УСТРОЙСТВО ДЛЯ УДАЛЕНИЯ ПОВЕРХНОСТНОГО СЛОЯ НЕФТЕСОДЕРЖАЩИХ ЖИДКОСТЕЙ Российский патент 2009 года по МПК C02F1/40 

Изобретение относится к устройствам для забора поверхностного слоя (например, масла) нефтесодержащих сточных вод или других несмешивающихся жидкостей и может быть использовано для сбора нефтепродуктов с поверхностей водоемов, рек, морей и океанов, а также в очистных сооружениях водоснабжения и канализации в химической, металлообрабатывающей и других отраслях промышленности при очистке технологических, смазочно-охлаждающих жидкостей от органических примесей.

Заявляемое изобретение направленно на решение задачи, заключающейся в обеспечении повышения качества и производительности удаления поверхностного слоя нефтесодержащих сточных вод.

Известно устройство для удаления поверхностного слоя нефтесодержащих жидкостей (см. Патент РФ №2035958. Устройство для удаления поверхностного слоя нефтесодержащих жидкостей. М.кл. B01D 17/02, Е02В 15/04. Опубл. в БИ №15, 1995 г.), включающее плавающее маслосборное средство, удерживаемое на поверхности с помощью механизма пантографного типа, подвижную металлоконструкцию с укрепленным на ней набором грузовых пластин для регулировки положения маслосборного средства на поверхности жидкости и сливную систему для удаления масла, причем маслосборное средство выполнено в виде установленных на общей раме привода, связанных с ним цепной передачей двух вращающихся навстречу друг другу пустотелых цилиндров и размещенного между ними скребка в форме лотка, который сообщен со сливной системой, при этом рама шарнирно соединена с механизмом пантографного типа.

К недостаткам этого устройства можно отнести большое количество воды, уносимой вместе с нефтепродуктами, имеющими "рыхлую структуру", например, после флотации или при удалении органической фазы, полученной в результате разложения отработанных СОЖ. Вызвано это следующими обстоятельствами. С целью повышения производительности и качества разделения органических примесей от воды используют флотацию, при которой пузырьки воздуха выносят на поверхность жидкости плохо эмульгированные и частично эмульгированные органические вещества. Вместе с пузырьками воздуха и органическими частицами на поверхности образуется так называемый пенный продукт, имеющий как бы рыхлую структуру, содержащий большое количество воды. Поэтому барабаны в известном устройстве захватывают эту водную фазу вместе с органическими веществами и в дальнейшем приходится осуществлять декантацию или центрифугирование, что сопряжено с дополнительными затратами.

Известно также устройство для удаления поверхностного слоя нефтесодержащих жидкостей (см. Патент РФ №2042638. Устройство для удаления поверхностного слоя нефтесодержащих жидкостей. М.кл. C02F 1/40. Опубл. в БИ №24, 1995 г.), включающее маслосборное средство, удерживаемое на поверхности с помощью механизма пантографного типа, металлоконструкцию с укрепленным на ней набором грузовых пластин для регулировки положения маслосборного средства, сливную систему для удаления масла, причем маслосборное средство выполнено в виде установленных на общей раме привода и связанных с ним цепной передачей двух вращающихся пустотелых цилиндров с волнообразной боковой поверхностью и размещенного между ними скребка в виде лотка, сообщенного со сливной системой, при этом рама шарнирно соединена с механизмом пантографного типа.

К недостаткам указанного устройства можно отнести следующее. Во-первых, хотя наличие развитой волнообразной боковой поверхности и приводит к некоторому вытеснению воды из удаляемого поверхностного слоя нефтесодержащих жидкостей из-за усиления действия сил поверхностного натяжения (особенно во впадинах волнообразной поверхности), в удаленном продукте все же остается достаточно большое количество водной фазы, выносимой вместе с мелкими пузырьками воздуха (например, после флотации или разложения отработанных СОЖ), в результате чего качество удаляемого поверхностного слоя нефтесодержащих жидкостей снижается.

Во-вторых, для удаления поверхностного слоя нефтесодержащих жидкостей (с поверхности водоемов) из лотка маслосборного средства требуется дополнительное насосное оборудование.

В-третьих, при колебании поверхностного слоя (при наличии волн) в лоток может попасть и водная фаза, особенно при шторме, что приведет к снижению качества и производительности удаления нефтепродуктов.

