RU2161674C1

RU2161674C1 - Device for removal of oil and oil products from water surface

Info

Publication number: RU2161674C1
Application number: RU99109628/13A
Authority: RU
Inventors: Р.Н. Хлесткин; Н.А. Самойлов; А.М. Шаммазов; С.П. Лебедич; В.Л. Дворников; А.М. Фролов
Original assignee: Уфимский государственный нефтяной технический университет
Priority date: 1999-04-27
Filing date: 1999-04-27
Publication date: 2001-01-10

Abstract

FIELD: environmental control; applicable in elimination of oil and oil products spillages on surfaces of water reservoirs and rivers with gathering of spilled oil and oil products. SUBSTANCE: device has carrying frame, drums rotating in opposite directions with oil-absorbing shells, pipeline for withdrawal of gathered oil and floats. Secured to surfaces of rotating drum shells are perforated flexible plates. Oils absorbing shells are fixed to perforated flexible plates by joining of oil-absorbing shells together with perforated flexible plates through perforations of flexible plates. EFFECT: higher operating reliability of device due to exclusion of displacement of oil absorbing shells over surfaces of drums and changing over from cyclic operation to continuous operating conditions. 2 dwg, 2 ex

Description

Изобретение предназначено для удаления нефти и нефтепродуктов с поверхности воды при ликвидации разливов нефти при аварийных ситуациях, связанных с разрушением трубопроводов или судов, и может быть использовано в целях охраны окружающей среды. The invention is intended to remove oil and oil products from the surface of the water during the elimination of oil spills in emergency situations associated with the destruction of pipelines or ships, and can be used to protect the environment.

Известно устройство для удаления нефти и нефтепродуктов с поверхности воды, включающее вращающийся барабан с гидрофобной поверхностью и прилегающую к нему систему для съема и сбора продукта (a.c. СССР N 1618836, МКИ E 02 B 15/04, Караваев И.И. и др./Устройство для удаления масла с поверхности воды. Бюлл. изобр. N 1, 1991). Недостатком этого устройства является низкая производительность в связи с тем, что сбор нефти и нефтепродуктов обеспечивается за счет их адгезионного налипания на поверхность барабана тонким слоем. A device for removing oil and oil products from the surface of the water, including a rotating drum with a hydrophobic surface and an adjacent system for removing and collecting the product (ac USSR N 1618836, MKI E 02 B 15/04, Karavaev II, etc. / A device for removing oil from a water surface (Bull. Inventory N 1, 1991). The disadvantage of this device is the low productivity due to the fact that the collection of oil and oil products is provided due to their adhesion sticking to the drum surface with a thin layer.

Известно также устройство для удаления нефти и нефтепродуктов с поверхности воды, включающее несущую раму, вращающиеся в противоположные стороны барабаны с нефтепоглощающими оболочками, трубопровод для отвода собранной нефти и поплавки (положительное решение от 26 мая 1998 г. о выдаче патента РФ по заявке 97120815/13 (021739) от 08.12.97, МКИ E 02 В 15/04, Хлесткин Р. Н. и др./ Устройство для удаления нефти и нефтепродуктов с поверхности воды). Недостатком этого устройства при его высокой производительности является смещение нефтепоглощаюших оболочек по поверхности обечаек вращающихся барабанов в противоположные стороны под действием кариолисова ускорения, что требует периодической остановки устройства для восстановления вручную исходного положения нефтепоглощающих оболочек на поверхности обечаек вращающихся барабанов. A device for removing oil and oil products from the surface of the water is also known, including a supporting frame, drums with oil-absorbing shells rotating in opposite directions, a pipeline for collecting the collected oil and floats (positive decision of May 26, 1998 on the grant of a patent of the Russian Federation on application 97120815/13 (021739) from 08.12.97, MKI E 02 B 15/04, Khlestkin R.N. et al. / Device for removing oil and oil products from the surface of the water). The disadvantage of this device with its high performance is the displacement of oil-absorbing shells on the surface of the shells of the rotating drums in opposite directions under the action of karyolis acceleration, which requires periodic shutdown of the device to manually restore the initial position of the oil-absorbing shells on the surface of the shells of the rotating drums.

