RU2017891C1

RU2017891C1 - Oil trap

Info

Publication number: RU2017891C1
Application number: SU915007201A
Authority: RU
Inventors: А.А. Евдокимов; В.В. Евдокимова; Е.П. Бутько
Original assignee: Евдокимов Александр Александрович
Priority date: 1991-10-28
Filing date: 1991-10-28
Publication date: 1994-08-15

Abstract

FIELD: cleaning of surface water. SUBSTANCE: main working member of oil trap is flat disk unit attached to rotating drum whose submersible part is wetted with floating oil products. Film of trapped oil products is later removed by special appliance from disk non-submersible surface into accumulating pocket and comes through branch pipe in pocket lower part to pumping out pump. Drum is rotated by drive through shaft. Thinnest and non-continuous oil film and separate large particles are trapped due to arrangement of fixed plates between rising halves of submerged part of movable disks, baffle directing upper layer to treatment zone, and due to supply of solvent or heat carrier to zone of removal of oil film from disks that preserves serviceability of trap in handling high viscous oil products at natural temperature of water reservoirs. EFFECT: higher efficiency. 7 cl, 3 dwg

Description

Изобретение относится к судостроению и предназначено для сбора плавающих нефтепродуктов с поверхностных вод водоемов, но может быть использовано для той же цели на транспорте, в строительстве, в энергетике, нефтеперерабатывающей, пищевой и других отраслях промышленности, где используются жидкое топливо, органические и минеральные масла, жиры и смазки. The invention relates to shipbuilding and is intended for the collection of floating petroleum products from surface water bodies of water, but can be used for the same purpose in transport, construction, energy, oil refining, food and other industries that use liquid fuel, organic and mineral oils, fats and lubricants.

Известно устройство для собирания плавающих нефтепродуктов, которое содержит совок с широким носиком и углублением, к которому присоединен гибкий шланг, другой конец которого присоединен к откачивающему насосу. Такое устройство эффективно только при значительной толщине слоя плавающей нефти. Уже при толщине слоя менее 200 мм количество засасываемой воды значительно превышает количество собранной нефти, а перемешивание смеси насосом приводит к образованию стабильных нефтеводяных эмульсий. A device for collecting floating petroleum products is known, which comprises a scoop with a wide nose and a recess, to which a flexible hose is attached, the other end of which is connected to a pump out. Such a device is effective only with a significant thickness of the layer of floating oil. Even with a layer thickness of less than 200 mm, the amount of sucked water significantly exceeds the amount of oil collected, and mixing the mixture with a pump leads to the formation of stable oil-water emulsions.

Известны также устройства, предназначенные для сбора нефти и мусора, плавающих на поверхности открытого водоема. Они содержат бесконечную гибкую ленту, снабженную с внешней стороны ворсом (щетиной), насаженную на вращающиеся барабаны, приспособление для отжима ворса и бункер для накопления собранного мусора (нефти). Один барабан при работе затоплен, а вращение барабанов осуществляется в таком направлении, чтобы плавающее загрязнение захватывалось восходящей ветвью (см. фиг. 3а). Хорошо вылавливая мусор, устройство тем не менее намного превосходит простой совок при сборе нефтепродуктов. Also known devices designed to collect oil and garbage floating on the surface of an open reservoir. They contain an endless flexible tape, equipped with a pile (bristle) on the outside, mounted on rotating drums, a device for squeezing the pile and a hopper for accumulating collected garbage (oil). One drum during operation is flooded, and the rotation of the drums is carried out in such a way that floating pollution is captured by the ascending branch (see Fig. 3a). By catching garbage well, the device nevertheless far surpasses a simple scoop when collecting petroleum products.

