Устройство для сбора нефти с поверхности воды

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ПАТЕНТНЫЙ КОМИТЕТ РЕСПУБЛИКИ БЕЛАРУСЬ УСТРОЙСТВО ДЛЯ СБОРА НЕФТИ С ПОВЕРХНОСТИ ВОДЫ(71) Заявитель ООО Экойл Сервис(73) Патентообладатель ООО Экойл Сервис(57) Устройство для сбора нефти с поверхности воды, включающее вертикальный корпус с подводящим патрубком на его боковой стенке, с патрубком для отвода воды и трубопроводом для отвода нефти, начальный участок которого выполнен прямолинейным и жестким, расположен вертикально внутри корпуса и соосно с ним, причем на начальном участке трубопровода установлено с возможностью перемещения вдоль него заборное устройство с поплавком, отличающееся тем, что заборное устройство снабжено лопастью, поплавок установлен на начальном участке трубопровода с возможностью вращения и имеет плотность, большую плотности нефти, но меньшую плотности воды, а подводящий патрубок расположен тангенциально корпусу. Фиг. 1 Изобретение относится к охране окружающей среды, а именно, к устройствам для сбора нефти и нефтепродуктов с поверхности воды. Применение изобретения целесообразно при сборе нефти с поверхности ес 2953 1 тественных (реки, озера, акватории и т.п.) и искусственных (резервуары, пруды, отстойники и т.п.) водных объектов. Известно устройство для сбора маслянистого слоя с поверхности жидкости, представляющее собой вертикальную трубу с входным отверстием в виде продольной щели по всей высоте трубы и патрубками отвода собранной фракции и слоя воды. Внутри трубы размещен поплавок, соединенный гибким шлангом с патрубком отвода собранной фракции 1. Основными недостатками известного устройства являются следующие низкая надежность, обусловленная зависимостью положения поплавка от механических характеристик гибкого шланга, в частности, его массы, жесткости, конфигурации. Так как при работе устройства значения перечисленных характеристик изменяются произвольно, то и положение поплавка изменяется произвольно,вплоть до наступления отказа, которым считается как отсутствие процесса сбора маслянистого слоя, когда поплавок занимает положение выше уровня свободной поверхности этого слоя, так и откачка воды через гибкий шланг при погружении поплавка ниже уровня поверхности воды низкая эффективность, обусловленная сильной зависимостью параметров работы устройства от указанных выше механических характеристик гибкого трубопровода. В силу того, что поплавок должен иметь водоизмещение и вес, достаточные для уравновешивания как силы тяжести, так и силы упругости гибкого шланга, он срабатывает только при образовании слоя значительной толщины, что приводит к цикличности работы и к увеличению продолжительности процесса сбора низкая чувствительность, сужающая диапазон применения устройства до пленок значительной толщины. Наиболее близким к заявляемому является устройство для удаления жидких загрязнителей с поверхности воды, включающее вертикальный корпус с расположенным в нем жестким трубопроводом для отвода нефти с прямолинейным участком и соосно расположенным на нем заборным устройством с поплавками 2. Основными недостатками известного устройства являются следующие нестабильность работы при изменении характеристик собираемого слоя (толщины, интенсивности притока) и параметров работы устройства низкая эффективность, обусловленная конструкцией заборного устройства. В силу того, что поплавки должны иметь водоизмещение и вес, достаточный для уравновешивания как силы тяжести, так и сил трения,возникающих при перемещении заборного устройства по жесткому трубопроводу, поэтому оно срабатывает только при образовании слоя значительной толщины, что приводит к цикличности работы и к увеличению продолжительности процесса сбора. Задачей предлагаемого изобретения является повышение надежности и эффективности работы устройства путем обеспечения его стабильной работы при сборе слоя нефти различной толщины и интенсивности притока и устранение зависимости параметров работы устройства от механических характеристик трубопровода для отвода нефти. Поставленная задача решается тем, что в устройстве для сбора нефти с поверхности воды, включающем вертикальный цилиндрический корпус с подводящим патрубком на его боковой стенке, с патрубком для отвода воды и трубопроводом для отвода нефти, начальный участок которого выполнен прямолинейным и жестким, расположен вертикально внутри корпуса и соосно с ним, причем на начальном участке трубопровода установлено с возможностью перемещения вдоль него заборное устройство с поплавком, в отличии от прототипа заборное устройство снабжено лопастями, поплавок установлен на начальном участке с возможностью вращения и имеет плотность, большую плотности нефти, но меньшую плотности воды, а подводящий патрубок расположен тангенциально корпусу. В заявляемом решении выполнение трубопровода для отвода нефти жестким прямолинейным и расположенным соосно корпусу с размещенным на нем заборным устройством с лопастями и поплавком, имеющим возможность вертикального перемещения по трубопроводу и поворота вокруг его оси обеспечивает удаление нефти из полости корпуса, удержание заборного устройства в центре корпуса на поверхности раздела двух жидкостей, герметизацию подвижного соединения заборного устройства с трубой, исключает влияние на работу заборного устройства веса, жидкости и конфигурации трубопровода за пределами рабочего диапазона, т.