RU2056474C1 - Device for picking up oil products from water surface - Google Patents

Abstract

FIELD: environmental protection. SUBSTANCE: device for picking up oil products from water surface has a body made in the form of semi-immersed cylinder being open to the reservoir with its mouth. Blind portion of the cylinder is provided with additional pipeline installed so to be moved in vertical direction and connected to outlet pipelines. Suction head of the pipeline is made in the form of suction pipe branches inclined at an angle to water surface and connected through flexible pipeline to the body above level of its contact with water. Floats are installed under suction pipe branches. EFFECT: waste water cleaning. 2 dwg

Description

Изобретение относится к области очистки сточных вод от масло- и нефтепродуктов, а также может быть отнесено к средствам защиты окружающей, в частности водной, среды от загрязнений и использовано для сбора нефти, разлившейся на поверхности открытого водоема или емкостного сооружения. The invention relates to the field of wastewater treatment from oil and oil products, and can also be classified as a means of protecting the environment, in particular the aquatic environment from pollution, and is used to collect oil spilled on the surface of an open reservoir or capacitive structure.

Известно устройство для сбора нефтепродуктов с поверхности водоемов, содержащее поплавки, нефтесборную воронку, крышку и гибкий трубопровод, при этом нефтесборная воронка снабжена крестовиной с вертикально установленными стержнями с резьбой, на которых закреплены поплавки и разновесы, кроме того, нефтесборная воронка снабжена расположенным по центру патрубком с отверстиями для приема нефти, при этом крышка в верхней части снабжена поплавком, а боковая стенка ее снабжена отверстиями (Авт. св. СССР 1108168, кл. Е 02 В 15/04, 1984). A device is known for collecting oil products from the surface of water bodies, containing floats, an oil collecting funnel, a lid and a flexible pipe, while the oil collecting funnel is equipped with a cross with vertically mounted threaded rods on which the floats and weights are fixed, in addition, the oil collecting funnel is equipped with a centrally located nozzle with holes for receiving oil, while the lid in the upper part is provided with a float, and its side wall is equipped with holes (Aut. St. USSR 1108168, class E 02 B 15/04, 1984).

Основное достоинство известного устройства состоит в том, что подбором разновесов плавучесть устройства регулируется так, что при заполненной нефтью нефтесборной воронке устройство тонет в нефти, но плавает в водной фазе, причем устройство располагается на границе раздела фаз. Но дело в том, что простым подбором разновесов и поплавков довольно сложно установить устройство таким образом, чтобы нефтесборная воронка четко была бы на границе раздела фаз вода-нефть. Даже если находящееся в нерабочем положении устройство удается установить на границе фаз, то при включении на отсасывание вакуумного шланга, заполненного нефтью, устройство начнет тонуть, а воронка станет захватывать воду. При этом, устройство не может захватывать тонкий слой масло- и нефтепродуктов, так как уровень отбора нефтепродуктов над границей раздела фаз регулируется перемещением поплавков на вертикальных стержнях с резьбой. Такое решение сложно и сомнительно, так как поплавки заглублены полностью и держат на плаву все устройство независимо от того, на какой глубине находятся сами. The main advantage of the known device is that the selection of the weights of the buoyancy of the device is regulated so that when filled with oil gathering funnel, the device drowns in oil, but floats in the aqueous phase, and the device is located at the interface. But the fact is that with a simple selection of weights and floats it is quite difficult to install the device in such a way that the oil collection funnel is clearly at the water-oil interface. Even if the inoperative device can be installed at the phase boundary, then when the vacuum hose filled with oil is turned on for suction, the device will begin to sink, and the funnel will capture water. At the same time, the device cannot capture a thin layer of oil and oil products, since the level of selection of oil products above the phase boundary is regulated by the movement of floats on threaded vertical rods. Such a solution is difficult and doubtful, since the floats are fully buried and keep the whole device afloat no matter what depth they are at.

