RU2503624C2

RU2503624C2 - Device for removal of oil-bearing fluid surface layer

Info

Publication number: RU2503624C2
Application number: RU2012100794/05A
Authority: RU
Inventors: Евгений Алексеевич Карев; Анастасия Валерьевна Свешникова; Евгений Александрович Паульс; Сергей Владимирович Бармин
Priority date: 2012-01-10
Filing date: 2012-01-10
Publication date: 2014-01-10
Also published as: RU2012100794A

Abstract

FIELD: process engineering.

SUBSTANCE: invention relates to device for removal of oil-bearing surface fluids. Proposed device comprises floating oil collecting means, stationary frame with drive, drain system composed of scraper, flexible hose and oil products accumulator. Said floating oil collecting means is composed of binary belt conveyor composed by two endless belt with perforated sides fitted in two stepped hollow drums. Float composed of hollow vessel is arranged between hollow drums and belt runs. Drums with sprockets, belts and float are mounted at moving frame. Float walls are connected with moving frame. Said float represents a discrete component not extending to drive drum and scraper. Scraper is an inclined tube with grooves made at its bottom section their width being equal to depth of perforated belts and height of stuck oil products while width at top section approximates to thickness of every belt. Note here that pockets are made at scraper of tube bottom section.

EFFECT: higher efficiency and quality.

3 dwg

Description

Изобретение относится к устройствам для забора поверхностного слоя (например, масла) нефтесодержащих сточных вод или других несмешивающихся жидкостей и может быть использовано для сбора нефтепродуктов с поверхностей водоемов, рек, морей и океанов, а также в очистных сооружениях водоснабжения и канализации в химической, металлообрабатывающей и других отраслях промышленности при очистке технологических, смазочноохлаждающих жидкостей от органических примесей.The invention relates to devices for collecting the surface layer (for example, oil) of oily wastewater or other immiscible liquids and can be used to collect oil products from the surfaces of reservoirs, rivers, seas and oceans, as well as in wastewater treatment plants for water supply and sanitation in chemical, metalworking and other industries when cleaning technological, cutting fluids from organic impurities.

Заявленное изобретение направлено на решение задачи, заключающейся в обеспечении повышения качества и производительности удаления поверхностного слоя нефтесодержащих сточных вод.The claimed invention is aimed at solving the problem, which is to improve the quality and performance of removing the surface layer of oily wastewater.

Известно устройство для сбора нефти с поверхности воды (см. патент РФ №2006549. Устройство для сбора нефти с поверхности воды / Иванов В.Г. МПК E02B 15/04. Опубл. в БИ №2, 1994 г.), включающее плавающее маслосборное средство в виде ленточного конвейера, содержащего бесконечную ленту из нефтестойкого материала с поперечными складками, впитывающими нефтепродукты, и присоединенные к бесконечной ленте, два барабана (один ведущий, другой ведомый). Между ведущим барабаном и бесконечной лентой встроен отжимной валок, внизу которого расположен сливной лоток для слива отжатых нефтепродуктов в накопительную емкость. Все маслосборное средство размещено на плавсредстве. Одним из основных недостатков этого устройства является низкое качество и производительность сбора нефтепродуктов, в которых содержится большое количество воды (до 20%), захватываемой поперечными накладками в результате адсорбции.A device for collecting oil from the surface of the water (see RF patent No. 20046549. A device for collecting oil from the surface of the water / Ivanov VG IPC E02B 15/04. Published in BI No. 2, 1994), including floating oil means in the form of a conveyor belt containing an endless belt of oil-resistant material with transverse folds absorbing oil products and attached to an endless belt, two drums (one leading, the other driven). Between the driving drum and the endless belt, a squeezing roller is integrated, at the bottom of which there is a drain tray for draining the squeezed oil products into the storage tank. All oil sump is placed on the boat. One of the main disadvantages of this device is the low quality and performance of the collection of petroleum products, which contain a large amount of water (up to 20%), trapped by the transverse lining as a result of adsorption.

