CN107905201B - 一种海洋溢油收集与初步分离装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种海洋溢油收集与初步分离装置，由光滑浮球、连杆、升降装置、吸油口、转动叶片、主电机、输油管、主转轴、固定环、电缆、电机固定器、升降电机、过滤网、集水管、制油管支架、输水管、固定架、从转轴、主轴保护筒、从轴保护筒、密封圈、转轴连接器、吸油泵和吸水泵组成；通过升降电机的正反转工作，调整吸油口和水平面的相对位置，主电机带动转动叶片转动，海洋溢油经吸油口进入，经过滤网将油、水初步分离后，浓度较高的溢油经吸油泵提速后由输油管排放至储存装置。经过滤网将油、水初步分离后的含有一定溢油的水，经吸水泵提速后经输水管排放至储存装置。该装置制作成本低，操作简便，适用范围广，便于普及使用和推广。

Description

一种海洋溢油收集与初步分离装置

技术领域

本发明涉及一种收集海洋溢油并对海洋中油水混合物进行初步分离的装置。

背景技术

近年来，由于工业的发展和社会的进步，原油需求越来越多，随之而来的海洋原油泄露事故也越来越频繁，比如2001年发生的阿玛斯号货轮油污事件、1989年发生的阿拉斯加港湾漏油事件、2007年发生的河北精神号溢油事件、2010年发生的英国石油漏油事故等。海洋溢油有很大的危害，石油所含的苯和甲苯等有毒化合物进入了食物链,从低等的藻类、到高等哺乳动物,无一能幸免.成批海鸟被困在油污中,它们的羽毛,一旦沾上油污,就可能中毒或死亡.此外油污将沾粘在其毛皮上,使其无法承受本身的重量,因而溺水死亡；海洋溢油污染水质，一次很小的漏油事件都能够严重的影响到海洋生物的生存。泄漏的石油覆盖了海水表面，导致海鸟和很多海洋生物无法正常觅食，因此而饿死。

目前海洋溢油的处理方法主要有物理法、化学法和生物法。例如，Broke等把撇油器的表面和刮油机表面设计成一系列的刚好吻合的三角形结构，使油回收效率提高了3倍；Amour等以CH4为反应气体，制成的一种疏水性多孔材料，对各种类型的油类均有很高的吸附效果；化学法主要有化学试剂法和燃烧法两种；生物法主要是利用微生物的作用对溢油进行处理。虽然以上处理方法具有很好的效果，但是具有产生副产物，引入新污染并且改变了原油的性质，无法再次利用，处理效率比较低的缺点。为克服上述问题，本发明一种收集效果好，不产生二次污染的海洋溢油收集与初步分离装置。本发明的目的是：对海洋溢油进行分离回收，既对海洋原油泄漏污染进行处理，防止生态环境的破坏，又对漂浮在水面上的原油进行回收，集中利用，原油是不可再生资源，避免了原油的浪费，符合可持续发展的理念。因此，本发明开发一种海洋溢油收集与初步分离装置，该装置结构简单、经济环保，便于推广使用。

发明内容

本发明的目的在于开发一种收集海洋溢油并对海洋中油水混合物进行初步分离的装置，装置制作成本低，运行简便，适用范围广，便于普及使用和推广。

为了实现上述目的，本发明的主体结构包括光滑浮球、连杆、升降装置、吸油口、转动叶片、主电机、输油管、主转轴、油平面、水平面、固定环、电缆、电机固定器、升降电机、螺旋转轴、螺旋转槽、过滤网、集水管、环外凸起、制油管支架、输水管、叶片骨架、固定架、从转轴、主轴保护筒、从轴凸起、主轴凹坑、从轴保护筒、密封圈、转轴连接器、吸油泵和吸水泵组成；设置一个固定环，在固定环上通过升降装置安装三根支撑连杆，三根支撑连杆之间的夹角为120度。在每一根支撑连杆的外端都固定连接一个光滑浮球，光滑浮球采用密度小、表面光滑、不亲油的金属材料制成。在固定环正中心的位置固定安装一个主电机，主电机下方刚性连接安装主轴保护筒，主电机的主转轴正好位于主轴保护筒内，且能自由转动，主电机的主转轴与固定环正中心重合。

升降装置由电机固定器、升降电机、螺旋转轴和螺旋转槽组成。固定环、支撑连杆、升降装置的电机固定器之间村采用刚性链接。将升降电机固定安装在电机固定器内，升降电机的转轴与螺旋转轴刚性连接，螺旋转轴外部设置外螺纹，在螺旋转轴外安装螺旋转槽，螺旋转槽内部设置内螺纹，螺旋转槽的下端与吸油口刚性连接。螺旋转槽上的内螺纹与螺旋转轴上的外螺纹相吻合，升降电机的正反转转动时，螺旋转轴和螺旋转槽会上下相对运动。光滑浮球漂浮在油平面的上方，通过升降电机的正反转工作，可以调整吸油口和水平面的相对位置，保证装置的最大集油效率。