Более эффективны для сбора нефти устройства, состоящие из барабанов, образующая поверхность которых покрыта пучками щетины (ворса), приспособления для отжима ворса (гребень) и кармана для сбора выловленного нефтепродукта с патрубком для подсоединения к откачивающему насосу. Вращение барабана осуществляется в таком направлении, чтобы захватывать нефтяной слой погружающейся стороной цилиндра. Такое устройство не способно улавливать нефтяную пленку в несколько миллиметров, а, кроме того, допускает проскок нефтяного слоя под собой из-за очень высокой плотности щетины по всей поверхности барабана (см. фиг. 2 а). More effective for collecting oil are devices consisting of drums, the surface of which is covered with tufts of bristles (pile), devices for squeezing the pile (comb) and a pocket for collecting the caught oil product with a pipe for connection to a pumping pump. The rotation of the drum is carried out in such a way as to capture the oil layer by the immersed side of the cylinder. Such a device is not capable of capturing an oil film of several millimeters, and, in addition, allows the oil layer to slip underneath due to the very high density of the bristles over the entire surface of the drum (see Fig. 2 a).

Известен сепаратор эмульсии, отличающийся значительно большей эффективностью очистки воды от пленки и крупных частиц нефтепродукта, однако не приспособленный для работы в открытом водоеме. Основные элементы этого сепаратора: вращающийся барабан с блоком дисков, размещенных на нем соосно, пакет параллельно размещенных в корпусе неподвижных полудисков, в щелях между которыми движется обрабатываемая жидкость и вращаются диски, приспособление для съема пленки отсепарированного нефтепродукта с поверхности дисков, карман для накопления отсепарированного нефтепродукта, а также патрубки ввода разделяемой смеси и вывода продуктов разделения. Кроме отмеченного выше недостатка - неприспособленности для работы в открытом водоеме (закрытый корпус, низко посажен карман, необходимость принудительной подачи смеси в рабочее пространство сепаратора), сепаратор отличается большой материалоемкостью и теряет работоспособность при очистке воды от высоковязких нефтепродуктов при естественной температуре водоемов в северных районах. Об излишней металлоемкости сепаратора свидетельствует увеличение его эффективности при повороте корпуса на 35-45^о вокруг оси вращения барабана.Known emulsion separator, characterized by significantly greater efficiency in purifying water from film and large particles of oil, but not suitable for operation in an open reservoir. The main elements of this separator: a rotating drum with a block of disks placed coaxially on it, a packet of stationary semi-disks placed in parallel in the housing, between which the processed fluid moves and the disks rotate, a device for removing the film of separated oil from the surface of the disks, a pocket for accumulating the separated oil , as well as nozzles for introducing a shared mixture and outputting separation products. In addition to the drawback noted above - inability to work in an open water body (closed housing, low pocket, the need to force the mixture into the separator working space), the separator is very material intensive and loses its working capacity when treating water from highly viscous petroleum products at natural temperatures in the northern regions. The excessive metal consumption of the separator is evidenced by an increase in its efficiency when the housing is rotated by 35-45 ° ^{about the} axis of rotation of the drum.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является нефтеловитель "Кевав", производимый английской фирмой Viсota. Этот аппарат состоит из неподвижного, прикрепленного к плавсредствам корпуса с карманом для сбора уловленного нефтепродукта, в нижней части которого имеется патрубок для присоединения к откачивающему насосу, закрепленных на вращающемся барабане дисков, выполненных из нержавеющей стали, скребков в форме желобов для съема и с поверхности дисков уловленного нефтепродукта и отвода его в карман, а также привода, обеспечивающего вращение барабана. The closest in technical essence to the proposed one is the Kevav oil trap manufactured by the English company Vicota. This apparatus consists of a housing fixed to watercraft with a pocket for collecting trapped petroleum products, in the lower part of which there is a pipe for connecting to a pump, mounted on a rotating drum, disks made of stainless steel, scrapers in the form of gutters for removal and from the surface of the disks caught oil and diverting it into a pocket, as well as a drive for rotating the drum.

Основными недостатками нефтеловителя, принятого за прототип, является малая по сравнению с сепаратором эмульсии эффективность при извлечении маловязких нефтепродуктов (отдельные частицы и несплошную пленку ловить не может), а также неспособность очищать водоем от высоковязких плавающих нефтепродуктов при естественной температуре водоемов в северных районах (уловленный дисками нефтепродукт нетранспортабелен). The main disadvantages of the oil separator adopted as a prototype are its low efficiency in the extraction of low-viscosity oil products (it cannot catch individual particles and an incomplete film) compared with the emulsion separator, as well as the inability to clean the reservoir of high-viscosity floating oil products at the natural temperature of water bodies in the northern regions (caught by disks oil is not transportable).