Известно также устройство для удаления масел с поверхности воды (см. Маслосборное устройство сетчатого типа МС-500, разработанное УкрГНТЦ «Энергосталь», опубл. на сайте www.energostal.ua). Принцип действия устройства основан на адсорбции масла на поверхности движущейся бесконечной ленты ленточного конвейера. Бесконечная лента выполнена в виде сетки объемного плетения, перекинутой через перфорированный барабан, приводящий в движение ленту. Внутри вращающегося барабана размещен лоток для приема собранного масла. Сверху перфорированного барабана и сетки расположено устройство для подачи сжатого воздуха, при подаче которого под давлением масло через сетку объемного плетения и отверстия в перфорированном барабане стекает в лоток, а далее в накопительную емкость.A device for removing oils from the surface of the water is also known (see the MS-500 mesh-type oil-collecting device developed by UkrGSTC Energostal, published on the website www.energostal.ua). The principle of operation of the device is based on the adsorption of oil on the surface of a moving endless belt of a conveyor belt. The endless tape is made in the form of a three-dimensional netting thrown over a perforated drum, which drives the tape. Inside the rotating drum there is a tray for receiving the collected oil. At the top of the perforated drum and net there is a device for supplying compressed air, when it is fed under pressure, the oil flows through the weaving net and the holes in the perforated drum into the tray, and then into the storage tank.

К недостаткам такого устройства можно отнести следующее: во-первых, в связи с развитой поверхностью бесконечной ленты в виде сетки объемного плетения вместе с маслом удаляется и большое количество воды (до 20%), в результате чего снижается качество удаляемого продукта.The disadvantages of such a device include the following: firstly, due to the developed surface of the endless ribbon in the form of a three-dimensional netting network, a large amount of water (up to 20%) is also removed along with the oil, as a result of which the quality of the removed product decreases.

Во-вторых, отсутствие второго ведомого барабана и рамы конвейера приводит к неустойчивой работе ленточного конвейера, особенно при колебаниях поверхностного слоя жидкостей (например, при удалении поверхностного слоя нефтесодержащих жидкостей с поверхностей больших водоемов, рек, морей, озер, океанов или в централизованных системах очистки СОЖ в металлообрабатывающей и других отраслях промышленности).Secondly, the absence of a second driven drum and conveyor frame leads to unstable operation of the conveyor belt, especially during fluctuations of the surface layer of liquids (for example, when removing the surface layer of oily liquids from the surfaces of large bodies of water, rivers, seas, lakes, oceans or in centralized cleaning systems Coolant in metalworking and other industries).

В-третьих, ввиду небольшой площади соприкосновения конвейера с поверхностным слоем масла или других нефтесодержащих жидкостей производительность удаления продуктов все же мала.Thirdly, due to the small area of contact of the conveyor with the surface layer of oil or other oily liquids, the product removal capacity is still small.

Технический результат - повышение производительности и качества удаления нефтепродуктов с поверхностей водоемов.EFFECT: increased productivity and quality of removal of oil products from the surfaces of water bodies.

