CN109797724B - 水上垃圾处理装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种水上垃圾处理装置，包括太阳能板、太阳能板支架、横向主支架、控制箱、竖直主通道、虹吸管、垃圾收集囊和垃圾收缩箱。通过在竖直主通道内形成负压而对水流向装置内移动形成动力，固体垃圾随着水流进入处理装置中，通过内部设置的各个过滤板将固体垃圾和水流进行分离，然后通过收集装置和压缩装置对垃圾进行收集和压缩储存。从而实现了无人力、小型化、低能耗、巡航式的水上垃圾收集处理装置。

Description

水上垃圾处理装置
本申请为申请号2017108318872、申请日2017年09月15日、发明名称“水上垃圾处理装置”的分案申请。
技术领域
本发明属于水利工程和环保领域，具体涉及一种水上垃圾处理装置。
背景技术
水面上的固体漂浮垃圾无论对环境还是对水上交通都有非常大的负面影响，目前清除水上垃圾的常规做法是靠渔船上的人力打捞，但是这种打捞虽然精准，但是耗费人力较大，并且打捞人员的安全性也受到考验。现有的垃圾打捞船很多都是大型化的，而由于水上垃圾的数量并不是固定的，如果垃圾比较多还比较合算，如果比较少，则打捞相对成本是非常高的。因此亟需研发出一种可大可小的适应具体水体要求的水上垃圾处理装置。
发明内容
本发明的提出一种水上垃圾处理装置。
通过如下技术手段实现：
一种水上垃圾处理装置，包括太阳能板、太阳能板支架、横向主支架、控制箱、竖直主通道、虹吸管、垃圾收集囊和垃圾收缩箱。
所述横向主支架为多个，且以中心为轴对称设置，在其中心位置上设置有控制箱，在横向主支架上设置有斜向的太阳能板支架，在太阳能板支架顶端横向设置有太阳能板，在横向主支架中心位置下端设置有竖直主通道，在竖直主通道的中上部设置有斜向的虹吸管，在竖直主通道的中下部设置有垃圾收集囊和垃圾压缩箱。
在横向主支架的边部设置有多个漂浮气囊，在漂浮气囊的外端的横向主支架上设置有行进轮。
所述竖直主通道内部中央顶端设置有旋转轴，在旋转轴上设置有多层的旋转叶片，在旋转轴外部设置有空心倒圆台形的内管道，所述内管道侧壁的上部为多孔状的第一过滤板，下部为无孔板材构成的斜挡板，倒圆台底平面为多孔的第二过滤板，所述第一过滤板和斜挡板交界处横向向外延伸为虹吸管的出口下端；所述虹吸管斜向设置，虹吸管入口设置在行进轮侧部的水平面以下；在所述第二过滤板底部中央设置有圆锥体侧边形的第三过滤板，所述第三过滤板底端设置有活塞气动杆，用于将第三过滤板底端进行抖动；在第三过滤板下部为竖直主通道的出水口。
所述垃圾收集囊包括垃圾收集囊入口、垃圾收集囊体和垃圾收集囊出口，在所述第三过滤板底端上部设置有垃圾收集囊入口，所述垃圾收集囊体为多孔状的收缩橡胶囊，在所述垃圾收集囊出口处设置有垃圾收集囊出口挡板，所述垃圾收集囊出口与垃圾压缩箱的入口相连通，所述垃圾收集囊出口挡板用于控制垃圾收集囊出口的开闭。
所述垃圾压缩箱内部包括垃圾压缩板，通过垃圾压缩板的移动将进入到其中的垃圾进行压缩处理。
所述控制箱内设置有蓄电池、太阳能充放电控制器、电机和控制模块，所述控制模块用于控制旋转轴的转动、漂浮气囊的充放气、行进轮的转动、垃圾压缩板的行进和恢复、垃圾收集囊出口挡板的开闭；所述电机用于驱动所述旋转轴的转动和行进轮的转动。
作为优选，所述虹吸管入口设置为漏斗形。
作为优选，所述活塞气动杆包括气动杆和固定块，所述固定块固定于竖直主通道侧壁伸出板上。
作为优选，所述控制模块内置有线路指令、垃圾收集囊出口挡板开闭指令和漂浮气囊充放气指令以及外部手动开关。
作为优选，所述垃圾收集囊为多个，所述垃圾压缩箱的数目与垃圾收集囊的数目相同。
