RU2599630C1 - Acoustic device for gathering of oil and oil products from water surface - Google Patents

Acoustic device for gathering of oil and oil products from water surface Download PDF

Info

Publication number
RU2599630C1
RU2599630C1 RU2015121244/13A RU2015121244A RU2599630C1 RU 2599630 C1 RU2599630 C1 RU 2599630C1 RU 2015121244/13 A RU2015121244/13 A RU 2015121244/13A RU 2015121244 A RU2015121244 A RU 2015121244A RU 2599630 C1 RU2599630 C1 RU 2599630C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
oil
water
housing
circulation pump
boundary
Prior art date
Application number
RU2015121244/13A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Павел Александрович Пятаков
Михаил Арсеньевич Миронов
Алексей Викторович Гладилин
Ирина Савельевна Груздинская
Original Assignee
Акционерное общество "Акустический институт имени академика Н.Н. Андреева"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Акционерное общество "Акустический институт имени академика Н.Н. Андреева" filed Critical Акционерное общество "Акустический институт имени академика Н.Н. Андреева"
Priority to RU2015121244/13A priority Critical patent/RU2599630C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2599630C1 publication Critical patent/RU2599630C1/en

Links

Images

Classifications

    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E02HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02BHYDRAULIC ENGINEERING
    • E02B15/00Cleaning or keeping clear the surface of open water; Apparatus therefor
    • E02B15/04Devices for cleaning or keeping clear the surface of open water from oil or like floating materials by separating or removing these materials
    • E02B15/048Oil collectors moved over the water skimming the water surface
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F1/00Treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F1/34Treatment of water, waste water, or sewage with mechanical oscillations
    • C02F1/36Treatment of water, waste water, or sewage with mechanical oscillations ultrasonic vibrations
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E02HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02BHYDRAULIC ENGINEERING
    • E02B15/00Cleaning or keeping clear the surface of open water; Apparatus therefor
    • E02B15/04Devices for cleaning or keeping clear the surface of open water from oil or like floating materials by separating or removing these materials
    • E02B15/045Separating means for recovering oil floating on a surface of open water
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E02HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02BHYDRAULIC ENGINEERING
    • E02B15/00Cleaning or keeping clear the surface of open water; Apparatus therefor
    • E02B15/04Devices for cleaning or keeping clear the surface of open water from oil or like floating materials by separating or removing these materials
    • E02B15/10Devices for removing the material from the surface
    • E02B15/106Overflow skimmers with suction heads; suction heads
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02ATECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
    • Y02A20/00Water conservation; Efficient water supply; Efficient water use
    • Y02A20/20Controlling water pollution; Waste water treatment
    • Y02A20/204Keeping clear the surface of open water from oil spills

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Civil Engineering (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Hydrology & Water Resources (AREA)
  • Water Supply & Treatment (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Removal Of Floating Material (AREA)

Abstract

FIELD: acoustics; oil and gas industry.
SUBSTANCE: acoustic device for gathering of oil and oil products from water surface includes a housing with an inlet hole and a header, system of float gages providing buoyancy attached to the housing by the brackets, circulation pump with pup joint, reservoir for gathering of oil products, connected by a flexible hose with pup joint of the circulation pump, power source, connected to the circulation pump and ultrasonic generator, connected to source of ultrasound submerged under water surface and directed on the boundary of oil layer with water. Housing is equipped with a weight controlling level of edges of the inlet hole on the boundary of oil and water. In the housing around the header there is a tight cavity, where a power source and an ultrasonic generator are located. Ultrasound source is made in the form of the ultrasonic emitters arranged along the circle nearby the inlet hole of the header under sliding angle to the boundary of oil layer with water. Level of edges of the header inlet hole is set at the boundary of oil and water.
EFFECT: increase of efficiency of gathering of oil film from water surface.
1 cl, 1 dwg

Description

Изобретение предназначено для охраны окружающей среды, в частности для сбора нефти и нефтепродуктов при очистке естественных и искусственных водоемов. Изобретение может быть использовано также для ликвидации аварийных разливов нефтепродуктов.The invention is intended to protect the environment, in particular for the collection of oil and oil products during the purification of natural and artificial reservoirs. The invention can also be used to eliminate accidental oil spills.

