устройство для сбора нефти с поверхности воды

Формула изобретения

Устройство для сбора нефти с поверхности воды, включающее замкнутую батарею гидроциклонов, расположенных равномерно по окружности, соединенных между собой вертикальными перемычками и совмещенных передними и задними стенками с входными отверстиями, расширяющимися кверху, трубопроводы и нефтепроводы, соединенные с коаксиально расположенными коллекторами нефти и воды в центре устройства, пустотелые камеры, образованные горизонтальными и вертикальными перемычками, вертикальные кромки, образованные передними и задними стенками гидроциклонов, крышку с волнорезным устройством и люком, отличающееся тем, что устройство снабжено внешними и внутренними электромагнитами, расположенными равномерно по окружности крышки, и конусовидными электромагнитами, расположенными на поверхности гидроциклонов, которые связаны кабелем в водо- и маслостойкой изоляции с блоком управления.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к технике защиты водной среды, а именно к устройствам для сбора и разделения жидкостей с различным удельным весом, растекшихся по поверхности водоемов, и может быть использовано для очистки от нефтяных загрязнений акваторий морей, океанов, портов, гаваней и внутренних водоемов.

Известна установка, включающая специальный магнитосборник (Морозов Н.А., Страдомский Ю.И., Щелыкалов Ю.Я. //Вестник машиностроения. 2002. №3. С.37-40). Изменяющийся рабочий зазор образуется двумя полюсами. Магнитное поле создается электромагнитом. Его магнитопровод состоит из двух цилиндрических сердечников и ярма прямоугольного сечения. На сердечниках размещена обмотка возбуждения. Полюсы крепятся к сердечникам магнитопровода болтовым соединением и могут поворачиваться вокруг оси сердечника. Электромагнит подвешивается над уровнем воды с глубиной погружения 10 мм.

Недостатком данного устройства является то, что подтянутый в рабочий зазор магнитосборника омагниченный нефтепродукт необходимо откачивать насосом, который необходимо устанавливать сразу на платформе магнитосборника, чтобы усилить всасывающий эффект. Это может послужить снижением области его применения на больших водных поверхностях.

Наиболее близка к заявленному устройству конструкция для сбора нефти с поверхности воды (Патент РФ №2205261, МПК⁷ Е 02 В 15/10, 15/04, Бюл. №15, 27.05.2003 г.), включающая замкнутую батарею гидроциклонов, расположенных равномерно по окружности, соединенных между собой вертикальными перемычками и совмещенных передними и задними стенками с входными отверстиями, расширяющимися кверху, а также трубопроводы и нефтепроводы, соединенные коаксиально расположенными коллекторами нефти и воды в центре устройства. Она включает также пустотелые камеры, образованные горизонтальными и вертикальными перемычками, вертикальные кромки, образованные передними и задними стенками гидроциклонов, крышку, по всему периметру которой установлено волнорезное устройство (ВУ). Между ВУ вертикальными кромками образован зазор, а в крышке устройства над пустотелой камерой выполнен люк.

Недостатком данной конструкции является низкая эффективность очистки воды, так как случае больших разливов нефти невозможно подтягивание пленки с отдаленных участков к волнорезному устройству, что сужает область его применения.

Задача изобретения - повышение эффективности очистки воды путем разделения воды и нефтяной пленки в устройстве.

Эта задача решается тем, что данное устройство дополняется комплексом внешних, внутренних и конусовидных электромагнитов, а также блока управления, формирующего управляющее воздействие определенной частоты и длительности для каждого электромагнита отдельно.

На фиг.1. изображено устройство для сбора омагниченной нефти с поверхности воды, вид сбоку; на фиг.2 - сечение А-А.

На внешней стороне данного устройства и в центре по периметру равномерно распложены шесть внешних 1 и шесть внутренних электромагнитов 2, которые подключены к блоку управления 3. В центральной части устройства заключена замкнутая батарея гидроциклонов 4, расположенных по окружности и совмещенных передними стенками 5 и задними стенками 6 с входными отверстиями 7. Гидроциклоны 4 соединены между собой вертикальными перемычками 8. На поверхности гидроциклонов 4 расположены конусовидные электромагниты 9, основание которых выведено на поверхность устройства, установлено на крышке 10 и подключено к блоку управления 3. Трубопроводы 11 для отвода воды соединены с коллектором 12 воды, расположенным в центре устройства, а нефтепроводы 13 соединены с коллектором 14, расположенным внутри коллектора 12 воды и соединенным с ним.