吸油口下方刚性连接圆锥形油水分离过滤网，在圆锥形过滤网的下方开设下开口，并安装输油管，在圆锥形过滤网的外侧密封安装集水管，在圆锥形过滤网下方的输油管上截取一段，在输油管截取处的集水管上设置一个环外凸起，在缺口处刚性安装三根转轴固定架，三根转轴固定架之间的夹角为120度，海洋溢油可以顺利经过三根转轴固定架，在输油管中输送。在三根转轴固定架的中心位置刚性安装一根从轴保护筒，转轴固定架与从轴保护筒、输油管固定连接，在从轴保护筒内安装一根从转轴，从转轴可以在从轴保护筒内自由转动。从转轴与固定环正中心重合。通过转轴连接器将主转轴、从转轴、主轴保护筒、从轴保护筒连接起来。

转轴连接器由主转轴、从转轴、主轴保护筒、从轴保护筒和密封圈组成，从轴保护筒套装在主轴保护筒内，主轴保护筒和从轴保护筒之间通过密封圈密封，主轴保护筒和从轴保护筒可以上下自由相对运动，在主转轴内套装安装从转轴，在主转轴的一侧设置一个主轴凹坑，在从动轴的同一侧设置一个从轴凸起，从轴凸起和主轴凹坑将主转轴和从转轴的相对固定，且能上下自由相对运动。

在转轴固定架下方的从轴保护筒内的从转轴上刚性安装一个三叶转动叶片。每个转动叶片中间都设置一根叶片骨架。在圆锥形吸油口下方的输油管上截取一段的位置处安装转动叶片，转动叶片可以在环外凸起内自由转动。

在转动叶片下方的输油管上设置成Y型，已达到尽可能多收集溢油的效果，转动叶片下方的输油管通过油管支架固定在环外凸起上，在输油管外设置一根输水管，用来收集溢油中分离出来的水分。将一根供电电缆固定在输水管、环外凸起、集水管、吸油口、螺旋转槽、固定环的外壁上，为主电机和三个升降电机供电。输油管的末端与吸油泵相连，经吸油泵提速后经输油管排出，做进一步处理。输水管的末端与吸水泵相连，经吸水泵提速后经输水管排出，做进一步处理。

当装置进行海洋溢油收集与分离工作时，光滑浮球漂浮在油平面的上方，使得整个装置处在漂浮状态。供电电缆为主电机和三个升降电机供电。通过升降电机的正反转工作，可以调整吸油口和水平面的相对位置，将吸油口调整至水平面偏下位置，主电机带动转动叶片转动时，海洋溢油经吸油口进入，经过滤网将油、水初步分离后，浓度较高的溢油从圆锥形过滤网的下开口，进入输油管，经吸油泵提速后由输油管排放至储存装置，等待进一步的深度处理与再利用。经过滤网将油、水初步分离后的含有一定溢油的水，透过过滤网，进入输水管，经吸水泵提速后经输水管排放至储存装置，等待进一步的深度处理与再利用。

附图说明

图1为本发明的主体结构原理示意图。

图2为本发明的主体结构A-A剖面图。

图3为本发明的转轴连接器结构原理示意图。

图4为本发明的升降装置结构原理示意图。

图5为本发明的转动叶片俯视图。

图6为本发明的转动叶片侧视图。

图7为本发明的固定架结构原理示意图。

具体实施方式

下面结合附图并通过实施例作进一步的说明。

实施例：

本实施例的主体结构包括光滑浮球1、连杆2、升降装置3、吸油口4、转动叶片5、主电机6、输油管7、主转轴8、油平面9、水平面10、固定环11、电缆12、电机固定器13、升降电机14、螺旋转轴15、螺旋转槽16、过滤网17、集水管18、环外凸起19、制油管支架20、输水管21、叶片骨架22、固定架23、从转轴24、主轴保护筒25、从轴凸起26、主轴凹坑27、从轴保护筒28、密封圈29、转轴连接器30、吸油泵31和吸水泵32组成；设置一个圆形的直径50cm的钢制固定环11，组成钢制固定环11的钢丝直径为1cm，在固定环11上通过高30cm的钢制升降装置3安装三根支撑直径1cm长20cm的钢制连杆2，三根支撑连杆2之间的夹角为120度。在每一根支撑连杆2的外端都固定连接一个直径为15cm后0.1cm的空心钢制光滑浮球1，光滑浮球1采用密度小、表面光滑、不亲油的金属材料制成。在固定环11正中心的位置固定安装一个长6cm宽4cm高4cm的主电机6，主电机6下方刚性连接安装长50cm内径为2cm厚0.5cm的空心钢制主轴保护筒25，主电机6的直径为0.8cm长50cm的钢制主转轴8正好位于主轴保护筒25内，且能自由转动，主电机6的主转轴8与固定环11正中心重合。

