CN108824390A - 应用于回收污染物的系统以及方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及生态环境保护技术领域，公开了一种应用于回收污染物的系统以及方法。该系统包括：污染物收集器以及真空发生器，污染物收集器与真空发生器之间连接有真空管道；污染物收集器设置于水面之下，用于收集水中的污染物，真空发生器能够抽离真空管道内的空气，以使真空管道处于真空状态，以吸引污染物收集器中的污染物沿真空管道移动并实现回收。通过上述方式，本发明能够提高污染物回收的自动化程度。

Description

应用于回收污染物的系统以及方法

技术领域

本发明涉及生态环境保护技术领域，特别是涉及一种应用于回收污染物的系统以及方法。

背景技术

海洋垃圾是个全球性大问题，目前针对海洋垃圾的问题展开了诸多讨论，但大多是宏观层面的策略尝试。海洋垃圾物品中多为玻璃瓶、塑料制品等小型垃圾为主，而该类垃圾又较易被鱼类、龟类等海洋生物所误食，给海洋生物的生存空间造成生命威胁；浮游的破散渔网也容易网结海洋生物，限制海洋生物的自由活动，导致其捕食困难或呼吸不适等。

为有效解决该问题，目前主要采取了人工打捞收集海洋垃圾的方式，但该方式劳动强度大、效率低且工作环境较为恶劣，不宜于长时间工作，严重损耗人力资源。

发明内容

有鉴于此，本发明主要解决的技术问题是提供一种应用于回收污染物的系统以及方法，能够提高污染物回收的自动化程度。

为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是：提供一种应用于回收污染物的系统，该系统包括污染物收集器以及真空发生器，污染物收集器与真空发生器之间连接有真空管道；污染物收集器设置于水面之下，用于收集水中的污染物，真空发生器能够抽离真空管道内的空气，以使真空管道处于真空状态，以吸引污染物收集器中的污染物沿真空管道移动并实现回收。

在本发明的一实施例中，污染物收集器包括污染物收集桶以及水泵，污染物收集桶用于收集水中的污染物，污染物收集桶与水泵之间连接有排水管道；污染物收集桶设置于水面之下，水泵能够抽离污染物收集桶内的水分并沿排水管道排放至污染物收集桶之外，并引导水流进入污染物收集桶形成水流回路，水流回路用于引导污染物进入污染物收集桶。

在本发明的一实施例中，污染物收集器进一步包括伸缩套筒，伸缩套筒设置于污染物收集桶的桶口并与污染物收集桶的桶口对应装配，伸缩套筒处于收缩状态下，其筒口处于水面之下，并且伸缩套筒可伸展至其筒口高出水面，以阻挡水流进入污染物收集桶。

在本发明的一实施例中，该系统进一步包括调节杆件，调节杆件与污染物收集桶连接，用于调节伸缩套筒处于收缩状态时其筒口离水面的距离。

在本发明的一实施例中，水泵远离水体设置。

在本发明的一实施例中，污染物收集桶的桶底连接有真空管道，污染物收集桶桶底与真空管道之间设置有感应阀门；该系统进一步包括真空传感器，用于检测真空管道内的真空值，感应阀门能够在真空管道的真空值达到真空阈值时打开，以使污染物收集桶内的污染物沿真空管道移动并实现回收。

在本发明的一实施例中，感应阀门装配有感应器，用于检测污染物收集桶内污染物施加于感应阀门的压力，系统能够在压力达到压力阈值时驱动真空发生器抽离真空管道内的空气，并且驱动伸缩套筒伸展至其筒口高出水面。

在本发明的一实施例中，感应器为压力传感器或重量传感器。

在本发明的一实施例中，该系统进一步包括污染物中转收集器，污染物中转收集器通过真空管道分别与污染物收集器以及真空发生器连通，污染物中转收集器用于存储污染物收集器所回收的污染物。

