устройство для сбора нефтепродуктов с поверхности воды

Формула изобретения

Устройство для сбора нефтепродуктов с поверхности воды, включающее корпус в виде кюветы с регулируемым сливом, цилиндрический нефтепродуктосборный барабан с приводом, с лопастями и с горизонтальной осью вращения, примыкающий к боковой стенке корпуса со стороны сбора нефтепродуктов с образованием с ней желоба для прохождения нефтепродуктов, отличающееся тем, что цилиндрический нефтепродуктосборный барабан выполнен полым, его основания имеют укороченные полуоси и патрубки, посредством которых соединены с фланцами желоба, а сами основания между собой связаны лопастями, выполненными жесткими и ломаными в двух плоскостях, которые большей плоскостью в разрезе с осями окружности составляют острый угол, а угол между большей и меньшей плоскостями лопасти тупой.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к устройствам для очистки водных поверхностей от нефти и нефтепродуктов, плавающих на поверхности.

Известно плавучее устройство для сбора нефти с поверхности воды, включающее раму с фильтром в донной ее части, нефтеприемник, сообщающийся с плавучей рамой, и приспособление для удаления нефти, причем нефтеприемник установлен в проеме плавучей рамы со стороны сбора нефти и выполнен в виде многолопастного колеса, снабженного независимым приводом, закрытого по торцам дисками и размещенного так, что его ось параллельна водной поверхности и перпендикулярна к направлению транспортирования нефти (А.С. СССР №977566, МКИ Е 02 В 15/04, БИ №44, 1982).

Недостатком данного технического решения является примененный неэффективный принцип подачи нефти с поверхности воды в плавучую раму с фильтром посредством динамического напора, создаваемого многолопастным колесом, когда вместе с нефтепродуктами в раму подается значительно большее количество воды, чем нефти. Расположение же уровня нефти в накопителе и водной поверхности, с которой идет ее сбор, в одной плоскости всегда будет являться источником загрязнения водной поверхности.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению по технической сущности является устройство для сбора нефтепродуктов с поверхности воды, включающее плавучий корпус в виде открытой снизу кюветы, в которой размещены патрубок насоса и датчик его управления, цилиндрический нефтепродуктосборный барабан с эластичными лопастями, с приводом, с горизонтальной осью вращения и примыкающий к боковой стенке корпуса со стороны сбора нефтепродуктов, с образованием с ней канала, имеющего телескопическую вставку, двигающуюся по направляющим (Патент РФ №2190724, МКИ Е 02 В 15/10, БИ №28, 2002).

Недостатком данного устройства является технологическая громоздкость, аппаратная избыточность и, как следствие, его низкая надежность и эффективность особенно при отработке больших объемов нефтепродуктов, так как конструктивное исполнение цилиндрического нефтепродуктосборного барабана сквозным с закреплением на нем эластичных лопастей уменьшает рабочий объем камер, транспортирующих жидкость, и когда только увеличение геометрических размеров нефтепродуктосборного барабана позволяет увеличить разность между отметками приемного и сливного водосливов.

Техническим решением задачи предлагаемого изобретения является повышение эффективности работы путем расширения диапазона отрабатываемых нефтепродуктов как по вязкости, так и по толщине слоя, а также за счет увеличения объемов транспортируемой жидкости и увеличения разности между отметками приемного и сливного водосливов.

Задача достигается тем, что в устройстве для сбора нефтепродуктов и подобных веществ с поверхности воды цилиндрический нефтепродуктосборный барабан выполнен полым, основания которого имеют укороченные полуоси и патрубки, посредством которых соединяются с фланцами желоба, а сами основания между собой связаны лопастями, выполненными жесткими и ломаными в двух плоскостях, которые большей плоскостью, в разрезе с осями окружности, составляют острый угол, а угол между большей и меньшей плоскостями лопасти тупой.

Сопоставительный анализ заявляемого устройства с прототипом показывает, что заявляемое устройство отличается тем, что цилиндрический нефтепродуктосборный барабан полый, без сквозной оси, при этом основания цилиндра посредством двух укороченных полуосей и патрубков крепятся к боковым фланцам желоба, а сами основания связаны между собой жесткими, ломаными лопастями, которые большей плоскостью, в разрезе с осями окружности составляют острый угол, а угол между большей и меньшей сторонами лопасти тупой. Таким образом, заявляемое устройство соответствует критерию “новизна”. Сравнительный анализ заявляемого устройства с другими решениями в данной области не позволил выявить в них признаки, отличающие заявляемое решение от прототипа, что позволяет сделать вывод о его соответствии критерию “существенные отличия”.

На чертеже представлено устройство, разрез.

