RU2035958C1

RU2035958C1 - Device for removing skin layer of oil containing liquids

Info

Publication number: RU2035958C1
Application number: SU925066346A
Authority: RU
Inventors: Е.А. Карев; В.Г. Столяров; А.В. Машковский; Н.М. Майданов
Original assignee: Ульяновский политехнический институт
Priority date: 1992-09-07
Filing date: 1992-09-07
Publication date: 1995-05-27

Abstract

FIELD: purifying. SUBSTANCE: device has hollow oil collecting cylinders which float on the liquid surface. The cylinders are positioned at a distance from each other, are tight, and mounted on the common frame. The frame is also provided with a drive which sets both cylinder in rotation in opposite directions through a chain transmission. A scraper made up as a chute is interposed between the cylinders. EFFECT: enhanced efficiency. 3 dwg

Description

Изобретение относится к устройствам для забора поверхностного слоя (например, масла) нефтесодержащих сточных вод или других несмешивающихся жидкостей и может быть использовано в очистных сооружениях водоснабжения и канализации в химической, металлообрабатывающей и других отраслях промышленности при очистке технологических, смазочно-охлаждающих жидкостей от органических примесей. The invention relates to a device for sampling the surface layer (for example, oil) of oily wastewater or other immiscible liquids and can be used in wastewater treatment plants for water supply and sewage in chemical, metalworking and other industries for the purification of technological, cutting fluids from organic impurities.

Известно устройство для удаления поверхностного слоя жидкостей, содержащее заборник масла в виде телескопической трубы, сферические поплавки, прикрепленные к верхнему торцу заборника, направляющую, вдоль которой перемещается один из поплавков, нанизанных на эту направляющую, и сливную систему в виде гибкого шланга, соединенного с нижним концом телескопического заборника масла [1]
Это устройство имеет следующие недостатки.A device for removing the surface layer of liquids containing an oil intake in the form of a telescopic pipe, spherical floats attached to the upper end of the intake, a guide along which one of the floats strung on this guide moves, and a drain system in the form of a flexible hose connected to the bottom end of telescopic oil intake [1]
This device has the following disadvantages.

Во-первых, удаление масла осуществляется в локальных зонах, а не по всей поверхности; во-вторых, устройство работает нестабильно при загрязненной механическими примесями жидкости, так как они попадают в места соединений телескопической трубы и заклинивают ее; в-третьих, сами поплавки являются преградой на пути слива масла в заборник; в-четвертых, скоагулированные частицы на поверхности жидкости, попадая в заборник вместе с маслом, могут засорить сливную систему; в-пятых, при колебаниях поверхностных слоев жидкости в заборник попадает большое количество водной фазы. В итоге все эти недостатки снижают качество удаления масла с поверхности жидкости. Firstly, oil is removed in local areas, and not over the entire surface; secondly, the device is unstable when contaminated with mechanical impurities, since they fall into the junction of the telescopic pipe and jam it; thirdly, the floats themselves are an obstacle to the discharge of oil into the intake; fourthly, coagulated particles on the surface of the liquid, falling into the intake along with oil, can clog the drainage system; fifthly, with fluctuations in the surface layers of the liquid, a large amount of the aqueous phase enters the intake. As a result, all these disadvantages reduce the quality of oil removal from the surface of the liquid.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является устройство для удаления поверхностного слоя жидкостей, содержащее маслосборочный щелевой цилиндр, соединенный со сливной системой масла и удерживаемый на поверхности жидкости с помощью устройства пантографного типа, набор пластин (грузов) для регулировки положения щелевого цилиндра на поверхности жидкости и ручки для крепления грузов [2]
К недостаткам прототипа можно отнести нестабильную его работу, а следовательно, и низкое качество разделения поверхностного слоя жидкости вследствие следующих причин. Во-первых, на поверхности жидкости зачастую образуются скоагулированные крупные частицы масляной фазы с посторонними примесями, которые забивают щель щелевого цилиндра, и доступ масла в цилиндр прекращается; во-вторых, эти частицы могут образоваться и в самом цилиндре, забивая сливную магистраль, в результате чего цилиндр полностью заполняется маслом и водой и погружается в жидкость; в-третьих, при колебании уровня жидкости образуется дисбаланс расхода жидкости на входе в цилиндр и сливе из него, а в итоге вместе с маслом будет попадать много воды, в-четвертых, с противоположной стороны поверхности цилиндра, где отсутствует щель, образуется застойная зона, в которой будет скапливаться большое количество масла, которое удалить практически невозможно, и его приходится перегонять в сторону щели вручную. Все это приводит к снижению эффективности удаления масла.Closest to the invention in technical essence is a device for removing the surface layer of liquids, containing an oil-collecting slotted cylinder connected to the oil drain system and held on the surface of the liquid by means of a pantograph-type device, a set of plates (weights) for adjusting the position of the slotted cylinder on the liquid surface and handles for securing cargo [2]
The disadvantages of the prototype include its unstable operation, and therefore, the low quality of the separation of the surface layer of liquid due to the following reasons. Firstly, coagulated large particles of the oil phase with foreign impurities that clog the slit of the slit cylinder are often formed on the surface of the liquid, and the access of oil to the cylinder ceases; secondly, these particles can also form in the cylinder itself, clogging the drain line, as a result of which the cylinder is completely filled with oil and water and immersed in liquid; thirdly, when the fluid level fluctuates, an imbalance in the flow rate of liquid is formed at the inlet of the cylinder and discharge from it, and as a result, a lot of water will fall together with the oil, fourthly, a stagnant zone forms on the opposite side of the cylinder surface, where there is no gap in which a large amount of oil will accumulate, which is almost impossible to remove, and it has to be manually distilled to the side of the gap. All this leads to a decrease in the efficiency of oil removal.

