Устройство для сбора нефтепродуктов и подобных веществ с поверхности воды (варианты)

Изобретение относится к устройствам для сбора нефтепродуктов и подобных веществ с поверхности воды и может быть использовано в отстойниках-накопителях при очистке дождевых, ливневых и сточных вод предприятий, а также для сбора нефтепродуктов с поверхности естественных акваторий. Устройство для сбора нефтепродуктов с поверхности воды включает корпус в виде кюветы с желобом и регулируемым сливом, цилиндрический нефтепродуктосборный барабан с приводом, с лопастями и с горизонтальной осью вращения, примыкающий к боковой стенке корпуса со стороны сбора нефтепродуктов. Желоб со стороны приемного водослива имеет криволинейную форму с радиусом, большим, чем максимальный радиус вращения лопастей, которые на конце имеют обойму с одной или несколькими рамками. Внутри каждой рамки расположен с ограниченным возвратно-поступательным ходом уплотнительный элемент в виде пластинки из эластичного маслостойкого материала, или подпружиненной пластинки из эластичного маслостойкого материала, или двухкомпозиционной пластинки, одна часть которой, примыкающая к желобу, выполнена из эластичного маслостойкого материала, а другая часть - из металла. Изобретение обеспечивает повышение эффективности работы устройства, а также упрощение его эксплуатации. 3 н.п. ф-лы, 4 ил.

 

Изобретение относится к устройствам для очистки водных поверхностей от нефти и нефтепродуктов, плавающих на поверхности, и может быть использовано в отстойниках-накопителях при очистке вод поверхностного стока и производственных сточных вод предприятий.

Известно устройство для сбора нефтепродуктов с поверхности воды, включающее корпус в виде кюветы с регулируемым сливом, цилиндрический нефтепродуктосборный барабан, с приводом, с лопастями, с горизонтальной осью вращения, примыкающий к боковой стенке корпуса со стороны сбора нефтепродуктов с образованием с ней желоба для прохождения нефтепродуктов, при этом 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. (Патент РФ №2253715 МКИ Е02В 15/10, Б.И. №16, 2005 г.)

Недостатком данного технического решения является обязательное требование высококачественной (герметичной) подгонки лопастей ротора и внутренней поверхности желоба, низкая эффективность в работе при наличии каких-либо грубодиспергированных включений в воде, могущих вообще заклинить ротор нефтеловушки в желобе.

Наиболее близким к предполагаемому 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, примыкающий к боковой стенке корпуса со стороны сбора нефтепродуктов, с образованием с ней канала, имеющего телескопическую вставку, двигающуюся по направляющим. (Патент РФ №2190724 МКИ Е02В 15/10, Б.И. №28, 2002 г.)

Недостатком данного устройства является его низкая надежность и эффективность в работе, так как конструктивное исполнение цилиндрического нефтепродуктосборного барабана с закреплением на нем эластичных лопастей не позволяет обеспечить нужной герметизации между лопастями нефтепродуктосборного барабана и желобом.

Техническим решением задачи предполагаемого изобретения является повышение надежности и эффективности работы устройства путем улучшения герметизации между лопастями нефтепродуктосборного барабана и желобом.

