Устройство для сбора тонкопленочных нефтеразливов
Техническое решение относится к охране окружающей среды и может быть использовано для сбора разливов нефти и нефтепродуктов на водной поверхности.
Техническим результатом устройства для сбора тонкопленочных нефтеразливов является повышение производительности очистки водных поверхностей от тонких пленок нефти или нефтепродуктов.
Технический результат достигается тем, что устройство для сбора тонкопленочных нефтеразливов, включающее емкость для очищаемой жидкости, с отводящим патрубком, приспособление для очистки шламосборных элементов с подводящим и отводящим патрубками, диски, выполненные одинаковыми по размерам и посаженные с натягом на вал, приспособление для очистки шламосборных элементов выполнено в виде гребенки, длина выступов гребенки равна радиусу дисков, отличающееся тем, что вал и диски выполнены пустотелыми для подачи в них хладагента, при этом внутри дисков, имеющих конусообразную форму, осесимметрично на стержневых распорках прикреплены круглые перегородки, при чем отношение диаметра диска и перегородки равно
где D и d соответственно диаметр диска и перегородки.
Техническое решение относится к охране окружающей среды и может быть использовано для сбора разливов нефти и нефтепродуктов на водной поверхности.
Известны конвейерные нефтесборщики, содержащие в своем составе ленточные нефтесборные покрытия, приводимые в движение тяговыми барабанами, прижимные ролики, накопительную емкость. [Мерициди, И.А. Техника и технология локализации и ликвидации аварийных разливов нефти и нефтепродуктов: Справ. / И.А.Мерициди, В.Н.Ивановский, А.Н.Прохоров и др.; Под ред. И.А.Мерициди. - СПб.: НПО "Профессионал", 2008. 378-379 с.]
К причинам, препятствующим достижению заданного технического результата, относятся необходимость подвода к нефтесборщику собираемых нефтепродуктов или создание траления аппарата на пятно нефти, для эффективной работы сборщика. Кроме того, данный вид нефтесборщиков предназначен в основном для сбора тяжелых нефтей, имеет громоздкую конструкцию, требующую установку на специализированные суда.
Известны нефтесборщики барабанного (роторного) типа, содержащие каркас-резервуар, рабочие органы в виде полых барабанов, установленных с возможностью вращения, гидропривод, систему контактных скребков и откачивающую систему, состоящую из гидропомпы с комплектом шлангов, отличающийся тем, что откачивающая система собранных нефтепродуктов, состоящая из гидропомпы и комплекта шлангов, расположена вертикально в накопительной зоне каркаса-резервуара, внешние вертикальные стенки которого выполнены с Г-образной отгибкой. [Патент на полезную модель 
44691, РФ, E02B 15/04, 2004 г.]
К причинам, препятствующим достижению заданного технического результата относятся, использование данного типа нефтесборщиков только на относительно спокойной воде, так как даже незначительные колебания уровня загрязненного слоя отражаются на производительности приемного органа и резкое снижение подачи при сборе как маловязких нефтей (дизельного топлива, легких сырых нефтей), так и высоковязких, особенно эмульсий типа "воде в нефти", а также тонких пленок, что снижает производительность их очистки.
Известен дисковый нефтесборщик, состоящий из корпуса, открытого для входа и выхода обрабатываемой жидкости, рабочего органа, выполненного в виде блока плоских дисков, образующая поверхность которых снабжена плоским сорбентом, временно прилегающим к образующей поверхности для формирования полости, установленного на раме корпуса, кармана для собранного нефтепродукта, приспособления для съема нефтяной пленки с поверхности рабочего органа, привода, обеспечивающего вращение рабочего органа и системы обогрева, отличающийся тем, что он снабжен вибратором, установленным посредством амортизаторов на раме и размещенным в обрабатываемой жидкости перед рабочим органом, при этом приспособление для съема нефтяной пленки с лотком установлено на восходящей части поверхности по ходу вращения рабочего органа. [Описание полезной модели к патенту 60092, РФ, E02B 15/04, 2006 г.]
К причинам, препятствующим достижению заданного технического результата относятся, фиксированная толщина слоя нефтепродуктов и повышение содержания воды при увеличении частоты вращения дисков, что снижает эффективность очистки тонкопленочных нефтеразливов.
Наиболее близким техническим решением по совокупности признаков и принятому за прототип является установка для очистки жидкостей от ферромагнитных частиц, содержащая емкость для очищаемой жидкости, основание которой выполнено цилиндрической формы, с подводящим и отводящим патрубками, магнитную систему со шламосборными элементами, приспособление для очистки шламосборных элементов, подводящий и отводящий патрубки выполнены в виде желоба прямоугольной формы из немагнитного материала, магнитная система представляет собой магнитные диски, выполненные одинаковыми по размерам и посаженные с натягом на вал с лыской, приспособление для очистки шламосборных элементов выполнено в виде гребенки, установленной в наклонном положении, выступы которой выполнены в виде желоба цилиндрической формы, длина выступов гребенки равна радиусу цилиндрических магнитных дисков. [Описание полезной модели к патенту 74309, РФ, B01D 65/06, B03C 1/00, 2008 г.]
К причинам, препятствующим достижению заданного технического результата относятся, малая производительность для нефтешламов не содержащих ферро магнитных частиц, что снижает производительность очистки водных поверхностей от тонких пленок нефти или нефтепродуктов.
