CN111017124A - 一种水面垃圾综合清理船 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种水面垃圾综合清理船，包括船体；设置在船体上的垃圾打捞装置，包括用于将水面垃圾在水面聚合的垃圾聚合模块和将聚合后的水面垃圾运送到船体上的垃圾运送模块；设置在船体上的垃圾处理装置，包括用于对收集到船体上水面垃圾按照含水量进行分类和对水面垃圾进行碎化的垃圾分类模块、用于对碎化后的水面垃圾进行冲洗的垃圾冲洗模块、以及用于将冲洗后的水面垃圾甩干的垃圾甩干模块；以及设置在船体上、用于对甩干后的水面垃圾进行压缩打包的垃圾压缩装置。本发明不仅能够完成对水面垃圾的打捞作业，还能对打捞起来的水面垃圾进行后续的清理操作，极大地提高了水面垃圾的清理效率，有效地减少了人工工作强度。

Description

一种水面垃圾综合清理船
技术领域
本发明涉及水面垃圾清理技术领域，尤其涉及一种水面垃圾综合清理船。
背景技术
为了保持海水水面的环境清洁，通常需要利用人工打捞水面的水面垃圾，进而实现对水面垃圾进行清理。现有的清理方式，多由工作人员人工打捞，岸边的漂浮垃圾采用网兜直接捞取。一方面，人工打捞垃圾时间长效率较低，另一反面，由于海水水面垃圾增加的越来越快，人工打捞水面垃圾使得打捞人员的工作强度较大过大，影响打捞效率。并且，打捞上来的水面垃圾还需要人工手动进行清理，清理效率低下。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的是提供一种水面垃圾综合清理船，针对海上环境污染问题，致力于海上固体漂浮垃圾的收集，实现了海上作业的效率化，整个清理的过程无需大量人工参与，安全性得到大幅提高，清理效率也得到大幅度提升。
本发明通过以下技术手段解决上述技术问题：
一种水面垃圾综合清理船，包括：
船体；
设置在所述船体上的垃圾打捞装置，包括用于将水面垃圾在水面聚合的垃圾聚合模块和将聚合后的水面垃圾运送到所述船体上的垃圾运送模块；
设置在所述船体上的垃圾处理装置，包括用于对收集到船体上水面垃圾进行分类拾取和对水面垃圾进行碎化的垃圾分类模块、用于对碎化后的水面垃圾进行冲洗的垃圾冲洗模块、以及用于将冲洗后的水面垃圾甩干的垃圾甩干模块；以及
设置在所述船体上、用于对甩干后的水面垃圾进行压缩打包的垃圾压缩装置。
进一步，所述垃圾聚合模块包括两根相对设置的橡胶软管，两根所述橡胶软管分别位于所述船体前端的两侧设置，两根所述橡胶软管的一端与所述船体内设置的缆轴连接，另一端均连接有用于带动所述橡胶软管在水面移动的推进器。
进一步，其中一个所述推进器的前端为水平外凸的半圆形凸起，另一个所述推进器的前端为内凹的半圆形槽，所述半圆形凸起与所述半圆形槽相匹配，所述半圆形凸起和半圆形槽的侧壁上均设置有电磁铁；其中一个所述推进器的顶部设置有红外线发射器，另一个所述推进器的顶部设置有红外线接收器。
进一步，所述垃圾运送模块包括设置在两个橡胶软管之间的第一传送带，所述第一传送带的一端与所述船体的前端连接，另一端伸出所述船体位于水面上。
进一步，所述垃圾分类模块包括配合设置的垃圾收集器和垃圾刮理器，所述垃圾收集器位于所述垃圾刮理器的下方设置，所述垃圾收集器包括转动安装在所述船体上的第一滚筒和沿所述第一滚筒径向向外延伸的扒动板；所述垃圾刮理器包括转动安装在所述船体上的第二滚筒，所述第二滚筒上设置有用于将水面垃圾中的袋装垃圾与其它垃圾进行分离的第一刀头和用于对分离后剩余的水面垃圾进行碎化处理的第二刀头；所述垃圾刮理器远离所述第一传送带的一侧设置有用于收集分离出的袋装垃圾的袋装垃圾收集舱；所述第一滚筒和第二滚筒由布置于船体两侧的电机驱动。