Кроме того, устройство не способно настраиваться автоматически, так как постоянно может меняться солевой состав воды и температура, а также загрязняться само устройство в процессе эксплуатации. Все это влияет на плавучесть устройства и, чтобы сохранять его требуемое заглубление, надо постоянно добавлять или убирать разновесы. In addition, the device is not able to adjust automatically, since the salt composition of water and temperature can constantly change, as well as the device itself gets dirty during operation. All this affects the buoyancy of the device and, in order to maintain its required depth, it is necessary to constantly add or remove weights.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к описываемому изобретению является устройство для сбора нефти с поверхности воды, содержащее поплавок, всасывающую головку, соединенную при помощи трубопровода и шланга с вакуумной емкостью, причем всасывающая головка выполнена из двух частей тарельчатой формы нижней и верхней, между которыми образована всасывающая щель, при этом нижняя часть головки снабжена направляющей потока нефти, решетчатым ограждением и соединительными элементами в виде трубок с гайками для крепления верхней части головки и регулирования высоты всасывающей щели, а верхняя часть головки снабжена дополнительным поплавком (Авт.св. N 1086064, кл. Е 02 В 15/04, 1984). Данное устройство принято в качестве прототипа. The closest in technical essence and the achieved result to the described invention is a device for collecting oil from the surface of the water, containing a float, a suction head connected by a pipe and a hose with a vacuum tank, and the suction head is made of two parts of a dish-shaped lower and upper, between which formed the suction gap, while the lower part of the head is equipped with an oil flow guide, a lattice fence and connecting elements in the form of tubes with nuts for replication of the upper part of the head and regulation of the height of the suction gap, and the upper part of the head is equipped with an additional float (Aut. St. N 1086064, class E 02 B 15/04, 1984). This device is adopted as a prototype.

Прототип имеет следующие недостатки необходимость каждый раз в зависимости от слоя нефтепродуктов настраивать всасывающую головку, закрепляя при этом ее верхнюю часть гайками и обеспечивая тем самым нужную высоту всасывающей щели; кроме того, вызывает сомнение осуществимость предложенного регулирования высоты всасывающей щели таким образом, чтобы она при работе целиком погружалась в слой масла. The prototype has the following disadvantages: each time, depending on the layer of oil products, the suction head must be adjusted, while fixing its upper part with nuts and thereby ensuring the necessary height of the suction gap; in addition, the feasibility of the proposed regulation of the height of the suction gap in such a way that it is completely immersed in the oil layer during operation is questionable.

Ведь если щель будет шире оптимальной величины для данного слоя нефтепродуктов и данной амплитуды колебания при волнении, то без соответствующей подналадки всасывающая головка не погрузится в слой нефтепродуктов и вакуум не будет создан, потому что всасывающая щель будет связана с атмосферой. Таким образом, устройство просто не будет работать. Причем в спокойном состоянии устройство также не будет работать. Чтобы устройство "заработало" необходимо или как-то придавить (обмакнуть в воду) всасывающую головку таким образом, чтобы щель полностью погрузилась в слой нефтепродуктов, прекратив тем самым доступ воздуха и создав соответственно вакуум, или ждать волну, способную "обмакнуть" всасывающую головку в воду. Есть еще один вариант для создания вакуума это выполнение всасывающей головки с очень маленькой щелью. Но этот вариант не приемлем, потому что устройство практически работать не будет тут же засорится окислившимися нефтепродуктами. After all, if the gap is wider than the optimal value for a given layer of oil products and a given amplitude of oscillation during excitement, then without an appropriate adjustment the suction head will not sink into the layer of oil products and vacuum will not be created, because the suction gap will be connected with the atmosphere. Thus, the device simply will not work. Moreover, in a calm state, the device will also not work. In order for the device to “work”, it is necessary either to somehow squeeze (dip in the water) the suction head so that the gap is completely immersed in the oil product layer, thereby stopping air access and creating a vacuum, respectively, or wait for a wave that can “dip” the suction head in water. There is another option for creating a vacuum is the implementation of the suction head with a very small gap. But this option is not acceptable, because the device will practically not work immediately clogged with oxidized oil products.

