Результат интеллектуальной деятельности: Устройство для очистки плавающего мусора с поверхности водоема

Изобретение относится к охране окружающей среды, в частности к устройствам, предназначенным для специальных целей, а именно для сбора загрязнений с поверхности открытых водоемов при проведении работ по защите природных ресурсов в местах размещения нефтеулавливающих сооружений.

Известно устройство для очистки ливневых вод (патент на ПМ RU № 87720, МПК E03F 1/00, опубл. 20.10.200, Бюл. № 29), включающее коллекторы подвода и отвода ливневых вод, узлы накопления и очистки ливневых вод, обводной трубопровод ливнеспуска условно-чистых ливневых вод, смотровые люки на узлах накопления и очистки ливневых вод, причем узел накопления ливневых вод включает аккумулирующий резервуар в форме трубы большего диаметра, чем подводящий коллектор ливневых вод, содержащий в начале и конце приямки с поддонами для накопления отложений песка и других механических примесей и смотровые люки в плите перекрытия для выемки поддонов с накопленными отложениями, обводной трубопровод ливнеспуска для пропуска условно-чистых ливневых вод, минуя узлы накопления и очистки ливневых вод, фильтрующий элемент узла очистки ливневых вод, содержащий сменные последовательно слои, заполненные гранулированным вспененным керамзитом, затем минеральной ватой и в конце сорбционными матами, перекрыт съемными плитами для выемки и замены фильтрующего элемента с наполнителями.

Недостатками данного устройства являются сложность конструкции, наличие съемного фильтрующего элемента, смена которого приводит к большим временным затратам на обслуживание, что в совокупности приводит к дороговизне как изготовления так и обслуживания.

Известно также устройство для удаления нефти и нефтепродуктов с поверхности воды (патент RU № 2654090, МПК E02B 15/04, опубл. 16.05.2018, Бюл. № 14), включающее плавучее средство, оборудованное компрессором и танкером для собранной нефти, емкость для сбора нефти, трубопровод для отбора собранной нефти, трубопровод для отвода воды, причем компрессор соединен трубопроводом с плоским воздуховодом с щелевыми соплами, расположенными выше верхнего края стенок емкости для сбора нефти, прикрепленной в передней части плавающего средства соосно направлению движения и имеющей поплавки для удержания на поверхности воды и беспроводные уровнемеры воды и нефти.

Недостатками данного устройства являются сложность конструкции, необходимость наличия плавучего средства, для которого необходимы затраты горюче-смазочных жидкостей (машинного масла, топлива и т.д.) и нагнетателей воздуха, для которого требуется затраты электроэнергии, что в совокупности приводит к дороговизне изготовления и использования.

Наиболее близкое по технической сущности к заявляемому техническому решению является устройство для очистки поверхности водоемов от нефти и нефтепродуктов (патент на ПМ RU № 109471, МПК E02B 15/04, опубл. 20.10.2011, Бюл. № 29), содержащее приемное устройство, отстойную емкость, гидравлически сообщающуюся с приемным устройством, и сбросное устройство для отвода очищенной воды из нижней части отстойной емкости обратно в водоем, причем приемное устройство выполнено в виде трубы с отверстиями, снабженной поплавком, устройство включает в себя насос, установленный между приемным устройством и отстойной емкостью, и автомат управления процессами сбора загрязненной воды, отстоя и ее слива, а отстойная емкость снабжена сливным клапаном и датчиками верхнего и нижнего уровней загрязненной воды.

Недостатками данного устройства являются сложность конструкции, , необходимость наличия поплавков, которые требуют постоянного обслуживания для поддержания необходимой плавучести, и насоса, для которого требуется затраты электроэнергии, что в совокупности приводит к дороговизне изготовления и использования.

Техническими задачами предполагаемой полезной модели являются упрощение и удешевление конструкции за счет исключения обслуживаемых деталей и конструктивных элементов, которые потребляют энергию, что приводит к упрощению и удешевлению изготовления и обслуживания.

Технические задачи решаются устройством для очистки плавающего мусора с поверхности закрытого водоема, включающим отстойную ёмкость, приемное устройство в виде трубы и сбросное устройство для отвода очищенной воды из нижней части в сливной водоем с краном управления процессами сбора загрязненной воды, отстоя и ее слива.