Технический результат достигается тем, что устройство для удаления поверхностного слоя нефтесодержащих жидкостей, включающее плавающее маслосборное средство, содержащее два пустотелых герметичных барабана, установленных с возможностью вращения вокруг собственных осей и смонтированных на подвижной раме, прикрепленной к неподвижной раме шарнирно в верхней ее части, неподвижную раму с установленным на ней приводом для вращения пустотелых герметичных барабанов, сливную систему, выполненную в виде лотка для слива нефтепродуктов по сливным магистралям в емкость для дальнейшего их транспортирования, причем плавающее маслосборное средство выполнено в виде ленточного конвейера, состоящего из бесконечной перфорированной по бокам ленты, смонтированной на двух пустотелых герметичных барабанах, один из которых ведущий, а второй-ведомый, имеющих на концах по одной звездочке для привода в движение перфорированной по бокам ленты и закрепленных вместе с лентой шарнирно с помощью опор на подвижной раме, а между пустотелыми барабанами и ветвями ленты размещен поплавок в виде пустотелой емкости прямоугольного сечения, прикрепленный к подвижной раме, имеющей возможность качания вместе с конвейером относительно поверхностного слоя нефтесодержащих жидкостей вокруг оси ведущего барабана, смонтированного на двух опорах к неподвижной раме, установленной па палубе самоходного судна в носовой его части или на баке-отстойнике в цехе, а сливной лоток смонтирован на неподвижной раме с возможностью соприкосновения его с бесконечной лентой в месте установки неподвижной рамы в носовой его части, отличающееся тем, что маслосборное средство выполнено в виде бинарного ленточного конвейера (один конвейер внутри другого), состоящего из двух бесконечных стальных или из полимерного нефтестойкого материала перфорированных по бокам лент, смонтированных на двух пустотелых герметичных барабанах, а скребок представляет собой наклонную трубку, в нижней части которой прорезаны два паза по ширине лент в поперечном сечении и шириной, равной толщине перфорированных по бокам лент и высоте прилипшего слоя нефтепродуктов, а в верхней части пазы имеют ширину примерно равную толщине каждой ленты соответственно, причем у скребка в нижней части трубы выполнены карманы, а поплавок укорочен в верхней части с целью размещения скребка и снятия нефтепродуктов с четырех сторон.The technical result is achieved by the fact that a device for removing the surface layer of oily liquids, including a floating oil collecting device, containing two hollow sealed drums mounted for rotation around their own axes and mounted on a movable frame attached to a fixed frame articulated in its upper part, a stationary frame with a drive installed on it for rotating hollow sealed drums, a drain system made in the form of a tray for draining oil products by draining highways into a container for their further transportation, moreover, the floating oil-gathering means is made in the form of a conveyor belt consisting of an endless perforated tape on the sides mounted on two hollow airtight drums, one of which is the lead and the second is driven, having one sprocket at the ends to drive the perforated tape on the sides of the tape and fixed together with the tape pivotally with supports on a movable frame, and between the hollow drums and the branches of the tape there is a float in the form of a blank a shallow container of rectangular cross section, attached to a movable frame that can swing with the conveyor relative to the surface layer of oil-containing liquids around the axis of the driving drum mounted on two supports to a fixed frame mounted on the deck of a self-propelled vessel in its bow or on the settling tank in the workshop and the drain tray is mounted on a fixed frame with the possibility of contacting it with an endless tape at the place of installation of the fixed frame in its bow, characterized in that the assembly tool is made in the form of a binary conveyor belt (one conveyor inside the other), consisting of two endless steel or polymer oil-resistant material perforated on the sides of the tapes mounted on two hollow sealed drums, and the scraper is an inclined tube, in the lower part of which two are cut the groove along the width of the tapes in the cross section and a width equal to the thickness of the perforated tapes on the sides and the height of the adhering layer of oil products, and in the upper part of the grooves are approximately equal to the thickness w of each belt respectively, the scraper at the bottom of the pockets formed pipe and the float is truncated at the top to accommodate a scraper and removing oil from four sides.

Наиболее близким по технической сущности к заявленному изобретению является выбранное в качестве прототипа устройство для удаления поверхностного слоя нефтесодержащих жидкостей (см. патент РФ №2351544. Устройство для удаления поверхностного слоя нефтесодержащих жидкостей. MI IK C02F 1/40. Опубл. в БИ №10, 2009 г.)The closest in technical essence to the claimed invention is the selected device as a prototype for removing the surface layer of oily liquids (see RF patent No. 2351544. Device for removing the surface layer of oily liquids. MI IK C02F 1/40. Published in BI No. 10, 2009)

