Установка для сбора нефти с поверхности воды

 

Использование: в области охраны окружающей среды, а именно, для сбора нефти с поверхности загрязненных водоемов. Сущность изобретения: установка для сбора нефти с поверхности воды содержит шнек, размещенный в цилиндрическом корпусе, отстойник, разделенный подвижными перегородками и присоединенный к конечному торцу корпуса шнека, и нефтенакопитель, отделенный от отстойника подвижными перегородками. В корпусе шнека выполнены две продольные нефтезаборные щели: основная и дополнительная, которая расположена в начальной части корпуса шнека и выполнена длиной, соизмеримой с диаметром корпуса шнека, при этом первый виток шнека расположен от начала вала шнека на расстоянии, равном длине дополнительной нефтезаборной щели, а шаг первого витка шнека больше шага его последнего витка в 2 - 3 раза. Нефтезаборные щели и все подвижные перегородки снабжены сетками с ромбическими ячейками, соответственно перекрывающими щели и установленными на верхних кромках перегородок. 1 ил.

Изобретение относится к охране окружающей среды и может быть использовано для очистки от загрязнений нефтью и нефтепродуктами поверхности водоемов и мелководий.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению является устройство для сбора нефти с поверхности воды, содержащее шнек, помещенный в цилиндрический корпус с продольной щелью, к которому с торца присоединен отстойник без дна, спаренный с нефтенакопительной емкостью, причем корпус шнека, отстойник и нефтенакопитель разделены плавучими подвижными перегородками, верхние кромки которых выше ватерлинии устройства. Установка надежно работает при сборе с поверхности воды пленочной нефти любой толщины (SU, авторское свидетельство, 1752864, кл. E 02 B 15/04, 1992).

Однако данное техническое решение не позволяет обеспечить сбор нефти с полного угла (угол 360^o), т.е. всей окружающей установку поверхности, что снижает эффективность работы нефтесборщика и ограничивает возможность увеличения производительности. Кроме того, установка не снабжена защитными средствами от поверхностных загрязнений нефтяного пятна мусором и т.д. что также отрицательно сказывается на стабильной работе нефтесборщика.

Производственные испытания нефтесборщика показали также, что скорость всасывания пленки нефти необходимо увеличить для увеличения зоны всасывания, а скорость переброса жидкости через перегородку между шнеком и нефтяным отстойником уменьшить для интенсификации процесса сепарации в последних витках шнека.

Для решения задачи установки, обеспечивающей резкое увеличение всасывающей способности нефтесборщика, обеспечения сбора нефти с полного угла (360^o), а также для предотвращения загрязнения откачивающих устройств, в начальной части корпуса шнека выполнена дополнительная щель, длиной соизмеримой с диаметром корпуса шнека, при этом первый виток шнека выполнен на расстоянии от начала вала, равном длине щели, а шаг первого витка больше последнего витка в 2 3 раза, кроме того, нефтесборные щели и верхние кромки перегородок снабжены сетками с ромбическим расположением ячеек.

Указанные дополнения приводят к обеспечения сбора нефти со всей окружающей нефтесборщик поверхности и, как следствие, увеличению производительности по нейти, причем подтягивание слоя (пленки) нефти к всасывающим щелям ускоряется, при этом обеспечивается эффективная сепарация в последних витках шнека, и, кроме того, шнек и откачивающее устройство надежно предохраняются от загрязнения мусором.

Одна из осесимметричных частей установки изображена на чертеже и содержит следующие узлы и детали.

Корпус 1 шнека, в котором установлен шнек 2. Корпус присоединен к нефтяному отстойнику 3, который, в свою очередь, соединен с нефтенакопителем 4. В корпусе сделаны две щели: основная 5 и дополнительная 6. Обе щели закрыты сетками 7 и 8 с ромбическим расположением ячеек. Верхние кромки перегородок 9, 10, 11, 12 также снабжены сетками 13, 14, 15, 16 аналогичной конфигурации. Сетка предохраняет всасывающий патрубок 18 откачивающего устройства, которое на схеме не показано. Перегородка 19 разделяет корпус шнека и нефтяной отстойник. Следует отметить, что шаг первого витка шнека больше шага последнего витка в 2 3 раза. Это сделано для увеличения скорости всасывания нефти на входе в щели 5 и 6 и замедления ее на выходе из шнека. Расположение ячеек всех предохранительных сеток вертикальных перегородок показано на узле А: такое ромбическое расположение обеспечивает оптимальное живое сечение для прохода нефти и не препятствует течению ее по горизонтальной линии раздела нефть-вода.