Главный же недостаток всех устройств удаления поверхностного слоя жидкости (в том числе и прототипа), имеющих открытые заборники масла, заключается в том, что вместе с маслом в сливную систему уходит до 90% и более самой жидкости, поэтому масло в дальнейшем приходится декантировать. The main drawback of all liquid surface layer removal devices (including the prototype) having open oil intakes is that together with the oil, up to 90% or more of the liquid goes to the drainage system, therefore, the oil has to be decanted in the future.

Цель изобретения повышение качества удаления поверхностного слоя нефтесодержащих жидкостей за счет прилипания (адгезии) масла к поверхностям пустотелых герметичных маслозаборных цилиндров посредством выноса его из жидкости и удаления с цилиндров с помощью механического устройства (например, скребка). The purpose of the invention is to improve the quality of removal of the surface layer of oily liquids by sticking (adhesion) of oil to the surfaces of hollow sealed oil intake cylinders by removing it from the liquid and removing it from the cylinders using a mechanical device (for example, a scraper).

На фиг. 1 изображено устройство, смонтированное на баке-отстойнике; на фиг.2 разрез А-А на фиг.1; на фиг.3 вид Б на фиг.1. In FIG. 1 shows a device mounted on a settling tank; figure 2 section aa in figure 1; figure 3 view B in figure 1.

