CN106480863A - 一种水面漂浮质收集装置 - Google Patents

Abstract

一种水面漂浮质收集装置，属于环保技术领域。该水面漂浮质收集装置包括装置平台、发电机组、电机、拦污栅和收纳箱；在所述的装置平台前端的下方设有由叶轮、绞切轮、流道进口和吸入段构成喷水推进功能单元，在装置平台的另一端且位于收纳箱的上方设有流道后段，而吸入段与流道后段经由流道过渡段相连通。本发明通过连贯的流动设计将装置平台推进、漂浮物收集两种功能单元有机融合起来，避免了常规技术中复杂而庞大的液压系统与配套机械装置，使得装置设计简洁而高效。与已有技术相比，该专利提供的水面漂浮质收集装置具有结构简洁而紧凑、工作适应性强、清除效率高、机动性良好和操作简便等优点，可以长期、稳定地高效工作。

Description

一种水面漂浮质收集装置

技术领域

本发明涉及环保领域中水面污染物的处理技术，特别涉及采用喷水推进装置作为动力的水面植物与漂浮物质的收集装置，可用于快速收集漂浮于各种水域水面的垃圾和植物，改善江河湖泊与人工水域的水质。

背景技术

水面漂浮质包括水面植物(如水葫芦、水藻，等)和分散在水面的固体物，是造成水体污染的重要因素，同时对社会发展有很多负面影响。为了保持良好的水质和水域景观，以及保持必要的航道，需要进行水面漂浮质的清理。目前，常见的水面漂浮质清理技术是采用物理方法，即通过人工或机械打捞水面漂浮质，进行适当压缩后运送至储存处。在进行打捞作业时，需要船只提供操作平台和装载空间。如中国专利文献CN201510558447.5公布了一种水葫芦打捞船及打捞方法。该专利利用了打捞船作为作业平台，采用传送系统来处理进入收集仓中的水葫芦；中国专利文献CN201510248343.4则发明了一种水面垃圾自动打捞船，该专利采用电机拖动叶轮旋转，从而产生打捞船的推力，且采用了两个来回摆动的打捞网来收集水面垃圾；中国专利文献CN201510002869.4公布了可加工式近海浒苔打捞船，清理船上安装有浒苔收集装置、浒苔脱水装置、浒苔干燥装置和浒苔粉碎装置，而浒苔收集装置、浒苔脱水装置、浒苔干燥装置和浒苔粉碎装置均配置有驱动电机；中国专利文献CN201410362428.0公布了一种新型履带式水路两用割草打捞船，包括船体，设置在船体上的履带驱动机构、螺旋桨驱动机构和收集存储机构，设置在船艉的控制室。通过总结已有技术，不难看出水面漂浮质收集系统的主要技术难点体现在装置平台设计技术、平台驱动技术和漂浮质收集技术。已有专利采用了螺旋桨、人力、明轮等驱动技术，而漂浮质收集主要靠手工、液压系统控制机械臂或传送带等完成，系统的各个部件之间相对独立，缺乏良好的协同性。为了更好地满足社会发展的需求，亟需研发先进的水面漂浮质收集技术，以取得更好的社会效益与经济效益。

发明内容

本发明的目的是提出一种水面漂浮质收集装置，通过引入先进的喷水推进技术，采用协调性更强的结构设计来改善收集装置的工作效能，使该装置达到工作适应性强、清除效率高、机动性良好、操作简便的效果，从整体上改善水面漂浮质收集装置的工作性能。

本发明的技术方案如下：

一种水面漂浮质收集装置，包括装置平台、发电机组、拦污栅、收纳箱、电机，其特征在于：在装置平台前端的下方设有由叶轮、绞切轮、流道进口和吸入段构成的喷水推进功能单元；而在装置平台的另一端且位于收纳箱的上方设有流道后段；流道后段与吸入段经由流道过渡段相连通。流道后段、流道过渡段和吸入段共同构成喷水推进泵流道；电机位于流道过渡段的下方，且布置在喷水推进泵流道之外；叶轮和电机之间设有泵轴，叶轮和绞切轮固定在泵轴上，并被电机驱动产生旋转运动。喷水推进功能单元、喷水推进泵流道、电机和泵轴构成水面漂浮质收集装置的喷水推进系统；在流道后段的末端设有喷水出口。