Изобретение решает техническую задачу повышения надежности работы устройства для удаления нефти и нефтепродуктов с поверхности воды. The invention solves the technical problem of improving the reliability of the device for removing oil and oil products from the surface of the water.

Указанный технический результат достигается тем, что в устройстве для удаления нефти и нефтепродуктов с поверхности воды, включающем несущую раму, вращающиеся в противоположные стороны барабаны с нефтепоглощающими оболочками, трубопровод для отвода собранной нефти и поплавки, на поверхности обечаек вращающихся барабанов закреплены перфорированные упругие пластины, а нефтепоглощающие оболочки зафиксированы на перфорированных упругих пластинах простегиванием нефтепоглощающих оболочек совместно с перфорированными упругими пластинами через перфорацию упругих пластин. При этом обеспечивается надежная фиксация нефтепоглощающих оболочек на поверхности обечаек вращающихся барабанов. The specified technical result is achieved by the fact that in the device for removing oil and oil products from the surface of the water, including the supporting frame, rotating drums with oil-absorbing shells rotating in opposite directions, a pipeline for collecting the collected oil and floats, perforated elastic plates are fixed on the surface of the shells of the rotating drums, and oil-absorbing shells are fixed on perforated elastic plates by quilting oil-absorbing shells together with perforated elastic plates through perforation of elastic plates. This ensures reliable fixation of oil-absorbing shells on the surface of the shells of the rotating drums.

На фиг. 1 изображено устройство для удаления нефти и нефтепродуктов с поверхности воды, общий вид, сверху; на фиг. 2 изображен пакет из нефтепоглощающей оболочки и перфорированной упругой пластины. In FIG. 1 shows a device for removing oil and oil products from the surface of the water, General view, top view; in FIG. 2 shows a bag of an oil-absorbing shell and a perforated elastic plate.

Устройство для удаления нефти и нефтепродуктов с поверхности воды состоит из несущей рамы 1, вращающихся в разные стороны барабанов 2 и 3, трубопровода 4 для отвода собранной нефти, поплавков 5, электродвигателя 6, многоскоростного редуктора 7, цепной передачи 8 для привода барабана 2, лотка 9 для сбора и отвода отжатой нефти. A device for removing oil and oil products from the surface of the water consists of a supporting frame 1, rotating drums 2 and 3 in different directions, a pipe 4 for removing collected oil, floats 5, an electric motor 6, a multi-speed gearbox 7, a chain gear 8 for driving a drum 2, a tray 9 for the collection and disposal of pressed oil.

Барабаны 2 и 3 имеют на поверхности обечаек 10 перфорированные упругие пластины 17, покрытые сверху нефтепоглощающими оболочками 11 из олеофильного и гидрофобного легкоотжимаемого материала. Барабан 3 размещен на вспомогательной раме 12, сообщающейся с несущей рамой 1 через регулируемую поджимную систему 13. Трубопровод 4 для отвода собранной нефти сообщается одним концом с лотком 9 для сбора и отвода собранной нефти, а другим концом - с дополнительной емкостью для хранения собранной нефти (не показана), несущая рама 1 сообщается с поплавками 5 штангами 14 с фиксаторами 15. Несущая рама 1 крепится тросом 16 к якорю или плавающему средству (не показаны). Нефтепоглощающие оболочки 11 из олеофильного и гидрофобного легкоотжимаемого материала фиксируются на поверхности перфорированных упругих пластин 17 простегиванием их проволокой или прочными нитями 18 через отверстия перфорации 19. Drums 2 and 3 have perforated elastic plates 17 on the surface of shells 10, coated on top with oil-absorbing shells 11 of oleophilic and hydrophobic easily squeezed material. The drum 3 is placed on the auxiliary frame 12, which communicates with the supporting frame 1 through an adjustable clamping system 13. The pipe 4 for collecting the collected oil is connected at one end with a tray 9 for collecting and removing the collected oil, and the other end with an additional tank for storing the collected oil ( not shown), the carrier frame 1 communicates with the floats 5 rods 14 with the latches 15. The carrier frame 1 is attached by a cable 16 to the anchor or floating means (not shown). Oil-absorbing shells 11 made of oleophilic and hydrophobic easily squeezed material are fixed on the surface of perforated elastic plates 17 by quilting them with wire or strong threads 18 through perforation holes 19.

