Устройство для сбора нефти с поверхности воды Советский патент 1992 года по МПК E02B15/04 

Изобретение относится к охране окружающей среды и может быть исполь зовано для очистки от загрязнения нефтью и нефтепродуктами поверхности открытых водоемов.

Цель изобретения - повышение эффективности работы устройства за счет снижения обводненности собранной нефти и снижения энергозатрат.

На фиг. 1 изображена установка, вид сверху; на фиг,, 2 - разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - разрез Б-Б на фиг 1; на фиг. 4 - разрез В-В на фиг.1.

Устройство включает цилиндрически корпус 1 с нефтеприемным отверстием на боковой поверхности, внутри которого на опорах 2 размещен шнек 3. Шнек 3 выполнен из двух частей с ле- возаходной винтовой поверхностью 4 и правозаходной поверхностью 5. С обоих

тсрцов корпуса 1 размещены плавучие подвижные перегородки 6, верхние кром- кга которых установлены выше ватерлинии. К корпусу 1 с торцов примыкают отстойники 7 без дна, каждый из которых соединен с соответствующей нефте- накопительной емкостью 8 и отделен от нее плавучей подвижной перегородкой 9. Для обеспечения плавучести устройство снабжено понтонами 10 и жестко соединено перемычкой 11, на которой размещен двигатель 12, например пневматический, и приводная система вращения шнека 3 например шкив 13 и цепная (ременная) передача 14. Перегородки 6 и 9 выполнены подвижными и плавучигли для возможности установки их верхних кромок выше уровня жидкости в водоеме, причем перегородка 9 не должна быть установлена выше перегородки 6, чтобы обеспечить перелив

Я

ю

00 ON

Јw

верхнего слоя из корпуса шнека в от- ( стойники 7 без дна, отстаивание и перелив верхнего слоя нефти из отстойника 7 в накопительную емкость 8, а также чтобы исключить обратный ток неАти.

Установка работает следующим образом.

Включают двигатель 12, который с помощью приводной системы (13 и 14) приводит во вращение шнек 3, а в случае необходимости и перемещает по поверхности водоема все устройство. Нефть, разлитая по поверхности водо- ема, начинает поступать в корпус 1 через продольную щель на боковой поверхности корпуса 1 и перемещаться шнеком 3 от центра к обоим торцам корпуса шнека. На выходе из корпуса шнека нефтяная пленка, практически с минимумом воды, перебрасывается шнеком через перегородки 6, установленные выше ватерлинии, в отстойник 7 без дна. Далее нефть и вода по мере повышения уровня в отстойнике 7 за счет разности удельных весов воды и нефти разделяются и по достижении верхней кромки перегородки 9 верхний слой нефти переливается в накопительную емкость 8, при этом вода из отстойника 7 попадае снова в водоем Из накопителя 8 нефть может быть откачана любым насосом (не показан)ь

5 0

5

работы установки для сбора нефти с поверхности воды оценивают по эффективности сбора и отделения нефти от воды и энергозатратам,, Опробование установки показало, что в резулнтате сбора нефти с поверхности воды путем перемещения ее с помощью шнека и переливания ее через перегородки, установленные на 6 мм выше уровня воды, собрано все пятно,за 2 мин, причем нефть начала переливаться через перегородку между отстойником и нефте- накопителем через 40 с. Анализ нефти в накопителе показал, что содержание воды в ней не превышает 0,1%. Потребляемая мощность равнялась 15 Вт0 Для сравнения аналогичное пятно нефти собирают с помощью смоделированного известного устройства при идентификации параметров шнека в емкости„ Время сбора 7 мин, затраты электроэнергии 36 Вт, поскольку нефть попадала в воронку в виде эмульсии со значительным содержанием воды (до 20%).

При использовании предлагаемой установки по сравнению с известной в 4 и более раз увеличивается интенсивность сбора и отделения от воды разлитой нефти с поверхности водоема, при этом затраты энергии снижаются более чем в 2 раза.

Повышение эффективности при ис- пбльзовании предлагаемой установки

Использование: изобретение относится к охране окрзтаающей среды и может быть использовано для очистки от загрязнения нефтью и нефтепродуктами поверхности открытых водоемов, Сущность изобретения: установка содержит шнек с левой и правой навивками, размещенный в корпусе, имеющем продольную приемную кромку в зоне ватерлинии. Каждый торец1 корпуса соединен с отстойником без дна, в свою очередь спаренным с нефтенакопи- телем, при этом между шнеком и отстойником, а также между отстойником и нефтенакопителем установлены плавучие регулируемые перегородки, верхние кромки которых выше ватерлинии,, Использование установки позволит резко интенсифицировать процесс сбора нефти и неготепродуктов с поверхности водоемов, улучшить экологическую обстановку в зоне разлива нефти. 4 ил.