В-четвертых, маслосборное средство громоздко и сложно по конструкции.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому изобретению является выбранное в качестве прототипа устройство для удаления поверхностного слоя нефтесодержащих жидкостей (см. Патент РФ №2210546. Устройство для удаления поверхностного слоя нефтесодержащих жидкостей. М.кл. C02F 1/40. Опубл. в БИ №23, 2003 г.), включающее плавающее маслосборное средство с возможностью удержания его на поверхности с помощью механизма пантографного типа и выполненное в виде установленных на общей раме двух пустотелых герметичных цилиндров с гладкой или волнообразной поверхностью с возможностью вращения навстречу друг другу и размещенного между ними лотка с возможностью касания с поверхностями пустотелых цилиндров, сливную систему, сообщенную с лотком, механизм привода, связанного цепной передачей с двумя пустотелыми цилиндрами, металлоконструкцию с укрепленным на ней набором грузовых пластин, связанным с плавающим маслосборным средством, и служащую для регулировки положения последнего, два валка с рифлеными боковыми поверхностями, смонтированными на общей раме параллельно двум пустотелым герметичным цилиндрам с противоположных сторон с небольшим зазором между поверхностями самих валков и цилиндров с возможностью вращения навстречу друг другу, отличающееся тем, что внутренние полости двух вращающихся навстречу друг другу пустотелых герметичных цилиндров плавающего средства снабжены соосно расположенными и разделенными на несколько частей в окружном направлении постоянными магнитами, размещенными в осевом направлении в несколько рядов и разделенными шайбами из немагнитных материалов, а одинаковые полюса N или S направлены навстречу друг другу (с возможностью отталкивания друг от друга как в осевом, так и в радиальном направлениях).

К недостаткам указанного устройства можно отнести следующее.

Во-первых, для удаления нефтепродуктов из лотка и сливной системы требуется дополнительное насосное оборудование.

Во-вторых, при колебании поверхностного слоя нефтесодержащих жидкостей в лоток будет попадать вместе с нефтепродуктами водная фаза.

В-третьих, затруднительно управлять вязкостью нефтепродуктов в процессе прилипания их к поверхностям пустотельных барабанов.

В-четвертых, маслосборное средство громоздко и сложно по конструкции.

Указанные недостатки обусловлены, во-первых, тем, что лоток и сливная система размещены между пустотельными герметичными барабанами, имеющими возможность плавать на поверхности нефтесодержащих жидкостей, и по мере накопления нефтепродутов в лотке и сливной системе их необходимо откачивать наверх, для чего и требуется насосное оборудование. Во-вторых, в баках-отстойниках на предприятиях и особенно в водоемах рек, морей и океанов при штормовой погоде образуются волны и поверхностные слои будут колебаться, в результате чего в лоток будет попадать вместе с нефтепродуктами большое количество воды, что приведет к ухудшению качества и снижению производительности удаления нефтепродуктов с поверхности жидкости. В-третьих, при изменении температуры жидкости (например, при повышении ее до 80-90°С в моечных машинах на предприятиях или понижении до нуля и ниже в водоемах рек, озер, океанов) вязкость нефтепродуктов изменяется, поэтому качество и производительность удаления нефтепродуктов снижается в ряде случаев. Кроме того, при плавании маслосборного средства, находящегося в верхних слоях жидкости, для регулирования температуры нефтепродуктов затрачивается большое количество теплого или холодного воздуха, которое необходимо вводить во внутренние полости барабанов. В-четвертых, размещенные внутри барабанов магниты увеличивают вес последних, а следовательно, и вес грузовых пластин, поэтому устройство громоздко и сложно в эксплуатации.

Технический результат - повышение эффективности удаления поверхностного слоя нефтесодержащих жидкостей (качества и производительности удаления нефтепродуктов) и упрощение конструкции устройства за счет снижения металлоемкости и замены некоторых узлов на другие.

