CN110528483A - 一种斜面式漂浮垃圾分离装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种斜面式漂浮垃圾分离装置，包括回转组件、爪钩、侧撑和支架。回转组件包括主动轴、串爪轴和从动轴、驱动轮和从动圈，主动轴和从动轴相互平行且位于同一平面上，串爪轴相互平行，相邻的串爪轴两端铰接在一起，串爪轴的轴向投影构成腰圆形环状，腰圆形两端的圆心为主动轴和从动轴中相距最远的两根，串爪轴与主动轴、从动轴传动连接，串爪轴沿腰圆型轨迹回转；串爪轴上套设若干爪钩；驱动轮套设在主动轴和从动轴上，驱动轮与主动轴、从动轴传动连接，驱动轮外缘设有若干个弧形齿，从动圈套设在串爪轴上，从动圈的外缘圆柱面与弧形齿相匹配，从动圈跟随串爪轴运动到与驱动轮相邻近时，从动圈嵌入弧形齿内。

Description

一种斜面式漂浮垃圾分离装置

技术领域

本发明涉及水治理领域，具体是一种斜面式漂浮垃圾分离装置。

背景技术

斜面式漂浮垃圾分离装置，用于打捞水体表面的一些漂浮垃圾，例如水草、树叶、浮萍、垃圾袋等等。也可以用在污水处理厂、泵站进水口等等位置。

现有技术中，格栅式提升设备结构复杂易故障，主要是回转提升齿牙的传动结构多是链轮链条等等，链轮链条很容易被水草卡住，从而装置故障。为了降低故障率，有些分离提升设备将提升齿牙的节距扩大，这样装置就会跟着变大起来。传统中，用于提升的斜面上的齿牙都是安装在一根往复回转运动的杆上的，齿牙的姿态固定需要复杂的径向定位结构，而且其所连接的回转杆也需要旋转限位，结构的复杂化不仅易出故障，而且制造装配困难。

发明内容

本发明的目的在于提供一种斜面式漂浮垃圾分离装置，以解决现有技术中的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种斜面式漂浮垃圾分离装置，包括回转组件、爪钩、侧撑和支架，回转组件两侧安装在侧撑上，侧撑安装在支架上，回转组件上设置若干爪钩。

本分离装置的回转组件和爪钩倾斜安装，下端部分插入水中，上端部分伸出水面，位于下端的爪钩钩挂住水体表面上的一些漂浮物、垃圾，例如水草、树叶、塑料袋等等，然后由回转组件带动进行回转，垃圾被提升沿斜面往上运动，在最高处爪钩翻转，垃圾掉落下来被下方的一个接收桶或接收槽接收进行后续处理，而水体则穿过本装置继续流动，本装置在水体的一处位置上起到拦截漂浮垃圾并转移的作用，如果本装置装在一艘船的船头，那么就可以移动地进行湖面、江面的漂浮垃圾收集。

进一步的，回转组件包括一根主动轴和若干根串爪轴、从动轴，主动轴和从动轴相互平行且位于同一平面上，主动轴和从动轴的两端均通过轴承安装在侧撑上，串爪轴相互平行，相邻的串爪轴两端通过铰接片铰接在一起，串爪轴的轴向投影构成腰圆形环状，腰圆形两端的圆心为主动轴和从动轴中相距最远的两根，串爪轴与主动轴、从动轴传动连接，串爪轴沿腰圆型轨迹回转；串爪轴上套设若干爪钩；主动轴与外部一旋转驱动传动连接。

主动轴和从动轴是为串爪轴提供回转动力或起支撑的轴，将若干根串爪轴支撑起来以传动带的形式进行回转运动，以便串爪轴上的爪钩能勾起漂浮垃圾后输送往上，主动轴通过联轴器或齿轮、带传动等方式连接外部的一个旋转驱动，带动主动轴进行旋转，当本装置收集起来的漂浮垃圾不多时，即消耗功率不大时，一根主动轴即可满足动力传递，其余的从动轴相对于串爪轴来说只需要起到位置支撑作用即可，当本装置打捞起来的垃圾较多，做功功率较大时，一根主动轴可能不能满足功率需求或加载到主动轴上的扭矩过大可能造成断裂，此时可以将从动轴的端部也加入传动部件，在主动轴和从动轴的端部均增设齿轮，然后齿轮通过同步带连成一个整体，外界施加到主动轴上的旋转力也会经由同步带传递到从动轴上，这样从动轴也能对串爪轴进行施力，串爪轴的回转运动有多处动力来源，能以更大的力量来提升漂浮垃圾。

