УСТРОЙСТВО ДЛЯ УДАЛЕНИЯ ПОВЕРХНОСТНОГО СЛОЯ НЕФТЕСОДЕРЖАЩИХ ЖИДКОСТЕЙ
DEVICE FOR REMOVAL OF SURFACE LAYER OF OIL-CONTAINING LIQUIDS

Устройство для удаления поверхностного слоя нефтесодержащих жидкостей
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, озер, морей и океанов, а также в очистных сооружениях водоснабжения и канализации в химической, металлообрабатывающей и других отраслях промышленности при очистке технологических, смазочно-охлаждающих жидкостей от органических примесей.
Заявленное изобретение направлено на решение задачи, заключающейся в обеспечении повышения производительности и качества удаления поверхностного слоя нефтесодержащих сточных вод.
Известны устройства и способы удаления поверхностного слоя нефтесодержащих жидкостей химическим путем (см., например, международные средства массовой информации об экологической катастрофе в Мексиканском заливе при аварии нефтедобывающей установки). В результате осаждения нефти на дно залива нарушена не только экологическая безопасность животного мира, но и уничтожен труд нефтяников.
Известно устройство для сбора нефти с поверхности воды (см. патент РФ №2006549. Устройство для сбора нефти с поверхности воды / Иванов В.Г. МПК Е02В 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 валик, 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 поверхностного слоя нефтесодержащих жидкостей (см. патент РФ №2490213 МПК C02F 1/40. Опубл. в БИ №23, 2012 г.).
Устройство для удаления поверхностного слоя нефтесодержащих жидкостей, содержащее плавающее маслосборное средство, выполненное в виде ленточного конвейера, состоящее из бесконечной перфорированной по бокам ленты, смонтированной на пустотелых герметичных барабанах, один из которых выполнен ведущим, имеющих на концах по одной звездочке для приведения в движение перфорированной ленты и закрепленных вместе с лентой шарнирно с помощью опор на подвижной раме, при этом между пустотелыми барабанами и ветвями ленты размещен поплавок в виде пустотелой емкости, прикрепленный к подвижной раме и выполненный с возможностью качания вместе с ленточным конвейером относительно поверхностного слоя нефтесодержащих жидкостей вокруг оси ведущего барабана, смонтированного на двух опорах к неподвижной раме совместно с приводом, сливную систему, выполненную в виде сливного лотка, смонтированного на неподвижной раме с возможностью соприкосновения его с бесконечной лентой в месте установки неподвижной рамы, причем для уменьшения трения перфорированной по бокам ленты с поверхностями барабанов и поплавком между этими поверхностями смонтированы лыжи, прикрепленные к поверхностям барабанов и поплавка, при этом неподвижная рама предназначена для установки на палубе самоходного судна в носовой его части или на палубе самоходной баржи в носовой ее части или на баке-отстойнике в цехе, при этом перфорированная по бокам лента выполнена, например, из полипропилена и смонтирована на трех пустотелых герметичных барабанах с образованием конвейера в форме сектора, причем два барабана выполнены ведомыми, а поплавок имеет в продольном сечении форму сектора для увеличения площади контакта между лентой конвейера и поверхностным слоем нефтесодержащих жидкостей.
К недостаткам этого устройства можно отнести малую производительность из-за небольшой площади прилипания нефтепродуктов к ленте конвейера.
Технический результат - повышение производительности и качества удаления поверхностного слоя нефтесодержащих жидкостей.
Технический результат достигается тем, что устройство для удаления поверхностного слоя нефтесодержащих жидкостей, содержащее плавающее маслосборное средство в виде ленточного конвейера, состоящее из бесконечной перфорированной по бокам ленты из нефтестойкого материала, смонтированной на трех пустотелых герметичных барабанах, один из которых выполнен ведущим, а другие - ведомыми, имеющих на концах по одной звездочке для приведения в движение перфорированной по бокам ленты и закрепленных вместе с лентой шарнирно с помощью опор на подвижной раме, при этом между пустотелыми барабанами и ветвями ленты размещен поплавок в виде пустотелой или заполненной герметичной емкости прямоугольного поперечного сечения, прикрепленного к подвижной раме с возможностью качания вместе с перфорированной по бокам лентой и ведущими барабанами относительно поверхностного слоя нефтесодержащих жидкостей вокруг оси ведущего барабана, смонтированного на двух опорах к неподвижной раме совместно с приводом, сливную систему, выполненную в виде двух сливных лотков, играющих также роль скребков с возможностью соприкосновения их с бесконечной лентой в месте установки на подвижной раме и в поперечном сечении имеют зеркальное отображение профиля ленты, причем перфорированная по бокам лента выполнена волнообразно, синусоидально с двух сторон, как показано на фиг. 4, а поплавок в продольном сечении представляет собой сегмент в продольном сечении конвейера, снабженного дополнительной емкостью-поплавком в виде герметичного пустотелого барабана с возможностью качания с помощью пружины и водила, прикрепленного к подвижной раме конвейера, при этом ведущий и ведомый барабаны выполнены как показано на фиг. 4, 6 с целью свободного попадания поверхностного слоя нефтесодержащих жидкостей на внутреннюю и внешнюю поверхности ленты и уменьшения поверхностей выдавливания нефти над вершинами синусоиды ведущим барабаном, причем кольца барабана имеют прерывистые поверхности, а выступы и впадины колец смещены друг против друга в осевом направлении.