升降装置3由电机固定器13、升降电机14、螺旋转轴15和螺旋转槽16组成。固定环11、支撑连杆2、升降装置3的电机固定器13之间村采用刚性链接。将直径3cm高2cm的钢制升降电机14固定安装在内径为3cm厚0.5cm的中空钢制电机固定器13内，升降电机14的转轴与长30cm直径0.5cm的钢制螺旋转轴15刚性连接，螺旋转轴15外部设置外螺纹，在螺旋转轴15外安装长30cm内径0.5cm厚0.1cm的钢制螺旋转槽16，螺旋转槽16内部设置内螺纹，螺旋转槽16的下端与直径50cm的吸油口4刚性连接。螺旋转槽16上的内螺纹与螺旋转轴15上的外螺纹相吻合，升降电机14的正反转转动时，螺旋转轴15和螺旋转槽16会上下相对运动。光滑浮球1漂浮在油平面9的上方，通过升降电机14的正反转工作，可以调整吸油口4和水平面10的相对位置，保证装置的最大集油效率。

吸油口4下方刚性连接上口直径为50cm下口直径为10cm的钢制圆锥形油水分离过滤网17，在圆锥形过滤网17的下方开设下开口，并安装直径为10cm的橡胶输油管7，在圆锥形过滤网17的外侧密封安装上口直径为50cm下口直径为200cm的钢制集水管18，在圆锥形过滤网17下方的输油管7上截取一段，在输油管7截取处的集水管18上设置一个外径为22cm内径为20cm的钢制环外凸起19，在缺口处刚性安装三根长8cm直径0.5cm的钢制转轴固定架23，三根转轴固定架23之间的夹角为120度，海洋溢油可以顺利经过三根转轴固定架23，在输油管7中输送。在三根转轴固定架23的中心位置刚性安装一根长20cm外径为2cm厚0.5cm的空心钢制从轴保护筒28，转轴固定架23与从轴保护筒28、输油管7固定连接，在从轴保护筒28内安装一根直径为0.8cm长20cm的钢制从转轴24，从转轴24可以在从轴保护筒28内自由转动。从转轴24与固定环11正中心重合。通过长10cm内径为2cm厚0.5cm的空心钢制转轴连接器30将主转轴8、从转轴24、主轴保护筒25、从轴保护筒28连接起来。

转轴连接器30由主转轴8、从转轴24、主轴保护筒25、从轴保护筒28和密封圈29组成，从轴保护筒28套装在主轴保护筒25内，主轴保护筒25和从轴保护筒28之间通过直径2cm厚0.1cm的橡胶密封圈29密封，主轴保护筒25和从轴保护筒28可以上下自由相对运动，在主转轴8内套装安装从转轴24，在主转轴8的一侧设置一个深0.2cm的主轴凹坑27，在从动轴24的同一侧设置一个高0.2cm的从轴凸起26，从轴凸起26和主轴凹坑27将主转轴8和从转轴24的相对固定，且能上下自由相对运动。

在转轴固定架23下方的从轴保护筒28内的从转轴24上刚性安装一个三叶长10cm的钢制转动叶片5。每个转动叶片5中间都设置一根直径0.2cm长10cm的钢制叶片骨架22。在圆锥形吸油口4下方的输油管7上截取一段的位置处安装转动叶片5，转动叶片5可以在环外凸起19内自由转动。

在转动叶片5下方的输油管7上设置成Y型，已达到尽可能多收集溢油的效果，转动叶片5下方的输油管7通过长15cm直径0.5cm的钢制油管支架20固定在环外凸起19上，在输油管7外设置一根直径20cm的橡胶输水管21，用来收集溢油中分离出来的水分。将一根供电电缆12固定在输水管21、环外凸起19、集水管18、吸油口4、螺旋转槽16、固定环11的外壁上，为主电机6和三个升降电机14供电。输油管7的末端与长30cm宽30cm高30cm的吸油泵31相连，经吸油泵31提速后经输油管7排出，做进一步处理。输水管21的末端与长30cm宽30cm高30cm的吸水泵32相连，经吸水泵32提速后经输水管21排出，做进一步处理。