进一步的，串爪轴与主动轴、从动轴传动连接可以是链轮链条形式，也可以是：回转组件还包括驱动轮和从动圈，驱动轮套设在主动轴和从动轴上，驱动轮与主动轴、从动轴通过键传动或紧定螺钉传动，驱动轮外缘设有若干个弧形齿，从动圈套设在串爪轴上，从动圈的外缘圆柱面与弧形齿相匹配，从动圈跟随串爪轴运动到与驱动轮相邻近时，从动圈嵌入弧形齿内。

串爪轴与主动轴、从动轴以链轮链条形式进行传动的话，传动处可能卡住或挂草等等，影响装置稳定可靠使用，而本装置采用驱动轮和从动圈的结构形式，主动轴带动驱动轮进行旋转，驱动轮将其所嵌合的从动圈向运行方向推动，从而推动这一从动圈所连接的串爪轴往前移动，所以串爪轴依次的端部铰接，所以一根串爪轴移动，所有的串爪轴都会进行移动，移动路径就是前述的腰圆形路径。这种结构形式进行串爪轴与主动轴、从动轴的传动连接，传动位置处不易被卡住，即使有水草进入到弧形齿内，也会在啮合驱动轮和从动圈啮合完毕后脱开的过程中而掉落出来，不会影响驱动轮旋转一圈后的下次下次啮合，而从动轴上也设置驱动轮是为了起到支撑作用，当然，仅仅是为了起到支撑作用而不需要传动的话，以一个圆轮代替也能起到支撑作用，但是为了便于从动轴端部改造后承担传动作用以及制造装配上的统一性，在从动轴上也装上与主动轴上相同的驱动轮是较为合适的。

爪钩为片状，爪钩中间部位和一端设有两个串轴孔，爪钩的另一端设置钩形，串轴孔分别套设在相邻的两根串爪轴上，所有钩形均与串爪轴的运行方向相同。

爪钩同时套设到两根相邻的串爪轴，这样串爪轴就能对爪钩起到旋转限位作用，爪钩的姿态也能根据其所连接的两根串爪轴的位置被限定下来，在串爪轴回转的两处翻转处，爪钩姿态也跟着进行相应的翻转，如果爪钩只是安装在一根串爪轴上，那么串爪轴不仅自身需要加入圆周定位的结构，串爪轴和爪钩的连接也需要加上圆周定位的结构，在结构上会繁琐复杂，而且装配难度大大增加，所以，爪钩同时安装到两根串爪轴上，可以大大简化加工结构，装配时也只需要直接串起来，方便易行，维修拆卸时也十分方便。

串爪轴上中间的部件相互紧挨进行轴向定位，在两端通过轴用弹性挡圈进行轴向限位，主动轴、从动轴上套设的部件也可以使用轴用弹性挡圈进行轴向限位。

进一步的，爪钩交叉排布，同一串爪轴上两个相邻爪钩的第二个串轴孔分别设置在这一串爪轴的两侧串爪轴上。交叉排布的爪钩间距合适，在提升面前进方向上齿形错位勾起水面上的漂浮垃圾，不存在较大的空隙能被垃圾穿过提升面。

作为另一种进一步方案，爪钩并列排布，同一串爪轴上两个相邻爪钩的第二个串轴孔均设置在这一串爪轴的同一侧的串爪轴上。这是爪钩的另一种排布方式，这种排布方式相对于交叉排布可以在钩形所在处提供两倍密集程度的爪形，提升垃圾不会有漏网之鱼，但是在前进方向上会失去一半的爪形行数。

