CN111501702B - 一种水面油污双层递进式垂直吸附杆 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种水面油污双层递进式垂直吸附杆，属于油污吸附领域，一种水面油污双层递进式垂直吸附杆，包括内部填充有助浮气体的上气浮球，上气浮球下端固定连接有垂直拉绳，可以通过本吸附杆上贴水瓣以及渐变浮球的设置，在吸附扁球的油污吸附饱和而下沉时，在本吸附杆整体下沉过程中，贴水瓣向外侧展开从而贴附在水面，形成一层吸附层，同时多个渐变浮球完全释放浮起后可以与贴水瓣下的下垂坠相互缠绕吸附，从而漂在水面上，再次形成一层吸附层，使其在吸附扁球失效后对油污进行双重吸附，相较于现有技术，可以实现递进式的油污吸附效果，有效降低对于吸附材料的打捞频率，从而加快对水体油污的吸附效率。

Description

一种水面油污双层递进式垂直吸附杆
技术领域
本发明涉及油污吸附领域，更具体地说，涉及一种水面油污双层递进式垂直吸附杆。
背景技术
随着水上运输业的快速发展，水上事故的风险也越来越高。船舶集中航行和停泊的水域，船舶的排放或泄露，都会产生大量漂浮物。水面漂浮物包括浮油、垃圾、植物残骸等，具有污染范围大、破坏时间长、扩散和漂移速度快等特点。漂浮物在水面上形成的大面积(油)膜阻隔正常的水气交换过程，影响生物链的循环，破坏生态平衡，恶化水体质量。
在水上航行时，存在油体泄漏的情况，因而一般需要对水面上的油污进行回收吸附处理，从而保持水体环境的生态平衡，然而在现有技术中用于油污吸附的材料，一般与水体接触面积有限，其在较短内油污吸附饱和后，就需要打捞回收再利用，导致对于水面油污的整体吸收效率不高。
发明内容
1.要解决的技术问题
针对现有技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种水面油污双层递进式垂直吸附杆，它可以通过本吸附杆上贴水瓣以及渐变浮球的设置，在吸附扁球的油污吸附饱和而下沉时，在本吸附杆整体下沉过程中，贴水瓣向外侧展开从而贴附在水面，形成一层吸附层，同时多个渐变浮球完全释放浮起后可以与贴水瓣下的下垂坠相互缠绕吸附，从而漂在水面上，再次形成一层吸附层，使其在吸附扁球失效后对油污进行双重吸附，相较于现有技术，可以实现递进式的油污吸附效果，有效降低对于吸附材料的打捞频率，从而加快对水体油污的吸附效率。
2.技术方案
为解决上述问题，本发明采用如下的技术方案。
一种水面油污双层递进式垂直吸附杆，包括内部填充有助浮气体的上气浮球，所述上气浮球下端固定连接有垂直拉绳，所述垂直拉绳中部固定连接有多个贴水瓣，所述垂直拉绳下端固定连接有吸附扁球，所述吸附扁球包括上吸附层和下吸附层，所述上吸附层与下吸附层为一体结构，且下吸附层位于上吸附层上方，所述下吸附层上端开凿有多个均匀分布的球槽，所述球槽内设有渐变浮球，所述渐变浮球的端部与下吸附层相接触并位于下吸附层上方，所述贴水瓣下端固定连接有多个均匀分布的下垂坠，多个所述下垂坠分别与多个渐变浮球相匹配，可以通过本吸附杆上贴水瓣以及渐变浮球的设置，在吸附扁球的油污吸附饱和而下沉时，在本吸附杆整体下沉过程中，贴水瓣向外侧展开从而贴附在水面，形成一层吸附层，同时多个渐变浮球完全释放浮起后可以与贴水瓣下的下垂坠相互缠绕吸附，从而漂在水面上，再次形成一层吸附层，使其在吸附扁球失效后对油污进行双重吸附，相较于现有技术，可以实现递进式的油污吸附效果，有效降低对于吸附材料的打捞频率，从而加快对水体油污的吸附效率。