Предлагаемое устройство для удаления поверхностного слоя нефтесодержащих жидкостей смонтировано на баке-отстойнике 1 (фиг.1), имеющем патрубки 2 и 3 для подачи загрязненной жидкости и слива очищенной жидкости соответственно (фиг. 2). Устройство состоит из двух пустотелых герметичных маслозаборных цилиндров 4 (фиг. 1-3), смонтированных на общей раме 5, которая соединена шарнирно в середине с механизмом 6 пантографного типа с возможностью качания вокруг шарниров и установки таким образом, что цилиндры погружают в жидкость на равную величину. На раме 5 установлен привод 7 вращения цилиндров (например, мотор-редуктор), передающий крутящий момент на цилиндры 4 с помощью цепной передачи 8. Механизм пантографного типа 6 крепится к баку-отстойнику 1 с помощью металлоконструкции, имеющей в верхней части шарниры 9, и может покачиваться в вертикальной плоскости вокруг шарнира 9. Между маслозаборными цилиндрами 4 встроен скребок в виде лотка 10, прикрепленный к раме 5. К баку-отстойнику 1 жестко крепится сливная система в виде лотка 11, находящегося ниже скребка 10. К баку-отстойнику 1 примыкает емкость 12 для слива поверхностного слоя нефтесодержащих жидкостей 13. Для регулировки положения цилиндров 4 в вертикальном направлении на одном из концов механизма 6 предусмотрены грузы 14, установленные с возможностью передвижения в горизонтальном направлении. The proposed device for removing the surface layer of oily liquids is mounted on a sump tank 1 (Fig. 1) having nozzles 2 and 3 for supplying contaminated liquids and draining the purified liquid, respectively (Fig. 2). The device consists of two hollow sealed oil intake cylinders 4 (Fig. 1-3) mounted on a common frame 5, which is pivotally connected in the middle with a pantograph-type mechanism 6 with the possibility of swinging around the hinges and installation so that the cylinders are immersed in an equal liquid value. A frame 7 has a cylinder rotation drive 7 (for example, a gear motor) that transmits torque to the cylinders 4 using a chain gear 8. The pantograph-type mechanism 6 is attached to the settling tank 1 using a metal structure having hinges 9 in the upper part, and can sway in a vertical plane around hinge 9. Between the oil intake cylinders 4 there is a scraper in the form of a tray 10 attached to the frame 5. A drain system in the form of a tray 11 located below the scraper 10 is rigidly attached to the settling tank 1. It adjoins the settling tank 1 eat a bone 12 for draining the surface layer of oily liquids 13. To adjust the position of the cylinders 4 in the vertical direction at one end of the mechanism 6, weights 14 are mounted that can be moved in the horizontal direction.

Устройство для удаления поверхностного слоя нефтесодержащих жидкостей работает следующим образом. A device for removing the surface layer of oily liquids works as follows.

Загрязненная жидкость заливается в бак-отстойник 1 через патрубок 2 (фиг.1 и 3), где отстаивается в течение некоторого времени. В процессе отстоя легкие примеси в виде масла, мелкодисперсных частиц, продуктов биоброжения и других органических соединений всплывают на поверхность жидкости, образуя поверхностный слой 13 (фиг. 1). После отстоя жидкости включается привод 7, который через цепную передачу 8 начинает вращать оба маслозаборных цилиндра 4. Следует учесть, что цепная передача 8 выполнена таким образом, что оба цилиндра 4 могут вращаться навстречу друг другу внутрь. Масло благодаря адгезионным свойствам материала прилипает к поверхностям цилиндров 4 и счищается с поверхностей одновременно (так как они вращаются в противоположном направлении) с помощью скребка 10. Затем масло со скребка 10 сливается в сливную систему в виде лотков 11 и далее в емкость 12. Для регулировки местоположения цилиндров 4 в вертикальном направлении относительно зеркала поверхностного слоя 13 предусмотрены грузы 14, смонтированные на механизме 6. Очищенная от масла жидкость сливается через патрубок 3 бака-отстойника 1 к потребителю. Contaminated liquid is poured into the tank-sump 1 through the pipe 2 (Fig.1 and 3), where it settles for some time. During the sludge process, light impurities in the form of oil, fine particles, biofertilization products and other organic compounds float to the surface of the liquid, forming a surface layer 13 (Fig. 1). After the liquid settles, the drive 7 is turned on, and through the chain gear 8 it starts to rotate both oil intake cylinders 4. It should be noted that the chain gear 8 is designed so that both cylinders 4 can rotate towards each other inward. Due to the adhesive properties of the material, the oil adheres to the surfaces of the cylinders 4 and is cleaned from the surfaces at the same time (as they rotate in the opposite direction) using a scraper 10. Then the oil from the scraper 10 is drained into the drain system in the form of trays 11 and then into the tank 12. For adjustment the location of the cylinders 4 in a vertical direction relative to the mirror of the surface layer 13 provides for loads 14 mounted on the mechanism 6. The liquid purified from the oil is drained through the pipe 3 of the settling tank 1 to the consumer.