在本发明的一实施例中，该系统进一步包括旋屏分离器，旋屏分离器设置于污染物中转收集器与污染物收集器之间的真空管道靠近污染物中转收集器的端部，用于检测污染物收集器所回收污染物的种类。

在本发明的一实施例中，该系统进一步包括抽真空风扇，抽真空风扇通过真空管道分别与真空发生器以及污染物中转收集器连通，抽真空风扇用于在真空发生器以及污染物中转收集器之间形成真空缓冲区。

为解决上述技术问题，本发明采用的又一个技术方案是：提供一种应用于回收污染物的方法，该方法包括：污染物收集器利用水流回路循环回收水中的污染物；判断污染物收集器内污染物的重量是否达到阈值；若是，则真空发生器抽离其与污染物收集器之间的真空管道内的空气，以吸引污染物收集器中的污染物沿真空管道移动并实现回收。

本发明的有益效果是：区别于现有技术，本发明提供一种应用于回收污染物的系统，该系统包括有污染物收集器以及真空发生器，污染物收集器与真空发生器之间通过真空管道连接，实现互通。同时污染物收集器设置于水面之下，以收集水中的污染物。真空发生器工作，抽离真空管道内的空气，使得真空管道处于真空状态，利用负压吸引污染物收集器所收集的污染物进入真空管道，并使污染物沿真空管道移动实现回收，以代替人工打捞污染物的方式，提高污染物回收的自动化程度。

附图说明

图1是本发明应用于回收污染物的系统一实施例的结构示意图；

图2是图1所示系统的伸缩套筒一实施例的结构示意图；

图3是图1所示系统的感应阀门一实施例的结构示意图；

图4是本发明应用于回收污染物的系统另一实施例的结构示意图；

图5是本发明应用于回收污染物的方法一实施例的流程示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。

为解决现有技术中污染物回收的自动化程度较低的技术问题，本发明的一实施例提供一种应用于回收污染物的系统，该系统包括污染物收集器以及真空发生器，污染物收集器与真空发生器之间连接有真空管道；污染物收集器设置于水面之下，用于收集水中的污染物，真空发生器能够抽离真空管道内的空气，以使真空管道处于真空状态，以吸引污染物收集器中的污染物沿真空管道移动并实现回收。以下进行详细阐述。

请参阅图1，图1是本发明应用于回收污染物的系统一实施例的结构示意图。

本实施例所阐述应用于回收污染物的系统1，通过营造真空环境，利用负压吸引污染物并实现回收，其自动化程度较高，以减少人工参与作业量。该系统1可以适用于海洋垃圾、湖泊垃圾以及港口水域垃圾等水域污染物的回收，其适用环境在此不做限定。

在本实施例中，应用于回收污染物的系统1包括污染物收集器11以及真空发生器12。污染物收集器11设置于水面2之下，用于收集水中的污染物。污染物收集器11与真空发生器12之间连接有真空管道13，使得二者之间能够形成气流通路并且用于传输污染物收集器11中的污染物。当真空发生器12工作时，其能够抽离真空管道13内的空气，以使真空管道13处于真空状态。由于真空管道13内的气压小于污染物收集器11中污染物所处环境的气压，因此能够在污染物收集器11与真空管道13之间形成负压吸引作用，真空管道13内部与外界环境的压差，使得污染物收集器11中的污染物被吸引进真空管道13内并沿真空管道13移动，实现污染物的回收。由于污染物的收集以及传输回收依靠自动化机械设备实现，代替传统人工打捞的方式，从而提高污染物回收的自动化程度。

需要说明的是，考虑到防水措施的成本，真空发生器12远离水体设置。而污染物收集器11设置于水中，二者之间通过真空管道13连接。因此真空管道13部分管体设置于水中，部分管体处于水面2之外。例如应用于港口水域垃圾的回收中，污染物收集器11设置于水下，而真空发生器12则设置于岸上远离水体，二者之间依靠真空管道13连通。当然，也可在水面2上设置一承载真空发生器12的载体，通过该载体隔离真空发生器12与水体，在此不做限定。