Наиболее близким по технической сущности к заявляемому изобретению является выбранное в качестве прототипа устройство для удаления поверхностного слоя нефтесодержащих жидкостей (см. патент РФ №2637135 МПК Е02В 15/04, C02F 1/40, опубл. в БИ №34, 30.11.2017).
Устройство для удаления поверхностного слоя нефтесодержащих жидкостей, содержащее плавающее маслосборное средство в виде ленточного конвейера, состоящее из бесконечной перфорированной по бокам ленты из нефтестойкого материала, смонтированной на трех пустотелых герметичных барабанах, один из которых выполнен ведущим, а другие - ведомыми, имеющих на концах по одной звездочке для приведения в движение перфорированной по бокам ленты и закрепленных вместе с лентой шарнирно с помощью опор на подвижной раме, при этом между пустотелыми барабанами и ветвями ленты размещен поплавок в виде пустотелой или заполненной пенопластом герметичной емкости прямоугольного поперечного сечения, прикрепленного к подвижной раме и выполненного с возможностью качания вместе с перфорированной по бокам лентой и ведущими барабанами относительно поверхностного слоя нефтесодержащих жидкостей вокруг оси ведущего барабана, смонтированного на двух опорах к неподвижной раме совместно с приводом, сливную систему, выполненную в виде сливного лотка, играющего также роль скребка с возможностью соприкосновения его с бесконечной лентой в месте установки неподвижной рамы, причем перфорированная по бокам лента выполнена волнообразно в поперечном сечении в виде синусоиды с одной стороны, а поплавок в продольном сечении представляет собой сегмент, скребок в поперечном сечении копирует профиль волнообразной ленты, а конвейер содержит дополнительную емкость - поплавок в виде герметичного пустотелого барабана с возможностью качания с помощью пружины и водила, прикрепленного к подвижной раме конвейера, отличающееся тем, что перфорированная по бокам лента выполнена волнообразно в поперечном сечении с обеих сторон синусоидально - с верхней стороны профиль изменяется по положительной синусоиде, с внутренней - по отрицательной, причем с внутренней стороны встроен дополнительный скребок с целью повышения производительности удаления нефтепродуктов, а барабаны выполнены гладкими.
У прототипа и заявляемого изобретения имеются следующие сходные существенные признаки.
Устройство для удаления поверхностного слоя нефтесодержащих жидкостей, содержащее плавающее маслосборное средство в виде ленточного конвейера, состоящее из бесконечной перфорированной по бокам ленты из нефтестойкого материала, смонтированной на трех пустотелых герметичных барабанах, один из которых выполнен ведущим, а другие - ведомыми, имеющих на концах по одной звездочке для приведения в движение перфорированной по бокам ленты и закрепленных вместе с лентой шарнирно с помощью опор на подвижной раме, при этом между пустотелыми барабанами и ветвями ленты размещен поплавок в виде пустотелой или заполненной герметичной емкости прямоугольного поперечного сечения, прикрепленного к подвижной раме с возможностью качания вместе с перфорированной по бокам лентой и ведущими барабанами относительно поверхностного слоя нефтесодержащих жидкостей вокруг оси ведущего барабана, смонтированного на двух опорах к неподвижной раме совместно с приводом, сливную систему, выполненную в виде двух сливных лотков, играющих также роль скребков с возможностью соприкосновения их с бесконечной лентой в месте установки на подвижной раме и в поперечном сечении имеют зеркальное отображение профиля ленты, причем перфорированная по бокам лента выполнена волнообразно, синусоидально с двух сторон, как показано на фиг. 4, а поплавок в продольном сечении представляет собой сегмент в продольном сечении конвейера, снабженного дополнительной емкостью-поплавком в виде герметичного пустотелого барабана с возможностью качания с помощью пружины и водила, прикрепленного к подвижной раме конвейера.
