УСТРОЙСТВО ДЛЯ НАНЕСЕНИЯ СОРБЕНТА В СТРУЕ ВОДЫ

Заявляемое техническое решение относится к техническим средствам, предназначенным для использования при очистке окружающей среды от нефтеразливов в местах, малодоступных или вообще недоступных для больших установок нанесения сорбента, а также для ликвидации небольших разливов нефтепродуктов в виде тонких пленок на земле и водной поверхности.
В настоящее время небольшие объемы сорбентов наносятся на поверхности при помощи ручного эжекторного пистолета. Эжектор - это классический струйный аппарат, в котором давление одного (пассивного) потока увеличивается за счет его смешения с другим (активным) потоком, имеющим более высокое давление.
Известно устройство для нанесения сорбента - ручной эжекторный пистолет, рисунок которого представлен в СТАНДАРТЕ ОТРАСЛИ - ИНСТРУКЦИИ ПО ПРИМЕНЕНИЮ ТЕРМОРАСЩЕПЛЕННОГО ГРАФИТОВОГО СОРБЕНТА ДЛЯ ЛИКВИДАЦИИ РАЗЛИВОВ НЕФТИ, ОСТ-153-39.0-026-2002, Санкт-Петербург, 2003, «Инструкция по применению терморасщепленного графитового сорбента для ликвидации разливов нефти» (ОСТ 153-39.0-026-2002), утвержденном приказом Министерства энергетики Российской федерации №279 от 30.06.2003 г. Данное устройство имеет в своем составе емкость с сорбентом, соединенную шлангом со смесителем, в который выведен также шланг от компрессора, накачивающего воздух. Смесь сорбента с воздухом наносится на места загрязнений нефтепродуктами.
Недостатком данного технического решения является то, что
1. при данном пневматическом способе нанесения сорбента происходит неоправданно большой расход сорбента, что при ликвидации нефтеразливов в трудно доступных местах сопряжено с дополнительными затратами на доставку сорбента и дополнительными трудозатратами при его сборе на месте разлива нефтеразлива;
2. при наличии ветра низка точность попадания сорбента на место разлива нефтепродукта.
Технические результаты заявляемой в качестве полезной модели конструкции устройства
1. Использование заявляемого устройства позволяет до 3-х раз уменьшить расход сорбента, что не только сокращает расход непосредственно сорбента, но и уменьшает затраты по доставке сорбента в труднодоступные места.
2. Другой важный технический результат - увеличение точности попадания водной струи, содержащей сорбент, т.к. ее меньше относит ветром.
3. Третий существенный технический результат - при использовании заявляемого устройства, содержащего помпу для всасывания воды, часть нефтепродуктов, находящихся уже на дне, всасывается вместе с этой водой. При взаимодействии этих нефтепродуктов с сорбентом также осуществляется их сбор и очищается не только верхняя поверхность водоема, но и дно.
4. Данное устройство позволяет наносить тонкий слой сорбента для того, чтобы убирать тонкие нефтяные радужные пленки.
Описание технического решения
Устройство для нанесения сорбента в струе воды, содержащее: шланг всасывающий с патрубком входным, мотопомпу, насос струйный, шланг напорный, бункер для сорбента; устройство дозирующее, камеру эжекторную, ствол, может иметь шибер, меняющий величину отверстия, через которое сорбент загружается в камеру эжекторную.
Камера эжекторная выполнена в виде полой втулки с горловиной, расширенной кверху. В полости втулки установлен конфузор, выполненный в виде конуса. Конфузор установлен под горловиной камеры эжекторной. Горловина камеры эжекторной подсоединена к устройству дозирующему, при этом камера эжекторная расположена под устройством дозирующим, которое в свою очередь соединяется с бункером для сорбента. Перед горловиной камеры эжекторной может быть установлено устройство дозирующее с шибером, изменяющим размер отверстия, через которое в камеру эжекторную засыпается сорбент.
При этом шланг всасывающий с патрубком входным соединен с мотопомпой, которая в свою очередь соединена со шлангом напорным, который, в свою очередь, соединяется со входом конфузора, являющегося входом воды в камеру эжекторную. Выход камеры эжекторной соединен с входным отверстием ствола, выходное отверстие которого имеет форму раструба, расширенного к концу.
Устройство для нанесения сорбента в струе воды может быть установлено на платформу, которая, в свою очередь может быть установлена на плавсредства или на колесную опору.
На фиг.1 изображено заявляемое устройство для нанесения сорбента, где:
1) шланг всасывающий;
2) мотопомпа;
3) платформа;
4) насос струйный;
5) шланг напорный;
6) камера эжекторная;
7) бункер для сорбента;
8) переходник с шибером и дозирующим устройством;
9) ствол;
10) раструб на выходном отверстии ствола;
11) водоем;
12) сорбент;
13) вода;
14) водосорбентная смесь.
На фиг.2 изображена камера эжекторная в разрезе, где
15) конусная горловина;
16) полая втулка;
17) конфузор
18) шибер.
Заявляемое устройство работает следующим образом:
В водоем 11 опускается шланг всасывающий 1 и вода 13 при помощи мотопомпы 2 качается из водоема 11 в насос струйный 4. При помощи насоса струйного 4 вода 13 поступает в шланг напорный 5 и под давлением через конфузор 10 поступает в камеру эжекторную 6. Сорбент 12 из бункера для сорбента 7 через конусную горловину поступает в камеру эжекторную 6 и смешивается с сорбентом 12. Водосорбентная смесь 14, пройдя через ствол 9, под давлением вылетает через раструб на выходном отверстии ствола 10 и рассеивается на необходимое расстояние. Параметры устройства зависят от мощностей мотопомпы и насоса струйного и могут меняться при изменении диаметров сопла, а также величины отверстия, регулируемого шибером 18. Применение дозирующего устройства позволило ступенчато изменять подачу сорбента (в соотношении 1/4, 1/2, 3/4, 1 от максимально возможной подачи).
Были проведены испытания заявляемого устройства. Забор воды для работы установки осуществлялся из естественного водоема - пруда. Нанесение сорбентоводной смеси выполнялось в емкость, заполненную водой с пленочными нефтепродуктами. Время каждого испытания - 3-5 минут. На поверхность водоема при помощи устройства, выполненного согласно выше представленного описания, наносился сорбент «Сорбонафт».
1) Напор, создаваемый мотопомпой - 0,5 МПа.
2) Диаметр выходного сечения насадка ствола - 25 мм.
3) В процессе проведения испытаний применялись рабочие сопла диаметром 9, 12 и 15 мм и изменялось расстояние от выходного сечения рабочего сопла до входного сечения камеры смешения от 25 до 55 мм с шагом 5 мм.
4) Ступенчатое изменение подачи сорбента осуществлялось с помощью дозирующего устройства.
Результаты испытаний
Визуальный контроль водной поверхности емкости, проводившийся после нанесения сорбента «Сорбонафт», показал, что поверхность покрыта сплошным равномерным слоем сорбента, впитавшего в себя пленочные нефтепродукты. Это свидетельствует о сохранении гидрофобных и нефтеемких свойств данного сорбента при нанесении его с использованием заявляемого устройства.
Максимальная дальность полета сплошной сорбентоводной струи составила 22 м при диаметре рабочего сопла 12 мм и расстоянии от выходного сечения рабочего сопла до входного сечения камеры смешения 40 мм. При этих же параметрах достигнут максимальный эжекционный эффект захвата сорбента.