Устройство для сбора нефтепродуктов с поверхности воды состоит из следующих основных деталей и узлов: цилиндрического нефтепродуктосборного барабана 1, включающего расположенные каждая в двух плоскостях жесткие лопасти 2, с уплотнением 3 на концевой кромке. Лопасти 2 соединяют между собой основания цилиндра - фланцы 4 барабана 1. С внутренней стороны фланцев 4, по центральной оси расположены укороченные патрубки 5, являющиеся внутренней опорой полуосей 6 барабана 1. Одна из полуосей 6, имеющая привод крутящего момента извне на шкив, посредством шлицевого соединения жестко связывает рассматриваемую полуось 6 и укороченный патрубок 5, что обеспечивает вращение всего барабана 1. С внешней стороны полуоси 6 опираются на подшипники 7, которые в свою очередь крепятся на фланцах 8 желоба. Сам желоб 9, выполненный в виде полуокружности, описанной нижней кромкой лопастей 2, имеет по торцам фланцы 8 желоба, а по фронту устройства водосливы, приемный 10 и сливной 11. Кромка приемного водослива 10 желоба 9 жестко соединяется с накопительным корпусом 12 и устанавливается на относительно пониженных отметках, обеспечивая прием двухфазной жидкости извне, а другая повышенная в относительных отметках кромка сливного водослива 11 служит водосливной частью из желоба 9 и функционально отрезает внутреннюю часть накопительного корпуса 12 от внешней среды. Фланцы 8 желоба жестко соединяются с боковыми стенками накопительного корпуса 12, образуя неразборное соединение. Для связи внутреннего объема накопительного корпуса 12 с внешней средой служит водосливное отверстие 13, управляемое подпружиненным штоком 14 с фиксатором хода.

Устройство работает следующим образом: при вращении цилиндрического нефтепродуктосборного барабана 1, по направлению, указанному стрелкой на чертеже, двухфазная жидкость будет подаваться из желоба 9 внутрь накопительной камеры 12. Данная подача жидкости будет осуществляться жесткими лопастями 2, каждая из которых имеет вид ломаной лопасти, расположенной в двух плоскостях. Именно такое исполнение жестких лопастей 2 с уплотнением 3, причем когда лопасти 2 соединяют фланцы 4 барабана 1, позволяет максимально использовать все внутреннее пространство барабана 1 под обрабатываемую жидкость при ее подаче внутрь накопительной камеры 12 и увеличить разность между отметками приемного 10 и сливного 11 водосливов. Вращение барабана 1 осуществляется за счет подвода крутящего момента извне на шкив, закрепленный на одной из полуосей 6, эта же полуось жестко, посредствам шлицевого соединения соединяется с укороченным патрубком 5, закрепленным с внутренней стороны фланца 4 барабана 1. Другая полуось 6 с другим основанием цилиндра, фланцем 4, не имеет жесткого соединения и вращается свободно внутри укороченного патрубка 5, опираясь наружной частью на подшипник скольжения 7. Осуществляемое посредством описанных деталей вращения барабана 1 по указанной стрелке будет поставлять двухфазную жидкость, перетекающую извне, через кромку приемного водослива 10 желоба 9, затем через кромку сливного водослива 11 в накопительную камеру 12. При работе устройства оно должно быть выставлено таким образом, чтобы уровень жидкости был больше отметки приемного водослива 10, но меньше отметки сливного водослива 11 желоба 9, что обеспечит нормальную работу всего устройства. Поданная через сливной водослив 11 двухфазная жидкость в накопительный корпус 12 обезвоживается под действием пульсаций, возникающих от работы устройства, при передаче крутящего момента на барабан 1. При недостаточности данного воздействия на жидкость, ведь все зависит от количества отрабатываемых нефтепродуктов и их свойств, можно в накопительном корпусе 12 расположить и дополнительный генератор частоты по аналогии с прототипом, но в любом случае при работе, при стягивании пленки нефтепродуктов с поверхности воды, водосливное отверстие 13 должно быть открыто, обеспечивая отток из накопительного корпуса 12 воды. При наполнении накопительного корпуса 12 нефтепродуктами посредствам подпружиненного штока 14 водосливное отверстие 13 перекрывается, вращение барабана 1 прекращают, устройство достается из отстойника, и собранные нефтепродукты утилизируются. Устройство возвращается в отстойник, и цикл повторяется. При отработке больших объемов нефтепродуктов они из накопительного корпуса 12 могут откачиваться посредствам насоса.

Заявляемое устройство конструктивно простое, в связи с чем улучшаются его эксплуатационные показатели и надежность в работе, расширяется диапазон применения, особенно на небольших, локальных объектах загрязнения, например автомобильных мойках, автозаправочных станциях и подобных объектах, связанных с нефтепродуктами. Именно изготовление лопастей ломаными и жесткими позволяет не только соединить фланцы барабана, но и повышает объем транспортируемой жидкости, обеспечивает хорошую разгрузку ее во внутреннюю полость корпуса, позволяет повысить разность между приемным и сливным водосливами, упростить процедуру герметизации стыков между желобом и барабаном, т.к. последний в данном исполнении не требует бокового уплотнения.