CN106567371A - 一种可智能移动的水面履带式油水分离装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及可智能移动的水面履带式油水分离装置，用于水域油泄露处置，属于环境技术领域。本发明主体由油水分离端、远程控制端两部分组成。该装置在远程控制端作用下通过叶轮行驶到油泄露的不同区域，实现无人航行。油水分离端包括：吸油履带、压油轮、压油斜板、传输转轮、集油槽、排油管、电机、叶轮、储能式电源、智能控制中心等。本发明将高机械强度吸油海绵材料制备成吸油履带或者将吸油海绵材料置于履带的表面与油水接触，通过传输转轮的转动将已吸附饱和的海绵材料运输至上端，在压油轮的作用下将被吸附的油品挤压至下方的集油槽后经排油管排出，从而实现油水分离和材料循环再生。该装置运行操作简单、轻便灵活、油水分离效率高。

Description

一种可智能移动的水面履带式油水分离装置

技术领域

本发明涉及一种可智能移动的水面履带式油水分离装置，用于海域或内陆江、河、湖水域、工业等油泄露场所应急处置，属于环境技术领域。

背景技术

油泄漏、工业有机油污染场所一般为宽广海域或内陆江、河、湖水域，在这些场所开展应急抢救难度比较大，而且属于危险场所。如何在此类事故场所快速有效地进行油污染物清理已经成为了国内外技术研究面临的一大难题。

马鹏程的专利(公开号CN 105442514 A)公开了一种水面浮油收集方法。该方法涉及了一种由船体、浮油收集器、真空辅助系统和储油系统组成的浮油收集装置。装置可在远程遥控下借助吸油材料和真空辅助系统实现连续回收浮油的目的。该发明利用了疏水亲油材料进行油吸附，装置的收油效率得到一定的提高，但是其采用的真空辅助系统相对能耗较大，不利于长距离长时间地进行油水收集作业。诚恳的专利(公开号CN 201649057 U)公开了一种四面收油结构或多面收油结构的撇油器，其主要是利用转动的收油片吸附浮油然后通过刮油板、导油管、围油堰、溢油器等构件完成油水分离和收集的过程。相比于单面、双面盘式浮油回收装置，其特点在于四面或多面收油结构更有利于掌握收油方向，提高收油效率。但是该装置的核心部件收油片存在回收效率低的问题。徐述铎的专利(公开号CN201816725 U)公开了一种的自航式收油机。主要有机体和回收装置组成，机体上设置机械手或小型起吊车来控制浮油回收装置的升降吸油，采用360°全回转推进装置比如螺旋桨推进器使得装置可以自由航行。其类似于小型双体船的设计使得装置可以行使到水面浮油密集区作业，但是需要有驾驶员控制，而且收油机在收油的同时也收集水。

总体来说，现有技术不能同时实现装置在水面智能移动、原位油水分离、吸油材料再生这三个功能，且现有的装置往往构成复杂，能耗过大，这些问题直接导致了油泄露处理成本过大，使得以有技术不能大规模推广使用。

发明内容

为了克服上述现有技术的不足，本发明提供了一种可智能移动的水面履带式油水分离装置，本发明主体由油水分离端、远程控制端两部分组成。远程控制端由计算机系统智能控制中心、GPS和无线通讯控制系统组成，起到控制油水分离端的移动轨迹和调节油水分离速率的作用。油水分离端包括：吸油履带、压油轮、压油斜板、传输转轮、集油槽、导油管、电 机、叶轮、储能式电源、智能控制中心等，实施原位的油水分离作业。油水分离端底盘的四端最外侧安装有4个叶轮，驱动油水分离端在水面上移动。油水分离端装置骨架上固定着8个转轮，分别固定在底盘和中轴线上的6个传输转轮和装置顶端的2个压油轮。其中电动机与传输转轮共用一转轴，带动吸油履带做往复运动。当吸油材料吸附油品饱和后运动到设备上端时被压油轮充分压缩，释放出吸附的油品至下方的集油槽中后经排油管输送至附近的船舶或岸上的储存装置，从而完成释放吸油-压缩放油的过程。

在装置工作过程中，将已探测的水面油品泄露区域的地理坐标等信息输入远程控制端的计算机智能控制中心，远程控制端可以结合当时气象和水文资料信息规划最佳的作业路线和吸油方式，并通过无线方式向油水分离端下达动作指令。远程控制端也可以通过人工操作的方式控制油水分离端。

智能控制中心接收远程控制段的指令控制油水分离端的动作，控制调节油水分离端的四个叶轮的转速、转向，从而实现油水分离端的装置行使到油品污染水面。当装置到达油品污染水面后，智能控制中心接收远程控制端指令，按照最佳作业路线和方式进行吸油操作。电动机开始带动吸油履带做往复转动。当吸油材料运动到下端与油层接触后进行充分吸油而不吸水。之后，吸油材料运动到装置上端与压油轮接触时被充分压缩从而释放出吸附的油品至下方的集油槽中后经排油管输送至附近的船舶或岸上的储存装置，这样完成一次释放吸油-压缩放油的过程。

