УСТРОЙСТВО ДЛЯ УДАЛЕНИЯ ПОВЕРХНОСТНОГО СЛОЯ НЕФТЕСОДЕРЖАЩИХ ЖИДКОСТЕЙ
DEVICE FOR REMOVAL OF OIL-BEARING FLUID SURFACE LAYER

Изобретение относится к устройствам для забора поверхностного слоя (например, масла) нефтесодержащих сточных вод или других несмешивающихся жидкостей и может быть использовано для сбора нефтепродуктов с поверхностей водоемов, рек, морей и океанов, а также в очистных сооружениях водоснабжения и канализации в химической, металлообрабатывающей и других отраслях промышленности при очистке технологических, смазочноохлаждающих жидкостей, от органических примесей.
Заявленное изобретение направлено на решение задачи, заключающейся в обеспечении повышения качества и производительности удаления поверхностного слоя нефтесодержащих сточных вод.
Известно устройство для сбора нефти с поверхности воды (см. патент РФ №2006549. Устройство для сбора нефти с поверхности воды / Иванов В.Г. МПК E02B 15/04. Опубл. в БИ №2, 1994 г.), включающее плавающее маслосборное средство в виде ленточного конвейера, содержащего бесконечную ленту из нефтестойкого материала с поперечными складками, впитывающими нефтепродукты и, присоединенные к бесконечной ленте, два барабана (один ведущий, другой ведомый). Между ведущим барабаном и бесконечной лентой встроен отжимной валок, внизу которого расположен сливной лоток для слива отжатых нефтепродуктов в накопительную емкость. Все маслосборное средство размещено на плавсредстве. Одним из основных недостатков этого устройства является низкое качество и производительность сбора нефтепродуктов, в которых содержится большое количество воды (до 20%), захватываемой поперечными накладками в результате адсорбции.
Известно также устройство для удаления масел с поверхности воды (см. Маслосборное устройство сетчатого типа МС-500, разработанное УкрГНТЦ «Энергосталь», опубл. на сайте www.energostal.ua). Принцип действия устройства основан на адсорбции масла на поверхности движущейся бесконечной ленты ленточного конвейера. Бесконечная лента выполнена в виде сетки объемного плетения, перекинутой через перфорированный барабан, приводящий в движение ленту. Внутри вращающегося барабана размещен лоток для приема собранного масла. Сверху перфорированного барабана и сетки расположено устройство для подачи сжатого воздуха, при подаче которого под давлением масло через сетку объемного плетения и отверстия в перфорированном барабане стекает в лоток, а далее в накопительную емкость.
К недостаткам такого устройства можно отнести следующее: во-первых, в связи с развитой поверхностью бесконечной ленты в виде сетки объемного плетения вместе с маслом удаляется и большое количество воды (до 20%), в результате чего снижается качество удаляемого продукта.
Во-вторых, отсутствие второго ведомого барабана и рамы конвейера приводит к неустойчивой работе ленточного конвейера, особенно при колебаниях поверхностного слоя жидкостей (например, при удалении поверхностного слоя нефтесодержащих жидкостей с поверхностей больших водоемов, рек, морей, озер, океанов или в централизованных системах очистки СОЖ в металлообрабатывающей и других отраслях промышленности).
В-третьих, ввиду небольшой площади соприкосновения конвейера с поверхностным слоем масла или других нефтесодержащих жидкостей производительность удаления продуктов все же мала.
Технический результат - повышение эффективности удаления поверхностного слоя нефтесодержащих жидкостей (производительности и качества удаления нефтепродуктов с поверхностей водоемов).