在本发明的其他实施例中，真空发生器12可以设置于水中。由于真空发生器12通常电能驱动，因此为避免漏电或是水体侵入真空发生器12内部，需要真空发生器12增加防水结构，以隔离真空发生器12与水体。

进一步地，污染物收集器11包括污染物收集桶111以及水泵112。污染物收集桶111设置于水面2之下，用于收集水中的污染物。污染物收集桶111与水泵112之间连接有排水管道113。水泵112用于抽离污染物收集桶111内的水分并沿排水管道113排放至污染物收集桶111之外，污染物收集桶111内的水分被抽离，则污染物收集桶111周遭的水流会被引导进入污染物收集桶111内，与排水管道113形成水流回路114。污染物收集桶111周遭的污染物在水流回路114的引导下进入污染物收集桶111，实现污染物收集。

在本实施例中，水泵112远离水体设置，以节约水泵112的防水成本。水泵112的进水端与污染物收集桶111之间连接有排水管道113，水泵112的出水端也可连接排水管道113，并且水泵112出水端的排水管道113浸入水中，以实现上述水流回路114。

当然，在本发明的其他实施例中，水泵112也可设置于水中。为避免漏电或是水体侵入水泵112工作环境内部(并非水泵112的排水通路)，需要水泵112增加防水结构，以隔离水泵112与水体。

污染物收集器11进一步包括伸缩套筒115。伸缩套筒115为可伸缩的中空筒体，其筒口尺寸以及形状与污染物收集桶111的桶口相互匹配，伸缩套筒115设置于污染物收集桶111的桶口并与污染物收集桶111的桶口对应装配。伸缩套筒115在其处于收缩状态下，其筒口处于水面2之下，使得上文所述水流回路114能够引导水中的污染物进入污染物收集桶111。而当污染物收集桶111内的污染物达到一定重量后，需要将污染物汇集并统一处理，并且清空污染物收集桶111使其能够进行后续污染物收集工作。具体地，伸缩套筒115可伸展至其筒口高出水面2，以阻挡水流进入污染物收集桶111，即阻挡污染物继续进入污染物收集桶111(污染物收集桶111已盛满污染物)，如图2所示。

在本实施例中，系统1进一步包括调节杆件14，调节杆件14与污染物收集桶111连接，用于调节伸缩套筒115处于收缩状态时其筒口离水面2的距离。系统1可以配备有不同长度的调节杆件14，通过更换不同长度的调节杆件14，以使污染物收集桶111与水面2之间具备不同的距离(该距离即为伸缩套筒115处于收缩状态时其筒口离水面2的距离)。

在本发明的其他实施例中，调节杆件14自身长度可调节，即调节杆件14为伸缩式结构。通过控制调节杆件14伸展或收缩，以使污染物收集桶111与水面2之间具备不同的距离。

需要说明的是，伸缩套筒115处于收缩状态时其筒口离水面2的距离可以为1～5cm，例如1cm、2cm以及3cm等。伸缩套筒115其处于收缩状态时筒口离水面2的距离根据水泵112的排水以及过水能力确定，水泵112的排水能力越强，则水泵112可以引导更大的水流量经过污染物收集桶111，之后通过排水管道113排出，此时可以增大伸缩套筒115处于收缩状态时其筒口离水面2的距离，以在一定时间内收集更多的污染物。

进一步地，污染物收集桶111的桶底连接真空管道13，污染物收集桶111桶底与真空管道13之间设置有感应阀门15，污染物收集桶111与真空管道13之间的导通依附于感应阀门15实现，在感应阀门15开启时，二者导通。如图3所示。

