Способ очистки поверхности жидкости от жидких плавающих загрязнений и устройство для его осуществления

 

Применение при очистке поверхности жидкости открытых водоемов от нефтепродуктов . Сущность: при помещении устройства на поверхность жидкости оно удерживается на ней при помощи корпуса, состоящего из поплавковых стенок 1, содержащих плавающие дугообразные лопасти 10, подвижные в вертикальном и стабильные в горизонтальном направлениях. При включении двигателей 11 цилиндрические резервуары 5 с лопастями 10 начинают вращаться , загрязнители поверхности жидкости накапливаются в пространстве между первой поплавковой секцией и внешними стенками резервуаров 5, после чего загрязнитель через отверстия переливается в резервуары 5. Величина отверстий регулируется задвижками, прикрепленными к первым поплавковым секциям. 5 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (si)s Е 02 8 15/04

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4789109/15 (22) 05.02.90 (46) 23.10.92.Бюль 39 (75) Ю.Ю.Алишаускас (56) Заявка Японии М 59-20807, кл. Е 02 В 15/04, 1984.

2жЧЖ л и (54) СПОСО5 ОЧИСТКИ ПОВЕРХНОСТИ

ЖИДКОСТИ ОТ ЖИДКИХ ПЛАВАЮЩИХ

ЗАГРЯЗНЕНИЙ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО

ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ (57) Применение при очистке поверхности жидкости открытых водоемов от нефтепродуктов. Сущность: при помещении устройства на поверхность жидкости оно

Изобретение относится. к устройствам для очистки открытых аодотоков и может быть использовано для очистки поверхности воды от нефтепродуктов, например, в акватории порта.

Цель изобретения-повышение эффективности очистки.

На фиг.1 показан общий вид устройства; на фиг.2 — концентраторы загрязнителя, разрез; на фиг.3 общий аид четырехлопастного винта; на фиг.4 — продольный вертикальный разрез лопасти; на фиг.5 — фрагмент горизонтального разреза лопасти.

Способ включает следующие операции: придачу частицам загрязнителя в объеме направления движения к поверхности очищаемой жидкости для их концентрации; генерацию посредством вращательно-турбулентных движений взаимно-противоположных горизонтальных ускорений частиц эагрязнителя на поверхности потока очищаемой жидкости для их вэаимоаккумуляции;.. Ж„„1770520 Al удерживается на ней при помощи корпуса, состоящего из поплавковых стенок 1, содержащих плавающие дугообразные лопасти

10, подвижные в вертикальном и стабильные в горизонтальном направлениях. При включении двигателей 11 цилиндрические резервуары 5 с лопастями 10 начинают вращаться, загрязнители поверхности жидкости накапливаются в пространстве между первой поплаакоаой секцией и внешними стенками резервуаров 5, после чего эагрязнитель через отверстия переливается в резервуары 5, Величина отверстий регулируется задвижками, прикрепленными к первым поплавкоаым секциям. 5 ил. удаление эагрязнителя с поверхности ж кости посредством последовательных взаимно-противоположных вращательных движений, с уменьшающимися радиусами в сужающемся потоке, скорость которых V> со скоростью движения жидкости Чж при наличии и-го количество вращательное движение обеспечивающих элементов выражается формулой:

Устройство содержит сужающийся по направлению потока жидкости корпус, выполненный из двух противолежащих поплавковых стенок 1 (фиг.1), содержащий концентраторы 2 (фиг,1,2) загрязнителя с перфорационными отверстиями 3 (фиг.1,2) в нижней части и зигзагообразными отверстиями 4 (фиг.1) в верхней, и цилиндрические резервуары 5 (фиг.1,3,4,5) с

1770520

30

55 регулируемыми отверстиями 6 (фиг,4,5), закрываемыми задвижками 7 (фиг.4,5). закрепленными к первым поплавковым секциям 8 (фиг.3,4,5), соединенными вертикальными перемычками 9 (фиг.3,4,5) с другими секциями и образующими вертикально подвешенную и горизонтально стабильную плавучую дугообразную лопасть 10 (фиг,1,3); двигатели 11 (фиг,1).

