Устройство для сбора жидкости и используемая в нем бесконечная транспортная ячеистая лента для захвата жидкости

 

Использование: в области охраны окружающей среды и предназначено для сбора нефти с поверхности воды и земли. Сущность изобретения: в корпусе устройства для сбора жидкости между приводными барабанами бесконечной транспортной ячеистой ленты для захвата жидкости размещены участок захвата жидкости лентой и узел вытеснения жидкости из ячеек ленты, имеющий ролики, взаимодействующие с лентой. В корпусе в зоне расположения узла вытеснения выполнено окно для слива жидкости, приводные барабаны и ролики узла вытеснения жидкости установлены парами по бокам ленты один напротив другого на расстоянии между ними, меньшем ширины участка захвата жидкости, и все имеют приводы. Ролики и барабаны обеспечивают движение ленты в растянутом состоянии, т. е. при сжатых ячейках, по всей траектории кроме участка захвата жидкости, где лента за счет упругости волнообразных полос, ее составляющих, расширяется для забора нефти или другой жидкости. 2 с. и 2 з.п. ф-лы, 4 ил.

Изобретение относится к области экологии, в частности к устройствам для сбора нефти с поверхности воды и земли.

Наиболее близким устройством по технической сущности для перемещения используемой в нем бесконечной транспортной ленты по захвату жидкости, преимущественно с водной поверхности, является то, которое включает бесконечную транспортную ячеистую ленту для захвата жидкости с нижним и верхним приводными барабанами, корпус, в котором размещены участок захвата жидкости лентой и расположенный выше последнего узел вытеснения жидкости из ячеек ленты, имеющий ролики, взаимодействующие с лентой [1].

Недостатки. Плавающий мусор захватывается лентой и препятствует выдавливанию жидкости, а зубья приводных барабанов набивают ячейки ленты мусором. Кроме того, для сбора разлитых нефтепродуктов требуется глубина не менее диаметра барабана, что не всегда имеет место на практике. Все это снижает эффективность устройства.

При разработке изобретения ставилась задача повысить эффективность устройства за счет управляемости параметрами ленты.

Поставленная задача решается посредством устройства и бесконечной транспортной ячеистой ленты. Устройство для сбора жидкости преимущественно с водной поверхности содержит бесконечную транспортную ячеистую ленту для захвата жидкости с нижним и верхним приводными барабанами, корпус, в котором имеется участок захвата жидкости лентой и расположенный выше последнего узел вытеснения жидкости из ячеек ленты, имеющий ролики, взаимодействующие с лентой. Устройство снабжено дополнительными верхним и нижним приводными барабанами и размещенными на участке захвата жидкости направляющими ленты, а в корпусе в зоне расположения узла вытеснения жидкости выполнено окно для слива жидкости, при этом верхние и нижние приводные барабаны и ролики узла вытеснения установлены парами по бокам ленты один напротив другого на расстоянии между ними, меньшем ширины участка захвата жидкости между направляющими ленты, причем ролики узла вытеснения снабжены приводом.

Возможна установка в устройстве средства для уплотнения верхних отверстий ячеек транспортной ленты, установленным от участка захвата жидкости до узла вытеснения жидкости с возможностью вращения при перемещении ленты.

В устройстве используется бесконечная ячеистая транспортная лента. Известная наиболее близкая по технической сущности ячеистая транспортная лента для захвата жидкости преимущественно с водной поверхности содержит гибкие в плоскости ленты и упругие полосы из материала, смачиваемого собираемой жидкостью, или с покрытием из такого материала, волнообразно изогнутые в плоскости ленты и связанные между собой с образованием ячеек по всей площади ленты [2].

Недостатки. Места соединения полос между собой являются концентраторами высоких напряжений, что не позволяет использовать устройство с достаточно высокой эффективностью.