进一步的，所述吸附扁球外端中部固定连接有助浮板，所述助浮板为疏水疏油的片状结构，使其漂浮在水面上时不易吸水也不易吸油，从而使得助浮板能够较好的辅助吸附扁球漂浮在水面上。
进一步的，所述助浮气体为惰性气体和氢气体积比按照1:2-3的混合气体，使得上气浮球能够漂浮在空中，有效保证本吸附杆在吸收水面油污后，不易沉入到水底，从而便于后期打捞。
进一步的，多个所述贴水瓣均为双层结构，所述上层为疏水输油材质制成，所述下层为疏水亲油材质制成，在重力作用下，贴水瓣向下垂，从而合拢在一起呈现花朵形，当吸附扁球的油污吸附饱和后，重力增大，发生下沉的现象，此时本吸附杆整体下沉，贴水瓣逐渐接触水面，从而逐渐贴附在水面上，所述贴水瓣外边缘为外翻结构，有效避免本吸附杆在下沉过程中，贴水瓣直接插入到水下的情况，便于贴水瓣刚接触到水面时，贴水瓣向外侧展开从而贴附在水面，使其在吸附扁球失效后对油污进行吸附，实现递进式的油污吸附效果，相较于现有技术，有效降低对于吸附材料的打捞频率，从而加快对水体油污的吸附效率。
进一步的，所述渐变浮球包括与下吸附层相接触的磁性浮球以及与球槽内壁固定连接的渐变拉绳，所述渐变拉绳与磁性浮球固定连接，所述球槽内部填充有水解封层，所述渐变拉绳镶嵌在水解封层内。
进一步的，所述水解封层为水溶性材料制成，在进行油污吸附过程中，随着水面水的波动，水解封层会慢慢接触到水，随着吸附时间的延长，水解封层遇水溶化的程度越高，从而使得多个渐变浮球呈渐变式，慢慢的从球槽处释放并向上浮起，当吸附扁球完全沉入到水底时，渐变浮球会全部释放，一方面释放的渐变浮球可以在多点的对吸附扁球产生向上的拉力，从而辅助上气浮球的作用，有效避免本吸附杆完全沉入水底，另一方面，渐变浮球会与下垂坠相互缠绕吸附，从而漂在水面上，配合贴水瓣的作用，可以在吸附扁球沉入水下后，可以对水面油污再次起到双重的吸附效果，从而进一步降低打捞回收的频率，所述渐变拉绳呈螺旋状镶嵌在水解封层内，使得水解封层溶化后，被释放的渐变拉绳能够自然的散开，不易在球槽内缠住。
进一步的，所述磁性浮球包括外吸附层、嵌设在外吸附层内的内气浮球以及位于内气浮球内的磁芯，所述内气浮球内部填充同样填充有助浮气体，使得渐变浮球具有较大的浮力。
进一步的，所述下垂坠包括与贴水瓣固定连接的下垂绳以及连接在下垂绳端部的下垂滴坠。
进一步的，所述下垂滴坠内部填充有磁性液体，所述磁性液体与磁芯相匹配，当本吸附杆下沉时，下垂滴坠不断的与磁性浮球靠近，在磁芯磁场的作用下，磁性液体呈现磁性，从而使得下垂滴坠与磁性浮球相互吸附，使得磁性浮球重力增大，从而使得磁性浮球能够和下垂滴坠一起漂浮在在水面上并形成一层吸附层，配合贴水瓣的作用，在水面形成双层吸附层。
进一步的，所述外吸附层、上吸附层和下垂坠均为高分子刷材料制成，高分子刷材料仅吸油不吸水，与水的接触角达到150°以上，能够吸附自重倍以上的原油，保油率达93％，可重复使用1000次以上，从而有效提高本吸附杆的吸油量以及重复使用率。
3.有益效果
相比于现有技术，本发明的优点在于：
(1)本方案可以通过本吸附杆上贴水瓣以及渐变浮球的设置，在吸附扁球的油污吸附饱和而下沉时，在本吸附杆整体下沉过程中，贴水瓣向外侧展开从而贴附在水面，形成一层吸附层，同时多个渐变浮球完全释放浮起后可以与贴水瓣下的下垂坠相互缠绕吸附，从而漂在水面上，再次形成一层吸附层，使其在吸附扁球失效后对油污进行双重吸附，相较于现有技术，可以实现递进式的油污吸附效果，有效降低对于吸附材料的打捞频率，从而加快对水体油污的吸附效率。
(2)吸附扁球外端中部固定连接有助浮板，助浮板为疏水疏油的片状结构，使其漂浮在水面上时不易吸水也不易吸油，从而使得助浮板能够较好的辅助吸附扁球漂浮在水面上。
