УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕГУЛИРОВАНИЯ СБОРА НЕФТЕПРОДУКТОВ С ПОВЕРХНОСТИ ВОДЫ Российский патент 2004 года по МПК E02B15/04 E02B15/10 

Изобретение относится к устройствам для очистки водных акваторий от нефти и нефтепродуктов и может быть использовано на любых водных поверхностях от отстойников до морей.

Известно устройство “Циклон-С”, включающее защитную сетку, поплавки, гидроциклон, тангенциальное вводное отверстие, вывод чистой воды, водослив (перелив) и сливной патрубок для откачки загрязненной жидкости (В.Марков, Ю.Степанов. “Циклон - морской санитар”, с.28-29. Журнал “Нефтяник” №2, 1977 г.).

Недостатком данного устройства является его низкая производительность и эффективность, так как работа осуществляется, в основном, за счет движения судна и откачки через сливной патрубок загрязненной жидкости, но если увеличить производительность гидроциклона по сливу, то вместе с отработанным, увеличенным количеством нефтепродуктов, поступит большее количество воды, в связи с чем производительность по отрабатываемой жидкости фактически должна быть строго ограничена. В свою очередь, снижение производительности приводит к потере скорости внутри аппарата и к потере его сепарирующей способности, то есть эффективности. Устройство вообще неработоспособно без движения судна.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению по технической сущности является устройство для сбора нефтепродуктов с поверхности воды, включающее гидроциклон с питающей системой, сливным патрубком и патрубком тяжелой фазы жидкости, каждый из которых снабжен независимым принудительным приводом (Патент Франции №2253879, Е 02 В 15/04, 1975 г.).

Недостатком данного технического решения является то, что при наличии лишь одного сливного патрубка нельзя эффективно разделять продукты, так как этот патрубок должен сам отбирать отсепарированную нефть или ее продукты, и при этом нет возможности должным образом разогнать многофазную жидкость в гидроциклоне. Если же увеличить расход в слив, то тогда увеличится пропорционально и расход тяжелой части многофазной жидкости, то есть воды. Увеличение расхода в патрубке тяжелой фазы жидкости также не приведет к положительному эффекту, так как в этом случае уменьшаются радиальные потоки и радиальные скорости в теле гидроциклона, что соответственно ведет к снижению эффективности разделения.

Техническим решением задачи предлагаемого изобретения является интенсификация работы устройства для регулирования сбора нефтепродуктов с поверхности воды, а также повышения эффективности его работы.

Задача достигается тем, что в устройстве для регулирования сбора нефтепродуктов с поверхности воды сливная система в гидроциклоне выполнена в виде нескольких коаксиально расположенных патрубков, имеющих соответствующие насосы для независимого принудительного вывода, при этом патрубок тяжелой фазы расположен в вершине конуса гидроциклона и имеет эжектирующее устройство для коррекции размеров воздушного шнура по оси гидроциклона.

Сопоставительный анализ заявляемого устройства с прототипом показывает, что заявляемое устройство отличается тем, что сливная система в гидроциклоне выполнена в виде нескольких коаксиально расположенных патрубков, имеющих соответствующие насосы для независимого принудительного вывода, при этом патрубок тяжелой фазы расположен в вершине конуса гидроциклона и имеет эжектирующее устройство для коррекции размеров воздушного шнура по оси гидроциклона. Таким образом, заявляемое устройство соответствует критерию “новизна”. Сравнительный анализ заявляемого устройства с другими решениями в данной области не позволил выявить в них признаки, отличающее заявляемое решение от прототипа, что позволяет сделать вывод о его соответствии критерию “существенные отличия”. Именно использование в устройстве для регулирования сбора нефтепродуктов с поверхности воды вакуумного, многопродуктового гидроциклона, у которого слив выполнен в виде нескольких коаксиально расположенных патрубков, имеющих соответствующие насосы для независимого принудительного вывода, причем патрубок тяжелой фазы расположен в вершине конуса гидроциклона и имеет эжектирующее устройство для коррекции размеров воздушного шнура по оси гидроциклона, все это позволяет интенсифицировать работу устройства, а также повысить эффективность его работы, за счет адекватного реагирования на изменения входных параметров.

