Устройство для сбора нефти с поверхности воды в ледовых условиях

Устройство для сбора нефти с поверхности воды в ледовых условиях

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик .

<щ983183 (Sl ) Дополнительное w авт. свид-ву— (22) Заявлено 29.06.81 (21) 3342 426/29-15

Ъ (51)М. Кл. с присоединением заявки М— (23) Приоритет— феударснееьй хенитат

ВВЭР ав авщю изеврвтених и атхрмтвй

Е 02 В 15/04 (53) УДК 627.421 (088.8) Опубликовано 23.12.82. бюллетень № 47

Дата опубликования описания 23.12.82

"а м А. В. Габринец, E. П. Зуев, K). Г. Прядко, B. И.» Маркйтантов, 1;..: (Дальневосточное высшее инженерное морское жилище им. адм; Г. И. Невельского (12) Авторы изобретения (1l ) Заявитель (54) CTPOACTBO ДЛЯ СБОРА НЕФТИ

С ПОВЕРХНОСТИ ВОДЫ В ЛЕДОВЫХ

УСЛОВИЯХ

Изобретение относится к гидротехнике

I и может быть црименено для очис тки водной поверхности от нефтепродуктов, в частности очистки ее при плавающем льде и шуге, а также сбора плавающего мусора с поверхности воды.

Известно устройство для сбора нефти с поверхности воды, включающее корпус с направляющим аппаратом, вихревую камеру, в нижней части которой установлен 1О сепаратор с вал-шнеком и винтом внутри, приводной двигатель и устройство для отбора и перекачки отобранной нефти в специальную емкость 3 1 3 .

Недостатком этого устройства явля35 ется то, что оно не позволяет качественно и аффективно обеспечить сбор и очистку нефти от воды в ледовых условиях, так: как не может собирать нефть, которая облипает вокруг льда, плавает между ним,g

3 а также не позволяет собрать нефть, впитавшуюся в поверхностный слой льда.

Известно также устройство для сбора нефти с поверхности воды в ледовых усло2 виях, включающее энергетическую установ ку,. направляюший аппарат с направляющим каналом и вихревой камерой, в нижней части которой размещен сепаратор, подающее устройство, под которыМ размещена решетка, плавильная камера и емкость для сбора нефти и мусора (2 ) .

Недостатком известного устройства является его неспособность производить работы по сбору нефти с засоренной территории.

Цель изобретения - повйшенйе эффектив-; ности сбора и очистки воды и льда от нефти и эффективности плавления льда.

Поставленная цель достигается тем, что устройство снабжено прессовальной камерой, имеющей коническую форму, на торцовой входной части которой выполнены прямоугольные трапецеидальные зубья, соединенной выходом с плавильной камерой, установленной наклонно к горизонту и выполненной.с распьшителями горячей воды и с дренажной сеткой разделяющей камеру на две зоны - жидкостную, соеджн:энную с сепа ютором., и твердофазную с поворотным выходным патрубком.

Кроме того, плавильная камера установлена внутри обогревательной камеры, которая имеет подвод выхлопных газов

9 от энергетической установки устройства.

При этом падающее устройство может быть выполнено в виде размещенного поперек направляющего канала шнека, выходная часть которого размещена в прес- 1О

I. совальной камере, выполнена с переменным шагом и имеет перед входом в нее на внешней винтовой поверхности зубья.

На фиг. 1 схематично изображено устройство, в плане; на фиг. 2 — разрез

Л-А на фиг. 1; на фиг. 3 — конструкция плавильной камеры, продольный разрез; на фиг. 4 — узел Х на фиг. 2, Устройство имеет корпус 1, выполнен= ный в виде корпуса судна. В носовой час- „ ти корпуса 1 установлен направляющий ацпарат 2, выполненный заодно с корпусом

1, состоящий из двух направлягоших хана—,îâ 3 и двух вихревых камер 4, расположенных сиьжетрично относительно центральной обтекаемой объемной стенкМ 5, разделяющей направляющий аппарат 2 на две симметричные части. В нижней части вихревой камеры 4 установлен много= ступенчатый сепаратор 6, внутри которого установлен вал-шнек 7 с винтом 8, приводимый во вращение приводным двигателем 9 и установленный нР» палубе корпуса l. 1-1а входе в направляющий аппарат

2 поперек oem направляющих каналов 3

35 установлены два шнека 10, выполненные на концах с переменным шагом. Одним нз своих концов шнеки 10 крепятся к валу редуктора 11 с приводным двигателем и расположенной на палубе объемной

QQ обтекаемой стенки 5, а другим своим концом, выполненньгм с переменным ша гом, входят в конические прэссовальчые камеры 12, выполняющие одновременно и роль ОпООНОГО HoglUBIIHHKB Прессоваль ная камера 12 представляет собой ггольй

-конус, внутренняя поверхность которого соответствует поверхности конца шнека

10, выполненного с переменным шагом.

