УСТАНОВКА ДЛЯ СБОРА НЕФТИ И НЕФТЕПРОДУКТОВ С ПОВЕРХНОСТИ ВОДОЕМА

УСТАНОВКА ДЛЯ СБОРА НЕФТИ И НЕФТЕПРОДУКТОВ С ПОВЕРХНОСТИ ВОДОЕМА


RU (11) 2080438 (13) C1

(51) 6 E02B15/10 

(12) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ 
Статус: по данным на 26.12.2007 - прекратил действие 

--------------------------------------------------------------------------------

(21) Заявка: 92012309/13 
(22) Дата подачи заявки: 1992.12.16 
(45) Опубликовано: 1997.05.27 
(56) Список документов, цитированных в отчете о поиске: Авторское свидетельство СССР N 361250, кл. Е 02 В 15/10, 1972. 2. Авторское свидетельство СССР N 1086064, кл. Е 02 В 15/10, 1984. 
(71) Заявитель(и): Кубанский государственный технологический университет 
(72) Автор(ы): Слободяник И.П. 
(73) Патентообладатель(и): Кубанский государственный технологический университет 

(54) УСТАНОВКА ДЛЯ СБОРА НЕФТИ И НЕФТЕПРОДУКТОВ С ПОВЕРХНОСТИ ВОДОЕМА 

Использование: в области охраны окружающей среды, а именно, при очистке поверхности водоемов от нефти и нефтепродуктов, разлившихся на поверхности воды в результате аварий на морских нефтедобывающих установках, нефтепроводах и при транспортировке нефти танкерами. Сущность изобретения: установка для сбора нефти и нефтепродуктов с поверхности водоема содержит базирующиеся на судне емкость для сбора воды с нефтью и нефтепродуктами, насосы для откачки воды и воды с нефтью и нефтепродуктами, трубопроводы, плавучее ограждение и плавучее захватывающее устройство, состоящее из соосно расположенных один над другим двух усеченных конусов, ориентированных усеченными вершинами вверх, и установленных между усеченными конусами криволинейных пластин, изогнутых в плане по спиралям Архимеда, симметрично расходящихся от центра захватывающего устройства к его периферии. По каналам между криволинейными пластинами перемещается под действием насоса вода с нефтепродуктами и подается в резервуары для отделения воды от нефти и нефтепродуктов. 5 ил. 


ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ



Изобретение относится к технике очистки поверхности водоемов от нефти, плавающей в больших количествах в связи с авариями крупнотоннажных нефтяных танкеров, в местах морского бурения, а также в местах случайного залпового слива в реки, водоемы и моря нефти и масел в результате аварии.

Известна установка для удаления нефти с поверхности воды, содержащая неподвижный корпус и трубопровод откачки нефти, подвижную воронку с поплавком, прикрепленную с корпусу с помощью диафрагмы [1]

Недостатком известной установки является то, что вместе с нефтью по трубопроводу откачивается значительное количество воды, которую потребуется отделять и опять откачивать из сборника, что значительно снижает эффективность и экономичность процесса удаления нефти.

Наиболее близкой к заявляемой является установка для сбора нефти и нефтепродуктов с поверхности водоема, включающая плавучее захватывающее устройство для сбора нефти и нефтепродуктов, состоящее из соосно расположенных один над другим двух усеченных конусов, ориентированных горизонтально усеченными вершинами вверх, верхний из которых имеет угол наклона к горизонтали образующей боковой поверхности, больший чем нижний, соединенных, соответственно, с верхним и с нижним усеченными конусами горизонтальных диска и кольца, к центральному отверстию которого присоединена вертикальная труба с отводом на нижнем конце, и направляющего поток нефти и нефтепродуктов приспособления, расположенного между верхним и нижним усеченными конусами, и вакуумную систему отвода нефти и нефтепродуктов [2]

Известная установка не может обеспечить эффективное и экономичное удаление больших количеств нефти с больших поверхностей воды, так как при этом будет происходить циркуляция воды вокруг устройства по наружному контуру.

