УСТРОЙСТВО ДЛЯ СБОРА НЕФТЕПРОДУКТОВ

Полезная модель относится к устройствам для сбора и удаления нефтепродуктов и масел в промежуточных резервуарах насосных станций, в резервуарах-накопителях поверхностного стока, в отстойниках нефтесодержащих сточных вод, а так же при аварийном попадании нефтепродуктов в водоемы или на поверхность грунта.
Известно устройство для сбора нефти и нефтепродуктов с поверхности воды и грунта, содержащее основание, приспособление для передвижения устройства, выполненное в виде полых цилиндрических элементов из некорродирующего материала, попарно закрепленных на основании с возможностью свободного вращения посредством осей и с возможностью регулирования положения осей относительно основания, приспособление для сбора нефтепродуктов, выполненное в виде приводных дисков, взаимодействующих с элементами для съема нефтепродуктов, систему отвода нефтепродуктов, выполненную в виде желобов, размещенных по обе стороны от каждого приводного диска и снабженных сменными элементами из эластичного материала для съема нефтепродуктов с дисков, закрепленными на внутренних стенках желобов, соединенных одним концом с коллектором, а другим концом - с основанием, и насос, (см. патент РФ №66360 МПК Е02В 15/10 от 22.01.2007 г.).
Известное устройство содержит основание в виде прямоугольной рамы, опирающейся на приспособление для передвижения устройства, выполненное в виде четырех полых цилиндров, попарно закрепленных по обе стороны основания на двух осях. Приспособление для сбора нефтепродуктов, выполненное в виде закрепленных на основании приводных дисков, взаимодействующих с элементами для съема нефтепродуктов и систему отвода нефтепродуктов, снабженную насосом. Устройство для сбора нефтепродуктов снабжено механизмом для регулирования положения оси и установленных на них полых цилиндров, выполненным в виде самотормозящего червячного редуктора.
Опыт длительной эксплуатации показал очевидные недостатки известного устройства.
Расположение и размеры полых цилиндров (поплавков-катков) не позволяет в полной мере производить эффективный сбор нефтепродуктов, в связи с там, что полые цилиндры полностью перекрывают доступ нефтепродуктов к приводным дискам, оставляя лишь небольшое пространство между двумя осями с полыми цилиндрами, а именно, слева и справа от вала с приводными дисками. В результате этого известное устройство обладает низкой производительностью и не обеспечивает полный сбор нефтепродуктов с поверхности.
Расположение всех приводных дисков на одной оси направленно увеличивает габариты устройства и риск поломок устройства при работе, а также при перемещениях устройства и его транспортировке.
Механизм регулирования уровня устройства, выполненный в виде самотормозящих червячных редукторов, при работе неизбежно забивается механическими и абразивными примесями, находящимися в собираемых нефти и нефтепродуктах, что приводит к поломке и разрушению при попытке его регулирования.
В известном устройстве, использовали насос двух типов - пластинчатый и шестеренчатый. Оба типа насоса очень быстро выходили из строя в связи с содержанием в собираемых нефтепродуктах механических и особенно абразивных примесей, затрудняющих последующую сепарацию и очистку собираемой нефти и нефтепродуктов.
Все указанные факторы снижали надежность работы известного устройства и приводили к частым остановкам и ремонтам.
Технической задачей предлагаемого устройства является повышение надежности работы, а также повышение производительности и расширение функциональных возможностей.
Техническая задача решается тем, что устройство для сбора нефтепродуктов содержит основание, приспособление для передвижения устройства, выполненное в виде полых цилиндрических элементов из некорродирующего материала, попарно закрепленных на основании с возможностью свободного вращения посредством осей и с возможностью регулирования положения осей относительно основания, приспособление для сбора нефтепродуктов, выполненное в виде приводных дисков, взаимодействующих с элементами для съема нефтепродуктов, систему отвода нефтепродуктов, выполненную в виде желобов, размещенных по обе стороны от каждого приводного диска и снабженных сменными элементами из эластичного материала для съема нефтепродуктов с дисков, закрепленными на внутренних стенках желобов, соединенных одним концом с коллектором, а другим концом - с основанием, и насос, при этом приводные диски установлены на валах с автономным приводом по обе стороны от коллектора, выполненного в виде открытой емкости, установленной в средней части основания, выполненного в виде рамы, а полые цилиндрические элементы установлены за габаритами рамы, при этом желоба закреплены под углом 15°-25° к плоскости основания, насос установлен на траверсе, шарнирно закрепленной на основании с возможностью поворота в вертикальной плоскости, и оснащен приспособлением для грубой сепарации от механических примесей, закрепленным с зазором соосно насосу, а приводные диски выполнены из олефильного материала. Каждый механизм для регулирования выполнен в виде рукоятки соединенной с винтом, конец которого взаимодействует с гайкой, закрепленной на раме. Насос выполнен в виде моноблока, состоящего из электродвигателя и двухступенчатого центробежного насоса с двумя одинаковыми ступенями с открытыми крыльчатками для перекачивания нефтепродуктов с большой вязкостью. Приводные диски выполнены из фторопласта.
