Устройство для сбора нефти с поверхности воды Советский патент 1983 года по МПК E02B15/04 

. 1 ,

Изобретение относится к гидротехническим установкам для очистки и поддержания в надлежащем состоянии открытых водоемов и водотоков, например для очистки их поверхности от нефтепродуктов.

Известна -установка для сбора и перекачки с поверхности жидкости не смешивающегося с ней вешества, плаваюш,его в виде тонкой пленки на ее поверхности, включающая завихритель для образования воронки на поверхности жидкости, расположенного внутри цилиндрического стакана винта с приводным двигателем и устройство для отбора и перекачки собираемого вещества в отдельно расположенную емкость 1 .

Недостатком устрой ства является то, что при отборе собираемого вещества из воронки насосом засасывается большое количество жидкости.

Известно также устройство для сбора нефти с поверхности воды, содержащее корпус с направляющим аппаратом, вихревую камеру, в нижней части которой установлен сепаратор, внутри которого установлен вал-щнек с винтом, приводной двигатель, откачивающий нефтяной насос, воздущную камеру 2.

Однако через приемный трубопровод нефтеперекачивающего насоса из воронки 5 вместе с нефтью, отделив-иейся в сепараторе, закачивается больш.ое количество воды, в результате чего нерационально используется емкость для сбора собираемой нефти. Собранная нефть после сбора требует времени для отстоя для дальнейшего ее использования. При волнении, в результате оголения приемного трубопровода, попадает воздух и насос работает с перебоями или вообще не может производить откачивание нефти, что приводит к уменьшению КПД 15 приводного двигателя насоса, т. е. к уве личению расхода энергии.

Цель изобретения - повышение эффективностиочистки воды от нефти и снижение энергозатрат.

