УСТРОЙСТВО ДЛЯ СБОРА НЕФТЕПРОДУКТОВ С ПОВЕРХНОСТИ ВОДЫ

Полезная модель относится к устройствам для сбора нефти и нефтепродуктов и других жидких несмешивающихся с водой веществ, плавающих на ней, и может применяться в нефтяной, нефтехимической отраслях промышленности, на различных промышленных заводских нефтеловушках, и в целях охраны водных объектов от загрязнения этими веществами, а именно для сбора и отделения жидкостей с различным удельным весом, растекающихся по поверхности водоема.
Известны устройства для улавливания плавучих загрязнителей с поверхности воды, содержащие различные корпуса, приемные воронки для приема с растекающихся по поверхности водоема нефти и нефтепродуктов, содержащие различные механизмы для направленного движения нефти и нефтепродуктов с водных поверхностей в приемные воронки и забора от них нефти и нефтепродуктов, и подачи их в различные емкости, отстойники, в различные другие стационарные очистные гравитационные сепараторы и устройства.
Известен способ сбора плавучих жидкостей с зеркала воды, например, нефти, путем втягивания плавучих тел искусственно созданной вихревой воронкой и отсасывания из нее смеси плавучей жидкости и воды насосом, содержащих достаточно много устройств: корпус, приемную вихревую воронку, втягивающую нефть расположенной на поверхности воды в воронку с помощью винта, который приводится в движение от электродвигателя через редуктор и устройство автоматизации процесса для повышения высокой эффективности сбора (патент РФ №268277).
Данный способ содержит достаточно много устройств, аппаратоемкий, сложен в корпусном исполнении, требует до четырех электродвигателей с редукторами, до четырех винтовых систем всасывания в приемные воронки, до четырех насосов откачки нефти в приемную емкость, на котором транспортируется собранная нефть, до четырех достаточно сложных систем автоматизации процесса сбора нефти с зеркала воды.
Известно устройство для сбора нефти и нефтепродуктов с поверхности воды, содержащее корпус, выполненный в виде конусного ограничителя конусом в низ, внутри которого размещен завихритель, установленный на валу внутри корпуса по его оси, имеет специальный привод, трубопровод, насос, поплавки (Патент РФ 1516578).
Данное устройство также содержит достаточно много устройств, аппаратоемкое, сложно в конструктивном исполнении, требуют специальный привод, шестеренчатый насос, регулятор числа оборотов привода завихрителя.
Известна установка для сбора и перекачки с поверхности жидкости не смешивающегося с ней вещества, плавающего в виде тонкой пленки на ее поверхности, представляющая собой платформу, удерживаемую поплавками и прикрепляемую посредством анкерного устройства к дну очищаемого водоема (Патент РФ №458136). На платформе смонтированы устройство для сбора пленки вещества и устройство для отбора и перекачки собираемого вещества.
Устройство для сбора пленки состоит из завихрителя, приводимого во вращение через вертикальный вал от электродвигателя, установленного на платформе, цилиндрического стакана, прикрепленного к платформе стержнями и имеющего горизонтальное днище, частично перекрывающее его нижнее сечение с возможностью перемещения по высоте.
Устройство для отбора и перекачки собираемого вещества выполнено в виде отсасывающего трубопровода, нижний конец которого расположен в месте образования воронки и соединенного с плавающим резервуаром (отстойником) сбора вещества, плавающего в виде тонкой пленки, посредством трубопровода, присоединенного к насосу, установленному на платформе.
Данное устройство также достаточно аппаратоемкое, сложно в конструктивном исполнении и обслуживании, требует регулировки перемещения горизонтального днища стакана, для чего требуется поднимать всю платформу вместе с ее анкерными устройствами крепления платформы к дну очищаемого водоема, требуют специальный привод, откачивающий (самовсасывающий) насос требует установки и регулировки его на определенную, требуемую производительность.