Сущность изобретения поясняется чертежами, на фиг.1 изображен общий вид устройства, в качестве примера трехпродуктовый, вакуумный гидроциклон, на фиг.2 - разрез по А - А фиг.1.

Устройство для регулирования сбора нефтепродуктов с поверхности воды включает цилиндроконический многопродуктовый гидроциклон 1 (на чертеже 3-х продуктовый), питающий патрубок 2, нефтеприемную воронку 3, сливную систему, включающую сливной патрубок 4 и патрубок легкой фазы жидкости 5, а также эжектирующее устройство 6 патрубка тяжелой фазы жидкости, расположенного в вершине конуса гидроциклона 1, гидравлические насосы 7 и электрические двигатели 8.

Предлагаемое устройство для регулирования сбора нефтепродуктов с поверхности воды работает следующим образом. Гидроциклон 1 посредством питающего патрубка 2 соединен с нефтеприемной воронкой 3, вся эта система крепится на подвижной раме, посредством бандажей на плавучем средстве (не показано). Заглубив воронку 3 под уровень нефтепродуктов, как показано на фиг. 2, в начале запускают электродвигатель 8 и насос 7 сливного патрубка 4, за счет этого в теле гидроциклона 1 создается разрежение и нефтепродукты с поверхности воды начнут поступать в гидроциклон 1. Вследствие тангенциальности подвода питающего патрубка 2 и конструктивного исполнения гидроциклона 1 таким образом, что в нем осуществляется вращательное движение поступающей жидкости, ее легкая фаза, то есть нефтепродукты, концентрируются по оси аппарата вокруг образованного там же воздушного шнура, являющегося следствием разрыва сплошности потока под действием центробежных сил, и все это отводится из гидроциклона через патрубок легкой фазы 5 посредством своего насоса 7 и электродвигателя 8, а тяжелая фаза потока, то есть осветленная вода, прижимается к стенке аппарата и выходит через эжектирующее устройство 6 патрубка тяжелой фазы жидкости, а также через сливной патрубок 4 с помощью своего насоса 7 и электродвигателя 8.

Устройство для регулирования сбора нефтепродуктов с поверхности воды, включающее многопродуктовый вакуумный гидроциклон, в котором сливная система выполнена в виде нескольких коаксиально расположенных патрубков, имеющих соответствующие насосы для независимого принудительного вывода, просто по конструкции, в связи с отсутствием движущихся частей - надежно в работе, при этом благодаря многопродуктовому принципу и тому, что каждый выводной патрубок гидроциклона снабжен принудительным выводом, имеется возможность повысить эффективность разделения многофазных жидкостей и интенсифицировать весь процесс за счет широкой возможности перераспределять расходы в аппарате.

Устройство включает вакуумный гидроциклон с питающим патрубком и сливной системой. Питающий патрубок гидроциклона соединен с нефтеприемной воронкой. Сливная система выполнена в виде нескольких коаксиально расположенных патрубков с насосами для принудительного вывода продуктов. Сливная система включает сливной патрубок и патрубок легкой фазы жидкости. В вершине конуса гидроциклона расположен патрубок тяжелой фазы жидкости с эжектирующим устройством для коррекции размеров шнура по оси гидроциклона, что обеспечивает регулирование сбора нефтепродуктов с поверхности воды и повышает эффективность работы устройства. 2 ил.

Устройство для регулирования сбора нефтепродуктов с поверхности воды, включающее вакуумный гидроциклон, питающий патрубок, сливную систему через насос и патрубок тяжелой фазы, имеющий независимый принудительный вывод, отличающееся тем, что сливная система в гидроциклоне выполнена в виде нескольких коаксиально расположенных патрубков, имеющих соответствующие насосы для независимого принудительного вывода, при этом патрубок тяжелой фазы расположен в вершине конуса гидроциклона и имеет эжектирующее устройство для коррекции размеров воздушного шнура по оси гидроциклона.