CN111114706A - 一种水面垃圾收集船及其涡旋驱动组件 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种水面垃圾收集船及其涡旋驱动组件，涉及水面垃圾收集领域。水面垃圾收集船包括船体，船体上设有垃圾进料口，垃圾进料口处设有支撑架和涡旋驱动组件，涡旋驱动组件包括水泵、空心轴管、拨水叶片；空心轴管具有吸水口和排水口，吸水口位于水面以下且排水口位于吸水口的下侧，空心轴管的内部空腔构成供水向下流通的内流道；水泵安装在所述内流道中且处于水面以下，空心轴管的内壁上设有涡旋叶片。在水泵的泵吸作用下水流在内流道中自上而下流动经排水口排出，泵吸水流在水面层从四周到空心轴管中心形成，涡流在水下层由拨水叶片旋转推水形成，通过涡流与泵吸水流之间相互配合，垃圾收集效果更好、工作效率更高。
Description
技术领域
本发明涉及水面垃圾收集技术领域，特别是涉及一种水面垃圾收集船及其涡旋驱动组件。
背景技术
由于人类活动的加剧和环保意识的薄弱，自然水系中出现了越来越多的生活垃圾。生活垃圾排放至河流湖泊中，不仅影响了水系的自然景观，而且对水体造成了污染破坏。
对于水面漂浮垃圾通常采用收集装置进行清理，如申请公布号为CN108166468A、申请公布日为2018.06.15的中国发明专利申请公开了一种水体悬浮垃圾清理装置，并具体公开了水体悬浮垃圾清理装置包括装置本体，装置本体包括进水口，进水口周向对称设有一组悬浮球，进水口和悬浮球位于水面上，进水口下端连接导流腔，导流腔为上宽下窄的弧形结构，导流腔的宽口与进水口相连，导流腔的窄口连接分流腔，分流腔为圆筒结构；分流腔内壁对称的设有一对安装框架，安装框架的底部固定有安装座，安装座上设有旋转电机，旋转电机的输出轴连接旋转风扇。控制器自动定时控制旋转电机带动旋转风扇转动形成水面涡流，将装置附近的水流连带水流中的悬浮垃圾卷进装置内部，水经通孔和网孔流出，悬浮垃圾被收集到收集网袋中。
但是，使用现有技术中的清理装置进行水面垃圾清理时，仅靠旋转风扇所形成的水面涡流能够收集到靠近涡流附近的水面垃圾，而在距离涡流较远的水面无法形成有效带动垃圾的水流，对水面垃圾的收集效果差，工作效率低。
发明内容
为了解决上述问题，本发明的目的在于提供一种水面垃圾收集船，以解决在距离涡流较远的水面无法形成有效带动垃圾的水流，对水面垃圾的收集效果差，工作效率低的问题。同时本发明的目的还在于提供一种涡旋驱动组件。
本发明的水面垃圾收集船的技术方案为：
水面垃圾收集船包括船体，所述船体上设有垃圾进料口，所述垃圾进料口处设有支撑架，所述支撑架上安装有涡旋驱动组件，所述涡旋驱动组件包括水泵、转动安装在支撑架上的空心轴管、固定在空心轴管外壁的拨水叶片；
所述空心轴管具有吸水口和排水口，所述吸水口位于水面以下且排水口位于吸水口的下侧，所述空心轴管的内部空腔构成供水向下流通的内流道；所述水泵安装在所述内流道中且处于水面以下，所述空心轴管的内壁上设有涡旋叶片。
有益效果：使用时，确保空心轴管的吸水口在水面以下，水体经吸水口能顺利进入内流道中，在水泵的泵吸作用下水流在内流道中自上而下流动经排水口排出，泵吸水流在水面层从四周到空心轴管中心形成，在泵吸水流的带动下水面垃圾被吸至涡旋驱动组件；水流经过涡旋叶片时形成冲击力，进而对空心轴管和拨水叶片产生旋转驱动力，涡流在水下层由拨水叶片旋转推水形成，一方面涡流处的水体流速大压强小，能够进一步将附近的水体向中心吸附，并对泵吸水流起到了增强作用，在原有涡流的基础上增加了泵吸水流，通过涡流与泵吸水流之间相互配合，实现了广水域、大范围的水面垃圾收集作业，垃圾收集效果更好、工作效率更高。
进一步的，所述吸水口开设于空心轴管的管壁上，且所述涡旋叶片位于所述水泵的下侧位置。