Торцовая поверхность со стороны входа прессовой камеры 12 выполнена зуб чатой. Зубья выполнены по форме прямоугольной трапеции и обращены прямым углом противоположно направлению вращения шнека 10. В поперечном сечении прессовальная камера 12 имеет желообразные пазы для предотвращения вращения прессуемого льда и ñîðà и обеспечения осевого его перемещения.

В районе входа в прессовальную камеру 12 на внешних концах, по периметру винтовой поверхности шнека 10 установлены зубья, обращенные к входу в прессовальную камеру 12. Выход прессовальной камеры 12 соединен с плавильной камерой .13, выполненной в виде конуса, расширяющегося к выходу и установленного наклонно вверх на корпусе 1 устройства. Внутри плавильной камеры 13 установлены распылители 14 для подвода горячей воды, например отработавшей ох-! лаждающей забортной воды „из энергетической установки устройства. По нижней

/ наклонной стенке корпуса плавильной ка меры 13 установлена дренажная сетка

3 5, разделяющую ее на две зоны - жидкостную, соединенную с сепаратором патрубком 16, и твердофазную.

Корпус плавильной камеры 13 установлен внутри хорпуса обогревательной камеры 17, имеющей вход и выход для под- . вода выхлопных газов от энергетической ,установки устройства.

На выходе плавильной камеры 13 (твердофазной зоны) установлен поворотный патрубок 18 с таким расчетом, что выход его обращен за борт или в мусорный контейнер 19, установленный в корпусе 1.

С внутренней стороны направляющего канала 3 вдоль шнека 10 установлена решетка 20, огибающая полукругом в поперечном(сечении шнек 10 и протягиваюшаяся вдоль него на всю ширину направляющего канала 3 и перекрывающая одно.временно все проходное сечение направляющего канала 3.

Устройство содержит приспособление

21 для забора и перекачки нефти в специальную емкость 22 из воронки 23 вихревой камеры 4. Устройство имеет для регулирования осадка воздушную камеру

24. В корме устройства имеется движитель и энергетическая установка.

При разливе нефти в ледовых условиях оно разливается по поверхности воды и частично впитывается в поры поверхности льда. Перед сбором нефти устройством крупные льдины измельчают ледоколом.

Устройство, передвигаясь при помощи движителя, достигает места разлива нефти и включает приводной двигатель 9, который, вращая винт 8, заставляет двигаться воду с битым льдом и плавающей нефтью (обозначено штрих-пункт ирньгми линиями) в направляющий аппарат 2. По- ступая в направляющий канал 3, вода и плавающая на ее поверхности нефть через

5 — 9831 решетку 20 попадают в вихревую камеру

4, закручиваются, попадают в сепаратор

6 и разделяк гся в нем на составляюшиенефгь и воду, при этом вода из сепаратора удаляется винтом 8, в собравшаяся нефть (обозначена сплошной линией) в 90нах меныцих скоростей отводится по внутреннему цилиндру сепаратора 6 шнехом 7 в центр воронки 23, образованной внутри вихревой камеры, откуда приспособ- лением 21 отводится в емкость 22.

Лед и шуга при .этом эвдеркивакггся решеткой 20 и шнеком 10 увжэкаются в прессовальную камеру 12. Шнек во врашение приводится через редуктор 11, усиливвюший врашательный момент, нриводным двигателем. Крупные куски льда, не входяшие в прессовальную камеру 13, зашемляюгся при помоши зубьев иа торцах прессовальной камеры 12 и винтовой я поверхностью шнека 10 измельчвются и поступакгг в прессоввльную камеру. Лед, попадая в прессовую камеру 12, сжимается и иэмельчается за счет того, что шнек 10 выполнен переменного швгв, где осевое усилие достигает до 150 т, а прессовая камера выполнена конической формы. Измельченный в пресеовальной камере 12 лед попадает в плавильную хамеру 13, предварительно нагретую выхлоп- з ными газами от энергетической установки устройства, подаваемыми в межстеночное пространство обогревательной 17 и

/плавильной 13 камеры.

Одновременно лед, поступивший в плаSS вильную камеру 13, орошается горячей водой, подводимой, например, от охлажде- ния энергетической установхи. устройства через распылители 14 (температура забортной воды на выходе из теплообмем ника охлаждаюшей воды ДВС составляет

40-60ОС). В результате этого поверхность льда non действием температуры в камере и горячей воды оплввляется, преврашаясь q нефть и воду, и вместе с омыввюшей горячей водой протекает через дренажную сетку 15 в нижнюю полость плавильной камеры и через патрубок 16 попадает в направляюший:канал 3, откуда попадает в вихревую камеру 4; сепаратор

М

6 и отделенная в нем нефе ь отводится в емкость 22.

Таким образом, лед в плавильной камере 13 расплавляется не полаоатью, а частично и при этом смывается таяько поверхностный слой льда, в котоуом наSS ходится впитавшаяся в него нефть.

Далее очишенный от нефти лед иэ плавильной камеры 13 по мере поступления и 6 его в камеру 13 выталкивается через поворотный патрубок 18 за борт, который предварительно установлен в это положение.

Ус гройство одинаково надежно работает и в условиях, если поверхность воды засорена мусором и нефтью. 8 этом поло женин устройство работает следуюццпи образом.

