Устройство для сбора нефти с поверхности воды в ледовых условиях

ОП ИСАЙИ Е и 983183ИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик .(23) Приоритет -9 юударсввиай квинтет ИВР йф йвааю изввретених и атхрмтвйОпубликовано 23.12.82. бюллетень47 Дата опубликования описания 23.12.82 фф тз А. В. Габринец, Е. П. Зуев, Ю, Г. Прядко, В. И Маркйтвнтов,1 Дальневосточное высшее инжвнерное морское у 1 тилище. им. адм; Г. И, Невельского(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ СБОРА НЕФТИС ПОВЕРХНОСТИ ВОДЫ В ЛЕДОВЫХУСЛОВИЯХ 1Изобретение относится к гидротехнике 1и может быть,црименено для очистки водной поверхности от нефтепродуктов, в частности очистки ее при плавающем льде и шуге, а также сбора плавающего мусора с поверхности воды.Известно устройство для сбора нефти с поверхности воды, включающее корпус с направляющим аппаратом, вихревую камеру, в нижней части которой установлено сепаратор с вал-шнеком и винтом внутри, приводной двигатель и устройство для отбора и перекачки отобранной нефти в специальную емкость1 3 .Недостатком этого устройства явля 5 ется то, что оно не позволяет качественно и аффективно обеспечить сбор и очистку нефти от воды в ледовых условиях, так: как не может собирать нефть, которая облипает вокруг льда, плавает между ним,)о а также не позволяет собрать нефть, впитавшуюся в поверхностный слой льда.Известно также устройство для сбора нефти с поверхности воды в ледовых усло 2виях, включающее энергетическую установ ку,. направляюший аппарат с направляющим каналом и вихревой камерой, в нижней части которой размещен сепаратор, подаюшее устройство, под которыМ размешена решетка, плавильная камера и емкость для сбора нефти и мусора 2.Недостатком известного устройства является его неспособность производить работы по сбору нефти с засоренной территории.Цель изобретения - повьпценйе эффектив-; ности сбора и очистки воды и льда от нефти и эффективности плавления льда.Поставленная цель достигается тем, что устройство снабжено прессоввльной камерой, имеющей коническую форму, на торцовой входной части которой выполнены прямоугольные трапецешальные зубья, соединенной выходом с плавильной камерой, установленной наклонно к горизонту и выполненной.с распылителями горячей воды и с дренажной сеткой разделяюшей камеру на две зоны - жидкостную, соедж.н "аную с сепа 1 ютором., и твердофвзнуюс поворотным выходным патрубком.Кроме того, плавильная камера установлена внутри обогревательной камеры,которая имеет подвод выхлопных газов5от энергетической установки устройстм,При этом падающее устройство можетбыть выполнено в виде размещенногопоперек направляющего канала шнека, выходная часть которого размещена в прес О.совальной камере, выполнена с переменным шагом и имеет перед входом в неена внешней винтовой поверхности зубья.На фиг. 1 схематично изображеноустройство, в плане; на фиг, 2 - разрезЛ-А на фиг. 1; на фиг. 3 - конструкцияплавильной камеры, продольный разрез;на фиг. 4 - узел 1 на фиг, 2,Устройство имеет корпус 1, выполнен.ный в виде корпуса судна. В носовой час-ти корпуса 1 установлен направляющийвнпарат 2,выполненный заодно с корпусом1, состоящий из двух направляющих ханалов 3 и двух вихревых камер 4, расположенных сиьметрично относительно центральной обтекаемой объемной стенки 5разделяющей направляющий аппарат 2 надве симметричные части, В нижней частивихревой камеры 4 установлен много-.ступенчатый сепаратор 6, внутри хоторого 5установлен вал-шнек 7 с винтом 8, приводимый во вращение приводным двигателем 9 и установленньй на палубе хорнуса 1. 1-1 а входе в направляющий аппарат2 поперек оси направляющих каналов 335установлены два шнека 10, выполненныена концах с переменным шагом, Однимнз своих концов шнеки 10 крепятся квалу редуктора 11 с приводным двигателем и расположенной на палубе объемной48обтекаемой стенки 5, а другим своимконцом, выполненным с переменным шагом, входятв конические прэссовальчыекамеры 12, выполняющие одновременнои роль опорного подшипника, Прессомльная камера 12 представляет собой йольконус, внутренняя поверхность которогосоответствует поверхности конца шнека10, выполненного с переменным шагом.