, в дополнительном эмульгировании насосами пленочного нефтепродукта и др. факторами.
Поставленная задача решается тем, что самоходный нефтемусоросборщик представляет собой установку с ограниченным районом плавания, состоит из корпуса катамаранной типа, водометного двигателя, вакуумной емкости, приспособления для сбора мусора, отличающийся тем, что имеет поплавковую конструкцию по отбору тонкого слоя пленочного нефтепродукта с водой, гибкие шланги и сборную трубу, на которой находится устройство автоматического регулирования жидкости по максимальному расходу с помощью дросселирующей заслонки, конструктивно специально оборудованные отстойники; ресиверы, вакуум насосы, полипропиленовые фильтры расчетной производительности, танки для приема нефтепродуктов, топлива, воды. Это позволило использовать всю ширину катамарана для сгона и концентрации пленочного нефтепродукта в ограниченном пространстве, с которой согласно изобретению предлагаемая улучшенная система сбора пленочного нефтепродукта, автоматизированная система регулирования, сборные ёмкости для очистки воды, улучшенная система очистки вод за счет уменьшения турбулентности в отстойнике и соблюдению оптимальных технологических характеристик отстоя и фильтрации. Все эти предложения существенно улучшают технологические возможности предлагаемого нефтемусоросборщика, позволят использовать его при волнении до 6 баллов, а также можно рассматривать его как передвижные очистные сооружения для сбора и последующей очистки льяльных, балластных вод от судов. Это концептуальная модель изобретения для серийного производства катамаранов - нефтемусоросборщик для различных условий работы, например, рек озер, морей, океанов.
Сущность изобретения поясняется на рисунке общего вида устройства. Нефтемусоросборщик представляет собой судно катамаранной типа, в центральной части которого располагаются рубки с машинным отделением, гребным валом. Двигатель судна должен быть достаточной мощности для плавания во время шторма не меньше 6 баллов и мог бы использоваться собранный нефтепродукт. В отличие от рисунка, обтекаемые формы корпуса катамарана предлагаются в четырех вертикальных плоскостях: в двух фронтальных передних и внешних боковых. Обвязка некоторых технологических узлов трубопроводами, заслонками не показана.
Технологическая часть нефтемусоросборщика по сбору пленочного нефтепродукта состоит из поплавкового - сборного устройства (ПЗУ) 1, гидравлически связанного несколькими гибкими шлангами 2 со сборной трубой 3, состоящий из двух частей, по которым собрана вода с нефтепродуктом через автоматическое регулирующие устройства 4 подается в два отстойника 5. Конструкция устройства состоит из правой и левой части катамарана, которые совершенно аналогичны, в связи с чем условные обозначения на рисунке не дублированные. Отстойник 5 для каждой серии нефтемусоросборщика гидравлически рассчитывается по габаритам и технологическому оборудованию: синтетическим сеткам 6, системе перегородок 7, отводящей трубе с заслонкой 8, водометному двигателю 9. Для утилизации собранного нефтепродукта с отстойника 5 используется технологическая схема, состоящая из ресивера 10, вакуум - насоса 11 танков 12, с помощью дополнительных технологических трубопроводов воду после отстойника можно направлять на полипропиленовые фильтры 13 рассчитанных на необходимую производительность.
Нефтемусоросборщик работает следующим образом.
Перед началом сбора пленочного нефтепродукта отстойник 5 заполняется на необходимый технологический уровень чистой водой. После этого создают технологические настройки поплавкового сборного устройства 1. Для этого, с помощью трубок с вентилями (не показаны), корпус поплавка заполняют водой таким образом, чтобы он погрузился на необходимую глубину под слой собираемого нефтепродукта (рекомендуем 10-50 мм). Отбор этого слоя воды производят в прямоугольный желоб по всей длине поплавка равномерно. ПЗУ жестко связано с корпусом катамарана в горизонтальной плоскости и свободно передвигается по направляющим в вертикальном направлении. Это позволяет ему отслеживать по вертикали поверхность воды при волнении 6 балов. По шлангам 2 и сборной трубе 3 собранная вода подается в отстойник 5. Если это было бы напрямую, то количество воды изменялось бы в больших пределах, которые можно рассчитать по известной формуле Бернулли. Это связано с тем, что количество воды, поступающее по шлангам, зависит от вертикального расположения ПЗУ. Если низко - одно, высоко - больше, то есть проявляется "эффект сифона". С такой нестабильной подачей воды эффективную очистку в отстойнике не получишь. Для этого предлагаем автоматическое регулирующее устройство 4. Вода, поступившая на очистку, будет иметь большую турбулентность и неравномерное горизонтальное движение, по сечению отстойника. Чтобы это изменить, предлагаем установить тонкие синтетические сетки 6, которые суммарно должны создать гидравлическое сопротивление до 10 мм, и стабилизировать горизонтальную скорость движения воды, ликвидировать "мертвые зоны" в отстойнике. Система перегородок 7, необходимая для надежного удержания нефтепродукта на поверхности отстойника, с 3-5 см будет утилизироваться по гибким шлангах в ресивер 10 с помощью вакуум насоса 11. С помощью заслонки 8 и ультразвукового расходомера можно определить и создать оптимальную производительность воды. Рекомендуем время отстоя в отстойник принимать не менее 15 минут. По объему отстойника можно определить его максимальный расход. В зависимости от посадки нефтемусоросборщика, которая связано с его конструкцией и наличие балластных вод, вода из отстойника будет идти или самотеком, или с помощью водомета 9. Работа водомета позволит создать дополнительную тягу судна, а при необходимости использовать его, как насос для очистки воды на фильтрах 13.
Литература:
1. Материалы конференции "ОЙЛСПИЛ" -85
2. Самоходный нефтемусоросборщик, по патенту UA 73576 (Украина).