Устройство для улавливания и удаления нефтепродуктов с поверхности водотока

(51) МПК НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ УСТРОЙСТВО ДЛЯ УЛАВЛИВАНИЯ И УДАЛЕНИЯ НЕФТЕПРОДУКТОВ С ПОВЕРХНОСТИ ВОДОТОКА(71) Заявитель Учреждение образования Витебский государственный университет имени П.М.Машерова(72) Авторы Савенок Владимир Евгеньевич Чепелов Станислав Александрович Шишакова Анна Александровна(73) Патентообладатель Учреждение образования Витебский государственный университет имени П.М.Машерова(57) 1. Устройство для улавливания и удаления нефтепродуктов с поверхности водотока,включающее боновое заграждение, фартук и нефтеприемник, отличающееся тем, что содержит цилиндрический отжимной ролик, нефтеприемник выполнен в виде лотка, размещенного под цилиндрическим отжимным роликом, фартук выполнен в виде бесконечной пористой ленты, установленной с возможностью вращения перед боновым заграждением на роликах, прикрепленных к нему с помощью штанг, причем цилиндрический отжимной ролик прижат к крайнему натяжному ролику бесконечной пористой ленты, которая установлена с возможностью перемещения в горизонтальной плоскости с помощью электропривода так, что ее сорбирующая поверхность располагается навстречу водотоку. 2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что бесконечная пористая лента имеет поперечные складки из пористого или волокнистого материала. 3. Устройство по п. 1 или 2, отличающееся тем, что на наружную поверхность бесконечной пористой ленты наклеены сорбционные пластины. 18170 1 2014.04.30 Изобретение относится к области геоэкологии и может быть использовано для улавливания и удаления нефтепродуктов и нефтенасыщенного сорбента с поверхности водотоков. Известен оградитель нефтяных пятен 1, представляющий собой полостную систему. Содержит две пары параллельных пластин, скрепленных попарно и неподвижно между собой через плавающую прокладку двумя расположенными одна над другой трубками с разнодиаметральными концами с прикрепленными к ним эластичными полостямитрубами. Вся полостная система устройства наматывается на барабан. Работает оградитель нефтяных пятен следующим образом. Со вспомогательного судна удерживают конец полостной системы, в одну трубу которой выхлопом от двигателя нагнетают воздух, а в другую трубу нагнетают воду работающим винтом вспомогательного судна, в это время нефтесборник, разматывая барабан, окружает пятно нефти полостной системой, может зайти внутрь круга и собирать нефть или обрабатывать ее сорбентом. При наличии очень большого нефтяного поля его можно разбить на зоны и каждую оградить отдельно, причем при тихой погоде можно даже буксировать. Недостатком данного оградителя является то, что он только локализует нефтяное пятно на водном объекте, а для сбора нефти с локализуемого участка требуется дополнительное устройство. Кроме того, применение устройства на водотоках малоэффективно. Известно устройство для сбора нефти с поверхности воды 2, которое включает бесконечную ленту из нефтестойкого материала с поперечными складками из нефтевпитывающего материала, натянутую на ведущем и натяжном барабанах. Кроме того, устройство снабжено цилиндрическим отжимным роликом и нефтеприемным лотком. Складки впитывают нефть при движении ленты через загрязнения, при этом впитывающие свойства материала ленты не изменяются при натяжении ленты на барабанах. Недостатком устройства является его неспособность улавливать и локализовывать нефтяные загрязнения. Известно устройство для удаления нефтепродуктов с поверхности воды 3, которое включает барабан с расположенной на нем лентой, выполненной в виде замкнутого контура, размещенную на нижней точке этого контура натяжную катушку, устройство для снятия нефтепродуктов с ленты. Устройство выполнено в виде цилиндра, ось которого расположена параллельно оси барабана. Также имеется приемный лоток, установленный ниже цилиндра. Наружная поверхность ленты является пористой или волокнистой. Цилиндр выполнен полым с перфорированной боковой стенкой и установлен ниже барабана с зацеплением нисходящего участка ленты с цилиндром. Устройство не способно локализовать нефтяные загрязнения, а кроме того, его недостатком является малая площадь взаимодействия сорбирующей поверхности ленты с нефтью. При локализации и ликвидации аварийных разливов нефти обычно применяется сорбционный материал, который впитывает нефть. Данное устройство не предназначено для сбора нефтенасыщенного сорбента. Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является устройство для улавливания и удаления нефтепродуктов с поверхности водотоков 4, выбранное в качестве прототипа, которое включает боновое заграждение,которое выполнено в виде фартука, закрепленного на двух поплавках. Впереди фартука размещен нефтеприемник, состоящий из отдельных цилиндрических улавливающих элементов, каждый из которых закреплен в плавучей шайбе и снабжен гидромеханическим клапаном на верхнем торце. Кроме того, каждый улавливающий элемент шарнирно соединен с коллектором, связывающим нефтеприемник с нефтесборной емкостью. Данное устройство является многосекционным. Испытания данного устройства позволили выявить ряд его конструктивных недостатков, так разрывы между улавливающими элементами нефтеприемника, которые расположены перед фартуком, позволяют нефтяным загрязнениям беспрепятственно достигать фартука, и даже при небольших скоростях течения водотока происходит их унос под бон,т.