RU2205260C2

RU2205260C2 - Device for gathering of oil products from water surface

Info

Publication number: RU2205260C2
Application number: RU2001114849/13A
Authority: RU
Inventors: рев Г.В. Дегт; Г.В. Дегтярев; рева О.Г. Дегт; О.Г. Дегтярева
Original assignee: Кубанский государственный аграрный университет
Priority date: 2001-05-30
Filing date: 2001-05-30
Publication date: 2003-05-27

Abstract

FIELD: devices for oil product gathering from water surface. SUBSTANCE: device includes cylindrical-conical vacuum hydrocyclone connected with oil intake funnel. Installed coaxially along central axis of hydrocyclone are discharge branch pipe, fluid light and heavy phases branch pipes. Discharge branch pipe and fluid light phase branch pipe may have nozzles. During device operation, oil products from funnel are sucked into hydrocyclones. Fluid due to its tangential supply in hydrocyclone takes up rotary motion and under effect of centrifugal forces, fluid is separated by density. Fluid heavy phase is forced-out to hydrocyclone periphery and withdrawn through fluid heavy phase branch pipe. Oil product light phase will be rotated over hydrocyclone central axis and withdrawn from hydrocyclone through fluid light phase branch pipe. EFFECT: intensive gathering of oil products from water surface and efficient separation of fluid by density. 2 dwg

Description

Изобретение относится к устройствам для очистки водоемов от нефти и других подобных веществ, плавающих на водной поверхности, и может быть использовано на любых водных акваториях, от отстойников до морей. The invention relates to a device for cleaning water bodies from oil and other similar substances floating on a water surface, and can be used in any water area, from sedimentation tanks to the seas.

Известно устройство для сбора нефти с поверхности воды, включающее безнапорный цилиндроконический гидроциклон с одним или несколькими входными каналами, расположенными в цилиндрической части. В нижней части корпуса тангенциально расположен патрубок отвода воды, внутри конусной части - патрубок отвода уловленных нефтепродуктов. (Линский В. К., Тихонов Е.Г. Безнапорные гидроциклоны для сбора нефтяных загрязнений с поверхности воды. Охрана окружающей среды. Респуб. межвед. сборник-Минск, 1982. c.10-12). A device for collecting oil from the surface of the water, comprising a pressureless cylinder-conical hydrocyclone with one or more inlet channels located in the cylindrical part. In the lower part of the body there is a tangentially located branch pipe for water drainage, inside the conical part there is a branch pipe for drainage of captured oil products. (Linsky V.K., Tikhonov E.G. Non-pressure hydrocyclones for collecting oil pollution from the surface of the water. Environmental protection. Republic. Inter-Soviet collection-Minsk, 1982. p.10-12).

Недостатком данного устройства является низкая производительность и эффективность в работе. The disadvantage of this device is its low productivity and operational efficiency.

Известно устройство "Циклон - С", включающее защитную сетку, поплавки, вакуумный гидроциклон, тангенциальное входное отверстие, вывод чистой воды и сливной патрубок для откачки загрязненной жидкости. (В.Марков, Ю.Степанов. Циклон - морской санитар, с.28-29. Журнал "Нефтяник" 2, 1977г. - прототип). The known device "Cyclone - C", including a protective mesh, floats, a vacuum hydrocyclone, a tangential inlet, a clean water outlet and a drain pipe for pumping contaminated liquid. (V.Markov, Y. Stepanov. Cyclone - marine nurse, p.28-29. Journal "Oilman" 2, 1977. - prototype).

Недостатком данного устройства является его низкая эффективность и производительность, так как работа осуществляется, в основном, за счет движения судна и откачки загрязненной жидкости через один сливной патрубок, из одного места внутри гидроциклона, хотя различные по плотности нефтепродукты будут концентрироваться на центральной оси аппарата в разных местах, а имеющееся конструктивное решение вызовет ненужные рециркуляционные токи. The disadvantage of this device is its low efficiency and productivity, since the work is carried out mainly due to the movement of the vessel and pumping of contaminated liquid through one drain pipe, from one place inside the hydrocyclone, although oil products of different densities will be concentrated on the central axis of the device in different places, and the existing design solution will cause unnecessary recirculation currents.

Техническим решением задачи предлагаемого изобретения является интенсификация работы устройства, как по производительности, так и по эффективности работы, для сбора нефти и подобных веществ с поверхности воды. The technical solution to the problem of the invention is to intensify the operation of the device, both in terms of productivity and work efficiency, for collecting oil and similar substances from the surface of the water.

