Судно для сбора нефти и мусора с поверхности воды

Полезная модель относится к судостроению, в частности к конструированию маломерных судов для сбора мусора и нефтепродуктов с водной поверхности и может быть использована для ликвидации аварийных разливов нефти и нефтепродуктов, в том числе внутри портовой акватории.
Существенная часть аварийных разливов нефти и появлению мусора происходит непосредственно внутри портовых акваторий, где ввиду стесненных условий использование обычных нефтесборных судов затруднительно и малоэффективно. Корпус судна, стоящего возле причала, образует с последним (особенно в носовой части и в районе кормы) несколько небольших лагун, недоступных для обычных нефтесборных судов.
Для очистки таких мест используются маломерные нефтесборные суда. Однако возможности их использования ограничены наличием подводных элементов причалов, которые могут повредить корпус нефтесборного судна.
Из существующего уровня техники известно маломерное нефтемусоросборное судно Эко-4, выпускаемое ООО «Экошельф-Балтика». Судно представляет собой стальной катамаран с подвесным мотором. Палуба опирается непосредственно на стальные поплавки катамарана, между которыми расположены емкости для сбора мусора и нефти и скиммер. Катамаран имеет по периметру амортизационую полосу, при необходимости дополняемую навесными кранцами. Органы управления судном находятся в кормовой части.
См.(http://нефтесборщик.рф/vessels/есо4.html).
Недостатком данного технического решения является уязвимость корпуса судна при столкновении с подводными конструктивными элементами портовых сооружений, особенно, в районах строящихся терминалов и ввиду этого ограниченные возможности его использования.
Известен нефтемусоросборщик Cataglop CG-75, разработанный французской компанией Ecocene SAS. защищенный патентом _,ЕР 1534585, дата публикации 01.06.2005)
Нефтемусоросборщик Cataglop CG-75 состоит из двух понтонов прямоугольного сечения, соединенных сверху палубой, а снизу днищем. Между понтонами расположены две емкости для мусора и нефтеотходов и скиммер. Судно имеет рубку управления, в том числе процессом очистки, расположенную в задней части судна. Протягивание загрязненной нефтью воды между понтонами производится с помощью специальной помпы. В отличие от предыдущего аналога, понтоны изготовлены из особо прочного сплава «алюминий-5083» и, кроме амортизирующей обвязки по внешним сторонам, имеют угловые амортизирующие отбойники. При большей длине, чем у предыдущего аналога, Cataglop CG-75 имеет существенно меньшую ширину, что позволяет использовать его в узких местах, недоступных для предыдущего аналога.
Недостатком данного технического решения является тихоходность (максимум 5 км/ч) при движении судна к месту аварии, а также опасность повреждения корпусов других маломерных судов, находящихся в месте аварии. Кроме того, сплав «алюминий-5083» обладает хрупкостью при резких ударах, и понтоны судна могут получить повреждения при столкновениях (например, вследствие волнения) с подводной арматурой причалов.
Так же известно многоцелевое рабочее судно для охраны окружающей среды (патент США US 5173182, Е02В 15/04, выдан 22.12.1992), которое представляет собой катамаран, состоящий из двух удлиненных понтонов, изготовленных из легких металлов или сплавов, задние части понтонов соединены между собой палубой, на которой находится рубка с навигационным оборудованием. Между понтонами расположены две емкости, разделенные металлическими сетками и, впереди них - выполненный из сетки подъемный ковш, для крупногабаритного мусора. Судно имеет два навесных ходовых двигателя и два пропеллера на задней стороне ковша для протягивания через ковш и внутренние емкости загрязненной нефтью и мусором воды. Пропеллеры приводятся в действие сжатым воздухом от воздушного компрессора.
Загрязненная нефтью вода проходит через емкости, очищаясь от плавающего мусора, и затем поступает на барабанный скиммер, расположенный на корме судна, где очищается от нефтепродуктов.
Недостатками данного технического решения являются наличие жесткого корпуса, подверженного опасности повреждения при работе в узких местах и на мелководье, плохая управляемость в стесненных местах вследствие расположения рубки управления на корме судна. Еще одним недостатком является то, что производится некачественная очистка воды от нефтепродуктов, т.к. в нем используется только отстойники.
Наиболее близким по своей технической сущности с предлагаемым является судно нефтемусоросборное, представляющее из себя катамаран с удлиненными понтонами, на которых закреплена несущая конструкция с расположенными на ней надстройкой и очистным оборудованием, согласно техническому решению в качестве понтонов используют два ряда наполненных воздухом поплавков из амортизационного материала, жестко закрепленных под несущей конструкцией и обеспечивающих выталкивающую силу, необходимую для поддержания судна на плаву, при этом пункт управления расположен на передней части судна. В качестве поплавков используются швартовые пневматические кранцы, которые частично выведены из-под борта судна, и дополнительно играют роль амортизаторов. (см патент на полезную модель РФ №154468 по кл В63В 35/32).
Недостатками данного технического решения являются невысокая производительность и неэффективная очистка воды от нефтепродуктов, т.к. в нем используются только отстойники и нет дополнительного узла очистки воды перед сбросом в водоем.
Технической задачей предлагаемого устройства является повышение производительности очистки водоема от загрязнителей и улучшение качества очистки воды перед сбросом.