进一步，所述垃圾冲洗模块包括水平设置的第二传送带和设置在所述第二传送带出料端上的湿垃圾收集舱，所述第二传送带上均匀分布有漏水孔，所述第二传送带的两侧均设置有垃圾冲洗单元，所述垃圾冲洗单元包括冲洗管道和与所述冲洗管道连接的抽水泵，所述抽水泵的进水口上设置有用于过滤海水的泥沙过滤网。
进一步，所述第二传送带的正下方水平设置有微小垃圾过滤网。
进一步，所述湿垃圾收集舱包括沿所述第二传送带传送方向并排设置的前舱和后舱，所述前舱和后舱之间通过两块可以绕其自身轴线转动的挡板分隔，所述后舱可以通过左右两侧的转轴跟随船体上的铰链进行上下移动，并绕所述转轴转动，所述后舱底部设置有压力传感器。
进一步，所述垃圾甩干模块包括甩干机，所述甩干机包括外层筒和转动穿设在所述外层筒内的内层筒，所述内层筒上均匀分布有漏水孔，所述外层筒固定设置，顶部开设有第一进料口，所述第一进料口上设置有用于闭合第一进料口的挡料板，所述第一进料口外设置有集料斗，所述外层筒上设置有与所述第一进料口相对的出料口；所述内层筒上开设有第二进料口，所述第二进料口上设置有用于将第二进料口闭合的弧形挡板，所述弧形挡板的曲率与所述内层筒的曲率相同。
进一步，所述垃圾压缩装置包括垃圾压缩机和设置在所述垃圾压缩机出料口底部的垃圾存储舱，所述垃圾压缩机的进料口与所述甩干机的出料口之间通过第三传送带连接。
本发明的有益效果：
本发明不仅能够完成对水面垃圾的打捞作业，还能对打捞起来的水面垃圾进行后续的清理操作，极大地提高了水面垃圾的清理效率，有效地减少了人工工作强度。
本发明对海上漂浮垃圾提供了一种一体化的处理方式，减少了水面垃圾处理回收的流程，节约了后期人力物力的投入，减小了工作成本。此外，单独回收的袋装垃圾可以作为石油衍生物之一的原料进行二次加工，节约成本的同时也减少了污染。
附图说明
图1是本发明一种水面垃圾综合清理船的结构示意图一；
图2是本发明一种水面垃圾综合清理船的结构示意图二；
图3是本发明一种水面垃圾综合清理船的结构示意图三；
图4是本发明一种水面垃圾综合清理船的推进器的结构示意图；
图5是本发明一种水面垃圾综合清理船的垃圾分类模块和垃圾冲洗模块的配合结构示意图；
图6是本发明一种水面垃圾综合清理船的垃圾分类模块的垃圾刮理器的结构示意图；
图7是本发明一种水面垃圾综合清理船的垃圾甩干模块与垃圾压缩装置的配合结构示意图；
图8是本发明一种水面垃圾综合清理船的甩干机的剖面结构示意图。
其中，船体1、橡胶软管2、推进器3、红外线发射器4、红外线接收器5、电磁铁6、第一传送带7、垃圾收集器8、垃圾刮理器9、第一滚筒10、袋装垃圾收集舱11、扒动板12、第二滚筒13、第一刀头14、第二刀头15、第二传送带16、湿垃圾收集舱17、冲洗管道18、微小垃圾过滤网19、前舱20、后舱21、挡板22、甩干机23、外层筒24、内层筒25、挡料板26、集料斗27、出料口28、弧形挡板29、垃圾压缩机30、垃圾存储舱31、第三传送带32、吊机33。
具体实施方式
以下将结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明：
如图1-图8所示，本发明的一种水面垃圾综合清理船，包括船体1；设置在船体1上的垃圾打捞装置，包括用于将水面垃圾在水面聚合的垃圾聚合模块和将聚合后的水面垃圾运送到船体1上的垃圾运送模块；设置在船体1上的垃圾处理装置，包括用于对收集到船体1上水面垃圾进行分类拾取和对水面垃圾进行碎化的垃圾分类模块、用于对碎化后的水面垃圾进行冲洗的垃圾冲洗模块、以及用于将冲洗后的水面垃圾甩干的垃圾甩干模块；以及设置在船体1上、用于对甩干后的水面垃圾进行压缩打包的垃圾压缩装置。