视水质情况选择合适的爪钩安装形式。

进一步的，回转组件还包括隔板，隔板设置在串爪轴的两端，隔板与两根相邻的串爪轴均铰接，两块相邻的隔板在同一根串爪轴上轴向叠放。隔板格挡漂浮垃圾防止其达到串爪轴两端附近，即防止漂浮垃圾从两侧绕过装置，也防止垃圾达到轴承处造成运行不良。

作为优化，主动轴和从动轴中央设置通孔，主动轴上远离传动端的通孔端部内表设置键槽，主动轴上远离传动端的通孔端部可与另一根主动轴的传动端插嵌安装并进行键传动，从动轴的通孔两端为形状相同的异形孔。

主动轴和从动轴中央设置通孔并在两端设置传动结构，这样本装置就能并联使用，扩宽水流处理宽度，主动轴的传动端插入另一装置上主动轴的非传动端通孔并进行传动，外界供给一路动力就能满足运行需求，只要不超功率以及在主动轴的扭矩承载范围内即可，如果主动轴上的扭矩过大，还可以如前述的将从动轴通过齿轮、同步带与主动轴传动连接在一起，让从动轴也用来传递扭矩，而两个并联装置的从动轴则可以通过一根异形杆传动连接在一起，因为相互并联的装置的从动轴相面对处是两个形状相同的异形孔，将一根形状匹配的异形杆两端分别插入异形孔内即可成为传动杆。

作为优化，主动轴和从动轴的两端通过滑动轴承安装在侧撑上。滑动轴承相比于滚动轴承来说，对于运行环境的恶劣容忍度更好，滚动轴承卡入一些杂物后就运行不顺畅了。

作为优化，爪钩、串爪轴、驱动轮和从动圈均为塑料体。塑料体轻便耐腐蚀，不生锈，成本低，装配运输方便。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明通过驱动轮和从动圈在串爪轴和主动轴、从动轴之间进行传动与支撑，替代传统的链轮链条形式，减小了传动处被杂物卡住的风险，运行更加可靠，而且这种方式可以减小串爪轴的节距，可以将装置做的紧凑，整体厚度也能降低；爪钩同时安装在两根串爪轴上，相邻的串爪轴运行到翻转处的相对位置变化能够牵动爪钩进行翻转，从而不需要在单根串爪轴上设置繁琐的周向限位特征以及串爪轴与爪钩相互之间的周向定位，简化加工制造结构，减小装配难度；爪钩在串爪轴上可以交叉或并列排布，方便更改钩形的行数密度与行内间距密度，以便针对不同的水面垃圾情况；主动轴与从动轴两端设置传动结构，可以方便将装置并联使用，从而拓宽能够处理的水域水流。

附图说明

为了使本发明的内容更容易被清楚地理解，下面根据具体实施例并结合附图，对本发明作进一步详细的说明。

图1为本发明的外形示意图，图中仅以示意性质绘制了部分爪钩；

图2为本发明回转组件的驱动原理立体示意图；

图3为本发明回转组件、爪钩、轴承在主动轴处的示意性轴面图；

图4为本发明驱动轮的立体图；

图5为本发明从动圈的立体图；

图6为本发明隔板的立体图；

图7为本发明爪钩的立体图；

图8为本发明爪钩、回转组件的安装示意图；

图9为本发明爪钩交叉排布的安装示意图；

图10为本发明爪钩并列排布的安装示意图；

图11为本发明并联使用时从动轴的传动连接示意图。

图中：1-回转组件、11-主动轴、12-驱动轮、121-弧形齿、13-串爪轴、14-从动圈、15-隔板、19-从动轴、2-爪钩、21-串轴孔、22-钩形、3-侧撑、31-轴承、4-支架。

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，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1所示，一种斜面式漂浮垃圾分离装置，包括回转组件11、爪钩2、侧撑3和支架4，回转组件11两侧安装在侧撑3上，侧撑3安装在支架4上，回转组件11上设置若干爪钩2。

