Устройство для удаления нефти и нефтепродуктов с поверхности воды

Устройство для удаления нефти и нефтепродуктов с поверхности воды

Реферат

 

Изобретение относится к охране окружающей среды и предназначено для ликвидации разливов нефти и нефтепродуктов на поверхности водоемов и рек со сбором разлитой нефти. Устройство включает несущую раму, вращающиеся в противоположные стороны барабаны с нефтепоглощающими оболочками, трубопровод для отвода собранной нефти и поплавки. Вращающиеся барабаны имеют гофрированную обечайку. Нефтепоглощающие оболочки закреплены по концам и в середине обечайки проволочными стяжками по впадинам гофров, а вращающиеся барабаны смещены относительно друг друга на половину шага гофра. Изобретение обеспечивает повышение надежности работы устройства за счет исключения возможности смещения нефтепоглощающих оболочек по поверхности барабанов и перехода эксплуатации устройства с циклического режима на непрерывный. 2 ил.

Изобретение предназначено для удаления нефти и нефтепродуктов с поверхности воды при ликвидации разливов нефти при аварийных ситуациях, связанных с разрушением трубопроводов или судов, и может быть использовано в целях охраны окружающей среды.

Известно устройство для удаления нефти и нефтепродуктов с поверхности воды, включающее вращающийся барабан с гидрофобной поверхностью и прилегающую к нему систему для съема и сбора продукта (АС СССР N 1618836, МКИ E 02 В 15/04, Караваев И.И. и др./Устройство для удаления масла с поверхности воды. Бюлл. изобр. N 1, 1991). Недостатком этого устройства является низкая производительность в связи с тем, что сбор нефти и нефтепродуктов обеспечивается за счет их адгезионного налипания на поверхность барабана тонким слоем.

Известно также устройство для удаления нефти и нефтепродуктов с поверхности воды, включающее несущую раму, вращающиеся в противоположные стороны барабаны с нефтепоглощающими оболочками, трубопровод для отвода собранной нефти и поплавки (положительное решение от 26 мая 1998 г. о выдаче патента РФ по заявке 97120815/13 (021739) от 08.12.97, МКИ E 02 В 15/04, Хлесткин Р. Н. и др./Устройство для удаления нефти и нефтепродуктов с поверхности воды). Недостатком этого устройства при его высокой производительности является постепенное смещение нефтепоглощающих оболочек по поверхности обечаек вращающихся барабанов в противоположные стороны под действием кариолисова ускорения, что требует периодической остановки устройства для восстановления вручную исходного положения нефтепоглощающих оболочек на поверхности обечаек вращающихся барабанов.

Изобретение решает техническую задачу повышения надежности работы устройства для удаления нефти и нефтепродуктов с поверхности воды.

Указанный технический результат достигается тем, что в устройстве для удаления нефти и нефтепродуктов с поверхности воды, включающем несущую раму, вращающиеся в противоположные стороны барабаны с нефтепоглощающими оболочками, трубопровод для отвода собранной нефти и поплавки, вращающиеся барабаны имеют гофрированную обечайку, нефтепоглощающие оболочки закреплены по концам и в середине обечайки проволочными стяжками по впадинам гофров, а вращающиеся барабаны смещены относительно друг друга на половину шага гофра. При этом, во-первых, обеспечивается надежная фиксация нефтепоглощающих оболочек на поверхности обечаек вращающихся барабанов и, во-вторых, смещение вращающихся барабанов относительно друг друга на половину шага гофра улучшает механику взаимного отжима собираемого продукта.

На фиг. 1 изображено устройство для удаления нефти и нефтепродуктов с поверхности воды, общий вид сверху; на фиг. 2 изображен барабан с нефтепоглощающей оболочкой в сборке, продольный разрез.

Устройство для удаления нефти и нефтепродуктов с поверхности воды состоит из несущей рамы 1, вращающихся в разные стороны барабанов 2 и 3, трубопровода 4 для отвода собранной нефти, поплавков 5, электродвигателя 6, многоскоростного редуктора 7, цепной передачи 8 для привода барабана 2, лотка 9 для сбора и отвода отжатой нефти.

Барабаны 2 и 3 имеют гофрированные обечайки 10, покрытые сверху нефтепоглощающими оболочками 11 из олеофильного и гидрофобного легкоотжимаемого материала. Барабан 3 размещен на вспомогательной раме 12, сообщающейся с несущей рамой 1 через регулируемую поджимную систему 13. Трубопровод 4 для отвода собранной нефти сообщается одним концом с лотком 9 для сбора и отвода собранной нефти, а другим концом - с дополнительной емкостью для хранения собранной нефти (не показана), несущая рама 1 сообщается с поплавками 5 штангами 14 с фиксаторами 15. Несущая рама 1 крепится тросом 16 к якорю или плавающему средству (не показаны). Нефтепоглощающие оболочки 11 из олеофильного и гидрофобного легкоотжимаемого материала фиксируются на поверхности гофрированных обечайки барабанов 10 проволочными стяжками 17.