(3)助浮气体为惰性气体和氢气体积比按照1:2-3的混合气体，使得上气浮球能够漂浮在空中，有效保证本吸附杆在吸收水面油污后，不易沉入到水底，从而便于后期打捞。
(4)多个贴水瓣均为双层结构，上层为疏水输油材质制成，下层为疏水亲油材质制成，在重力作用下，贴水瓣向下垂，从而合拢在一起呈现花朵形，当吸附扁球的油污吸附饱和后，重力增大，发生下沉的现象，此时本吸附杆整体下沉，贴水瓣逐渐接触水面，从而逐渐贴附在水面上，贴水瓣外边缘为外翻结构，有效避免本吸附杆在下沉过程中，贴水瓣直接插入到水下的情况，便于贴水瓣刚接触到水面时，贴水瓣向外侧展开从而贴附在水面，使其在吸附扁球失效后对油污进行吸附，实现递进式的油污吸附效果，相较于现有技术，有效降低对于吸附材料的打捞频率，从而加快对水体油污的吸附效率。
(5)渐变浮球包括与下吸附层相接触的磁性浮球以及与球槽内壁固定连接的渐变拉绳，渐变拉绳与磁性浮球固定连接，球槽内部填充有水解封层，渐变拉绳镶嵌在水解封层内。
(6)水解封层为水溶性材料制成，在进行油污吸附过程中，随着水面水的波动，水解封层会慢慢接触到水，随着吸附时间的延长，水解封层遇水溶化的程度越高，从而使得多个渐变浮球呈渐变式，慢慢的从球槽处释放并向上浮起，当吸附扁球完全沉入到水底时，渐变浮球会全部释放，一方面释放的渐变浮球可以在多点的对吸附扁球产生向上的拉力，从而辅助上气浮球的作用，有效避免本吸附杆完全沉入水底，另一方面，渐变浮球会与下垂坠相互缠绕吸附，从而漂在水面上，配合贴水瓣的作用，可以在吸附扁球沉入水下后，可以对水面油污再次起到双重的吸附效果，从而进一步降低打捞回收的频率，渐变拉绳呈螺旋状镶嵌在水解封层内，使得水解封层溶化后，被释放的渐变拉绳能够自然的散开，不易在球槽内缠住。
(7)磁性浮球包括外吸附层、嵌设在外吸附层内的内气浮球以及位于内气浮球内的磁芯，内气浮球内部填充同样填充有助浮气体，使得渐变浮球具有较大的浮力。
(8)下垂坠包括与贴水瓣固定连接的下垂绳以及连接在下垂绳端部的下垂滴坠。
(9)下垂滴坠内部填充有磁性液体，磁性液体与磁芯相匹配，当本吸附杆下沉时，下垂滴坠不断的与磁性浮球靠近，在磁芯磁场的作用下，磁性液体呈现磁性，从而使得下垂滴坠与磁性浮球相互吸附，使得磁性浮球重力增大，从而使得磁性浮球能够和下垂滴坠一起漂浮在在水面上并形成一层吸附层，配合贴水瓣的作用，在水面形成双层吸附层。
(10)外吸附层、上吸附层和下垂坠均为高分子刷材料制成，高分子刷材料仅吸油不吸水，与水的接触角达到150°以上，能够吸附自重倍以上的原油，保油率达93％，可重复使用1000次以上，从而有效提高本吸附杆的吸油量以及重复使用率。
附图说明
图1为本发明的正面的结构示意图；
图2为图1中A处的结构示意图；
图3为本发明的渐变浮球部分的结构示意图；
图4为本发明的吸附扁球下沉后的结构示意图；
图5为图4中B处的结构示意图；
图6为本发明的贴水瓣贴附在水面后立体的结构示意图。
图中标号说明：
1上气浮球、2垂直拉绳、3贴水瓣、41上吸附层、42下吸附层、5助浮板、6磁性浮球、61外吸附层、62内气浮球、63磁芯、7球槽、8渐变拉绳、9水解封层、10下垂坠、101下垂绳、102下垂滴坠。
