УСТРОЙСТВО ДЛЯ СБОРА НЕФТИ С ПОВЕРХНОСТИ ВОДЫ Российский патент 1998 года по МПК E02B15/00 

Изобретение относится к охране окружающей среды, в частности, к устройствам для сбора нефти и нефтепродуктов с поверхности воды.

Известно устройство /1/, состоящее из корпуса, открытого для входа и выхода обрабатываемой жидкости, вращающегося барабана, жестко соединенного с блоком дисков, кармана для собранного нефтепродукта, в нижней части которого имеется патрубок для подсоединения к откачивающему насосу, приспособления для съема нефтяной пленки с поверхности дисков и привода, обеспечивающего вращение барабана. Недостатками известного устройства являются низкая производительность, плохая устойчивость, снижающая надежность его работы, неэффективность при сборе высоковязких продуктов, особенно в области низких температур.

Наиболее близким техническим решением к предложенному изобретению является нефтесобирающее устройство фирмы "Эластек" (ТДС-136) /2/, включающее вращающийся гладкий цилиндрический барабанный сепаратор, очистители барабана, контейнер для собранной нефти, гидравлический насос, перекачивающий собранную нефть в портативное хранилище. Барабанный сепаратор приводится в движение дизельным двигателем. Плавучий гладкий барабанный сепаратор, вращаясь на поверхности воды, увлекает нефть, очистители снимают с него нефть и она стекает в алюминиевый контейнер сепаратора.

Недостатками известного устройства являются низкая производительность и надежность работы, обусловленная слабой удерживающей и увлекающей способностью гладкого барабана при наличии даже небольшой зыби, а также невозможность всесезонного использования в связи с отсутствием устройства обогрева (охлаждения).

Предлагаемое изобретение решает задачу повышения производительности и надежности, расширения функциональных возможностей за счет применения барабанов с двойной стенкой и волнистой обогреваемой поверхностью, обеспечивающих увлечение нефти любой вязкости при любой температуре окружающей среды, в т. ч. при наличии зыби.

Сущность изобретения заключается в том, что в известном устройстве для сбора нефти с поверхности воды, включающем вращающиеся барабаны, скребковую систему, лоток, нефтесборник, насос, раму и приводы, согласно изобретению, наружная поверхность барабанов выполнена волнистой в виде чередующихся между выступов и впадин, скребковая система состоит из подпружиненных скребков для счищения нефти с поверхности выступов и скребков для счищения нефти с поверхности впадин и приема собранной нефти в лоток и слива ее в нефтесборник, причем с одного конца скребки жестко соединены с рамой лотка, а другим концом плотно прижаты к наружной поверхности барабана. Скребки выполнены из упругого износостойкого материала, например, уретана, причем скребки для счищения нефти с выступов выполнены в форме язычка, а скребки для счищения со впадин и приема барабана нефти и слива ее в лоток и нефтесборник выполнены в форме подвижных лотков. Вращающиеся барабаны и нефтесборник выполнены с двойными стенками из прочного, облегченного, с хорошей теплопроводностью материала. Размер выступов и впадин определяют в зависимости от скорости потока и волнения в водном объекте, а нефтесборник, насос, привод, барабаны с системой скребков располагают на раме из условия обеспечения максимально возможной остойчивости устройства. Устройство снабжено системой теплообмена для всесезонного его использования.

На фиг. 1 представлен общий вид устройства; на фиг. 2 - принципиальная схема работы устройства; на фиг. 3 - узел съема нефти - сечение А-А на фиг. 2.