本分离装置的回转组件11和爪钩2倾斜安装，下端部分插入水中，上端部分伸出水面，位于下端的爪钩2钩挂住水体表面上的一些漂浮物、垃圾，例如水草、树叶、塑料袋等等，然后由回转组件11带动进行回转，垃圾被提升沿斜面往上运动，在最高处爪钩2翻转，垃圾掉落下来被下方的一个接收桶或接收槽接收进行后续处理，而水体则穿过本装置继续流动，本装置在水体的一处位置上起到拦截漂浮垃圾并转移的作用，如果本装置装在一艘船的船头，那么就可以移动地进行湖面、江面的漂浮垃圾收集。

如图1、2、3所示，回转组件1包括一根主动轴11和若干根串爪轴13、从动轴19，主动轴11和从动轴19相互平行且位于同一平面上，主动轴11和从动轴19的两端均通过轴承31安装在侧撑3上，串爪轴13相互平行，相邻的串爪轴13两端通过铰接片铰接在一起，串爪轴13的轴向投影构成腰圆形环状，腰圆形两端的圆心为主动轴11和从动轴19中相距最远的两根，串爪轴13与主动轴11、从动轴19传动连接，串爪轴13沿腰圆型轨迹回转；串爪轴13上套设若干爪钩2；主动轴11与外部一旋转驱动传动连接。

主动轴11和从动轴19是为串爪轴13提供回转动力或起支撑的轴，将若干根串爪轴13支撑起来以传动带的形式进行回转运动，以便串爪轴13上的爪钩2能勾起漂浮垃圾后输送往上，主动轴11通过联轴器或齿轮、带传动等方式连接外部的一个旋转驱动，带动主动轴11进行旋转，当本装置收集起来的漂浮垃圾不多时，即消耗功率不大时，一根主动轴11即可满足动力传递，其余的从动轴19相对于串爪轴13来说只需要起到位置支撑作用即可，当本装置打捞起来的垃圾较多，做功功率较大时，一根主动轴11可能不能满足功率需求或加载到主动轴11上的扭矩过大可能造成断裂，此时可以将从动轴19的端部也加入传动部件，例如在图1中主动轴11和从动轴19的端部均增设齿轮，然后齿轮通过同步带连成一个整体，外界施加到主动轴11上的旋转力也会经由同步带传递到从动轴19上，这样从动轴19也能对串爪轴13进行施力，串爪轴13的回转运动有多处动力来源，能以更大的力量来提升漂浮垃圾。

串爪轴13与主动轴11、从动轴19传动连接可以是链轮链条形式，也可以是：如图1～5所示，回转组件1还包括驱动轮12和从动圈14，驱动轮12套设在主动轴11和从动轴19上，驱动轮12与主动轴11、从动轴19通过键传动或紧定螺钉传动，驱动轮12外缘设有若干个弧形齿121，从动圈14套设在串爪轴13上，从动圈14的外缘圆柱面与弧形齿121相匹配，从动圈14跟随串爪轴13运动到与驱动轮12相邻近时，从动圈14嵌入弧形齿121内。

串爪轴13与主动轴11、从动轴19以链轮链条形式进行传动的话，传动处可能卡住或挂草等等，影响装置稳定可靠使用，而本装置采用驱动轮12和从动圈14的结构形式，主动轴11带动驱动轮12进行旋转，驱动轮12将其所嵌合的从动圈14向运行方向推动，从而推动这一从动圈14所连接的串爪轴13往前移动，所以串爪轴13依次的端部铰接，所以一根串爪轴13移动，所有的串爪轴13都会进行移动，移动路径就是前述的腰圆形路径。这种结构形式进行串爪轴13与主动轴11、从动轴19的传动连接，传动位置处不易被卡住，即使有水草进入到弧形齿121内，也会在啮合驱动轮12和从动圈14啮合完毕后脱开的过程中而掉落出来，不会影响驱动轮12旋转一圈后的下次下次啮合，而从动轴19上也设置驱动轮12是为了起到支撑作用，当然，仅仅是为了起到支撑作用而不需要传动的话，以一个圆轮代替也能起到支撑作用，但是为了便于从动轴19端部改造后承担传动作用以及制造装配上的统一性，在从动轴19上也装上与主动轴11上相同的驱动轮12是较为合适的。

