ОГРАЖДЕНИЕ ДЛЯ ЗАЩИТЫ ОТ ПЛАВАЮЩИХ НА ПОВЕРХНОСТИ ВОДЫ ЗАГРЯЗНЕНИЙ (ВАРИАНТЫ) Российский патент 1997 года по МПК E02B15/06 

Изобретение относится к охране окружающей среды, в частности к устройствам для защиты гидротехнических сооружений, доков, каналов от плавающих на поверхности воды загрязнений, преимущественно нефтеотходов, и локализации их для последующего сбора и переработки.

Известно заграждение для защиты от плавающих на поверхности воды загрязнений в виде плавучей гибкой перекрывающей полосы, имеющей большое число распределенных по ней подъемных элементов, а также большое число балластных элементов, лежащих в продольном положении около одной кромки полосы. 1/2-1/3 ширины полосы находится выше уровня воды, а 1/2-2/3 ниже уровня воды (заявка ФРГ N 053638120, кл. E 02 B 15/04, опубл. 11.05.88).

В этом заграждении подъемные элементы очень близко расположены к центральной оси плавучей перекрывающей полосы и не обеспечивают сами по себе устойчивости полосы на воде. Это вынуждает применять большое количество балластных элементов для стабилизации положения полосы в воде, но в то же время они погружают ее в воду так, что волны начинают перехлестывать через верхнюю кромку полосы, что требует дополнительной установки большого количества подъемных элементов в несколько рядов по высоте полосы и отдельными местами для того, чтобы обеспечить необходимую высоту выступающей над водой полосы и предотвратить попадание загрязненной воды в перекрывающую зону.

Известно также плавучее ограждение, состоящее из большого числа секций, каждая из которых содержит фартук с открылками и прикрепленные к ним плавучие элементы, расположенные с обеих сторон симметричной плоскости, проходящей через центр тяжести. Между плавучими элементами и балластными элементами расположены соединительные элементы (заявка ФРГ N 3314418, кл. E 02 B 15/04, опубл. 25.10.84).

Неустойчивость положения такого плавучего ограждения на воде и фиксирование фартука в вертикальном положении требует использования балластных элементов. Большое число секций и соединенных элементов между ними приводит к необходимости дополнительной сборки из секций целого ограждения перед его установкой по месту, а также дополнительной герметизации фартука в местах расположения соединительных элементов.

Наиболее близким по совокупности признаков к заявляемому изобретению является плавучее ограждение, содержащее вертикальную экранирующую полосу, выполненную из отдельных жестких рам, шарнирно соединенных друг с другом и обтянутых экранирующим тонким полотном типа простыни, и парные поплавки, расположенные в парах симметрично с обеих сторон по всей длине экранирующей полосы в местах соединений рам. Закрепление каждой пары поплавков производится с помощью специального каркаса и двух противоположных кронштейнов, расположенных по краям каждой рамы в вертикальном положении в средней части экранирующей полосы и крепятся защелками к нижним опорным устройствам каркаса на рамах и при нахождении в рабочем положении плавающего ограждения располагаются под водой (патент США N 3882682, кл. E 02 B 15/04, опубл. 13.05.75).

По своей конструкции ограждение громоздко и неудобно в установке из-за большого количества составляющих элементов, на местах соединения которых концентрируются усилия движения волн и напор толщи воды, что приводит к их преждевременному износу и разрушению. Экранирующая полоса неустойчива из-за крепления кронштейнов с поплавками в средней части полосы, а вертикальное положение кронштейнов делает возможным поворот поплавков и прижатие их к экранирующей полосе под воздействием волн и напора толщи воды, в результате чего плавучее ограждение может потерять устойчивость на воде и опрокинуться. Тонкое полотно экранирующей полосы в виде простыни служит защитой только от взвешенных мелких частиц, плавающих в воде, но нефтепродукты легко просачиваются через него, а крупные предметы разрываются полотно. Расположение крепежных защелок для поплавков ниже поверхности воды затрудняет установку и снятие поплавков при низких температурах воды, ее сильном загрязнении и больших волнах, что делает плавучее ограждение неудобным в эксплуатации.

Задачей настоящего изобретения является создание высокоэффективного, надежного, долговечного, удобного в эксплуатации ограждения для защиты от плавающих на поверхности воды загрязнений, преимущественно нефтеотходов, и локализации их для последующего сбора и переработки.

Для достижения поставленной задачи в ограждении, содержащим вертикальную экранирующую полосу и прикрепленные к ней посредством кронштейнов плавучие элементы в виде спаренных поплавков, расположенных в парах симметрично с обеих сторон по всей длине экранирующей полосы ниже ее верхней кромки, поплавки выполнены одинаковой длины, а кронштейны прикреплены к верхней кромке экранирующей полосы, выполненной в виде ленты из упруго-пластичного материала, и установлены с наклоном вниз под углом 40-50^o к поверхности экранирующей полосы, причем расстояние между парами поплавков составляет 0,1-1,0 длины поплавка.