Способ осуществляется следующим образом.

На поверхности потока жидкости устройство располагается так, чтобы геометрическое сужение поплавковых стенок 1 корпуса происходило по направлению движения жидкости. На поверхности жидкости устройство удерживается при помощи поплавковых стенок 1 корпуса. Загрязненная жидкость, двигаясь потоком на устройство, в первую очередь попадает на концентраторы 2, расположенные в передней расширенной части корпуса, Так как нижняя часть концентраторов 2 погружена в жидкость под углом 45 к ее поверхности против направления течения, то частицы загрязнителя, находящиеся в более глубоких слоях жидкости„получают вертикальное ускорение и впоследствии концентрируется на поверхности жидкости. С целью исключения черезмерно интенсивного потока нижних слоев жидкости и ее поверхности, могущих разрушить концентрированный слой загрязнителя на поверхности жидкости, нижняя часть концентраторов 2 оборудована перфорационными отверстиями 3.

Это позволяет. вертикальное ускорение частицам загрязнителя придавать плавно,т.е. порциями и тем самым сохранить неразрушенный поверхностной слой загрязнителя.

Для этого, чтобы исключать возможность сквозного прохода частиц загрязнителя через перфорационные отверстия 3, они на последовательно расположенных концентраторах 2 размещены таким образом, чтобы не совпадали друг с другом. Следовательно, частицы эагряэнителя, прошедшие через перфорационное отверстие 3 в предыдущем концентраторе 2, обязательно приобретут вертикальное ускорение на последующем.

На поверхности жидкости частицы загряэнителя, в случае их незначительной концентрации, обычно мелкодисперсны. Для большей их концентрации верхняя часть концентраторов 2 содержит зигзагообраз ные вертикальные отверстия 4. При движении потока очи щаемай жидкости с загрязнителем через отверстия 4 создаются турбулентные потоки, что придает частицам загрязнителя взаимно-противоположные ускорения и, тем самым, способствует их взаимоаккумуляции, т,е, укрупнению. С другой стороны движение очищаемой жидкости по зигзагообразным каналам существенно снижает возможность ее вертикального взбалтывания, а следовательно, предупреждает рассеивание частиц загрязнителя.

После концентрации загрязнителя на поверхности жидкости она подается на зону вращательного действия дугообразных лопастей 10. При включении двигателей 11 цилиндрические резервуары 5 с плавучими дугообразными лопастями 10 начинают вращаться. Загрязнители поверхности жидкости (например, нефтепродукты на воде) накапливаются в пространстве между первыми поплавковыми секциями 8 и внешними стенками цилиндрических резервуаров

5, после чего загрязнитель поверхности жидкости через отверстия 6 переливается в цилиндрические резервуары 5, откуда удаляется посредством насосов(на чертежах не показаны). Величина отверстий 6 регулируется задвижками 7, прикрепленными к первым поплавковым секциям 8, соединенными вертикальными перемычками 9 с другими секциями и образующими вертикально подвижные и горизонтально стабильные плавучие дугообразные лопасти

10. Это позволяет подбирать такое положение задвижек 7, что в резервуары 5 попадает лишь загрязнитель, а не жидкость.

Поэтому лопасти 10 приспосабливаются к конфигурации поверхности жидкости, что особо важно при очистке, например, волнистой поверхности открытых водотоков: речек, каналов и т.п.

Режимы вращения рядом стоящих цилиндрических. резервуаров 5 подбираются так, чтобы лопасти 10 вращались в противоположных направлениях. При этом по направлению движения жидкости последовательно расположенные резервуары 5 должны соответствовать вершинам прямого треугольника. Это обеспечивает наибольшую вероятность частицам загрязнителя быть захваченными лопастями 10.