本系统1进一步包括真空传感器(图中未标识)，用于检测真空管道13内的真空值，真空传感器可以设置于真空管道13部分，或是设置于感应阀门15靠近真空管道13的一侧，在此不做限定。感应阀门15在真空管道13内的真空值达到真空阈值时打开，导通污染物收集桶111与真空管道13，利用真空管道13内部的负压环境，吸引污染物收集桶111内的污染物进入真空管道13并沿真空管道13移动实现回收，例如污染物会以18m/s～25m/s的速度沿真空管道13移动。同时根据空气动力学原理，污染物所释放的废气同样会沿真空管道13排出。可以理解的是，在污染物沿真空管道13移动的过程中，真空发生器12始终保持工作状态，持续抽离真空管道13内的空气。

在本实施例中，真空阈值用于描述真空管道13内部的负压程度，即描述真空管道13内部气压与外界气压的压差大小。通过设定不同的真空阈值，使得真空管道13的真空值达到该真空阈值时，控制感应阀门15开启，从而使真空管道13具备不同的负压吸引力，以吸引并回收污染物。可以理解的是，真空管道13所具备的负压吸引力越大，则污染物回收效率越高。

进一步地，感应阀门15装配有感应器(图中未标识)，用于检测污染物收集桶111内污染物施加于感应阀门15的压力。本系统1能够在污染物施加于感应阀门15的压力达到压力阈值时驱动真空发生器12工作，抽离真空管道13内的空气，并且驱动伸缩套筒115伸展至其筒口高出水面2。

其中，压力阈值用于描述污染物收集桶111所能容纳污染物的最大重量。污染物收集桶111的压力阈值越大，其所能容纳的污染物的重量越大。当感应器所检测污染物施加于感应阀门15的压力达到压力阈值时，说明污染物收集桶111内的污染物已达到污染物收集桶111的负载上限，需要清空污染物收集桶111并用以进行后续污染物收集工作。具体地，驱动伸缩套筒115伸展至其筒口高出水面2，阻挡水流进入污染物收集桶111(即阻挡水流所引导的污染物进入污染物收集桶111)。并且驱动真空发生器12抽离真空管道13内的空气，在真空管道13的真空值达到真空阈值时，开启感应阀门15，污染物在负压吸引下沿真空管道13移动并实现回收。

在本发明的其他实施例中，感应阀门15所装配的感应器可以为压力传感器或是重量传感器等至少能够检测在重力方向上加速度的传感器，或者是温湿度传感器等，在此不做限定。

以上可以看出，本发明所提供的应用于回收污染物的系统，污染物收集器与真空发生器之间通过真空管道连接，实现互通。同时污染物收集器设置于水面之下，能够收集水中的污染物。并且真空发生器工作时，能够抽离真空管道内的空气，使得真空管道处于真空状态，利用负压吸引污染物收集器所收集的污染物进入真空管道，并使污染物沿真空管道移动实现回收。同时污染物收集桶与水泵之间配合形成的水流回路，能够不断循环回收水中漂浮的污染物。由于污染物的收集以及传输回收依靠自动化机械设备实现，以能够24小时全自动不间断的处理方式代替人工打捞污染物的方式，提高污染物回收的效率以及自动化程度。

请参阅图4，图4是本发明应用于回收污染物的系统另一实施例的结构示意图。

在本实施例中，应用于回收污染物的系统3包括污染物收集器31以及真空发生器32。污染物收集器31设置于水面4之下，用于收集水中的污染物。污染物收集器31与真空发生器32之间连接有真空管道33，使得二者之间能够形成气流通路并且用于传输污染物收集器31中的污染物。当真空发生器32工作时，其能够抽离真空管道33内的空气，以使真空管道33处于真空状态。由于真空管道33内的气压小于污染物收集器31中污染物所处环境的气压，因此能够在污染物收集器31与真空管道33之间形成负压吸引作用，真空管道33内部与外界环境的压差，使得污染物收集器31中的污染物被吸引进真空管道33内并沿真空管道33移动，实现污染物的回收。

