ЗАГРАДИТЕЛЬНО-СОРБИРУЮЩИЙ БОН ПОСТОЯННОЙ ПЛАВУЧЕСТИ Российский патент 2003 года по МПК E02B15/00 

Изобретение относится к области устройств для очистки поверхности открытых водоемов от нефтепродуктов и может быть использовано при разработке боновых заграждений постоянной плавучести, предназначенных для локализации распространения разлива нефти и ее очистки на водной поверхности в портовых акваториях, гаванях, на обособленных участках прибрежных вод, реках и других водоемах, со скоростями течения до 1,5 м/с и высоте волны до 0,7 м в безледный период.

Известны разделительные боны серии "Troil boom GP" (см. рекламный проспект фирмы "RO CLEAN - DESMI", Англия-Дания, 1998 г.), содержащие плавучие элементы, выполненные в виде прямоугольных панелей из пенопласта, внешняя поверхность которых защищена прочной и стойкой к нефтепродуктам, морской воде и солнечному свету полиэфирной тканью, импрегнированной ПВХ/бутадион-акриловым каучуком.

Недостаток боковых заграждений такого типа состоит в том, что они по существу только локализуют распространение нефтепродуктов, а их сбор осуществляется с помощью специальных нефтесборщиков, что значительно усложняет и удорожает процесс утилизации загрязнений.

Известно боновое заграждение, в надводной части которого установлен цилиндрический поплавок, а в подводной - шторка с карманами для впуска воды и размещения балласта, придающего бону устойчивое вертикальное положение (см. "Oil containment boon", UK Patent Application GB 2117326A, МПК Е 02 В 15/04). Поплавок в таких бонах либо наполняется воздухом, либо имеет секцию, заполненную вспененным полиэтиленом, обеспечивающим заграждению большую прочность.

Однако при эксплуатации бонов такого типа не происходит полная локализация нефтяных заграждений из-за эффекта "подныривания" нефти под боновое заграждение.

Отсутствие сорбирующего элемента в конструкции бона не позволяет производить непосредственную очистку акватории водоема от нефти, привлекая для этих целей дорогостоящие устройства.

Наиболее близким из известных технических решений к заявляемому изобретению является конструкция заградительно-сорбирующего бона, содержащего поплавок, расположенный в надводной части, сорбирующий элемент и шторку с балластом в виде кармана с цепью, расположенные в подводной части (см. международную заявку (РСТ) WO 95/12036, кл. Е 02 В 15/04, опубликованную 04.05.1995).

Несмотря на объединение в бонах такого типа функций заградительного и сорбирующего бонов, применяются они в основном для устранения нефтяных загрязнений в водоемах со сравнительно спокойной водой при скоростях течения до 0,5 м/с. Это вызвано тем, что в конструкции бона предусмотрена намотка сорбирующего элемента на поплавок, в результате чего утяжеленный бон в процессе эксплуатации еще более увеличивает свой вес и объем после поглощения нефтяных загрязнений сорбирующим элементом. Боновое заграждение оказывается заглубленным в воду более чем на 2/3 своего объема и как следствие его заградительные функции становятся малоэффективными.

Существенным недостатком бона является одноразовое использование сорбирующего элемента, который после поглощения им нефтепродуктов необходимо удалить, а затем на очищенный поплавок намотать новый сорбент. Такие конструктивные и технологические особенности эксплуатации бона приводят к удорожанию его стоимости, сложностям монтажа и утилизации загрязнений.

Задачей изобретения является повышение эффективности локализации и очистки нефтяных загрязнений на водной поверхности при многократном использовании сорбирующего элемента в конструкции бонового заграждения.

Указанная задача решается тем, что заградительно-сорбирующий бон постоянной плавучести, содержащий поплавок, расположенный в надводной части, сорбирующий элемент и шторку с балластом в виде кармана с цепью, расположенные в подводной части, снабжен сорбционным отсеком, установленным по всей длине поплавка на его фронтальной поверхности и выполненным в виде кармана из сетки, верхняя часть которой закреплена на внешней оболочке поплавка, а нижняя часть расположена в подводной части бона и присоединена к верхней части шторки, при этом сорбирующий элемент размещен в сорбционном отсеке с возможностью его замены при насыщении нефтью.

На фиг.1 изображен общий вид секции заградительно-сорбирующего бон постоянной плавучести;
на фиг.2 - сечение А-А на фиг.1;
на фиг.3 - сечение Б-Б на фиг.1.

Заградительно-сорбирующий бон (ЗСБ) предлагаемой конструкции состоит из последовательно соединенных между собой отдельных секций. Так как все секции ЗСБ идентичны между собой, на фиг.1 изображена конструкция одной из таких секций.

Внешняя оболочка секции ЗСБ 1 (фиг.1, 2, 3) выполнена из полиэфирного волокна с покрытием из бутадиен-нитрильного каучука, обладающего высокими прочностными характеристиками и устойчивостью к воздействию нефтепродуктов. В верхней части полиэфирное волокно сварено в трубу, в которую помещен поплавок 2, диаметром D, находящийся в надводной части на расстоянии Н₁ и придающий ЗСБ положительную плавучесть.