Поставленная задача достигается тем, что устройство для сбора нефти и подобных веществ с поверхности воды, состоящее из цилиндроконического вакуумного гидроциклона с питающим патрубком, сливным патрубком и патрубком тяжелой фазы жидкости снабжено воронкой и патрубком легкой фазы жидкости, при этом воронка соединена питающим патрубком с гидроциклоном, который может иметь несколько сливных патрубков и патрубков легкой фазы жидкости, причем все патрубки, кроме питающего, расположены коаксиально, сливной патрубок или сливные патрубки установлены с шагом в вершине конической части гидроциклона во внешнем токе жидкости, а патрубок или патрубки легкой фазы жидкости установлены с шагом в части гидроциклона с внутренним током жидкости, при этом сливные патрубки и патрубки легкой фазы жидкости могут иметь насадки. This object is achieved in that the device for collecting oil and similar substances from the surface of the water, consisting of a cylindrical-conical vacuum hydrocyclone with a supply pipe, a drain pipe and a pipe for a heavy phase of liquid, is equipped with a funnel and pipe for a light phase of the liquid, while the funnel is connected by a supply pipe with a hydrocyclone, which may have several discharge nozzles and nozzles of the light phase of the liquid, and all nozzles, except for the supply one, are located coaxially, the drain nozzle or drain nozzles must anovleny increments of top conical part of a hydrocyclone in an external fluid stream, and the nozzle or nozzles light liquid phase are set in increments of the hydrocyclone with internal shock fluid, wherein the drain pipes and tubes lighter liquid phase may have a nozzle.

Сопоставительный анализ заявляемого устройства с прототипом показывает, что вакуумный гидроциклон снабжен воронкой и патрубком легкой фазы жидкости, при этом как патрубков легкой фазы, так и сливных патрубков может быть несколько и все они установлены коаксиально, однако первые установлены во внутреннем токе жидкости, а вторые - в вершине конической части, во внешнем токе жидкости, но те и другие с определенным шагом, зависящим от плотностей входящей многофазной жидкости. Таким образом, заявляемое устройство соответствует критерию "новизна". Именно использование в устройстве для сбора нефти и подобных веществ с поверхности воды вышеописанного гидроциклона позволяет улучшить гидродинамический режим работы аппарата, и как следствие, интенсифицировать работу, повысить эффективность и производительность. A comparative analysis of the inventive device with the prototype shows that the vacuum hydrocyclone is equipped with a funnel and a pipe of the light phase of the liquid, while there can be several pipes of the light phase and drain pipes and all of them are installed coaxially, however, the first are installed in the internal liquid flow, and the second at the top of the conical part, in the external fluid flow, but both with a certain step, depending on the densities of the incoming multiphase fluid. Thus, the claimed device meets the criterion of "novelty." It is the use of the above-described hydrocyclone in the device for collecting oil and similar substances from the water surface that makes it possible to improve the hydrodynamic mode of the apparatus, and as a result, intensify the work, increase efficiency and productivity.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг.1 изображен общий вид устройства (в качестве примера по одному патрубку во внешнем и внутреннем токах гидроциклона); на фиг.2 - разрез по А-А фиг.1. The invention is illustrated by drawings, where figure 1 shows a General view of the device (as an example, one pipe in the external and internal currents of the hydrocyclone); figure 2 is a section along aa of figure 1.

Устройство для сбора нефти и подобных веществ с поверхности воды включает цилиндроконический многопродуктовый вакуумный гидроциклон 1, посредством питающего патрубка 2, соединенного с нефтеприемной воронкой 3, по центральной оси гидроциклона 1 коаксиально установлены патрубки сливной 4, легкой фазы 5 и тяжелой фазы 6, а также насадки 7 на патрубки. A device for collecting oil and similar substances from the surface of the water includes a cylindrical multi-product vacuum hydrocyclone 1, through a supply pipe 2 connected to an oil receiving funnel 3, drain pipes 4, light phase 5 and heavy phase 6, as well as nozzles, are coaxially installed on the central axis of the hydrocyclone 1 7 to the nozzles.

Устройство для сбора нефтепродуктов с поверхности воды работает следующим образом. A device for collecting oil from the surface of the water works as follows.

Заглубив воронку 3 под уровень нефтепродуктов, как показано на фиг.2, запускают насосы, обеспечивающие откачку через сливной патрубок 4, патрубки легкой 5 и тяжелой 6 фаз, начав процесс откачки, вакуумируется внутреннее пространство гидроциклона 1, и жидкость с нефтепродуктами через воронку 3 и тангенциальный питающий патрубок 2 начнет поступать в аппарат. Вследствие тангенциальности подвода питающей многофазной жидкости с поверхности воды она примет вращательное движение в теле гидроциклона, и под действием центробежных сил произойдет сепарация этой жидкости по плотности. Чем больше разность по плотности сепарируемых жидкостей, тем эффективнее процесс разделения и тем скорее более легкая жидкость займет место на центральной оси аппарата, а более тяжелая фаза жидкости (например, вода) скорее отожмется на периферию и образует внешний ток, который будет отводиться или через патрубок 6 тяжелой фазы жидкости или через сливной патрубок 4, также расположенный во внешнем токе жидкости, или через оба эти патрубка одновременно. Having deepened the funnel 3 under the level of oil products, as shown in figure 2, start the pumps providing pumping through the drain pipe 4, pipes light 5 and heavy 6 phases, starting the pumping process, the inner space of the hydrocyclone 1 is vacuumized, and the liquid with oil products through the funnel 3 and tangential supply pipe 2 will begin to flow into the apparatus. Due to the tangentiality of the supply of the multiphase supply fluid from the surface of the water, it will take a rotational motion in the body of the hydrocyclone, and under the action of centrifugal forces, this fluid will be separated by density. The greater the difference in the density of the separated liquids, the more efficient the separation process and the sooner the lighter liquid will take its place on the central axis of the apparatus, and the heavier phase of the liquid (for example, water) will more likely be squeezed to the periphery and generate an external current that will be discharged through 6 of the heavy phase of the liquid either through the drain pipe 4, also located in the external fluid flow, or through both of these pipes simultaneously.