Устройство для удаления нефти и нефтепродуктов с поверхности воды работает следующим образом. При обнаружении разлива нефти устройство доставляется к месту разлива и при помощи кабеля присоединяется к источнику электропитания (например, передвижному генератору). На барабаны 2 и 3 надевается оболочка 11 из олеофильного и гидрофобного легкоотжимаемого материала толщиной, соответствующей толщине пленки нефти на месте ликвидации разлива, закрепленная на поверхности перфорированных упругих пластин 17 простегиванием их проволокой или прочными нитями 17. Пластины 17 крепятся на барабанах 2 и 3, например, при помощи винтов (не показаны). Регулируется положение барабана 3 при помощи поджимной системы 13. Многоскоростной редуктор 7 при помощи рычага регулирования числа оборотов устанавливается в положение, обеспечивающее оптимальное число оборотов барабана 2. Устройство спускается на воду. Регулируется положение несущей рамы 1, сообщаемой с поплавками 5 штангами 14, при помощи фиксаторов 15 таким образом, чтобы барабан 2 касался поверхности воды. Устройство перемещается в эпицентр нефтяного разлива. Несущая рама 1 крепится тросом 16 к якорю или плавающему средству (не показаны). После подачи напряжения на электродвигатель 6 устройство начинает собирать нефть, которая селективно впитывается в оболочки 11 из олеофильного и гидрофобного легкоотжимаемого материала. Отжимной барабан 3 отжимает нефть из оболочек 11, поступающую далее в лоток 9 для сбора и отвода собранной нефти, откуда по трубопроводу 4 перемещается в дополнительную емкость для хранения собранной нефти (не показана). A device for removing oil and oil products from the surface of the water works as follows. When an oil spill is detected, the device is delivered to the site of the spill and is connected to a power source (for example, a mobile generator) using a cable. A sheath 11 of oleophilic and hydrophobic easy-to-squeeze material is put on drums 2 and 3 with a thickness corresponding to the oil film thickness at the spill response site, fixed to the surface of perforated elastic plates 17 by quilting them with wire or strong threads 17. The plates 17 are mounted on drums 2 and 3, for example using screws (not shown). The position of the drum 3 is adjusted by means of the pinch system 13. The multi-speed gearbox 7 is set to the position providing the optimal number of revolutions of the drum 2 using the speed control lever. The device is launched into the water. The position of the carrier frame 1, which communicates with the floats 5 by the rods 14, is adjusted using the clamps 15 so that the drum 2 touches the surface of the water. The device moves to the epicenter of the oil spill. The carrier frame 1 is attached by a cable 16 to an anchor or a floating vehicle (not shown). After applying voltage to the electric motor 6, the device begins to collect oil, which is selectively absorbed into the shell 11 of oleophilic and hydrophobic easily squeezed material. The squeeze drum 3 squeezes the oil from the shells 11, which then flows into the tray 9 for collecting and discharging the collected oil, from where it is transported through a pipe 4 to an additional tank for storing the collected oil (not shown).

Пример 1. Устройство со стальными вращающимися барабанами диаметром 0,4 м, длиной 0,5 м по прототипу с гладкой поверхностью обечаек после спуска на воду, покрытую нефтяной пленкой, эффективно собиралo нефть в количестве 400-500 л/ч, однако в силу смещения поглощающих оболочек по гладкой поверхности барабанов за счет кориолисова ускорения в разные стороны через 30 мин работы производительность снизилась до 100-150 л/ч, что потребовало извлечения устройства из воды, подачи его на берег и восстановления равномерного расположения поглощающих оболочек на поверхности барабана, после чего устройство вновь спускалось на воду для сбора нефти с восстановлением исходной производительности 400-500 л/ч. Example 1. A device with steel rotating drums with a diameter of 0.4 m, a length of 0.5 m according to the prototype with a smooth surface of the shells after launching on water covered with an oil film, effectively collected oil in an amount of 400-500 l / h, but due to displacement absorbing shells on the smooth surface of the drums due to Coriolis acceleration in different directions after 30 minutes of operation, the productivity decreased to 100-150 l / h, which required removing the device from the water, feeding it to the shore and restoring the uniform location of the absorbing shells and the surface of the drum, after which the device was again lowered into the water to collect oil with the restoration of the original productivity of 400-500 l / h.