Новым является то, что в качестве отстойной емкости использован нефтеулавливающий закрытый водоем, а труба снабжена Г-образным отводом, вход которого спущен на глубину закрытого водоема, исключающего захват мусора и/или осадка со дна и поверхности водоема, кран управления установлен над закрытым водоемом, а труба от крана со стороны слива снабжена сверху отверстиями, выполненными с возможностью герметичного перекрытия шибером, причем закрытый водоем выполнен с возможностью поднятия уровня жидкости выше трубы с отверстиями при закрытии крана, а отверстия изготовлены размером, достаточным для пропуска крупного мусора с поверхности закрытого водоема, но не больше внутреннего диаметра трубы, слив трубы снабжен съемной корзиной для сбора мусора, улавливаемого отверстиями.

Новым является также то, что корзина выполнена из двух секций, последовательно установленных от слива, а между сливом и корзиной установлен дополнительный фильтрующий крупный мусор щит с продольными верхними направляющими, конец которого расположен над дальней от слива секцией корзины.

Новым является также то, что шибер установлен снаружи трубы и выполнен поворотным с возможностью фиксации при закрытии отверстий.

Новым является также то, что шибер установлен внутри трубы, выполнен сдвижным продольно и оснащен ручкой, выступающей наружу через одно из отверстий.

На фиг. 1 изображена схема устройства с шибером сверху.

На фиг. 2 изображен разрез А-А с шибером внутри.

Устройство для очистки плавающего мусора с поверхности водоема, включающее отстойную ёмкость - нефтеулавливающий закрытый водоем 1 (фиг. 1), приемное устройство в виде трубы 2 и сбросное устройство для отвода очищенной воды из нижней части в сливной водоем 3 с краном 4 управления процессами сбора загрязненной воды, отстоя и ее слива. Труба 2 снабжена Г-образным отводом 5, вход которого спущен на глубину – Н закрытого водоема 1, исключающего захват мусора и/или осадка со дна и поверхности водоема 1. Кран 4 установлен над закрытым водоемом 1. Труба 2 от крана 4 со стороны слива 6 снабжена сверху отверстиями  7 (фиг. 1 и 2), выполненными с возможностью герметичного перекрытия шибером 8. Закрытый водоем 1 (фиг. 1) выполнен с возможностью поднятия уровня жидкости выше трубы 2 с отверстиями 7 при закрытии крана 4. Отверстия 7 изготовлены размером, достаточным для пропуска крупного мусора (не показан) с поверхности закрытого водоема 1, но не больше внутреннего диаметра D (фиг. 2) трубы 2. Слив 6 (фиг. 1) трубы 2 снабжен съемной корзиной 9 для сбора мусора, улавливаемого отверстиями 7. Шибер 8 может быть установлен снаружи трубы 2 и выполнен поворотным (например, вокруг поворотной петли 10) с возможностью фиксации (например, поворотным фиксатором 11, замком и т.п. – не показаны) при закрытии отверстий 7. Шибер 8 (фиг. 2) может быть установлен внутри трубы 2, выполнен сдвижным продольно (например, по направляющим 12) и оснащен ручкой 13, выступающей наружу через одно из отверстий 7.

Конструкции шиберов 8 (фиг. 1 и 2) могут быть различными, как и варианты фиксации в крайних положениях, поэтому авторы на это не претендуют. Съемная корзина 9 (фиг. 1) может быть любой формы с ячейками (показаны условно) задерживающими мусор и пропускающими воду, при этом она может быть установлена полозьях, упорах под корзину 9 и т.п. (не показаны). Величину ячеек и виды установки корзины 9 авторы не претендуют.

При наличии на поверхности закрытого водоема 1 (фиг. 1) большого количества крупного плавающего мусора (плавающих веток, больших листов целлофана, картона и/или т.п.), проходящего в трубу 2, корзина 9 может быть выполнена из двух секций 14 и 15, последовательно установленных от слива 6. Между сливом 6 и корзиной 9 установлен дополнительный фильтрующий крупный мусор щит 16 с продольными верхними направляющими (не показаны), конец 17 которого расположен над дальней от слива 6 секцией 15 корзины 9.

Устройство для очистки плавающего мусора работает следующим образом.

