CN107401152B - 一种小型水上垃圾清理装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种小型水上垃圾清理装置，包括控制和能源供给系统，垃圾吸收系统和垃圾处理系统。通过对垃圾吸收系统中具体部件的设置和改进，使得水上垃圾可以从虹吸管口中吸入到垃圾吸收系统中并且还能使得水体生物不会进入到处理系统中。通过对垃圾处理系统进行设置和改进，使得垃圾能够在收集的同时还能通过压缩进行最大量的储存。通过对控制和能源供给系统进行设置和改进，使得所有操作都智能化并且由于设置了太阳能板，使得环境友好度得到最大化。

Description

一种小型水上垃圾清理装置
技术领域
本发明属于水利工程和垃圾清运领域，具体涉及一种小型水上垃圾清理装置。
背景技术
工业废水对水体环境的污染日益受到重视，而生活垃圾对水体的污染还没有受到足够的重视。在很多河流胡泊中经常会漂浮着生活固体垃圾（尤其是很多景区中），目前这些生活垃圾主要靠人力打捞（如渔船、如岸边），但是这种打捞效率比较低，而且工作人员的安全也会受到一定的威胁。目前研究人员也有研发出垃圾清理船，但是这些船要么体积相对较大，成本比较高，要么打捞受时间地形影响，适用性比较低。
发明内容
本发明的提出一种小型水上垃圾清理装置。
通过如下技术手段实现：
一种小型水上垃圾清理装置，包括控制和能源供给系统，垃圾吸收系统和垃圾处理系统。
所述垃圾吸收系统包括竖直设置的主管道、设置在主管道侧部的虹吸管、设置在主管道内部的旋转轴部件；所述主管道分为外筒和内筒，所述外筒为竖直设置的空心圆柱体形，所述内筒为漏斗形，内筒内部设置有旋转轴部件，所述旋转轴部件包括竖直设置的旋转轴以及设置在旋转轴上的螺旋桨叶片，所述内筒为多孔板结构设置，漏斗形的侧顶部与外筒内壁相固接，且结合位置在所述虹吸管的上部；所述虹吸管分为横管部和竖管部，所述横管部的虹吸管出口与主管道的外筒侧部相固接并连通，竖管部顶端为向外开阔的虹吸管口（即倒置圆台形），在虹吸管口下侧的竖管部内侧壁上设置有红外探测器，所述虹吸管出口处设置有虹吸管开闭挡板。
所述垃圾处理系统设置在所述垃圾吸收系统的下部，包括倾斜设置在主管道内筒下部的过滤板、设置在过滤板下部终端的垃圾收集囊部件、设置在垃圾收集囊部件下部的垃圾压缩室以及设置在所述垃圾压缩室另一端的垃圾储存室；所述过滤板端部与主管道的外筒内壁相固接，所述垃圾收集囊部件包括与主管道外筒相固接且连通的垃圾收集囊入口、垃圾收集囊和设置在垃圾收集囊底部的垃圾收集囊出口，所述垃圾收集囊为可收缩的多孔橡胶囊，所述垃圾收集囊出口与所述垃圾压缩室的入口相固接，并且设置有出口控制拉板；所述垃圾压缩室包括压缩气动板，用于将从垃圾收集囊中落入的垃圾进行压缩，并将压缩之后的垃圾传送到所述垃圾储存室中。
所述控制和能源供给系统设置在主管道顶端包括圆柱体形的控制箱、顶部的太阳能板、在控制箱外壳外侧部设置的浮动气囊以及设置在控制箱内部的控制部件、蓄电池组、太阳能充放电控制器；所述控制部件包括控制模块、处理模块和信号传输模块，所述信号传输模块通过无线通信的方式与外部智能终端进行信号通信，所述控制模块用于根据处理模块的指令而对旋转轴的转动、压缩气动板压缩、虹吸管开闭挡板的开闭和垃圾收集囊的出口控制拉板的开闭进行控制。
作为优选，所述垃圾收集囊上设置有有8个通孔供水流通，并且该8个通孔可以实时封闭。
作为优选，所述浮动气囊为多个，充气之后使得虹吸管口位于水平面以下且接近水平面。
作为优选，所述垃圾收缩室和所述垃圾储存室为半环形。