Выключают подачу горячей воды z распылителям 14 плавильной камеры 13, а поворотный патрубок 18 поворачивают к мусорным контейнерам 19. Мусор и нефть попадают в направляющий аппарат

2 и поступают в направляющий канал 3.

Нефть протекает через. решетку 20 в вт» ревую камеру 4 к сепаратору 6, а мусор увлекается шнеком 10 s прессовую камеру 12, где он под воздействием осевого усилия прессуется, в результате чего происходит отжим впитавшейся нефти и воды, которая стекает назад и через решетку 20 и попадает в сепаратор 6, а ототжатый от нефти мусор попадает в пла вильную камеру 13, которая в данном случае служит сушильной камерой, так ках она обогревается снаружи выхлопными газами энергетической установки.

Крупный мусор (обломхи, чурки, ящики и т.п.) попадает между зубчатой торцовой поверхностью входа прессовой камеры 12 и зубчатыми торцами. винтовой поверхности шнека 10, зашемляется и крошится эубвчми на более мелкие части и попадает в прессовальную камеру 12. По мере заполнения плавильной камеры 13 мусор выталкивается через поворотный патрубок

18 в мусорный контейнер 19 уже предва»

-рительно подсушенный и практически готовый х употреблению, например сжиганию в печах и топках энергетических установох.

Устройство может менять свою осадку в зависимости от погодных условий (волнение или спокойная вода) при помощи воздушной камеры 24 путем заполнения ее забортной водой.

Например, при спокойной воде нефть, отстаиваясь, располагается по поверхности воды тонхим равномерным споем и для того, чтобы уменьшить до минимума нефтеводяной слой, входяший в направляюший канал 3 и подвергаюшийся переработ ке в сепараторе 6, тем самым улучшая качество воды от нефти, из воздушной камеры 24 вьггесняют забортную воду, тем самым уменьшая осадку корпуса 1 и толшииу нефгеводяного слоя.

83 8 чающее энергетическую установку, направляющий аппарат с направляющим каналом и вихревой камерой, в нижней части которой размещен сепаратор, подающее устройство, под которым размещена решет ка, плавильная камера и емкость для оба ра нефти и мусора, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что, с целью повышения эффективности сбора и очистки воды и льда от нефти, оно снабжено прессовальной камерой, имеющей коническую фогту, на торцовой входной части которой выполнены !прямоугольные трапецеидальные зубья, соединенной выходом с плавильной камерой установленной наклонно к горизонту и выполненной с распылителями горячей воды и с дренажной сеткой разделяющей камеру на две зоны - жидкостную, соединенную с сепаратором, и тверцофазную с поворотным выходным патрубком.

2. Устройство по и. 1, о т л и ч а юш е е с я тем, что, с целью повышения эффективности плавления льда, плавильная камера установлена внутри обогревательной камеры, которая имеет подвод выхлопных газов от энергетической установки ус Гройс гва, 3. Устройство по п. 1, о т л и ч а ю— ш е е с я тем, что падающее устройство выполнено в виде размещенного цоперек направляющего канала шнека, выходная час гь которого размещена в прессовальной камере, вьшолнена с переменным шагом и имеет перед входом в нее на внешней винтовой noae ðõíîñòè зубья.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

% 718537, кл. Е 02 Ь 15/04, 1977.

2. Патент США Ж 4053406, кл. Е 02 В 15/04, 1977.. волны.

По сравнению с известными ус гановка- п ми для сбора нефти с поверхности воды в ледовых условиях предлагаемое устройство универсально, оно может собирать нефть как в ледовых условиях, так и в условиях, когда поверхность воды захлам- >S лена мусором и позволяет качественно убирать последний, получая при этом под сушенный и готовый. к употреблению мусор.

За счет того, что при сборе нефти во льдах лед не переплавляется полностью, а только оплавляется его поверхность, насыщенная нефтью и смываемой вместе с ней водой (остальное выбрасывается за борт), получается экономия энергии, у5 затрачиваемой на переплавку льда и улучшается оперативнос гь использования устройства. Более качественно очищается поверхность воды от нефти за счет того, что нефть, впитавшаяся в лед, отделяется Зо полностью

Конструкция устройства проста и нМ дежна и не требует сложных расчетов ос-, новных его узлов и деталей, позволяет при этом решить задачу сбора разлившейся нефти во льдах с поверхности водое» мов.

Формула -изобретения

1. Устройство для сбора нефти с по- щв верхности воды в ледовых условиях, вклю7 ОМ1

При волнении, наоборот, нефть переме- шивается с водой и минимально толщину нефтесодержашего слоя следует принимать равной высоте волны. Для этого воздуш ную камеру 24 заполняют забортной водой и увеличивают осадку добиваясь того, что- бы толщина нефгеводяного слоя B направ ляюшем канале 3 соответствовала высоте

Составитель А. Колоскова

Редактор Г. Безвершенко Техред С. Мигунова

Корректор Л. Бокшай

Заказ 9852t32 Тираж 709 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5.

Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4