具体的，垃圾聚合模块包括两根相对设置的橡胶软管2，两根橡胶软管2分别位于船体1前端的两侧设置，两根橡胶软管2的一端与船体1内设置的缆轴连接，另一端均连接有用于带动橡胶软管2在水面移动的推进器3。推进器3由船舱中的驾驶员控制驱动，驾驶员通过控制两个推进器3，带动橡胶软管2的移动，从而控制两根橡胶软管2形成一个包围圈，将偏离航道的垃圾控制在指定的范围内。为了方便橡胶软管2的回收，在船体1内部设计有可旋转的缆轴，通过缆轴的旋转，带动橡胶软管2回收。在工作中，两根橡胶软管2回收的同时，也带动了垃圾收集圈的缩小，从而将垃圾带到指定位置，这也大大减小了清理船的航行距离，节约了能源。为了能使橡胶软管2浮于水面上并且便于缠绕回收，橡胶软管2的材质为聚氨酯橡胶，内部采用空心结构，聚氨酯橡胶具有高强度高弹性，耐老化，耐油性，耐腐蚀等特点。
并且，本实施例中，位于船体1左侧的推进器3的顶部设置有红外线发射器4，位于船体1右侧的推进器3的顶部设置有红外线接收器5，当右侧的推进器3上的红外线接收器5在散射范围内接收到信号时，两个推进器3自动对接，使驾驶员控制左右推进器3贴合的难度大大降低，给驾驶员带来了很大的便利。同时，左右两个推进器3的外观采用不同的设计。左侧的推进器3的前端为水平外凸的半圆形凸起，右侧的推进器3的前端为内凹的半圆形槽，半圆形凸起与半圆形槽相匹配，这样的设计，使得两个推进器3的贴合度大大提高，更加有利于形成一个封闭的垃圾收集圈，半圆形凸起和半圆形槽的侧壁上均设置有电磁铁6，两个推进器3之间通过磁力连接。
垃圾运送模块包括设置在两个橡胶软管2之间的第一传送带7，第一传送带7的一端与船体1的前端连接，另一端伸出船体1位于水面上。当收集在垃圾收集圈中的垃圾靠近船首时，为于船首前端的第一传送带7通过缆绳自动放下，辅助垃圾收集圈内的垃圾进入船体1内。第一传送带7上设计有较密的漏水孔，清理船在航行时，前端的第一传送带7由缆绳吊起，从而减少航行时的阻力。
具体的，垃圾分类模块包括配合设置的垃圾收集器8和垃圾刮理器9，垃圾收集器8位于垃圾刮理器9的下方设置，垃圾收集器8包括转动安装在船体1上的第一滚筒10和沿第一滚筒10径向向外延伸的扒动板12，扒动板12采用规则的梯形设计，工作时，布置于船体1两侧的电机驱动转轴转动，从而带动垃圾收集器8顺时针转动，其主要任务是将前面打捞上来的垃圾收集到船上并且稍微上移，从而方便垃圾刮理器9进行第二步的处理。
垃圾刮理器9包括转动安装在船体1上的第二滚筒13，第二滚筒13上设置有用于将水面垃圾中的袋装垃圾与其它垃圾进行分离的第一刀头14和用于对分离后剩余的水面垃圾进行碎化处理的第二刀头15。
第一刀头14的头部较钝，刀背没有开刃且较为光滑，外形设计为圆弧状，在整个装置中分布较疏，刀头的布置方向呈顺时针方向。第一刀头14的主要任务是对在垃圾收集器8中收集好的垃圾进行一个初步的分类，即第一刀头14与扒动板12之间通过啮合的方式，利用第一刀头14将含水量较大的塑料袋等袋装垃圾和含水量较少的其它垃圾进行分离。当分离的塑料袋等袋装垃圾随着垃圾刮理器9顺时针转动九十度后，由于塑料袋等袋装垃圾含水量较大，受到重力等因素的影响，袋装垃圾自动滑落，并顺着光滑的刀背滑入布置于垃圾刮理器9右下方的袋装垃圾收集舱11中，袋装垃圾收集舱11入口处斜侧板上设有间隙，可供第一刀头14从斜侧板上划过。在清理船工作完毕后，收集的袋装垃圾统一处理加工，大大节约了人力物力。除此之外，由于袋装垃圾含水量较大，在后续的甩干中将会耗费大量的能源。所以，提前将其分离出来，既节约了人力物力，又减少了能源的损耗，一举两得。