Таким образом, устройство не способно настраиваться автоматически для отсасывания только верхнего слоя на границе раздела воздух-жидкость, т.е. известное устройство не способно отсасывать слой нефтепродуктов, так как этот слой очень тонок, а для отсасывания этого тонкого слоя такую конструкцию с полным погружением щели в слой нефтепродуктов не отрегулировать. Thus, the device is not able to automatically adjust to aspirate only the upper layer at the air-liquid interface, i.e. the known device is not capable of sucking off a layer of oil products, since this layer is very thin, and to suck this thin layer such a structure with a complete immersion of the gap in the layer of oil products cannot be adjusted.

Основной задачей, на решение которой направлено предлагаемое изобретение, является создание такого устройства, которое сохраняло бы свою работоспособность при любых условиях, т.е. устройство было бы способно настраиваться автоматически на отсасывание только верхнего слоя на границе раздела воздух-жидкость и при волнении, и в спокойном состоянии. Кроме того, предлагаемое устройство должно быть простым в отношении конструкции и несложным в эксплуатации, т.е. не требующим постоянного регулирования. The main task, the solution of which the invention is directed, is the creation of such a device that would maintain its performance under any conditions, i.e. the device would be able to automatically adjust to aspirate only the upper layer at the air-liquid interface both during unrest and in a calm state. In addition, the proposed device should be simple in terms of design and simple to operate, i.e. not requiring constant regulation.

Всем этим задачам отвечает устройство для сбора нефтепродуктов с поверхности воды, содержащее поплавок и всасывающую головку, снабженную также поплавками, отводящий трубопровод и вакуумную емкость и снабженное согласно изобретению корпусом, выполненным в виде полупогруженного стакана, сообщающегося с водоемом открытой частью, при этом закрытая его часть снабжена дополнительным трубопроводом, установленным с возможностью вертикального перемещения и соединенным с отводящим трубопроводом, а всасывающая головка выполнена в виде всасывающих патрубков, установленных под углом к поверхности воды и соединенных посредством гибкого трубопровода с корпусом выше уровня его контакта с водой, при этом поплавки установлены под всасывающими патрубками. A device for collecting oil products from the surface of the water, containing a float and a suction head, also equipped with floats, a discharge pipe and a vacuum container and provided according to the invention with a housing made in the form of a semi-immersed glass communicating with the reservoir with an open part, with its closed part meeting all these tasks, equipped with an additional pipe installed with the possibility of vertical movement and connected to the discharge pipe, and the suction head is made in the form of suction lev els nozzles installed at an angle to the water surface and connected by a flexible conduit to the housing above the level of its contact with water, with floats mounted at the suction nozzles.

Сопоставительный анализ с прототипом показывает, что предлагаемое устройство для сбора нефтепродуктов с поверхности воды отличается тем, что оно снабжено корпусом, выполненным в виде полупогруженного стакана, сообщающегося с водоемом открытой частью, при этом закрытая его часть снабжена дополнительным трубопроводом, установленным с возможностью вертикального перемещения и соединенным с отводящим трубопроводом, а всасывающая головка выполнена в виде всасывающих патрубков, установленных под углом к поверхности воды и соединенных посредством гибкого трубопровода выше уровня его контакта с водой, при этом поплавки установлены под всасывающими патрубками. Comparative analysis with the prototype shows that the proposed device for collecting petroleum products from the water surface is characterized in that it is provided with a body made in the form of a semi-immersed glass communicating with the reservoir with the open part, while its closed part is equipped with an additional pipe installed with the possibility of vertical movement and connected to the discharge pipe, and the suction head is made in the form of suction nozzles installed at an angle to the surface of the water and connected to by means of a flexible pipeline above the level of its contact with water, while the floats are installed under the suction nozzles.

Таким образом, предлагаемое изобретение является новым, т.е. не известным из предшествующего уровня техники. Thus, the present invention is new, i.e. not known from the prior art.

Предлагаемое устройство для сбора нефтепродуктов с поверхности воды представляет собой единое целое только во взаимосвязи всех признаков, совокупность которых позволяет решить поставленную задачу, а именно создать такое устройство, которое могло бы отсасывать только верхний слой нефтепродуктов на границе раздела воздух-жидкость, настраиваясь автоматически в соответствии с меняющимися условиями. The proposed device for collecting oil products from the water surface is a single whole only in the relationship of all the features, the combination of which allows us to solve the problem, namely, to create such a device that could suck out only the top layer of oil products at the air-liquid interface, automatically adjusting to with changing conditions.