Известно устройство для улавливания нефтепродуктов с поверхности воды, содержащее поплавок с установленным в нем конусным сборником и отсасывающим патрубком и замкнутый трубопровод над ним, с отверстиями расположенными наклонно к горизонтальной плоскости и направленными во внутрь сборника, куда подается сжатый воздух направленный к жидкости (воды) и обеспечивающий движение легких веществ, например масел, в сборник и далее через отсасывающий патрубок в специальную накопительную емкость (Патент РФ №402609).
Данное устройство требует дополнительный автономный компрессор или систему подвода регулируемой подачи сжатого воздуха так как под воздействием воздушных струй с внешней стороны сборника может образовываться понижение уровня воды, которое препятствует всасыванию тонкого слоя нефтепродуктов в сборник, расположенный выше фазы раздела, и для устранения этого недостатка сборник необходимо будет больше погружать в воду, что снижает эффективность процесса забора и работы устройства, кроме того устройство требует специальный насос, например, достаточно дорогой насос вакуумного всасывания, захватываемый маслами и водой воздух в конусообразный сборник, может приводить к срыву работы многих других насосов, подающих жидкости из воронки на требуемую высоту бака их сбора.
Известно устройство для сбора нефтепродуктов с поверхности воды, взятое нами в качестве прототипа (Патент РФ 2049202, МПК Е02В 15/10 (1995.01)), содержит нефтесборную воронку, нижняя суживающаяся часть которой соединена с гибким всасывающим трубопроводом, снабжена крышкой, размещенной над нефтесборной воронкой, и вертикальными направляющими, при этом крышка выполнена с фланцем, внутренний диаметр которого больше диаметра нефтесборной воронки, и оборудована вытяжным вентилятором, причем крышка и нефтесборная воронка установлены с возможностью вертикального перемещения и фиксации на вертикальных направляющих, жестко закрепленных на дне водоема.
Такое устройство (прототип, патент РФ 2049202), перед предлагаемым нами устройством имеет также свои недостатки.
Устройство по прототипу требует достаточно много своих устройств. Так требуется вытяжной вентилятор с электроприводом, подводом электроэнергии к нему и управляющим устройством его производительности. Гибкий трубопровод нефтесборной воронки присоединяется к отсасывающему патрубку воронки и к патрубку емкости вакуумной машины или к патрубку центробежного самовсасывающего насоса, стоимость которых достаточно большие. Регулировать, настраивать, наблюдать и управлять процессами отсасывания нефтепродуктов при погружении устройства, например, в достаточно глубокие заводские нефтеловушки через смотровое герметичное окно крышки вентилятора практически достаточно сложно и не удобно. Фиксация воронки и крышки на вертикальных направляющих при погружении устройства, например, в тех же глубоких заводских нефтеловушках или в каком-либо другом водоеме или в не полно заполненной жидкостями большой емкости, также сложно и не удобно. В открытые водоемы, в том числе и в открытые нефтеловушки, от ветра на их поверхность могут попадать различные загрязнители, например, в виде песка, земли и другие. Попав на поверхность нефти и нефтепродукты, они понижают их текучесть, нефтепродукты коагулируют и укрупняются, забор их устройством прототипа может быть затруднен или потребовать опять его перенастройке. Тоже самое может наблюдаться при понижении температуры в различные времена года. При наличии волнения на поверхности водоема или в тех же открытых нефтеловушках, от ветра, в также во время атмосферных осадков в виде дождя, снега, града, устройство по прототипу также будет сдавать сбои в работе отсасывающих вакуумных машин или центробежных самовсасывающих насосов. В этом, как и во многих других случаях, для получения чистых, не загрязненных водой нефти и нефтепродуктов, также будут требоваться отстойники или гравитационно-инерционные сепараторы
Техническим результатом предлагаемой полезной модели является упрощение конструкции устройства для сбора нефтепродуктов с поверхности воды, с поверхностей больших емкостей, с заводских нефтеловушек, а также снижения стоимости устройства, повышения его надежности работы, упрощения в обслуживания и настройке.