作为优选，所述垃圾收集囊为2个。
作为优选，所述垃圾收集囊为3个。
作为优选，所述漂浮气囊的数目为每个横向主支架上设置2个。
本发明的效果在于：
1，通过设置漂浮式的竖直主管道，在竖直主管道内设置旋转轴，而旋转轴带动旋转叶片转动之后会使得主管道内的水体形成涡流，继而形成负压，使得虹吸管向下吸水，在吸水的同时会将垃圾吸入到虹吸管内，由于内管道上半部为多孔的过滤板，可以允许水通过而不能允许固体垃圾通过，因此虹吸管吸收的水和垃圾会在此处分离，垃圾碰撞第一过滤板后向下移动而水会通过第一过滤板进入到内通道（当然不是所有的水，另一部分水随着垃圾会也向下移动），第二过滤板下部设置第三过滤板，垃圾只会在三个过滤板之外形成的空间中存在，然后由于第三过滤板是斜向设置的，因此会顺着斜向的方向进入到垃圾收集囊中。
通过设置活塞气动杆，对第三过滤板进行震动，这样会强化固体垃圾向垃圾收集囊中流动，同时还会避免粉尘等粒度较小的垃圾堵塞第三过滤板（由于只有第三过滤板是向外倾斜的，容易在上表面积聚细小垃圾而造成堵塞）。
2，由于气囊可以收缩，因此通过设置可以收缩的垃圾收集囊就可以包裹住垃圾，不会再随着水流返回，而同时由于该收缩囊是多孔的，可以将进入到其中的水流出，从而不会影响其收缩来包住垃圾。
通过设置垃圾收集囊出口挡板，使得在合适的时候即可打开该挡板将收集囊体中的垃圾送入到压缩箱中进行压缩，通过压缩，可以减小垃圾整体的体积，从而可以使得整体装置可以尽量长时间的在水上漂浮。
通过将虹吸管入口设置在行进轮的旁边，由于行进轮在转动的时候会在水面上形成扰动，而行进轮周边会形成水洼，从而会对水面漂浮垃圾形成局部的虹吸效应而微力的起到聚集垃圾的作用，从而可以提高虹吸管吸附垃圾的面积。
3，通过设置太阳能板，使得蓄电池中的电量能够得到补充，从而可以使得该装置可以尽量长时间的在水上漂浮，从而从另外一个角度提高了垃圾收集效率。由于该装置并不需要过多的人为干预，只需充电之后将其放置在水体之上即可进行垃圾的收集，因此可以大量投放并无需过多耗费人力。通过设置控制装置，利用其中程序化的指令，可以提前规划行进路线，可以更加全面的对所处理的水体进行巡航式的垃圾清理。
附图说明
图1为本发明水上垃圾处理装置剖视的结构示意图。
其中：11-太阳能板，12-太阳能板支架，13-控制箱，14-漂浮气囊，15-行进轮，16-横向主支架，21-虹吸管，211-虹吸管入口，22-旋转轴，23-旋转叶片，24-第一过滤板，25-斜挡板，26-第二过滤板，28-第三过滤板，281-气动杆，282-固定块，29-出水口，31-垃圾收集囊入口，32-垃圾收集囊，321-垃圾收集囊出口挡板，33-垃圾压缩箱，331-垃圾压缩板。
具体实施方式
实施例1
一种水上垃圾处理装置，包括太阳能板、太阳能板支架、横向主支架、控制箱、竖直主通道、虹吸管、垃圾收集囊和垃圾收缩箱。
所述横向主支架为2对（即相互交叉的2个横向支架，夹角90度），且以中心为轴对称设置，在其中心位置上设置有控制箱，在横向主支架上设置有斜向的太阳能板支架，在太阳能板支架顶端横向设置有太阳能板，在横向主支架中心位置下端设置有竖直主通道，在竖直主通道的中上部设置有斜向的虹吸管，在竖直主通道的中下部设置有垃圾收集囊和垃圾压缩箱。
在横向主支架的边部设置有漂浮气囊，共8个（如图1所示），在漂浮气囊的外端的横向主支架上设置有行进轮。
所述竖直主通道内部中央顶端设置有旋转轴，在旋转轴上设置有2层的旋转叶片，在旋转轴外部设置有空心倒圆台形的内管道，所述内管道侧壁的上部为多孔状的第一过滤板，下部为无孔板材构成的斜挡板，倒圆台底平面为多孔的第二过滤板，所述第一过滤板和斜挡板交界处横向向外延伸为虹吸管的出口下端；所述虹吸管斜向设置，虹吸管入口设置在行进轮侧部的水平面以下，所述虹吸管入口设置为漏斗形。
