УСТРОЙСТВО ДЛЯ СБОРА РАЗЛИВШЕЙСЯ ПО ВОДЕ НЕФТИ
DEVICE TO COLLECT OIL SPILLED ON WATER

Устройство для сбора разлившейся по воде нефти.
Изобретение относится к строительству и может быть использовано для сбора нефти и других аналогичных жидкостей, разлившихся по поверхности рек естественных и искусственных водоемов. Из известных Устройств наиболее близким по технической сущности к заявленному изобретению является Устройство для сбора разлившейся по воде нефти, раскрытое в заявке на изобр. №2010124724, опубликованной 27.12.2011 г. Устройство содержит переливной элемент, образованный соединенными в клиновидный пояс решетками и задней стенкой выполненной в виде наполненной воздухом герметичной камеры. Одна из решеток расположена, в горизонтальной плоскости, а другая под углом 30 градусов к первой. Устройство включает плавающий на воде переливной коврик для взаимодействия с обращенной к переливному элементу стороной наклонных решеток. Одни продольные части звеньев решеток соединены между собой и с расположенным в вершине клиновидного пояса буксировочным тросом, а противоположные продольные части звеньев одной и другой решеток закреплены соответственно с противоположных сторон герметичной камеры. Наряду с этим Устройстве снабжено расположенным снизу контейнером из пленки, одна продольная кромка которого соединена с герметичной камерой вдоль ее верхней части, а другая перекинута через буксировочный трос и соединена с внутренней продольной кромкой плавающего переливного коврика. Вода с плавающим слоем нефти с волнами или по инерции течения перекатывается через вершину клиновидного пояса и по поверхности плавающего переливного коврика скатывается в зону перелива, расположенную между наполненной воздухом герметичной камерой и вершиной клиновидного пояса. Поднимаясь с подъемом смеси воды и нефти, переливной коврик прижимается к поверхности наклонной решетки, образуя своеобразную “плотину” с пологим берегом в сторону водоема и переменной ее высотой. Одновременно с подъемом смеси в зон не перелива происходит разделение ее на фракции. Вода за счет более высокой массы опускается в контейнер, выдавливая соответствующую часть воды через отверстия вдоль его дна, имеющая меньшую массу нефть остается плавающей на поверхности, скапливаясь в зоне перелива и перетекая в хвостовую часть контейнера. По мэре накопления обеспечивается отсос нефти через штуцер, расположенный в "хвосте" контейнера. Относительная простота конструкции, удобство транспортирования и развертывания Устройства на месте применения повышают эффективность его работы.
Недостатком конструкции Устройства является неустойчивое положение вершины клиновидного пояса в условиях значительного волнения на поверхности водоема. Расположенная в вершине клиновидного пояса наполненная воздухом герметичная камера-поплавок на гребнях волн может поднимать ее выше уровня воды водоема, пропуская, таким образом, часть нефти под днищем контейнера. Другим недостатком является затруднительный проход собираемой в зоне перелива нефти в хвостовую часть контейнера, что вызывает излишний подъем плавающего переливного коврика относительно уровня воды водоема, усложняющий перелив смеси воды и нефти в зону перелива.
Поставленной задачей настоящего изобретения является устранение недостатков с целью повышения эффективности работы Устройства.
Устройство для сбора разлившейся по воде нефти, включающее переливной элемент, образованный соединенными в клиновидный пояс решетками с расположенным между ними плавающим переливным ковриком, взаимодействующим с обращенной к переливному элементу стороной наклонной решетки и задней стенкой, выполненной в виде наполненной воздухом герметичной камеры, а также расположенный снизу контейнер, отличающееся тем, что буксировочный трос расположен на расстоянии от вершины клиновидного пояса и соединен с ней шнуром, охватывающим витком каждую пару радиусной формы частей одной и другой решеток и буксировочный трос, по длине которого равномерно установлены дисковой формы поплавки, обеспечивающие положение вершины клиновидного пояса чуть ниже уровня поверхности воды, каждая пара противоположных радиусной формы частей решеток, охватывающих герметичную камеру, связана шнуром, при этом каждое третье звено горизонтально расположенной решетки выполнено удлиненной формы и подтянуто шнуром к наклонной решетке до образования в нижней части герметичной камеры углубления для прохода собираемой в зоне переливного элемента нефти на противоположную сторону герметичной камеры, расположенный снизу контейнер образован двумя продольно расположенными полосами пленки, соединенными в их нижней части с помощью шнура, продетого последовательно через люверсы-грузила, расположенные равномерно по длине кромок полос, верхняя кромка одной полосы соединена с внутренней продольной кромкой переливного коврика через звенья горизонтально расположенной решетки, верхняя продольная кромка другой полосы соединена с наклонной решеткой в верхней части герметичной камеры шнуром, продетым последовательно через люверсы вдоль кромки полосы и радиусной формы части наклонной решетки. Наполненная воздухом герметичная камера и контейнер выполнены из поливинилхлоридной пленки /ПВХ/ с упрочняющим слоем полиэфирной ткани, а соединения частей пленки осуществлены методом сварки горячим воздухом.
На Фиг.1 показано устройство, общий вид сверху, на Фиг.2 - разрез А-А на Фиг.1, на. Фиг.3 - выносной элемент 1, на Фиг.2, на Фиг.4 - разрез Б-Б на Фиг.2, на Фиг.5 - вид по стрелке В на Фиг.2, на Фиг.6 - возможные варианты развертывания устройства в стационарном режиме его работы, на Фиг.7 - возможные варианты развертывания устройства в подвижном режиме его работы. Размер L обозначает максимально допустимый интервал между точками присоединения одного или нескольких буксировочных тросов к устройству исходя из прочности и устойчивости его работы при заданных условиях эксплуатации.
