Комбинированный механический бон

(51) МПК (2006) НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ(71) Заявитель Учреждение образования Витебский государственный университет имени П.М.Машерова(72) Авторы Савенок Владимир Евгеньевич Воронович Павел Владимирович(73) Патентообладатель Учреждение образования Витебский государственный университет имени П.М.Машерова(57) 1. Комбинированный механический бон, включающий соединяемые между собой секции, каждая из которых содержит задний фартук, прикрепляемый сзади к поплавку, внутри которого встроен нефтеприемный модуль, имеющий патрубок отвода нефти, снабженный гидромеханическим клапаном на верхнем торце и соединенный с общим коллектором, сообщающимся с нефтесборной емкостью, отличающийся тем, что на уровне нижней кромки входных каналов нефтеприемных модулей установлено дно с двумя боковыми и одной передней стенками с возможностью раскладывания и образования переднего сборно-разборного фартука с нефтеприемной трубой, а соединяемые секции снабжены коллекторами, расположенными с возможностью образования при соединении между собой общего коллектора. 10504 1 2008.04.30 2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что внутри поплавка встроено несколько нефтеприемных модулей. 3. Устройство по п. 1 или 2, отличающееся тем, что передний сборно-разборный фартук содержит несколько нефтеприемных труб. 4. Устройство по любому из пп. 1-3, отличающееся тем, что передний сборноразборный фартук и задний фартук соединены между собой стяжками. Изобретение относится к области геоэкологии и может быть использовано для локализации, улавливания и сбора нефтяных загрязнений с поверхности водных объектов в летних и зимних условиях. Известен механический улавливающий бон, каждая из секций которого включает фартук 1. Впереди фартука, в верхней его части, закреплен нефтеприемник с нефтеприемными трубами, каждая из которых имеет внизу входное отверстие и снабжена регулировочными муфтами. В торцевых частях нефтеприемника расположены соединительные патрубки. Спереди к нефтеприемнику и сзади к фартуку прикреплены по две направляющие гребенки, которые служат для вертикального перемещения устройства и закрепления двух опорных элементов. При подготовке к работе необходимое количество секций устройства соединяют между собой, причем нефтеприемники каждой из секций также соединяют между собой, образуя общий коллектор, а нефтеприемник последней секции соединяют с насосным оборудованием или непосредственно с нефтесборной емкостью, в которой устанавливают откачивающий насос. Недостатком данного устройства является отсутствие плавучести, кроме того, конструкция данного бона не позволяет использовать его в летних условиях. Наиболее близким к заявляемому является устройство для локализации и сбора нефтяных загрязнений, представляющее собой многосекционный механический бон 2. Каждая из секций механического бона включает фартук, закрепленный на двух поплавках. Впереди фартука размещен нефтеприемный модуль, имеющий патрубок отвода нефти с гидромеханическим клапаном на верхнем торце. Нефтеприемный модуль шарнирно соединен с коллектором, который, в свою очередь, сообщается с нефтесборной емкостью. Данный механический бон не только улавливает нефтяные загрязнения, но и собирает их, однако его невозможно использовать в зимних условиях, так как он неработоспособен при наличии льда на водном объекте. Удаление ледяного покрова в месте установки механического бона является трудоемкой задачей и делает дальнейшую работу устройства неэффективной по причине быстрого обмерзания фартуков устройства и неработоспособности гидромеханического клапана. Кроме того, общий коллектор, изготовленный как единая целая труба с отводами, представляет собой жесткую конструкцию, что может создавать дополнительные трудности при сборке и установке механического бона в водные объекты различной ширины, разных профилей дна и боковых поверхностей. Задачей изобретения является обеспечение улавливания и сбора нефтяных загрязнений с поверхности водных объектов с большей эффективностью в любой климатический сезон года. Поставленная задача решается тем, что в комбинированном механическом боне, включающем соединяемые между собой секции, каждая из которых содержит задний фартук,прикрепляемый сзади к поплавку, внутри которого встроен нефтеприемный модуль,имеющий патрубок отвода нефти, снабженный гидромеханическим клапаном на верхнем торце и соединенный с общим коллектором, сообщающимся с нефтесборной емкостью, в отличие от прототипа на уровне нижней кромки входных каналов нефтеприемных модулей установлено дно с двумя боковыми и одной передней стенками с возможностью раскладывания и образования переднего сборно-разборного фартука с нефтеприемной трубой, а соединяемые секции снабжены коллекторами, расположенными с возможностью образования при соединении между собой общего коллектора. 