Технический результат достигается тем, что устройство для удаления поверхностного слоя нефтесодержащих жидкостей, включающее в себя плавающее маслосборное средство, выполненное в виде двух пустотелых герметичных барабанов, установленных на поверхности жидкости с возможностью вращения вокруг собственных осей и смонтированных на подвижной раме, прикрепленной к неподвижной раме шарнирно в верхней ее части, неподвижную раму с установленным на ней приводом для вращения барабанов, подвижную металлоконструкцию с размещенным на ней набором грузовых пластин для регулировки положения маслосборного средства на поверхности нефтесодержащих жидкостей, сливную систему для удаления нефтепродуктов, выполненную в виде лотка, расположенного с возможностью соприкосновения с поверхностями барабанов и предназначенного для слива нефтепродуктов по сливным магистралям в емкость для дальнейшего их транспортирования, отличается тем, что плавающее маслосборное средство выполнено в виде ленточного конвейера, состоящего из бесконечной тонкой металлической перфорированной по бокам ленты, смонтированной на двух пустотелых герметичных барабанах (одного ведущего, а другого ведомого), имеющих на концах по одной звездочке для привода в движение перфорированной ленты и закрепленных вместе с лентой шарнирно с помощью опор на подвижной раме, а между пустотелыми барабанами и ветвями ленты вместо подвижной рамы с набором грузовых пластин размещен поплавок в виде пустотелой емкости прямоугольного сечения, прикрепленный также к подвижной раме, имеющей возможность качания вместе с конвейером относительно поверхностного слоя нефтесодержащих жидкостей вокруг оси ведущего барабана, смонтированного на двух опорах к неподвижной раме, сливную систему в виде сливного лотка, смонтированного на неподвижной раме с возможностью соприкосновения его с бесконечной лентой в месте установки неподвижной рамы вверху бака-отстойника или на палубе самоходного судна в носовой его части, причем перфорированная по бокам лента с целью уменьшения трения с поверхностями ведущего и ведомого барабанов и поплавка между этими поверхностями смонтированы ролики, прикрепленные к поверхностям барабанов и поплавка, дополнительный поплавок в виде пустотелой емкости круглого сечения, размещенный снаружи и закрепленный с помощью нескольких реек к подвижной раме, причем конвейер имеет возможность качания относительно поверхностного слоя жидкости вокруг оси ведущего пустотелого герметичного барабана, смонтированного на двух опорах, прикрепленных к неподвижной раме, установленной на палубе самоходной баржи в носовой ее части или на баке-отстойнике в цехе, а сливной лоток со сливной системой вынесен наверх и смонтирован с возможностью соприкосновения его с бесконечной тонкой металлической перфорированной по бокам лентой в месте установки на неподвижной раме. У прототипа и заявляемого изобретения имеются следующие сходные существенные признаки: наличие плавающего маслозаборного средства, удерживаемого на поверхности нефтесодержащих жидкостей с помощью механизма пантографного типа и выполненного в виде установленных на общей раме двух вращающихся пустотелых герметичных цилиндров, имеющих возможность забирать с поверхности жидкости всплывшие после ее отстоя нефтепродукты, реализуя тем самым их отделение от водной фазы; лоток, стенки которого выполняют роль скребков, размещенный между пустотелыми цилиндрами с возможностью соприкосновения с ними; сливная система, служащая для удаления отделенных от воды органических веществ, исключающая их повторное перемешивание с водной фазой; механизм привода, служащий для вращения пустотелых герметичных цилиндров; металлоконструкция с укрепленным на ней набором грузовых пластин для регулировки положения маслосборного средства.

По отношению к прототипу у заявляемого изобретения имеются следующие отличительные признаки. Маслосборное средство вместо пустотелых барабанов представляет собой ленточный конвейер и состоит из бесконечной тонкой металлической перфорированной по бокам ленты, выполняющей роль сбора нефтепродуктов с помощью свойства адгезии и смонтированной на двух пустотелых герметичных барабанах (один из которых ведущий, а второй ведомый), служащих для перемещения ленты и смонтированных на подвижной раме, прикрепленной с помощью опор на неподвижной раме, и дополнительный поплавок в виде пустотелой емкости круглого сечения, размещенный снаружи и закрепленный с помощью нескольких реек к подвижной раме. Причем барабаны имеют на концах по одной звездочке для привода в движение перфорированной по бокам ленты, а между ветвями ленты и пустотелыми барабанами размещен поплавок в виде пустотелой емкости прямоугольного сечения вместо подвижной металлоконструкции с размещенным на ней набором грузовых пластин для регулирования положения маслосборного средства на поверхности жидкости. Причем конвейер имеет возможность качания относительно поверхностного слоя жидкости вокруг оси ведущего барабана, смонтированного на двух опорах, прикрепленных к неподвижной раме, установленной на палубе самоходной баржи в носовой ее части (или на баке-отстойнике в цехе), а сливной лоток со сливной системой вынесен наверх и смонтирован с возможностью соприкосновения его с бесконечной лентой в месте установки на неподвижной раме. Для снижения трения ленты между поверхностями барабанов и поплавка предусмотрены ролики, прикрепленные к последним.