当装置进行海洋溢油收集与分离工作时，光滑浮球1漂浮在油平面9的上方，使得整个装置处在漂浮状态。供电电缆12为主电机6和三个升降电机14供电。通过升降电机14的正反转工作，可以调整吸油口4和水平面10的相对位置，将吸油口调整至水平面10偏下位置，主电机6带动转动叶片5转动时，海洋溢油经吸油口4进入，经过滤网17将油、水初步分离后，浓度较高的溢油从圆锥形过滤网17的下开口，进入输油管7，经吸油泵31提速后由输油管7排放至储存装置，等待进一步的深度处理与再利用。经过滤网17将油、水初步分离后的含有一定溢油的水，透过过滤网17，进入输水管21，经吸水泵32提速后经输水管21排放至储存装置，等待进一步的深度处理与再利用。

Claims (1)

1.一种海洋溢油收集与初步分离装置，其特征在于，由光滑浮球、连杆、升降装置、吸油口、转动叶片、主电机、输油管、主转轴、油平面、水平面、固定环、电缆、电机固定器、升降电机、螺旋转轴、螺旋转槽、过滤网、集水管、环外凸起、制油管支架、输水管、叶片骨架、固定架、从转轴、主轴保护筒、从轴凸起、主轴凹坑、从轴保护筒、密封圈、转轴连接器、吸油泵和吸水泵组成；设置一个固定环，在固定环上通过升降装置安装三根支撑连杆，三根支撑连杆之间的夹角为120度；在每一根支撑连杆的外端都固定连接一个光滑浮球，光滑浮球采用密度小、表面光滑、不亲油的金属材料制成；在固定环正中心的位置固定安装一个主电机，主电机下方刚性连接安装主轴保护筒，主电机的主转轴正好位于主轴保护筒内，且能自由转动，主电机的主转轴与固定环正中心重合；吸油口下方刚性连接圆锥形油水分离过滤网，在圆锥形过滤网的下方开设下开口，并安装输油管，在圆锥形过滤网的外侧密封安装集水管，在圆锥形过滤网下方的输油管上截取一段，在输油管截取处的集水管上设置一个环外凸起，在缺口处刚性安装三根转轴固定架，三根转轴固定架之间的夹角为120度，海洋溢油可以顺利经过三根转轴固定架，在输油管中输送；在三根转轴固定架的中心位置刚性安装一根从轴保护筒，转轴固定架与从轴保护筒、输油管固定连接，在从轴保护筒内安装一根从转轴，从转轴可以在从轴保护筒内自由转动；从转轴与固定环正中心重合；通过转轴连接器将主转轴、从转轴、主轴保护筒、从轴保护筒连接起来；在转轴固定架下方的从轴保护筒内的从转轴上刚性安装一个三叶转动叶片；每个转动叶片中间都设置一根叶片骨架；在圆锥形吸油口下方的输油管上截取一段的位置处安装转动叶片，转动叶片可以在环外凸起内自由转动；转动叶片下方的输油管设置成Y型，已达到尽可能多收集溢油的效果，转动叶片下方的输油管通过油管支架固定在环外凸起上，在输油管外设置一根输水管，用来收集溢油中分离出来的水分；将一根供电电缆固定在输水管、环外凸起、集水管、吸油口、螺旋转槽、固定环的外壁上，为主电机和三个升降电机供电；输油管的末端与吸油泵相连，经吸油泵提速后经输油管排出，做进一步处理；输水管的末端与吸水泵相连，经吸水泵提速后经输水管排出，做进一步处理；

升降装置由电机固定器、升降电机、螺旋转轴和螺旋转槽组成；固定环、支撑连杆、升降装置的电机固定器之间采用刚性连接；将升降电机固定安装在电机固定器内，升降电机的转轴与螺旋转轴刚性连接，螺旋转轴外部设置外螺纹，在螺旋转轴外安装螺旋转槽，螺旋转槽内部设置内螺纹，螺旋转槽的下端与吸油口刚性连接；螺旋转槽上的内螺纹与螺旋转轴上的外螺纹相吻合，升降电机的正反转转动时，螺旋转轴和螺旋转槽会上下相对运动；光滑浮球漂浮在油平面的上方，通过升降电机的正反转工作，可以调整吸油口和水平面的相对位置，保证装置的最大集油效率；

转轴连接器由主转轴、从转轴、主轴保护筒、从轴保护筒和密封圈组成，从轴保护筒套装在主轴保护筒内，主轴保护筒和从轴保护筒之间通过密封圈密封，主轴保护筒和从轴保护筒可以上下自由相对运动，在主转轴内套装安装从转轴，在主转轴的一侧设置一个主轴凹坑，在从动轴的同一侧设置一个从轴凸起，从轴凸起和主轴凹坑将主转轴和从转轴的相对固定，且能上下自由相对运动。