2 10504 1 2008.04.30 Кроме того, для повышения эффективности и производительности работы комбинированного механического бона в летних условиях нефтеприемных модулей, встроенных в поплавок, может быть несколько. В летнем варианте эксплуатации комбинированного механического бона передний и задний фартуки могут соединяться между собой стяжками. Дополнительно для повышения эффективности работы комбинированного механического бона в зимних условиях передний сборно-разборный фартук может быть снабжен несколькими нефтеприемными трубами. Комбинированный механический бон можно использовать при улавливании, локализации и сборе нефти и нефтепродуктов с поверхности водных объектов как в летних, так и в зимних условиях. Комбинированный механический бон изготавливают секциями. Необходимое количество секций определяется шириной локализуемого участка водного объекта,по конструкции секции одинаковы. При установке в водный объект секции механически соединяют между собой, а вариант их сборки зависит от состояния водного объекта. Зимний вариант - при наличии ледяного покрова, а летний - при отсутствии льда на поверхности воды. При работе в зимних условиях передний сборно-разборный фартук в собранном виде представляет собой зимний нефтеприемник. При работе в летних условиях передний сборно-разборный фартук раскладывают, его нефтеприемные трубы закрывают заглушками и он выполняет свою основную функцию - локализацию нефтяных загрязнений. Доставку секций непосредственно к месту установки и стыковки осуществляют вручную или транспортным средством. Комбинированный механический бон могут устанавливать в сочетании с обычными бонами, которые применяют только для улавливания нефтяных загрязнений, в этом случае допускаются различные варианты стыковки. На фиг. 1 изображена одна секция комбинированного механического бона - вид спереди (зимний вариант), на фиг. 2 - вид сверху, на фиг. 3 - вид сбоку (разрез А-А). Каждая из секций комбинированного механического бона включает состоящий из рамки с закрепленным на ней экраном задний фартук 1. В верхней части заднего фартука 1 закреплен поплавок 2, снабженный ручками 3, в центре которого встроены симметрично два нефтесборных модуля 4, внутри каждого из которых, на патрубке отвода нефти 5, размещены гидромеханические клапаны 6. Модули 4 своими патрубками отвода нефти 5 соединяются с коллектором 7, жестко соединенным с нижней горизонталью рамки фартука 1 и имеющим в торцах с одной стороны внешний соединительный патрубок 8, а с другой внутреннюю втулку 9, с помощью которых коллекторы смежных секций соединяются между собой в один общий коллектор, который, в свою очередь, соединяется с нефтесборной емкостью (не входит в состав устройства). На уровне нижней кромки входных каналов 10 модулей 4 находится дно 11 зимнего нефтеприемника 12, подвижно соединенное с поплавком 2 петлями 13. Зимний нефтеприемник 12 представляет собой сборно-разборную конструкцию, включающую дно 11 и прикрепленные к нему на петлях 13 две боковые 14 и переднюю 15 стенки, в зимнем варианте скрепленные между собой болтами 16 с гайками 17, при этом боковые стенки 14 также соединены болтами 16 с гайками 17 дополнительной стяжкой 18 с поплавком 2. По периметру дна 11 нефтеприемника 12 имеется резиновое уплотнение 19, прикрепленное к поплавку 2, боковым 14 и передней 15 стенкам. В дно 11 вварены три нефтеприемные трубы 20, в каждую из которых ввинчены регулировочные муфты 21. В летнем варианте из позиций 14, 15 выкручивают болты 16 с гайками 17, и они вместе с позицией 11, а также позициями 19-20 раскладываются вниз,образуя передний фартук 22, в котором вместо муфт 21 в нефтеприемные трубы 20 ввинчивают заглушки 23. В летнем варианте передний фартук 22 соединяется с задним фартуком 1 стяжками 24 с помощью болтов 16 с гайками 17. В зимних условиях (при наличии сплошного ледяного покрова на водном объекте) комбинированный механический бон работает следующим образом. По всему периметру локализуемого участка водного объекта (для водотока по всей ширине) изготавливают траншею во льду с шириной, равной ширине бона. Требуемое количество секций бона со 3 10504 1 2008.04.30 единяют между собой, причем коллекторы 7 каждой из секций стыкуют с помощью втулки 9 и соединительного патрубка 8 в общий коллектор, который