Устройство содержит переливной элемент 1, состоящий из наполненной воздухом герметичной камеры 2 и образующих клиновидный в поперечном сечении пояс наклонной решетки 3 и горизонтально расположенной решетки 4, выполненных из изогнутого "змейкой" прутка 5. В вершине клиновидного пояса между решетками 3 и 4 размещена внутренняя продольная кромка плавающего переливного коврика 6, взаимодействующего с обращенной к переливному элементу 1 стороной наклонной решетки 3. Вершина клиновидного пояса соединена с расположенным на расстоянии от нее буксировочным тросом 7 с помощью шнура 8, который одним витком соединяет между собой каждую пару изогнутых по радиусу частей решеток 3 и 4 и витком охватывает буксировочный трос 7. Каждая пара радиусной формы частей решеток 3 и 4, находящихся на противоположных сторонах герметичной камеры 2, связаны, между собой шнуром 9. При этом каждое третье звено 10 горизонтально расположенной решетки 4 выполнено удлиненной формы и подтянуто к соответствующей радиусной формы части наклонной решетки 3 до образования углубления 11 внутрь герметичной камеры 2 для прохода собираемой нефти на другую ее сторону. Буксировочный трос 7 снабжен дисковой формы поплавками 12, равномерно расположенными по его длине. Устройство снабжено расположенным снизу контейнером 13, состоящим из двух продольно расположенных полос пленки 14 и 15, нижние продольные кромки которых соединены между собой шнуром 16, продетым через люверсы-грузила 17 вдоль продольных кромок полос 14 и 15. Верхняя продольная кромка полосы 14 соединена с внутренней продольной кромкой переливного коврика 6 через звенья горизонтально расположенной решетки 4 и дополнительно скреплена нижней продольной планкой 18, промежуточной профильной планкой. 19 и нижними планками 20 и 21 с помощью полых заклепок 22 и 23. Верхняя продольная кромка полосы 15 соединена шнуром 24, продетым последовательно через люверсы вдоль кромки полосы 15 и охватывают им одним витком каждую радиусной формы часть звеньев наклонной решетки 3. Расположенный снизу контейнер 13 снабжен штуцером 25.
Устройство работает следующим образом.
При наличии течения или устойчивых волн устройство работает в стационарном режиме, при котором концы буксировочного троса 7 закреплены на противоположных берегах реки, стоящих на якоре буксировочных средствах или буях с подветренной стороны относительно зоны загрязнения. При отсутствии течения или волн устройство работает в подвижном режиме, при котором концы буксировочного троса 7 закреплены на движущихся в направлении зоны загрязнения буксировочных средствах. Некоторые возможные схемы развертывания устройства в стационарном и подвижном вариантах показаны на Фиг.6 и Фиг.7.
В стационарном режиме верхний слой воды с плавающей нефтью по инерции течения или с волнами перекатывается через вершину клиновидного пояса и по поверхности плавающего переливного коврика 6 скатывается в зону переливного элемента 1. Поднимаясь с подъемом смеси воды и нефти переливной коврик 6 прижимается к поверхности наклонной решетки 3 образуя своеобразную "плотину"с пологим берегом в сторону зоны загрязнения и переменной ее высотой. Одновременно с подъемом уровня смеси в переливном элементе 1 происходит разделение ее на фракции. Вода за счет более высокой массы опускается в контейнер 13, вытесняя соответствующую часть воды через неплотности стянутых шнуром 16 нижних кромок полос 14 и 15, имеющая меньшую массу нефть, остается плавающей на поверхности. Собирающаяся в переливном элементе 1 нефть проходит через углубления 11 на другую сторону герметичной камеры 2 и скапливается в "хвосте" контейнера, откуда периодически или постоянно откачивается насосом в емкости, расположенные на береге реки или специальном судне. При отсутствии течения или устойчивых волн для преодоления подъема верхнего слоя воды с плавающей нефтью по наклонной части клиновидной вершины клиновидного пояса требуется создание необходимой скорости движения устройства относительно неподвижной воды. В установившемся режиме скорость должна обеспечивать устойчивый перелив верхнего слоя воды с плавающей нефтью в зону переливного элемента 1, разделение смеси на фракции и удаление переливающейся воды через неплотности в соединении продольных полос 14 и 15 контейнера 13. Откачиваемая через штуцер 25 нефть по шлангу направляется в емкости, расположенные на буксирующем или специальном судне. При наличии кроме основного буксировочного троса дополнительных, см. Фиг.6 и Фиг.7, штуцер 25 располагается в каждом промежутке между присоединяемыми к устройству тросами. Выполнение контейнера 13 из двух продольных полос пленки 14 и 15, соединенных шнуром 16 создает полезный эффект водяного клапана для удаляемой из контейнера 13, воды, а наличие люверсов-грузил 17 предотвращает возможный подъем "хвоста" контейнера 13 к поверхности воды, что может отрицательно влиять на степень разделения смеси воды и нефти на фракции. Расположение снабженного поплавками 12 буксировочного троса 7 на расстоянии от вершины клиновидного пояса обеспечивает более устойчивое положение ее относительно поверхности воды по всей длине устройства, что повышает эффективность его работы. Наличие в нижней части герметичной камеры И углублений 11 для прохода собираемой нефти на другую ее сторону понижает уровень расположения нефти в зоне переливного элемента 1, что тоже повышает эффективность работы устройства. Выполнение контейнера и герметичной камеры 2 из поливинилхлоридной пленки /ПВХ/ с упрочняющим слоем ткани и соединение частей пленки методом сварки горячим воздухом упрощает технологию изготовления устройства и повышает его надежность.