Известно устройство для сбора нефтепродуктов, использующее акустическую технологию, содержащее камеру с отводящей горловиной, соединенной с входом в сепаратор, нижняя часть которого соединена с приемной емкостью для нефтепродуктов, причем камера установлена на поплавковом основании, нижняя часть камеры выполнена перфорированной с отверстиями для прохода воды с нефтепродуктами внутрь камеры, в которой установлен выше отметки уровня газовый коллектор с отверстиями с установлением на каждом из них газоструйного излучателя ультразвука. Газовый коллектор соединен с источником подачи сжатого газа. При работе излучателя 12 ультразвука происходит интенсивная диссипация ультразвука в поверхностной пленке нефтепродукта, приводящая к его отрыву от поверхности воды, распылению на мелкие капли и уносу их струями газа. Далее в сепараторе нефтепродукты отделяются от газа и поступают в приемную емкость (Патент РФ №2049200 от 20.02.1992 г., МПК Е02В 15/04).A device for collecting oil products using acoustic technology is known, comprising a chamber with a discharge neck connected to the inlet of the separator, the lower part of which is connected to a receiving tank for oil products, the camera mounted on a float base, the lower part of the chamber perforated with holes for water passage with oil products inside the chamber, in which a gas collector with holes is installed above the level mark with the installation of a gas-jet ultrasound emitter on each of them . The gas manifold is connected to a compressed gas supply source. When the emitter 12 of the ultrasound, intense dissipation of ultrasound occurs in the surface film of the oil product, leading to its separation from the surface of the water, spraying into small droplets and entrainment by gas jets. Further, in the separator, oil products are separated from the gas and fed to the receiving tank (RF Patent No. 2049200 dated 02.20.1992, IPC Е02В 15/04).

Устройство имеет недостатки. Во-первых, низка производительность этого метода сбора нефтепродуктов, так как, во-первых, энергию ультразвука приходится тратить на высокоэнергозатратный процесс распыления нефти. Во-вторых, распыление повышает загрязнение воздуха углеводородами и уменьшает пожаробезопасность процесса сбора.The device has disadvantages. Firstly, the productivity of this method of collecting oil products is low, since, firstly, the energy of ultrasound has to be spent on a highly energy-intensive process of oil atomization. Secondly, spraying increases air pollution with hydrocarbons and reduces the fire safety of the collection process.

Известно ультразвуковое устройство для ликвидации нефтяных разливов, которое нефтяные разливы рассеивает на поверхности водоема путем воздействия ультразвуковой энергией для получения гомогенизации смеси нефти и воды и последующего поглощения (растворения) нефти в общем большом объеме воды (Патент US №4222868 от 16.09.1980 г., МПК C02F 1/36). Сбора загрязняющей жидкости в устройстве не предусмотрено.Known ultrasonic device for the elimination of oil spills, which oil spills scatters on the surface of the reservoir by exposure to ultrasonic energy to obtain homogenization of a mixture of oil and water and subsequent absorption (dissolution) of oil in the total large volume of water (US Patent No. 4222868 from 09.16.1980, IPC C02F 1/36). The collection of contaminating fluid in the device is not provided.

Известно устройство, использующее акустические волны в воде, как движущую силу для сметания загрязнений, подобных нефтяным разливам, вдоль поверхности воды. Акустические волны излучаются устройством, расположенным ниже поверхности воды и направленным под скользящим углом к периферическому краю нефтяного разлива. Акустические волны при отражении от границы с воздухом формируют активную приповерхностную горизонтально расположенную зону, в которой формируется распределенный источник силы на краю нефтяного разлива. Этот метод использует звук в качестве силы, перемещающей (сметающей) поверхностные загрязнения, вдоль поверхности воды (Патент №US 4235711 от 25.11.1980 г, МПК Е02В 15/04. Патент US 4235711 от 25 ноября 1980 г.). Это устройство предназначено для перемещения по поверхности воды пятен нефтяных разливов, ограничения площади разливов нефти, однако не решает проблему сбора загрязнений.A device is known that uses acoustic waves in water as a driving force for sweeping contaminants like oil spills along the surface of the water. Acoustic waves are emitted by a device located below the surface of the water and directed at a sliding angle to the peripheral edge of the oil spill. Acoustic waves, when reflected from the boundary with air, form an active near-surface horizontally located zone in which a distributed source of force is formed at the edge of the oil spill. This method uses sound as a force moving (sweeping) surface contaminants along the surface of the water (Patent No. US 4235711 of November 25, 1980, IPC EV 02/15. US Pat. No. 4,235,711 of November 25, 1980). This device is designed to move oil spills on the water surface, limiting the area of oil spills, but does not solve the problem of pollution collection.