Цилиндрические элементы установлены попарно посредством полуосей по обе стороны от основания на двух П-образных осях-балках, при этом цилиндрические поплавки, размещенные за габаритами основания, и оси за счет их выполнения П-образной формы не препятствуют притоку собираемой нефти и нефтепродуктов непосредственно к приводным дискам, повышая тем самым производительность устройства.
Крепление осей приспособления для передвижения с возможностью независимого регулирования их положения относительно основания позволяет повысить качество работы устройства за счет точного регулирования погружения приводных дисков в собираемую среду.
Выполнение элементов для съема нефтепродуктов в виде пластин с клиновидной гранью из эластичного материала, взаимодействующих с приводными дисками из коррозионностойкого материала, например, фторопласта, позволяет значительно снизить трение при вращении дисков за счет пониженного коэффициента трения фторопласта и тем самым снизить нагрузку на приводящие их в движение мотор-редукторы, что в свою очередь позволяет снизить их мощность. Кроме того, повышается качество и производительность предлагаемого устройства в 1,5-2 раза за счет олефильных свойств фторопласта, позволяющих снизить водосодержание в собираемых нефтепродуктах с 15-20% до 4% по сравнению с дисками из титана, используемых в прототипе.
Приводные диски из фторопласта установлены на валах из профильной трубы, с сечением в виде квадрата, за счет чего происходит передача вращающего момента от вала на диск. Диски на валу установлены свободно, а именно без распорных втулок, что обеспечивает им свободное перемещение вдоль оси вала и самоустановку между эластичными элементами для съема нефтепродуктов. Это решение позволяет повысить ресурс работы всего устройства и повысить качество его работы, так как за счет самоустановки диска улучшается прилегание к диску эластичных элементов для съема нефтепродуктов.
Выполнение насоса в виде моноблока, состоящего из электродвигателя и двухступенчатого центробежного насоса, установленного на траверсе шарнирно закрепляемой на раме и не связанном механически с приводами валов, повысить его надежность, а также позволяет упростить изготовление всего устройства.
2
Конструкция центробежного насоса, имеющая две одинаковые ступени с открытыми крыльчатками, позволяет перекачивать нефтепродукты с большой вязкостью до 500 сСт (сантистокс - сотая доля единицы кинематической вязкости Стокс: 1 сСт=1 мм/с) и большим содержанием абразивной составляющей, а именно, песок, пыль, глина до 10% продолжительное время (свыше одного года) без критического износа, тогда как пластинчатые и шестеренчатые насосы, используемые в известном устройстве по патенту РФ №66360, в такой среде разрушались через два месяца работы.
Применение приспособления в виде диска, выполненного из безискрового материала, например, меди, латуни, бронзы, пропилена и установленного на валу насоса с зазором 2-3 мм перед входным отверстием насоса, позволяет производить предварительную сепарацию собираемых нефтепродуктов от механических примесей размером свыше 2-х миллиметров, например, щепки, опилки, насекомые, куски резины или пластмассы, попадание которых в насос может привести к его повреждению.
Устройство для сбора нефтепродуктов иллюстрируется чертежами, где: на фиг.1 изображен общий вид устройства; на фиг.2 - то же, с откинутой траверсой с насосом; на фиг.3 - то же, в режиме сбора нефтепродуктов с поверхности воды; на фиг.4 - то же, в режиме сбора нефтепродуктов с поверхности грунта; на фиг.5 - вид сверху на фиг.1; на фиг.6 - вид спереди; на фиг.7 - то же, коллектор с насосом, лотки с дисками и эластичными элементами; на фиг.8 - сечение А-А на фиг.7; на фиг.9 - механизмом регулирования положения оси; на фиг.10 - то же, траверса с насосом; на фиг.11 - то же, приспособление грубой сепарации на насосе.
Устройство для сбора нефтепродуктов с поверхности содержит основание в виде рамы 1, приспособление для передвижения 2, приспособление для сбора нефтепродуктов, выполненное в виде закрепленных внутри рамы 1 приводных дисков 3, взаимодействующих с элементами 4 для съема нефтепродуктов, и систему отвода нефтепродуктов, снабженную насосом 5.
Приспособление 2 для передвижения устройства выполнено в виде полых цилиндрических элементов, попарно установленных посредством полуосей 6 с возможностью свободного вращения на осях 7 по обе стороны за габаритами рамы 1 (фиг.6). Оси 7 выполнены в виде П-образных балок.