Технический результат достигается за счет того, что нефтесборная воронка выполнена в виде сварного погружного стакана, внутри которого устанавливается и крепится погружной дренажный насос с донным забором жидкостей и верхним выпуском собираемых с водной поверхности нефтепродуктов. Крепление дренажного насоса в погружном стакане осуществляется с помощью деревянных распорок и с помощью болтового крепления. Выполняя деревянные распорки различной длины, мы можем устанавливать (регулировать) требуемое окно засасываемой с водных поверхностей различные нефтепродукты. К погружному стакану сваркой крепятся втулки, внутри которой располагаются направляющие, расположенные в требуемой очистной емкости (или, например, в нефтеловушке). Установка погружного стакана вместе с установленным в нем дренажным насосом на требуемом уровне очистного бака или нефтеловушки осуществляется с помощью ручки подъема и опускания погружного стакана. Фиксация требуемого уровня погружения погружного стакана с дренажным насосом на требуемом уровне осуществляется с помощью механизма крепления, расположенного над поверхностью вод в нефтеловушках. Производительность насоса может регулироваться величиной подаваемого на него напряжения, тем самым забирать требуемый слой различных нефтепродуктов с водной поверхности за счет их поверхностного натяжения и направлять их в требуемую емкость, отстойник или для более тонкой очистки направлять их в требуемые гравитационно-инерционные сепараторы
На Фиг. 1 представлено предлагаемое устройство для сбора нефтепродуктов с поверхности воды.
Здесь: 1 - сварной погружной стакан; 2 - погружной дренажный насос; 3 - упорная прокладка погружного насоса; 4 направляющие втулки; 5 - ручка подъема и опускания погружного стакана; 6 - направляющие погружного стакана; 7 - крепления направляющих погружного стакана на рабочем очистном баке или на нефтеловушке; 8 - механизм крепления (гайка - барашек) погружного стакана на требуемом уровне; 9 - электрический кабель питания погружного дренажного насоса; 10 - шланг выхода всасываемой жидкости из насоса и подачи жидкости в требуемую емкость; 11 - деревянные распорки фиксации насоса к стакану; 12 - болтовое крепление деревянных распорок к погружному стакану и насосу; 13 - вода; 14 - нефтепродукты.
В предлагаемом устройстве нефтесборная воронка выполнена в виде сварного погружного стакана 1, внутри которого устанавливается и крепится погружной дренажный насос 2 с донным забором жидкостей и верхним выпуском собираемых с водной поверхности нефти и нефтепродуктов. Между дном погружного стакана и дренажным насосом устанавливается упорная прокладка 3. К погружному стакану 1, сваркой крепятся втулки 4, ручка 5. Внутри втулок 4 проходят и располагаются направляющие 6, расположенные и закрепленные в требуемой очистной емкости (или, например, в нефтеловушке). Направляющие 6 крепятся на поверхности рабочих очистных баков или на нефтеловушке с помощью механизмов крепления 7. Установка погружного стакана 1 на требуемом уровне очистного бака или нефтеловушки осуществляется с помощью ручки 5 подъема и опускания погружного стакана. Фиксация требуемого уровня погружения погружного стакана 1 с дренажным насосом 2 на требуемом уровне осуществляется с помощью механизма крепления 8. Подвод электропитания к насосу осуществляется электрическим кабелем 9, который имеет двойную изоляцию, внешняя оболочка которого выполнена из масло-бензо-кислостойкого материала. Изоляция электрического кабеля 9 от воды, масел, различных нефтепродуктов может осуществляться, например, пропусканием электрического кабеля питания насоса через силиконовый шланг требуемых размеров и его клеевой герметизации. Забор нефтепродуктов 14 с поверхности воды 13 осуществляется с донной части насоса и выводиться через вверх насоса через его патрубок и шланг 10 и может направлять их в требуемую емкость, отстойник или для более тонкой очистки направлять их в требуемые гравитационно-инерционные сепараторы. Крепление дренажного насоса 2 к погружному стакану 1 осуществляется с помощью деревянных распорок 11 и с помощью болтового крепления 12. Деревянные распорки 11 могут выполняться различных размеров: длиной (Б) и шириной (А). Выполняя деревянные распорки 11 различной длины (Б), мы можем устанавливать (регулировать) требуемое окно засасываемой с поверхностей жидкости, размерами (L×A), тем самым регулировать скорость всасывания нефтепродуктов 14 с поверхности воды 13, электрическим насосом 2, с требуемых уровней водных поверхностей.
