Zariadenie na zber a spôsob zberu znečisťujúcich látok plávajúcich na hladine vody

Číslo patentu: U 6628

Dátum: 02.12.2013

Autori: Ďurčo Dušan, Horáček Peter, Švasta Boris

Je ešte 6 strán.

Pozerať všetko strany alebo stiahnuť PDF súbor.

Text

Pozerať všetko

Technické riešenie sa týka zariadenia na zber a spôsobu zberu znečisťujúcich látok plávajúcich na hladine vody.Na oddelenie znečisťujúcich látok plávajúcich na hladine vody sa v súčasnosti používa viacero zariadení a spôsobov, ktoré vyžadujú, aby sa znečistená voda preliala alebo prečerpala do zariadenia, ktoré následne znečisťujúce látky oddelí od vody, a to chemicky alebo fyzikálne.V prípadoch, ked je preliatie alebo prečerpanie zložité alebo úplne nemožné (nádrž, bazén, jazero, rieka,more), alebo znečisťujúcou látkou je iná kvapalina, používajú sa nasledujúce spôsobyNa hladinu vody s vrstvou znečisťujúcej látky sa rozsype absorpčná látka vhodnej štruktúry, ktorú je po naabsorbovaní nutné pozbierať mechanickým spôsobom (sito s veľkosťou oka podľa frakcie absorpčnej látky, lopaty, ľubovoľné nádoby a pod.). Ďalšie spracovanie naabsorbovanej látkyje problematické, bežne sa likviduje spaľovaním, čo je ekologicky nevhodné. Kontaminovaná absorpčná látka je nebezpečným odpadom.Na hladinu vody s vrstvou znečisťujúcej látky sa položí špeciálne, plávajúce čerpadlo (hasičské) so zbemou nádobou a nastaviteľnou prepadovou hranou, cez ktorú preteká zmes vody a znečisťujúcej látky z hladiny do zbemej nádoby a odtiaľ je čerpadlem prečerpávaná do zásobníka. So znečisťujúcou látkou preteká cez prepadovú hranu aj množstvo vody (od 50 až do viac ako 90 ), pričom pomer závisí od hrúbky vrstvy znečisťujúcej látky a stupňa vlnenia hladiny vody. Toto zariadenie nemôže pracovať vo veľmi malých vrstvách vody alebo pri veľmi tenkých vrstvách znečisťujúcej látky, najmä ak znečisťujúcou látkou je iná kvapalina. Pomer vody v takejto zmesi je vysoký, preto je potrebná ďalšia separácia, ktorú zvyčajne nie je možné vykonať na mieste a preto je nutné prevážať veľké objemy vody na miesto ďalšieho spracovania, čo prináša okrem iných nevýhod najmä vysoké náklady.Na hladinu vody s vrstvou znečisťujúcej látky pripláva špeciálne plavidlo konštruované len na tieto účely. Plavidlo má zbemú komoru, do ktorej cez prepadovú hranu V prove plavidla preteká zmes znečisťuj úcej látky a vody z hladiny. Z komory je zmes čerpadlom prečerpávaná do separátora, ktorý je súčasťou plavidla. Odseparovane znečisťujúce látky a voda majú samostatné nádrže aje možné odčerpať ich z plavidla do inej nádrže, prípadne tankera a vodu vypustiť z plavidla. So znečisťujúcou látkou preteká cez prepadovú hranu aj množstvo vody (od 50 až do viac ako 90 ), pričom pomer závisí od hrúbky vrstvy znečisťujúcej látky a stupňa vlnenia hladiny vody. Toto zariadenie nemôže pracovať pri hĺbkach menších, ako je ponor plavidla(zvyčajne viac ako 1,5 m) a veľmi obmedzene pracuje pri veľmi tenkých vrstvách znečisťujúcej látky. Je nebezpečné pracovať so zariadením na rieke pri brehu. Plavidlo sa musí celé premiestňovať za pohybujúcim sa znečistením hladiny a smerovo sa orientovať provou proti smeru pohybu znečistenia.Veľké