Торцовая поверхность со стороны входа прессовой камеры 12 выполнена зубчатой. Зубья выполнены по форме прямоугольной трапеции и обращены прямымуглом противоположно направлению вращения шнека 10, В поперечном сечениипрессовальная камера 12 имеет желообразные пазы для предотвращения вращенияпрессуемого льда и мусора и обеспеченияосевого его перемещения. В районе входа в прессовальную камеру 12 на внешних концах, по периметрувинтовой поверхности шнека 10 установлены зубья, обращенные к входу в прессовальную камеру 12. Выход прессовальной камеры 12 соединен с плавильнойкамерой 3.3, выполненной в виде конуса,расширяющегося к выходу и установленного наклонно вверх на корпусе 1 устройства, Внутри плавильной камеры 13 установлены распылители 14 для подводагорячей воды, например отработавшей охдаждающей забортной воды,из энергетической установки устройства, По нижней/наклонной стенке корпуса плавильной камеры 13 установлена дренажная сетка18, разделяющую ее на две зоны - жидкостную, соединенную с сепаратором патрубком 16, и твердофазную.Корпус плавильной камеры 13 установлен внутри хорпуса обогревательной камеры 17, имеющей вход и выход для под- .вода выхлопных газов от энергетической,установки устройства.На выходе плавильной камеры 13твердофазной зоны) установлен поворотный патрубок 18 с таким расчетом, чтовыход его обращен за борт или в мусо 1.ный контейнер 19, установленный в корпусе 1,С внутренней стороны направляющегоканала 3 вдоль шнека 10 установленарешетка 20, огибающая полукругом в поперечномсечении шнек 10 и протягивающаяся вдоль него на всю ширину направляющего канала 3 и перекрымющая одновременно все проходное сечение направляющего канала 3.Устройство содержит приспособление21 для забора и перекачки нефти в специальную емкость 22 из воронки 23 вихревой камеры 4. Устройство имеет длярегулирования осадка воздушную камеру24. В корме устройства имеется движитель и энергетическая установка.При разливе нефти в ледовых условияхоно разливается по поверхности воды ичастично впитывается в поры поверхностильда. Перед сбором нефти устройствомкрупные льдины измельчают ледоколом,Устройство, передвигаясь при помощидвижителя, достигает места разлива нефтии включает приводной двигатель 9, которьй, вращая винт 8, заставляет двигаться воду с битым льдом и плавающейнефтью (обозначено штрих-пунктирнымилиниями) в направляющий аппарат 2. По-ступая в направляющий канал 3, вода иплавающая на ее поверхности нефть через5 - ММрешетку 20 попадают в вихревую камеру4, закручиваются, попадают в сепаратор6 и разделяюгся в нем на составляюшиенефгь и воду, при этом вода из сепаратора удаляется винтом 8, а собравшаясянефть (обозначена сплошной линией) в эонах меньших скоростей отводится повнутреннему цилиндру сепаратора 6 шнехом 7 в центр воронки 23, образованнойвнутри вихревой камеры, откуда приспособ-лением 21 отводится вемкость 22.Лед и шуга при .этом эадеркиваюгсярешеткой 20 и шнеком 10 увмкаютсяв прессовальную камеру 12. Шнек вовращение приводится через редуктор 11,усиливающий вращательный момеит, цриводным двигателем. Крупные куски льда,не входящие в прессовальную камеру 13,защемляюгся при помощи зубьев на торцах прессовальной камеры 12 и винтовой еповерхностью шнека 10 измельчаютсяи поступают в прессовальную камеру. Лед,попадая в прессовую камеру 12, сжимается и иэмельчается за счет того, чтошнек 10 выполнен переменного шага,где осевое усилие достигает до 150 т,а прессовая камера выполнена коническойформы. Измельченный в првсеовальной камере 12 лед попадает в плаватьиую хамеру 13, предварительно нагретую выхлоп- зными газами от энергетической установки устройства, подаваемыми в межстеноч- .ное пространство обогревательной 17 и/плавильной 13 камеры,Одновременно лед, поступивший в плазювильную камеру 13, орошается горячейводой, подводимой, например, от охлажде-ния энергетической установхи. устройствачерез распьщители 14 (температура ж-.боргной воды на выходе из теплообмежника охлаждающей воды ДВС составляет40-60 ОС). В результате этого поверх ность льда под действием температурыв камере и горячей воды оплавляется,превращаясьнефть и воду, и вместе сомывающей горячей водой протекает черездренажную сетку 15 в нижнюю полостьплавильной камеры и через патрубок 16попадает в направляющий:канал 3, откудапопадает в вихревую камеру 4; сепараторМ6 и отделенная в нем нефть отводитсяв емкость 22.Таким образом, лед в плавильной камере 13 расплавляется не полаоатью, ачастично и при этом смывается тепькоповерхностный слой льда, в котором на 55ходится впитавшаяся в него нефтьДалее очищенный от нефти дед из плавильной камеры 13 по мере поступления й 6его в камеру 13 выталкивается через поворотный патрубок 18 за борт, которыйпредварительно установлен в это положение. Устройство одинаково надежно работает и в условиях, если поверхность воды засорена мусором и нефтью. Я этом поло женин устройство работает следуюццпи образом. Выключают подачу горячей воды краспылителям 14 плавильной камеры 13,а поворотный патрубок 18 поворачиваютк мусорным контейнерам 19, Мусор ннефть попадают в направляющий аппарат2 и поступают в направляющий канал 3.