如图7、8所示，爪钩2为片状，爪钩2中间部位和一端设有两个串轴孔21，爪钩2的另一端设置钩形22，串轴孔21分别套设在相邻的两根串爪轴13上，所有钩形22均与串爪轴13的运行方向相同。

爪钩2同时套设到两根相邻的串爪轴13，这样串爪轴13就能对爪钩2起到旋转限位作用，爪钩2的姿态也能根据其所连接的两根串爪轴13的位置被限定下来，在串爪轴13回转的两处翻转处，爪钩2姿态也跟着进行相应的翻转，如果爪钩2只是安装在一根串爪轴13上，那么串爪轴13不仅自身需要加入圆周定位的结构，串爪轴13和爪钩2的连接也需要加上圆周定位的结构，在结构上会繁琐复杂，而且装配难度大大增加，所以，爪钩2同时安装到两根串爪轴13上，可以大大简化加工结构，装配时也只需要直接串起来，方便易行，维修拆卸时也十分方便。

串爪轴13上中间的部件相互紧挨进行轴向定位，在两端通过轴用弹性挡圈进行轴向限位，主动轴11、从动轴19上套设的部件也可以使用轴用弹性挡圈进行轴向限位。

如图8、9所示，爪钩2交叉排布，同一串爪轴13上两个相邻爪钩2的第二个串轴孔21分别设置在这一串爪轴13的两侧串爪轴13上。交叉排布的爪钩2间距合适，在提升面前进方向上齿形错位勾起水面上的漂浮垃圾，不存在较大的空隙能被垃圾穿过提升面。

如图10所示，爪钩2并列排布，同一串爪轴13上两个相邻爪钩2的第二个串轴孔21均设置在这一串爪轴13的同一侧的串爪轴13上。这是爪钩2的另一种排布方式，这种排布方式相对于交叉排布可以在钩形22所在处提供两倍密集程度的爪形，提升垃圾不会有漏网之鱼，但是在前进方向上会失去一半的爪形行数。

视水质情况选择合适的爪钩2安装形式。

如图8所示，回转组件1还包括隔板15，隔板15设置在串爪轴13的两端，隔板15与两根相邻的串爪轴13均铰接，两块相邻的隔板15在同一根串爪轴13上轴向叠放。隔板15格挡漂浮垃圾防止其达到串爪轴13两端附近，即防止漂浮垃圾从两侧绕过装置，也防止垃圾达到轴承31处造成运行不良。

主动轴11和从动轴19中央设置通孔，主动轴11上远离传动端的通孔端部内表设置键槽，主动轴11上远离传动端的通孔端部可与另一根主动轴11的传动端插嵌安装并进行键传动，从动轴19的通孔两端为形状相同的异形孔。

主动轴11和从动轴19中央设置通孔并在两端设置传动结构，这样本装置就能并联使用，扩宽水流处理宽度，主动轴11的传动端插入另一装置上主动轴11的非传动端通孔并进行传动，外界供给一路动力就能满足运行需求，只要不超功率以及在主动轴11的扭矩承载范围内即可，如果主动轴11上的扭矩过大，还可以如前述的将从动轴19通过齿轮、同步带与主动轴11传动连接在一起，让从动轴19也用来传递扭矩，而两个并联装置的从动轴19则可以通过一根异形杆传动连接在一起，如图11所示，因为相互并联的装置的从动轴19相面对处是两个形状相同的异形孔，将一根形状匹配的异形杆两端分别插入异形孔内即可成为传动杆。

主动轴11和从动轴19的两端通过滑动轴承安装在侧撑3上。滑动轴承相比于滚动轴承来说，对于运行环境的恶劣容忍度更好，滚动轴承卡入一些杂物后就运行不顺畅了。

爪钩2、串爪轴13、驱动轮12和从动圈14均为塑料体。塑料体轻便耐腐蚀，不生锈，成本低，装配运输方便。

本装置的运行原理是：将装置放入下部分放入水中，上端置于岸上或船上等，倾斜放置，在串爪轴13上端翻转处下方放置一收集袋或槽，使用一旋转驱动带动主动轴11旋转，主动轴11的旋转经由驱动轮12传递到从动圈14上，推动串爪轴13绕一腰圆轨迹回转，串爪轴13上的爪钩2将水面上的漂浮垃圾提升往上，在上端翻转处掉落下来被收集，如此循环运行。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

