RU2287042C1

RU2287042C1 - Harbor boom

Info

Publication number: RU2287042C1
Application number: RU2005108443/03A
Authority: RU
Inventors: Людмила Дмитриевна Зонова (RU); Людмила Дмитриевна Зонова; Валерий Васильевич Горелов (RU); Валерий Васильевич Горелов; Вадим Наумович Басов (RU); Вадим Наумович Басов; шев Михаил Борисович Ход (RU); Михаил Борисович Ходяшев; Владислав Анатольевич Балков (RU); Владислав Анатольевич Балков; Юрий Николаевич Тиунов (RU); Юрий Николаевич Тиунов
Original assignee: Общество с ограниченной ответственностью "Межрегиональный центр биологических и химических технологий"
Priority date: 2005-03-28
Filing date: 2005-03-28
Publication date: 2006-11-10
Also published as: RU2005108443A

Abstract

FIELD: environment protection means, particularly cleaning or keeping the surface of open water clear of oil contaminations.

SUBSTANCE: harbor boom comprises floats made as netted shell filled with oil sorbent and connected with each other by flexible tie members. The floats are rectangular with 1:(3-10) height/with ratio. The floats are provided with vertical screens made of material, which is the same as that used for netted shell production, and are oriented in opposite directions with respect to front and rear walls of each float. In accordance to the second embodiment floats are rectangular with 1:(3-10) height/with ratio and provided with bolsters filled with sorbent and formed by stitch line creation in the shell. The bolsters are located in opposite float corners and connected with vertical screens made of material, which is the same as that used for netted shell production. The screens are oriented in opposite directions with respect to front and rear walls of each float. The sorbent is modified flash-dried fiber, namely pulp-and-paper waste. The netted shell is made of plain-woven fabric. Ends of each float are provided with tie members made of durable band, namely of tape. Two tie members are secured to central part of float cross-section and two other ones are connected to opposite corners thereof.

EFFECT: improved barrier properties and ecological safety of harbor boom recycling.

8 cl, 6 dwg

Description

Изобретение относится к области экологии, а именно к устройствам, предназначенным для защиты водной поверхности от нефтяных загрязнений.The invention relates to the field of ecology, and in particular to devices designed to protect the water surface from oil pollution.

Известен заградительный плавающий бон, применяемый для оконтуривания нефтяных пятен в открытых водоемах с последующим удалением нефтепродуктов путем откачки и выжигания. Такой бон описан в патенте США №4923332, МПК Е 02 В 15/04, опубликован 08.05.90 г.Known barrage floating boom, used for contouring oil spills in open water with subsequent removal of oil by pumping and burning. Such a bon is described in US patent No. 4923332, IPC E 02 B 15/04, published 08.05.90,

Недостаток такого бона состоит в том, что он выполняет только барьерную функцию без сорбирования нефтепродуктов.The disadvantage of such a boom is that it performs only a barrier function without sorption of oil products.

Известен нефтесорбирующий бон, описанный в заявке WO 93/04236, МПК Е 02 В 15/04, опубл. 04.03.93 г. Этот бон выполнен в виде трубчатого элемента, имеющего сердечник из полиолеофильного материала, обеспечивающий плавучесть бона, и расположенную вокруг сердечника трубчатую оболочку, выполненную из волокнистого материала из олеофильных гидрофобных полипропиленовых микроволокон с высокой сорбирующей способностью к нефти и нефтепродуктам, рукавную стойкую к истиранию сетку из полимерных нитей, охватывающую трубчатую оболочку, и нефтебарьерную кромочную полосу, свешивающуюся с указанного трубчатого элемента. Упомянутый сердечник из полиолефинового материала представляет собой гибкую структуру, собирающую нефть, но в меньшей степени, чем наружная оболочка, обеспечивающая плавучесть бона в воде после насыщения нефтью трубчатой оболочки.Known oil sorbing boom described in the application WO 93/04236, IPC E 02 B 15/04, publ. 03/04/93, This boom is made in the form of a tubular element having a core of polyoleophilic material, which provides buoyancy of the boom, and a tubular shell located around the core, made of fibrous material of oleophilic hydrophobic polypropylene microfibers with high sorption ability to oil and oil products, sleeve resistant to abrasion, a network of polymer filaments covering the tubular sheath, and an oil barrier edge strip hanging from the specified tubular element. The said core of polyolefin material is a flexible structure that collects oil, but to a lesser extent than the outer shell, which provides buoyancy of the boom in water after the tubular shell is saturated with oil.