hrúbky znečisťujúcej látky plávajúcej na hladine vody sa zberajú klasickým odčerpávaním. Touto metódou nie je možné odčerpať všetku znečisťujúcu látku. Malé hrúbky znečisťujúcej látky na hladine vody je možné odčerpať pri odčerpaní veľkého množstva vody.Uvedené nedostatky a obmedzenia odstraňuje navrhované technické riešenie, zariadenie na zber znečisťujúcich látok plávajúcích na hladine vody a spôsob zberu znečisťujúcich látok plávajúcich na hladine vody. Zariadenie na zber znečisťujúcich látok obsahuje vývevu, zbemú nádrž a nasávací prvok, ktorý obsahuje polohovací prvok, Výstupný otvor a nasávací otvor. Nasávací prvok ďalej obsahuje nábehovú plochu, ktorá sa dotýka rovíny ponoru alebo pretina rovinu ponoru, a to bud vnútri nasávacíeho prvku alebo mimo vnútra nasávacíeho prvku. Návodná strana nábehovej plochy zviera s rovinou ponoru nad rovinou ponoru uhol u od 95 ° do l 80 °. Výveva je priamo alebo pomocou spojovacieho prvku spojiteľná s výstupným otvorom nasávacíeho prvku tak, aby výveva mohla v nasávacom prvku vytvoriť podtlak. Výstupný otvor je bud nad rovinou ponoru v tej časti nasávacíeho prvku, kde je nábehová plocha nad rovinou ponoru, alebo je pod nábehovou plochou. Polohovací prvok zabezpečuje, že nasávací prvok je spôsobilý na polohovanie proti hladine vody tak, aby rovina ponoru zhodná so znečistenou hladinou vody prechádzala nasávacím otvorom alebo aby sa rovina ponoru dotýkala spodnej hrany nasávacíeho otvoru.Pri takomto usporiadaní výveva bežnej konštrukcie vytvára V nasávacom prvku podtlak vzduchu, ktorý je potrebný na docielenie intenzívneho prúdenia vzduchu nasávacím prvkom ponad hladinu vody. Pri umiestnení nasávacíeho prvku na vodu znečistenú plàvaj úcirni látkami podtlak v nasávacom prvku spôsobuje prúdenie vzduchu cez nasávací otvor ponad znečisťujúce látky na hladine vody, ktoré sa vplyvom aerodynamických síl posúvajú po hladine vody na nábehovú plochu nasávacíeho prvku.Je výhodné, ak nábehová plocha prechádza spodnou hranou nasávacieho otvoru alebo začína na spodnej hrane nasávacieho otvoru, a/alebo nábehová plocha prechádza spodnou hranou výstupného otvoru alebo končí na spodnej hrane výstupného otvoru.Je tiež výhodné, ak spojovací prvok zahŕňa zbemú nádrž, ktorá je spojená s výstupným otvorom nasávacieho prvku a so vstupným otvorom vývevy.Pri najvýhodnejšom uskutočnení návodná strana nábehovej plochy zviera s rovinou ponoru nad rovinou ponoru uhol a od l 45 ° do l 70 °.Polohovacím prvkom nasávacieho prvku proti hladine vody môžu byť plaváky upevnené o nasávací prvok alebo plaváky, ktoré sú súčasťou nasávacieho prvku, alebo mechanický spoj s iným plávajúcim prvkom, alebo plavidlom, alebo mechanický spoj s pevným predmetom, ktorého poloha proti znečistenej hladine vody je stála, alebo držadlo na uchopenie ľudskou obsluhou, alebo stojan položený na dne pod znečistenou hladinou, na ktorom je polohovaný nasávací prvok.S vývevou alebo zbemou nádržou môže byť paralelne spojených viac nasávacích prvkov.Je výhodné, ak nasávaci otvor obsahuje aspoň jeden aerodynamický prvok umiestnený na homej hrane nasávacieho otvoru, predlžujúci nasávací otvor nad znečistenú hladinu