作为优选，所述虹吸管为2个。
作为优选，所述虹吸管为4个。
作为优选，所述主管道外筒底端为开口设置。
作为优选，所述虹吸管为6个。
作为优选，所述外部智能终端为基地的PC电脑、智能手机或平板电脑。
作为优选，所述信号传输模块通过无线wifi或4G通信方式进行信号传输。
本发明的效果在于：
1，将整个装置漂浮在水面上即可实现水上垃圾的收集回收，不必须动力前行（当然了也不排除扫描式的在水面上行走，但是不是必须的），通过内部的旋转轴带动螺旋叶片转动，使得竖直设置的主管道内的水体形成漩涡，从而向下流动，从而使得内部形成负压，从而使得虹吸口能够将水上垃圾实时吸入到主管道内。由于主管道设置为外筒和内筒，虹吸口吸入的垃圾不会进入到内筒内，从而不会对内筒中的旋转轴产生影响，但是由于内筒是多孔结构的，水会进入到内筒中，从而使得内部负压能够形成。而下部的过滤板是倾斜的，水可以通过，固体垃圾会被挡到过滤板上部，由于是倾斜的，随着水流会斜向下移动，从而进入到垃圾收集囊中，而由于垃圾收集囊是收缩多孔橡胶囊，当垃圾进入后，垃圾收集囊会包紧垃圾而避免垃圾回流。
2，由于垃圾收集囊设置有出口，并将其与垃圾压缩装置连接，当在适当的时候（如垃圾收集囊上的多孔封闭，且虹吸管出口封闭的时候）打开该出口，即可将垃圾收集囊中的垃圾送入到垃圾压缩装置中进行压缩，继而可以传送到垃圾储存室中。
3，由于在虹吸管中设置有红外探测器，当检测到水体生物（如鱼）进入到虹吸管中，即可关闭虹吸管开闭挡板，从而可以使得水体生物自行游出该装置，从而在水上垃圾收集的时候避免了水体生物的误入而造成水体生物的死亡，从而大大提高了该装置的生物友好性。由于该装置长时间的在水中漂浮，设置有太阳能板，使得能源能够充分利用，减少了蓄电池的充电，从而从另外角度增加了环境友好度。通过设置有控制箱，使得可以按照既定路线漂移，也可以通过外部控制实时进行路线改变，同时还可以实时的对各个部件进行控制。
附图说明
图1为本发明小型水上垃圾清理装置侧视剖视的结构示意图。
图2为本发明小型水上垃圾清理装置仰视的结构示意图。
其中：11-控制箱，12-太阳能板，13-浮动气囊，2-旋转轴，21-螺旋桨叶片，3-外筒，31-内筒，32-虹吸管口，33-红外探测器，34-虹吸管开闭挡板，35-过滤板，36-外筒出水口，4-水面，51-垃圾收集囊，52-垃圾压缩室，53-垃圾储存室，54-压缩气动板，55-垃圾收集囊入口，56-垃圾收集囊出口。
具体实施方式
实施例1
如图1和2所示：一种小型水上垃圾清理装置，包括控制和能源供给系统，垃圾吸收系统和垃圾处理系统。
所述垃圾吸收系统包括竖直设置的主管道、设置在主管道侧部的4个虹吸管、设置在主管道内部的旋转轴部件；所述主管道分为外筒和内筒，所述外筒为竖直设置的空心圆柱体形，所述内筒为漏斗形，内筒内部设置有旋转轴部件，所述旋转轴部件包括竖直设置的旋转轴以及设置在旋转轴上的螺旋桨叶片，所述内筒为多孔板结构设置，漏斗形的侧顶部与外筒内壁相固接，且结合位置在所述虹吸管的上部；所述虹吸管分为横管部和竖管部，所述横管部的虹吸管出口与主管道的外筒侧部相固接并连通，竖管部顶端为向外开阔的虹吸管口（即倒置圆台形），在虹吸管口下侧的竖管部内侧壁上设置有红外探测器，所述虹吸管出口处设置有虹吸管开闭挡板。所述主管道外筒底端为开口设置。