Для повышения эффективности устройства бесконечная транспортная ячеистая лента для захвата жидкости преимущественно с водной поверхности, содержащая гибкие в плоскости ленты и упругие полосы из материала, смачиваемого собираемой жидкостью, или с покрытием из такого материала, волнообразно изогнутые в плоскости ленты и связанные между собой с образованием ячеек по всей площади ленты, выполнена из упругих изогнутых плавно криволинейно и связанных между собой в точках изменения знака кривизны.

Лента может быть выполнена из секций, гибко сопряженных поперек ленты.

На фиг. 1 изображен фрагмент используемой в устройстве бесконечной транспортной ячеистой ленты; на фиг. 2 - сопряжение между секциями ленты, выполненное за счет уменьшения высоты волнообразных полос; на фиг. 3 - транспортная лента, изогнутая поперек своей плоскости и снабженная уплотнением для верхних отверстий ячеек; на фиг. 4 - устройство для перемещения ленты и сбора посредством этого жидкости.

Конструкция устройства отвечает основной особенности бесконечной ячеистой ленты - возможности изменения ее параметров в соответствии с характеристиками собираемой нефти. Эта особенность обусловлена тем, что лента состоит из гибких в ее плоскости и упругих волнообразных полос 1, выполненных из материала, смачиваемого собираемой жидкостью, или с покрытием из такого материала. Полосы 1 связаны между собой с образованием ячеек 2 по всей площади ленты. Упругие полосы изогнуты плавно криволинейно и связаны между собой в точках 3 изменения знака кривизны. Полосы поперек ленты могут образовывать секции с гибким сопряжением 4 между собой, например, за счет уменьшения высоты полосы 1 (фиг. 2). Лента обладает хорошей гибкостью в своей плоскости (фиг. 3) и незначительной гибкостью поперек своей плоскости (фиг. 4). Радиус возможной кривизны ленты поперек плоскости можно уменьшить за счет выполнения ленты из секции с гибкими сопряжениями. Лента, скрепленная концами, образует бесконечную транспортную ленту, причем как в своей плоскости, так и поперек своей плоскости (фиг. 4). Бесконечная транспортная лента, расположенная в своей плоскости, имеет ячейки изменяемой формы. За счет изменения параметров ленты, т. е. формы ячеек, можно не только вытеснять нефть из ячеек, но и следить за изменением поверхностной энергии собираемой жидкости (обусловливает полноту заполнения ячеек) в зависимости от температуры в течение дня, сезона года, а также подбирать поперечный размер ячейки в зависимости от типа нефти и ее вязкости. Возможность изменения упомянутых параметров ленты реализуется в устройстве для сбора жидкости преимущественно с водной поверхности.

Устройство для сбора жидкости преимущественно с водной поверхности содержит бесконечную транспортную ячеистую ленту 5 для захвата жидкости с нижним 6 и верхним 7 приводными барабанами, корпус 8 под рабочей ветвью транспортной ленты в виде лотка с направляющими 9 для ленты 5, ограждающими участок L, по длине которого осуществляется захват жидкости, и узел вытеснения жидкости из ячеек 2 рабочей ленты 5, содержащий ролики 10. Приводные барабаны 6 и 7 установлены с одного края ленты 5, а с другого края ее относительно барабанов 6, 7 с зазором 11, меньшим ширины S участка L, смонтированы дополнительные приводные барабаны 12. Величина зазора 11 может быть минимальной, когда лента полностью сжата или несколько больше, но тогда уменьшается съем жидкости. Ролики 10 узла вытеснения жидкости снабжены приводом (не показан), установлены по краям ленты на таком расстоянии друг от друга, чтобы обеспечить сжатие ленты 5. Это расстояние меньше ширины S участка L и может достигать величины при полностью сжатой ленте. В корпусе 8 под узлом вытеснения жидкости выполнено окно 13 для слива жидкости. Для съема жидкости с боков ленты установлены подпружиненные скребки 14.