vody.Priesečnñ( nasávacieho otvoru nasávacieho prvku s rovinou ponoru môže mať tvar úsečky, ľubovoľnej otvorenej krivky alebo ľubovoľnej uzatvorenej krivky.Je výhodné, ak s výstupom nasávacieho prvku je spojený vstup separátora vzduch - kvapalina, ktorého kvapalinový výstup je spojený so zbemou nádržou a druhý, vzduchový výstup je spojený s vývevou.Na kvapalinový výstup takéhoto separátora môže byť umiestnený separátor oddeľujúcí vodu od znečisťujúcich látok nasatých spolu s vodou, ktorý má dva výstupy. Jeden výstup na vodu je zaústený do zbemej nádrže vody a druhý výstup je zaústený do zbemej nádrže na znečisťujúce látky pozbierané na hladine vody. Pri výhodnom uskutočnení nasávací prvok, zbemé nádrže, separátor vzduch - kvapalina, separátor oddeľujúcí vodu od znečisťujúcich látok a výveva, sújeden celok plávajúci na hladine vody.Spôsob zberu znečisťujúcich látok plávajúcich na hladine vody využíva opísané zariadenie na zber znečisťujúcich látok, ktoré je polohovateľné proti hladine vody tak, aby rovina ponoru zhodná so znečistenou hladinou vody prechádzala nasávaclm otvorom alebo aby sa rovina ponoru dotýkala spodnej hrany nasávacieho otvoru a/alebo nábehovej plochy.Navrhované technické riešenie má viacero výhod a niektoré vlastnosti, nedosíahnuteľné použitím riešení súčasného stavu techniky.Znečisťujúce látky plávajúce na hladine vody je možné zobrať bez použitia prídavných materiálov, s minimálnym podielom vody v pozberanej kvapaline (0 až 50 - podľa hrúbky vrstvy na hladine a stupňa vlnenia hladiny), aj z vody veľmi malej hlbky (niekoľko mm) a aj v prípade jednomolekulovej vrstvy kvapaliny na hladine vody.Zariadenie pracujúce s použitím navrhovaného technického riešenia nevyžaduje žiadne ďalšie zariadenia s výnimkou zariadeni na odvoz pozbieranej znečisťujúcej látky. Ich činnosť je možné do veľkej miery automatizovať a sú schopné pracovať nepretržite a samočinne, len s dozorom. Z uvedených dôvodov sú náklady a čas potrebný na vykonanie predmetnej činnosti minimalizované.Zariadenie podľa tohto technického riešenia je možné použiť na tečúcej vode s použitím len jednej nornej steny, nakoľko odsávaním znečisťujúcej látky plávajúcej na hladine vody v blízkosti steny je zamedzené podtečeniu zberanej znečisťujúcej látky popod nomú stenu, čo je bežný jav pri použití súčasného stavu techniky, a preto je nutné stavať viac nomých stien po prúde vody za sebou. Je ho možné použiť aj na zvlnenej vodnej hladine, ak je nasávací prvok plávajúci, bez toho, aby sa zásadne zvýšil podiel vody v odobratej kvapaline. Použitím sústavy plávajúcich nasávacích prvkov je možné vykonať predmetnú činnosť aj na rozbúrenej morskej hladine.Použitie zariadenia podľa tohto technického riešenia je technicky možné vo veľkom rozsahu výkonov vyadrujúcich množstvo kvapaliny oddelenej a odobratej z hladiny vody, od niekoľko lit./hod. do tisicov m /hod., pričom je veľmi priaznivý pomer medzi príkonom potrebným na činnosť zariadenia a jeho výkonom, približne 0,5 kW príkonu pre pracovný výkon l m 3/hod., to je 0,5 kWh/ms oddelenej a odobratej kvapaliny rozliatej na hladine vody.Prehľad obrázkov na výkresochObr, l zobrazuje blokovú schému