Устройство для удаления поверхностного слоя нефтесодержащих жидкостей,. включающее в себя плавающее маслосборное средство, выполненное в виде ленточного конвейера, состоящего из бесконечной тонкой перфорированной по бокам ленты из нефтестойкого материала, смонтированной на двух пустотелых герметичных барабанах (одного ведущего, а другого ведомого), имеющих на концах по одной звездочке для привода в движение перфорированной по бокам ленты, и закрепленных вместе с лентой шарнирно с помощью опор на подвижной раме, а между пустотелыми барабанами и ветвями ленты размещен поплавок в виде пустотелой емкости прямоугольного сечения, прикрепленный также к подвижной раме, сливную систему в виде сливного лотка-скребка, смонтированного на неподвижной раме с возможностью соприкосновения его с бесконечной лентой в месте установки неподвижной рамы вверху бака-отстойника или на палубе самоходного судна в носовой его части, причем перфорированная по бокам лента с целью уменьшения трения с поверхностями ведущего и ведомого барабанов и поплавка межу этими поверхностями смонтированы лыжи, прикрепленные к поверхностям барабанов и поплавка, причем конвейер имеет возможность качания относительно поверхностного слоя жидкостей вокруг оси ведущего пустотелого герметичного барабана, смонтированного на двух опорах к неподвижной раме, установленной на палубе самоходного судна в носовой его части или на баке-отстойнике в цехе.Device for removing the surface layer of oily liquids. including a floating oil gathering device, made in the form of a conveyor belt, consisting of an endless thin perforated tape on the sides of an oil-resistant material mounted on two hollow airtight drums (one leading and the other driven), with one sprocket at the ends for driving perforated on the sides of the tape, and fixed together with the tape pivotally with the help of supports on a movable frame, and between the hollow drums and the branches of the tape there is a float in the form of a hollow container straight of coal section, also attached to the movable frame, a drainage system in the form of a drain pan-scraper mounted on a fixed frame with the possibility of contacting it with an endless belt at the place of installation of the fixed frame at the top of the settling tank or on the deck of a self-propelled vessel in its bow, and perforated on the sides of the tape in order to reduce friction with the surfaces of the driving and driven drums and the float, skis are mounted between these surfaces attached to the surfaces of the drums and the float, and the conveyor has the ability to swing relative to the surface layer of liquids around the axis of the leading hollow airtight drum mounted on two supports to a fixed frame mounted on the deck of a self-propelled vessel in its bow or on a settling tank in the workshop.

У прототипа и заявленного изобретения имеются сходные существенные признаки: наличие плавающего маслосборного средства в виде ленточного конвейера, удерживаемого на поверхности нефтесодержащих жидкостей с помощью поплавка; скребка для сбора нефтепродуктов; привода для передачи крутящего момента барабанам; сливной системы.The prototype and the claimed invention have similar significant features: the presence of a floating oil gathering means in the form of a conveyor belt held on the surface of oily liquids using a float; scraper for collecting oil products; a drive for transmitting torque to the drums; drain system.

По отношению к прототипу у заявленного изобретения имеются следующие отличительные признаки: с целью увеличения площади контакта маслосборного средства, а следовательно производительности удаления нефтепродуктов, оно выполнено в виде бинарного ленточного конвейера, в котором скребок и поплавок сокращены по длине, причем скребок может снимать прилипшие нефтепродукты к двум перфорированным по бокам лентам с четырех сторон.In relation to the prototype, the claimed invention has the following distinctive features: in order to increase the contact area of the oil gathering means, and therefore the oil removal performance, it is made in the form of a binary conveyor belt, in which the scraper and float are shortened in length, and the scraper can remove adhered oil products to two perforated ribbons on the sides on four sides.

Сущность изобретения поясняется чертежом, где на фиг.1 показано устройство для удаления поверхностного слоя нефтесодержащих жидкостей, вид сбоку; на фиг.2 - вид спереди на фиг.1; на фиг.3 - вид сверху на фиг.1; на фиг.4 - разрез А-А по фиг.1; на фиг.5 - разрез Б-Б по фиг.1; на фиг.6 - разрез В-В по фиг.2.The invention is illustrated in the drawing, where figure 1 shows a device for removing the surface layer of oily liquids, side view; figure 2 is a front view of figure 1; figure 3 is a top view of figure 1; figure 4 is a section aa in figure 1; figure 5 is a section bB in figure 1; figure 6 - section bb in figure 2.