Предлагаемое устройство для сбора нефти с поверхности воды содержит вращающиеся барабаны 1 с двойной стенкой (фиг. 1), расположенные по обе стороны от нефтесборника 2, волнистая наружная поверхность барабанов 1 выполнена в виде чередующихся между собой выступов 3 и впадин 4, скребки 5 (фиг. 3) для счищения нефти с поверхности выступов 3, скребки 6 для очищения нефти с поверхности впадин 4, приема собранной нефти и слива ее в лотки 7 и нефтесборник 2, рамы 8, скребкодержатели 9 (фиг. 2), расположенные вдоль барабанов 1, к которым одним концом жестко закреплены скребки 6, прижатые другим концом к вращающимся барабанам 1, гидропривод 10 барабанов с редуктором 11 и валами 12 с кожухами 13, жестко соединенными с наружными торцевыми стенками 14 барабанов, для подачи теплоносителя полость 15 между наружными и внутренними стенками барабанов, насос 16 откачки собранного продукта с гидроприводом. Скребки упруго, с возможностью копирования движения выступов и впадин барабанов и при наличии осевого и радиального биений при вращении последних, прижаты друг к другу и к поверхности барабанов при помощи пружин 17 (фиг. 2, 3). Обогрев устройства осуществляется путем подачи теплоносителя в пространство 18 между наружной и внутренней стенками и днищами нефтесборника 2 и через кожух 13 в полость 15.

Погружаемые в водный объект, обеспечивающие Архимедову силу, объемы нефтесборника 2, лотков 7 и барабанов 1 рассчитаны и расположены на рамах 8 так, что обеспечивают заданное погружение барабанов 1 в водный объект, плавучесть и устойчивость устройства.

Выполнение барабанов волнистыми с двойными стенками из тонкого прочного листового материала увеличивает жесткость конструкции, способствует уменьшению их массы, упрощает задачу равномерного нагрева (охлаждения) стенок и сохранения формы и герметичности барабанов при резком изменении температуры во времени.

Устройство работает следующим образом.

При необходимости (наличии большого количества плавающего мусора в водном объекте в зоне работы устройства) впереди на расстоянии устанавливают мусоросборщик, предназначенный для задерживания и отвода мусора из зоны работы устройства. Устройство опускают на воду, закрепляют к берегу, заякоревают или причаливают к плавсредству. При этом рукава для подачи рабочей жидкости (энергоносителя), откачки собранного продукта и подачи теплоносителя (при необходимости) соединены к соответствующим разъемам устройства. Подают рабочую жидкость в привод 10 барабанов 1 и насоса 16 устройства от индивидуальной гидростанции или от гидросистемы табельных подъемно-транспортных машин по гибким рукавам с берега, со льда или плавсредства (не показаны) с расходами, обеспечивающими заданные взаимоувязанные числа оборотов барабанов и насосов, что контролируют по показаниям манометров по расходно-напорным характеристикам гидросистемы, определенным заранее, например, по полигонным испытаниям устройства. При вращении барабанов 1 собираемый продукт (нефть, нефтепродукты и т.п.) задерживается, соприкасается (контактирует) с выступами 3 и впадинами 4 барабана и увлекается ими до линий срезания скребков 5 и 6 - контактов их с барабанами, счищается последними, стекает по скребку 6 в лоток 7, в нефтесборник 2 и далее в приямок на дне нефтесборника (не показан), где располагается приемный патрубок насоса 16. Из нефтесборника 2 продукт откачивается непрерывно насосом 16 той же производительностью, какой поступает в нефтесборник, или циклически, по мере наполнения нефтесборника, обеспечивая сохранение заданного интервала уровней погружения барабанов 1 в водный объект.

Для обеспечения эффективной работы устройства при сборе высоковязких продуктов и в условиях низких температур окружающей среды в полость 15 между внутренней и наружной стенками барабанов подают теплоноситель. При необходимости, например, при чрезмерно высокой вязкости продукта и, вызванными этим, медленном самотечном поступлении его в заборный приямок, больших потерях напора на линии откачки продукта, в пространство между наружной и внутренней днищами и стенками нефтесборника также подают теплоноситель.