соединяют с насосным оборудованием или непосредственно с нефтесборной емкостью, в которую устанавливают откачивающий насос. За ручки 3 закрепляют страховочные тросы, другие концы которых закрепляют на берегу или на растяжках, вбитых в лед. Собранный бон опускают в траншею во льду на водную поверхность на такую глубину, чтобы разность высот между верхними отверстиями входных нефтеприемных труб 20 и поверхностью льда обеспечивала такой напор нефтяного загрязнения, улавливаемого общим фартуком 1 и вытекающего из нефтеприемных труб 20, при котором скорость его истечения обеспечивала бы непрерывное поступление нефтяной пленки к бону. При большой толщине льда заданную глубину погружения комбинированного механического бона в воду обеспечивают установкой и закреплением балласта на поплавок 2. Более точную регулировку напора истекающих из нефтеприемных труб 20 нефтяных загрязнений производят навинчиванием регулировочных муфт 21. Включают насосное оборудование, и поступающая в зимний нефтеприемник 12 каждой из секций через нефтеприемные трубы 20 с регулировочными муфтами 21 нефть попадает через два входных канала 10 в два нефтеприемных модуля 4 и далее в коллекторы 7, составляющие общий коллектор, откуда ее откачивают с помощью насосного оборудования. При заполнении зимних нефтеприемников 12 и модулей 4 водой насосное оборудование отключают, а муфты 21 на нефтеприемных трубах 20 вывинчивают настолько, чтобы прекратилось истечение жидкости. Шланги напорной магистрали насосного оборудования вытаскивают из нефтесборной емкости, включают насос и откачивают воду из зимних нефтеприемников 12 и модулей 4. При накоплении нефтяной пленки возле заднего улавливающего фартука 1 муфты 21 вкручивают на нужную глубину, и работа комбинированного механического улавливающего бона возобновляется. В случае значительного аварийного нефтеразлива, создающего на водном объекте сплошную пленку нефтяных загрязнений,допускают использование устройства без регулировочных муфт 21. Гидромеханический клапан 6 на патрубок отвода нефти 5 в зимних условиях не устанавливают. При отсутствии сплошного ледяного покрова на водном объекте комбинированный механический бон работает в летнем варианте сборки (летний бон). Для этого нефтеприемник 12 раскладывают вниз его дно 11, передняя 15 и боковые стенки 14, соединенные между собой и с поплавком 2 петлями 13, образуют нижний передний фартук 22. Для придания жесткости конструкции задний фартук 1 и передний фартук 22 скрепляют стяжками 24, которые прикрепляют к коллектору 7 и свободному торцу передней стенки 15 болтами 16 с гайками 17. Регулировочные муфты 21 из нефтеприемных труб 20 выкручивают и на их место ввинчивают заглушки 23. Далее комбинированный механический бон устанавливают в водный объект так, чтобы входные каналы 10 каждого из нефтесборных модулей 4 располагались навстречу направлению распространения нефтяного загрязнения. При установке комбинированного механического бона в водоток необходимо, чтобы задний фартук 1 и нижний передний фартук 22 были расположены под углом к направлению течения водотока, который определяют в зависимости от скорости течения водотока. Нефть и нефтепродукты, находящиеся на поверхности воды, задерживаются фартуком 22 и дополнительно фартуком 1, далее самотеком поступают через входные каналы 10 в два нефтесборных модуля 4. Гидромеханический клапан 6 каждого из модулей 4 имеет плотность большую, чем плотность нефти, но меньшую, чем плотность воды, поэтому он срабатывает при поступлении нефтяных загрязнений в модуль 4 и, опускаясь, обеспечивает их попадание в патрубок отвода нефти 5 через его верхний открытый торец. Из патрубка отвода нефти 5 нефть поступает в коллектор 7, а из него - в нефтесборную емкость, откуда откачивается насосом. Общий коллектор облегчает технологию сбора нефти, а так как он является сборным,состоящим из коллекторов секций, то есть возможность варьировать размеры коллектора и изменять варианты его установки в зависимости от характеристик водного объекта. 4 10504 1 2008.04.30 Достоинством данного комбинированного механического бона является его работоспособность как в летних, так и в зимних условиях с достаточной эффективностью независимо от площади локализуемой поверхности. При этом дополнительный передний фартук обеспечивает повышение качества улавливания нефти. Источники информации 1. Патент Республики Беларусь 8168, МПК Е 02 В 15/04, опубл. 2006.06.30. 2. Патент Республики Беларусь 4112, МПК Е 02 В 15/04, опубл. 2001.09.30 (прототип). Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20. 5