к. улавливающие элементы не могут собрать всю локализуемую нефть. Кроме того, гид 2 18170 1 2014.04.30 ромеханические клапаны настроены только на нефть и при попадании туда посторонних включений, например нефтенасыщенного сорбента, они заклинивают и теряют свою работоспособность. Задачей предложенного нами изобретения является повышение качества и эффективности ликвидации нефтяных загрязнений на водных объектах за счет технического решения, позволяющего выполнять одним устройством функции улавливания нефтепродуктов и (или) нефтенасыщенного сорбента и их и удаления с поверхности водотоков. Поставленная задача решается тем, что устройство для улавливания и удаления нефтепродуктов с поверхности водотока, включающее боковое заграждение, фартук и нефтеприемник, в отличие от прототипа, содержит цилиндрический отжимной ролик, нефтеприемник выполнен в виде лотка, размещенного под цилиндрическим отжимным роликом, фартук выполнен в виде бесконечной пористой ленты, установленной с возможностью вращения перед боковым заграждением на роликах, прикрепленных к нему с помощью штанг, причем цилиндрический отжимной ролик прижат к крайнему натяжному ролику бесконечной пористой ленты, которая установлена с возможностью перемещения в горизонтальной плоскости с помощью электропривода так, что ее сорбирующая поверхность располагается навстречу водотоку. Для увеличения количества захватываемых бесконечной пористой лентой нефтепродуктов и нефтенасыщенного сорбента она может быть снабжена поперечными складками из пористого или волокнистого материала. При этом гибкость и мягкость складок не ухудшают отжим бесконечной пористой ленты при прохождении ее между натяжным и отжимным роликами, так как складки вдавливаются в ее пористую поверхность при отжиме. Для улучшения качества поглощения нефтепродуктов бесконечной пористой лентой на ее поверхность могут дополнительно наклеиваться сорбционные пластины. Если водоток имеет значительную ширину, один электропривод может не обеспечить движение бесконечной пористой ленты по роликам, поэтому в этом случае на противоположном конце устройства устанавливается дополнительный электропривод с двумя шкивами. На фиг. 1 изображено устройство для улавливания и удаления нефтепродуктов с поверхности водотоков - вид прямо, на фиг. 2 - вид сверху, на фиг. 3 - вид сбоку (разрез А-А). Устройство для улавливания и удаления нефтепродуктов с поверхности водотоков включает (фиг. 1-3) боновое заграждение 1, представляющее собой полую трубу с объемом,обеспечивающим ее плавучесть, с тросами 2. Боновое заграждение 1 имеет верхние штанги 3 и нижние штанги 4, к которым прикреплены с возможностью вращения ролики 5, на которые надет фартук в виде бесконечной пористой ленты 6. С одной стороны крайний ролик 7 имеет верхний 8 и нижний 9 шкивы, каждый из которых соединен цепной передачей 10 с верхним 11 и нижним 12 шкивами электропривода 13. С другой стороны бесконечной пористой ленты 6 к ее крайнему (натяжному) ролику 14 плотно прижат с помощью пружины (на фигурах не показана) цилиндрический отжимной ролик 15. Под роликом 14 и цилиндрическим отжимным роликом 15 находится лоток 16, являющийся нефтеприемником. Устройство работает следующим образом. На водоток устанавливают боновое заграждение 1, которое закрепляют с помощью тросов 2 к обоим берегам водотока. Предварительно впереди бонового заграждения 1 закрепляют на верхних 3 и нижних 4 штангах ролики 5, 7, 14, 15 таким образом, что они могут вращаться вокруг своей оси. На ролики 5,ролик 7 и натяжной ролик 14 надевают бесконечную пористую ленту 6, имеющую замкнутый контур. На верхний 8 и нижний 9 шкивы крайнего ролика 7 надевают цепи 10,которые также надевают на верхний шкив 11 и нижний шкив 12 электропривода 13, который устанавливают на берегу или на плавсредстве. К противоположному от крайнего ролика 7 натяжному ролику 14 прижимают с помощью пружины цилиндрический отжимной ролик 15 таким образом, что бесконечная пористая лента 6 оказывается между ними. Дополнительно на берегу или непосредственно у берега в дне реки делают углубление, в которое устанавливают лоток 16 так, чтобы он не препятствовал движению бесконечной 3 18170 1 2014.04.30 пористой ленты 6. После выполнения всех вышеперечисленных подготовительных операций включают электропривод 13, который с помощью цепной передачи 10 обеспечивает движение бесконечной пористой ленты 6 в горизонтальной плоскости таким образом, что ее сорбирующая поверхность расположена навстречу водотоку. Бесконечная пористая лента 6 играет роль фартука, который улавливает и задерживает нефтепродукты и нефтенасыщенный сорбент и перемещает их к берегу, где происходит отжим бесконечной пористой ленты 6 между натяжным роликом 14 и цилиндрическим отжимным роликом 15, а собранные таким образом нефтепродукты и нефтенасыщенный сорбент попадают в лоток 16, откуда их затем откачивают насосным оборудованием (на фигурах не показано). После отжима бесконечная пористая лента 6 движется в обратную сторону от натяжного ролика 14 к электроприводу 13, таким образом, получается, что фартук состоит из двух рядов переднего, расположенного навстречу водотоку, и заднего, ближайшего к боковому заграждению, это обеспечивает дополнительную защиту от уноса нефтепродуктов и нефти под боковым заграждением, так как задний ряд бесконечной пористой ленты 6 также сорбирует (впитывает) нефтепродукты. Снижение вероятности уноса нефтепродуктов (нефти) и нефтенасыщенного сорбента под бон повышает эффективность использования данного устройства, что особенно актуально для водотоков, характеризующихся большими скоростями течения. Источники информации 1.2032795 1, МПК 602 15/08, 1995. 2.2006549 1, МПК 502 15/04, 1994. 3.02209876 2 МПК 70215/10, 02 1/40, 2003. 4. Патент РБ 4112, МПК 02 15/04, 2001 (прототип). Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20. 4