Технический результат достигается тем, что устройство для удаления поверхностного слоя нефтесодержащих жидкостей, включающее в себя плавающее маслосборное средство, выполненное в виде ленточного конвейера, состоящего из бесконечной тонкой перфорированной по бокам ленты из нефтестойкого материала, смонтированной на двух пустотелых герметичных барабанах (одного ведущего, а другого ведомого), имеющих на концах по одной звездочке для привода в движение перфорированной по бокам ленты, и закрепленных вместе с лентой шарнирно с помощью опор на подвижной раме, а между пустотелыми барабанами и ветвями ленты размещен поплавок в виде пустотелой емкости прямоугольного сечения, прикрепленный также к подвижной раме, сливную систему в виде слвного лотка-скребка, смонтированного на неподвижной раме с возможностью соприкосновения его с бесконечной лентой в месте установки неподвижной рамы вверху бака-отстойника или на палубе самоходного судна в носовой его части, причем перфорированная по бокам лента с целью уменьшения трения с поверхностями ведущего и ведомого барабанов и поплавка межу этими поверхностями смонтированы лыжи, прикрепленные к поверхностям барабанов и поплавка, причем конвейер имеет возможность качания относительно поверхностного слоя жидкостей вокруг оси ведущего пустотелого герметичного барабана, смонтированного на двух опорах к неподвижной раме, установленной на палубе самоходного судна в носовой его части или на баке-отстойнике в цехе. Особенностью предлагаемого устройства является то, что поплавок и лыжи смонтированы между барабанами и ветвями перфорированной по бокам ленты выполнены прерывистыми, не доходя до ведущего барабана и скребка, а скребок представляет собой наклонную трубу, в нижней части которой имеется паз длиной, равной ширине ленты и шириной, равной толщине перфорированных по бокам ленты и высоте прилипшего слоя нефтепродуктов, а в верхней части паз имеют ширину примерно равную толщине ленты, причем труба для слива нефтепродуктов соединена с емкостью-накопителем гибким шлангом, а скребок встроен либо на левой, либо на правой ветви ленты в зависимости от направления вращения перфорированной по ленты, что позволяет снимать нефтепродукты с двух сторон одной из ветвей ленты и увеличить производительность съема нефтепродуктов почти в два раза и довести содержание водной фазы в удаленном нефтепродукте до 3-5%.
Наиболее близким по технической сущности к заявленному изобретению является выбранное в качестве прототипа устройство для удаления поверхностного слоя нефтесодержащих жидкостей (см. патент РФ №2351544. Устройство для удаления поверхностного слоя нефтесодержащих жидкостей. МПК C02F 1/40. Опубл. в БИ №10, 2009 г.)
Устройство для удаления поверхностного слоя нефтесодержащих жидкостей, включающее плавающее маслосборное средство, содержащее два пустотелых герметичных барабана, установленных с возможностью вращения вокруг собственных осей и смонтированных на подвижной раме, прикрепленной к неподвижной раме шарнирно в верхней ее части, неподвижную раму с установленным на ней приводом для вращения пустотелых герметичных барабанов, сливную систему, выполненную в виде лотка, для слива нефтепродуктов по сливным магистралям в емкость для дальнейшего их транспортирования, причем плавающее маслосборное средство выполнено в виде ленточного конвейера, состоящего из бесконечной тонкой металлической (или изготовленной из полимерного материала) перфорированной по бокам ленты, смонтированной на двух пустотелых герметичных барабанах, один из которых ведущий, а второй-ведомый, имеющих на концах по одной звездочке для привода в движение перфорированной по бокам ленты, и закрепленных вместе с лентой шарнирно с помощью опор на подвижной раме, а между пустотелыми барабанами и ветвями ленты размещен поплавок в виде пустотелой емкости прямоугольного сечения, прикрепленный к подвижной раме, имеющей возможность качания вместе с конвейером относительно поверхностного слоя нефтесодержащих жидкостей вокруг оси ведущего барабана, смонтированного на двух опорах к неподвижной раме, установленной на палубе самоходного судна в носовой его части или на баке-отстойнике в цехе, а сливной лоток смонтирован на неподвижной раме с возможностью соприкосновения его с бесконечной лентой в месте установки неподвижной рамы в носовой его части, причем поверхности ведущего и ведомого барабанов и поплавка снабжены лыжами для уменьшения трения ленты с этими поверхностями.
У прототипа и заявленного изобретения имеются сходные существенные признаки: наличие плавающего маслосборного средства в виде ленточного конвейера, удерживаемого на поверхности нефтесодержащих жидкостей с помощью поплавка; скребка для сбора нефтепродуктов; привода для передачи крутящего момента барабанам; сливной системы.
По отношению к прототипу у заявленного изобретения имеются следующие отличительные признаки: с целью увеличения площади контакта маслосборного средства, а следовательно производительности удаления нефтепродуктов, поплавок сокращен по длине, а скребок может снимать прилипшие нефтепродукты к перфорированной по бокам ленте с двух сторон.