Известно другое изобретение, использующее акустические колебания в области очистки водоемов от загрязнений. Устройство осуществляет распыление и сжигание жидких углеводородов, плавающих на воде. Нефть или другой горючий материал, загрязняющий море, сжигается устройством, имеющим частично погруженную форсунку, снабженную преобразователем высокочастотных акустических колебаний. Преобразователь снабжен трансформером скорости, сконструированным с целью концентрации акустических колебаний в области максимальной интенсивности у верхнего конца трансформера. Поплавковое приспособление на форсунке обеспечивает плавучесть таким образом, что верхний конец трансформера скорости расположен на подходящем расстоянии над поверхностью воды. Система поджига на форсунке выступает сверху над трансформером скорости, чтобы воспламенять облако нефти, которое распыляется над устройством благодаря преобразователю (Патент US №4308006 от 29.12.1981 г., МПК F23C 11/02).Another invention is known that uses acoustic vibrations in the field of cleaning water bodies from pollution. The device sprays and burns liquid hydrocarbons floating on water. Oil or other combustible material polluting the sea is burned by a device having a partially submerged nozzle equipped with a transducer of high-frequency acoustic vibrations. The transducer is equipped with a speed transformer designed to concentrate acoustic vibrations in the region of maximum intensity at the upper end of the transformer. The nozzle float provides buoyancy so that the upper end of the speed transformer is located at a suitable distance above the surface of the water. The nozzle ignition system protrudes from above the speed transformer to ignite a cloud of oil that is sprayed over the device due to the converter (US Patent No. 4308006 of 12/29/1981, IPC F23C 11/02).

Для широкого применения устройство не обладает достаточно высокой производительностью.For widespread use, the device does not have a sufficiently high performance.

Известно устройство для сжигания горючих загрязнений, плавающих на поверхности водяного водоема. Устройство имеет первое тело и плавательное средство для расположения его (первого тела) вблизи поверхности воды. Первая камера расположена в первом теле. Резонансная камера фиксируется относительно поверхности первого тела и выше первой камеры и располагается выше поверхности воды, когда аппаратура используется. Жидкость с высокой скоростью может впрыскиваться из первого тела в резонансную камеру, образуя ударную волну, которая направляется назад к загрязнителю (загрязняющему агенту) для распыления загрязнителя. Распыленный загрязнитель может быть сожжен (Патент US 4576569 от 18.03.1986 г., МПК F23C 11/04).A device for burning combustible contaminants floating on the surface of a water body is known. The device has a first body and a swimming means for positioning it (first body) near the surface of the water. The first camera is located in the first body. The resonance chamber is fixed relative to the surface of the first body and above the first chamber and is located above the surface of the water when the equipment is used. Liquid can be injected at high speed from the first body into the resonance chamber, forming a shock wave, which is directed back to the pollutant (pollutant) to spray the pollutant. The sprayed pollutant can be burned (Patent US 4576569 dated 03/18/1986, IPC F23C 11/04).