Работа предлагаемого устройство для сбора нефтепродуктов с поверхности воды не требует высококвалифицированного персонала. С помощью ручки 5 сварной погружной стакан с установленным в нем насосом 2, в сборе, устанавливается в водоем с нефтепродуктами на требуемую глубину и фиксируется механизмом крепления 8 (гайкой - барашек). Глубина погружения верхней кромки погружного стакана должна быть такой, чтобы нефть и нефтепродукты захватывались и стекали в полость между погружным стаканом и дренажным насосом. Включаем электрический кабель 9 питания насоса 2 в сеть. Перекачиваемая насосом 2 жидкость засасывается в его нижней части и по шлангу 10 подается в требуемую емкость приема жидкостей. Бак приема жидкостей может быть выполнен, например, в виде бака - отстойника. При достаточно большом заглублении верхней кромки погружного стакана в воду, устройство может захватывать нефть, нефтепродукты и воду и направлять их для дальнейшей достаточно высокой степени их отделения друг от друга в различные гравитационно-инерционные сепараторы. производительность которых может быть достаточно высокой.
Производительность насоса 2 может легко регулироваться величиной подаваемого на него напряжения, тем самым забирать требуемый слой различных нефтепродуктов с водной поверхности за счет их поверхностного натяжения и направлять их в требуемую емкость, отстойник или для более тонкой очистки направлять их в требуемые гравитационно-инерционные сепараторы и другие очистители.
Насос, открыто располагаясь в погружном стакане, позволяет визуально наблюдать за движением засасываемой им жидкости, интенсивностью ее забора в стакан и перекачиванием. Подсоединяя его к выходу прозрачный силиконовый шланг 10, можно наблюдать движение жидкостей, подключать к нему различные приборы, расходомеры и другие.
Выполнение такого достаточно высокоэффективного и удобного в работе устройства для сбора нефтепродуктов с поверхности воды стало возможным благодаря появлению новых дренажных насосов такого типа, в том числе и с вертикальной выдачей различных перекачиваемых жидкостей. Насосы выполняются из нержавеющей стали, надежны в работе, имеют не высокую стоимость. Они достаточно хорошо засасывают и перекачивают даже мало текучие и загрязненные нефть и нефтепродукты, захватывают и перекачивают различные загрязнители, попадающие на поверхность водоема в виде песка, земли, грунтов, листьев растений и другие. Насосы надежно работают в летнее и зимнее времена года, могут работать и при атмосферных осадках - дождь, снег, град.
Перемещение и фиксации погружного стакана с насосом на вертикальных направляющих 6 позволяет не только устанавливать их в водоем на требуемую глубину, но и устанавливать их выше уровня воды, тем самым при необходимости очищать их от возможных попадающих в них крупных загрязнителей в виден веток, мертвой рыбы и других, могущих влиять на качество сбора нефти и нефтепродуктов с различных водных поверхностей. Это же дает и доступ для быстрой смены или замены деревянных распорок 11 на другие требуемых размеров.
Изготовление такого устройства каких-либо сложностей не представляет, специальных материалов не требуется, могут быть использованы насосы типа RD-DP400/5S, RD-DP750/5S, насосы типа «Niro» и другие.