Нефть протекает через. решетку 20 в втревую камеру 4 к сепаратору 6, а мусорувлекается шнеком 10 в прессовую камеру 12, где он под воздействием осевогоусилия прессуется, в результате чегопроисходит отжим впитавшейся нефти иводы, когорая стекает назад и через решетку 20 и попадает в сепаратор 6, а ототжатый от нефти мусор попадает в плавильную камеру 13, которая в данномслучае служит сушильной камерой, такках она обогревается снаружи выхлопнымигазами энергетической установки.Крупный мусор (обломхи, чурки, ящикии т.п,) попадает между зубчатой торцовойповерхностью входа прессовой камеры 12и зубчатыми торцами, винтовой поверхностишнека 10, зашемляется и крошится зубвчми на более мелкие части и попадает впрессовальную камеру 12. По мере заполнения плавильной камеры 13 мусор выталкивается через поворотный патрубок18 в мусорный контейнер 19 уже предва.фрительно подсушенный и практически готовый к употреблению, например сжиганию в печах и топках энергетических уетановох.Устройство может менять свою осадкув зависимости от погодных условий (вонекие или спокойная вода) при помощивоздушной камеры 24 путем заполненияее заборгной водой,Например, при спокойной воде нефть,отстаиваясь, располагается по поверхности воды тонхим равномерным споем идля того, чтобы уменьшить до минимуманефтеводяной слой, входящий в направляющий канал 3 и подвергающийся переработке в сепараторе 6, тем самым улучшаякачество воды от нефти, из воздушнойкамеры 24 вьггесняют забортную воду,тем самым уменьшая осадку корпуса 1 итолщину нефтеводяного слоя,7 0831При волнении, наоборот, нефть переме-шивается с водой и минимально толщинунефтесодержащего слоя следует приниматьравной высоте волны. Для этого воздушную камеру 24 заполняют забортной водойи увеличивают осадку добиваясь того, что-бы толщина нефгеводяного слоя в направляюшем канале 3 соответствовала высоте водны.По сравнению с известными установка-Оми для сбора нефти с поверхности водыв ледовых условиях предлагаемое устройство универсально, оно может собиратьнефть как в ледовых условиях, так и вусловиях, когда поверхность воды захлам Злена мусором и позволяет качественноубирать последний, получая при этом подсушенный и готовый. к употреблению мусор.За счет того, что при сборе нефти вольдах лед не переппавляегся полностью,а только оплавляется его поверхность,насьпценная нефтью и смываемой вместес ней водой (остальное выбрасываетсяза борт), получается экономия энергии, у 5затрачиваемой на переплавку льда и улучшается оперативносгь использования устройства. Более качественно очищаетсяповерхность воды от нефти за счет того,что нефть, впитавшаяся в лед, отделяется Зополностью,Конструкция устройства проста и НМдежна и не требует сложных расчетов ос-,новных его узлов и деталей, позволяетпри этом решить задачу сбора разлившейся нефти во льдах с поверхности водоемов,Формула изобретения 1, Устройство для сбора нефти с по Оверхности воды в ледовых условиях, вклю 83 8чающее энергетическую установку, направляющий аппарат с направляющим каналом и вихревой камерой, в нижнейчастикоторой размещен сепаратор, подающееустройство, под которым размещена решеныка, плавильная камера и емкость для обора нефти имусора, отл ича юше ес я тем, что, с целью повышения эффективности сбора и очистки воды и льдаот нефти, оно снабжено прессовальной камерой, имеющей коническую форму, наторцовой входной части которой выполнены /прямоугольные трапецеидальные зубья,соединенной выходом с плавильной камеройустановленной наклонно к горизонту ивыполненной с распылителями горячейводы и с дренажной сеткой разделяющейкамеру на две зоны - жидкостную, соединенную с сепаратором, и тверцофазнуюс поворотным выходным патрубком.2. Устройство по и. 1, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью повышенияэффективности плавления льда, плавильнаякамера установлена внутри обогревательной камеры, которая имеет подвод выхлопных газов от энергетической установкиустройства,3. Устройство по п. 1, о т л и ч а ю -ш е е с я тем, что падающее устройствовыполнено в виде размещенного поперекнаправляющего канала шнека, выходнаячасть которого размещена в прессовальнойкамере, вьшолнена с переменным шагоми имеет перед входом в нее на внешнейвинтовой поверхности зубья.Источники информации,принятые во внимание при экспергизе1. Авторское свидетельство СССР709 Под писвенного комитета СССРизобретений и открытийЖ, Раушская наб., д. 4/5 иал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектна 852/32 Тираж ное ВНИИПИ Государст по делам 113035, Москва,