Цель изобретения - повышение эффективности нефтеловителя при обеспечении способности очистки поверхностных вод от высоковязких нефтепродуктов. The purpose of the invention is to increase the efficiency of the oil separator while providing the ability to purify surface water from highly viscous petroleum products.

Это достигается тем, что нефтеловитель, состоящий из корпуса, открытого для входа и выхода обрабатываемой жидкости, вращающегося барабана с блоком дисков, кармана для собранного нефтепродукта, в нижней части которого имеется патрубок для подсоединения к откачивающему насосу, приспособления для съема нефтяной пленки с поверхности дисков и привода, обеспечивающего вращение барабана, снабжается блоком неподвижных пластин, секционирующих пространства между восходящими половинами погруженных частей подвижных дисков, направляющим козырьком и патрубком для ввода жидкого разбавителя, либо теплоносителя (жидкого или парообразного). Причем диски могут быть выполнены как из сплошного листа (сталь, текстолит, картон, полипропилен, фторопласт), так и из волокон (щетины, нитей, ворса, проволоки). Несущий подвижные диски (пластины) барабан может быть выполнен как жесткий цилиндр, как блок скрепленных шкивов со съемным ободом, а также как гибкая бесконечная лента, насаженная на один, два или несколько шкивов, приводящих ее в движение и изменяющих направление ее движения. При обогреве паром нефтеловитель снабжен крышкой с воздушкой. This is achieved by the fact that the oil trap, consisting of a housing open for entry and exit of the processed fluid, a rotating drum with a disk block, a pocket for the collected oil product, in the lower part of which there is a pipe for connection to a pumping pump, and devices for removing oil film from the surface of the disks and the drive, providing the rotation of the drum, is equipped with a block of fixed plates, partitioning the space between the rising halves of the immersed parts of the movable discs, directing the trump card ohms and a pipe for inletting of a liquid diluent, a coolant (liquid or vapor). Moreover, the disks can be made both from a continuous sheet (steel, textolite, cardboard, polypropylene, fluoroplastic), and from fibers (bristles, threads, pile, wire). A drum bearing movable disks (plates) can be made as a rigid cylinder, as a block of fastened pulleys with a removable rim, and also as a flexible endless belt mounted on one, two or several pulleys, which set it in motion and change its direction of motion. When heated with steam, the oil trap is equipped with an air cap.

Подобного технического решения поставленной цели не обнаружено. No similar technical solution to the goal was found.

Один из примеров предлагаемой конструкции нефтеловителя показан на фиг. 1. One example of a proposed oil separator design is shown in FIG. 1.

Устройство состоит из корпуса 1 с окнами для входа и выхода очищаемой воды, крышки 2, блока подвижных дисков 3, закрепленных на барабане 7, приспособления для съема нефтяной пленки 4 с поверхности дисков 3, кармана 5 для уловленного нефтепродукта с патрубком 6 для подсоединения к откачивающему насосу, блока неподвижных пластин 8, секционирующих пространства между восходящими половинами погруженных частей дисков 3, козырька 9, направляющего нефтеводяную смесь в рабочую зону нефтеловителя, патрубка 10 для ввода жидкого разбавителя или теплоносителя, связанного с распределительной гребенкой 11, и вала для передачи вращения от привода 12. Устройство снабжено также приспособлениями для крепления его к плавсредствам и обеспечения требуемой глубины погружения (не показаны). The device consists of a housing 1 with windows for the entrance and exit of the water to be cleaned, a cover 2, a block of movable disks 3 mounted on the drum 7, a device for removing oil film 4 from the surface of the disks 3, a pocket 5 for captured oil with a pipe 6 for connection to the pumping the pump, the block of fixed plates 8, partitioning the space between the rising halves of the immersed parts of the disks 3, a visor 9, directing the oil-water mixture into the working area of the oil separator, a pipe 10 for introducing a liquid diluent or coolant spruce associated with the distribution comb 11, and a shaft for transmitting rotation from the drive 12. The device is also equipped with devices for attaching it to the craft and providing the required depth of immersion (not shown).