Задача достигается тем, что в устройстве для сбора нефтепродуктов и подобных веществ с поверхности воды, по первому варианту включающем корпус в виде кюветы с желобом и регулируемым сливом, цилиндрический нефтепродуктосборный барабан, с приводом, с лопастями, с горизонтальной осью вращения, примыкающий к боковой стенке корпуса со стороны сбора нефтепродуктов, согласно предлагаемому изобретению желоб со стороны приемного водослива имеет криволинейную форму с большим радиусом, чем максимальный радиус вращения лопастей, которые на конце имеют обойму с одной или несколькими рамками, при этом внутри каждой расположен, с ограниченным возвратно-поступательным ходом, уплотнительный элемент в виде пластинки из эластичного маслостойкого материала; по второму варианту корпус в виде кюветы с желобом и регулируемым сливом, цилиндрический нефтепродуктосборный барабан, с приводом, с лопастями, с горизонтальной осью вращения, примыкающий к боковой стенке корпуса со стороны сбора нефтепродуктов, согласно предлагаемому изобретению желоб со стороны приемного водослива имеет криволинейную форму с большим радиусом, чем максимальный радиус вращения лопастей, которые на конце имеют обойму с одной или несколькими рамками, при этом внутри каждой расположен, с ограниченным возвратно-поступательным ходом, уплотнительный элемент в виде двухкомпозиционной пластинки, одна часть которой, примыкающая к желобу, выполнена из эластичного маслостойкого материала, а другая часть - из металла; по третьему варианту корпус в виде кюветы с желобом и регулируемым сливом, цилиндрический нефтепродуктосборный барабан, с приводом, с лопастями, с горизонтальной осью вращения, примыкающий к боковой стенке корпуса со стороны сбора нефтепродуктов, согласно предлагаемому изобретению желоб со стороны приемного водослива имеет криволинейную форму с большим радиусом, чем максимальный радиус вращения лопастей, которые на конце имеют обойму с одной или несколькими рамками, одну или несколько обойм, при этом внутри каждой расположен, с ограниченным возвратно-поступательным ходом, уплотнительный элемент в виде подпружиненной пластинки из эластичного маслостойкого материала.

Сопоставительный анализ заявляемого устройства с прототипом показывает, что заявляемое устройство, по первому варианту, отличается тем, что желоб со стороны приемного водослива имеет криволинейную форму с большим радиусом, чем максимальный радиус вращения лопастей, которые на конце имеют обойму с одной или несколькими рамками, при этом внутри каждой расположен, с ограниченным возвратно-поступательным ходом, уплотнительный элемент в виде пластинки из эластичного маслостойкого материала; по второму варианту, отличается тем, что желоб со стороны приемного водослива имеет криволинейную форму с большим радиусом, чем максимальный радиус вращения лопастей, которые на конце имеют обойму с одной или несколькими рамками, при этом внутри каждой расположен, с ограниченным возвратно-поступательным ходом, уплотнительный элемент в виде двухкомпозиционной пластинки, одна часть которой, примыкающая к желобу, выполнена из эластичного маслостойкого материала, а другая часть - из металла; по третьему варианту, отличается тем, что желоб со стороны приемного водослива имеет криволинейную форму с большим радиусом, чем максимальный радиус вращения лопастей, которые на конце имеют обойму с одной или несколькими рамками, при этом внутри каждой расположен, с ограниченным возвратно-поступательным ходом, уплотнительный элемент в виде подпружиненной пластинки из эластичного маслостойкого материала.

Таким образом, заявляемые устройства соответствуют критерию «новизна». Сравнительный анализ заявляемых устройств с другими решениями в данной области не позволил выявить в них признаки, отличающие заявляемые решение от прототипа, что позволяет сделать вывод об их соответствии критерию «существенные отличия».

На чертежах представлено устройство для сбора нефтепродуктов и подобных веществ с поверхности воды, разрез на фиг.1 (в качестве примера лопасти на конце с обоймами в две рамки), а на фиг.2 также лопасть на конце с обоймой в две рамки, как пример, и уплотнительными элементами из эластичного маслостойкого материала (первый вариант); на фиг.3 также лопасть на конце с обоймой в две рамки, как пример, и уплотнительными элементами в виде двухкомпозиционных пластин из эластичного маслостойкого материала и металла (второй вариант); на фиг.4 также лопасть на конце с обоймой в две рамки, как пример, и уплотнительными элементами в виде подпружининых пластинок из эластичного маслостойкого материала (третий вариант).