е. за пределами корпуса. Выполнение поплавка плотностью большей плотности нефти, но меньшей плотности воды обеспечивает его положение в жидкости, когда его верхняя грань находится на границе раздела слоя нефти - вода и обеспечивает попадание таким образом собираемой нефти через отверстие в поплавке в трубопровод для отвода нефти и далее в сборную емкость. При этом в слое нефти образуется область стока, способствующая подтягиванию нефти к месту ее удаления, отверстие в поплавке. Одновременно такое выполнение поплавка препятствует попаданию воды в нефтеотводной трубопровод как в процессе сбора нефти, так и при отсутствии слоя. В последнем случае поплавок всплывает на поверхность раздела вода-воздух. Этим обеспечивается повышение надежности и эффективности работы устройства. Оснащение устройства подводящим патрубком, расположенным тангенциально корпусу, обеспечивает тангенциальный подвод воды, содержащей на поверхности нефть, в корпус и вращение ее в его полости. За 2 2953 1 кручивание жидкости способствует увеличению толщины слоя нефти в осевой области корпуса и ускорению удаления ее из устройства за счет быстрого срабатывания поплавка. Одновременно такое выполнение увеличивает область подтягивания слоя нефти к устройству и скорость ее продвижения по оси устройства. На фиг. 1 изображен общий вид устройства на фиг. 2 - вид устройства сверху на фиг. 3 - заборное устройство. Устройство для сбора нефти с поверхности воды включает вертикальный цилиндрический корпус 1 с входным отверстием 2 в боковой стенке корпуса 1. К краям входного отверстия 2 примыкают торцами подводящие патрубки 3, размещенные тангенциально корпусу 1. Кроме того, устройство содержит патрубок отвода воды 4 в нижней части корпуса и трубопровод отвода нефти 5, который выполнен жестким прямолинейным и размещен внутри корпуса 1 соосно ему. Трубопровод 5 соединяется со сборной емкостью. На трубопроводе 5 установлено с возможностью вертикального перемещения и поворота вокруг оси заборное устройство с поплавком 6, который имеет плотность большую плотности нефти, но меньшую плотности воды. Заборное устройство включает трубчатый элемент 7, в верхней части которого закреплен поплавок 8 с входным отверстием 9, а в нижней - лопасть 10 (фиг. 3). Устройство работает следующим образом. Устройство опускают в воду, имеющую на своей поверхности слой нефти. Корпус 1 через входное отверстие 2 заполняют жидкостью. Заборное устройство 6 за счет поплавка 8 при этом всплывает, его входное отверстие 9 поплавка находится выше уровня жидкости. Через патрубок отвода воды 4 с помощью насоса или самотека начинают откачивать воду. Жидкость в корпусе 1 приобретает вращательное движение. Под действием центробежных сил более тяжелые частицы - вода - отбрасывается к стенкам корпуса и, проходя по спиральной траектории вниз, выводятся из корпуса через тангенциальный патрубок 4. Более легкие частицы - нефть - собираются в верхней части рабочего объема корпуса. При накоплении слоя нефти толщиной, при которой выполняется условие плотность поплавка меньше плотности воды, но больше плотности нефти, заборное устройство с поплавком 6 тонет, и через его входное отверстие 9 нефть поступает в трубопровод 5 и самотеком или с помощью насоса эвакуируется в нефтеприемник (не показан). Вращающаяся в корпусе жидкость, воздействуя на лопасти 10, постоянно вращает заборное устройство, тем самым предотвращается заклинивание трубчатого элемента 7 на трубопроводе отвода нефти 5 при вертикальном перемещении по нему заборного устройства при изменении толщины слоя нефти. Поплавок 8 заборного устройства подбирается таким образом, чтобы плотность поплавка была меньше плотности воды, но больше плотности нефти. Подводящие патрубки 3, примыкающие торцами к краям входного отверстия и размещенные тангенциально корпусу, усиливают закручивание жидкости в корпусе и способствуют увеличению толщины слоя нефти в осевой области корпуса. Государственный патентный комитет Республики Беларусь. 220072, г. Минск, проспект Ф. Скорины, 66.