Известно устройство для сбора несмешиваемой жидкости с поверхности воды, являющееся по принципу действия пороговым нефтесборщиком, и может быть использовано для ликвидации аварийных разливов нефтепродуктов. Устройство содержит цилиндрическую камеру, погружной насос с поплавком, приводом, напорным трубопроводом и гибким кабелем электроснабжения, кольцевой вход в цилиндрическую камеру с защитной решеткой, поплавки, обеспечивающие плавучесть устройства. Поверхностный слой воды вместе с несмешиваемой жидкостью с плотностью ниже плотности воды аккумулируется в вертикально расположенной цилиндрической камере, нижний конец которой герметически закрыт, а верхний имеет кольцевой вход между цилиндрической камерой и ее крышкой. Жидкость из цилиндрической камеры откачивается погружным насосом, имеющим поплавок для всплытия (Патент РФ №2369689, МПК B01D 17/02, C02F 1/40). Изобретение приемлемо для сбора и откачки нефти в благоприятных условиях функционирования. Однако оно теряет свою эффективность в случаях тонких слоев собираемых загрязнений и практически непригодно при сборе сильно вязких загустевших нефтепродуктов.A device for collecting immiscible liquid from the surface of the water, which is a threshold oil collector according to the principle of operation, can be used to eliminate accidental oil spills. The device comprises a cylindrical chamber, a submersible pump with a float, a drive, a pressure pipe and a flexible power cable, an annular entrance to the cylindrical chamber with a protective grill, and floats that ensure the buoyancy of the device. The surface layer of water together with an immiscible liquid with a density lower than the density of water is accumulated in a vertically arranged cylindrical chamber, the lower end of which is hermetically closed, and the upper has an annular inlet between the cylindrical chamber and its cover. The liquid from the cylindrical chamber is pumped out by a submersible pump having a float for ascent (RF Patent No. 2369689, IPC B01D 17/02, C02F 1/40). The invention is acceptable for collecting and pumping oil under favorable operating conditions. However, it loses its effectiveness in cases of thin layers of collected contaminants and is practically unsuitable for collecting highly viscous thickened oil products.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату (прототипом) к изобретению является акустическое устройство для сбора нефти и нефтепродуктов с поверхности воды, содержащее корпус с впускным отверстием и коллектором, систему обеспечивающих плавучесть поплавков, прикрепленных к корпусу кронштейнами, циркуляционный насос с патрубком, резервуар для сбора нефтепродуктов, соединенный гибким шлангом с патрубком циркуляционного насоса, источник питания, соединенный с циркуляционным насосом и ультразвуковым генератором, подключенным к источнику ультразвука, погруженному под поверхность воды и направленному на границу слоя нефти с водой, при этом источник ультразвука выполнен в виде ультразвукового фокусирующего преобразователя, который поддерживается ниже поверхности воды, а его фокальная область совмещена с нижней стороной загрязнения или нефти (Патент US №4032438 от 28.06.1977 г., МПК B01D 37/00).The closest in technical essence and the achieved result (prototype) to the invention is an acoustic device for collecting oil and oil products from the water surface, comprising a housing with an inlet and a collector, a system for buoyancy of floats attached to the housing by brackets, a circulation pump with a pipe, a reservoir for collection of petroleum products, connected by a flexible hose to the nozzle of the circulation pump, a power source connected to the circulation pump and an ultrasonic generator, connected to an ultrasound source immersed beneath the surface of the water and directed to the boundary of the oil layer with water, the ultrasound source is made in the form of an ultrasonic focusing transducer, which is supported below the surface of the water, and its focal region is aligned with the bottom side of the pollution or oil (US Patent No. 4032438 dated 06/28/1977, IPC B01D 37/00).

К недостаткам устройства, принятого за прототип, относятся относительно малая производительность по сбору нефти и недостаточная экологическая чистота функционирования, обусловленная генерацией облака углеводородов при ультразвуковом фонтанировании. С этим связан повышенный риск возгорания газового углеводородного облака. Последние из перечисленных недостатков объясняются выходом струи, индуцированной сфокусированным ультразвуком в виде фонтана, в воздушное пространство над поверхностью воды.The disadvantages of the device adopted for the prototype include a relatively low productivity for collecting oil and insufficient environmental cleanliness due to the generation of a cloud of hydrocarbons during ultrasonic flowing. This is associated with an increased risk of ignition of a gas hydrocarbon cloud. The last of these shortcomings are explained by the exit of the jet induced by focused ultrasound in the form of a fountain into the airspace above the surface of the water.

Техническим результатом изобретения является увеличение производительности сбора нефтяной пленки с поверхности воды, а также улучшение экологической чистоты и обеспечение безопасности процесса сбора нефти.The technical result of the invention is to increase the productivity of collecting oil film from the surface of the water, as well as improving environmental cleanliness and ensuring the safety of the process of collecting oil.

Технический результат достигается за счет того, что в акустическом устройстве для сбора нефти и нефтепродуктов с поверхности воды, содержащем корпус с впускным отверстием и коллектором, систему обеспечивающих плавучесть поплавков, прикрепленных к корпусу кронштейнами, циркуляционный насос с патрубком, резервуар для сбора нефтепродуктов, соединенный гибким шлангом с патрубком циркуляционного насоса, источник питания, соединенный с циркуляционным насосом и ультразвуковым генератором, подключенным к источнику ультразвука, погруженному под поверхность воды и направленному на границу слоя нефти с водой, корпус снабжен регулирующим уровень кромки впускного отверстия на границе нефти и воды грузом, в корпусе вокруг коллектора выполнена герметичная полость, в которой размещены источник питания и ультразвуковой генератор, а источник ультразвука выполнен в виде системы ультразвуковых излучателей, расположенных по кругу вблизи впускного отверстия коллектора под скользящим углом к границе слоя нефти с водой, при этом уровень кромки впускного отверстия коллектора выставлен на границе нефти и воды.The technical result is achieved due to the fact that in an acoustic device for collecting oil and oil products from the water surface, containing a body with an inlet and a collector, a system that provides buoyancy of floats attached to the body with brackets, a circulation pump with a pipe, a reservoir for collecting oil products connected by a flexible a hose with a pipe for the circulation pump, a power source connected to the circulation pump and an ultrasonic generator connected to an ultrasound source immersed beneath the surface of the water and directed to the boundary of the oil-water layer, the casing is equipped with a load regulating the level of the edge of the inlet at the oil-water boundary, a sealed cavity is made in the casing around the collector, in which the power source and ultrasonic generator are placed, and the ultrasound source is made in the form systems of ultrasonic emitters located in a circle near the inlet of the collector at a sliding angle to the boundary of the oil layer with water, while the edge level of the inlet of the collector is set n at the border of oil and water.

