УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОЧИСТКИ ВОДЫ Российский патент 1999 года по МПК C02F1/40 

Изобретение относится к устройствам для очистки волы от нефтепродуктов и может быть использовано в машиностроительной, нефтедобывающей, нефтеперерабатывающей и других отраслях промышленности, в системах оборотного водоснабжения промышленных предприятий.

Известны устройства для очистки воды от нефтепродуктов (авторское свидетельство СССР N 1535838, 1983 г., авторское свидетельство СССР N 1535835, 1987 г., патент РФ N 2017891), принятые автором во внимание в качестве аналогов. Из перечисленных аналогов наиболее близким по функциональным возможностям и технической сущности является принятое в качестве прототипа устройство по патенту РФ N 2017891, включающее в стационарном варианте корпус, ротор, состоящий из вращающихся коалесцирующих дисков, насаженных с зазором на барабан и прилегающих к ним скребков для отвода нефтепродуктов в сборник. Для формирования потока жидкости вблизи подвижных дисков предусмотрен блок неподвижных пластин. Вращение от привода передается барабану с дисками. Погружаясь в воду, диски захватывают плавающую на поверхности пленку нефтепродуктов и выносят нефтепродукты наверх в виде отдельных частиц, где они снимаются скребками и направляются в сборник. Когда колебания уровня жидкости превышают 0,15 м, предусмотрен плавающий вариант, по которому все устройство размещается на поплавках.

Недостатком известного устройства, принятого в качестве прототипа, является то, что при колебаниях уровня жидкости нельзя обеспечить рациональную глубину погружения ротора в стационарном варианте устройства. А при колебаниях уровня жидкости более 0,15 м для поддержания рациональной глубины погружения дисков приходится стационарный вариант исполнения заменять плавающим. В плавающем варианте устройство получается громоздким, поскольку на поплавках должно держаться целиком все устройство. Недостатком прототипа является также то, что в дисковом и цилиндрическом варианте на рабочих поверхностях ротора собирается относительно тонкий слой нефтепродуктов, поскольку используются только олефиновые и коалесцирующие силы. В варианте щеток, волокон, щетины, пучков проволоки и т.п. недостатком прототипа является неэффективность очистки указанных рабочих элементов от нефтепродуктов, когда значительная их часть уносится обратно в водоем.

Целью предлагаемого изобретения является увеличение производительности и расширение функциональных возможностей путем устранения отмеченных недостатков прототипа.

Для этого в предлагаемом изобретении предусмотрено увеличение рабочей поверхности ротора и улучшение ее нефтесобирающих свойств, использование для формирования устойчивого слоя нефтепродуктов не только олеофильных, но и капиллярных свойств жидкости. Рабочая поверхность цилиндрического ротора или гибкой бесконечной ленты делается зигзагообразной в диаметральном сечении, когда впадины, чередующиеся с выступами, расположены поперек образующей ротора. При этом рабочая поверхность цилиндрического ротора или бесконечной ленты значительно возрастает и смачивается нефтепродуктами за счет олеофильных сил, а пространство во впадинах заполняется за счет капиллярных сил, как показано на фиг. 2. Увеличивается толщина слоя нефтепродуктов, находящихся на поверхности ротора, возрастает производительность устройства. Приспособление для снятия нефтепродуктов (скребок) делается также зигзагообразным (фиг. 3), повторяющим форму ротора, т.е. дополнительным к нему. На фиг. 1, 4 показана линия А-В диаметрального сечения ротора в зоне касания скребка 2 и ротора 1, линия СD в зоне заполнения впадин нефтепродуктами 17.

Основным рабочим органом устройства является ротор 1 (фиг. 1), поверхность которого активно взаимодействует с нефтепродуктами 17, находящимися на поверхности воды. Ротор имеет зигзагообразную (фиг. 3) поверхность и снабжается соответствующими скребками 2, прилегающими к ротору. К скребку 2 присоединяется жeлоб 3 для отвода нефтепродуктов в бак 4, в котором установлен регулятор уровня 14 с датчиком 15 и насос 13. Для крепления узлов и деталей предусмотрена рама 6, установленная с возможностью поворота в опорах 7 корпуса 18. При этом центр тяжести устройства должен находиться слева от опор 7. На раме 6 размещен привод 5 и передача 12 вращения ротора, регулировочный груз 8 с направляющей 16 для балансировки устройства и установки рациональной глубины погружения ротора 1, опоры 9, в которых размещены подшипники вала ротора. К опорам 9 в их нижней части прикреплены на шарнирах 10 поплавки 11. Использование шарнирного крепления рамы в опорах 7 позволяет приблизить центр тяжести устройства к опорам 7 и оставить для поддерживающей (Архимедовой) силы поплавков 11 весьма малую часть веса устройства. Поплавки 11 в этом случае имеют небольшие размеры, их основное назначение - обеспечить и поддерживать постоянной рациональную глубину погружения ротора 1. Рациональная глубина погружения ротора 1 достигается соответствующим смещением груза 8 по направляющей 16. При смещении груза 8 влево глубина погружения ротора возрастает и наоборот.

Устройство работает следующим образом. После установки с помощью груза 8 заданной глубины погружения ротора 1 включается привод 5, который с помощью передачи 12 приводит во вращение ротор 1. Ротор 1 своей рабочей поверхностью захватывает нефтепродукты 17 и транспортирует их в процессе вращения к скребку 2, где они удаляются с поверхности ротора и далее по жeлобу 3 поступают в бак 4, откуда периодически откачиваются насосом 13, включаемым регулятором уровня 14 с датчиком 15.

На фиг. 4 показан пример исполнения устройства с бесконечной лентой 19, рабочая поверхность которой имеет зигзагообразную форму, как показано на фиг. 2. Лента натянута между шкивами 21 и 20. Шкив 20 является приводным. Скребок 2, жeлоб 3, бак 4 и поплавок 11 исполняют те же функции, что и на фиг. 1. В этом случае при установке рациональной глубины погружения шкива 21 с лентой 19 осью поворота рамы устройства является ось вращения приводного шкива 20.

В устройстве возможны установка патрубков для подвода разбавителя или теплоносителя для подогрева и улавливания плавающих высоковязких нефтепродуктов.

Экономический эффект применения устройства может быть получен за счет использования собранных нефтепродуктов и решения вопросов экологического характера.

Изобретение относится к устройствам для очистки воды от плавающих нефтепродуктов и может быть использовано в машиностроительной, нефтедобывающей, нефтеперерабатывающей и других отраслях промышленности. Ротор устройства выполнен в виде цилиндра или бесконечной ленты с зигзагообразной поверхностью, которая активно взаимодействует с нефтепродуктами. Рациональная глубина погружения ротора поддерживается за счет шарнирного крепления рамы устройства к корпусу и установки поплавков на опорах ротора. Технический результат заключается в качественном сборе нефтепродуктов с поверхности воды при колебаниях уровня и качественной очистке поверхности устройства от собранных нефтепродуктов. 4 ил.

Устройство для очистки воды от нефтепродуктов, включающее корпус, раму, ротор в виде цилиндра или бесконечной гибкой ленты, приспособление для снятия нефтепродуктов с рабочей поверхности ротора, их сбора и откачки, отличающееся тем, что рабочая поверхность ротора и приспособление для снятия нефтепродуктов с ротора выполнены в диаметральном сечении зигзагообразными дополнительно друг к другу, а рама установлена шарнирно на опорах, снабжена регулировочным грузом и поплавками, прикрепленными к опорам ротора.