Устройство для удаления нефти и нефтепродуктов с поверхности воды работает следующим образом. При обнаружении разлива нефти устройство доставляется к месту разлива и при помощи кабеля присоединяется к источнику электропитания (например, передвижному генератору). На барабаны 2 и 3 надевается оболочка 11 из олеофильного и гидрофобного легкоотжимаемого материала толщиной, соответствующей толщине пленки нефти на месте ликвидации разлива, и фиксируется при помощи проволочных стяжек 17. Регулируется положение барабана 3 при помощи поджимной системы 13. Многоскоростной редуктор 7 при помощи рычага регулирования числа оборотов устанавливается в положение, обеспечивающее оптимальное число оборотов барабана 2. Устройство спускается на воду. Регулируется положение несущей рамы 1, сообщаемой с поплавками 5 штангами 14, при помощи фиксаторов 15 таким образом, чтобы барабан 2 касался поверхности воды. Устройство перемещается в эпицентр нефтяного разлива. Несущая рама 1 крепится тросом 16 к якорю или плавающему средству (не показаны). После подачи напряжения на электродвигатель 6 устройство начинает собирать нефть, которая селективно впитывается в оболочки 11 из олеофильного и гидрофобного легкоотжимаемого материала. Барабаны 2 и 3 взаимно отжимают нефть из оболочек 11, поступающую далее в лоток 9 для сбора и отвода собранной нефти, откуда по трубопроводу 4 она перемещается в дополнительную емкость для хранения собранной нефти (не показана).

Пример N 1. Устройство со стальными вращающимися барабанами диаметром 0,4 м, длиной 0,5 м по прототипу с гладкой поверхностью обечаек после спуска на воду, покрытую нефтяной пленкой, эффективно собирало нефть в количестве 400-500 л/час, однако в силу смещения поглощающих оболочек по гладкой поверхности барабанов за счет кориолисова ускорения в разные стороны через 30 минут работы производительность снизилась до 100-150 л/час, что потребовало извлечения устройства из воды, подачи его на берег и восстановления равномерного расположения поглощающих оболочек на поверхности барабана, после чего устройство вновь спускалось на воду для сбора нефти с восстановлением исходной производительности 400-500 л/час.

Операция по восстановлению работоспособности конструкции продолжается около 30 мин. Через 30 мин работы устройство вновь требует проведения вышеописанных вспомогательных операций. Таким образом, в силу необходимости проведения циклических операций интегральная производительность устройства уменьшается вдвое, составляя в среднем за все время работы около 200-250 л/час.

Пример N 2. Устройство со стальными вращающимися барабанами диаметром 0,4 м, длиной 0,5 м по заявляемому изобретению с гофрированной поверхностью обечаек после спуска на воду, покрытую нефтяной пленкой, эффективно собирало нефть в количестве 400-500 л/час в течение нескольких дней по 7-9 часов в день без смещения поглощающих оболочек по гофрированной поверхности барабанов.

Положительный эффект изобретения заключается в повышении надежности работы устройства в связи с отсутствием явления смещения поглощающих оболочек по гофрированной поверхности барабанов и переходом устройства с циклического режима эксплуатации на непрерывный.

Экономическая эффективность изобретения заключается прежде всего в двукратном увеличении интегральной производительности устройства и в снижении в связи с этим в два раза затрат на ликвидацию аварийных разливов нефти и нефтепродуктов. Экономический ущерб, наносимый окружающей среде при разливе 1 т нефти, - 32 тыс. руб. (в ценах 1998 г.). Одно устройство ориентировочной стоимостью 50 тыс. руб. способно собрать за световой день (12 часов работы) около 5 т нефти. При ликвидации аварийного разлива мощностью 100 т нефти одно устройство в течение 10 суток обеспечит необходимый нефтесбор; таким образом, ожидаемый экономический эффект от применения заявляемого изобретения составит (без учета стоимости возвращаемой в народное хозяйство нефти) даже при разовом использовании устройства (например, в труднодоступной местности) 32100-50 = 3150 тыс.руб.

и заявляемое изобретение самоокупается практически за 4 часа работы.

Изобретение может быть использовано многократно, потребность народного хозяйства в нем - около тысячи единиц.

Формула изобретения

Устройство для удаления нефти и нефтепродуктов с поверхности воды, включающее несущую раму, вращающиеся в противоположные стороны барабаны нефтепоглощающими оболочками, трубопровод для отвода собранной нефти и поплавки, отличающееся тем, что вращающиеся барабаны имеют гофрированную обечайку, нефтепоглощающие оболочки закреплены по концам и в середине обечайки проволочными стяжками по впадинам гофров, а вращающиеся барабаны смещены относительно друг друга на половину шага гофра.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2