Изобретение поясняется чертежом, на котором представлены основные элементы конструкции и суть процесса сбора нефти. Акустическое устройство для сбора нефти и нефтепродуктов с поверхности воды содержит корпус 1, состоящий из коллектора 2 с впускным отверстием 3, и герметичной полости 4, расположенной вокруг коллектора 2, расположенные в герметичной полости 4, источник питания 5 и ультразвуковой генератор 6, циркуляционный насос 7 с патрубком 8, расположенный на дне полости коллектора 2, источник ультразвука, выполненный в виде системы ультразвуковых излучателей 9, расположенных по кругу вблизи впускного отверстия коллектора 2 под скользящим углом к границе слоя нефти с водой, при этом уровень кромки впускного отверстия 3 коллектора 2 выставлен на границе нефти и воды, систему обеспечивающих плавучесть поплавков 10, прикрепленных к корпусу 1 кронштейнами 11, регулирующий уровень кромки впускного отверстия на границе нефти и воды груз 12, расположенный внизу под корпусом 1, резервуар для сбора нефтепродуктов 13, соединенный гибким шлангом 14 с патрубком 8 циркуляционного насоса 7. Резервуар для сбора нефтепродуктов 13 расположен на берегу 15 водоема со слоем нефтяного загрязнения 16. Источник питания 5 соединен с ультразвуковым генератором 6 и циркуляционным насосом 7. Ультразвуковой генератор 6 подключен к системе ультразвуковых излучателей 9.The invention is illustrated in the drawing, which shows the main structural elements and the essence of the process of collecting oil. An acoustic device for collecting oil and oil products from the surface of the water contains a housing 1, consisting of a collector 2 with an inlet 3, and a sealed cavity 4 located around the collector 2, located in a sealed cavity 4, a power source 5 and an ultrasonic generator 6, a circulation pump 7 with a pipe 8 located at the bottom of the cavity of the collector 2, an ultrasound source made in the form of a system of ultrasonic emitters 9 located in a circle near the inlet of the collector 2 at a sliding angle to the border with oil at the same time, the level of the edge of the inlet 3 of the manifold 2 is set at the oil-water border, a system for buoyancy of floats 10 attached to the housing 1 by brackets 11, the level of the edge of the inlet at the oil-water border is cargo 12, located below case 1, a reservoir for collecting oil products 13, connected by a flexible hose 14 to the pipe 8 of the circulation pump 7. The reservoir for collecting oil products 13 is located on the shore of the 15 reservoir with a layer of oil pollution 16. The power supply 5 one with the ultrasonic generator 6 and the circulation pump 7. The ultrasonic generator 6 is connected to a system of ultrasonic emitters 9.

Акустическое устройство для сбора нефти и нефтепродуктов с поверхности воды работает следующим образом. Согнав боновым ограждением попавшие на водную поверхность нефть или нефтепродукты, устройство помещают в загрязненную зону водоема. Перед началом работы необходимо отрегулировать глубину погружения устройства так, чтобы кромка впускного отверстия 3 коллектора 2 была на уровне границы раздела собираемой нефти с водой или на 1-2 мм ниже этого уровня. Плавучесть всего акустического устройства сбора нефти и нефтепродуктов с поверхности воды обеспечивается четырьмя поплавками 10, прикрепленными к корпусу 1 с помощью кронштейнов 11 и, с целью регулировки уровня глубины погружения, подстраивается подвешиванием груза 12 подходящей массы. Поддержание глубины погружения верхней кромки впускного отверстия на уровне границы раздела нефти с водой имеет большое значение для обеспечения высокого качества сбора нефти, т.е. получения максимально большой доли содержания нефти в забираемой из водоема жидкости при высокой производительности процесса сбора загрязнений.The acoustic device for collecting oil and oil products from the surface of the water works as follows. Having driven oil or oil products that have fallen onto the water surface with a boom barrier, the device is placed in the contaminated area of the reservoir. Before starting work, it is necessary to adjust the immersion depth of the device so that the edge of the inlet 3 of the manifold 2 is at the interface between the collected oil and water or 1-2 mm below this level. The buoyancy of the entire acoustic device for collecting oil and oil products from the water surface is ensured by four floats 10 attached to the housing 1 using brackets 11 and, in order to adjust the level of immersion depth, is adjusted by suspending the load 12 of a suitable mass. Maintaining the immersion depth of the upper edge of the inlet at the level of the oil-water interface is of great importance to ensure high quality oil collection, i.e. obtaining the largest possible proportion of the oil content in the fluid taken from the reservoir with high performance of the process of collecting pollution.

