专利名称：油水分离装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种即可清除水面油类污染；又可以回收水面油类的环境保护装置。
目前，处理水面油类污染和回收水面油类已经引起环境保护专家，生态学家的普遍关注，也引起了西方各国绿党和绿色和平组织的重视。但是他们只是从生态学和环境保护科学的角度唤醒人们对环境污染引起注意，并没有采取积极有效的手段来对付已经发生了的在世界性水体油类污染。绿色和平组织在原油泄漏现场使用人工打涝的原始手段清除污染，回收原油就是明证(见中央电视《新闻联播》)。
日本是一个资源贫乏的国家，作为能源之一的石油，70％的原油依赖从中东到日本的海路运输。油轮原油泄漏事件时有发生。为此，三菱重工业公司开发了一种石油回收母船。现将1993年4月27日《参考消息》七版上的一条消息抄录如下高效回收海上流油母船《日本工业新闻》4月17日报道题三菱重工业公司开发石油回收母船。
三菱重工业公司开发了可以高效回收流到海洋上石油的母船。这艘船平时可以做运输重型货物或车辆的货船，在用于石油回收作业时，在开阔的甲板上装载必要的器材驶往出事现场。
这艘船全长150米，宽32米，载重1万吨。在宽阔的甲板上载着石油栅栏，石油回收器和小型做业船等直接驶往石油溢出现场。到达现场后，用小型船设置石油栅栏后，母船用泵抽吸水面上的石油。对于以前回收有困难的高粘度奶油冻状原油，使用分散剂以后，也可以从海面除去。
这艘船安装的发动机可以使船的速度高达18节，平时可以做货船利用。以上资料就是有关清除水面油类污染并回收水面油类这一领域少有可怜的信息和资料。
三菱重工业公司开发的这种回收母船对视海上石油运输为生命线的日本来说，确实可以算是一种福音，因为它可以应付油轮的外泄事故，所以号称“高效”。但是，它仍然不能成为一种专用设备，因为它有以下几种缺陷与不足1.体积庞大笨重，机械化程度不高，运行机制比较原始，劳动强度较大；2.缺少油水分离这一重要的中间环节，势必导致两种可能要么清除掉所有的浮油，连同大量的水——不纯；要么尽量少吸入水，扔掉较薄的油层——不净；3.不适宜在大面积薄油层污染水面使用，如应付江河湖泊自然水体的油类污染；4.不适宜在小规模突发性污染现场使用，如应付大陆架钻井平台的井喷之类；5.只有回收浮油的功利主义目的，没有保持自然水体生态平衡、保护环境的环境保护意识。
本实用新型的目的是提供一种油水分离装置，它既能清除水面油类污染，又可以回收污染水面的油类。
本实用新型的目的是这样实现的钢制浮桶式双连船体中间后部，设置由柴油发电机组供电系统、柴油发动组推进系统及船舶控制系统组成的总控制室，总控制室与泵之间敷设必要的电连接。
将以下能够产生乙涡效应的进口垂直导流板、进口垂直导流板支架固定在船体的最前端；进口活动水平导流板与前蜗壳底板进口一侧穿轴连接并通了进口活动水平导流板操纵杆控制进入前蜗克内油水混合物中油和水的比值；前蜗壳由前蜗壳顶板、前蜗壳进口右侧板、前蜗壳进口左侧板、弧形侧板、前蜗壳底板和前蜗壳自动逆止排水阀焊接而成，固定在双连船体中间最前端；粗选泵用螺栓固定在前蜗壳顶板上，粗选泵进口管道伸入前蜗壳中部产生第一个乙种液体涡状存在的适当部位；粗选泵出口管道在切线方向与圆顶矩形底连接管后蜗壳进口对接；后蜗壳固定在前蜗壳后双连船体中间的横向槽钢上；后蜗壳由圆顶矩形底连接管后蜗壳进口、后蜗壳顶板、后蜗壳侧板、后蜗壳进口底板、后蜗壳锥形底板、后蜗壳圆形底板焊接而成；精选泵用螺栓固定与后蜗壳顶板上，精选泵进口管道伸入后蜗壳中部第二次产生乙种液体的涡状存在中的适