Указанная цель достигается тем, что

20 в нижней части корпуса устройства установлена цистерна, верхний уровень которой расположен ниже ватерлинии, а в средней части цистерны установлен трубопровод, сообщающий ее с воронкой, размещенной в нижней части вихревой камеры, при этом на днище цистерны установлен патрубок, сообщающий ее нижний уровень со средней частью се-паратора. При этом цистерна выполнена Г-образной формы. На фиг. 1 изображено устройство, вид сверху; на фиг. 2 - то же, поперечный разрез. Устройство состоит из корпуса 1 с выполненным в нем направляющим аппаратом, переходящим в направляющий канал и вихревую камеру 2. В нижней части вихревой камеры 2 установлен сепаратор 3, внутри которого в центре размещен валщнек 4 с винтом 5, направление винтовых линий которых противоположны. Вал-шнек 4 и винт 5 приводятся во вращение приводным двигателем 6, установленным на корпусе сепаратора 3. В нижней части корпуса 1 встроена цистерна 7, образующая днище корпуса 1. В поперечном разрезе цистерна 7 выполнена Г-образной формы. Вертикальные размеры цистерны 7 таковы, что верх цистерны 7 расположен ниже действующей ватерлинии в корпусе 1, т.е. она располагается ниже уровня воды. В нижней части вихревой камеры 2 в центре установлена нефтезаборная воронка 8, соединенная трубопроводом 9 с цистерной 7, так что выход трубопровода 9 расположен посредине между днищем и верхом цистерны 7. На днище цистерны 7 установлен патрубок 10, соединяющий нижний уровень цистерны 7 с серединой сепаратора 3. На палубе корпуса 1 установлен откачивающий нефтяной насос 11, соединенный при помощи приемного трубопровода 12 с верхней частью цистерны 7. Цистерна 7 имеет воздущную трубку 13 для выравнивания давлений с атмосферным. Между днищем направляющего аппарата корпуса 1 и цистерной 7 установлена воздушная камера 14 для придания положительной плавучести устройству. ,, „, Устройство работает следующим обрат-1 - с t: Приводной двигатель 6 вращает винт 5, который протягивает воду через сепаратор 3, в результате чего вода с нефтяной пленкой на поверхности начинает постуncjTu D uarrnaonaij iiiT TJ оппопатncio гг. пать в направляющий аппарат, разгоняясь в нем, попадает в вихревую камеру 2 и, закручиваясь, поступает в сепаратор 3. В результате вращения более легкая нефть собирается в сепараторе 3 в центре и при помощи вала-щнека 4 и разности удельных весов выталкивается в центр нижней части вихревой камеры 2, где установлена нефтезаборная воронка 8. Так как цистерна 7 расположена ниже уровня воды, то нефть, отделенная в сепараторе 3 с некоторым содержанием воды, поступает в воронку 8 и по трубопроводу 9, из-за разностей уровней, поступает в цистерну 7. В цистерне 7 смесь нефть-вода изза отстоя разделяется на две фазы, по днищу скапливается вода частично с примесью нефти, а сверху по ней - отстоявшаяся, практически обезвоженная нефть. По мере заполнения цистерны собранной нефтеводяной смесью уровень в ней увеличивается и при достижении его до уровня входа приемного трубопровода 12 включается откачивающий нефтяной насое 11, который удаляет практически обезвоженную нефть к потребителю, например она может сразу сжигаться в котлоагрегатах или другой энергетической установке сопровождающего устройство судна или накапливаться в его танках. В это время повышается и уровень отстоявшейся воды в цистерне 7, но так как на днище цистерны 7 установлен патрубок 10, сообщающий ее с серединой сепаратора 3, то происходит следующее. Вода, проходящая через сепаратор 3, движется с определенной скоростью и имеет относительно входа патрубка 10 в сепараторе 3 движение, в результате чего возникает эжектирующий эффект, т. е. в районе входа патрубка 10 в сепараторе 3 создается область меньщего давления, чем в нижней части цистерны 7, и вода с частичным содержанием нефти засасывается в среднюю часть сепаратора 3, и попадает во вращательное движение, в результате чего нефть отделяется, а вода выбрасывается винтом 5 наружу. Таким образом в цистерне 7 нефтеводяная смесь собранная с поверхности воды, расслаивается на два слоя - воду и нефть, и верхний слой - нефть засасывается откачивающим нефтяным насосом 11, а нижний слой - вода засасывается через патрубок 10 в сепаратор 3, частично очищается в нем и удаляется наружу. Для того, чтобы исключить попадание воды в откачивающий нефтяной насос 11, цистерна 7 выполнена Г-образной и вход приемного трубопровода 12 устанавливается внутри выступа Г-образной цистерны 7. При этом происходит следующее: в случае поступления нефтеводяной смеси с большим содержанием воды, вся отстоявшаяся выталкивается в выступ Г-образной цистерны 7 и оттуда удаляется к потребителю J f Для того чтобы в цистерне 7 не создавалось разряжение при работе откачивающего нефтяного насоса 11, в цистерне 7 установлена воздуцшая трубка 13, сообЩающая ее с атмосферой. Для придания в целом устройству положительной плавучести служит воздушная камера 14, которая рассчитана на плавучесть устройства при заполненной полностью цистерне 7 и пустой. Применение изобретения позволяет получить по сравнению с известными устройствами следующие преимущества. Получить в устройстве полное отделение нефти от воды, что позволяет собранную 11ефт направлять без дополнительной обработки ее к потребителю, в частности сжигать ее в энергетической установке сопровождающего устройства судна. За счет того, что собирается чистая нефть и исключается заполнение емкостей для собранной нефти водой, повышается автономность использования емкостей для сбора нефти. Возможность автоматического включения и выключения откачивающего нефтяного насоса позволит увеличить срок службы последнего и экономить энергию за счет сокращения рабочего времени приводного двигателя насоса. При волнении и качке устройство работает одинаково надежно и качественно обеспечивает сбор нефти с поверхности воды, так как ему не стращны оголения нефтесборной воронки. Конструкции основных узлов и механиз« ов устройства достаточно просты и технологичны, что позволяет получить экономию по сравнению с известными установками для сбора и очистки поверхности водоемов от нефти. Формула изобретения 1. Устройство для сбора нефти с поверхности воды, содержащее корпус с направляющим аппаратом, вихревую камеру, в нижней части которой установлен сепаратор, внутри которого установлен вал-шкек с винтом, приводной двигатель, откачивающий нефтяной насос, воздушную камеру, отличающееся тем, что, с целью повышения эффективности очистки воды от нефти и снижения энергозатрат в нижней части корпуса устройства установлена цистерна, верхний уровень которой расположен ниже ватерлинии, а в средней части цистерны установлен трубопровод, сообщающий ее с воронкой, размещенной в нижней части вихревой камеры, при этом на днище цистерны установлен патрубок, сообщающий ее нижний уровень со средней частью сепаратора. 2 Устройство по п. 1, отличающееся тем, что цистерна выполнена Г-образной формы. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Патент СССР № 458136, кл. Е 02 В 15/04, 1969. 2.Авторское свидетельство СССР № 718537, кл. Е 02 В 15/04 1977.