Поставленная задача решена тем, что в предлагаемом судне нефтемусоросборочном, представляющее из себя катамаран с удлиненными понтонами, на которых закреплена несущая конструкция с расположенными в носовой части подающим узлом с волнорезом и очистным оборудованием, расположенным в хвостовой части судна, волнорез выполнен в виде короба со сквозным каналом, а подающий узел выполнен в виде вращающегося вала с лопастями и транспортера с захватами, очистное оборудование выполнено в виде отдельных емкостей для сбора мусора и жидких загрязнителей и дополнительно снабжено узлом очистки воды, выполненным в виде емкости с размещенными внутри перегородками, разделяющими внутреннюю полость емкости на отдельные камеры.
Еще одним отличием заявленного объекта является то, что понтоны выполнены с выступом по отношению к подающему узлу с боковых сторон и выполняют роль буфера для воды.
На фиг. 1 - изображена схема предлагаемого судна вид сбоку
На фиг. 2 - вид А фиг. 1.
Как показано на графической части предлагаемое судно для сбора и разделения мусора и нефтепродуктов с поверхности водоемов содержит два понтона 1 с закрепленным на них корпусом 2. На корпусе 2 закреплена надстройка 3 в виде кабины. В носовой части между понтонами 1 закреплен подающий узел 4 с волнорезом 5. За надстройкой 3 на корпусе 2 после подающего узла закреплены узел отделения мусора 6 и узел очистки воды 13, расположенный в хвостовой части судна. Подающий узел 4 содержит вращающийся ерш 8 с захватами и транспортер 9 с лопастями 10. Узел 6, расположенный за транспортером 9 выполнен из последовательно закрепленных емкость 11 под мусор, емкость 12 под нефтепродукты и устройство для очистки воды 13 с перегородками 14. Нижняя часть транспортера 9 расположена в камере 15, в которую подается грязная вода вместе с мусором. Мусор типа бутылок, пластика и полиэтилена захватывается лопастями 10 и подается в емкость 11, а вода вместе с нефтепродуктами насосом 16 подается в устройство 13 с вертикальными перегородками 14. Волнорез 5 выполнен в виде короба с входным каналом 17 и отсекателем 18. Понтоны 1 снабжены выступами 19, являющиеся одновременно боковыми ограничителями. Отсекатель 18 волнореза 5 расположен ниже уровня воды 20, а верхняя кромка 21 канала 17 расположена выше уровня 20. Отделенные нефтепродукты насосом 22 подаются в емкость 12, а очищенная вода удаляется через лоток 23. Судно перемещается по воде с помощью ходового винта 24, а управление судном осуществляется из кабины. Емкость 11 может быть снабжена люком 25.
Работа предлагаемого судна осуществляется следующим образом. Все судно понтонами 1 опирается на поверхность воды водоема и с помощью ходового винта 24 доставляется к месту очистки. После размещения судна на месте очистки из кабины 3 включается подающий узел 4 и транспортер 9. Затем путем перемещения волнореза 5, по вертикали, настраивается слой воды, подаваемый на очистку. Для этого отсекатель 18 располагается ниже уровня воды 20, а верхняя кромка 21 входного канала 17 располагается выше уровня 20. Затем с помощью винта 24 судно приводится в движение. При перемещении судна по поверхности воды грязная вода вместе с мусором фиксируется выступами 19 понтонов 1, а снизу отделяется от основной воды водоема отсекателем 18. Слой воды вместе с мусором и нефтепродуктами проходит через входной канал 17 и попадает в камеру 15. В камере 15 происходит отделение твердого мусора от воды с жидкими загрязнителями. Из камеры 15 твердый мусор захватами ерша 8 проталкивается дальше, захватывается лопастями 10 и транспортером 9 подается в емкость 11. Вода вместе с нефтепродуктами и другими жидкими загрязнителями из камеры 15 насосом 16 подается в устройство для очистки 13. Очистка воды от жидких загрязнителей в устройстве 13 производится за счет снижения скорости движения потока и удержания всплывших загрязнителей на поверхности воды в камерах, а вода без загрязнителей перетекает из камер путем изменения направления движения в вертикальной плоскости, причем перетекание воды осуществляется ниже слоя загрязнителей. Отделенные от воды нефтепродукты насосом 22 откачиваются и подаются в емкость 12. Процесс очистки воды от нефтепродуктов производится путем перемещения воды между перегородками 14 в вертикальной плоскости. Очищенная вода из устройства 13 через лоток 23 выливается обратно в водоем, а мусор из емкости 11 удалятся через люк 25, а нефтепродукты откачиваются в специальные емкости и увозятся в место утилизации. Процесс очистки можно производить и тогда когда на поверхности воды образуются волны, высота которых не влияет на работу судна, т.к. верхняя кромка 21 канала 17 волнореза 5 не позволит излишней воде попасть в узел очистки, а отбросится в переднюю часть судна.
Использование предлагаемого судна позволит повысить производительность очистки за счет увеличения скорости подачи загрязнителей с меньшим количеством воды из водоема. Очистку производить поэтапно за счет принудительного разделения твердого мусора от воды и жидких загрязнителей до очистки воды, а затем производить очистку самой грязной воды. Очистка воды производится на последней стадии в узле с перегородками.
Это достигается а за счет введения дополнительного узла с несколькими раздельными камерами с перегородками позволяет полное удаление нефтепродуктов из воды Кроме того, повышается скорость очистки за счет уменьшения объема воды, подаваемого на очистку и полное исключение забора воды с глубины водоема.
Использование предлагаемого технического решения позволит производить очистку от мусора и нефтепродуктов с поверхности любых водоемов типа озер и морей, а так же рек.
По сравнению с известными устройствами аналогичного назначения повысить производительность очистки водоема, и улучшить качество очистки воды.