当部位，精选泵出口管道与重力分离塔切线方向进口对接；重力分离塔由塔体、切线方向进口管道、手动排水阀、油位水位显示玻动管、切线方向出口管道组装而成，用螺栓固定在后蜗壳后面，双连船体中间的横向槽钢上；溢油管与重力分离塔切线方向出口对接，用螺栓和管卡固定溢油管支架上，溢油管出口正对储罐进口；储罐由罐体、罐体内半封闭间隔、储罐进口、储罐出口焊接而成，顺卧在与拖船横向槽钢焊接在一起的弧形罐体支座上；横贯罐体上方两端均焊接着螺杆的钢圈与支座用螺栏旋紧；为操作安全起见，在船体上敷设木甲板，在双连船四周设置护拦。
这样，当本装置驶入油类污染水面时，进口垂直导流板就可以把较宽水面的浮油汇集到较窄的前蜗壳进口，从而增加了油层的厚度，而通过操纵杆控制进口活动水平导流板的水平高度，就可以尽量增大进入前蜗壳内油水混合物中油的比值；前蜗壳呈“R”字型，是利用船体前进产生的动能和由前蜗壳内外水位不同而产生的势能产生第一个乙种液体涡状存在的地方；粗选泵不断的把乙涡中含有少量水份的油类从切线方向泵入后蜗壳，而水则通过自动逆止排水阀排到蜗壳外面，使蜗壳内保持一个运动中的平衡。
后蜗壳是产是第二个乙种液体涡状存在的地方因为粗选泵泵入后蜗壳里的油水混合物中只有少量的水，所以第二个乙涡要比第一个乙涡大得多、纯净得多，所以，精选泵就起到精选的作用，把纯净得多的油类从切线方向泵入重力分离塔；精选油类在重力分离塔内产生第三个乙种液体的涡状存在，由于塔体较高而且比较狭窄、微量的水则集中到塔的内壁，在旋转上升的过程中，比重较大的水则顺着塔体内壁集中到塔底；而滞留在后蜗壳内的少量的水可以在停机前通过精选泵泵入重力分离塔，与塔内分离出来的微量的水一道通过手动排水阀排出塔外，排水时注意观察设置在塔外与塔连通的油位水位显示玻璃管，尽量留下少量的水在塔底，以免油与水一起排到船体外面造成二次污染；而纯净的油则从溢油管溢入储罐，这就最终完成了油水分离的全过程。
之所以这样设计油水分离装置，是固为只有这样才能充分利用乙涡效应进行油水分离。
所谓乙涡效应，是我在实验中发现的一种物理现象。乙涡效应应当这样陈述比重不同的甲乙两种不能产生化学反应的液体混合物，在静态或相对静态时，由于比重不同，比重较大的甲种液体就会沉在下面、而比重较小的乙种液体则浮在上面，形成一种均匀的膜或层。
当这种液体混合物受到一定的力，从切线方向水平进入蜗壳状容器，就会在重力、离心力和表面张力的综合作用下，产生乙涡效应。即产生由比重较大的甲种液体在下面形成的曲率较大的凹面和由比重较小的乙种液体在上面形成的曲率较小的凹面组成的乙种液体的涡状存在(简称乙涡)。在乙种液体的涡状存在，即乙涡中，乙种液体的厚度要比没有发生乙涡效应时的厚度要厚出几倍、几十位乃至几百倍。
实验证明乙涡(Y)的大小与两种液体混合物所受的平行于液面的旋传的力(L)的大小成正比；与甲乙两种液体混合物中乙种液体(Y1)的含量成正比，与甲乙两种液体混合物中甲种液体(J)的含量成反比，写成公式就是Y=Y1LJ]]>因此，从乙涡中吸取散落与水面的油类就要比用泵直接从水面吸取浮油的效果好许多倍、纯净许多倍。这就为在水面进行油水分离提供了捷径和充分的理论根据。
因为流体力学上迄今尚没有这一概念，所以我姑且命名为乙涡效应，这是我对流体力学的一点补充。
由于采用上述方案，我们就可以生产出一种理想的油水分离装置，它将具备以下优点1.沏底解决了油水分离这一主要中间环节，能够做到百分之百的清污和回收；2.体积小，重是轻，完全机械化操作，节省人力，劳动强度不大；3.灵活机动，既适于象大陆架钻井平台油井的井喷这种突发性现场使用，也适于大面积薄油层污染现场使用；4.以保护自然水体生态平衡、保护环境，消除水面油类污染为主要目标，回收油类的经济效益处于从属地位，这主要表现在处理大面积薄油层污染水面的时候，这与单纯以回收为目的回收母船是不可同日而语的。