Поплавок 2 может быть изготовлен из листового вспененного полиэтилена высокого давления с закрытыми воздухозаполненными капсулами. Листы сворачиваются по длине в рулон и завариваются при температуре 150-200^oС, образуя, как видно из фиг.2, цилиндр с соотношением D/l=0,07-0,15, где D - диаметр, а l - длина цилиндра.

В надводной части H₁ секции ЗСБ по всей длине (через каждые ≈ 2 м) расположены петли 3, служащие для переноса боновых секций. Петли 3 представляют собой полоски, выполненные из того же материала, что и внешняя оболочка 1 секции. Полоски 3 привариваются, а затем пришиваются к верхней части оболочки 1.

Для придания ЗСБ необходимой жесткости (снятия основной нагрузки с полотна) в надводной части H₁ секции бона проложена стропа 4, выполненная из оцинкованного троса.

Нижняя часть оболочки 1 размещена в подводной части на глубине Н₂ и имеет шторку 5 длиной L с карманом 6, в которой расположен балласт в виде оцинкованной цепи 7. Последняя позволяет привести ЗСБ в вертикальное положение.

Карман 6 выполнен с отверстиями 8 для быстрого забора воды и выхода воздуха с тем, чтобы нижняя часть оболочки в минимально короткое время приобрела отрицательную плавучесть.

ЗСБ снабжен сорбционным отсеком 9 (фиг.3), расположенным по всей длине поплавка 2 на его фронтальной поверхности. Сорбционный отсек 9 разбит на пять отделений (фиг.1) по количеству поплавков в секции и выполнен из стекловолоконной сетки. Как показано на фиг.2, верхняя часть отсека крепится к внешней оболочке 1 поплавка 2 на расстоянии (0,4-0,6)H₁. Крепление верхней части отсека 9 к оболочке 1 осуществляется с помощью "липучки 25 контакт".

Нижняя часть отсека 9, находящаяся в подводной части, присоединятся (приваривается, а затем пришивается) к шторке 5 на расстоянии (0,25-0,4)L, где L - длина шторки, а внутрь отсека 9 помещен сорбирующий элемент 10.

ЗСБ устанавливается фронтальной стороной к загрязнению так, чтобы сорбирующий отсек 9 находился в непосредственном соприкосновении с загрязнителем.

Сбор нефтепродуктов в ЗСБ осуществляется с помощью сорбирующего элемента 10, выполненного из нетканого сорбционного полотна, свернутого в рулон.

Такая конструкция сорбирующего элемента позволяет примерно на 2/3 своего объема располагаться ниже уровня воды, что обеспечивает ему максимальное соприкосновение с нефтяным загрязнением.

Замена сорбирующих элементов производится по мере заполнения сорбента нефтью открытием сорбционного отсека в верхней части. После удаления насыщенного нефтепродуктами сорбирующего элемента на его место устанавливается новый сорбирующий элемент и отсек вновь закрывается.

Предлагаемая конструкция сорбционного отсека позволяет оперативно и многократно заменять сорбирующие элементы. При этом допустимое (эффективное) количество циклов "сорбция-регенерация" для одного сорбирующего элемента составляет не менее 30 циклов.

Секции ЗСБ соединяются между собой с помощью быстросъемных металлических замков (не показаны) непосредственно перед постановкой боновых заграждений на воду. Количество секций определяется шириной водоема (размерами нефтяного пятна).

Предложенное расположение сорбирующего элемента по отношению к поплавку позволяет наиболее оптимально использовать в конструкции ЗСБ одновременно функции локализации и очистки водной поверхности от нефтепродуктов, существенно улучшая, в частности, заградительные функции бона.

К месту эксплуатации ЗСБ доставляются в свернутом виде. Постановка ЗСБ на воду осуществляется путем вытягивания крайней секции судном либо лебедкой, установленной на противоположном берегу.

Бон постоянной плавучести содержит поплавок, расположенный в надводной части, сорбирующий элемент и шторку с балластом в виде кармана с цепью, расположенные в подводной части. Бон снабжен сорбционным отсеком, установленным по всей длине поплавка на его фронтальной поверхности и выполненным в виде кармана из сетки, верхняя часть которой закреплена на внешней оболочке поплавка, а нижняя часть расположена в подводной части бона и присоединена к верхней части шторки. Сорбирующий элемент размещен в сорбционном отсеке с возможностью его замены при насыщении нефтью. Повышается эффективность локализации и очистки нефтяных загрязнений на водной поверхности при многократном использовании сорбирующего элемента. 3 ил.

Заградительно-сорбирующий бон постоянной плавучести, содержащий поплавок, расположенный в надводной части, сорбирующий элемент и шторку с балластом в виде кармана с цепью, расположенные в подводной части, отличающийся тем, что он снабжен сорбционным отсеком, установленным по всей длине поплавка на его фронтальной поверхности и выполненным в виде кармана из сетки, верхняя часть которой закреплена на внешней оболочке поплавка, а нижняя часть расположена в подводной части бона и присоединена к верхней части шторки, при этом сорбирующий элемент размещен в сорбционном отсеке с возможностью его замены при насыщении нефтью.