При оптимальной глубине погружения устройства возникает самопроизвольный слив нефтяной пленки через впускное отверстие 3 в коллектор 2.At the optimum immersion depth of the device, spontaneous discharge of the oil film through the inlet 3 into the manifold 2 occurs.

После набора в коллектор 2 нефти и (или) воды, включают расположенные в герметичной полости 4, работающие от источника питания 5, ультразвуковой генератор 6 и циркуляционный насос 7. В качестве источника питания 5 служит электрический аккумулятор. Возможны также варианты электрического питания с берега 15 или с борта специализированного судна, осуществляемого по гибкому электрическому кабелю. Высокочастотное электрическое напряжение частотой 0,5-2 МГц от ультразвукового генератора 6 подается на систему ультразвуковых излучателей 9. При этом системой ультразвуковых излучателей 9, находящихся ниже поверхности воды, возбуждаются ультразвуковые волны в радиальных по отношению к впускному отверстию 3 направлениях под скользящим углом к поверхности воды. Они концентрируют волновую энергию по кругу вблизи кромки впускного отверстия 3. Эти сходящиеся ультразвуковые волны индуцируют дополнительный к самопроизвольному сливу поток жидкости (смеси нефти и воды). Важно отметить, что при этом возникающее акустически индуцированное поверхностное течение не сопровождается образованием фонтана (выходом струи жидкости над поверхностью). Отдельные ультразвуковые излучатели могут быть как фокусирующего типа, так и нефокусирующего типа. Фокусирующие излучатели предпочтительны в случае жидких загрязнений с высокими значениями вязкости. Нефокусирующие ультразвуковые излучатели перекрывают большую площадь, формируют более широкий поток поверхностной пленки нефти, направляемый во впускное отверстие 3, и более эффективны в случаях мало вязких нефтяных загрязнений. Конкретный набор разного типа излучателей может быть подобран в зависимости от свойств собираемой нефти. Доля дополнительного индуцированного ультразвуком потока в некоторых важных случаях может значительно превышать самопроизвольный слив. Прежде всего, это наблюдается в случаях загустевших нефтепродуктов, обладающих большой вязкостью, когда самотек затруднен или вовсе невозможен. Вклад нефтяного потока, индуцированного ультразвуком, может превышать самотек и в случае обычной нефти с малой вязкостью, если толщина пленки достаточно мала, меньше 3 мм.After a set of oil and (or) water into the collector 2, an ultrasonic generator 6 and a circulation pump 7 located in a sealed cavity 4, operating from a power source 5, are included. An electric battery is used as a power source 5. There are also options for electric power from shore 15 or from a specialized vessel, carried out on a flexible electric cable. High-frequency electric voltage of 0.5-2 MHz from the ultrasonic generator 6 is supplied to the system of ultrasonic emitters 9. In this case, the system of ultrasonic emitters 9 located below the surface of the water excites ultrasonic waves in 3 directions radial with respect to the inlet at a sliding angle to the surface water. They concentrate wave energy in a circle near the edge of the inlet 3. These converging ultrasonic waves induce an additional liquid flow (mixture of oil and water) to spontaneously drain. It is important to note that in this case, the acoustically induced surface flow that arises is not accompanied by the formation of a fountain (by the exit of a liquid stream above the surface). Individual ultrasonic emitters can be either a focusing type or a non-focusing type. Focusing emitters are preferred in the case of liquid contaminants with high viscosity values. Non-focusing ultrasonic emitters cover a large area, form a wider flow of a surface oil film directed to inlet 3, and are more effective in cases of low viscous oil pollution. A specific set of different types of emitters can be selected depending on the properties of the collected oil. The proportion of additional ultrasound-induced flow in some important cases can significantly exceed spontaneous discharge. First of all, this is observed in cases of thickened oil products having a high viscosity, when gravity flow is difficult or completely impossible. The contribution of the oil flow induced by ultrasound may exceed gravity in the case of ordinary oil with low viscosity, if the film thickness is sufficiently small, less than 3 mm.