Сущность изобретения поясняется чертежом, где на фиг.1 показано устройство для удаления поверхностного слоя жидкости, вид сбоку, на фиг.2 - вид сверху по фиг.1, на фиг.3 - разрез А-А по фиг.1, на фиг.4 - разрез Б-Б по фиг.1.

Устройство для удаления поверхностного слоя нефтесодержащих жидкостей включает в себя плавающее маслосборное средство 1 (фиг.1, 2), неподвижную раму 2 с размещенным на ней приводом 3, сливную систему, состоящую из лотка 4, емкость для накопления нефтепродуктов 5. Плавающее маслосборное средство 1 в свою очередь выполнено в виде ленточного конвейера, состоящего из бесконечной тонкой металлической перфорированной по бокам ленты 6 (фиг.2, 3, 4), смонтированной на двух пустотелых герметичных барабанах (одного ведущего 7, а другого ведомого 8), имеющих на концах по одной звездочке 9 и 10 (фиг.2, 3) для привода в движение перфорированной по бокам лепты. Между пустотелыми барабанами и ветвями ленты размещен поплавок в виде пустотелой емкости прямоугольного сечения 11 (фиг.4). Барабаны 7, 8 со звездочками 9 и 10, перфорированная по бокам лента 6 и поплавок 11 смонтированы к одной раме 12 (фиг.1, 2). Для уменьшения трения перфорированной ленты с поверхностями ведущего и ведомого барабанов и поплавка между ними смонтированы ролики цилиндрического сечения 13. Для улучшения условий плавания предусмотрен дополнительный поплавок 17 круглого сечения. Все маслосборное средство 1 имеет возможность качания относительно поверхностного слоя нефтесодержащих жидкостей вокруг оси ведущего барабана 7, смонтированного на двух опорах 14 и 15 к неподвижной раме 16. В качестве привода применен мотор-редуктор. Для слива нефтепродуктов с ленты конвейера используется сливная система в виде лотка 4 с возможностью соприкосновения его с металлической лентой 6, смонтированного также на неподвижной раме 16, и емкости для сбора нефтепродуктов 5. Все устройство крепится наверху бака-отстойника СОЖ, моющих растворов на предприятиях или на палубе самоходного судна в носовой его части. Устройство для удаления поверхностного слоя нефтесодержащих жидкостей работает следующим образом. Загрязненная нефтепродуктами жидкость всплывает на поверхность баков-отстойников или водоемов рек, озер, океанов и после этого плавающее маслосборное средство 1 опускается на поверхность жидкости. При вращении пустотелых герметичных барабанов 7 и 8, смонтированных вместе с лентой и поплавком на подвижной раме 12 с помощью привода 3, размещенного на раме 2, тонкая металлическая перфорированная по бокам лента 6 с помощью звездочек 9 и 10 приводится в движение. Нефтепродукты прилипают к ней и выносятся наверх, где стенками лотка 4 удаляются и сбрасываются в емкость для сбора нефтепродуктов 5. Причем лента перемещается по роликам 13, прикрепленным к поверхностям барабанов 7 и 8 и поплавка 11, а плавающее маслосборное средство может совершать колебательное движение относительно поверхностного слоя нефтесодержащих жидкостей вокруг оси ведущего барабана 7, смонтированного на опорах 14 и 15 неподвижной рамы 16. Для улучшения условий плавания предусмотрен дополнительный поплавок 17 круглого сечения.