本实施例与上述实施例的不同之处在于，本实施例所阐述的系统3进一步包括有污染物中转收集器34。污染物中转收集器34用于存储污染物收集器31所回收的污染物，以将污染物收集器31多次回收的污染物集中处理，真空管道33所运送的污染物汇聚在污染物中转收集器34中，在污染物中转收集器34饱和之后，再经过压缩运送至污染物处置场地进行集中处理。

污染物中转收集器34通过真空管道33分别与污染物收集器31以及真空发生器32连通，污染物中转收集器34设置于污染物收集器31与真空发生器32之间，污染物收集器31所回收的污染物会顺着真空管道33移动至污染物中转收集器34内。

进一步地，本系统3还包括旋屏分离器35。旋屏分离器35设置于污染物中转收集器34与污染物收集器31之间的真空管道33靠近污染物中转收集器34的端部。利用图像分析辅助检测真空管道33所运送至污染物中转收集器34的污染物种类(即污染物收集器31所回收污染物的种类)。

需要说明的是，污染物收集器31所收集的污染物种类较多，其中类似于树枝等长度方向尺寸明显的污染物，如果大量汇集并且分布不合理时，会占用大量的污染物中转收集器34的储物空间，致使污染物中转收集器34所存储污染物重量未到阈值，但后续运送而至的污染物无法进入污染物中转收集器34。为避免上述情形，本实施例设置旋屏分离器35，旋屏分离器35能够通过图像分析，获取一定时间内进入污染物中转收集器34的污染物种类，当发现长度方向尺寸明显的污染物较多时，可以预先清空污染物中转收集器34，为后续运送而至的污染物腾出储物空间。

进一步地，本系统3还包括有抽真空风扇36。抽真空风扇36通过真空管道33分别与真空发生器32以及污染物中转收集器34连通，抽真空风扇36用于在真空发生器32以及污染物中转收集器34之间形成真空缓冲区。抽真空风扇36所营造的真空氛围的真空度小于真空发生器32所营造的真空氛围，利用抽真空风扇36所营造的真空氛围，保证整个系统3的真空环境的稳定性。

以上可以看出，本发明所提供的应用于回收污染物的系统，污染物收集器与真空发生器之间通过真空管道连接，实现互通。同时污染物收集器设置于水面之下，能够收集水中的污染物。并且真空发生器工作时，能够抽离真空管道内的空气，使得真空管道处于真空状态，利用负压吸引污染物收集器所收集的污染物进入真空管道，并使污染物沿真空管道移动实现回收。同时利用图像辅助分析进入污染物中转收集器的污染物种类，以合理规划污染物回收以及转运方式。由于污染物的收集以及传输回收依靠自动化机械设备实现，以能够24小时全自动不间断的处理方式代替人工打捞污染物的方式，提高污染物回收的效率以及自动化程度。

请参阅图5，图5是本发明应用于回收污染物的方法一实施例的流程示意图。需要说明的是，本实施例所阐述的应用于回收污染物的方法是基于上述实施例所阐述应用于回收污染物的系统，其包括但不限于以下步骤：

S101：污染物收集器利用水流回路循环回收水中的污染物；

在本实施例中，伸缩套筒处于收缩状态，其筒口位于水面之下。水泵持续抽离污染物收集桶内的水体，并沿排水管道排至污染物收集桶之外。由于水泵的排水作用，引起污染物收集桶附近水流进入污染物收集桶内，形成水流回路，水流回路引导其中的污染物进入污染物收集桶，实现污染物收集桶回收污染物的功能。

S102：判断污染物收集器内污染物的重量是否达到阈值；

在本实施例中，感应阀门的感应器实时检测污染物施加于污染物收集桶的压力大小，用于判断污染物收集器内污染物的重量是否达到阈值，以在污染物收集桶满载时，及时清空污染物收集桶，以进行后续污染物的回收工作，实现循环回收。