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。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”、“顶/底端”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置有”、“套设/接”、“连接”等，应做广义理解，例如“连接”，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
实施例1：
请参阅图1，图中虚线表示水面，一种水面油污双层递进式垂直吸附杆，包括内部填充有助浮气体的上气浮球1，助浮气体为惰性气体和氢气体积比按照1:2-3的混合气体，使得上气浮球1能够漂浮在空中，有效保证本吸附杆在吸收水面油污后，不易沉入到水底，从而便于后期打捞，上气浮球1下端固定连接有垂直拉绳2，垂直拉绳2中部固定连接有多个贴水瓣3，垂直拉绳2下端固定连接有吸附扁球，吸附扁球包括上吸附层41和下吸附层42，上吸附层41与下吸附层42为一体结构，且下吸附层42位于上吸附层41上方，吸附扁球外端中部固定连接有助浮板5，助浮板5为疏水疏油的片状结构，使其漂浮在水面上时不易吸水也不易吸油，从而使得助浮板5能够较好的辅助吸附扁球漂浮在水面上。
请参阅图2，下吸附层42上端开凿有多个均匀分布的球槽7，球槽7内设有渐变浮球，渐变浮球的端部与下吸附层42相接触并位于下吸附层42上方，渐变浮球包括与下吸附层42相接触的磁性浮球6以及与球槽7内壁固定连接的渐变拉绳8，渐变拉绳8与磁性浮球6固定连接，球槽7内部填充有水解封层9，渐变拉绳8镶嵌在水解封层9内，水解封层9为水溶性材料制成，在进行油污吸附过程中，随着水面水的波动，水解封层9会慢慢接触到水，随着吸附时间的延长，水解封层9遇水溶化的程度越高，从而使得多个渐变浮球呈渐变式，慢慢的从球槽7处释放并向上浮起，当吸附扁球完全沉入到水底时，渐变浮球会全部释放，一方面释放的渐变浮球可以在多点的对吸附扁球产生向上的拉力，从而辅助上气浮球1的作用，有效避免本吸附杆完全沉入水底，另一方面，渐变浮球会与下垂坠10相互缠绕吸附，从而漂在水面上，配合贴水瓣3的作用，可以在吸附扁球沉入水下后，可以对水面油污再次起到双重的吸附效果，从而进一步降低打捞回收的频率，渐变拉绳8呈螺旋状镶嵌在水解封层9内，使得水解封层9溶化后，被释放的渐变拉绳8能够自然的散开，不易在球槽7内缠住。
请参阅图3，磁性浮球6包括外吸附层61、嵌设在外吸附层61内的内气浮球62以及位于内气浮球62内的磁芯63，内气浮球62内部填充同样填充有助浮气体，使得渐变浮球具有较大的浮力，外吸附层61、上吸附层41和下垂坠10均为高分子刷材料制成，高分子刷材料仅吸油不吸水，与水的接触角达到150°以上，能够吸附自重23倍以上的原油，保油率达93％，可重复使用1000次以上，从而有效提高本吸附杆的吸油量以及重复使用率。
请参阅图4-6，贴水瓣3下端固定连接有多个均匀分布的下垂坠10，下垂坠10可以使得贴水瓣3受到一定的向下的拉力，使得贴水瓣3能够更大面积的与水面接触，使得油污吸附效果更好，多个下垂坠10分别与多个渐变浮球相匹配，多个贴水瓣3均为双层结构，上层为疏水输油材质制成，下层为疏水亲油材质制成，在重力作用下，贴水瓣3向下垂，从而合拢在一起呈现花朵形，当吸附扁球的油污吸附饱和后，重力增大，发生下沉的现象，此时本吸附杆整体下沉，贴水瓣3逐渐接触水面，从而逐渐贴附在水面上，贴水瓣3外边缘为外翻结构，有效避免本吸附杆在下沉过程中，贴水瓣3直接插入到水下的情况，便于贴水瓣3刚接触到水面时，贴水瓣3向外侧展开从而贴附在水面，使其在吸附扁球失效后对油污进行吸附，实现递进式的油污吸附效果，相较于现有技术，有效降低对于吸附材料的打捞频率，从而加快对水体油污