在所述第二过滤板底部中央设置有圆锥体侧边形的第三过滤板，所述第三过滤板底端设置有活塞气动杆，用于将第三过滤板底端进行抖动。所述活塞气动杆包括气动杆和固定块，所述固定块固定于竖直主通道侧壁伸出板上。
所述垃圾收集囊包括垃圾收集囊入口、垃圾收集囊体和垃圾收集囊出口，在所述第三过滤板底端上部设置有垃圾收集囊入口，所述垃圾收集囊体为多孔状的收缩橡胶囊，在所述垃圾收集囊出口处设置有垃圾收集囊出口挡板，所述垃圾收集囊出口与垃圾压缩箱的入口相连通，所述垃圾收集囊出口挡板用于控制垃圾收集囊出口的开闭。所述垃圾收集囊为2个，所述垃圾压缩箱也是2个。
所述垃圾压缩箱内部包括垃圾压缩板，通过垃圾压缩板的移动将进入到其中的垃圾进行压缩处理。
所述控制箱内设置有蓄电池、太阳能充放电控制器、电机和控制模块，所述控制模块用于控制旋转轴的转动、漂浮气囊的充放气、行进轮的转动、垃圾压缩板的行进和恢复、垃圾收集囊出口挡板的开闭；所述电机用于驱动所述旋转轴的转动和行进轮的转动。
所述控制模块内置有线路指令、垃圾收集囊出口挡板开闭指令和漂浮气囊充放气指令以及外部手动开关。
实施例2
一种水上垃圾处理装置，包括太阳能板、太阳能板支架、横向主支架、控制箱、竖直主通道、虹吸管、垃圾收集囊和垃圾收缩箱。
所述横向主支架为3个（相互之间的夹角为60度），且以中心为轴对称设置，在其中心位置上设置有控制箱，在横向主支架上设置有斜向的太阳能板支架，在太阳能板支架顶端横向设置有太阳能板，在横向主支架中心位置下端设置有竖直主通道，在竖直主通道的中上部设置有斜向的虹吸管，在竖直主通道的中下部设置有垃圾收集囊和垃圾压缩箱。
在横向主支架的边部设置有漂浮气囊（共6个），在漂浮气囊的外端的横向主支架上设置有行进轮。
所述竖直主通道内部中央顶端设置有旋转轴，在旋转轴上设置有3层的旋转叶片（螺旋叶片设置为螺旋桨叶片形式，强化水体涡流的形成），在旋转轴外部设置有空心倒圆台形的内管道，所述内管道侧壁的上部为多孔状的第一过滤板，下部为无孔板材构成的斜挡板，倒圆台底平面为多孔的第二过滤板，所述第一过滤板和斜挡板交界处横向向外延伸为虹吸管的出口下端；所述虹吸管斜向设置，虹吸管入口设置在行进轮侧部的水平面以下；在所述第二过滤板底部中央设置有圆锥体侧边形的第三过滤板，所述第三过滤板底端设置有活塞气动杆，用于将第三过滤板底端进行抖动。
所述垃圾收集囊包括垃圾收集囊入口、垃圾收集囊体和垃圾收集囊出口，在所述第三过滤板底端上部设置有垃圾收集囊入口，所述垃圾收集囊体为多孔状的收缩橡胶囊，在所述垃圾收集囊出口处设置有垃圾收集囊出口挡板，所述垃圾收集囊出口与垃圾压缩箱的入口相连通，所述垃圾收集囊出口挡板用于控制垃圾收集囊出口的开闭。
所述垃圾压缩箱内部包括垃圾压缩板，通过垃圾压缩板的移动将进入到其中的垃圾进行压缩处理。
所述控制箱内设置有蓄电池、太阳能充放电控制器、电机和控制模块，所述控制模块用于控制旋转轴的转动、漂浮气囊的充放气、行进轮的转动、垃圾压缩板的行进和恢复、垃圾收集囊出口挡板的开闭；所述电机用于驱动所述旋转轴的转动和行进轮的转动。
所述活塞气动杆包括气动杆和固定块，所述固定块固定于竖直主通道侧壁伸出板上。
所述控制模块内置有线路指令、垃圾收集囊出口挡板开闭指令和漂浮气囊充放气指令以及外部手动开关。
所述垃圾收集囊为3个，所述垃圾压缩箱也是3个。
实施例3