Технический результат изобретения повышение эффективности и экономичности процесса удаления больших количеств нефти с больших поверхностей водоемов за счет значительного уменьшения количества перекачиваемой воды и затрат энергии на единицу объема удаляемой с поверхности воды нефти.

Технический результат достигается тем, что установка для сбора нефти и нефтепродуктов с поверхности водоема, включающая плавучее захватывающее устройство для сбора нефти и нефтепродуктов, состоящее из соосно расположенных один над другим двух усеченных конусов, ориентированных горизонтально усеченными вершинами вверх, верхний из которых имеет угол наклона к горизонтали образующей боковой поверхности, больший чем нижний, соединенных, соответственно, с верхним и с нижним усеченными конусами горизонтальных диска и кольца, к центральному отверстию которого присоединена вертикальная труба с отводом на нижнем конце, и направляющего поток нефти и нефтепродуктов приспособления, расположенного между верхним и нижним усеченными конусами, и вакуумную систему отвода нефти и нефтепродуктов, снабжена жестко соединенным с судном U-образным в плане ограждением захватывающего устройства, верхняя кромка которого расположена выше, а нижняя кромка ниже, соответственно, вершины верхнего усеченного конуса и нижней кромки нижнего усеченного конуса захватывающего устройства, и размещенным в носовой части упомянутого судна центробежным насосом для откачки воды, всасывающий патрубок которого соединен с отводом вертикальной трубы захватывающего устройства, а нагнетательный патрубок опущен в водоем ниже уровня воды, при этом захватывающее устройство снабжено вертикальным стержнем с кольцом на верхнем конце, прикрепленным нижним концом к вершине верхнего усеченного конуса, патрубками с вентилями для подвода и отвода воздуха и воды, установленной коаксиально внутри вертикальной трубы центральной трубой для отвода нефти и нефтепродуктов, верхний конец которой расположен под вершиной верхнего усеченного конуса и имеет прикрепленный к нему по периметру усеченной вершиной малый усеченный конус, диаметр основания которого меньше диаметра вертикальной трубы, а образующая боковой поверхности параллельна образующей боковой поверхности верхнего усеченного конуса, причем верхний конец вертикальной трубы присоединен по периметру к усеченной вершине нижнего усеченного конуса, направляющее поток нефти и нефтепродуктов приспособление выполнено в виде прикрепленных к верхнему и нижнему усеченным конусам криволинейным пластин, изогнутых в плане по спиралям Архимеда, симметрично расходящимся от верхнего конца вертикальной трубы к периферии захватывающего устройства, периферийная часть верхнего усеченного конуса плавно симметрично отогнута по его периметру вверх и соединена с горизонтальным диском с образованием замкнутой полости, к которой подсоединены патрубки с вентилями для подвода и отвода воздуха и воды, а к нижнему усеченному конусу присоединено горизонтальное кольцо с вертикальной трубой в его центральном отверстии с образованием замкнутой полости, к которой подсоединены собственные патрубки с вентилями для подвода и отвода воздуха и воды, при этом вакуумная система отвода нефти и нефтепродуктов состоит из ресивера, верхняя часть которого соединена трубопроводом с центральной трубой для отвода нефти и нефтепродуктов захватывающего устройства, и вакуум-насоса, сообщенного с ресивером, а захватывающее устройство жестко соединено с ограждением и с судном.

На фиг.1 схематически представлен вертикальный разрез установки для сбора нефти и нефтепродуктов с поверхности водоема: на фиг.2 то же, вид в плане; на фиг.3 разрез А-А на фиг.1; на фиг.4 разрез Б-Б на фиг.1; на фиг.5 - технологическая схема установки.