本发明的油水分离端在运行的时候，电动机可以通过转轴分别带动传输转轮、履带、吸油材料做往复转动。电动机由储能电池提供电能，在智能控制中心的指挥下动作。

本发明所用的压油轮安装在与顶端传输转轮相对位置，与吸油履带相接触，无需依靠电机转动，当吸油材料转动到压油轮下方区域时，产生的摩擦力即可带动压油轮转动。

本发明中高机械强度吸油海绵材料制成吸油履带或者在履带装置外侧负载上吸油海绵材料。吸油海绵材料是经过适当的憎水亲油改性处理的硅气凝胶海绵、聚氨酯海绵、聚醚海绵、聚乙烯醇海绵等中的一种或多种。吸油履带安装在油水分离端左右两侧，由呈三角形排列的3个传输转轮固定支撑。

本发明将压油轮与顶部传输转轮之间的距离可调节，一般设计为吸油材料厚度的1/2-1/4，当吸油材料吸附油品饱和后运动至设备上端时，由于吸油材料本身具有弹性且厚度大于压缩转轮与传输转轮之间的间距从而被充分压缩，释放出吸附的油品。本发明采用的压油轮也可换成与吸油履带成倾斜角度5-23°的压油斜板进行渐压式压缩。

与现有技术相比，本发明具有以下优点和积极效果：

1、巧妙地利用了转轮滚动带动吸油材料在设备底层进行吸附油品，在设备顶层进行释放 油品，简单便捷地实现吸油材料的释放吸油-压缩释油的过程，使得吸油材料在原位吸油之后可快速原位再生，复原到吸油材料初始状态后进行下一轮循环重复使用，节约吸油成本。

2、装置采用远程控制端能根据当时水文条件和天气情况的监测结果，智能控制装置的油水分离端的叶轮的转速、转向，使得装置可在油泄露领域进行无人航行并在水面自动规划除油路线，因而灵活度高，可控性强。

3、通过简单的轮式转动实现装置的航行、吸油材料的吸油循环、吸油材料的压缩再生，大大降低了装置的能耗和成本投资。

4、装置可搭配不同种类的具有压缩弹性的可再生吸油材料运行使用，比如被广泛用来油吸附的聚氨酯海绵以及新型的气凝胶海绵等。吸油材料的选择面广使得装置的应用局限性大大降低。并且由于吸油材料是在水面完成油水分离，避免了因提升含大量水的油水混合物所需的动力消耗。

5、装置通过设置压缩转轮与传输转轮之间的距离为吸油材料厚度的1/2-1/4或设置渐压式压板，从而将运动过的吸油材料缓缓压缩达到吸油材料再生的目的，而且宽履带的设计能有效降低吸油材料的劳损。因此具有吸油材料再生速度快、破坏程度低的优点。

附图说明

附图1为本发明的油水分离端结构示意图，图2为本发明的油水分离端的吸油履带的细节图如图1和图2所示，油水分离端包括：吸油履带(1)、压油轮(2)、吸油海绵材料(3)、传输转轮(4)、集油槽(5)、导油管(6)、叶轮(7)、电机(8)、储能式电源(9)、装置连接架(10)、转轴(11)、远程控制端(12)、储存装置(13)。其位置分别在如附图所示的位置。

Claims (10)

1.一种可智能移动的水面履带式油水分离装置，装置包括油水分离端、远程控制端两部分组成，其中远程控制端由计算机系统智能控制中心、GPS和无线通讯控制系统组成，起到控制油水分离端的移动轨迹和调节油水分离速率的作用；油水分离端包括：吸油履带、压油轮、压油斜板、传输转轮、集油槽、导油管、电机、叶轮、储能式电源、智能控制中心等，实施原位的油水分离作业。

2.根据权利要求1所述的一种可智能移动的水面履带式油水分离装置，其特征在于远程控制端能够结合油品污染水面地理坐标信息和实时气象水文信息，自动或者手动规划最佳吸油操作移动路线和吸油方式，并向油水分离端发送动作指令控制其油品回收过程。

3.根据权利要求1所述的油水分离端，其特征在于油水分离端的智能控制中心能够接受远程控制端的指令并控制油水分离端的动作，控制油水分离端的四个叶轮，通过调节叶轮的转速和转向以实现油水分离端按照远程控制端预设的最佳路线在油品污染水面开展吸油作业，控制电动机的动作，调控吸油作业的方式和速率。

4.根据权利要求1所述的油水分离端，其特征在于油水分离端的四端最外侧安装有4个叶轮，驱动油水分离端在水面上移动。

5.根据权利要求1所述的油水分离端，其特征在于左右两侧各安装一条吸油履带，每条吸油履带由3个传输转轮呈三角形固定支撑。

6.根据权利要求1所述的油水分离端，其特征在于电动机提供吸油动力，通过转轴分别带动传输转轮和吸油履带做往复转动，电动机由储能电池提供电能，在智能控制中心的指挥下动作。

7.根据权利要求1所述的油水分离端，其特征在于压油轮无需依靠电动机转动，当吸油履带转动到压油轮和顶部传输转轮之间时，产生的摩擦力可带动压缩转轮转动。

8.根据权利要求1所述的油水分离端，其特征在于压油轮与传输转轮之间的距离可以调节，一般为吸油履带厚度的1/2-1/4。

9.根据权利要求1所述的油水分离端，其特征在于其采用的压油轮也可换成与吸油履带成倾斜角度5-23°的压油斜板进行渐压式压缩。

10.根据权利要求1所述的油水分离端，其特征在于高机械强度吸油海绵材料制成吸油履带或者在履带装置外侧负载上吸油海绵材料，吸油海绵材料是经过适当的憎水亲油改性处理的硅气凝胶海绵、聚氨酯海绵、聚醚海绵、聚乙烯醇海绵等中的一种或多种。