本发明的技术特征还在于：所述的流道后段的喷水出口的截面可以为圆形或矩形，其面积应小于拦污栅的截面面积；喷水出口与拦污栅之间沿流动方向的间距小于等于喷水出口截面水力半径的两倍；所述的电机应为潜水电机，且被固定在装置平台上；所述的叶轮和绞切轮的叶片数均为2-4枚，且叶轮的叶片数应小于绞切轮的叶片数。

本发明的另一技术特征是：在所述收纳箱靠近拦污栅的一侧，设有通水口，且通水口的安装位置位于水面线之下；在所述的通水口内设有过滤网。

本发明与现有技术相比，具有以下优点及技术效果：①由于采用了绞切轮、叶轮来吸入水面植物与其它漂浮物进入流道。其中绞切轮可以对水面植物与漂浮质进行切断或绞切，便于漂浮质的收集与收纳。这样，该收集装置可以更加有效地收集在水面及接近水面的漂浮质，减少收集遗漏现象，提高了收集效率与工作可靠性。②将喷水推进概念引入装置平台设计中，充分利用了吸入水流的能量，使得从流道后段的喷水出口的水流动量产生作用力，可以驱动装置平台运动。由于本发明不涉及类似于螺旋桨的其它推进装置，对工作环境的水深没有要求，所以收集装置的机动性好，适合于在浅滩、水底环境复杂的河流与沟渠中工作。③在流道后段通过拦污栅对吸入的漂浮质进行拦截，使漂浮质在重力作用下自动落入收纳箱中。这样很方便地完成了漂浮质的输送过程。因此，本发明采用简洁的流动控制技术实现了水面漂浮质的切除、收集与运送过程，以及装置平台的驱动，摈弃了传统方法中繁杂的液压装置与传送系统，大大简化了装置结构，节约了制造成本。④从流道后段出来的水流可以更好地混合空气，使得更多的氧分进入水体中，有助于改善水下生物的生存条件，从而改变水域的水质。⑤本发明的收集装置采用了潜水电机，而装置平台随时处于移动状态，因而电机具有很好的冷却条件，可以保证水面漂浮质收集装置长时间高效工作。

因此，采用本发明提供的水面漂浮质收集装置具有结构简洁、功能齐备的特点。与已有技术相比，本发明改善了水面漂浮质收集装置的工作适应性、运行稳定性与工作可靠性。

附图说明

图1为本发明提供的一种水面漂浮质收集装置的结构原理示意图(主剖视图)。

图2为图1中拦污栅的断面形状。

图3为图1中通水口结构示意图。

图中：1－装置平台；2－发电机组；3－联接构件；4－流道后段；5－喷水出口；6－拦污栅；7－通水口；8－收纳箱；9－电机；10－流道过渡段；11－泵轴；12－叶轮；13－绞切轮；14－吸入段；15－旋转方向；16－水面线；17－拦污栅肋条；18－过滤网；19－收纳箱后壁；20－流道进口；21－喷水推进泵流道；22－平台运动方向。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的原理、结构及工作过程作进一步的说明。

图1为本发明提供的水面漂浮质收集装置的主剖视图，该收集装置包括装置平台1、发电机组2、拦污栅6、收纳箱8，在所述的装置平台1前端的下方设有由叶轮12、绞切轮13、流道进口20和吸入段14组成的喷水推进功能单元(即吸入段14位于水面线16的下方)。在装置平台1的另一端且位于收纳箱8的上方设有流道后段4。流道后段4与吸入段14经由流道过渡段10相连通，构成喷水推进泵流道21；电机9采用潜水式电机，布置在流道过渡段10的下方，经由联接构件3固定在装置平台上。绞切轮和叶轮固定在泵轴11的一端，而泵轴11穿过流道过渡段10与电机9相连。喷水推进功能单元、喷水推进泵流道、电机和泵轴组成本发明装置平台的喷水推进系统。