Устройство для сбора нефтепродуктов и подобных веществ с поверхности воды включает цилиндрический нефтепродуктосборный барабан 1, с осью вращения 2 и с подшипником скольжения 3, с приводом, обеспечивающим направление вращения барабана, указанное на фиг.1, и с лопастями 4. Лопасти 4 на конце имеют обойму 5 с одной или несколькими рамками. Внутри рамок обоймы 5 расположены уплотнительные элементы в виде пластин 6 из эластичного маслостойкого материала по первому варианту. По второму варианту уплотнительный элемент выполнен в виде двухкомпозиционной пластинки 7. По третьему варианту уплотнительный элемент выполнен из эластичного маслостойкого материала 6, подпружинен пружиной 8. Причем по всем трем вариантам уплотнительные элементы 6 и 7 имеют ограничения возвратно-поступательного хода, за счет ограничительной гибкой связи 9 элементов 6 или 7 с лопастью 4. Корпус 10 устройства выполнен в виде рамы и образует с вышеуказанным барабаном 1 посредствам желоба 11 нефтепроводной канал 12. Желоб со стороны приемного водослива 13 имеет криволинейную форму с большим радиусом, чем максимальный радиус вращения лопастей, с целью плавной стыковки уплотнительных элементов 6 или 7 с дном желоба 11. Кювета 14, замкнутая по периметру, с дном образована плоскими стенками рамы. В дне кюветы 14 находится регулируемое сливное отверстие 15, связанное штоком 16 с подпружиненным механизмом 17 для фиксации положения штока. Все устройство может быть навесным как на судне, так и над нефтесборной емкостью или плавающим посредством понтонов, обрамляющих корпус 10 (не показано). Во всех случаях устройству задается погружение и центровка таким образом, чтобы уровень жидкости был выше гребня приемного водослива 13, но ниже гребня сливного водослива 18.

Устройство работает следующим образом, при вращении цилиндрического нефтепродуктосборного барабана 1 на оси вращения 2 посредством подшипников скольжения 3 с лопастями 4 в направлении, указанном стрелкой, нефтепродукты с поверхности воды, переливаясь через гребень приемного водослива 13, попадают в нефтепроводной канал 12, образованный цилиндрическим нефтепродуктосборным барабаном 1 и желобом 11, причем желоб со стороны приемного водослива 13 имеет криволинейную форму с большим радиусом, чем максимальный радиус вращения лопастей, с целью стыковки уплотнительных элементов 6 или 7 с дном желоба 11 без заклинивания. Лопасти 4 цилиндрического нефтепродуктосборного барабана 1, вращаясь, продвигают жидкость по нефтепроводному каналу 12 до гребня сливного водослива 18, переливаясь через который она попадает в кювету 14, образованную корпусом 10. Устройству задается погружение и центровка таким образом, чтобы уровень жидкости над гребнем приемного водослива 13 был бы соизмерим с толщиной разлитого нефтепродукта, тогда нефтепродукты переливаются через водослив 13 без воды или при ее минимуме. Поступившие в кювету 14 вместе с водой нефтепродукты обезвоживаются посредством стратификации жидкости, усиливающейся за счет действия на нее колебаний при передачи крутящего момента на барабан 1. Вытесненная из двухфазной жидкости вода уходит из кюветы 14 через сливное отверстие 15 в ее дне. При заполнении кюветы 14 нефтепродуктами механизм 17 фиксации положения выставляют посредством штока 16 таким образом, что происходит запирание сливного отверстия 15. Далее из устройства либо откачивают нефтепродукты, либо подымают все устройство и выливают из него собранные нефтепродукты в накопительную емкость, при этом в рабочем или в нерабочем состоянии устройства нефтепродукты, собранные в кювету 14, отсечены от водной акватории. При транспортировании жидкости по нефтепроводному каналу 12 необходимо, чтобы обеспечивалась герметичность между лопастями 4 и дном желоба 11. Это достигается по первому варианту за счет того, что лопасти 4 на конце имеют обойму 5 с одной или несколькими рамками (в качестве примера на фиг.2 представлена обойма 5 с двумя рамками), при этом внутри каждой расположен уплотнительный элемент 6 в виде пластинки из эластичного маслостойкого материала, с ограниченным возвратно-поступательным ходом, посредством ограничительной гибкой связи 9. Работа уплотнительных элементов 6 будет заключаться в том, что при вращении барабана 1 при их нахождении в верхнем положении уплотнительные элементы будут опущены вниз (см. фиг.1), то есть внутрь рамки, в положение, наиболее близкое к оси барабана 1. При дальнейшем движении барабана уплотнительные элементы в виде пластинок из эластичного маслостойкого материала 6 окажутся в положении, близком к горизонтальному, и до этого положения их перемещения не будет. Однако при дальнейшем движении лопасти 4 ниже горизонтальной оси под действием силы тяжести произойдет выдвижение уплотнительных элементов в виде пластинок из эластичного маслостойкого материала 6 и чем ближе к вертикали будет лопасть 4, тем больше воздействие силы и тем плотнее, герметичнее уплотнительный элемент в виде пластинок из эластичного маслостойкого материала 6 будет контактировать с дном желоба 11 в канале 12 (см. фиг.1). Дальнейшее движение уплотнительных элементов в виде пластинок из эластичного маслостойкого материала 6 до сливного водослива 18 будет происходить при удерживающей силе гравитации, затем процесс повторится. При этом ограничение хода уплотнительных элементов в обойме обеспечивается ограничительной гибкой связью 9 в виде тросика, соединяющего уплотнительный элемент 6 с лопастью 4.