zariadenia na zber mečisťujúcich látok plávajúcich na hladine vody obsahujúceho vývevu g, zbemú nádrž g a nasávací prvok l, obsahujúci polohovací prvok Q, Výstupný otvor M, nasávací otvor a nábehovú plochu Q, ktorá pretína rovinu ponoru H vnútri nasávacieho prvku l,výveva 1 je pomocou spojovacieho prvku Q spojená s výstupným otvorom ü nasávacieho prvku L a Výstupný otvor g je nad rovinou ponoru H V tej časti nasávacieho prvku l, kde je nábehová plocha Q nad rovinou ponoru E.Obr. 2 zobrazuje blokovú schému zariadenia podľa príkladu uskutočnenia l.Obr. 3 zobrazuje blokovú schému zariadenia podľa príkladu uskutočnenia 2.Obr. 4 zobrazuje blokovú schému zariadenia podľa príkladu uskutočnenia 3.Obr. 5 zobrazuje blokovú schému zariadenia podľa príkladu uskutočnenia 4.Obr. 6 zobrazuje blokovú schému zariadenia podľa príkladu uskutočnenia 5.Obr. 7 zobrazuje blokovú schému zariadenia podľa príkladu uskutočnenia 5 a detail priesečníka nasávacieho otvoru g nasávacieho prvku l s rovinou ponoru g.Obr. 8 zobrazuje blokovú schému zariadenia podľa príkladu uskutočnenia 6 a detail priesečníka nasávacieho otvoru g nasávacieho prvku L s rovinou ponoru g.Obr. 9 zobrazuje blokovú schému zariadenia podľa príkladu uskutočnenia 7 a detail priesečníka nasávacieho otvoru g nasávacieho prvku 1 s rovinou ponoru g.Obr. 10 zobrazuje blokovú schému zariadenia podľa príkladu uskutočnenia 8.Bolo zhotovené zariadenie na zber znečisťujúcich látok plávajúcich na hladine vody podľa tohto technického riešenia, určené na likvidáciu lokálneho znečistenia vody tekutinami menšej memej hmotnosti ako voda, hlavne ropnými produktmi.Zariadenie pozostáva z dvoch samostatných konštrukčných celkov, nasávacieho prvku j a strojovne. Strojovňa obsahuje zbemú nádrž g s bezpečnostným spínačom naplnenia a elektricky poháňanú vývevu i odolnú proti prímesi agreslvnych kvapalín. Výveva gje pomocou spojovacieho prvku Q spojiteľná s výstupným otvorom g nasávacieho prvku 1. Spoj ovacím prvkom Qje hadica s rýchlospojkami.Nasávací prvok l je vybavený polohovacim prvkom g - držadlom na uchopenie ľudskou obsluhou. Ľudská obsluha prostredníctvom držadla zabezpečuje, že nasávací prvok i je spôsobilý na polohovanie proti hladine vody tak, aby rovina ponoru g zhodná so znečistenou hladinou vody prechádzala nasávacím otvorom 11 alebo aby sa rovina ponoru g dotýkala spodnej hrany nasávacieho otvoru g. Na tieto účely je na nasávacom prvku l vyznačená homá a dolná hranica možnej roviny ponoru g. Priesečník nasávacieho otvoru g nasávacieho prvku 1 s rovinou ponoru g má tvar úsečky.Nasávací prvok 1 obsahuje nábehovú plochu lg, ktorá pretína rovinu ponoru g vnútri nasávacieho prvku 1 a návodná strana nábehovej plochy g zviera s rovinou ponoru g nad rovinou ponoru g uhol a l 65 °. Nábehová plocha g prechádza spodnou hranou nasávacieho otvoru g. Najnižší bod nábehovej plochy gje 3 mm pod hladinou ponoru g a najvyšší bod nábehovej plochy g je 22 mm nad hladinou ponoru g. Nasávací otvor 11 je vybavený aerodynamickým prvkom g umiestneným na homej hrane nasávacieho otvoru g na zvýšenie účinnosti.Výstupný otvor g má vodorovnú os. Výstupný otvor g je nad rovinou ponoru g v tej časti nasávacieho prvku l, kde je nábehová plocha g nad rovinou ponoru g.Ak množstvo zberanej nečistoty presiahne objem zbemej nádrže g, po vypnutí nasávaniaje možné zbemú nádrž g Vyprázdniť cez výpustný ventil a pokračovať v zbere znečistenia. Nasávacím prvkom L je možné ručným polohovaním zberať nečistoty z ľubovoľncj vodnej plochy, dostupnej ľudskej obsluhe alebo položením na dno zberať znečistenie z veľmi malej hĺbky vody od 3 mm.