垃圾刮理器9的第二刀头15在第二滚筒13上呈逆时针分布，刀面开刃且较为锋利，分布较密，外形为不规则的圆弧状，略长于第一刀头14。其主要任务是将分离后的垃圾在一定程度上进行碎化处理，即通过与垃圾收集器8上的扒动板12啮合的方式对较大的垃圾进行碎化。
由于垃圾刮理器9上的两种刀头分布的疏密不同，小型的垃圾和绳状垃圾会在两种刀头的间隙中滑落或被切碎，并不会影响塑料袋等垃圾的分离。碎化后的垃圾随着垃圾收集器8继续转动四十五度后，进入垃圾冲洗模块中。
具体的，垃圾冲洗模块将水面垃圾上的泥沙冲掉，提高水面垃圾的装载率。垃圾冲洗模块包括水平设置的第二传送带16和设置在第二传送带16出料端上的湿垃圾收集舱17，第二传送带16上均匀分布有漏水孔，第二传送带16的两侧均设置有垃圾冲洗单元，垃圾冲洗单元包括冲洗管道18和与冲洗管道18连接的抽水泵，抽水泵的进水口上设置有用于过滤海水的泥沙过滤网，泥沙过滤网避免海水中的泥沙进入冲洗管道18中，从而影响冲洗效率。海水被抽水泵抽入冲洗管道18以后，对碎化后的垃圾进行冲洗，这种自给自足的冲洗方式，既节约了水源，又为后期的压缩扫除了泥沙这一障碍。垃圾上冲洗出来的泥沙和污水直接通过第二传送带16上的漏水孔重新进入水中。并且，在第二传送带16的下方，布置有微小垃圾过滤网19，从而避免微小的垃圾重新进入海水中，而冲洗完毕的垃圾则会继续跟随第二传送带16进入湿垃圾收集舱17。
湿垃圾收集舱17包括沿第二传送带16传送方向并排设置的前舱20和后舱21，前舱20和后舱21顶部敞口设置，前舱20和后舱21之间通过两块可以绕其自身轴线转动的挡板22分隔，挡板22绕两端的转轴可以进行三百六十度转动。前舱20为漏洞状，固定于船体1上，后舱21为长方体腔体，可以通过后舱21左右两侧外壁上的转轴跟随船体1上的铰链进行上下移动，并绕转轴转动，后舱21底部设置有压力传感器。
当冲洗完毕的垃圾跟随第二传送带16进入前舱20时，垃圾从前舱20左边的斜坡上顺势滑入前舱20底部；与此同时，前舱20和后舱21之间的两块挡板22同时逆时针旋转。后进入的垃圾推动先进入的垃圾向前移动，从而进入后舱21。当位于后舱21底部的压力传感器检测到的压力值大于预设的阈值时，两块挡板22反向旋转至竖直转态，将前舱20和后舱21分割开。前舱20继续收集由第二传送带16传送过来的垃圾，后舱21跟随铰链向上移动；当后舱21向上移动到指定位置时，收集舱绕轴顺时针转动一定角度，后舱21内的垃圾从后舱21内滑入垃圾甩干模块中。当垃圾全部进入垃圾甩干模块后，后舱21移动回指定位置继续收集垃圾。
具体的，垃圾甩干模块包括甩干机23，甩干机23包括外层筒24和转动穿设在外层筒24内的内层筒25，内层筒25上均匀分布有漏水孔，便于甩出的水分进入外层筒24，外层筒24固定设置，顶部开设有第一进料口，第一进料口上设置有用于闭合第一进料口的挡料板26，第一进料口外设置有集料斗27，集料斗27便于垃圾进入甩干机23，外层筒24底部设置有与第一进料口相对的出料口28；内层筒25上开设有第二进料口，第二进料口上设置有用于将第二进料口闭合的弧形挡板29，弧形挡板29的曲率与内层筒25的曲率相同。