По центральной оси аппарата, во внутреннем токе, обрамляя сливной патрубок 4, будет вращаться отсепарированная из входящей жидкости нефть или нефтепродукты, причем каждый продукт, в зависимости от плотности, займет свое место на центральной оси аппарата и именно там располагается вход в патрубок или патрубки легкой фазы 5, что определит шаг их установки. Патрубки, как сливной 4, так и легкой 5 фазы , могут иметь насадки 7 перфорированные, конические, раструбные, с нарезкой щелей различных форм и размеров и другие, что может делаться для равномерности отбора как осветленной воды, так и легкой фазы жидкости, для улучшения гидродинамической структуры потока. Сливной или сливные патрубки, начала которых располагаются во внешнем токе в аппарате, могут позволить в некоторых ситуациях исключить патрубок тяжелой фазы 6 жидкости, то есть сделать в конструкции глухой усеченный конус, однако на принцип работы это никак не скажется. Также не нарушит принципа работы устройства откачка тяжелой и легкой фаз жидкости через все эти патрубки сразу или через часть из них, или в какой-либо комбинации, что определяется объемом и качественными характеристиками поступающей многофазной жидкости. Along the central axis of the device, in the internal current, framing the drain pipe 4, oil or oil products separated from the incoming liquid will rotate, and each product, depending on the density, will take its place on the central axis of the device and this is where the entrance to the pipe or pipes of light phase 5, which will determine the step of their installation. Pipes, both drain 4 and light 5 phases, can have nozzles 7 perforated, conical, bell-shaped, with cutting slits of various shapes and sizes, and others, which can be done to evenly select both clarified water and the light phase of the liquid, to improve hydrodynamic structure of the flow. Drain or drain nozzles, the beginnings of which are located in an external current in the apparatus, can allow in some situations to exclude the nozzle of the heavy phase 6 of the liquid, that is, to make a deaf truncated cone in the design, but this will not affect the principle of operation. It will also not violate the principle of operation of the device for pumping out the heavy and light phases of the liquid through all these nozzles immediately or through part of them, or in any combination, which is determined by the volume and quality characteristics of the incoming multiphase liquid.

Работа устройства возможна как в надводном положении гидроциклона, как показано на чертежах, так и в подводном, единственно неизменным должно остаться положение нефтеприемной воронки 3 относительно уровня воды. The operation of the device is possible both in the surface position of the hydrocyclone, as shown in the drawings, and in underwater, the position of the oil receiving funnel 3 relative to the water level should remain the only unchanged.

Заявляемое техническое решение просто по конструкции, в связи с отсутствием движущихся частей надежно в работе, при этом благодаря многопродуктовому принципу и тому, что часть патрубков слива берет начало во внутреннем токе, а часть во внешнем токе и при этом включаться в работу эти патрубки могут в различных комбинациях, а сами патрубки могут иметь различные насадки, имеется возможность повысить эффективность сепарации и интенсифицировать весь процесс в аппарате. The claimed technical solution is simple in design, due to the absence of moving parts, it is reliable in operation, while due to the multi-product principle and the fact that some of the discharge pipes originate in the internal current, and part in the external current, and at the same time, these pipes can be switched on different combinations, and the nozzles themselves can have different nozzles, it is possible to increase the separation efficiency and intensify the whole process in the apparatus.

Claims

A device for collecting petroleum products from the surface of the water, including a cylindrical vacuum hydrocyclone with a supply pipe, a drain pipe and a pipe for a heavy phase of liquid, characterized in that it is equipped with a funnel and a pipe for a light phase of the liquid, while the funnel is connected by a supply pipe to a hydrocyclone, which may have several drain nozzles and nozzles of the light phase of the liquid, and all nozzles, except for the supply, are located coaxially, the drain nozzle or drain nozzles are installed in increments at the top of the part of the hydrocyclone with an external fluid flow, and the pipe or nozzles of the light fluid phase are installed in increments of the hydrocyclone with the internal fluid flow, while the drain pipes and pipes of the light fluid phase may have nozzles.