Установка для сбора нефти с поверхности воды работает следующим образом.

После включения в работу шнека 2 нефтяная пленка засасывается через щели 5 и 6, с помощью шнека перемещается в сторону нефтяного отстойника 3 и попадает в него через перегородку 19. Затем нефть перебрасывается последовательно: сначала через перегородки 9, 10, установленные в самом нефтяном отстойнике 3, а затем через перегородки 11, 12 в нефтенакопитель 4. На всем пути (от всасывающих щелей шнека 5, 6 до всасывающего патрубка 18 откачивающего устройства) нефть проходит через сетки: сначала 7, 8, затем - 13, 14, а после 15, 16, которые задерживают мелкий мусор (пух, стебли, листья и т. п. ), смываемый пленкой нефти с поверхности водоема. Таим образом, на сетку 17 всасывающего патрубка 18 откачивающего устройства попадает чистая нефть.

На экспериментальном водоеме была испытана опытная установка, выполненная следующим образом. В цилиндрический корпус диаметром 150 мм, и длиной 1100 мм был установлен шнек с шагом первых двух витков 180 мм, двух средних 140 мм и двух последних с шагом 90 мм. Первый виток начат на расстоянии от начала вала 200 мм. В корпус шнека выполнены две щели размером 1000 х 18 мм, и дополнительная, размером 160 х 18 мм. Щели были закрыты сеткой с ячейкой 3х2 мм. На выходе из шнека в нефтяной отстойник была установлена подвижная перегородка, две перегородки были установлены в самом отстойнике и две в нефтенакопителе. Все они были снабжены по верхней кромке сетками с ромбической ячейкой 3 х 2 мм. Испытания проводились на нефти плотностью 0,844 г/см³ и вязкостью 4,3 п. Шнек приводился во вращательное движение с помощью пневмодрели ИП 1027. С помощью такой же дрели приводились во вращательное движение откачивающие насосы А 1 3В 0,25/25 0,4/25Б. Щель была подтоплена на величину 2 мм, равную толщине слоя нефти, что позволило снимать пленку нефти практически без воды. Было разлито 50 л нефти и просыпано 2 кг овсяной крупы и шелухи. Нефть была собрана за 4,5 минуты.

Проведенные испытания показали высокую эффективность предложенной установки при сборе нефтяной пленки с поверхности загрязненной мусором воды. Нефть эффективно подсасывалась шнеком и плавно перетекала из его корпуса в нефтяной отстойник. Мусор улавливался всасывающими сетками щелей и перегородок и практически попадал во всасывающий патрубок откачивающего насоса.

Формула изобретения

Установка для сбора нефти с поверхности воды, содержащая шнек, размещенный в цилиндрическом корпусе с продольной нефтезаборной щелью, отстойник, разделенный подвижными перегородками и присоединенный к конечному торцу корпуса шнека, и нефтенакопитель, отделенный от отстойника подвижными перегородками, отличающаяся тем, что в начальной части корпуса шнека вдоль оси нефтезаборной щели выполнена дополнительная нефтезаборная щель длиной, соизмеримой с диаметром корпуса шнека, при этом первый виток шнека расположен от начала вала шнека на расстоянии, равном длине дополнительной нефтезаборной щели, а шаг первого витка шнека больше шага его последнего витка в 2 3 раза, кроме того, нефтезаборные щели и все подвижные перегородки снабжены сетками с ромбическими ячейками, соответственно перекрывающими щели и установленными на верхних кромках перегородок.

РИСУНКИ

Рисунок 1