Установка для сбора нефти и нефтепродуктов с поверхности водоемов (фиг. 1-5) содержит плавучее подковообразное ограждение 1, жестко прикрепленное к носу судна 2, верхний усеченный конус 3 и нижний усеченный конус 4, расположенные соосно один над другим и ориентированные горизонтально усеченными вершинами вверх, угол наклона к горизонтали образующей боковой поверхности верхнего усеченного конуса 3 больше, чем нижнего конуса 4, перфорированная часть верхнего усеченного конуса 3 плавно симметрично отогнута по его периметру вверх и соединена с горизонтальным диском 5 с образованием замкнутой полости, к которой сверху подсоединены патрубки с вентилями 6 для подвода и отвода сжатого воздуха и снизу подсоединен патрубки с вентилями 7 для подвода и отвода воды, а к нижнему усеченному конусу 4 снизу присоединено горизонтальное кольцо, к верхнему срезу усеченного конуса 4 подсоединен верхний срез вертикальной трубы 8 с прямым отводом в нижней части и с эластичным патрубком 9, к боковым поверхностям верхнего 3 и нижнего 4 усеченных конусов прикреплено направляющее поток нефти и нефтепродуктов приспособление, выполненное в виде криволинейных пластин 10, изогнутых в плане по спирали Архимеда, симметрично расходящимся от вертикальной трубы 8 к периферии захватывающего устройства, нижние кромки боковой поверхности нижнего усеченного конуса 4 соединены с горизонтальным диском 11, через который проходит вертикальная труба 8 с нижним отводом, к замкнутому пространству нижнего усеченного конуса 4 сверху подсоединен патрубок с вентилем 12 для подвода и отвода сжатого воздуха и патрубок с вентилем 13 для отвода и подвода воды, под вершиной верхнего усеченного конуса 3 осесимметрично расположен малый усеченный конус 14, диаметр основания которого меньше диаметра вертикальной трубы 8, а образующаяся боковой поверхности малого усеченного конуса 14 параллельна образующей боковой поверхности верхнего усеченного конуса 3, причем верхний конец вертикальной трубы 8 присоединен по периметру к усеченной вершине нижнего усеченного конуса 4, внутри вертикальной трубы коаксиально установлена центральная труба 15, верхний конец которой прикреплен по периметру к усеченной вершине малого усеченного конуса 14, а нижний конец центральной трубы предназначен для отвода нефти и нефтепродуктов из захватывающего устройства, при этом прямой отвод вертикальной трубы 8 посредством эластичного патрубка 9 соединен с всасывающим патрубком центробежного насоса 16, расположенного в носовой части судна 2, а нагнетательный патрубок насоса 16 опущен ниже уровня воды в водоеме, нижняя часть центральной трубы соединена с верхней частью ресивера 17, соединенного с вакуум-насосом 18, к ресиверу 17 подсоединен насос 19 для откачивания воды с нефтью и нефтепродуктами в отстойник (не показано), к вершине верхнего усеченного конуса 3 прикреплен вертикальный стержень 20 с кольцом на верхнем конце для подъема, установки и транспортировки захватывающего устройства, установка снабжена жестким соединением вертикального стержня 20 через муфте 21 растяжками 22 с U-образным ограждением 1 посредством бобышек 23, которые в свою очередь соединены растяжками 24 с муфтой 25 опорной стойки 26 на судне 2, при этом верхняя кромка U-образного ограждения 1 захватывающего устройства расположена выше, а нижняя кромка ниже, соответственно, вершины верхнего усеченного конуса 3 и нижней кромки нижнего усеченного конуса 4 захватывающего устройства. Жесткие соединения на шарнирах (не показано) ограждения 1, стержня 20 с судном 2 обеспечивают их взаимное перемещение по вертикали и регулируемые расстояния между ними в горизонтальных плоскостях.

Установка для сбора нефти и нефтепродуктов с поверхности водоема работает следующим образом.