Техническим результатом устройства для сбора тонкопленочных нефтеразливов является повышение производительности очистки водных поверхностей от тонких пленок нефти или нефтепродуктов.
Поставленный технический результат достигается тем, что устройство для сбора тонкопленочных нефтеразливов, включающее емкость для очищаемой жидкости, с отводящим патрубком, приспособление для очистки шламосборных элементов с подводящим и отводящим патрубками, диски, выполненные одинаковыми по размерам и посаженные с натягом на вал, приспособление для очистки шламосборных элементов выполнено в виде гребенки, длина выступов гребенки равна радиусу дисков, отличающееся тем, что вал и диски выполнены пустотелыми для подачи в них хладагента, при этом внутри дисков, имеющих конусообразную форму, осесимметрично на стержневых распорках прикреплены круглые перегородки, при чем отношение диаметра диска и перегородки равно
где D и d соответственно диаметр диска и перегородки.
Осесимметричная установка перегородок внутри полых дисков позволяет равномерно распределять хладагент по внутренней поверхности дисков, выравнивать температуру на поверхности дисков, что позволяет полностью использовать их поверхность для сбора нефтепродуктов и увеличить производительность.
Уменьшение нижнего предела заявленного соотношения (1) D/d<0,75 приводит к неравномерному распределению хладагента внутри дисков, что снижает производительность очистки.
Увеличение верхнего предела заявленного соотношения (1) D/d>0,9 приводит к неравномерности охлаждения дисков, установленных на валу, что уменьшает адгезию улавливаемых нефтепродуктов на последующих дисках и поэтому в целом снижает производительность очистки.
Выполнение дисков конусообразной формы позволяет повысить адгезию улавливаемых нефтепродуктов к поверхности дисков, что повышает производительность очистки воды от тонкой пленки нефти.
Выполнение вала и дисков пустотелыми позволяет непрерывно подавать в них хладагент, снижать температуру конусной поверхности дисков, увеличить вязкость пленки, уловленных нефтепродуктов и уменьшить ее отекание с поверхности дисков, а в конечном счете увеличить производительность очистки.
Таким образом выполнение дисков конусообразными и пустотелыми позволяет одновременно увеличить толщину пленки улавливаемых нефтепродуктов и предотвратить их отекание с поверхности, что приводит к возрастанию производительности.
На фиг.1 схематично представлен общий вид устройства для сбора тонкопленочных нефтеразливов в разрезе, на фиг.2 - поперечный разрез по виду А фиг.1.
На фиг.1 схематично представлен общий вид устройства для сбора тонкопленочных нефтеразливов в разрезе, на фиг.2 - поперечный разрез по виду А фиг.1.
Устройство для сбора тонкопленочных нефтеразливов состоит из конусообразных полых дисков 1 посаженных с натягом на полый вал 2, который соединен с приводом (на фиг.1 не показан). Внутри дисков 1 осесимметрично прикреплены круглые перегородки 3 на стержневых распорках 4. Приспособление для очистки дисков 1 выполнено в виде гребенки 5, выступы которых выполнены в виде желоба цилиндрической формы. Гребенка 5 соединена с лотком 6 для сбора уловленной нефти или нефтепродуктов.
Устройство для сбора работает следующим образом. Полый вал 2 с установленными на него конусообразными полыми дисками 1 приводится во вращение приводом. Внутрь полого вала 2 подается хладагент, который равномерно распределяется внутри дисков, с помощью осесимметрично прикрепленных внутри дисков 1 перегородок 3 и охлаждает их поверхность. Вращающиеся диски 1 погружаются в очищаемую воду, собирают на своей наружной поверхности тонкую пленку нефти или нефтепродуктов и поднимаются вверх. Так как поверхность дисков 1 имеет пониженную температуру то вязкость этой пленки увеличивается, увеличивается адгезия пленки к охлажденной поверхности дисков, что увеличивает толщину собранной пленки и уменьшает вероятность ее отекание при подъеме вращающихся дисков вверх. Затем с помощью гребенки 5 эта пленка нефти или нефтепродуктов удаляется с поверхности дисков 1 и стекает по лотку 6 в сборник 7. Хладагент на выходе подается в виде рецикла в систему охлаждения.
Предлагаемое устройство для сбора тонкопленочных нефтеразливов за счет увеличения поверхности конических дисков, на которой улавливаются пленки нефти или нефтепродуктов и понижения их температуры позволяет увеличить толщину пленки и в конечном счете увеличить производительность.
Устройство для сбора тонкопленочных нефтеразливов, включающее емкость для очищаемой жидкости с отводящим патрубком, приспособление для очистки шламосборных элементов с подводящим и отводящим патрубками, диски, выполненные одинаковыми по размерам и посаженные с натягом на вал, приспособление для очистки шламосборных элементов выполнено в виде гребенки, длина выступов гребенки равна радиусу дисков, отличающееся тем, что вал и диски выполнены пустотелыми для подачи в них хладагента, при этом внутри дисков, имеющих конусообразную форму, осесимметрично на стержневых распорках прикреплены круглые перегородки, причем отношение диаметра диска и перегородки равно
,
где D и d соответственно диаметр диска и перегородки.