После обработки поверхности жидкости при помощи первого вращающегося резервуара 5 с лопастями 10, концентрация загрязнителя на поверхности потока жидкости существенно уменьшается. Поэтому необходима его дополнительная концентрация для обеспечения более эффективной очистки. Для этого корпус-поплавок 1 сужается по направлению движения потока жидкости, а вместе с ним уменьшаются и радиус лопастей 10. Это позволяет в силу уменьшения поверхности потока жидкости сконцентрировать загрязнителя и тем самым повысить эффек1770520 тивность его удаления. Однако здесь необходимо оговорить взаимосвязь между скоростью движения жидкости Чж и линейной скоростью вращения лопастей 10 — Ч, для того, чтобы частицам загрязнителя не уда- 5 лось бы "проскочить" через очистительные сооружения, для этого необходимо, чтобы частицы загрязнителя длину лопасти 10 проходили в промежуток времени t, который был бы больше промежутка времени 10 перемещения лопасти 10 по сектору нахождения частицы загрязнителя. Пусть время прохождения частицы загрязнителя

t1=

Чж

2 л Чж

Чл> и

20

2л! и Чл

l 2л1

Чж и Vë или

2 гЧж

Чл> и

55

Тогда время прохождения лопасти через сектор ее нахождения где и — количество лопастей 10 в одном агрегате;

Vn — линейная скорость движения попасти, м/с.

Отсюда

Способ очистки поверхности жидкостей от жидких плавающих загрязнений и устройство для его осуществления позволяют повысить оперативность очистки поверхностных слоев жидкости (например, воды от нефтепродуктов в 3-4 раза, применить в открытых водоемах и уменьшить энергозатраты очистки на 27-33 .

Формула изобретения

1. Способ очистки поверхности жидкости от жидких плавающих загрязнений,при котором отбирают порцию очищаемой жидкости и пропускают через очистительные средства, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности очистки, загрязнитель концентрируют в потоке жидкости на ее поверхности, для чего придают движению частиц загрязнителя, находящихся в более глубоких слоях, вертикальную направленность, затем в потоке создают взаимно противоположные гори35

45 зонтальные ускорения для укрупнения мелкодисперсных частиц эагряэнителя путем взаимоаккумуляции, после чего концентрированный загрязнитель удаляют с поверхности жидкости посредством последовательных взаимно противоположных вращательных движений в горизонтальной плоскости вращающихся лопастей, центры вращения которых располагают в вершинах прямоугольного треугольника, а эоны их взаимодействия соприкасаются между собой, при этом поток очищаемой жидкости сужают, а лопасти вращают со скоростью, определяемой по формуле где Ч вЂ” линейная скорость вращающейся лопасти, м/с;

n — количество вращающихся лопастей;, Чж — скорость движущейся жидкости, в м/с.

2. Устройство для очистки поверхности жидкости от жидких плавающих загрязнений, включающее корпус и вращающийся очистительный элемент, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что оно снабжено концентраторами загрязнителя и вращающимися четырехлопастными элементами с резервуарами для накопления загрязнителя с регулируемыми отверстиями в стенках, корпус выполнен в виде. продольных противолежащих поплавковых стенок, расположенных сходящимися относительно продольной оси корпуса, при этом между поплавковыми стенками в расширяющейся части корпуса последователь- . но смонтированы концентраторы загрязнителя, верхняя часть каждого из которых горизонтальна и выполнена в виде пластины с зигзагообразными сквозными в горизонтальной плоскости отверстиями, а нижняя установлена под тупым углом к верхней и выполнена в виде перфорированной пластины, причем отверстия пластин соседних концентраторов смещены относительно друг друга, вращающиеся четырехлопастные элементы размещены в суживающейся части корпуса, при этом лопасти каждого элемента выполнены дугообразными из пустотелых и плавучих секций, гибко соединенных в вертикальной плоскости и жестко соединенных между собой в горизонтальной плоскости с помощью перемычек, и присоединены с стенкам резервуара для накопления загрязнителя в местах выполнения в них регулируемых отверстий, причем наружные диаметры элементов уменьшают1770520 ся с уменьшением расстояния между поплавковыми стенками корпуса, а их центры вращения замещены в плане в вершинах прямоугольного треугольника, гипотенуза которого расположена параллельно продольной оси корпуса.

1770520

Фиг.5 иг.

Составитель l0. Алишаускас

Техред M.Ìîðlåíòàë Корректор Н; Тупица

Редактор

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул.Гагарина, 101

Заказ 3721 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж 35, Раушская наб.. 4/Б