在流道后段设有喷水出口5，拦污栅6设置在装置平台的末端。拦污栅由多根拦污栅肋条17构成，如图2所示。

在流道后段4的垂直下方设有收纳箱8，在收纳箱的后壁19上设有通水口7；通水口内设有过滤网18，如图3。

水面漂浮质收集装置的工作过程如下：装置平台1作为操作与承载的平台，可承受该装置包含所有零部件的重量和收纳箱8中容纳的漂浮物重量。发电机组2向电机9提供电力，泵轴11穿过流道过渡段10的壁面，其两端分别联接位于流道前段的喷水推进泵和固定在流道过渡段下方的电机。而电机通过泵轴11驱动绞切轮和叶轮按照旋转方向15产生旋转运动，吸入水面植物与漂浮质进入吸入段14；为保证流动的通畅性，绞切轮和叶轮的叶片数均应为2-4枚，叶轮型式最好为轴流式，且叶轮的叶片数应小于绞切轮的叶片数。水面植物与漂浮质被绞切轮13切断后，连同水流被叶轮12加速，经由流道过渡段10、流道后段4到达喷水出口5。为制作方便，喷水出口的截面可以为圆形或矩形。由于喷水出口的截面面积小于拦污栅6的截面面积，所以水面漂浮质与水的混合物在拦污栅6处受到拦截，其中漂浮质被拦污栅肋条17阻挡，在重力作用下自动落入收纳箱8中；在收纳箱后壁19上设有通水口7，可以保证收纳箱中的水位与水面线16保持一致。而过滤网18可以防止收纳箱中的漂浮质逸出。由于喷水出口与拦污栅6之间沿流动方向的间距较小，穿过拦污栅肋条的水流仍然具有一定的动量，被喷射至装置平台的后方水面上或水体中，从而产生作用力，推动装置平台朝着平台运动方向22所示方向运动。

由于电机9为潜水电机，其安装位置位于水面线16之下，所以电机始终浸泡于水中。因为装置平台在喷水推进作用下随时运动，电机将一直处于良好的冷却状态。

这样，本发明的水面漂浮质收集装置通过连贯的流动设计将装置平台推进和漂浮物收集两种功能单元有机融合起来，避免了常规技术中复杂而庞大的液压系统与配套机械装置，使得装置设计简洁而高效。此外，受到良好冷却的电机有利于水面漂浮质收集装置长期、稳定工作。

Claims (5)

1.一种水面漂浮质收集装置，包括装置平台(1)、发电机组(2)、拦污栅(6)、收纳箱(8)和电机(9)，其特征在于：在所述的装置平台(1)前端的下方设有由叶轮(12)、绞切轮(13)、流道进口(20)和吸入段(14)构成的喷水推进功能单元；在装置平台(1)的另一端且位于收纳箱(8)的上方设有流道后段(4)；所述的流道后段(4)与所述的吸入段(14)经由流道过渡段(10)相连通，共同构成喷水推进泵流道(21)；所述的电机(9)位于流道过渡段(10)的下方，且布置在喷水推进泵流道(21)之外；所述的叶轮(12)和电机(9)之间设有泵轴(11)，叶轮(12)和绞切轮(13)固定在泵轴(11)上，该泵轴与电机(9)的输出轴连接；在流道后段(4)的末端设有喷水出口(5)。

2.按照权利要求1所述的一种水面漂浮质收集装置，其特征在于：所述的流道后段(4)的喷水出口(5)的截面为圆形或矩形，其面积小于拦污栅(6)的截面面积；喷水出口(5)与拦污栅(6)之间沿流动方向的间距小于等于喷水出口(5)截面的水力半径的两倍。

3.按照权利要求1所述的一种水面漂浮质收集装置，其特征在于：所述的电机(9)为潜水电机，且被固定在装置平台(1)上。

4.按照权利要求1、2或3所述的一种水面漂浮质收集装置，其特征在于：所述的叶轮(12)和绞切轮(13)的叶片数均为2-4枚，且叶轮的叶片数小于绞切轮的叶片数。

5.按照权利要求1、2或3所述的一种水面漂浮质收集装置，其特征在于：在所述收纳箱(8)靠近拦污栅(6)的一侧，设有通水口(7)，且通水口的安装位置位于水面线之下；在所述的通水口(7)内设有过滤网(18)。