Передняя 5 и задняя 6 стенки каждого гидроциклона 4 соединены между собой и образуют вертикальные кромки, находящиеся в плоскости, проходящей через центр устройства и гидроциклоны, а задняя стенка 6 примыкает к входному отверстию 7, расположенного рядом против часовой стрелки гидроциклона.

Передняя 5 и задняя 6 стенки каждого гидроциклона 4 соединены между собой и с корпусом гидроциклона горизонтальными 15 и вертикальными 8 перемычками и образуют пустотелую камеру.

Входное отверстие 7 гидроциклонов выполнено расширяющимся кверху.

Устройство снабжено крышкой 10, радиус которой равен диаметру устройства.

По всему периметру крышки установлено волнорезное устройство 16 в виде вертикальных и равномерно расположенных пластин 17, имеющих переднюю сторону 18, заднюю сторону 19, с зазором между собой и неподвижно закрепленных верхними кромками к нижней стороне крышки 10.

Высота пластин волнорезного устройства не менее высоты цилиндрической части гидроциклона.

Между вертикальными кромками и волнорезным устройством 16 выполнен зазор 20, образуя дополнительное пространство, перекрываемое сверху крышкой 10.

На крышке 10 над каждой пустотелой камерой выполнен люк 21.

Устройство работает следующим образом.

На загрязненную нефтью водную поверхность с помощью специального оборудования разбрызгивается магнитная жидкость на керосиновой основе.

Устройство устанавливается на поверхности водного объекта так, что плоскость свободной поверхности жидкости пересекает каналы волнореза. Это достигается путем заполнения через люки 21 баластом (например, водой) пустотелых камер устройства, состоящих из вертикальных 8 и горизонтальных 15 перемычек, а также передних 5 и задних 6 стенок каждого гидроциклона.

Через определенный промежуток времени, в результате которого происходит полное омагничевание нефти, от блока управления 3 подается импульс, определенной частоты и длительности, на внешние шесть электромагнитов 1, установленных на крышке 10 нефтесборного устройства, что позволяет притягивать омагниченные нефтепродукты к устройству с большой площади. Через некоторое время импульс от блока управления 3 подается на внутренние шесть электромагнитов 2, при этом омагниченные нефтепродукты перемещаются по устройству, где происходит поступление омагниченных нефтепродуктов в каналы волнореза. Питание электромагнитов осуществляется через кабель в водо- и маслостойкой изоляции. Таким образом, происходит попеременная работа внешних и внутренних электромагнитов, что обеспечивает сбор омагниченных нефтепродуктов с поверхности воды и поступление их в нефтесборное устройство.

Смесь воды и омагниченных нефтепродуктов проходит волнорезное устройство 16, которое представлено в виде вертикальных и равномерно расположенных пластин 17, имеющих переднюю сторону 18, заднюю сторону 19, с зазором между собой и неподвижно закрепленных верхними кромками к нижней стороне крышки 10. Поток жидкости разбивается на мелкие струи и затем поступает в зазор между волнорезным устройством 16 и вертикальными кромками устройства (отстойная зона), при этом жидкость в устройстве делится на потоки, количество которых соответствует количеству гидроциклонов. Каждый из потоков движется к входному отверстию гидроциклона 7, предварительно пройдя пространство, ограниченное передней 5 и задней 6 стенками, которые образуют входной канал.

Жидкость, попав в рабочий объем гидроциклонов 4, приобретает вращательное движение. Под действием центробежных сил вода отбрасывается к стенкам корпуса гидроциклонов и выводится за его пределы по трубопроводам 11 в коллектор 12. Омагниченные частицы нефти скапливаются в центре рабочего объема гидроциклонов и при включении насоса слива омагниченные нефтепродукты через трубопроводы 13 и коллектор 14 выводятся из устройства. В момент поступления смеси воды и омагниченных нефтепродуктов в гидроциклон 4 от блока управления 3 подается импульс к конусовидным электромагнитам 9. При этом создается магнитное поле, в котором наиболее эффективно происходит отделение омагниченных нефтепродуктов от воды, а также сбор омагниченных нефтепродуктов в центре рабочего объема гидроциклонов. Собранный нефтепродукт направляется на переработку или сжигание.

Таким образом, дополнительная установка внешних, внутренних и конических электромагнитов в конструкцию нефтесборного устройства позволяет производить наиболее эффективный сбор омагниченных нефтепродуктов с большей площади и различной толщины пленки за счет создания магнитного поля, что расширяет возможности использования нефтесборного устройства на волнообразных поверхностях водных объектов.