Установку (фиг.1-5) размещают на поверхности водоема с разлитой нефть и нефтепродуктами и регулируют уровень погружения воде захватывающего устройства с верхним 3 и нижним 4 усеченными конусами за счет подачи воздуха и вытеснения воды из замкнутых кольцевых полостей верхнего 3 и нижнего 4 усеченных конусов посредством вентилей 6,7 и 12,13 или заполнения водой, а также за счет подвески захватывающего устройства к подъемному устройству посредством стержня 20 с кольцом. После регулировки погружения захватывающего устройства установку поворачивают открытой стороной U-образного ограждения 1 к месту нахождения нефти и нефтепродуктов на поверхности воды водоема и включают насос 16 и вакуум-насос 18 установки, при этом вода с нефтью устремляется между поверхностями усеченных конусов 3 и 4 по каналам между криволинейными пластинами 10 от периферии к центру захватывающего устройства, причем нефть и нефтепродукты распределяются под верхним усеченным конусом 3, а вода, как более тяжелая жидкость, распределяется ниже над нижним усеченным конусом 4, при этом нефть и нефтепродукты под действием создаваемого перепада давления вакуум-насосом 18 движутся по каналам между пластинами 10 под верхним усеченным конусом 3 и над малым усеченным конусом 14 и по центральной трубе 15 поступает в ресивер 17, откуда периодически откачивается насосом 19 в отстойник (не показано) для отделения нефти и нефтепродуктов от воды. Вода с поверхности водоема движется по поверхности нижнего усеченного конуса 4 по каналам между пластинами 10 и под действием разности давления, создаваемого насосом 16, отсасывается по всасывающему трубопроводу, соединенному эластичным патрубком 9 с вертикальной трубой 8, и нагнетается по нагнетательному трубопроводу насоса 16, опущенному ниже уровня воды, в водоем.

За счет пластин 10, расположенных между верхним 3 и нижним 4 усеченными конусами, поток нефти и нефтепродуктов с водой совершает радиально-кольцевое винтообразное движение от периферии к центру, что обеспечивает равномерный радиальный поток нефти и нефтепродуктов по всему круговому периметру от периферии к центру и позволяет исключить или свести к минимуму байпасирование и каналообразование потоков, приводящие к неравномерному сбору нефти и нефтепродуктов и захвату воды вместо нефти.

Технические преимущества заявляемой установки по сравнению с прототипом заключаются в равномерном перемещении поверхностного слоя водоема к захватывающему устройству за счет кругового радиально-кольцевого движения поверхностного слоя жидкости между верхним 3 и нижним 4 усеченными конусами в каналах между криволинейными пластинами 10.

Общественно полезные преимущества заявляемой установки, вытекающие из технических преимуществ по сравнению с прототипом, заключаются в равномерном сборе нефти и нефтепродуктов с поверхности водоема и отделении нефти и нефтепродуктов от воды в объеме захватывающего устройства, состоящего из конических поверхностей.

Ожидаемый экономический эффект от использования заявляемой установки может быть обеспечен за счет снижения энергетических и трудовых затрат при сборе нефти и нефтепродуктов с поверхности водоемов за счет четкого разделения от нефти и нефтепродуктов в захватывающем устройстве и значительного уменьшения объема циркулирующей воды и за счет предупреждения нанесения ущерба окружающей природе. 


ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ



Установка для сбора нефти и нефтепродуктов с поверхности водоема, включающая плавучее захватывающее устройство для сбора нефти и нефтепродуктов, состоящее из соосно расположенных один над другим двух усеченных конусов, ориентированных горизонтально усеченными вершинами вверх, верхний из которых имеет угол наклона к горизонтали образующей боковой поверхности больший, чем нижний, соединенных соответственно с верхним и с нижним усеченными конусами горизонтальных диска и кольца, к центральному отверстию которого присоединена вертикальная труба с отводом на нижнем конце, и направляющего поток нефти и нефтепродуктов приспособления, расположенного между верхним и нижним усеченными конусами, и вакуумную систему отвода нефти и нефтепродуктов, отличающаяся тем, что она снабжена жестко соединенным с судном U-образным в плане ограждением захватывающего устройства, верхняя кромка которого расположена выше, а нижняя кромка ниже соответственно вершины верхнего усеченного конуса и нижней кромки нижнего усеченного конуса захватывающего устройства, и размещенным в носовой части упомянутого судна центробежным насосом для откачки воды, всасывающий патрубок которого соединен с отводом вертикальной трубы захватывающего устройства, а нагнетательный патрубок опущен в водоем ниже уровня воды, при этом захватывающее устройство снабжено вертикальным стержнем с кольцом на верхнем конце, прикрепленным нижним концом к вершине верхнего усеченного конуса, патрубками с вентилями для подвода и отвода воздуха и воды, установленной коаксиально внутри вертикальной трубы центральной трубой для отвода нефти и нефтепродуктов, верхний конец которой расположен под вершиной верхнего усеченного конуса и имеет прикрепленный к нему по периметру усеченной вершиной малый усеченный конус, диаметр основания которого меньше диаметра вертикальной трубы, а образующая боковой поверхности параллельна образующей боковой поверхности верхнего усеченного конуса, причем верхний конец вертикальной трубы присоединен по периметру к усеченной вершине нижнего усеченного конуса, направляющее поток нефти и нефтепродуктов приспособление выполнено в виде прикрепленных к верхнему и нижнему усеченным конусам криволинейных пластин, изогнутых в плане по спиралям Архимеда, симметрично расходящимся от верхнего конца вертикальной трубы к периферии захватывающего устройства, периферийная часть верхнего усеченного конуса плавно симметрично отогнута по его периметру вверх и соединена с горизонтальным диском с образованием замкнутой полости, к которой подсоединены патрубки с вентилями для подвода и отвода воздуха и воды, а к нижнему усеченному конусу снизу присоединено горизонтальное кольцо с вертикальной трубой в его центральном отверстии с образованием замкнутой кольцевой полости, к которой подсоединены собственные патрубки с вентилями для подвода и отвода воздуха и воды, при этом вакуумная система отвода нефти и нефтепродуктов состоит из ресивера, верхняя часть которого соединена трубопроводом с центральной трубой для отвода нефти и нефтепродуктов захватывающего устройства, и вакуум-насоса, сообщенного с ресивером, а захватывающее устройство жестко соединено с ограждением и с судном.




ПРОЧИТАТЬ НУЖНО ВСЕМ !
Судьба пионерских изобретений и научных разработок, которым нет и не будет аналогов на планете еще лет сорок, разве что у инопланетян



Независимый научно технический портал
Воздухо- и водоочистка. Опреснительные установки






СОВЕРШЕННО БЕСПЛАТНО!
Вам нужна ПОЛНАЯ ВЕРСИЯ данного патента? Сообщите об этом администрации портала. В сообщении обязательно укажите ссылку на данную страницу.


ПОИСК ИНФОРМАЦИИ В БАЗЕ ДАННЫХ


Режим поиска:"и" "или"

Инструкция. Ключевые слова в поле ввода разделяются пробелом или запятой. Регистр не имеет значения.

Режим поиска "и" означает, что будут найдены только те страницы, где встречается каждое из ключевых слов. Например, при запросе "очистка воды" будет найдено словосочетание "очистка воды". При использовании режима "или" результатом поиска будут все страницы, где встречается хотя бы одно ключевое слово ("очистка" или "воды").

В любом режиме знак "+" перед ключевым словом означает, что данное ключевое слово должно присутствовать в найденных файлах. Если вы хотите исключить какое-либо слово из поиска, поставьте перед ним знак "-". Например: "+очистка -воды".

Поиск выдает все данные, где встречается введенное Вами слово. Например, при запросе "сток" будут найдены слова "стоков", "стоки" и другие. Восклицательный знак после ключевого слова означает, что будут найдены только слова точно соответствующие запросу "сток!".


Устройства и способы водоочистки | Опреснительные установки. Дистилляторы | Устройства и способы воздухоочистки


Рейтинг@Mail.ru