进一步的，所述水泵与空心轴管之间设有轴承。
进一步的，所述空心轴管的两端分别设有端盖，所述端盖上设有与支撑架转动装配的端轴，所述排水口开设在位于空心轴管的下端的端盖上。
进一步的，所述空心轴管的上端的端盖上设有气孔，所述气孔与内流道连通。
进一步的，所述拨水叶片采用弹性材料制成。
进一步的，所述拨水叶片上设有多个通水孔。
进一步的，所述垃圾进料口设有悬伸架，所述支撑架转动安装在悬伸架上，所述支撑架与所述船体之间连接有伸缩驱动结构。
进一步的，所述涡旋驱动组件设有两个，所述两个涡旋驱动组件分别布置在所述垃圾进料口的两侧位置，所述两个涡旋驱动组件的拨水方向均由船体外侧朝垃圾进料口方向转动。
本发明的涡旋驱动组件的技术方案为：
涡旋驱动组件包括水泵、用于转动安装在支撑架上的空心轴管、固定在空心轴管外壁的拨水叶片；
所述空心轴管具有吸水口和排水口，所述吸水口位于水面以下且排水口位于吸水口的下侧，所述空心轴管的内部空腔构成供水向下流通的内流道；所述水泵安装在所述内流道中且处于水面以下，所述空心轴管的内壁上设有涡旋叶片。
有益效果：使用时，确保空心轴管的吸水口在水面以下，水体经吸水口能顺利进入内流道中，在水泵的泵吸作用下水流在内流道中自上而下流动经排水口排出，泵吸水流在水面层从四周到空心轴管中心形成，在泵吸水流的带动下水面垃圾被吸至涡旋驱动组件；水流经过涡旋叶片时形成冲击力，进而对空心轴管和拨水叶片产生旋转驱动力，涡流在水下层由拨水叶片旋转推水形成，一方面涡流处的水体流速大压强小，能够进一步将附近的水体向中心吸附，并对泵吸水流起到了增强作用，在原有涡流的基础上增加了泵吸水流，通过涡流与泵吸水流之间相互配合，实现了广水域、大范围的水面垃圾收集作业，垃圾收集效果更好、工作效率更高。
进一步的，所述吸水口开设于空心轴管的管壁上，且所述涡旋叶片位于所述水泵的下侧位置。
进一步的，所述水泵与空心轴管之间设有轴承。
进一步的，所述空心轴管的两端分别设有端盖，所述端盖上设有与支撑架转动装配的端轴，所述排水口开设在位于空心轴管的下端的端盖上。
进一步的，所述空心轴管的上端的端盖上设有气孔，所述气孔与内流道连通。
进一步的，所述拨水叶片采用弹性材料制成。
进一步的，所述拨水叶片上设有多个通水孔。
附图说明
图1为本发明的水面垃圾收集船的具体实施例1中水面垃圾收集船的立体示意图；
图2为图1中支撑架和涡旋驱动组件的局部立体图；
图3为图2中涡旋驱动组件的爆炸示意图；
图4为图2中涡旋驱动组件的竖直剖视图。
图中：1－船体、10－垃圾进料口、11－支撑架、12－悬伸架、13－伸缩驱动结构、2－涡旋驱动组件、20－空心轴管、201－吸水口、202－排水口、21－水泵、210－轴承、22－拨水叶片、220－通水孔、23－涡旋叶片、24－第一端盖、240－第一端轴、241－气孔、25－第二端盖、250－第二端轴。
具体实施方式
下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
本发明的水面垃圾收集船的具体实施例1，如图1至图4所示，水面垃圾收集船包括船体1，船体1上设有垃圾进料口10，在船体1的船首位置设有斜向下布置的输送装置，输送装置的下端部位于水面以下，输送装置的上端部延伸至船体1上，输送装置的下端口构成垃圾进料口10，水面垃圾漂浮至垃圾进料口10处并在输送装置的带动下斜向上运送至船体1中，水面垃圾收集船实现对水面垃圾的收集清理作业。在垃圾进料口10处设有支撑架11，支撑架11上安装有涡旋驱动组件2，在本实施例中，涡旋驱动组件2设有两个，两个涡旋驱动组件2的结构相同且分别布置在垃圾进料口10的两侧位置，两个涡旋驱动组件2的拨水方向均由外而内设置，通过两个涡旋驱动组件2将船首附近水域的水面垃圾拨扫至垃圾进料口10处。