Činnosť zariadenia vyžaduje pripojenie na elektrickú sieť alebo prenosnú elektrocentrálu. Vyhotovenie zariadeniaje možné na ľubovoľné napätie a frekvenciu siete, podľa krajiny použitia. Technologický výkon mriadenia je 2 000 lit./hod. znečistenia pozberaného z hladiny vody. Inštalovaný výkon je 0,8 kW. Zariadenie je určené na prepravu na miesto znečistenia v bežnom vozidle typu combi, pick up, van, oflřoad a pod.Bolo zhotovené zariadenie na zber znečisťujúcich látok plávajúcích na hladine vody podľa príkladu l. Nábehová plocha g nasávacieho prvku L začína na spodnej hrane nasávacieho otvoru g. Nábehová plocha g sa dotýka roviny ponoru g a návodná strana nábehovej plochy g zviera s rovinou ponoru g nad rovinou ponoru g uhol a l 80 °. Výstupný otvor g má vodorovnú os a nábehová plocha 12 končí na spodnej hrane výstupného otvoru g. Spojovací prvok Q zahŕňa zbemú nádrž g, ktorá je spojená s výstupným otvorom g nasávacieho prvku l a so vstupným otvorom vývevy g.Bolo zhotovené zariadenie na zber znečisťujúcich látok plávajúcich na hladine vody podľa príkladu l. Výveva 3 je priamo spojená s výstupným otvorom Q nasávacieho prvku l. Výveva ą je spojená so zbemou nádržou g pomocou hadice.Bolo zhotovené zariadenie na zber znečisťujúcich látok plávajúcich na hladine vody podľa príkladu l. Nábehová plocha Q nasávacieho prvku l prechádza spodnou hranou nasávacieho otvoru g a pretína rovinu ponoru g mimo vnútra nasávacieho prvku l a to pred vstupom nábehovej plochy dovnútra nasávacieho prvku l. Nasávací otvor g nieje vybavený aerodynamickým prvkom Q.Bolo zhotovené zariadenie na zber znečisťujúcich látok plávajúcich na hladine vody podľa príkladu l. Výstupný otvor Q má zvislú os a je nad nábehovou plochou Q, v časti nad rovinou ponoru g, pričom koniec nábehovej plochy Q nie je spojený s výstupným otvorom Q. Polohovacím prvkom Qje stojan položený na dne pod znečistenou hladinou, na ktorom sú upevnené nasávací prvok l, výveva 3 aj zbemá nádrž g.Bolo zhotovené zariadenie na zber znečisťujúcich látok plávajúcich na hladine vody podľa tohto technického riešenia, určené na likvidáciu ropných havárií na stredne veľkých vodných plochách a vodných tokoch.Zariadenie pozostáva z plávajúceho nasávacieho prvku l a strojovne ako nadstavby nákladného vozidla. Nasávací prvok 1 má ako polohovací prvok Q použité plaváky. Priesečník nasávacieho otvoru Q nasávacieho prvku l s rovinou ponoru g má tvar štvrťkružnice. Nasávací prvok l obsahuje nábehovú plochu Q, ktorá pretína rovinu ponoru g vnútri nasávacieho prvku 1 vo výške 20 cm nad najnižším bodom nábehovej plochy Q a návodná strana nábehovej plochy Q zviera s rovinou ponoru g nad rovinou ponoru g uhol a l 58 °. Nasávací otvor g je vybavený aerodynamickým