Недостатками известного бона являются сложность конструкции, использование синтетических материалов, не позволяющих добиться экологичности при утилизации конструкции.The disadvantages of the known boom are the complexity of the design, the use of synthetic materials that do not allow environmental friendliness when disposing of the design.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемой конструкции является боновое заграждение (а.с. СССР №1765291, МПК Е 02 В 15/04, опубликован 08.05.91 г.), принятое за прототип для обоих вариантов. Оно состоит из последовательно соединенных между собой цилиндрических секций, сетчатые оболочки которых заполнены материалом, поглощающим нефть, гибкой связи и соединительных хомутов, выполненных в виде разъемного в вертикальной плоскости поплавка со сквозным отверстием. В теле поплавка перпендикулярно продольной оси цилиндрической секции выполнены сквозные отверстия, через которые пропущена гибкая связь. Боновое заграждение изготавливают на берегу перед разворачиванием для ликвидации аварийных разливов нефти.The closest in technical essence and the achieved result to the proposed design is a boom (AS USSR No. 1765291, IPC E 02 B 15/04, published 08.05.91), adopted as a prototype for both options. It consists of sequentially interconnected cylindrical sections, the mesh shells of which are filled with oil-absorbing material, flexible couplings and connecting clamps made in the form of a float that is detachable in the vertical plane with a through hole. Through the body of the float perpendicular to the longitudinal axis of the cylindrical section, through holes are made through which a flexible connection is passed. A boom is made ashore before being deployed to deal with emergency oil spills.

Недостатками известного заграждения являются:The disadvantages of the known barriers are:

- длительность подготовки заграждений к применению, связанная со сборкой и заполнением их на берегу, и трудность доставки, что не позволяет использовать для оперативной локализации разливов нефти и нефтепродуктов,- the duration of the preparation of barriers for use, associated with the assembly and filling them on the shore, and the difficulty of delivery, which does not allow for the operational localization of oil spills and oil products,

- неравномерная и не постоянная плавучесть заграждений, которая может приводить к проскоку нефтяных загрязнений при локализации нефтяных разливов нефти и низкому уровню эффективности удержания нефтяных заграждений;- uneven and not constant buoyancy of barriers, which can lead to a breakthrough of oil pollution during the localization of oil spills and a low level of efficiency of retention of oil barriers;

- недостаточная эффективность использования сорбента в связи с неполным использованием в центральной зоне;- insufficient efficiency of use of the sorbent in connection with incomplete use in the central zone;

- малая механическая прочность заграждений, определяемая только прочностью эластичного сетчатого покрытия и соединений,- low mechanical strength of the barriers, determined only by the strength of the elastic mesh coating and joints,

- возможность самопроизвольного перемещения сорбента в сетчатой оболочке, приводящая к ухудшению гидродинамических характеристик,- the possibility of spontaneous movement of the sorbent in the retina, leading to a deterioration in hydrodynamic characteristics,

- у технического решения отсутствует экологичность утилизации конструкции.- the technical solution has no environmental design disposal.

Таким образом, техническим результатом изобретения является обеспечение высоких барьерных и нефтесорбирующих свойств, но с использованием иных, чем в прототипе средств, позволяющих получить экологичность утилизации простой конструкции.Thus, the technical result of the invention is the provision of high barrier and oil-absorbing properties, but using means other than those in the prototype that make it possible to obtain an environmentally friendly disposal of a simple structure.