实施例1和实施例2水上垃圾处理装置的工作流程为：根据具体水体的情况设置控制模块内的行进路线（如湖泊的大小），对蓄电池组进行充电并将太阳能板的发电量与蓄电池组电连接，将漂浮气囊充气，充气量使得虹吸管入口在水面以下3~5cm为准，然后将该装置放置到具体水体中。行进轮转动使得该装置在水体中以具体折线形巡回式的行进。旋转轴转动带动旋转叶片转动，内通道中形成涡流使得水顺着主通道向下流动，从而使得内部形成负压，向虹吸管内吸附，水面上的水包括漂浮在水面上的垃圾被虹吸管吸入后进入到主通道内，由于过滤板的阻挡，固体垃圾随着水流向下移动，然后顺着第三过滤板进入到垃圾收集囊中被包裹，根据控制模块中设置的时间指令，到达一定时间后，停转旋转轴，虹吸管开关封闭，垃圾收集囊出口挡板打开，将垃圾送入到垃圾压缩箱中，垃圾压缩箱通过垃圾压缩板的移动，将垃圾压缩并储存，然后关闭垃圾收集囊出口挡板，打开虹吸管开关，再次启动旋转轴电机进行旋转，如此周期性的进行水上垃圾的收集。

Claims (6)

1.一种水上垃圾处理装置，其特征在于，包括太阳能板、太阳能板支架、横向主支架、控制箱、竖直主通道、虹吸管、垃圾收集囊和垃圾收缩箱；
所述横向主支架为多个，且以中心为轴对称设置，在其中心位置上设置有控制箱，在横向主支架上设置有斜向的太阳能板支架，在太阳能板支架顶端横向设置有太阳能板，在横向主支架中心位置下端设置有竖直主通道，在竖直主通道的中上部设置有斜向的虹吸管，在竖直主通道的中下部设置有垃圾收集囊和垃圾压缩箱；
在横向主支架的边部设置有多个漂浮气囊，在漂浮气囊的外端的横向主支架上设置有行进轮；
所述竖直主通道内部中央顶端设置有旋转轴，在旋转轴上设置有多层的旋转叶片，在旋转轴外部设置有空心倒圆台形的内管道，所述内管道侧壁的上部为多孔状的第一过滤板，下部为无孔板材构成的斜挡板，倒圆台底平面为多孔的第二过滤板，所述第一过滤板和斜挡板交界处横向向外延伸为虹吸管的出口下端；所述虹吸管斜向设置，虹吸管入口设置在行进轮侧部的水平面以下；在所述第二过滤板底部中央设置有圆锥体侧边形的第三过滤板，所述第三过滤板底端设置有活塞气动杆，用于将第三过滤板底端进行抖动；在第三过滤板下部为竖直主通道的出水口；
所述垃圾收集囊包括垃圾收集囊入口、垃圾收集囊体和垃圾收集囊出口，在所述第三过滤板底端上部设置有垃圾收集囊入口，所述垃圾收集囊体为多孔状的收缩橡胶囊，在所述垃圾收集囊出口处设置有垃圾收集囊出口挡板，所述垃圾收集囊出口与垃圾压缩箱的入口相连通, 所述垃圾收集囊出口挡板用于控制垃圾收集囊出口的开闭；
所述垃圾压缩箱内部包括垃圾压缩板，通过垃圾压缩板的移动将进入到其中的垃圾进行压缩处理；
所述控制箱内设置有蓄电池、太阳能充放电控制器、电机和控制模块，所述控制模块用于控制旋转轴的转动、漂浮气囊的充放气、行进轮的转动、垃圾压缩板的行进和恢复、垃圾收集囊出口挡板的开闭；所述电机用于驱动所述旋转轴的转动和行进轮的转动；
所述活塞气动杆包括气动杆和固定块，所述固定块固定于竖直主通道侧壁伸出板上，所述控制模块内置有线路指令、垃圾收集囊出口挡板开闭指令和漂浮气囊充放气指令以及外部手动开关。
2.根据权利要求1所述的水上垃圾处理装置，其特征在于，所述虹吸管入口设置为漏斗形。
3.根据权利要求1所述的水上垃圾处理装置，其特征在于，所述垃圾收集囊为多个，所述垃圾压缩箱的数目与垃圾收集囊的数目相同。
4.根据权利要求3所述的水上垃圾处理装置，其特征在于，所述垃圾收集囊为2个。
5.根据权利要求3所述的水上垃圾处理装置，其特征在于，所述垃圾收集囊为3个。
6.根据权利要求1-3任一项所述的水上垃圾处理装置，其特征在于，所述漂浮气囊的数目为每个横向主支架上设置2个。
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