Между нефтеулавливающим закрытым водоёмом 1 (фиг. 1) сливным водоемом 3 прокладывают трубу 2 на уровне 18 поверхности закрытого водоема  1. Уровень 18 поверхности сливного водоема 3 ниже уровня 18 закрытого водоема 1 (озеро, река или т.п.) для обеспечения постоянного оттока жидкости из закрытого водоема 1. Вход Г-образного отвода трубы 2 располагают на глубине Н закрытого водоема 1, исключающей захват мусора и/или осадка со дна и поверхности водоема 1. Глубина Н расположения входа Г-образного отвода 5 определяется эмпирически, исходя из опыта использования подобных устройств. В процессе нефтеулавливания в закрытый водоем 1 попадают нефтепродукты, которые отстаиваются и располагаются на поверхности закрытого водоема 1 из-за меньшей, чем у воды плотности. Во время паводков или затяжных дождей, когда уровень 18 закрытого водоема 1 поднимается выше трубы 2, закрытые шибером 8 (фиг. 1 или 2) отверстия 7 исключают попадание нефтепродуктов с поверхности закрытого водоема 1 (фиг. 1) в сливной водоем 3. Всплывающие нефтепродукты периодически с поверхности закрытого водоема 1 отбирают любым известным способом (адсорбером, отсосом или т.п. - на это авторы не претендуют), однако крупный плавающий мусор остается на поверхности. Тогда краном 4 перекрывают отток жидкости из закрытого водоема 1, а отверстия 7 (фиг. 1 и 2) открывают поворотом шибера 8 (фиг. 1) вокруг петли 10, убирая фиксатор 11, или сдвигом (фиг. 2) при помощи ручки 13, сдвигая по направляющим 12 шибер 8 (фиг. 1 и 2). В результате уровень 18 (фиг. 1) в закрытом водоеме 1 подымается до отверстий 7, и жидкость с поверхности вместе с мусором будет стекать через слив 6 трубы 2 и съемную корзину 9 сливной водоем 3, но без мусора. Так как максимальные размеры отверстий 7 не превышают внутреннего диаметра D трубы 2, то исключается ее засорение. А крупный мусор, который остается в небольшом количестве, легко собирается с поверхности закрытого водоема 1 (например, баграми, сачками и/или т.п.). По завершению очистки закрытого водоема 1 от мусора краном 4 открывают отток жидкости из закрытого водоема 1, а отверстия 7 (фиг. 1 и 2) закрывают поворотом шибера 8 (фиг. 1) вокруг петли 10, закрывая фиксатор 11, или сдвигом шибера 8 (фиг. 2) при помощи ручки 13, сдвигая по направляющим 12. Отбор жидкости через Г-образный отвод 5 (фиг. 1) трубы 2 из закрытого водоема 1 возобновляется, а уровень 18 в закрытом водоеме 1 возвращается в начальное состояние. При заполнении съемную корзину 9 с полозьев, упоров или т.п. снимают и очищают, после чего устанавливают на место. Каждый раз при необходимости (определятся визуально) процесс очистки поверхности закрытого водоема 1 от плавающего мусора повторяют.

При наличии на поверхности закрытого водоема 1 (фиг. 1) большого количества крупного плавающего мусора, проходящего в трубу 2, корзину 9 изготавливают из съемных секций 14 и 15, последовательно установленных от слива 6. Между сливом 6 и корзиной 9 устанавливают дополнительный фильтрующий крупный мусор щит 16 с продольными верхними направляющими, конец 17 которого располагают над дальней от слива 6 секцией 15 корзины 9. Когда жидкость с поверхности закрытого водоема 1 вместе с мусором будет стекать через слив 6 трубы 2 и съемную корзину 9 в сливной водоем 3, предварительно проходя через щит 16, на котором задерживается крупный мусор, а остальной мусор проходит через щит в секцию 14, где задерживается. Крупный мусор потоком жидкости из слива 6 по продольным верхним направляющим щита 16 смывается к его концу 17 и далее в дальнюю от слива 6 секцию 15 корзины 9, где задерживается перед попаданием в сливной водоем 3. В результате крупный мусор отфильтровывается щитом 16 от остального мусора, не допуская быстрого засорения секции 14 корзины 9. При заполнении секции 15 съемной корзины 9 ее с полозьев, упоров или т.п. снимают и очищают, после чего устанавливают на место.

Предлагаемое устройство для очистки плавающего мусора с поверхности водоема позволяет упростить и удешевить конструкцию за счет исключения обслуживаемых деталей и конструктивных элементов, которые потребляют энергию, что в совокупности приводит к упрощению и удешевлению изготовления и обслуживания.