Указанный технический результат достигается (по 1-му варианту) боновым заграждением, которое включает поплавки, выполненные из сетчатой оболочки, заполненной сорбентом нефти, и соединенные между собой гибкой связью, отличающимся тем, что поплавки выполнены прямоугольной формы с соотношением размеров высота к ширине 1:(3-10) и снабжены вертикальными экранами из материала оболочки, направленными в противоположные стороны относительно передней и задней стенок каждого поплавка.The specified technical result is achieved (according to the 1st embodiment) with a boom barrier, which includes floats made of a mesh shell filled with an oil sorbent and interconnected by a flexible connection, characterized in that the floats are rectangular in shape with a height to width ratio of 1: (3-10) and are equipped with vertical screens of shell material directed in opposite directions relative to the front and rear walls of each float.

Предлагается в качестве сорбента использовать модифицированное волокно аэрофонтанной сушки - отход целлюлозно-бумажного производства.It is proposed to use a modified aero-fountain drying fiber as a sorbent - waste from pulp and paper production.

Рекомендуется в качестве оболочки каждого поплавка использовать льняную ткань.It is recommended to use linen fabric as the shell of each float.

Причем на торцах каждого поплавка размещены завязки из прочной ленты в виде тесьмы, две из которых закреплены в средней части, а две другие - в противоположных углах поперечного сечения поплавка.Moreover, at the ends of each float there are ties from a strong tape in the form of braid, two of which are fixed in the middle part, and the other two are in opposite corners of the cross section of the float.

Указанный технический результат достигается (по 2-му варианту) боновым заграждением, которое включает поплавки, выполненные из сетчатой оболочки, заполненной сорбентом нефти, и соединенные между собой гибкой связью, отличающимся тем, что поплавки выполнены прямоугольной формы с соотношением размеров высота к ширине 1:(3-10) и снабжены валиками, заполненными сорбентом, образованными прошивной строчкой оболочки, расположенными в противоположных углах поперечного сечения прямоугольника и соединенными с вертикальными экранами из материала оболочки, направленными в противоположные стороны относительно передней (а) и задней (в) стенок каждого поплавка.The specified technical result is achieved (in the 2nd embodiment) with a boom barrier that includes floats made of a mesh shell filled with an oil sorbent and interconnected by a flexible connection, characterized in that the floats are rectangular in shape with a height to width ratio of 1: (3-10) and equipped with rollers filled with sorbent, formed by the piercing line of the shell, located in opposite corners of the cross section of the rectangle and connected to vertical screens of material bolochki directed in opposite directions relative to the front (a) and the rear (c) the walls of each displacer.

Причем на торцах каждого поплавка размещены завязки из прочной ленты в виде тесьмы, две из которых закреплены в средней части, а две другие - на валиках в противоположных углах поперечного сечения поплавка.Moreover, at the ends of each float there are ties from a strong tape in the form of a braid, two of which are fixed in the middle part, and the other two on the rollers in opposite corners of the cross section of the float.

Изобретение иллюстрируется следующими чертежами. На фиг.1 изображены поплавки бонового заграждения по 1-му варианту; на фиг.2 - поплавок, вид с торца по 1-му варианту; на фиг.3 изображены поплавки бонового заграждения по 2-му варианту; на фиг.4 - поплавок, вид с торца по 2-му варианту; на фиг.5 приведена схема работы поплавков по 1-му варианту; на фиг.6 приведена схема работы поплавков по 2-му варианту;The invention is illustrated by the following drawings. Figure 1 shows the floats of a boom in the 1st embodiment; figure 2 is a float, an end view of the 1st option; figure 3 shows the floats of the boom in the 2nd embodiment; figure 4 - float, end view according to the 2nd option; figure 5 shows a diagram of the floats according to the 1st option; figure 6 shows the operation diagram of the floats in the 2nd embodiment;

Боновое заграждение (фиг.1) включает поплавки 1, выполненные из сетчатой оболочки 2, заполненной сорбентом нефти 3, и соединенные между собой гибкой связью 4. Поплавки 1 выполнены прямоугольной формы с соотношением размеров высота к ширине 1:(3-10) и снабжены вертикальными экранами 5 из материала оболочки, направленными в противоположные стороны относительно передней (а) и задней (в) стенок каждого поплавка.The boom barrier (Fig. 1) includes floats 1 made of a mesh shell 2 filled with an oil sorbent 3 and interconnected by a flexible connection 4. The floats 1 are made of a rectangular shape with a height to width ratio of 1: 3-10 and equipped with vertical shields 5 of shell material directed in opposite directions relative to the front (a) and rear (c) walls of each float.