Для повышения удобства эксплуатации поплавки, расположенные с одной стороны экранирующей полосы, могут соединяться между собой и стенкой набережной, молом пружинами.

Согласно второму варианту длина поплавков, расположенных с одной стороны экранирующей полосы, составляет 0,6-0,9 длины поплавков, расположенных с противоположной стороны экранирующей полосы. К меньшим по длине поплавкам прикреплен расположенный вдоль экранирующей полосы шланг, один конец которого заглушен, а другой соединен с устройством для подачи и выпуска сжатого воздуха.

При угле крепления кронштейна с поплавками к экранирующей полосе меньше 40^o положение экранирующей полосы на воде неустойчиво, что при ударе волной приводит к опрокидыванию ограждения. При угле крепления больше 50^o высота расположения верхней кромки экранирующей полосы над поверхностью воды недостаточна, что приводит к перехлесту воды через полосу и попадание загрязнений в чистую зону.

При интервале между поплавками меньше 0,1 длины поплавка происходит задевание поплавков друг об друга, что препятствует изгибу экранирующей полосы при ее сворачивании. При интервале между поплавками большим длины поплавка теряется устойчивость экранирующей полосы.

Во втором варианте изобретения, когда длина поплавков, расположенных с одной стороны полосы, меньше длины поплавков, расположенных с противоположной стороны полосы, при длине меньше 0,6 длины противоположного поплавка происходит потеря устойчивости экранирующей полосы. При длине, большей 0,9 длины противоположного поплавка, поплавки меньшей длины задевают друг об друга и препятствуют изгибу экранирующей полосы при сворачивании ограждения.

На фиг. 1 изображено ограждение для защиты от плавающих на поверхности воды загрязнений с механическим разворачиванием; на фиг.2 сечение А-А на фиг.1; на фиг.3 ограждение с собственной упругостью; на фиг.4 сечение Б-Б на фиг.3; на фиг.5 ограждение с пневматическим разворачиванием; на фиг.6 - сечение В-В на фиг.5.

Ограждение для защиты от плавающих на поверхности воды загрязнений состоит из вертикально установленной сплошной экранирующей полосы 1, выполненной из прочного упруго-пластинчатого материала, например, конвейерной ленты, поддерживаемой на плаву стальными герметичными двойными поплавками 2 цилиндрической формы, ориентированными вдоль экранирующей полосы и прикрепленными к полосе с двух сторон на выносных раздельных двухконсольных кронштейнах 3 с помощью винтов и гаек к верхней кромке полосы в горизонтальном положении.

Один конец крепится к стенке набережной мола при помощи шарнира 4, при этом шарнир выполняется подвижным по вертикальной оси для компенсации отливов и приливов. Другой конец ограждения свободно касается противоположной стенки набережной. Длина ограждения немного больше расстояния между противоположными стенками набережной.

К свободному концу ограждения крепится тросик от лебедки для протягивания плавающего ограждения к одной стороне набережной. При механическом разворачивании плавающего ограждения к свободному концу ограждения цепляется тросик от лебедки для разворачивания ограждения. (фиг.1).

Поплавки в этом случае выполняются одинаковыми по длине и устанавливаются с интервалом относительно друг друга.

Разворачивание ограждения может быть облегчено за счет собственной упругости. Для этого с одной стороны экранирующей полосы поплавки между собой и стенкой набережной соединяются пружинами 5 (фиг.3).

При разворачивании ограждения с помощью сжатого воздуха (фиг.5) к меньшим по длине поплавкам, расположенным с одной стороны экранирующей полосы, крепится напорный резиновый шланг 6, один конец которого снабжен заглушкой 7, а другой через кран подачи и выпуска сжатого воздуха 8, подключен к сети сжатого воздуха.

Ограждение работает следующим образом. К свободному концу ограждения крепится тросик от лебедки и при сворачивании ограждение подтягивается к стенке набережной. При этом ограждение за счет своей пластичности изгибается и захватывает плавающие в воде нефтеотходы и мусор, которые оказываются в замкнутом пространстве. Нефтеотходы отсасываются насосом в емкость на площадке для переработки нефтесодержащих отходов, а мусор собирается в контейнеры и после переработки грузится краном на автотранспорт. После очистки замкнутого пространства от нефтеотходов и мусора тросик на свободном конце ослабляется, и плавающее ограждение за счет разного вида упругостей, движения волн принимает развернутое положение, достигая противоположной стены набережной и перекрывая доступ нефтеотходам и мусору к доку.

При механическом разворачивании ограждения тросик от лебедки для подтягивания ограждения отцепляется, и цепляется тросик от лебедки для разворачивания ограждения. При использовании ограждения с установленными между поплавками пружинами оно разворачивается за счет собственной упругости пружин.