Смесь нефти и воды перекачивается циркуляционным насосом 7 с патрубком 8 по гибкому шлангу 14 в резервуар для сбора нефтепродуктов 13, откуда нефть после отстоя может быть эвакуирована для прямого использования.The mixture of oil and water is pumped by a circulation pump 7 with a pipe 8 through a flexible hose 14 to a reservoir for collecting oil products 13, from where the oil can be evacuated after sludge for direct use.

Если сравнивать представленное акустическое устройство сбора нефти и нефтепродуктов с поверхности воды с прототипом, то можно утверждать, что оно обладает существенно большей производительностью. Это обусловлено как многоканальной конструкцией системы ультразвуковых излучателей, так и радиально-горизонтальной направленностью индуцированных ультразвуком потоков нефтяных загрязнений, позволяющей получать большие по величине радиальные поверхностные потоки нефти на большой площади. Погруженность кромки впускного отверстия ниже уровня поверхности нефти вызывает дополнительный самопроизвольный слив нефти в коллектор, что повышает суммарную производительность устройства особенно при работе на толстых пленках нефти (толщиной более 3 мм). Отсутствие выхода фонтанных струй над поверхностью улучшает экологическую чистоту процесса и делает процесс сбора нефти пожаробезопасным.If we compare the presented acoustic device for collecting oil and oil products from the surface of the water with the prototype, then we can say that it has a significantly higher performance. This is due to both the multichannel design of the system of ultrasonic emitters and the radially horizontal directivity of the flows of oil pollution induced by ultrasound, which makes it possible to obtain large radial surface flows of oil over a large area. The immersion of the edge of the inlet below the surface of the oil causes an additional spontaneous discharge of oil into the reservoir, which increases the overall performance of the device, especially when working on thick oil films (more than 3 mm thick). The absence of fountain jets over the surface improves the environmental cleanliness of the process and makes the process of oil collection fireproof.

Claims (1)

Акустическое устройство для сбора нефти и нефтепродуктов с поверхности воды, содержащее корпус с впускным отверстием и коллектором, систему обеспечивающих плавучесть поплавков, прикрепленных к корпусу кронштейнами, циркуляционный насос с патрубком, резервуар для сбора нефтепродуктов, соединенный гибким шлангом с патрубком циркуляционного насоса, источник питания, соединенный с циркуляционным насосом и ультразвуковым генератором, подключенным к источнику ультразвука, погруженному под поверхность воды и направленному на границу слоя нефти с водой, отличающееся тем, что корпус снабжен регулирующим уровень кромки впускного отверстия на границе нефти и воды грузом, в корпусе вокруг коллектора выполнена герметичная полость, в которой размещены источник питания и ультразвуковой генератор, а источник ультразвука выполнен в виде системы ультразвуковых излучателей, расположенных по кругу вблизи впускного отверстия коллектора под скользящим углом к границе слоя нефти с водой, при этом уровень кромки впускного отверстия коллектора выставлен на границе нефти и воды. An acoustic device for collecting oil and oil products from the water surface, comprising a housing with an inlet and a collector, a system for buoyancy of floats attached to the housing by brackets, a circulation pump with a pipe, a tank for collecting oil products connected by a flexible hose to the pipe of the circulation pump, a power source, connected to a circulation pump and an ultrasonic generator connected to an ultrasound source immersed beneath the surface of the water and directed to the boundary of the layer oil with water, characterized in that the housing is equipped with a load regulating the level of the edge of the inlet at the oil-water interface, a sealed cavity is made in the housing around the collector, in which the power source and ultrasonic generator are located, and the ultrasound source is made in the form of a system of ultrasonic emitters located in a circle near the inlet of the reservoir at a sliding angle to the boundary of the oil layer with water, while the level of the edge of the inlet of the reservoir is set at the border of oil and water.
RU2015121244/13A 2015-06-04 2015-06-04 Acoustic device for gathering of oil and oil products from water surface RU2599630C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2015121244/13A RU2599630C1 (en) 2015-06-04 2015-06-04 Acoustic device for gathering of oil and oil products from water surface

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2015121244/13A RU2599630C1 (en) 2015-06-04 2015-06-04 Acoustic device for gathering of oil and oil products from water surface

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2599630C1 true RU2599630C1 (en) 2016-10-10

Family

ID=57127563

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2015121244/13A RU2599630C1 (en) 2015-06-04 2015-06-04 Acoustic device for gathering of oil and oil products from water surface