所述垃圾处理系统设置在所述垃圾吸收系统的下部，包括倾斜设置在主管道内筒下部的过滤板、设置在过滤板下部终端的垃圾收集囊部件、设置在垃圾收集囊部件下部的垃圾压缩室以及设置在所述垃圾压缩室另一端的垃圾储存室；所述过滤板端部与主管道的外筒内壁相固接，所述垃圾收集囊部件包括与主管道外筒相固接且连通的垃圾收集囊入口、垃圾收集囊和设置在垃圾收集囊底部的垃圾收集囊出口，所述垃圾收集囊为可收缩的多孔橡胶囊，所述垃圾收集囊出口与所述垃圾压缩室的入口相固接，并且设置有出口控制拉板；所述垃圾压缩室包括压缩气动板，用于将从垃圾收集囊中落入的垃圾进行压缩，并将压缩之后的垃圾传送到所述垃圾储存室中。
所述垃圾收缩室和所述垃圾储存室为半环形。
所述垃圾收集囊上设置有有8个通孔供水流通，并且该8个通孔可以实时封闭。
所述控制和能源供给系统设置在主管道顶端包括圆柱体形的控制箱、顶部的太阳能板、在控制箱外壳外侧部设置的浮动气囊以及设置在控制箱内部的控制部件、蓄电池组、太阳能充放电控制器；所述控制部件包括控制模块、处理模块和信号传输模块，所述信号传输模块通过无线通信的方式与外部智能终端进行信号通信，所述控制模块用于根据处理模块的指令而对旋转轴的转动、压缩气动板压缩、虹吸管开闭挡板的开闭和垃圾收集囊的出口控制拉板的开闭进行控制。
述外部智能终端为基地的PC电脑。
所述信号传输模块通过无线wifi进行信号传输。
所述浮动气囊为6个，充气之后使得虹吸管口位于水平面以下且接近水平面。
工作过程如下：将装置置于水体中央后关闭动力，任其漂浮，通过调节浮动气囊的大小，将虹吸管管口设置在水面下且接近水面，通过内筒中形成的负压，垃圾从虹吸口中进入到主管道外筒中内筒外，随着旋转的漩涡水流向下流动到达倾斜过滤板后顺着过滤板进入到垃圾收集囊中，而水顺着主管道外筒向下流出，当收集一段时间后，控制部件关闭虹吸管开闭挡板的同时打开垃圾收集囊出口，将垃圾置入到垃圾压缩室中，通过压缩气动板的移动，将垃圾进行压缩，压缩之后的垃圾传送到垃圾储存室中。
实施例2
一种小型水上垃圾清理装置，包括控制和能源供给系统，垃圾吸收系统和垃圾处理系统。
所述垃圾吸收系统包括竖直设置的主管道、设置在主管道侧部的6个虹吸管、设置在主管道内部的旋转轴部件；所述主管道分为外筒和内筒，所述外筒为竖直设置的空心圆柱体形，所述内筒为漏斗形，内筒内部设置有旋转轴部件，所述旋转轴部件包括竖直设置的旋转轴以及设置在旋转轴上的螺旋桨叶片，所述内筒为多孔板结构设置，漏斗形的侧顶部与外筒内壁相固接，且结合位置在所述虹吸管的上部；所述虹吸管分为横管部和竖管部，所述横管部的虹吸管出口与主管道的外筒侧部相固接并连通，竖管部顶端为向外开阔的虹吸管口（即倒置圆台形），在虹吸管口下侧的竖管部内侧壁上设置有红外探测器，所述虹吸管出口处设置有虹吸管开闭挡板。
所述主管道外筒底端为开口设置。
所述垃圾处理系统设置在所述垃圾吸收系统的下部，包括倾斜设置在主管道内筒下部的过滤板、设置在过滤板下部终端的垃圾收集囊部件、设置在垃圾收集囊部件下部的垃圾压缩室以及设置在所述垃圾压缩室另一端的垃圾储存室；所述过滤板端部与主管道的外筒内壁相固接，所述垃圾收集囊部件包括与主管道外筒相固接且连通的垃圾收集囊入口、垃圾收集囊和设置在垃圾收集囊底部的垃圾收集囊出口，所述垃圾收集囊为可收缩的多孔橡胶囊，所述垃圾收集囊出口与所述垃圾压缩室的入口相固接，并且设置有出口控制拉板；所述垃圾压缩室包括压缩气动板，用于将从垃圾收集囊中落入的垃圾进行压缩，并将压缩之后的垃圾传送到所述垃圾储存室中。
所述垃圾收缩室和所述垃圾储存室为半环形。