Устройство для удаления поверхностного слоя нефтесодержащих жидкостей включает в себя плавающее маслосборное средство 1 (фиг.1), неподвижную раму 2, с размещенным на ней приводом 3 (фиг.1, 2, 3), сливную систему, состоящую из скребка 4, гибкого шланга 5 (фиг.1, 6), емкости-накопителя нефтепродуктов 6. Плавающее маслосборное средство 1 в свою очередь выполнено в виде бинарного ленточного конвейера, состоящего из двух бесконечных (стальных или изготовленных из полимерного нефтестойкого материала) перфорированных по бокам лент 7 (фиг.1), смонтированных на двух ступенчатых пустотелых барабанах (одного ведущего 8, а другого ведомого 9), имеющих на концах по одной звездочке 10 и 11 (фиг.4, 5) (на фиг 4 и 5 показаны звездочки для привода в движение внешней перфорированной по бокам ленты, а для привода в движение внутренней ленты звездочки условно не показаны). Между пустотелым барабанами и ветвями лент размещен поплавок в виде пустотелой емкости прямоугольного поперечного сечения 12 (фиг.1). Барабаны 8, 9 со звездочками 10 и 11, перфорированные по бокам ленты 7 и поплавок 12 смонтированы на подвижной раме 13. Следует учесть, что стенки поплавка 12 соединены с подвижной рамой 13. Все маслосборное средство 1 имеет возможность качания относительно поверхностного слоя жидкостей вокруг оси ведущего барабана 8, смонтированного на двух опорах 14 и 15 к неподвижной раме 2 (фиг.1, 3). Следует учесть, что поплавок 12 выполнен прерывистым, не доходя до ведущего барабана 8 и скребка 4, а скребок 4 представляет собой наклонную трубку, в нижней части которой прорезаны пазы по ширине лент в поперечном сечении и шириной равной толщине перфорированных по бокам лент и высоте прилипшего слоя нефтепродуктов, а в верхней части пазы имеют ширину примерно равную толщине каждой ленты соответственно, причем у скребка в нижней части трубы выполнены карманы 16 (фиг.6).A device for removing the surface layer of oil-containing liquids includes a floating oil collecting device 1 (Fig. 1), a fixed frame 2, with a drive 3 placed on it (Figs. 1, 2, 3), a drain system consisting of a scraper 4, a flexible hose 5 (FIGS. 1, 6), a storage tank for oil products 6. The floating oil collecting device 1, in turn, is made in the form of a binary conveyor belt, consisting of two endless (steel or made of polymer oil-resistant material) perforated bands 7 on the sides (FIG. 1) mounted on and two step hollow drums (one leading 8 and the other driven 9) having at their ends one sprocket 10 and 11 (Figs. 4, 5) (Figs. 4 and 5 show asterisks for driving an external perforated tape on the sides, and to drive the inner tape, the sprockets are conditionally not shown). Between the hollow drums and the branches of the tapes placed a float in the form of a hollow container of rectangular cross-section 12 (figure 1). Drums 8, 9 with sprockets 10 and 11, perforated on the sides of the tape 7 and the float 12 are mounted on the movable frame 13. It should be noted that the walls of the float 12 are connected to the movable frame 13. All oil collecting means 1 has the ability to swing relative to the surface layer of liquids around the axis the drive drum 8 mounted on two supports 14 and 15 to the fixed frame 2 (Fig.1, 3). It should be noted that the float 12 is intermittent, not reaching the leading drum 8 and scraper 4, and the scraper 4 is an inclined tube, in the lower part of which grooves are cut along the width of the tapes in the cross section and the width equal to the thickness of the perforated tapes on the sides and the height of the adhesive layer of oil products, and in the upper part of the grooves have a width approximately equal to the thickness of each tape, respectively, with pockets 16 made at the scraper in the lower part of the pipe (Fig. 6).