Так, оборудование устройства для сбора масло- и нефтепродуктов с поверхности воды корпусом, выполненным в виде полупогруженного стакана, позволяет создать то необходимое пространство, в которое для последующего удаления поступает верхний слой жидкости, а выполнение корпуса в виде полупогруженного стакана, сообщающегося с водоемом открытой своей частью, дает возможность воде, неизбежно попадающей вместе с нефтепродуктами, забираемыми с поверхности водоема при помощи всасывающих головок, возвращаться обратно в водоем. Причем установка в закрытой части корпуса воздуховода, выполненного с возможностью вертикального перемещения, дает возможность расположить этот воздуховод в непосредственной близости от поверхности воды так, чтобы удалить из корпуса устройства собирающиеся и накапливающиеся там масло- и нефтепродукты. So, the equipment of the device for collecting oil and oil products from the water surface with a body made in the form of a semi-immersed glass allows you to create the necessary space into which the upper layer of liquid enters for subsequent removal, and the case in the form of a half-immersed glass communicating with a reservoir open to in part, it allows water, which inevitably gets together with oil products taken from the surface of the reservoir with the help of suction heads, to return back to the reservoir. Moreover, the installation in the closed part of the duct, made with the possibility of vertical movement, makes it possible to arrange this duct in close proximity to the surface of the water so as to remove from the device’s body the oil and oil products that collect and accumulate there.

При этом выполнение всасывающих головок в виде всасывающих патрубков, опирающихся на поплавки, и гибкого трубопровода, посредством которого всасывающие патрубки соединены с корпусом устройства, позволяет всасывающей головке разворачиваться на поплавке, как на опоре, и менять положение (заглубление) относительно поверхности жидкости при погружении устройства в воду, т. е. автоматически настраиваться на границе раздела воздух-жидкость. Кроме того, соединение всасывающей головки с корпусом устройства посредством гибкого трубопровода выше уровня контакта корпуса с водой обеспечивает первоначальную, исходную установку всасывающих патрубков под углом к поверхности воды с погружением щели в воду, что позволяет всасывающим головкам автоматически настраиваться на удаление только верхнего слоя, содержащего масло- и нефтепродукты. То же самое можно сказать и о необходимости установки поплавков под всасывающими патрубками, позволяющими автоматически устанавливать щель всасывающих патрубков на уровне раздела воздух-жидкость при работе устройства. At the same time, the execution of the suction heads in the form of suction nozzles resting on the floats and a flexible pipe through which the suction nozzles are connected to the housing of the device allows the suction head to unfold on the float, as on a support, and change its position (deepening) relative to the surface of the liquid when the device is immersed into water, i.e., automatically adjusts to the air-liquid interface. In addition, the connection of the suction head with the housing of the device through a flexible pipe above the level of contact of the housing with water provides the initial, initial installation of the suction pipes at an angle to the surface of the water with immersion of the gap in the water, which allows the suction heads to automatically adjust to remove only the top layer containing oil - and petroleum products. The same can be said about the need to install floats under the suction nozzles, allowing you to automatically set the gap of the suction nozzles at the level of the air-liquid section during operation of the device.

Сравнение предлагаемого технического решения также и с другими техническими решениями в данной области техники не позволило выявить в них признаки, отличающие данное техническое решение от прототипа. Таким образом, данное изобретение не является очевидным для специалистов данной области техники и представляет собой определенный шаг в развитии техники, т.е. является прогрессивным, что позволяет считать его соответствующим изобретательскому уровню. Comparison of the proposed technical solution also with other technical solutions in this technical field did not allow to reveal in them the features that distinguish this technical solution from the prototype. Thus, this invention is not obvious to specialists in this field of technology and represents a certain step in the development of technology, i.e. is progressive, which allows it to be considered appropriate to the inventive step.