所述控制和能源供给系统设置在主管道顶端包括圆柱体形的控制箱、顶部的太阳能板、在控制箱外壳外侧部设置的浮动气囊以及设置在控制箱内部的控制部件、蓄电池组、太阳能充放电控制器；所述控制部件包括控制模块、处理模块和信号传输模块，所述信号传输模块通过无线通信的方式与外部智能终端进行信号通信，所述控制模块用于根据处理模块的指令而对旋转轴的转动、压缩气动板压缩、虹吸管开闭挡板的开闭和垃圾收集囊的出口控制拉板的开闭进行控制。
所述外部智能终端为智能手机。
所述信号传输模块通过4G通信方式进行信号传输。
所述垃圾收集囊上设置有有6个通孔供水流通，并且该6个通孔可以实时封闭。
所述浮动气囊为2个，充气之后使得虹吸管口位于水平面以下且接近水平面。
工作过程如下：根据智能手机的控制，将该装置按照特定的路线行进，通过调节浮动气囊的大小，将虹吸管管口设置在水面下且接近水面，通过内筒中形成的负压，垃圾从虹吸口中进入到主管道外筒中内筒外，随着旋转的漩涡水流向下流动到达倾斜过滤板后顺着过滤板进入到垃圾收集囊中，而水顺着主管道外筒向下流出，当收集一段时间后，控制部件关闭虹吸管开闭挡板的同时打开垃圾收集囊出口，将垃圾置入到垃圾压缩室中，通过压缩气动板的移动，将垃圾进行压缩，压缩之后的垃圾传送到垃圾储存室中。
实施例3
一种小型水上垃圾清理装置，包括控制和能源供给系统，垃圾吸收系统和垃圾处理系统。
所述垃圾吸收系统包括竖直设置的主管道、设置在主管道侧部的3个虹吸管（相互之间间隔120°）、设置在主管道内部的旋转轴部件；所述主管道分为外筒和内筒，所述外筒为竖直设置的空心圆柱体形，所述内筒为漏斗形，内筒内部设置有旋转轴部件，所述旋转轴部件包括竖直设置的旋转轴以及设置在旋转轴上的螺旋桨叶片，所述内筒为多孔板结构设置，漏斗形的侧顶部与外筒内壁相固接，且结合位置在所述虹吸管的上部；所述虹吸管分为横管部和竖管部，所述横管部的虹吸管出口与主管道的外筒侧部相固接并连通，竖管部顶端为向外开阔的虹吸管口（即倒置圆台形），在虹吸管口下侧的竖管部内侧壁上设置有红外探测器，所述虹吸管出口处设置有虹吸管开闭挡板。
所述垃圾处理系统设置在所述垃圾吸收系统的下部，包括倾斜设置在主管道内筒下部的过滤板、设置在过滤板下部终端的垃圾收集囊部件、设置在垃圾收集囊部件下部的垃圾压缩室以及设置在所述垃圾压缩室另一端的垃圾储存室；所述过滤板端部与主管道的外筒内壁相固接，所述垃圾收集囊部件包括与主管道外筒相固接且连通的垃圾收集囊入口、垃圾收集囊和设置在垃圾收集囊底部的垃圾收集囊出口，所述垃圾收集囊为可收缩的多孔橡胶囊，所述垃圾收集囊出口与所述垃圾压缩室的入口相固接，并且设置有出口控制拉板；所述垃圾压缩室包括压缩气动板，用于将从垃圾收集囊中落入的垃圾进行压缩，并将压缩之后的垃圾传送到所述垃圾储存室中。
所述垃圾收集囊上设置有有12个通孔供水流通，并且该12个通孔可以实时封闭。
所述控制和能源供给系统设置在主管道顶端包括圆柱体形的控制箱、顶部的太阳能板、在控制箱外壳外侧部设置的浮动气囊以及设置在控制箱内部的控制部件、蓄电池组、太阳能充放电控制器；所述控制部件包括控制模块、处理模块和信号传输模块，所述信号传输模块通过无线通信的方式与外部智能终端进行信号通信，所述控制模块用于根据处理模块的指令而对旋转轴的转动、压缩气动板压缩、虹吸管开闭挡板的开闭和垃圾收集囊的出口控制拉板的开闭进行控制。
所述外部智能终端为基地的平板电脑。
所述浮动气囊为8个，充气之后使得虹吸管口位于水平面以下且接近水平面。
所述垃圾收缩室和所述垃圾储存室为半环形。