Работает нефтеловитель следующим образом. Закрепленный на борту судна, на бонах, либо других плавсредствах так, чтобы уровень воды достигал барабана 7, но оставался ниже кармана 5, аппарат подсоединяется к откачиваемому насосу, системе обогрева или разбавления, и к приводу (например, к гидромотору). Вращение барабана осуществляется в таком направлении, чтобы надвигающаяся (потоком) пленка нефти атаковалась нисходящей половиной дисков 3. В этих условиях основная масса плавающего нефтепродукта прижимается к подвижным дискам, смачивает их поверхность и образует на ней хорошо удерживаемую пленку. Обрывки пленки и отдельные частицы нефти, плавающие также у самой поверхности воды, оттесняются потоком от дисков, движущихся вниз, но за счет сил Архимеда остаются в верхнем слое. Направляемый козырьком 9 поток верхнего слоя который побуждается за счет естественного течения в водоеме или за счет движения плавсредства, устремляется в щели, образованные неподвижными 8 пластинами и восходящими половинами погруженных частей дисков 3. В условиях восходящего потока в узких щелях более легкие частицы нефти прижимаются потоком к поверхности дисков, движущихся вверх, коалесцируют на их поверхности, покрытой пленкой уловленной нефти и транспортируемой далее к съемному приспособлению 4. Снятый с поверхности дисков слой нефтепродукта самотеком поступает в накопительный карман 5, откуда через патрубок 6 - к насосу и далее в сборник (не показаны). При улавливании плавающих высоковязких нефтепродуктов для обеспечения съема и транспортировки их в зону работы нефтесъемного приспособления 4 подается разбавитель, например легкие фракции нефти, масла или теплоноситель, например тот же собираемый, но подогретый нефтепродукт, горячая вода, водяной пар, горячий воздух, через патрубок 10 и далее распределительную гребенку 11. Разбавитель или теплоноситель снижает вязкость улавливаемого нефтепродукта до такого значения, при котором образованная смесь способна самотеком сливаться в карман 5 и транспортироваться далее к насосу. The oil trap operates as follows. Fixed on board the vessel, on booms or other watercraft so that the water level reaches drum 7 but remains below pocket 5, the device is connected to a pumped-out pump, heating or dilution system, and to a drive (for example, to a hydraulic motor). The rotation of the drum is carried out in such a way that an oncoming (flow) oil film is attacked by the descending half of the disks 3. Under these conditions, the bulk of the floating oil product is pressed against the moving disks, wetts their surface and forms a well-held film on it. Scraps of the film and individual particles of oil, also floating near the surface of the water, are pushed away by the stream from disks moving downward, but due to the forces of Archimedes remain in the upper layer. The flow of the upper layer directed by the visor 9, which is induced by the natural flow in the water body or due to the movement of the watercraft, rushes into the slots formed by the fixed 8 plates and the ascending halves of the submerged parts of the disks 3. In the conditions of the upward flow in narrow slots, lighter oil particles are pressed by the flow to the surfaces of the disks moving upward coalesce on their surface covered with a film of trapped oil and transported further to the removable device 4. The layer of oil removed from the surface of the disks the product by gravity enters the storage pocket 5, from where through the pipe 6 to the pump and further into the collector (not shown). When capturing floating highly viscous oil products to ensure their removal and transportation to the operating area of the oil scraper device 4, a diluent is supplied, for example, light fractions of oil, oil or coolant, for example, the same collected but heated oil product, hot water, water vapor, hot air, through the pipe 10 and further the distribution comb 11. The diluent or coolant reduces the viscosity of the trapped oil to such a value that the resulting mixture is able to merge by gravity into a pocket 5 and transported further to the pump.