S103：若是，则真空发生器抽离其与污染物收集器之间的真空管道内的空气，以吸引污染物收集器中的污染物沿真空管道移动并实现回收；

在本实施例中，若污染物收集器内污染物的重量达到阈值，即污染物施加于污染物收集桶的压力大小达到压力阈值，说明污染物收集桶已经满载。此时，控制伸缩套筒伸展至其筒口高出水面，以阻挡污染物进入污染物收集桶(污染物收集桶已满载)。并且真空发生器工作，抽离真空管道内的空气，当真空管道内的真空值达到真空阈值时，开启感应阀门，利用负压吸引污染物收集桶内的污染物进入真空管道并沿真空管道移动，实现回收。

以上所述仅为本发明的实施方式，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (12)

1.一种应用于回收污染物的系统，其特征在于，所述系统包括污染物收集器以及真空发生器，所述污染物收集器与所述真空发生器之间连接有真空管道；

所述污染物收集器设置于水面之下，用于收集水中的污染物，所述真空发生器能够抽离所述真空管道内的空气，以使所述真空管道处于真空状态，以吸引所述污染物收集器中的污染物沿所述真空管道移动并实现回收。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述污染物收集器包括污染物收集桶以及水泵，所述污染物收集桶用于收集水中的污染物，所述污染物收集桶与所述水泵之间连接有排水管道；

所述污染物收集桶设置于水面之下，所述水泵能够抽离所述污染物收集桶内的水分并沿所述排水管道排放至所述污染物收集桶之外，并引导水流进入所述污染物收集桶形成水流回路，所述水流回路用于引导污染物进入所述污染物收集桶。

3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述污染物收集器进一步包括伸缩套筒，所述伸缩套筒设置于所述污染物收集桶的桶口并与所述污染物收集桶的桶口对应装配，所述伸缩套筒处于收缩状态下，其筒口处于水面之下，并且所述伸缩套筒可伸展至其筒口高出水面，以阻挡水流进入所述污染物收集桶。

4.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，所述系统进一步包括调节杆件，所述调节杆件与所述污染物收集桶连接，用于调节所述伸缩套筒处于收缩状态时其筒口离水面的距离。

5.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述水泵远离水体设置。

6.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，所述污染物收集桶的桶底连接有所述真空管道，所述污染物收集桶桶底与所述真空管道之间设置有感应阀门；

所述系统进一步包括真空传感器，用于检测所述真空管道内的真空值，所述感应阀门能够在所述真空管道的真空值达到真空阈值时打开，以使所述污染物收集桶内的污染物沿所述真空管道移动并实现回收。

7.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，所述感应阀门装配有感应器，用于检测所述污染物收集桶内污染物施加于所述感应阀门的压力，所述系统能够在所述压力达到压力阈值时驱动所述真空发生器抽离所述真空管道内的空气，并且驱动所述伸缩套筒伸展至其筒口高出水面。

8.根据权利要求7所述的系统，其特征在于，所述感应器为压力传感器或重量传感器。

9.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述系统进一步包括污染物中转收集器，所述污染物中转收集器通过所述真空管道分别与所述污染物收集器以及所述真空发生器连通，所述污染物中转收集器用于存储所述污染物收集器所回收的污染物。

10.根据权利要求9所述的系统，其特征在于，所述系统进一步包括旋屏分离器，所述旋屏分离器设置于所述污染物中转收集器与所述污染物收集器之间的所述真空管道靠近所述污染物中转收集器的端部，用于检测所述污染物收集器所回收污染物的种类。

11.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述系统进一步包括抽真空风扇，所述抽真空风扇通过所述真空管道分别与所述真空发生器以及所述污染物中转收集器连通，所述抽真空风扇用于在所述真空发生器以及所述污染物中转收集器之间形成真空缓冲区。

12.一种应用于回收污染物的方法，其特征在于，所述方法包括：

污染物收集器利用水流回路循环回收水中的污染物；

判断所述污染物收集器内污染物的重量是否达到阈值；

若是，则真空发生器抽离其与所述污染物收集器之间的真空管道内的空气，以吸引所述污染物收集器中的污染物沿所述真空管道移动并实现回收。