当垃圾从集料斗27进入甩干机23后，弧形挡板29和挡料板26闭合，甩干机23开始工作，船舱内工作人员根据垃圾的数量控制甩干机23的工作时间。垃圾甩干后，弧形挡板29打开，垃圾从甩干机23下方的出料口28滑出。
由于含水量大的袋装垃圾在垃圾分类模块中被分离，体积较大的垃圾被垃圾刮理器9碎化。因此，没有含水量较大和体积较大的垃圾进入甩干机23。这样一来，大大减小了甩干机23的工作功率，既节约了能源，又提高了甩干机23的工作效率，从而加大了垃圾的甩干量。
具体的，垃圾压缩装置包括垃圾压缩机30和设置在垃圾压缩机30出料口底部的垃圾存储舱31，垃圾压缩机30的进料口与甩干机23的出料口28之间通过第三传送带32连接。从甩干机23的出料口28滑落的垃圾落入第三传送带32上，第三传送带32将甩干后的垃圾运输到垃圾压缩机30中进行粉碎压缩，当垃圾进入垃圾压缩机30后，垃圾压缩机30对各种大小的垃圾进行粉碎压缩处理，处理完毕的垃圾从垃圾压缩机30下方落入垃圾存储舱31中进行存放。
由于垃圾在前两个部分已经进行了碎化、冲洗、甩干等一系列处理，所以在垃圾压缩部分，不会有水分和泥沙的存在，既方便压缩，又不会因为水分的问题影响压缩机的使用寿命。与此同时，因为大型垃圾已经进行了碎化，所以在一定程度减少了压缩机工作时所消耗的能源。
因为粉碎压缩后的垃圾的体积大大减小，所以，垃圾存储舱31内可以存放的垃圾的量大大增加。这在一定程度上增加了垃圾清理船出航一次的垃圾收集量。
当一次垃圾收集处理任务完成时，位于船体1上的吊机33通过吊绳吊起垃圾存储舱31，将垃圾存储舱31吊出，倾倒回收垃圾存储舱31中的垃圾。吊机33的臂长约等于收集舱长度的一半，吊绳的顶端位于垃圾存储舱31的中心位置上方，从而便于吊机33起吊垃圾存储舱31。
综上所述，本发明的水面垃圾综合清理船不仅能够完成对水面垃圾的打捞作业，还能对打捞起来的水面垃圾进行后续的清理操作，极大地提高了水面垃圾的清理效率，有效地减少了人工工作强度。
本发明的水面垃圾综合清理船对海上漂浮垃圾提供了一种一体化的处理方式，减少了水面垃圾处理回收的流程，节约了后期人力物力的投入，减小了工作成本。此外，单独回收的袋装垃圾可以作为石油衍生物之一的原料进行二次加工，节约成本的同时也减少了污染。
以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。本发明未详细描述的技术、形状、构造部分均为公知技术。

Claims (10)

1.一种水面垃圾综合清理船，其特征在于，包括：
船体(1)；
设置在所述船体(1)上的垃圾打捞装置，包括用于将水面垃圾在水面聚合的垃圾聚合模块和将聚合后的水面垃圾运送到所述船体(1)上的垃圾运送模块；
设置在所述船体(1)上的垃圾处理装置，包括用于对收集到船体(1)上水面垃圾进行分类拾取和对水面垃圾进行碎化处理的垃圾分类模块、用于对碎化后的水面垃圾进行冲洗的垃圾冲洗模块、以及用于将冲洗后的水面垃圾甩干的垃圾甩干模块；以及
设置在所述船体(1)上、用于对甩干后的水面垃圾进行压缩打包的垃圾压缩装置。
2.根据权利要求1所述的一种水面垃圾综合清理船，其特征在于：所述垃圾聚合模块包括两根相对设置的橡胶软管(2)，两根所述橡胶软管(2)分别位于所述船体(1)前端的两侧设置，两根所述橡胶软管(2)的一端与所述船体(1)内设置的缆轴连接，另一端均连接有用于带动所述橡胶软管(2)在水面移动的推进器(3)。