При сборе маловязких продуктов в условиях высоких температур окружающей среды, например, в жаркую погоду, в полость 15 между внутренней и наружной стенками барабанов возможна подача хладоносителя для увеличения производительности устройства.

Предлагаемое изобретение предназначено для очистки водной поверхности от нефти и нефтепродуктов и может найти применение при сборе продукта, разлитого при аварийных на магистральных нефте- и продуктопроводах, особенно на подводных переходах, на нефтебазах, в пароходствах, на предприятиях, эксплуатирующих морской и речной транспорт, а также других отраслях в процессах отделения воды от масел и т.п.

Устройство эффективно для сбора как больших, так и малых разливов нефти, обладает большими функциональными возможностями - всесезонного применения вследствие выполнения барабанов и нефтесборника с двойными стенками, возможностью подачи тепло- и хладоносителя в межстенное пространство, имеет простую, жесткую, надежную в работе конструкцию из-за выполнения барабанов волнистыми из тонкого прочного листового материала, а скребков упругими, подпружиненными, с большой сопротивляемостью к истиранию.

При близких масса-габаритных характеристиках производительность предлагаемого устройства (нефтесборщики серии НА, см. табл.) выше чем у известного нефтесборщика фирмы "ЭЛАСТЕК" (нефтесборщики Магнум и др.) за счет значительно большей поверхности увеличения нефти у барабанов.

Силами ГП "Салаватнефтемаш", ОАО "Белебеевский опытный механический завод", ОАО "Салаватгидромаш" изготовлен опытный образец устройства на производительность 26 м³/ч. с приводом от гидросистемы трактора Т-25. Опытный образец проходит заводские испытаний.

Источники информации:
1. RU, патент, 2017891, кл. E 02 B 15/04, 1994.

2. Нефтесобирающее оборудование фирмы "Эластек", проспект фирмы ELASTEC, DRUM SKIMMER, POLLTION CONTROL SYSTEMS, USA, 1994.

Изобретение относится к охране окружающей среды и предназначено для сбора нефти и нефтепродуктов с поверхности воды. Устройство содержит вращающиеся барабаны с приводами, скребковую систему, насос, нефтесборник с двойными стенками и днищами. Барабаны выполнены с двойной стенкой и волнистой наружной поверхностью в виде чередующихся выступов и впадин. Скребковая система состоит из подпружиненных скребков, выполненных в форме язычков и предназначенных для очищения нефти с поверхности выступов, и скребков, выполненных в форме лотков и служащих для очищения нефти с поверхности впадин и приема собранной нефти и слива ее в лоток, а затем в нефтесборник. Скребки с одного конца жестко соединены с рамой, а другим концом плотно прижаты к наружной поверхности барабанов. Устройство имеет систему подачи и перетока хладо- и теплоносителя в полости между двойными стенками барабанов и нефтесборника. Конструкция устройства позволяет эффективно осуществлять сбор нефтяных загрязнений с поверхности воды при любой температуре окружающей среды. 2 з.п. ф-лы, 1 табл. 3 ил.

1. Устройство для сбора нефти с поверхности воды, включающее вращающиеся барабаны, скребковую систему, насос, нефтесборник с рамой и приводы, отличающееся тем, что наружная поверхность барабанов выполнена волнистой в виде чередующихся между собой выступов и впадин, скребковая система состоит из подпружиненных скребков для счищения нефти с поверхности выступов и скребков для очищения с поверхности впадин и приема собранной нефти в лоток и слива ее в нефтесборник, причем с одного конца скребки жестко соединены с рамой лотка, а другим концом плотно прижаты к наружной поверхности барабана. 2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что скребки выполнены из упругого износостойкого материала, причем скребки для счищения нефти выполнены в форме язычка, а для счищения и приема собранной нефти и слива ее в лоток выполнены в форме лотков. 3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что барабаны и нефтесборник выполнены с двойными стенками и днищем с системой подачи и перетока хладо- и теплоносителя.