5.回收的油类纯度较高。
以下结合附图和实施例对本实用新型做进一步说明。
图1是本实用新型油水分离装置总图主视图，比例为1∶100；图2是本实用新型油水分离装置总图俯视图，比例为1∶100；图3是前蜗壳乙涡效应示意图主视图，比例为1∶25；图4是前蜗壳乙涡效应示意图俯视图，比例为1∶25；图5是前蜗壳顶板，比例为1∶25；图6是前蜗壳底板，比例为1∶25；图7是前蜗壳进口右侧板，比例为1∶25；图8是前蜗壳进口左侧板，比例为1∶25；图9是前蜗壳弧形侧板，比例为1∶25；
图10是前蜗壳弧形侧板切孔位置图，比例为1∶25；
图11是前蜗壳自动排水阀主视图，比例为1∶25；
图12是前蜗壳自动排水阀俯视图，比例为1∶25；
图13是前蜗壳自动排水阀展开图，比例为1∶25；
图14是后蜗壳顶板，比例为1∶25；
图15是后蜗壳进口底板实长图，比例为1∶20；
图16是后蜗壳进口底板展开图，比例为1∶20；
图17是后蜗壳锥形底板主视图，比例为1∶25；
图18是后蜗壳锥形底板实长图，比例为1∶25；
图19是后蜗壳锥形底板展开图，比例为1∶25；图20是后蜗壳侧板主视图，比例为1∶25；图21是后蜗壳侧板展开图，比例为1∶50；图22是后蜗壳圆形底板，比例为1∶20；图23是后蜗壳主视图，比例为1∶25；图24是后蜗壳俯视图，比例为1∶25。进口垂直导流板、重力分离塔和储罐结构简单，不另附图，可根据总图比例自行制作。
图中，1进口垂直导流板；2进口垂直导流板支架；3进口活动水平导流板；4进口活动水平导流板操纵杆；5前蜗壳顶板；6前蜗壳进口右侧板，7前蜗壳弧形侧板；8前蜗壳进口左侧板；9前蜗壳底板；13前蜗壳自动排水阀，11钢制浮桶式双连船体；12船体横向槽钢；15船体内封闭间隔；14连接槽钢及加强板；15木甲板；18粗选泵进口管道；17粗选泵；18粗选泵出口管道；19圆顶矩形底连接管；20后蜗壳顶板；21后蜗壳侧板；22后蜗壳进口底板；23后蜗壳锥形底板；24后蜗壳圆形底板；25精选泵进口管道；26精选泵；27精选泵出口管道；28重力分离塔切线方向进口；29重力分离塔塔体；30重力分离塔油位水位显示玻璃管，31重力分离塔手动排水阀；32重力分离塔切线方向出口；33溢油管；34总控制室；35柴油发动机组推进系统；36柴油发电机组供电系统；37发电机组与泵之间的必要的电连接；38船舶控制系统；39护拦；40储罐罐体；41罐体弧形支座；42储罐内半封闭间隔；43储罐进口；44储罐出口；45储罐螺旋紧固钢圈；46甲种液体的涡状存在(甲涡)；47乙种液体的涡状存在(乙涡)；48自动排水阀盖板；49直角扇形板；50直角扇形齿盘；51防渗象胶板；52溢油管支架；53穿轴连接用穿轴54螺栓；55对接部件。
实施本实用新型首先按图制造以下部件1.按
图1和图2比例、切割两块进口垂直导流板(1)、两个进口垂直导流板支架(2)；2.按图3和图4比例、切割一块进口活动水平导流板(3)和两块直角扇形板(49)；直角扇形板(49)垂直焊接在进口活动水平导流板(3)两条与直角扇形板(49)半径等长的宽边上，并在左边的直角扇形板(49)的另一直角边上焊接一可以在直角扇形齿盘(50)上任意一定点上固定的进口活动水平导流板操纵杆(4)并将直角扇形齿盘固定在前蜗壳与船体之间的连接板上；使进口活动水平导流板(3)内侧的长边与前蜗壳底板(9)进口一侧穿轴连接；在前蜗壳外侧穿轴连接线两边用螺栓固定一块复盖穿轴连接线隙缝的防渗象胶板(51)。这样，既能防止蜗壳外的水从隙缝渗入前蜗壳、又能通过进口活动水平导流板操纵杆(4)控制进口活动水平导流板上下开合，达到控制进入前蜗壳油水混合物中油和水的比值的目的；3.按图5--