Предлагаемое устройство обладает следующими преимуществами. Во-первых, так как лента перемещается на довольно большую высоту, некоторое количество водной фазы, увлекаемой все же лентой вместе с нефтепродуктами, стекает с нее по наклонной поверхности более длительное время, чем с известных барабанов, поэтому и качество удаляемых нефтепродуктов улучшается существенным образом. Во-вторых, для откачки нефтепродуктов не требуется насосное оборудование, так как лента сама транспортирует их наверх баков-отстойников или в емкость, размещенную на палубе. В-третьих, во время колебания поверхностного слоя нефтесодержащих жидкостей в баках-отстойниках или в штормовую погоду в больших водоемах в предлагаемом устройстве в лоток не будет попадать вместе с нефтепродуктами большое количество воды, так как лоток вынесен наверх устройства. В-четвертых, пустотелые герметичные барабаны, не содержащие внутри другие элементы (например, магниты), совместно с встроенным между ветвями ленты поплавком и дополнительным поплавком не требуют применения подвижной металлоконструкции с набором грузовых пластин для регулировки местоположения устройства, что значительно упрощает конструкцию и снижает материалоемкость. Причем пустотелые барабаны выполняют другую роль по сравнению с известными устройствами, то есть они являются и поплавками, и элементами привода устройства. В-пятых, для изменения вязкости нефтепродуктов горячий или холодный воздух можно подводить внутрь ведущего барабана, находящегося наверху устройства, контактируемого с воздухом, а не с большой поверхностью воды. Все указанные преимущества повышают в конечном итоге эффективность работы данного устройства.

Изобретение относится к устройству для удаления поверхностного слоя нефтесодержащих жидкостей и может быть использовано в очистных сооружениях водоснабжения и канализации, в химической, металлообрабатывающей и других отраслях промышленности, при очистке технологических, смазочно-охлаждающих жидкостей от органических примесей, а также для удаления нефтепродуктов с поверхностей водоемов, рек, морей, океанов. Устройство представляет собой ленточный конвейер и состоит из бесконечной тонкой металлической перфорированной по бокам ленты, смонтированной на двух пустотелых герметичных барабанах, установленных на подвижной раме, прикрепленной с помощью опор к неподвижной раме. Барабаны имеют на концах по одной звездочке. Конвейер имеет возможность качания относительно поверхностного слоя жидкости. Сливной лоток со сливной системой вынесен наверх и смонтирован с возможностью соприкосновения его с лентой в месте установки на неподвижной раме. Между поверхностями барабанов и подвижной рамы предусмотрены ролики. Технический результат состоит в повышении эффективности удаления поверхностного слоя. 4 ил.

Устройство для удаления поверхностного слоя нефтесодержащих жидкостей, включающее плавающее маслосборное средство, содержащее два пустотелых герметичных барабана, установленных на поверхности жидкости с возможностью вращения вокруг собственных осей и смонтированных на подвижной раме, прикрепленной к неподвижной раме шарнирно в верхней ее части, неподвижную раму с установленным на ней приводом для вращения пустотелых герметичных барабанов, сливную систему, выполненную в виде лотка, для слива нефтепродуктов по сливным магистралям в емкость для дальнейшего их транспортирования, отличающееся тем, что плавающее маслосборное средство выполнено в виде ленточного конвейера, состоящего из бесконечной тонкой металлической перфорированной по бокам ленты, смонтированной на двух пустотелых герметичных барабанах, один из которых ведущий, а второй - ведомый, имеющих на концах по одной звездочке для привода в движение перфорированной ленты, и закрепленных вместе с лентой шарнирно с помощью опор на подвижной раме, а между пустотелыми барабанами и ветвями ленты размещен поплавок в виде пустотелой емкости прямоугольного сечения, прикрепленный к подвижной раме, имеющей возможность качания вместе с конвейером относительно поверхностного слоя нефтесодержащих жидкостей вокруг оси ведущего барабана, смонтированного на двух опорах к неподвижной раме, установленной на палубе самоходной баржи в носовой ее части или на баке-отстойнике в цехе, а сливной лоток смонтирован на неподвижной раме с возможностью соприкосновения его с бесконечной лентой в месте установки неподвижной рамы вверху бака-отстойника или на палубе самоходного судна в носовой его части, причем поверхности ведущего и ведомого барабанов и поплавка снабжены роликами для уменьшения трения ленты с этими поверхностями, и устройство снабжено дополнительным поплавком в виде пустотелой емкости круглого сечения, закрепленным с помощью нескольких реек к подвижной раме.