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2599630C1 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2664309C1 (en) * 2017-09-25 2018-08-16 Российская Федерация, От Имени Которой Выступает Министерство Промышленности И Торговли Российской Федерации Acoustic device for collecting thin oil and petroleum films from the water surface
RU213504U1 (en) * 2022-06-30 2022-09-14 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Казанский национальный исследовательский технический университет им. А.Н. Туполева-КАИ" Device for removing oil, oils, oil products from the water surface

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4032438A (en) * 1975-09-19 1977-06-28 Ocean Ecology Ltd. Method and apparatus for ultrasonically removing contaminants from water
SU608877A1 (en) * 1972-06-02 1978-05-30 Научно-Исследовательский И Конструкторско-Технологический Институт Городского Хозяйства Device for removing floating fat-like impurities from water surface
US4222868A (en) * 1976-12-07 1980-09-16 Arthur Kuris Ultrasonic oil spill removal
RU2190723C2 (en) * 2000-07-10 2002-10-10 Кубанский государственный аграрный университет Device for gathering petroleum products from water surface
RU2248428C1 (en) * 2003-08-19 2005-03-20 Сапаров Владимир Николаевич Device for collecting oil and oil products from surface of water bodies
KR100870568B1 (en) * 2008-02-21 2008-11-27 신민철 Oil seperating and returning device

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU608877A1 (en) * 1972-06-02 1978-05-30 Научно-Исследовательский И Конструкторско-Технологический Институт Городского Хозяйства Device for removing floating fat-like impurities from water surface
US4032438A (en) * 1975-09-19 1977-06-28 Ocean Ecology Ltd. Method and apparatus for ultrasonically removing contaminants from water
US4222868A (en) * 1976-12-07 1980-09-16 Arthur Kuris Ultrasonic oil spill removal
RU2190723C2 (en) * 2000-07-10 2002-10-10 Кубанский государственный аграрный университет Device for gathering petroleum products from water surface
RU2248428C1 (en) * 2003-08-19 2005-03-20 Сапаров Владимир Николаевич Device for collecting oil and oil products from surface of water bodies
KR100870568B1 (en) * 2008-02-21 2008-11-27 신민철 Oil seperating and returning device

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2664309C1 (en) * 2017-09-25 2018-08-16 Российская Федерация, От Имени Которой Выступает Министерство Промышленности И Торговли Российской Федерации Acoustic device for collecting thin oil and petroleum films from the water surface
RU213504U1 (en) * 2022-06-30 2022-09-14 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Казанский национальный исследовательский технический университет им. А.Н. Туполева-КАИ" Device for removing oil, oils, oil products from the water surface

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CA1065768A (en) Method and apparatus for ultrasonically removing contaminants from water
KR101581252B1 (en) A collect device of water-bloom
JPH1157699A (en) Water area purifying apparatus
JP3452573B2 (en) Oil suction station
KR102197606B1 (en) Apparatus of collecting float and preventing Algae
TR199800218T1 (en) Method and apparatus for stripping off a floating surface layer from a water surface.
US4762276A (en) Fluid evaporation device for mud pits
RU2599630C1 (en) Acoustic device for gathering of oil and oil products from water surface
JP6930767B1 (en) Floating oil recovery processing equipment
WO2021171502A1 (en) Marine trash collection device
JP2003213721A (en) Sludge removal system
CN108661019B (en) Oil spill recovery device
GB2569136A (en) Apparatus and method for prevention and treatment of marine biofouling
RU2232845C2 (en) Method and device for separation of oil from mixture of ice blocks and water
RU2664309C1 (en) Acoustic device for collecting thin oil and petroleum films from the water surface
JPH1073075A (en) Wave force pump activated by force of wave
RU2381994C1 (en) System for purifying bottom settlings of water bodies from oil and/or oil products
JPS6216157B2 (en)
RU2773287C1 (en) Method for cleaning tanks by dispersing sediments and a device for its implementation
RU2049200C1 (en) Device for gathering oil and oil products from water surface
RU179493U1 (en) DEVICE FOR LIQUIDATION OF OIL SPILLS AND OIL PRODUCTS ON WATER SURFACE IN ICE CONDITIONS
RU180126U1 (en) DEVICE FOR LIQUIDATION OF OIL SPILLS AND OIL PRODUCTS ON WATER SURFACE IN ICE CONDITIONS
SU137931A1 (en) Liquid deaeration device
CN215999205U (en) Welding equipment capable of adsorbing welding scraps for marine engineering pipeline installation
SU1584958A1 (en) Method of shielding reservoirs and gas lines from fire