Устройство для удаления поверхностного слоя нефтесодержащих жидкостей работает следующим образом. После всплытия нефтеподуктов на поверхность жидкости в баках - отстойниках или на поверхность водоемов рек, озер, океанов, плавающее маслосборное средство 1 опускается на поверхность жидкости. При вращении пустотелых герметичных барабанов 8 и 9, смонтированных вместе с лентой и поплавком на подвижной раме 12, с помощью привода 3, размещенного на раме 2, тонкие две перфорированные по бокам ленты 7 с помощью звездочек 10 и 11 приводится в движение. Нефтепродукты прилипают к обеим сторонам каждой из двух лент, выносятся наверх, где скребком 4 в верхней части трубы счищаются затем нефтепродукты стекают в карманы 16 (фиг.6) и, наконец, сливаются по наклонной трубе в накопительную емкость 6 по гибкому шлангу 5. Причем плавающее маслосборное средство может совершать колебательное движение относительно поверхностного слоя нефтесодержащих жидкостей вокруг оси ведущего барабана 8, смонтированного на опорах 14 и 15 к неподвижной раме 2.A device for removing the surface layer of oily liquids works as follows. After the emergence of oil products on the surface of the liquid in tanks - sumps or on the surface of water bodies of rivers, lakes, oceans, floating oil-collecting device 1 is lowered to the surface of the liquid. When rotating the hollow sealed drums 8 and 9, mounted together with the tape and the float on the movable frame 12, using the drive 3, located on the frame 2, two thin perforated on the sides of the tape 7 using the sprockets 10 and 11 are set in motion. Oil products adhere to both sides of each of the two tapes, carried up, where a scraper 4 in the upper part of the pipe is cleaned, then the oil flows into pockets 16 (Fig. 6) and, finally, merges along an inclined pipe into a storage tank 6 via a flexible hose 5. Moreover floating oil-gathering means can oscillate relative to the surface layer of oil-containing liquids around the axis of the drive drum 8 mounted on supports 14 and 15 to a fixed frame 2.

Предлагаемое устройство обладает следующими преимуществами. Ввиду большого контакта нефтепродуктов с двумя перфорированными по бокам лентами и специальной конструкции скребка маслосборного устройства в виде бинарного ленточного конвейера позволяет увеличить производительность и качество удаления нефтепродуктов (по экспериментальным данным) до 3,5 раз.The proposed device has the following advantages. Due to the large contact of petroleum products with two perforated tapes on the sides and the special design of the scraper of the oil collecting device in the form of a binary conveyor belt, it allows increasing productivity and quality of petroleum product removal (according to experimental data) up to 3.5 times.

Claims

A device for removing the surface layer of oil-containing liquids, including a floating oil-collecting device, containing two hollow sealed drums mounted for rotation around their own axes and mounted on a movable frame attached to the fixed frame articulated in its upper part, a fixed frame with a drive for rotation of hollow airtight drums, a drain system made in the form of a tray for draining oil products along drain lines into a tank for further and x transportation, moreover, the floating oil gathering device is made in the form of a conveyor belt, consisting of an endless perforated tape on the sides mounted on two hollow airtight drums, one of which is the lead and the second driven, having one sprocket at the ends to drive the perforated on the sides tape and fixed together with the tape pivotally with the help of supports on a movable frame, and between the hollow drums and the branches of the tape is placed a float in the form of a hollow container of rectangular cross section, attached to a movable frame that can swing together with the conveyor relative to the surface layer of oily liquids around the axis of the driving drum mounted on two supports to a fixed frame mounted on the deck of a self-propelled vessel in the bow or on the settling tank in the workshop, and the drain tray is mounted on a fixed frame with the possibility of contacting it with an endless ribbon in the place of installation of a fixed frame in its bow, characterized in that the oil gathering means is made in the form of a binary about a conveyor belt consisting of two endless steel or polymer oil-resistant materials perforated on the sides of tapes mounted on two hollow sealed drums, and the scraper is an inclined tube, in the lower part of which two grooves are cut along the width of the tapes in the cross section and a width equal to the thickness of the perforated tapes on the sides and the height of the adhering layer of oil products, and in the upper part, the grooves have a width approximately equal to the thickness of each tape, respectively, and at the scraper in the lower part of the pockets were made, and the float was shortened in the upper part in order to place the scraper and remove oil products from four sides.