Существуют варианты устройств и отдельных его элементов, узлов, применяющихся в различных сочетаниях: создание отрицательного давления над столбиком жидкости в ячейке, удерживающим ее от вытекания, можно за счет уплотнения 15 (фиг. 3) верхнего отверстия ячейки после заполнения ее жидкостью; вытеснение жидкости их ячеек ленты 5 можно достичь форсункой 16.

На фиг. 3 изображен вариант устройства для перемещения ячеистой ленты 5, содержащий барабаны 17 достаточно большого диаметра, соответствующего гибкости ленты. Верхние отверстия ячеек ленты 5 от участка по захвату жидкости до узла вытеснения снабжены уплотнением 15. А сам узел вытеснения выполнен в виде форсунки 16.

Устройство для перемещения бесконечной ячеистой транспортной ленты работает следующим образом.

Его помещают в нефть, например, плавающую на водной поверхности, так, что участок L для захвата нефти погружен в нее. Затем приводят транспортную ленту в движение вокруг барабанов 6, 7 поступательно. Лента при вращении в начале участка L расширяется и нефть заполняет ячейки по мере перемещения ленты. Таким образом, при вращательном и поступательном перемещениях лента захватывает нефть всегда с нового места водоема. В каждой ячейке аккумулируется столбик нефти, вес ее уравновешивается отрицательным давлением под мениском жидкости или под уплотнением 15 верха ячейки. В последнем случае уплотнение верха ячеек выполнено из эластичного материала в виде ленты 15 с возможностью вращения синхронно с движением ячеистой ленты.

Формирование ячеек с капиллярным эффектом можно осуществить до заполнения их жидкостью и после заполнения. Тот или иной режим осуществляется посредством направляющих 9.

Устройство, изображенное на фиг. 3, предназначено преимущественно для сбора нефти, разлитой по поверхности земли. При прокатывании устройства по поверхности, залитой нефтью, ячейки заполняются жидкостью (не исключен захват твердых включений). Удержание столбика нефти в ячейке возможно за счет выполнения ячеек с капиллярным эффектом или за счет уплотнения верхнего отверстия ячейки. В конкретном случае (фиг. 4) устройство снабжено уплотнением 15 для верхних отверстий ячеек ленты от участка захвата жидкости до узла вытеснения ее из ячеек 2 в виде форсунки 16.

Формула изобретения

1. Устройство для сбора жидкости, преимущественно с водной поверхности, содержащее бесконечную транспортную ячеистую ленту для захвата жидкости с нижним и верхним приводными барабанами, корпус, в котором размещены участок захвата жидкости лентой и расположенный выше последнего узел вытеснения жидкости из ячеек ленты, имеющий ролики, взаимодействующие с лентой, отличающееся тем, что оно снабжено дополнительными верхним и нижним приводными барабанами и размещенными на участке захвата жидкости направляющими ленты, а в корпусе в зоне расположения узла вытеснения жидкости выполнено окно для слива жидкости, при этом верхние и нижние приводные барабаны и ролики узла вытеснения жидкости установлены парами по бокам ленты один напротив другого на расстоянии между ними, меньшем ширины участка захвата жидкости между направляющими ленты, причем ролики узла вытеснения жидкости снабжены приводом.

2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что оно снабжено уплотнением верхних отверстий ячеек транспортной ленты, установленным от участка захвата жидкости до узла вытеснения жидкости с возможностью вращения при перемещении ленты.

3. Бесконечная транспортная ячеистая лента для захвата жидкости, преимущественно с водной поверхности, содержащая гибкие в плоскости ленты и упругие полосы из материала, смачиваемого собираемой жидкостью, или с покрытием из такого материала, волнообразно изогнутые в плоскости ленты и связанные между собой с образованием ячеек по всей площади ленты, отличающаяся тем, что упругие полосы изогнуты плавно криволинейно и связаны между собой в точках изменения знака кривизны.

4. Лента по п.3, отличающаяся тем, что она выполнена из секций, гибко сопряженных поперек ленты.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4