Предлагаемое изобретение обладает следующими преимуществами. Во-первых, маслозаборные пустотелые цилиндры выполнены герметично, следовательно, они играют роль поплавков. Во-вторых, масло вследствие адгезионной способности поверхностей этих цилиндров прилипает к ним практически без водной фазы и защищает эти поверхности от прилипания частиц воды. Следовательно, по отношению к прототипу в масле практически отсутствует водная фаза. В-третьих, дополнительный цилиндр, смонтированный на общей раме совместно с первым, придает устройству большую устойчивость при колебаниях поверхностного слоя жидкости, позволяет автоматически следить за колебаниями уровня жидкости, поэтому качество разделения несмешиваемых жидкостей повышается. Кроме того, масло прилипает к цилиндрам со всех сторон и тем самым исключается образование застойных зон. В-четвертых, наличие скребка, очищающего масло с обоих цилиндров, предотвращает засорение полостей сливной системы. В-пятых, благодаря встроенному приводу процесс отделения масла осуществляется непрерывно, и скорость вращения цилиндров можно изменить, управляя тем самым качеством разделения жидкостей. В-шестых, в отличие от прототипа цилиндры могут нижней своей частью утапливаться и в нижние слои жидкости (ниже поверхностного слоя), поэтому точная регулировка местоположения цилиндров не обязательна. Качество удаления масла не изменяется. The present invention has the following advantages. Firstly, the oil intake hollow cylinders are hermetically sealed, therefore, they play the role of floats. Secondly, oil due to the adhesion ability of the surfaces of these cylinders adheres to them practically without an aqueous phase and protects these surfaces from adhesion of water particles. Therefore, in relation to the prototype in the oil there is practically no aqueous phase. Thirdly, an additional cylinder mounted on a common frame together with the first one gives the device greater stability during fluctuations of the surface layer of the liquid, allows you to automatically monitor fluctuations in the liquid level, therefore, the separation quality of immiscible liquids is improved. In addition, the oil adheres to the cylinders from all sides and thereby eliminates the formation of stagnant zones. Fourth, the presence of a scraper that cleans the oil from both cylinders prevents clogging of the cavities of the drainage system. Fifthly, thanks to the built-in drive, the oil separation process is carried out continuously, and the rotation speed of the cylinders can be changed, thereby controlling the quality of the separation of liquids. Sixth, in contrast to the prototype, the cylinders can be recessed with their lower part in the lower layers of the liquid (below the surface layer), therefore, precise adjustment of the location of the cylinders is not required. The quality of oil removal does not change.

Таким образом, наличие совокупности описанных признаков улучшает в итоге качество удаления поверхностного слоя нефтесодержащих жидкостей. Thus, the presence of a combination of the described features improves in the end the quality of removal of the surface layer of oily liquids.

Необходимо учесть, что в предлагаемом устройстве не нужно изменять число пластин (грузов) для регулировки местоположения цилиндров относительно поверхностного слоя жидкости в вертикальном направлении, а достаточно передвинуть их в горизонтальном направлении вправо или влево. Упрощается тем самым обслуживание устройства. It should be noted that in the proposed device it is not necessary to change the number of plates (weights) to adjust the location of the cylinders relative to the surface layer of the liquid in the vertical direction, but rather move them horizontally to the right or left. This simplifies the maintenance of the device.

Как показали результаты опытной проверки моделирования, при использовании предлагаемого устройства удаления поверхностного слоя нефтесодержащих жидкостей обеспечивается достижение следующих показателей: повышается степень удаления масляной фазы с поверхности жидкости, значительно сокращается содержание водной фазы в удаленном масле. As the results of a pilot simulation test showed, when using the proposed device for removing the surface layer of oily liquids, the following indicators are achieved: the degree of removal of the oil phase from the surface of the liquid increases, the content of the aqueous phase in the removed oil is significantly reduced.

Claims

A DEVICE FOR REMOVING THE SURFACE LAYER OF OIL-CONTAINING LIQUIDS, including a floating oil collector held on the surface by means of a pantograph-type mechanism, a metal structure with a set of load plates mounted on it to adjust the position of the oil collector on the liquid surface and a drainage system for oil removal, the tool is made in the form of two voids rotating towards each other and mounted on a common drive frame and connected by a chain transmission old cylinders and a scraper placed between them in the form of a tray, which is in communication with the drain system, while the frame is pivotally connected to a pantograph-type mechanism.