Кроме того, технический результат, который может быть получен при осуществлении изобретения, заключается в повышении надежности работы при одновременной автоматической настройке устройства на удаление только верхнего слоя на границе раздела воздух-жидкость. При этом данное устройство является достаточно простым в изготовлении, не требующим наличия постоянного обслуживающего персонала, так как является саморегулирующимся и самонастраивающимся устройством. In addition, the technical result that can be obtained by carrying out the invention is to increase the reliability while simultaneously automatically setting the device to remove only the upper layer at the air-liquid interface. Moreover, this device is quite simple to manufacture, does not require the presence of a permanent maintenance personnel, as it is a self-regulating and self-adjusting device.

На фиг.1 показано устройство для сбора нефтепродуктов с поверхности воды перед началом работы, вид сбоку; на фиг.2 устройство во время работы, вид сбоку. Figure 1 shows a device for collecting oil from the water surface before starting work, side view; figure 2 device during operation, side view.

Устройство для сбора нефтепродуктов с поверхности воды содержит корпус 1, выполненный в виде полупогруженного стакана, снабженного поплавком 2 и сообщающегося с водоемом 3 нижней своей открытой частью 4, при этом дно 5 закрытой части 6 корпуса 1, находящейся над поверхностью водоема 3, снабжено трубопроводом 7, установленным с возможностью вертикального перемещения и соединенным посредством отводящего трубопровода 8 с вакуумной емкостью (условно не показана). При этом трубопровод 8 выполнен из гибкого гофрированного материала и снабжен вентилем 9. Кроме того, корпус 1 оборудован всасывающими головками 10, состоящими каждая из всасывающего патрубка 11 с щелью 12 и гибкого трубопровода 13, посредством которого патрубок 11 соединен с корпусом 1 выше уровня его контакта с водой. При этом патрубок 11 установлен под углом к поверхности воды и снабжен поплавком 14, установленным под всасывающим патрубком 10, и решетчатым ограждением 15. A device for collecting oil products from the surface of the water contains a housing 1 made in the form of a semi-immersed glass equipped with a float 2 and communicating with the reservoir 3 with its lower open part 4, while the bottom 5 of the closed part 6 of the housing 1 located above the surface of the reservoir 3 is provided with a pipeline 7 installed with the possibility of vertical movement and connected by means of a discharge pipe 8 with a vacuum tank (not conventionally shown). In this case, the pipe 8 is made of flexible corrugated material and is equipped with a valve 9. In addition, the housing 1 is equipped with suction heads 10, each consisting of a suction pipe 11 with a slot 12 and a flexible pipe 13, through which the pipe 11 is connected to the housing 1 above its contact level with water. In this case, the pipe 11 is installed at an angle to the surface of the water and is equipped with a float 14 mounted under the suction pipe 10 and a trellis fence 15.

Устройство работает следующим образом. The device operates as follows.