Подвижные диски могут быть выполнены также из несплошных материалов, например пучков волокон или щетины, которым обеспечена плоская кольцеобразная форма (см. фиг. 2в). Один из вариантов выполнения пучков такой формы 2 достигается обвивкой каждого из волокон вокруг жесткого кольца 1 последующим защемлением пучков между разделительными цилиндрическими кольцами 4. Следует отметить, что известные конструкции элементов нефтеловителей с пучками щетины непригодны для использования в указанном качестве (см. фиг. 2 а), поскольку не позволяют выполнить узкие щелевые каналы с одной подвижной, а другой неподвижной стенкой (пластины 3 неподвижны, а кольцеобразные пучки 2 вращаются на фиг. 2в). The movable disks can also be made of non-continuous materials, for example fiber bundles or bristles, which provide a flat annular shape (see Fig. 2B). One embodiment of beams of this form 2 is achieved by wrapping each of the fibers around a rigid ring 1, then pinching the beams between the spacer cylinders 4. It should be noted that the known designs of oil separator elements with bristle tufts are unsuitable for use in the specified quality (see Fig. 2 ), since they do not allow narrow slotted channels to be made with one movable and the other fixed wall (the plates 3 are fixed, and the ring-shaped beams 2 rotate in Fig. 2c).

Еще один вариант конструкции нефтеловителя показан на фиг. 3 в. Барабан 1, образованный гибкой бесконечной лентой, насаженной на два шкива 2, снабжен рядами плоских пучков щетины 3. Один из шкивов частично погружен в воду, а другой поднят над поверхностью воды для удобства размещения съемного приспособления 4 и накопительного бункера 5. Между восходящими ветвями погруженной части плоских пучков размещены неподвижные пластины 6, соединенные направляющим козырьком 7. Работает такой нефтеловитель аналогично описанному (фиг. 1). В отличие от известного устройства, показанного на фиг. 3 а, которое не может ловить даже сплошную пленку нефти толщиной 5 мм, предлагаемая конструкция нефтеловителя (фиг. 3в) позволяет очищать поверхность воды от тончайшей и даже несплошной пленки нефтепродукта и отдельных крупных частиц. Another design of the oil separator is shown in FIG. 3 c. The drum 1, formed by a flexible endless tape mounted on two pulleys 2, is equipped with rows of flat tufts of bristles 3. One of the pulleys is partially immersed in water and the other is raised above the water surface for ease of placement of the removable device 4 and the storage hopper 5. Between the ascending branches of the submerged part of the flat beams are fixed plates 6 connected by a guide visor 7. Such an oil trap operates as described (Fig. 1). In contrast to the known device shown in FIG. 3a, which cannot catch even a continuous film of oil with a thickness of 5 mm, the proposed oil trap design (Fig. 3c) allows you to clean the surface of the water from the thinnest and even non-continuous film of oil and individual large particles.

Все описанные конструкции нефтеловителей изготовлены и испытаны в реальных условиях. Результаты испытаний отличные. Нефтеловители предлагаемых конструкций способны очистить поверхностные воды от нерастворенных нефтепродуктов с размерами частиц более 50 мкм полностью. All described designs of oil separators are made and tested in real conditions. The test results are excellent. The oil separators of the proposed designs are able to purify surface water from undissolved oil products with particle sizes of more than 50 microns completely.

Claims

1. OIL SCREWER, consisting of a housing open for entry and exit of the processed fluid, a rotating drum, rigidly connected to the disk block, a pocket for the collected oil product, in the lower part of which there is a pipe for connection to a pumping pump, a device for removing oil film from the surface of the disks and a drive for rotating the drum, characterized in that it is provided with a block of fixed plates mounted in the lower part of the housing, and sectioning spaces between the ascending halves immersed in the liquid parts of the disks that are movable with respect to the plates, a guiding visor located in the lower part of the body, and a nozzle for introducing a diluent or coolant to reduce the viscosity of the trapped oil, located in the pocket zone for the collected oil product.

2. The oil catcher according to claim 1, characterized in that the movable disks are made of a continuous sheet.

3. The oil lifter according to claim 1, characterized in that the movable disks are made of a non-continuous material such as bundles of fibers, or bristles, or wire.

4. The oil lifter according to claim 1, characterized in that the drum is made in the form of a rigid cylinder.

5. The oil lifter according to claim 1, characterized in that the drum is made in the form of a block of pulleys fastened together with a removable rim.

6. The oil lifter according to claim 1, characterized in that the drum is made in the form of a flexible endless belt mounted on one or more pulleys.

7. The oil separator according to claim 1, characterized in that a gaseous substance is used as the heat carrier, while the oil trap is equipped with a lid with a pipe for bleeding the spent coolant into the atmosphere.