Сущность изобретения поясняется чертежом, где на фиг.1 показано устройство для удаления поверхностного слоя нефтесодержащих жидкостей, вид сбоку; на фиг.2 - вид спереди на фиг.1; на фиг.3 - разрез А-А по фиг.1; на фиг.4 - разрез Б-Б по фиг.1; на фиг.5 - разрез В-В по фиг.2.
Устройство для удаления поверхностного слоя нефтесодержащих жидкостей включает в себя плавающее маслосборное средство 1 (фиг.1), неподвижную раму 2, с размещенным на ней приводом 3, сливную систему, состоящую из скребка 4, гибкого шланга 5, емкости-накопителя нефтепродуктов 6. Плавающее маслосборное средство 1 в свою очередь выполнено в виде ленточного конвейера, состоящего бесконечной тонкой металлической (или изготовленной из полимерного нефтестойкого материала) перфорированной по бокам ленты 7, смонтированных на двух пустотелых герметичных барабанах (одного ведущего 8, а другого ведомого 9), имеющих на концах по одной звездочке 10 и 11 (фиг.3, 4) для привода в движение бесконечной тонкой металлической перфорированной по бокам ленты 7. Между пустотелым барабанами и ветвями лент размещен поплавок в виде пустотелой тонкостенной емкости прямоугольного сечения 11. Барабаны 8, 9 со звездочками 10 и 11, перфорированная по бокам лента 7 и поплавок 12 смонтированы на подвижной раме 13. Следует учесть, что стенки поплавка 12 одновременно прикреплены к подвижной раме 13. Для уменьшения трения перфорированной ленты с поверхностями ведущего и ведомого барабанов и поплавка между ними смонтированы лыжи треугольного сечения 14 (фиг.3, 4). Все маслосборное средство 1 имеет возможность качения относительно поверхностного слоя жидкостей вокруг оси ведущего барабана 8, смонтированного на двух стойках 15 и 16 (фиг.2). В качестве привода применен мотор-редуктор.
Следует учесть то, что в отличие от прототипа поплавок и лыжи смонтированные между барабанами и ветвями перфорированной по бокам ленты выполнены прерывистыми, не доходя до ведущего барабана 8 и скребка 4, а скребок 4 представляет собой наклонную трубку, в нижней части которой имеются карманы 17 (фиг.1, 2) и паз длиной равной ширине ленты и шириной, равной толщине перфорированной по бокам ленты и высоте прилипшего слоя нефтепродуктов, а в верхней части паз имеет ширину примерно равную толщине ленты, причем труба для слива нефтепродуктов соединена с емкостью-накопителем гибким шлангом 5, а скребок встроен либо на левой, либо на правой ветви ленты в зависимости от направления вращения перфорированной по ленты. Таким образом скребок будет счищать нефтепродукты с двух сторон одной из ветвей ленты, что позволит увеличить производительность устройства почти в два раза.
Устройство для удаления поверхностного слоя нефтесодержащих жидкостей работает следующим образом. После всплытия нефтеподуктов на поверхность жидкости в баках-отстойниках или на поверхность водоемов рек, озер, океанов, плавающее маслосборное средство 1 опускается на поверхность жидкости. При вращении пустотелых герметичных барабанов 8 и 9, смонтированных вместе с лентой и поплавком на подвижной раме 13, с помощью привода 3, размещенного на раме 2, тонкая перфорированная по бокам лента 7 с помощью звездочек 10 и 11 приводится в движение. Нефтепродукты прилипают к обеим сторонам ленты, выносятся наверх, где стенками скребка 4 в верхней части удаляютя и сбрасываются в карманы 17 (фиг.6) и в емкость- накопитель 6 с помощью гибкого шланга 5. Причем лента перемещается по лыжам 14, прикрепленным к поверхностям пустотелых герметичных барабанов 8 и 9 и поплавка 12, а плавающее маслосборное средство может совершать колебательное движение относительно поверхностного слоя нефтесодержащих жидкостей вокруг оси ведущего барабана 8, смонтированного на опорах 15 и 16 к неподвижной раме 2.
Предлагаемое устройство обладает следующими преимуществами: из-за увеличения площади контакта между лентой конвейера и поверхностным слоем нефтесодержащих жидкостей и двухстороннего съема нефтепродуктов производительность удаления нефтепродуктов из СОЖ или других нефтесодержащих жидкостей значительно возрастает примерно в 1,5-2 раза.