工作过程如下：根据提前设定好的路线，通过调节浮动气囊的大小，将虹吸管管口设置在水面下且接近水面，通过内筒中形成的负压，垃圾从虹吸口中进入到主管道外筒中内筒外，随着旋转的漩涡水流向下流动到达倾斜过滤板后顺着过滤板进入到垃圾收集囊中，而水顺着主管道外筒向下流出，当收集一段时间后，控制部件关闭虹吸管开闭挡板的同时打开垃圾收集囊出口，将垃圾置入到垃圾压缩室中，通过压缩气动板的移动，将垃圾进行压缩，压缩之后的垃圾传送到垃圾储存室中。

Claims (10)

1.一种小型水上垃圾清理装置，其特征在于，包括控制和能源供给系统，垃圾吸收系统和垃圾处理系统；
所述垃圾吸收系统包括竖直设置的主管道、设置在主管道侧部的虹吸管、设置在主管道内部的旋转轴部件；所述主管道分为外筒和内筒，所述外筒为竖直设置的空心圆柱体形，所述内筒为漏斗形，内筒内部设置有旋转轴部件，所述旋转轴部件包括竖直设置的旋转轴以及设置在旋转轴上的螺旋桨叶片，所述内筒为多孔板结构设置，漏斗形的侧顶部与外筒内壁相固接，且结合位置在所述虹吸管的上部；所述虹吸管分为横管部和竖管部，所述横管部的虹吸管出口与主管道的外筒侧部相固接并连通，竖管部顶端为向外开阔的倒置圆台形的虹吸管口，在虹吸管口下侧的竖管部内侧壁上设置有红外探测器，所述虹吸管出口处设置有虹吸管开闭挡板；
所述垃圾处理系统设置在所述垃圾吸收系统的下部，包括倾斜设置在主管道内筒下部的过滤板、设置在过滤板下部终端的垃圾收集囊部件、设置在垃圾收集囊部件下部的垃圾压缩室以及设置在所述垃圾压缩室另一端的垃圾储存室；所述过滤板端部与主管道的外筒内壁相固接，所述垃圾收集囊部件包括与主管道外筒相固接且连通的垃圾收集囊入口、垃圾收集囊和设置在垃圾收集囊底部的垃圾收集囊出口，所述垃圾收集囊为可收缩的多孔橡胶囊，所述垃圾收集囊出口与所述垃圾压缩室的入口相固接，并且设置有出口控制拉板；所述垃圾压缩室包括压缩气动板，用于将从垃圾收集囊中落入的垃圾进行压缩，并将压缩之后的垃圾传送到所述垃圾储存室中；
所述控制和能源供给系统设置在主管道顶端包括圆柱体形的控制箱、顶部的太阳能板、在控制箱外壳外侧部设置的浮动气囊以及设置在控制箱内部的控制部件、蓄电池组、太阳能充放电控制器；所述控制部件包括控制模块、处理模块和信号传输模块，所述信号传输模块通过无线通信的方式与外部智能终端进行信号通信，所述控制模块用于根据处理模块的指令而对旋转轴的转动、压缩气动板压缩、虹吸管开闭挡板的开闭和垃圾收集囊的出口控制拉板的开闭进行控制。
2.根据权利要求1所述的小型水上垃圾清理装置，其特征在于，所述垃圾收集囊上设置有8个通孔供水流通，并且该8个通孔可以实时封闭。
3.根据权利要求1所述的小型水上垃圾清理装置，其特征在于，所述浮动气囊为多个，充气之后使得虹吸管口位于水平面以下且接近水平面。
4.根据权利要求1所述的小型水上垃圾清理装置，其特征在于，所述垃圾收缩室和所述垃圾储存室为半环形。
5.根据权利要求1所述的小型水上垃圾清理装置，其特征在于，所述虹吸管为2个。
6.根据权利要求1所述的小型水上垃圾清理装置，其特征在于，所述虹吸管为4个。
7.根据权利要求1所述的小型水上垃圾清理装置，其特征在于，所述主管道外筒底端为开口设置。
8.根据权利要求1所述的小型水上垃圾清理装置，其特征在于，所述虹吸管为6个。
9.根据权利要求1-8任一项所述的小型水上垃圾清理装置，其特征在于，所述外部智能终端为基地的PC电脑、智能手机或平板电脑。
10.根据权利要求1所述的小型水上垃圾清理装置，其特征在于，所述信号传输模块通过无线wifi或4G通信方式进行信号传输。
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