3.根据权利要求2所述的一种水面垃圾综合清理船，其特征在于：其中一个所述推进器(3)的前端为水平外凸的半圆形凸起，另一个所述推进器(3)的前端为内凹的半圆形槽，所述半圆形凸起与所述半圆形槽相匹配，所述半圆形凸起和半圆形槽的侧壁上均设置有电磁铁(6)；其中一个所述推进器(3)的顶部设置有红外线发射器(4)，另一个所述推进器(3)的顶部设置有红外线接收器(5)。
4.根据权利要求3所述的一种水面垃圾综合清理船，其特征在于：所述垃圾运送模块包括设置在两个橡胶软管(2)之间的第一传送带(7)，所述第一传送带(7)的一端与所述船体(1)的前端连接，另一端伸出所述船体(1)位于水面上。
5.根据权利要求4所述的一种水面垃圾综合清理船，其特征在于：所述垃圾分类模块包括配合设置的垃圾收集器(8)和垃圾刮理器(9)，所述垃圾收集器(8)位于所述垃圾刮理器(9)的下方设置，所述垃圾收集器(8)包括转动安装在所述船体(1)上的第一滚筒(10)和沿所述第一滚筒(10)径向向外延伸的扒动板(12)；所述垃圾刮理器(9)包括转动安装在所述船体(1)上的第二滚筒(13)，所述第二滚筒(13)上设置有用于将水面垃圾中的袋装垃圾与其它垃圾进行分离的第一刀头(14)和用于对分离后剩余的水面垃圾进行碎化处理的第二刀头(15)；所述垃圾刮理器(9)远离所述第一传送带(7)的一侧设置有用于收集分离出的袋装垃圾的袋装垃圾收集舱(11)；所述第一滚筒(10)和第二滚筒(13)由布置于船体(1)两侧的电机驱动。
6.根据权利要求5所述的一种水面垃圾综合清理船，其特征在于：所述垃圾冲洗模块包括水平设置的第二传送带(16)和设置在所述第二传送带(16)出料端上的湿垃圾收集舱(17)，所述第二传送带(16)上均匀分布有漏水孔，所述第二传送带(16)的两侧均设置有垃圾冲洗单元，所述垃圾冲洗单元包括冲洗管道(18)和与所述冲洗管道(18)连接的抽水泵，所述抽水泵的进水口上设置有用于过滤海水的泥沙过滤网。
7.根据权利要求6所述的一种水面垃圾综合清理船，其特征在于：所述第二传送带(16)的正下方水平设置有微小垃圾过滤网(19)。
8.根据权利要求6所述的一种水面垃圾综合清理船，其特征在于：所述湿垃圾收集舱(17)包括沿所述第二传送带(16)传送方向并排设置的前舱(20)和后舱(21)，所述前舱(20)和后舱(21)之间通过两块可以绕其自身轴线转动的挡板(22)分隔，所述后舱(21)可以通过左右两侧的转轴跟随船体(1)上的铰链进行上下移动，并绕所述转轴转动，所述后舱(21)底部设置有压力传感器。
9.根据权利要求8所述的一种水面垃圾综合清理船，其特征在于：所述垃圾甩干模块包括甩干机(23)，所述甩干机(23)包括外层筒(24)和转动穿设在所述外层筒(24)内的内层筒(25)，所述内层筒(25)上均匀分布有漏水孔，所述外层筒(24)固定设置，顶部开设有第一进料口，所述第一进料口上设置有用于闭合第一进料口的挡料板(26)，所述第一进料口外设置有集料斗(27)，所述外层筒(24)上设置有与所述第一进料口相对的出料口(28)；所述内层筒(25)上开设有第二进料口，所述第二进料口上设置有用于将第二进料口闭合的弧形挡板(29)，所述弧形挡板(29)的曲率与所述内层筒(25)的曲率相同。
10.根据权利要求9所述的一种水面垃圾综合清理船，其特征在于：所述垃圾压缩装置包括垃圾压缩机(30)和设置在所述垃圾压缩机(30)出料口(28)底部的垃圾存储舱(31)，所述垃圾压缩机(30)的进料口与所述甩干机(23)的出料口(28)之间通过第三传送带(32)连接。
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