在垃圾进料口10的两侧分别设有悬伸架12，两个悬伸架12分别固定在输送装置的两侧位置，两个支撑架11分别对应转动安装在悬伸架12上，在支撑架11与船体1之间连接有伸缩驱动结构13。具体的，伸缩驱动结构13为气缸，气缸的杆体与支撑架11连接，气缸的缸体与船体1连接，通过控制气缸的杆体伸出和缩回从而带动支撑架11绕竖向转动轴线发生摆动。当气缸的杆体伸出时，支撑架11朝内收方向摆动，缩小了垃圾进料口10的附近水域的涡流面积；当气缸的杆体缩回时，支撑架11朝外扩方向摆动，扩大了垃圾进料口10的附近水域的涡流面积，适用于水面垃圾分布水域广、垃圾数量大的情况。
涡旋驱动组件2包括水泵21、转动安装在支撑架11上的空心轴管20、固定在空心轴管20外壁的拨水叶片22，以及设置在空心轴管20的内壁上的涡旋叶片23。其中，空心轴管20具有吸水口201和排水口202，空心轴管20的内部空腔构成供向下水流通的内流道，水泵21安装在空心轴管20的内流道中且处于水面以下，空心轴管20的吸水口201在上排水口202在下，水泵21的吸水方向沿内流道的延伸方向朝下布置，且涡旋叶片23位于水泵21的下侧。
在本实施例中，吸水口201开设于空心轴管20的管壁上，且在空心轴管20的管壁上周向间隔分布，水泵21转动安装在空心轴管20中，且水泵21与空心轴管20之间设有轴承，确保水泵21与空心轴管20之间能够进行相对旋转，避免因空心轴管20旋转带动水泵21发生随转，影响水泵21的工作稳定性。使用时，将涡旋驱动组件2置于半潜入水中的位置，确保空心轴管20的吸水口201在水面以下，水体经吸水口201能顺利进入内流道中，在水泵21的泵吸作用下在内流道中自上而下流动，水流经过涡旋叶片23后从排水口202排出。
由于吸水口201布置在上部，能够将水面层的水体泵吸至内流道中，从而在水面形成了从四周到空心轴管20中心的泵吸水流，泵吸水流位于水面层呈由外向内的辐射状，在泵吸水流的带动下有利于水面垃圾朝靠近涡旋驱动组件2的方向移动。涡旋叶片23的外周设有外轮毂，外轮毂过盈装配在空心轴管20的内部，涡旋叶片23相对于空心轴管20固定，在内流道中自上而下的水流作用下，水流对涡旋叶片23产生向下的冲击力，由于涡旋叶片23具有旋升角度，从而使向下冲击力转化成对涡旋叶片23的旋转驱动力。在旋转驱动力的作用下带动涡旋叶片23、空心轴管20以及拨水叶片22发生旋转，进而驱动附近水体产生涡流，涡流方向为由船体1的外侧朝垃圾进料口10。
需要说明的是，泵吸水流在水面层从四周到空心轴管20中心形成，在泵吸水流的带动下水面垃圾被吸至涡旋驱动组件2。而涡流在水下层由拨水叶片22旋转推水形成，一方面涡流处的水体流速大压强小，能够进一步将附近的水体向中心吸附，并对泵吸水流起到了增强作用；另一方面拨水叶片22由船体1的外侧朝垃圾进料口10方向旋转，将拨水叶片22附近的水面垃圾直接推动至垃圾进料口10。在原有涡流的基础上增加了泵吸水流，通过涡流与泵吸水流之间相互配合，实现了广水域、大范围的水面垃圾收集作业，垃圾收集效果更好、工作效率更高。
在空心轴管20的两端分别设有端盖和端轴，其中，端盖分为第一端盖24和第二端盖25，端轴分为第一端轴240和第二端轴250，第一端轴240固定在第一端盖24的中部，第二端轴250也固定在第二端盖的中部；第一端盖24和第二端盖25的结构相同，第一端盖24上设有周向均布的气孔241，气孔241与内流道连通以平衡内、外压力，靠近第一端盖24的边缘位置周向分布有螺栓孔，对应的，空心轴管20的上端设有螺纹孔，贯穿第一端盖24的螺栓孔设有螺栓，通过螺栓旋拧在螺纹孔中从而第一端盖24紧固安装在空心轴管20的上端。相对应的，排水口202周向均布在第二端盖25上，靠近第二端盖25的边缘位置周向分布有螺栓孔，通过旋拧螺栓将第二端盖25固定安装在空心轴管20的下端。