При разворачивании ограждения с пневматической упругостью сжатый воздух подается в закрепленный на поплавках напорный шланг, который расширяясь, увлекает за собой элементы ограждения. При подтягивании ограждения к стенке подача воздуха перекрывается и открывается кран выпуска сжатого воздуха. Воздух выходит из напорного шланга и ограждение теряет свою упругость.

Использование предлагаемого ограждения позволяет достичь следующих результатов:
Установка спаренных поплавков вдоль экранирующей полосы с интервалом 0,1-1,0 длины поплавка и фиксация их в этом положении с помощью кронштейнов, прикрепленных к верхней кромке экранирующей полосы и установленных с наклоном вниз под углом 40^oC50^o к поверхности экранирующей полосы, исключает поворот и прижатие поплавков к ограждению, позволяет удерживать полосу в вертикальном положении над водой и под водой за счет ее собственного веса, позволяет беспрепятственно осматривать места креплений поплавков, легко устанавливать и снимать их, что повышает надежность ограждения, его устойчивость на воде, эффективность защиты от плавающих загрязнений, удобство эксплуатации.

Выполнение сплошной экранирующей полосы из упрочненного упругопластичного материала не требует применения дополнительных каркасов и жесткостей при установке плавающего ограждения, упрощает его конструкцию. Полоса является гибкой по длине, но в то же время герметичной и не допускает просачивание плавающих нефтепродуктов, является прочной и не разрывается при соприкосновении с плавающими в воде предметами, сохраняет размер и форму экрана, равномерно воспринимает и распределяет по своей длине действующие на нее усилия волн и напоры воды, что повышает эффективность защиты, долговечность ограждения, удобство эксплуатации.

За счет использования собственного пневмопривода разворачивания во втором варианте облегчаются условия эксплуатации плавучего ограждения.

Использование: в области охраны окружающей среды, а именно, при защите гидротехнических сооружений, доков, каналов от плавающих на поверхности воды загрязнений, преимущественно нефтеотходов, и локализации их для последующего сбора и переработки. Сущность изобретения: ограждение для защиты от плавающих на поверхности воды загрязнений состоит из вертикальной экранирующей полосы в виде ленты из упругопластичного материала, поддерживаемой на плаву спаренными поплавками, расположенными в парах симметрично с обеих сторон по всей длине полосы. Поплавки прикреплены к верхней кромке экранирующей полосы с помощью кронштейнов, установленных с наклоном вниз под углом 40-50^o к поверхности экранирующей полосы. Поплавки выполнены одинаковой длины и установлены на расстоянии между парами поплавков, равном 0,1-1,0 длины поплавка. Поплавки, расположенные с одной стороны экранирующей полосы, могут быть соединены между собой и стенкой набережной пружинами. В другом варианте исполнения устройства длина поплавков, расположенных с одной стороны экранирующей полосы, составляет 0,6-0,9 длины поплавков, расположенных с противоположной стороны экранирующей полосы. К меньшим по длине поплавкам прикреплен напорный шланг, имеющий заглушку на одном конце и снабженный устройством для подачи и выпуска сжатого воздуха с его другого конца. 2 с. и 1 з.п. ф-лы, 6 ил.

1. Ограждение для защиты от плавающих на поверхности воды загрязнений, включающее вертикальную экранирующую полосу и прикрепленные к ней посредством кронштейнов плавающие элементы в виде спаренных поплавков, расположенных в парах симметрично с обеих сторон по всей длине экранирующей полосы ниже ее верхней кромки, отличающееся тем, что поплавки выполнены одинаковой длины, кронштейны прикреплены к верхней кромке экранирующей полосы, которая выполнена в виде ленты из упругопластичного материала, и установлены с наклоном вниз под углом 40 50^o к поверхности экранирующей полосы, причем расстояние между парами поплавков составляет 0,1 1,0 длины поплавка. 2. Ограждение по п.1, отличающееся тем, что поплавки, расположенные с одной стороны экранирующей полосы, соединены между собой пружинами. 3. Ограждение для защиты от плавающих на поверхности воды загрязнений, включающее вертикальную экранирующую полосу и прикрепленные к ней посредством кронштейнов плавучие элементы в виде спаренных поплавков, расположенных в парах симметрично с обеих сторон по всей длине экранирующей полосы ниже ее верхней кромки, отличающееся тем, что поплавки, расположенные с каждой из сторон экранирующей полосы, выполнены одинаковой длины, причем длина поплавков, расположенных с одной стороны экранирующей полосы, составляет 0,6 0,9 длины поплавков, расположенных с противоположной стороны экранирующей полосы, кронштейны прикреплены к верхней кромке экранирующей полосы, которая выполнена в виде ленты из упругопластичного материала, и установлены с наклоном вниз под углом 40 50^o к поверхности экранирующей полосы, при этом ограждение снабжено шлангом, один конец которого заглушен, а другой соединен с устройством для подачи и выпуска сжатого воздуха, причем шланг расположен вдоль экранирующей полосы и прикреплен к меньшим по длине поплавкам.