В качестве сорбента 3 используют модифицированное волокно аэрофонтанной сушки - отход целлюлозно-бумажного производства. Сорбент - волокно АФС имеет следующие показатели:As sorbent 3, a modified aero-fountain drying fiber is used - waste from pulp and paper production. Sorbent - fiber APS has the following indicators:

Влажность. %Humidity. % 1-31-3 Зольность по каолину, %Ash content on kaolin,% 5-155-15 рНpH 6,5-7,06.5-7.0 Содержание абиетиновой кислоты, %The content of abietic acid,% 1-31-3 Объемная масса, г/см³ Bulk weight, g / cm ³ 0,12-0,180.12-0.18 Водопоглощение в течение 2 ч, %Water absorption for 2 hours,% 0,50.5

В качестве оболочки 2 каждого поплавка 1 используют льняную ткань.As a shell 2 of each float 1 use linen fabric.

На торцах каждого поплавка 1 (фиг.2) размещены завязки 4 из прочной ленты в виде тесьмы, две из которых закреплены в средней части, а две другие - в противоположных углах поперечного сечения поплавка 1.At the ends of each float 1 (FIG. 2) there are placed ties 4 of a strong tape in the form of braid, two of which are fixed in the middle part, and the other two are in opposite corners of the cross section of the float 1.

Для второго варианта.For the second option.

Боновое заграждение (фиг.3) включает поплавки 1, выполненные из сетчатой оболочки 2, заполненной сорбентом нефти 3, и соединенные между собой гибкой связью 4. Поплавки 1 выполнены прямоугольной формы с соотношением размеров высота к ширине 1:(3-10) и снабжены валиками 5, заполненными сорбентом 3, образованными прошивной строчкой оболочки 6, расположенными в противоположных углах поперечного сечения прямоугольника и соединенными с вертикальными экранами 7 из материала оболочки 2, направленными в противоположные стороны относительно передней (а) и задней (в) стенок каждого поплавка 1.The boom barrier (Fig. 3) includes floats 1 made of a mesh shell 2 filled with an oil sorbent 3 and interconnected by a flexible connection 4. The floats 1 are made of a rectangular shape with a height to width ratio of 1: 3-10 and equipped with rollers 5, filled with sorbent 3, formed by the piercing line of the shell 6, located in opposite corners of the cross section of the rectangle and connected to vertical screens 7 of the material of the shell 2, directed in opposite directions relative to the front (a) and back (c) walls of each float 1.

В качестве сорбента 3 используют модифицированное волокно аэрофонтанной сушки - отход целлюлозно-бумажного производства, сорбент - волокно АФС имеет следующие показатели:As sorbent 3, a modified aero-fountain drying fiber is used - waste from pulp and paper production, sorbent - APS fiber has the following indicators:

Влажность, %Humidity% 1-31-3 Зольность по каолину, %Ash content on kaolin,% 5-155-15 рНpH 6,5-7,06.5-7.0 Содержание абиетиновой кислоты, %The content of abietic acid,% 1-31-3 Объемная масса, г/см³ Bulk weight, g / cm ³ 0,12-0,180.12-0.18 Водопоглощение в течение 2 ч, %Water absorption for 2 hours,% 0,50.5

На торцах каждого поплавка 1 (фиг.4) размещены завязки из прочной ленты в виде тесьмы 4, две из которых закреплены в средней части, а две другие - на валиках 5 в противоположных углах поперечного сечения поплавка.At the ends of each float 1 (Fig. 4) there are placed ties from a strong tape in the form of a braid 4, two of which are fixed in the middle part, and the other two on the rollers 5 in opposite corners of the cross section of the float.