第一端轴240和第二端轴250处于同一轴线方向延伸，且第一端轴240与支撑架11的上支臂转动装配，第二端轴250与支撑架11的下支臂转动装配。涡旋驱动组件2的多个拨水叶片22关于空心轴管20的中轴线呈放射状分布，且拨水叶片22采用弹性材料制成。具体的，拨水叶片22采用弹性橡胶制成，当水面垃圾收集船行进至靠近水岸时，拨水叶片22旋转并与岸壁接触，能够起到刮擦清理岸壁的作用。另外，拨水叶片22上设有多个通水孔220，通水孔220为沿拨水叶片22宽度方向延伸的长孔，且通水孔220在拨水叶片22长度方向间隔分布有多个，在保证形成涡流的同时减小了拨水叶片22的推水阻力，提高了涡旋驱动组件2的旋转动力和收集效果。
本发明的水面垃圾收集船的其他具体实施例，为了能够适应不同的使用需求，可将涡旋叶片和水泵在空心轴管中的位置进行调整，涡旋叶片设于空心轴管的上部吸水口以下位置，水泵设于空心轴管的涡旋叶片下侧，水泵向下泵吸内流道中的水体，同样能够对涡旋叶片产生旋转驱动力，从而带动空心轴管以及拨水叶片发生旋转形成涡流。
本发明的水面垃圾收集船的其他具体实施例，为了能够适应不同的使用需求，伸缩驱动结构不仅限于具体实施例1中的气缸，伸缩驱动结构还可为液压油缸、电动推杆等；液压油缸的杆体与支撑架连接，液压油缸的缸体与船体连接，通过控制液压油缸的杆体伸出和缩回，同样能够带动支撑架绕竖向转动轴线发生摆动，进而调整垃圾进料口的附近水域的涡流面积。
本发明的涡旋驱动组件的具体实施例，与本发明的水面垃圾收集船的具体实施方式中涡旋驱动组件的各具体实施例相同，在此不再赘述。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和替换，这些改进和替换也应视为本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种水面垃圾收集船，包括船体，所述船体上设有垃圾进料口，所述垃圾进料口处设有支撑架，所述支撑架上安装有涡旋驱动组件，其特征是，所述涡旋驱动组件包括水泵、转动安装在支撑架上的空心轴管、固定在空心轴管外壁的拨水叶片；
所述空心轴管具有吸水口和排水口，所述吸水口位于水面以下且排水口位于吸水口的下侧，所述空心轴管的内部空腔构成供水向下流通的内流道；所述水泵安装在所述内流道中且处于水面以下，所述空心轴管的内壁上设有涡旋叶片。
2.根据权利要求1所述的水面垃圾收集船，其特征是，所述吸水口开设于空心轴管的管壁上，且所述涡旋叶片位于所述水泵的下侧位置。
3.根据权利要求2所述的水面垃圾收集船，其特征是，所述水泵与空心轴管之间设有轴承。
4.根据权利要求1所述的水面垃圾收集船，其特征是，所述空心轴管的两端分别设有端盖，所述端盖上设有与支撑架转动装配的端轴，所述排水口开设在位于空心轴管的下端的端盖上。
5.根据权利要求4所述的水面垃圾收集船，其特征是，所述空心轴管的上端的端盖上设有气孔，所述气孔与内流道连通。
6.根据权利要求1所述的水面垃圾收集船，其特征是，所述拨水叶片采用弹性材料制成。
7.根据权利要求6所述的水面垃圾收集船，其特征是，所述拨水叶片上设有多个通水孔。
8.根据权利要求1所述的水面垃圾收集船，其特征是，所述垃圾进料口设有悬伸架，所述支撑架转动安装在悬伸架上，所述支撑架与所述船体之间连接有伸缩驱动结构。
9.根据权利要求1所述的水面垃圾收集船，其特征是，所述涡旋驱动组件设有两个，所述两个涡旋驱动组件分别布置在所述垃圾进料口的两侧位置，所述两个涡旋驱动组件的拨水方向均由外向内设置。
10.一种涡旋驱动组件，其特征是，所述涡旋驱动组件为权利要求1至9任一项所述的水面垃圾收集船的涡旋驱动组件。
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