prvkom j umiestneným na homej hrane nasávacieho otvoru ll.Výstupný otvor Q má os rovnobežnú s hladinou ponoru g a nábehová plocha Q sa dotýka spodnej hrany výstupného otvoru H v najvyššej častí nad rovinou ponoru g a to vo výške 20 cm nad rovinou ponoru g. Výstupný otvor l 4 nasávacieho prvku 1 je vybavený rýchlospojkou na ripojenie nasávacej hadice. Nasávací prvok l je určený na pokojnú hladinu, alebo mieme vlnenie do výšky v n 20 cm.Strojovňa je jeden konštrukčný celok, ktorý sa samočinne nivelizuje do vodorovnej polohy bez ohľadu na polohu vozidla, čo je potrebné pre činnosť separátora i. Strojovňa obsahuje separátor A vzduch - kvapalina,ktorý má na vstupe rýchlospojku na spojenie so spojovacím prvkom 6 - nasávacou hadicou od nasávacieho prvku l, motorom poháňanú vývevu g, ktorej vstup je spojený so vzduchovým výstupom separátora i a výstup je vyvedený žalúziou do vzduchu, separátor i oddeľujúci vodu od pozbieraných mečisťuj úcich látok. Na kvapalinový výstup separátora i je umiestnený separátor 5 oddeľujúci vodu od znečisťujúcich látok nasatých spolu s vodou, ktorý má dva výstupy, jeden výstup na vodu je zaústený do zbernej nádrže Q vody a druhý výstup je zaústený do zbemej nádrže 22 na znečisťujúce látky.Zbemé nádrže 2 l a Q sú súčasťou strojovne a sú vybavené čerpadlami na priebežné prečerpávanie do extemých nádrží, tak aby zariadenie mohlo pracovať nepretržite aj v prípade, že objem zberaného znečistenia je väčší ako objem zbemej nádrže 22.Strojovňa je nadstavba na nákladné vozidlo určené do ťažkých terénnych podmienok, je autonómna,poháňaná dieselovým motorom 50 kW, Technologický výkon zariadenia je 100 000 liL/hod. ropných produktov oddelených a pozbieraných na vodnej hladine. Spaľovacím motorom nadstavby je cez spojku priamo poháňaná Výveva 3 a altemátor 24 V DC. Elektrický systém nadstavby je určený na nivelízáciu nadstavby a riadiaci systém technológie. Technologický proces je automatický, riadený PLC systémom so snímačmi prevádzkových stavov a hodnôt, Chod celej technológie je automatický a nevyžaduje obsluhu. Pracovné sily sú potrebné pred začatím práce na polohovanie nasávacieho prvku L na vhodné miesto vodnej plochy, spojenie nasávacieho prvku l so vstupom separátora i hadicami a spojenie výtlačných hadíc so zbemými nádržami zl a Q, počas práce na prípadné prekladanie výtlačných hadíc a odvoz plných cisterien, po ukončení práce na naloženie nasávacej hubice, nasávacích a výtlačných hadíc na vozidlo. Na vodných tokoch veľkej šírky je vhodné použitie nomých stien.Príklad 7 Bolo zhotovené zariadenie na zber znečisťujúcich látok plávajúcich na hladine vody podľa príkladu 6,pričom nasávací prvok 1 a strojovňa obsahujúca zbemé nádrže Q a Q separátor 3, separátor g a vývevu ą sú

MPK / Značky

MPK: B63B 35/32, E02B 15/10

Značky: zariadenie, zberu, látok, znečisťujúcich, plávajúcich, spôsob, hladině

Odkaz

<a href="http://skpatents.com/14-u6628-zariadenie-na-zber-a-sposob-zberu-znecistujucich-latok-plavajucich-na-hladine-vody.html" rel="bookmark" title="Databáza patentov Slovenska">Zariadenie na zber a spôsob zberu znečisťujúcich látok plávajúcich na hladine vody</a>

Podobne patenty