Боновое заграждение работает следующим образом (см. фиг.5, 6). При обнаружении нефтяного пятна на поверхности водоема готовые поплавки 1 соединяют с помощью гибкой связи 4 между собой на необходимую длину, при помощи якорной системы или тросов закрепляют на месте ожидаемого прохождения нефти по течению реки. Нефтяное пятно поджимается течением реки к поплавкам, и нефть поглощается сорбентом 3. Нефть, впитываясь через сетчатую оболочку - льняную ткань 2, поступает в верхние слои сорбента 3, имеющие поглотительную емкость, легко проникает в глубокие слои сорбента за счет эффекта капиллярного насоса. При воздействии волны на данное заграждение оно, благодаря форме поплавков и высокой плавучести сорбента, эластичности сетчатой оболочки и гибким связям между поплавками, хорошо отслеживает волну, все время оставаясь на поверхности. Наличие экранов исключает проскок нефти через боновое заграждение. По мере поглощения нефти поплавки прямоугольной формы с сорбентом постепенно притапливаются в воде, что обеспечивает подвод нефти к относительно ненасыщенной части сорбента 3. При насыщении сорбента на 50% угол притапливания поплавка составляет 30-45°, при 100% насыщении поплавок принимает горизонтальное положение на поверхности воды, что свидетельствует о необходимости демонтажа ограждения. Наличие валиков (г, д фиг.6) на поплавках по 2-му варианту изобретения позволяет получить дополнительную плавучесть каждого поплавка, а также является индикатором, свидетельствующим о полном насыщении нефти сорбентом. Кроме того, передний валик (г) установлен симметрично заднему (д), это облегчает сборку бона на воде.The boom works as follows (see figure 5, 6). When an oil spot is detected on the surface of the reservoir, the finished floats 1 are connected using a flexible connection 4 to each other to the required length, using an anchor system or cables, they are fixed at the place of the expected passage of oil along the river. The oil slick is pressed by the river flow to the floats, and the oil is absorbed by the sorbent 3. Oil, absorbed through the mesh shell - linen cloth 2, enters the upper layers of the sorbent 3 having an absorption capacity, easily penetrates into the deep layers of the sorbent due to the effect of the capillary pump. When a wave acts on a given obstacle, it, thanks to the shape of the floats and the high buoyancy of the sorbent, the elasticity of the mesh shell and the flexible connections between the floats, monitors the wave well, always remaining on the surface. The presence of screens eliminates the leakage of oil through the boom. As oil is absorbed, the rectangular floats with the sorbent gradually melt in water, which ensures the supply of oil to the relatively unsaturated part of the sorbent 3. When the sorbent is saturated at 50%, the float’s warming angle is 30-45 °; at 100% saturation, the float takes a horizontal position on the surface water, which indicates the need to dismantle the fence. The presence of rollers (g, d of FIG. 6) on the floats according to the 2nd embodiment of the invention makes it possible to obtain additional buoyancy of each float, and is also an indicator indicating complete saturation of oil with a sorbent. In addition, the front roller (g) is mounted symmetrically to the rear (d), this facilitates the assembly of the boom on the water.

После ликвидации нефтяного пятна боновое заграждение демонтируют и помещают в механическое отжимное устройство или в центрифугу для отжима и сбора нефти, впитывающейся в сорбент бонового заграждения. После отжима остатки нефти в сорбенте утилизируются вместе с материалом бонового заграждения путем естественного биологического разложения.After the elimination of the oil slick, the boom is dismantled and placed in a mechanical squeezing device or in a centrifuge to squeeze and collect oil that is absorbed into the sorbent of the boom. After pressing, the residual oil in the sorbent is disposed of together with the boom material by natural biodegradation.