В лабораторных условиях исследована 35 достигается за счет следующих преи40

установка, выполненная следующим образом, В цилиндрический корпус с внутренним диаметром 40 мм длиной 200 мм устанавливают шнек с шагом 25 мм, . угол наклона витка 45 „ Шнек жестко соединен с отстойником без дна, а последний - с накопителем, каждый объемом 200 мл. Между корпусом и отстойником, а также между отстойником и накопителем установлены подвижные плавучие перегородки. Установка помещена в модельный водоем размером 0,6х хО,6x0,3 м, по поверхности которого разлита нефть плотностью 0,819 г/см3, динамическая вязкость 4,2 сПз. Количество разлитой по поверхности не&ти 100 мл. Радиус нефтяного пятна 0,2м. Перемещение установки по поверхности водоема и вращение шнека осуществляют с помощью электродвигателя МШ-2 мощностью 40 Вт и редуктора, соединенных с установкой при помощи гибкого вала длиной 0,3 м. Скорость вращения шнека 3 об/с. Эффективность

муществ: сбор нефти с поверхности осуществляется путем затягивания ее через щель шнека и переброса из корпуса шнека в отстойник без дна через перегородку послойно, без перемешива ния, что исключает образование и попадание в отстойник водонефтяной эмульсии; экономия электроэнергии осуществляется за счет применения бе 45 донного отстойника, в котором происходит разделение нефти и воды, на- копление ее до уровня, превышающего перегородку между отстойником и нако пителем, и перелив слоя нефти в от- с тойник„

50

Использование горизонтально расположенного шнека обеспечивает перемещение нефти с помощью погруженных в водоем витков, размещенных ниже (или на уровне) оси шнека, что позво ляет минимизировать количество поступающей с нефтяной пленкой воды и не создавать вихревого перемешивани

муществ: сбор нефти с поверхности осуществляется путем затягивания ее через щель шнека и переброса из корпуса шнека в отстойник без дна через перегородку послойно, без перемешивания, что исключает образование и попадание в отстойник водонефтяной эмульсии; экономия электроэнергии осуществляется за счет применения без- донного отстойника, в котором происходит разделение нефти и воды, на- копление ее до уровня, превышающего перегородку между отстойником и накопителем, и перелив слоя нефти в от- с тойник„

Использование горизонтально расположенного шнека обеспечивает перемещение нефти с помощью погруженных в водоем витков, размещенных ниже (или на уровне) оси шнека, что позво ляет минимизировать количество поступающей с нефтяной пленкой воды и не создавать вихревого перемешивани

51

приводящего к образованию водонефтя- ной эмульсии„

Использование неЛтяного отстойни- ка без дна позволяет интенсифицировать отделение нейти от воды, накопить нефть, обеспечить неограниченно время работы установки за счет возврата воды после отстоя в водоем при условии своевременной откачки нефти из нефтесбсрной емкости или опорожнения нефтесборной емкости при помощи сменных (вставных) емкостей-танкеров. ГОнековое перемещение нефти и наличие перегор.одки между корпусом шнека и отстойником гарантирует невозможность обратного хода нефти из неЛтяного отстойника обратно в водоем. При необходимости, например при волнении, нефтяной отстойник и нефте накопитель могут быть герметизированы.

Глубина погружения установки обеспечивается с помощью поплавков. По мере заполнения неАтесборника нефтью и погружения установки ее работа может быть обеспечена путем поднятия вверх регулируемых плавучих перегородок. Для сбора нефти из нефтяного бездонного отстойника достаточно опустить перегородку между ним и нефте- сборной емкостью ниже линии раздела нефть - вода.

Установку легко автоматизировать Работа ее может быть осуществлена как при откачке нефти насосом, установленным на берегу водоема, так и с помощью плавучих контейнеров Установка может быть использована практически при любых глубинах водоемов. Применение предлагаемого изобретения позволит получить по сравнению с известными установками эффективный сб и отстаивание неЛти, собранной с поверхности водоема, за счет среза шне ком верхнего слоя нефтяной пленки с водой, переброса его в нефтяной отстойник и перелива слоя нефти в нефт

0

5

0

j

накопитель, снижение энергозатрат за счет того, что тратится она только на перемещение минимизированного слоя нефти, а также сбор с водоема нефтяной пленки любой толщины вплоть до молекулярной.

Использование установки на промыслах и месторождениях в зонах разлива нефти на поверхности водоемов позволит резко интенсиАицировать процесс сбора и использования нефти с минимальными энергозатратами. Установка может использовать любые источники энергии

Формула изобретения

Устройство для сбора нефти с поверхности воды, включающее раму, приводной шнек, размещенный в горизонтальном корпусе, имеющем на боковой поверхности нефтепрйемное отверстие с горизонтальной нефтепереливной кромкой, и нефтесборную емкость, о т- личающееся тем, что, с целью повышения эффективности в работе устройства за счет снижения обводненности собранной нефти и снижения энергозатрат, оно снабжено дополнительной нефтесборной емкостью, открытыми сверху нефтеотстойными камерами беч дна и плавучими вертикальными перегородками с незатопленными верхними кромками, рама выполнена 5 плавучей, а шнек - составным из частей с левой и правой навивкой, при этом корпус шнека выполнен в виде трубы,. к торцам которой примыкают нефтеотстойные камеры с примыкающей к каждой из них нефтесборной емкостью, причем между нефтеотстойными камерами и нефтесборными емкостями, а также между нефтеотстойными камерами и торцами корпуса шнека установлены с возможностью вертикального перемещения плавучие перегородки.

5

0

0

лГ

Нефт& r

№к/

А-К

в

в ЧХ

ь

/ v

Гч ;

ФигЗ

Нефть

Вода

Щиг.4