Claims (9)

1.一种斜面式漂浮垃圾分离装置，其特征在于：所述分离装置包括回转组件(11)、爪钩(2)、侧撑(3)和支架(4)，所述回转组件(11)两侧安装在侧撑(3)上，所述侧撑(3)安装在支架(4)上，回转组件(11)上设置若干爪钩(2)。

2.根据权利要求1所述的一种斜面式漂浮垃圾分离装置，其特征在于：所述回转组件(1)包括一根主动轴(11)和若干根串爪轴(13)、从动轴(19)，所述主动轴(11)和从动轴(19)相互平行且位于同一平面上，主动轴(11)和从动轴(19)的两端均通过轴承(31)安装在侧撑(3)上，所述串爪轴(13)相互平行，相邻的串爪轴(13)两端通过铰接片铰接在一起，串爪轴(13)的轴向投影构成腰圆形环状，腰圆形两端的圆心为主动轴(11)和从动轴(19)中相距最远的两根，串爪轴(13)与主动轴(11)、从动轴(19)传动连接，串爪轴(13)沿腰圆形轨迹回转；串爪轴(13)上套设若干爪钩(2)；主动轴(11)与外部一旋转驱动传动连接。

3.根据权利要求2所述的一种斜面式漂浮垃圾分离装置，其特征在于：所述回转组件(1)还包括驱动轮(12)和从动圈(14)，所述驱动轮(12)套设在主动轴(11)和从动轴(19)上，驱动轮(12)与主动轴(11)、从动轴(19)通过键传动或紧定螺钉传动，驱动轮(12)外缘设有若干个弧形齿(121)，所述从动圈(14)套设在串爪轴(13)上，从动圈(14)的外缘圆柱面与弧形齿(121)相匹配，从动圈(14)跟随串爪轴(13)运动到与驱动轮(12)相邻近时，从动圈(14)嵌入弧形齿(121)内；所述爪钩(2)为片状，爪钩(2)中间部位和一端设有两个串轴孔(21)，爪钩(2)的另一端设置钩形(22)，所述串轴孔(21)分别套设在相邻的两根串爪轴(13)上，所有钩形(22)均与串爪轴(13)的运行方向相同。

4.根据权利要求3所述的一种斜面式漂浮垃圾分离装置，其特征在于：所述爪钩(2)交叉排布，同一串爪轴(13)上两个相邻爪钩(2)的第二个串轴孔(21)分别设置在这一串爪轴(13)的两侧串爪轴(13)上。

5.根据权利要求3所述的一种斜面式漂浮垃圾分离装置，其特征在于：所述爪钩(2)并列排布，同一串爪轴(13)上两个相邻爪钩(2)的第二个串轴孔(21)均设置在这一串爪轴(13)的同一侧的串爪轴(13)上。

6.根据权利要求3所述的一种斜面式漂浮垃圾分离装置，其特征在于：所述回转组件(1)还包括隔板(15)，所述隔板(15)设置在串爪轴(13)的两端，隔板(15)与两根相邻的串爪轴(13)均铰接，两块相邻的隔板(15)在同一根串爪轴(13)上轴向叠放。

7.根据权利要求2所述的一种斜面式漂浮垃圾分离装置，其特征在于：所述主动轴(11)和从动轴(19)中央设置通孔，主动轴(11)上远离传动端的通孔端部内表设置键槽，主动轴(11)上远离传动端的通孔端部可与另一根主动轴(11)的传动端插嵌安装并进行键传动，所述从动轴(19)的通孔两端为形状相同的异形孔。

8.根据权利要求2所述的一种斜面式漂浮垃圾分离装置，其特征在于：所述主动轴(11)和从动轴(19)的两端通过滑动轴承安装在侧撑(3)上。

9.根据权利要求3所述的一种斜面式漂浮垃圾分离装置，其特征在于：所述爪钩(2)、串爪轴(13)、驱动轮(12)和从动圈(14)均为塑料体。