ИННОВАЦИИ БИЗНЕСУ

Результат выполнения НИР

Экологические катастрофы, связанные с утечками различных жидкостей, требуют быстрого устранения их последствий. Это нефть, кислоты и другие агрессивные жидкости. В настоящее время достаточно эффективных средств не существует. Предшествующие работы связаны с процессами, например, сбора с поверхности воды пленки постоянной толщины с помощью абсорбентов. При этом требуется стационарная ультразвуковая аппаратура (данные - Интернет). Существуют также различного рода нейтрализаторы агрессивных сред, которые не годны в быстром применении или в силу используемых химических реакций приводят к образованию хотя и нейтральных, но все же загрязняющих соединений. Для быстрого устранения последствий экологических катастроф, связанных с разлитием жидкостей, разработаны устройства, представляющие собой легкие, компактные, всасывающие камеры, которые, создавая разрежение внутри своей конструкции, собирают разлитые или разливающиеся жидкости. Используемые материалы имеют низкую стоимость и химическую инертность (аналог - пластмассы, используемые при изготовлении разовых шприцев для инъекций). После сбора разлившихся жидкостей, если они имеют органическое происхождение (например, нефть), возможно и целесообразно вторичное их использование (это касается и других жидкостей, в том числе неорганических). Создаваемое разрежение в конструкции камеры обусловлено применением реагентов, имеющих также низкую цену. Например, пищевая содаnа ₂СО ₃ и борная кислота, или сода и ацетилсалициловая кислота. Такое сочетание смеси сухих компонентов при смачивании водой ведет к выделению углекислого газа - соединения нейтрального и пожаробезопасного.

Схемы двух типов камер представлены на рисунках 1 и 2.

Рисунок 1 - Универсальная камера

Рисунок 2 - Камера специального назначения

В рамках поставленной проблемы существенной является задача ориентации всасывающего отверстия по отношению к собираемой жидкости. Необходимая ориентация осуществляется смещением центра тяжести конструкции к собирающему отверстию. Размер отверстия подбирается экспериментальным путем и исключает вытекание жидкости после ее сбора. Необходимая жесткость конструкции обеспечивается небольшим избыточным давлением во внешней оболочке камеры после ее срабатывания. Стратегическая задача использования подобного метода состоит в возможности иметь запас таких ёмкостей на каждом носителе жидкости с предполагаемым запасом по объему в 1,5 раза превышающем объем цистерны. Возможна доставка собирающих ёмкостей к месту аварии подходящим транспортом. В обоих случаях требуется компактность и легкость конструкций, а также требуется разработка и применение специальных контейнеров, позволяющих привести камеры в рабочее состояние.

Работа камеры осуществляется следующим образом. Для приведения ее в действие крышка 1 досылается вниз до упора, выбирая технологический зазор. Толкатель 10 при этом проваливает разделительное кольцо 5, и вода 9 поступает к смеси 8. Начинающаяся химическая реакция выделяет газ, создающий избыточное давление внутри оболочки 2, заставляя ее расправляться. Крышка начинает движение вверх, создавая в полости 11 разряжение. Жидкость (собираемая среда), в которой находится камера, поступает через отверстие 12 в днище 3 в полость. Кольца 4 служат для герметизации оболочек и удержания разделительного кольца.

Материал камеры имеет удельный вес и запас воздуха в сложенном состоянии в полости, позволяющие оставаться ей на плаву в любых средах, что необходимо для последующего сбора заполненных камер.

Применение универсальных камер требует специальных контейнеров для приведения в действие их исполнительного механизма.

По механизму действия камера специального назначения аналогична универсальной. Крышка 1 установлена до упора в корпус 2. Камера имеет заряд сухого вещества 3, которое реагирует только с собираемой жидкостью с выделением какого-либо газа. По мере разжижения вещества шарик под действием веса и давления начинающего выделяться газа опускается к отверстию 5 и закрывает его. Ранее выделяющийся газ идет только внутрь наружной оболочки, расправляя ее, и агрессивная жидкость, как и в предыдущем случае через отверстие 6 заполняет полость 7.

Рисунок 3 - Контейнер для хранения и приведения в рабочее состояние всасывающих камер

В качестве модели устройства, обеспечивающего хранение и приведение всасывающих камер в рабочее состояние, можно рассматривать контейнер, схематично представленный на рисунке 3. Контейнер выполнен из легких и дешевых пластмасс.

Работа контейнера осуществляется следующим образом. При вращении штурвала 1 донце 4 с помощью резьбового винта 3 поднимается вверх и сжимает камеры 5, приводя их в рабочее состояние, как было описано выше. При обратном вращении штурвала донце спадает с винта и открывает днище контейнера, повисая на тросе 6. Камеры высыпаются.

Подобный контейнер можно использовать многократно. Ход донца вверх определяется числом рядов камер, расположенных в контейнере, и величиной технологического зазора(рисунок 1) и равен их произведению. Совершенно очевидна разница двух предлагаемых способов. Наибольшая простота камер специального назначения не требующая для хранения специальных контейнеров и универсальность камер первого типа.