Полые цилиндрические элементы 2 приспособления для передвижения устройства выполнены из коррозионностойкого материала, например, полипропилена.
Оси 7 закреплены на раме 1 с возможностью регулирования их положения относительно плоскости рамы 1 посредством рычагов 8 и механизмов для регулирования. Рычаги 8 одним концом шарнирно соединены с осями 7, а другим концом - с рамой 1.
Каждый механизм для регулирования выполнен в виде рукоятки 9 соединенной с винтом 10, конец которого взаимодействует с гайкой 11, закрепленной на раме 1 посредством кронштейна 12 (фиг.9).
Система для отвода нефтепродуктов выполнена в виде желобов 13, размещенных по обе стороны от каждого приводного диска 3 и соединенных одним концом с коллектором 14, а другим - с кронштейном 12 рамы 1. Желоба 13 выполнены V-образного сечения и закреплены под углом 20°-30° к плоскости рамы 1, обеспечивая стекание нефтепродуктов с желобов 13 в коллектор 14.
Эластичные элементы 4 для сбора нефтепродуктов расположены по обе стороны от каждого приводного диска 3 и закреплены на стенках изнутри желобов 13 (фиг.8). Кромки эластичных элементов - скребков 4 имеют форму клина с обеих сторон. При износе одной стороны, эластичный элемент 4 переворачивают, обеспечивая работу второй стороны, чем увеличивают ресурс работы всего устройства в целом.
Насос 5 для удаления нефтепродуктов установлен на траверсе, шарнирно закрепленной на раме 1 с возможностью откидывания относительно рамы 1 в обе стороны. Траверса состоит из двух рамок 15, соединенных перемычкой 16. Рамки 15 обеспечивает защиту насоса 5 от механических повреждений, а за перемычку 16 производят подъем, опускание и установку всего устройства в целом.
Приводные диски 3 выполнены из фторопласта, с осевым отверстием в виде квадрата для установки на приводные валы 17, которые также выполнены из трубчатого профиля квадратного сечения для обеспечения передачи вращающего момента от вала 17 на диск 3. Фторопласт за счет олефильных свойств позволяет снизить водосодержание в собираемых нефтепродуктах до 4%, обеспечивая качество собираемых нефтепродуктов и повышая производительность предлагаемого устройства в 1,5-2 раза.
Приводные диски 3 установлены по длине приводных валов 17 свободно, без распорных втулок, что обеспечивает им самоустанавку и плотное точное прилегание к нефтесъемным эластичным элементам 4.
Приводы для вращения дисков 3 выполнены электрические, например, червячные мотор-редукторы 18.
Насос 5 выполнен в виде моноблока, состоящего из электродвигателя и двухступенчатого центробежного насоса с двумя одинаковыми ступенями с открытыми крыльчатками для перекачивания нефтепродуктов с большой вязкостью до 500 сСт и большим содержанием абразивной составляющей до 10% в виде песка, пыли и глины.
Насос 5 снабжен приспособлением для грубой сепарации от механических примесей, выполненным в виде диска 19, прикрепленного на валу насоса 5 с зазором 2-3 мм на входе насоса. Диск изготовлен из безискрового материала, например, меди, латуни, бронзы, пропилена.
Во время работы насоса 5 диск 19, вращаясь вместе с валом насоса 5, производит отбрасывание механических примесей крупнее 3 мм, производя грубую сепарацию собираемых нефтепродуктов. Механические примеси накапливаются в коллекторе 14 и по мере накопления удаляются из него.
Рычаги 20, закрепленные под углом к раме 1, служат для разворота и перемещения предлагаемого устройства по обрабатываемой поверхности используя полые цилиндрические элементы 2 как в качестве колес сборе с грунта, так и в качестве поплавков при сборе с поверхности воды.
Устройство для сбора нефтепродуктов работает следующим образом.
Вначале производят подъем устройства за перемычку 16 и опускают его на поверхность, например, на водную гладь или на грунт, имеющие покрытие из нефтепродуктов. При необходимости регулируют положение осей 7, полых цилиндрических элементов приспособления для перемещения 2, поворотом рукоятки 9, перемещая винт 10 в гайке 11, закрепленной на раме 1, и регулируя глубину погружения приводных дисков 3 в нефтепродукты.
Затем, включая червячные мотор-редукторы 18, приводят во вращение диски 3. Диски 3 вращаясь, собирают на свою поверхность нефтепродукты, которые счищаются элементами 4 для съема нефтепродуктов. Счищаемые нефтепродукты поступают в желоба 13, откуда стекают в коллектор 14 и насосом 5 отводятся на дальнейшую переработку.