图13切割前蜗壳顶板(5)、前蜗壳右侧板(6)、前蜗壳弧形侧板(7)、前蜗壳进口左侧板(8)、前蜗壳底板(9)、前蜗壳自动排水阀(10)及自动排水阀盖板(48)；按图3图4将这些另件组装焊接成“R”字型前蜗壳；自动排水阀(10)位于前蜗壳后方下部切线位置。未运行时，该阀处于吃水线以下，蜗壳外的水对盖板(48)构成压力，使其处于准封闭状态，运行以后，前蜗壳内的水(甲涡)越积越多，压力超过蜗壳外的压力，该阀盖板(48)自动开启、放出多余的水，直到内外压力持平时，盖板(48)从新恢复到准封闭状态，使前蜗壳内的乙涡保持一种运动中的稳定。
4.按
图14--图22，切割后蜗壳顶板(20)、后蜗壳侧板(21)、后蜗壳进口底板(22)、后蜗壳锥形底板(23)、后蜗壳圆形底板(24)；并经过弯制、焊接成图23和图24所示蜗牛壳状的后蜗壳；后蜗壳进口用圆顶距形底连接管(19)与粗选泵出口(18)对接；5.按
图1和图2比例，切割焊接重力分离塔塔体(29)，在塔体底部设置手动排水阀(31)，在
图1图2所示位置设置切线方向进口(28)、切线方向出口(32)、油位水位显示玻璃管(30)、溢油管(33)及溢油管支架(52)；6.按
图1和图2比例，切割焊接储罐罐体(40)，使其顺卧在与横向槽钢(12)焊接在一起的弧形支座(41)上，将横贯储罐罐体(40)上方的两根钢圈(45)的两端与弧形支座(41)螺栓连接；在罐体前端上部开储罐进口(43)、在罐体后端下部开储罐出口(44)，在罐体内部每隔一定间距垂直焊接一道半封闭间隔(42)。
7.配备功率相当的柴油发电机组(36)和柴油发动机组(35)和船舶控制系统(38)并将这些部件设置在总控制室(34)内；配备粗选泵进口管道(16)、粗选泵(17)粗选泵出口管道(18)、精选泵进口管道(25)、精选泵(26)、精选泵出口管道(27)；8.配备木甲板(15)和护拦(39)；9.计算出以上部件和设备重量的总和，加上船体自重及船体的动态载荷、再加上一定的安全系数，得出双连船体所需之排水量，设计制造出本实用新型所需之双连船体(11)，并在船体内部每隔一定间距，设置全封闭间隔(13)。
然后将这些部件按
图1和图2所示位置，组装到双连船体(11)相应的地方钢制浮桶式双连船体(11)中间后部设置由柴油发电机组供电系统(36)、柴油发动机组推进系统(35)及船舶控制系统(38)组成的总控制室(34)、并与储罐拖船对接，还要敷设必要的与泵之间的电连接(37)。
将以下能够产生乙涡效应的进口垂直导流板(1)、进口垂直导流板支架(2)固定在船体(11)最前端；进口活动水平导流板(3)与前蜗壳底板(9)进口一侧穿轴连接，并通过进口活动水平导流板操纵杆(4)控制进入前蜗壳内油水混合物中油和水的比值；前蜗壳由前蜗壳顶板(5)、前蜗壳进口右侧板(6)、前蜗壳进口左侧板(8)、前蜗壳弧形侧板(7)、前蜗壳底板(9)和前蜗壳自动排水阀(10)焊接而成，固定在双连船体(11)中间最前端；粗选泵(17)用螺栓固定在前蜗壳顶板(5)上，粗选泵进口管道(16)伸入前蜗壳中部产生第一个乙涡的适当部位，粗选泵出口管道(18)在切线方向与圆顶矩形底连接管后蜗壳进口(19)对接；后蜗壳固定在前蜗壳后双连船体中间