Операция по восстановлению работоспособности конструкции продолжается около 30 мин. Через 30 мин работы устройство вновь требует проведения вышеописанных вспомогательных операций. Таким образом, в силу необходимости проведения циклических операций интегральная производительность устройства уменьшается вдвое, составляя в среднем за все время работы около 200-250 л/ч. The operation to restore the performance of the structure lasts about 30 minutes. After 30 minutes of operation, the device again requires the above auxiliary operations. Thus, due to the need for cyclic operations, the integral productivity of the device is halved, averaging about 200-250 l / h over the entire operating time.

Пример 2. Устройство со стальными вращающимися барабанами диаметром 0,4 м, длиной 0,5 м по заявляемому изобретению с нефтепоглощающими оболочками из олеофильного и гидрофобного легкоотжимаемого материала, фиксируемыми на поверхности перфорированных упругих пластин простегиванием их нихромовой проволокой, после спуска на воду, покрытую нефтяной пленкой, эффективно собиралo нефть в количестве 400-500 л/ч в течение 240 ч по 7-9 ч в день без смещения поглощающих оболочек по поверхности барабанов. Example 2. A device with steel rotating drums with a diameter of 0.4 m, a length of 0.5 m according to the claimed invention with oil-absorbing shells of oleophilic and hydrophobic easily squeezed material, fixed on the surface of perforated elastic plates by quilting them with nichrome wire, after launching on water coated with oil film, effectively collected oil in an amount of 400-500 l / h for 240 hours for 7-9 hours a day without shifting the absorbing shells on the surface of the drums.

Положительный эффект изобретения заключается в повышении надежности работы устройства в связи с отсутствием явления смещения поглощающих оболочек по поверхности барабанов и переходом устройства с циклического режима эксплуатации на непрерывный. The positive effect of the invention is to increase the reliability of the device due to the absence of the phenomenon of displacement of the absorbing shells on the surface of the drums and the transition of the device from cyclic operation to continuous.

Экономическая эффективность изобретения заключается прежде всего в двукратном увеличении интегральной производительности устройства и в снижении в связи с этим в два раза затрат на ликвидацию аварийных разливов нефти и нефтепродуктов. Экономический ущерб, наносимый окружающей среде при разливе 1 т нефти, - 32 тыс. руб. (в ценах 1998 г.). Одно устройство ориентировочной стоимостью 50 тыс. руб. способно собрать за световой день (12 ч работы) около 5 т нефти. При ликвидации аварийного разлива мощностью 100 т нефти одно устройство в течение 10 суток обеспечит необходимый нефтесбор; таким образом, ожидаемый экономический эффект от применения заявляемого изобретения составит (без учета стоимости возвращаемой в народное хозяйство нефти) даже при разовом использовании устройства (например, в труднодоступной местности)
32·100-50 = 3150 тыс.руб.The economic efficiency of the invention consists primarily in a twofold increase in the integral productivity of the device and in this regard a half reduction in the cost of responding to emergency oil and oil product spills. Economic damage to the environment during the spill of 1 ton of oil - 32 thousand rubles. (in 1998 prices). One device with an estimated cost of 50 thousand rubles. It is able to collect about 5 tons of oil during daylight hours (12 hours of operation). In case of emergency response with a capacity of 100 tons of oil, one device will provide the necessary oil recovery within 10 days; Thus, the expected economic effect of the application of the claimed invention will be (without taking into account the cost of oil returned to the national economy) even with a single use of the device (for example, in hard-to-reach areas)
32 · 100-50 = 3150 thousand rubles.

и заявляемое изобретение самоокупается практически за 4 ч работы. and the claimed invention pays off in almost 4 hours of work.

Изобретение может быть использовано многократно, потребность народного хозяйства в нем - около тысячи единиц. The invention can be used repeatedly, the need of the national economy in it is about a thousand units.

Claims

A device for removing oil and oil products from the surface of the water, including a supporting frame, drums with oil-absorbing shells rotating in opposite directions, a pipeline for collecting collected oil and floats, characterized in that perforated elastic plates are fixed on the surface of the shells of the rotating drums, and the oil-absorbing shells are fixed on perforated elastic plates by quilting oil-absorbing shells together with perforated elastic plates through perforation of elastic plates tin.