Для повышения эффективности работы уплотнительного элемента за счет улучшения герметизации посредством повышения его веса последний выполняют в виде двухкомпозиционной пластинки 7, одна часть которой, примыкающая к желобу 11, выполнена из эластичного маслостойкого материала, а другая часть - из металла (см. фиг.3). Также с вышеобозначенной целью уплотнительный элемент из маслостойкого материала 6 может быть подпружинен в рамке обоймы 5 пружиной 8, жесткость которой можно подобрать с учетом требований герметизаций по технологии (см. фиг.4). Причем во всех трех вариантах ограничение движения уплотнительных элементов обеспечивается ограничительной гибкой связью 9. Однако в принципе работа устройства по всем трем вариантам одинакова.

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, имеющих обойму с одной или несколькими рамками, когда внутри каждой расположен, с ограниченным возвратно-поступательным ходом, уплотнительный элемент в виде пластинки из эластичного маслостойкого материала, а желоб со стороны приемного водослива описан по большему радиусу, позволяет повысить эффективность работы устройства путем улучшения герметизации между лопастями нефтепродуктосборного барабана и желобом, а также повысить объем транспортируемой жидкости, обеспечить хорошую разгрузку ее во внутреннюю полость корпуса.

1. Устройство для сбора нефтепродуктов с поверхности воды, включающее корпус в виде кюветы с желобом и регулируемым сливом, цилиндрический нефтепродуктосборный барабан с приводом, с лопастями и с горизонтальной осью вращения, примыкающий к боковой стенке корпуса со стороны сбора нефтепродуктов, отличающееся тем, что желоб со стороны приемного водослива имеет криволинейную форму с радиусом, большим, чем максимальный радиус вращения лопастей, которые на конце имеют обойму с одной или несколькими рамками, при этом внутри каждой рамки расположен с ограниченным возвратно-поступательным ходом уплотнительный элемент в виде пластинки из эластичного маслостойкого материала.

2. Устройство для сбора нефтепродуктов с поверхности воды, включающее корпус в виде кюветы с желобом и регулируемым сливом, цилиндрический нефтепродуктосборный барабан с приводом, с лопастями и с горизонтальной осью вращения, примыкающий к боковой стенке корпуса со стороны сбора нефтепродуктов, отличающееся тем, что желоб со стороны приемного водослива имеет криволинейную форму с радиусом, большим, чем максимальный радиус вращения лопастей, которые на конце имеют обойму с одной или несколькими рамками, при этом внутри каждой рамки расположен с ограниченным возвратно-поступательным ходом уплотнительный элемент в виде двухкомпозиционной пластинки, одна часть которой, примыкающая к желобу, выполнена из эластичного маслостойкого материала, а другая часть - из металла.

3. Устройство для сбора нефтепродуктов с поверхности воды, включающее корпус в виде кюветы с желобом и регулируемым сливом, цилиндрический нефтепродуктосборный барабан с приводом, с лопастями и с горизонтальной осью вращения, примыкающий к боковой стенке корпуса со стороны сбора нефтепродуктов, отличающееся тем, что желоб со стороны приемного водослива имеет криволинейную форму с радиусом, большим, чем максимальный радиус вращения лопастей, которые на конце имеют обойму с одной или несколькими рамками, при этом внутри каждой рамки расположен с ограниченным возвратно-поступательным ходом уплотнительный элемент в виде подпружиненной пластинки из эластичного маслостойкого материала.