的横向槽钢(12)上，后蜗壳由圆顶矩形底连接管后蜗壳进口(19)、后蜗壳顶板(20)、后蜗壳侧板(21)、后蜗壳进口底板(22)、后蜗壳锥形底板(23)、后蜗壳圆形底板(24)焊接而成；精选泵(26)用螺栓固定在后蜗壳顶板(20)上，精选泵进口管道(25)伸入后蜗壳中部第二次产生的乙涡的适当部位精选泵出口管道(27)与重力分离塔切线方向进口(28)对接；重力分离塔由塔体(29)、切线方向进口管(28)、手动排水阀(31)、油位水位显示玻璃管(30)、切线方向出口管(32)组装而成；用螺栓固定在后蜗壳后面，双连船体中间的横向槽钢(12)上；溢油管(33)与重力分离塔切线出口(32)对接，用螺栓和管卡固定在溢油管支架(52)上，溢油管出口正对储罐进口(43)；储罐由罐体(40)、罐体内半封闭间隔(42)、储罐进口(43)储罐出口(44)、罐体弧形支座(41)焊接而成顺卧在拖船横向槽钢(12)上，横贯罐体上方两端均焊接着螺杆的钢圈(45)与罐体弧形支座(41)螺栓连接；为操作安全起见，在船体(11)上敷设木甲板(15)，在双连船体(11)四周设置护拦(39)。
权利要求1.一种钢制浮桶式双连船体油水分离装置，双连船体后部设置柴油发动机组推进系统、柴油发电机组供电系统、船舶控制系统，敷设与泵之间必要的电连接，并与储罐拖船对接，其特征在于进口垂直导流板和进口垂直导流板支架固定在船体最前端；进口活动水平导流板与前蜗壳底板进口一侧穿轴连接；并通过进口活动水平导流板操纵杆控制进入前蜗壳内油水混和物中油和水的比值；前蜗壳由前蜗壳顶板，前蜗壳进口右侧板，前蜗壳进口左侧板，弧形侧板，前蜗壳底板和自动排水阀焊接而成，固定在双连船体中间最前端；粗选泵用螺栓固定在前蜗壳顶板上，粗选泵进口管道伸入前蜗壳中部产生第一个乙种液体涡状存在的适当部位，粗造泵出口管道在切线方向与圆顶矩形底连接管后蜗壳进口对接；后蜗壳固定在前蜗壳后面，双连船体中间的横向槽钢上；后蜗壳由圆顶矩形底连接管后蜗壳进口，后蜗壳顶板，后蜗壳侧板，后蜗壳进口底板，后蜗壳锥形底板、后蜗壳圆形底板焊接而成；精选泵用螺栓固定在后蜗壳顶板上，精选泵进口管道伸入后蜗壳中部第二次产生乙种液体涡状存在的适当部位，精选泵出口管道与重力分离塔切线方向进口对接；重力分离塔由塔体，切线方向进口，手动排水阀、油位水位显示玻璃管、切线方向出口和溢油管组装而成，重力分离塔用螺栓固定在后蜗壳后边船体中间的横向槽钢上；溢油管与重力分离塔切线方向出口对接，用螺栓和管卡固定在溢油管支架上，溢油管出口正对储罐进口。
2.根据权利要求1所述的油水分离装置，其特征是直角扇形板垂直焊接在进口活动水平导流板两条与直角扇形板半径等长的宽边上，并在左边的直角扇形板的另一直角边上焊接一可以在直角扇形齿盘上任意一定点固定的操纵杆，并将直角扇形齿盘固定在前蜗壳与船体的连接板上；使活动水平导流板内侧的长边与前蜗壳底板进口一侧穿轴连接，在前蜗壳外侧穿轴连接线两边用螺栓固定一块复盖穿轴连接线隙缝的防渗象胶板。
专利摘要一种环境保护装置，它既可清除水面油类污染，又可以回收污染水面的油类。在对接在一起的双连船体中间，从头到尾先后依次设置导流优选部件、前蜗壳部件、粗选泵及进出口管道、后蜗壳部件，精选泵及进出口管道，重力分离塔和储罐。它的特点是在以上部件的综合作用下，产生乙涡效应，从乙涡中吸取分离出来的油类，而不是从油类污染水面直接吸取。
文档编号B63B35/32GK2242244SQ9420425
公开日1996年12月11日 申请日期1994年3月3日 优先权日1994年3月3日
发明者杨正光 申请人:杨正光