По отношению к прототипу у заявленного изобретения имеются следующие отличительные признаки: ведущий и ведомый барабаны выполнены как показано на фиг. 4, 6 с целью свободного попадания поверхностного слоя нефтесодержащих жидкостей на внутреннюю и внешнюю поверхности ленты и уменьшения поверхностей выдавливания нефти над вершинами синусоиды ведущим барабаном, причем кольца барабана имеют прерывистые поверхности, а выступы и впадины колец смещены друг против друга в осевом направлении.
Сущность изобретения поясняется чертежом, где на фиг. 1 показано устройство для удаления поверхностного слоя нефтесодержащих жидкостей, вид сбоку; на фиг. 2 - вид сзади, на фиг. 1, на фиг. 3 - вид сверху на фиг. 1, на фиг. 4 - разрез В-В на фиг. 2, на фиг. 5 - разрез Г-Г на фиг. 2, на фиг. 6 - разрез Д-Д на фиг. 3, на фиг. 7 - разрез Е-Е на фиг. 4, на фиг. 8 - разрез Ж-Ж на фиг. 4.
Устройство для удаления поверхностного слоя нефтесодержащих жидкостей включает в себя емкость с нефтесодержащей жидкостью 1 (фиг. 1), маслосборное средство 2, подвижную раму 3, скрепленную двумя обечайками, перфорированную по бокам ленту 4 (фиг. 1-6), неподвижную раму 5, звездочку 6, цепь 7, звездочку 8, привод 9, установленный на неподвижной раме 5 и служащий для передачи крутящего момента маслосборному средству 2 с помощью мотор-редуктора, звездочек 6 и 8 и цепи 7, сливную систему, состоящую из двух лотков-скребков 10, гибких шлангов 11 (фиг. 1-3), дополнительный поплавок 13 в виде герметичной емкости цилиндрической формы, имеющей возможность качания с помощью водила 14, пружин 15 вокруг осей опор 16. Кроме того, натяжное устройство для ленты 17, содержащее шток с роликом 18, причем маслосборное средство содержит герметичную емкость и заполнено пенопластом. Перфорированная по бокам лента выполнена волнообразно, синусоидально с двух сторон (фиг. 4). Маслосборное средство смонтировано на неподвижной раме 5 с помощью двух опор 19 (фиг. 4), и содержит ведущий 20 и два ведомых 21 барабана (фиг. 4, 6), имеют на концах по одной звездочке 23 (фиг. 6).
Все маслосборное средство размещено на подвижной раме 3, скрепленной двумя обечайками 22 (фиг. 6) и имеющее возможность качания вокруг неподвижной оси опор 19 (фиг. 4).
Следует учесть, что, в отличие от прототипа, ведущий 20 и ведомый 21 барабаны выполнены как показано на фиг. 4, 6 с целью свободного попадания поверхностного слоя нефтесодержащих жидкостей на внешнюю и внутреннюю поверхности ленты и уменьшения поверхностей выдавливания нефти над вершинами синусоиды ведущим барабаном из-за прерывистости колец барабанов 24, 25 (фиг. 4, 6, 7, 8), выступы и впадины колец при этом смещены друг против друга в осевом направлении.
Устройство для удаления поверхностного слоя нефтесодержащих жидкостей работает следующим образом. После всплытия нефтепродуктов на поверхность баков-отстойников 1 или на поверхность больших водоемов (рек, озер, морей, океанов) плавающее маслосборное средство 2 опускается на поверхность жидкости. При вращении пустотелых герметичных барабанов 20, 21 (фиг. 4, 6), смонтированных вместе с перфорированной по бокам лентой 4 и поплавком 14 на подвижной раме 22 (фиг. 6), с помощью привода 9 (фиг. 1) звездочек 6 и 8, цепи 7, смонтированных на неподвижной раме 5, перфорированная по бокам лента 4 при помощи звездочек 23 (фиг. 6) приводится в движение. Нефтепродукты прилипают к поверхности ленты, где стенками обоих скребков-лотков удаляются и сбрасываются в накопительную емкость для нефтепродуктов 12 (фиг. 1).
Таким образом, из-за развитой поверхности ленты и барабанов с прерывистыми кольцами производительность и качество удаления нефтепродуктов с поверхностей водоемов возрастает примерно в 2 раза, по отношению к прототипу поплавок в виде герметичной или заполненной пенопластом емкости выполнен в виде сегмента, так как верхняя часть сектора не участвует в улучшении плавучести устройства.