Перед началом работы устройство опускают на воду. При опускании устройства на воду всасывающие головки 10 устанавливаются так, что щель 12 каждого всасывающего патрубка 11 полностью находится в слое масло- и нефтепродуктов. Это происходит за счет того, что патрубки 11 установлены под углом к поверхности водоема 3. Затем трубопровод 7 устанавливают таким образом, чтобы его нижний конец находился бы в непосредственной близости от поверхности воды. После этого создают вакуум, для чего открывают вентиль 9 и через трубопровод 7 и отводящий трубопровод 8 воздух из корпуса 1 отводят в вакуумную емкость (условно не показана). При создании вакуума корпус 1 опускается, начинает как бы "тонуть", а патрубки 11 всасывающих головок 10 за счет того, что гибко соединены с корпусом 1 и оборудованы поплавками 14, не "тонут". В результате этого патрубки 11 поворачиваются так, что щель 12 каждого патрубка 11 частично оказывается над поверхностью водоема 3. При этом через щель 12 в патрубок 11 проникает часть атмосферного воздуха. Вакуумная система нарушена и тогда корпус 1 перестает погружаться, т.е. "тонуть". При этом патрубки 11 за счет "срыва" вакуумного пространств автоматически устанавливаются на уровне поверхности раздела масло-воздух, т.е. отсасывают только верхний слой слой масло- и нефтепродуктов, находясь при этом в состоянии равновесия, устанавливаемого автоматически. Причем вода, неизбежно попадающая вместе с масло- и нефтепродуктами в корпус 1, вновь возвращается в водоем 3 через открытую часть 4 корпус 1, а столб масло- и нефтепродуктов постепенно накапливается в корпусе 1 и достигает трубопровода 7, установленного над уровнем воды перед началом работы. Затем масло- и нефтепродукты при помощи трубопровода 7 и через отводящий трубопровод 8 отводятся из корпуса 1. Это происходит до тех пор, пока весь уровень масло- и нефтепродуктов не будет удален с поверхности водоема. Before starting work, the device is lowered into the water. When lowering the device into water, the suction heads 10 are installed so that the slot 12 of each suction pipe 11 is completely in the layer of oil and oil products. This is due to the fact that the nozzles 11 are installed at an angle to the surface of the reservoir 3. Then, the pipeline 7 is installed so that its lower end would be in close proximity to the surface of the water. After this, a vacuum is created, for which the valve 9 is opened, and through the pipe 7 and the discharge pipe 8, the air from the housing 1 is discharged into a vacuum container (not shown conditionally). When creating a vacuum, the housing 1 is lowered, it starts to “sink”, and the nozzles 11 of the suction heads 10 due to the fact that they are flexibly connected to the housing 1 and equipped with floats 14, do not “sink”. As a result of this, the nozzles 11 are rotated so that the slot 12 of each nozzle 11 is partially above the surface of the reservoir 3. In this case, part of the atmospheric air penetrates through the slot 12 into the nozzle 11. The vacuum system is broken and then the housing 1 ceases to sink, i.e. "sink". At the same time, the nozzles 11 are automatically installed at the level of the oil-air interface due to the “stalling” of the vacuum spaces, only the top layer is sucked off a layer of oil and oil products, while being in a state of equilibrium, set automatically. Moreover, the water, which inevitably falls together with the oil and oil products in the building 1, returns to the reservoir 3 through the open part 4 of the building 1, and the column of oil and oil products gradually accumulates in the building 1 and reaches the pipeline 7 installed above the water level before starting work . Then, oil and oil products are discharged from the housing 1 through the pipeline 7 and through the discharge pipe 8. This happens until the entire level of oil and oil products is removed from the surface of the reservoir.

Изобретение является промышленно применимым, так как может быть использовано для удаления масло- и нефтепродуктов с поверхности любых водоемов, отстойников и емкостных сооружений. Оно не сложно в изготовлении, при этом автоматически настраивается на удаление верхнего слоя жидкости, поэтому довольно просто и надежно в эксплуатации. The invention is industrially applicable, as it can be used to remove oil and oil products from the surface of any reservoirs, sedimentation tanks and tank structures. It is not difficult to manufacture, while automatically adjusting to remove the upper layer of liquid, therefore, it is quite simple and reliable in operation.

Claims (1)

УСТРОЙСТВО ДЛЯ СБОРА НЕФТЕПРОДУКТОВ С ПОВЕРХНОСТИ ВОДЫ, содержащее поплавки, всасывающее приспособление, отводящий трубопровод, соединенный с вакуумной емкостью, отличающееся тем, что оно снабжено дополнительным трубопроводом и корпусом, выполненным в виде стакана с отверстием в днище, полупогруженного в водоем открытой частью, в отверстии стакана соосно с ним установлен с возможностью вертикального перемещения дополнительный трубопровод, соединенный в верхней части с отводящим трубопроводом, а всасывающее приспособление выполнено в виде всасывающих патрубков, установленных под углом к поверхности воды и соединенных посредством гибких трубопроводов с корпусом выше уровня его контакта с водой, при этом под каждым всасывающим патрубком установлен поплавок. DEVICE FOR COLLECTING OIL PRODUCTS FROM THE WATER SURFACE, containing floats, a suction device, a discharge pipe connected to a vacuum tank, characterized in that it is provided with an additional pipe and a housing made in the form of a glass with a hole in the bottom, half-immersed in the reservoir with the open part, in the hole cup coaxially installed with it with the possibility of vertical movement of the additional pipe connected in the upper part to the discharge pipe, and the suction device is made in the form of suction nozzles installed at an angle to the surface of the water and connected by means of flexible pipelines to the housing above the level of its contact with water, and a float is installed under each suction nozzle.

Images