Промышленная применимость изобретения обеспечивается простотой конструкции бонового заграждения, использования в нем достаточно дешевых, доступных материалов, возможностью его изготовления практически на любом предприятии. Использование экологически чистых материалов при изготовлении поплавков позволяет утилизировать ограждение без ущерба для экологии.The industrial applicability of the invention is provided by the simplicity of the boom design, the use of fairly cheap, affordable materials, and the possibility of its manufacture in almost any enterprise. The use of environmentally friendly materials in the manufacture of floats allows you to utilize the fence without harming the environment.

Claims

1. Боновое заграждение, включающее поплавки, выполненные из сетчатой оболочки, заполненной сорбентом нефти, и соединенные между собой гибкой связью, отличающееся тем, что поплавки выполнены прямоугольной формы с соотношением размеров высоты и ширины 1:(3-10) и снабжены вертикальными экранами из материала оболочки, направленными в противоположные стороны относительно передней и задней стенок каждого поплавка.1. A boom barrier including floats made of a mesh shell filled with an oil sorbent and connected by a flexible connection, characterized in that the floats are rectangular in shape with a ratio of height and width of 1: (3-10) and are equipped with vertical screens of shell material directed in opposite directions relative to the front and rear walls of each float.

2. Заграждение по п.1, отличающееся тем, что в качестве сорбента использовано модифицированное волокно аэрофонтанной сушки - отход целлюлозно-бумажного производства.2. The fence according to claim 1, characterized in that as the sorbent used a modified fiber aerofont drying - waste pulp and paper production.

3. Заграждение по п.1, отличающееся тем, что в качестве оболочки каждого поплавка использована льняная ткань.3. The fence according to claim 1, characterized in that the liner fabric is used as the shell of each float.

4. Заграждение по п.1, отличающееся тем, что на торцах каждого поплавка размещены завязки из прочной ленты в виде тесьмы, две из которых закреплены в средней части, а две другие - в противоположных углах поперечного сечения поплавка.4. The fence according to claim 1, characterized in that at the ends of each float there are ties from a strong tape in the form of braid, two of which are fixed in the middle part, and the other two are in opposite corners of the cross section of the float.

5. Боновое заграждение, включающее поплавки, выполненные из сетчатой оболочки, заполненной сорбентом нефти, и соединенные между собой гибкой связью, отличающееся тем, что поплавки выполнены прямоугольной формы с соотношением размеров высоты и ширины 1:(3-10) и снабжены валиками, заполненными сорбентом, образованными прошивной строчкой оболочки, расположенными в противоположных углах поперечного сечения поплавка и соединенными с вертикальными экранами из материала оболочки, направленными в противоположные стороны относительно передней и задней стенок каждого поплавка.5. A boom barrier including floats made of a mesh shell filled with an oil sorbent and interconnected by a flexible connection, characterized in that the floats are rectangular in shape with a ratio of height and width of 1: (3-10) and equipped with rollers filled the sorbent formed by the piercing stitch of the shell, located in opposite corners of the cross section of the float and connected to vertical screens of shell material, directed in opposite directions relative to the front and back wall of each float.

6. Заграждение по п.5, отличающееся тем, что в качестве сорбента использовано модифицированное волокно аэрофонтанной сушки - отход целлюлозно-бумажного производства.6. The fence according to claim 5, characterized in that the modified sorbent used is a fiber of aero-fountain drying - a waste of pulp and paper production.

7. Заграждение по п.5, отличающееся тем, что в качестве оболочки каждого поплавка использована льняная ткань.7. The fence according to claim 5, characterized in that linen fabric is used as the shell of each float.

8. Заграждение по п.5, отличающееся тем, что на торцах каждого поплавка размещены завязки из прочной ленты в виде тесьмы, две из которых закреплены в средней части, а две другие - на валиках в противоположных углах поперечного сечения поплавка.8. The fence according to claim 5, characterized in that at the ends of each float there are ties of a strong tape in the form of braid, two of which are fixed in the middle part, and the other two are on rollers in opposite corners of the cross section of the float.