的吸附效率，下垂坠10包括与贴水瓣3固定连接的下垂绳101以及连接在下垂绳101端部的下垂滴坠102，下垂滴坠102内部填充有磁性液体，该流体在静态时无磁性吸引力，当外加磁场作用时，才表现出磁性，从而使得多个贴水瓣3在合拢状态下，多个下垂坠10相互之间不存在磁性吸附力，从而使得多个下垂坠10不会吸附缠绕，磁性液体与磁芯63相匹配，当本吸附杆下沉时，下垂滴坠102不断的与磁性浮球6靠近，在磁芯63磁场的作用下，磁性液体呈现磁性，从而使得下垂滴坠102与磁性浮球6相互吸附，使得磁性浮球6重力增大，从而使得磁性浮球6能够和下垂滴坠102一起漂浮在在水面上并形成一层吸附层，配合贴水瓣3的作用，在水面形成双层吸附层。
可以通过本吸附杆上贴水瓣3以及渐变浮球的设置，在吸附扁球的油污吸附饱和而下沉时，在本吸附杆整体下沉过程中，贴水瓣3向外侧展开从而贴附在水面，形成一层吸附层，同时多个渐变浮球完全释放浮起后可以与贴水瓣3下的下垂坠10相互缠绕吸附，从而漂在水面上，再次形成一层吸附层，使其在吸附扁球失效后对油污进行双重吸附，相较于现有技术，可以实现递进式的油污吸附效果，有效降低对于吸附材料的打捞频率，从而加快对水体油污的吸附效率。
以上所述；仅为本发明较佳的具体实施方式；但本发明的保护范围并不局限于此；任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内；根据本发明的技术方案及其改进构思加以等同替换或改变；都应涵盖在本发明的保护范围内。

Claims (4)

1.一种水面油污双层递进式垂直吸附杆，包括内部填充有助浮气体的上气浮球(1)，其特征在于：所述上气浮球(1)下端固定连接有垂直拉绳(2)，所述垂直拉绳(2)中部固定连接有多个贴水瓣(3)，所述垂直拉绳(2)下端固定连接有吸附扁球，所述吸附扁球包括上吸附层(41)和下吸附层(42)，所述上吸附层(41)与下吸附层(42)为一体结构，且下吸附层(42)位于上吸附层(41)上方，所述下吸附层(42)上端开凿有多个均匀分布的球槽(7)，所述球槽(7)内设有渐变浮球，所述渐变浮球的端部与下吸附层(42)相接触并位于下吸附层(42)上方，所述贴水瓣(3)下端固定连接有多个均匀分布的下垂坠(10)，多个所述下垂坠(10)分别与多个渐变浮球相匹配；多个所述贴水瓣(3)均为双层结构，上层为疏水疏油材质制成，下层为疏水亲油材质制成，所述贴水瓣(3)外边缘为外翻结构；所述渐变浮球包括与下吸附层(42)相接触的磁性浮球(6)以及与球槽(7)内壁固定连接的渐变拉绳(8)，所述渐变拉绳(8)与磁性浮球(6)固定连接，所述球槽(7)内部填充有水解封层(9)，所述渐变拉绳(8)镶嵌在水解封层(9)内；所述磁性浮球(6)包括外吸附层(61)、嵌设在外吸附层(61)内的内气浮球(62)以及位于内气浮球(62)内的磁芯(63)，所述内气浮球(62)内部填充同样填充有助浮气体；所述下垂坠(10)包括与贴水瓣(3)固定连接的下垂绳(101)以及连接在下垂绳(101)端部的下垂滴坠(102)；所述下垂滴坠(102)内部填充有磁性液体，所述磁性液体与磁芯(63)相匹配；所述外吸附层(61)、上吸附层(41)和下垂坠(10)均为高分子刷材料制成，高分子刷材料仅吸油不吸水。
2.根据权利要求1所述的一种水面油污双层递进式垂直吸附杆，其特征在于：所述吸附扁球外端中部固定连接有助浮板(5)，所述助浮板(5)为疏水疏油的片状结构。
3.根据权利要求1所述的一种水面油污双层递进式垂直吸附杆，其特征在于：所述助浮气体为惰性气体和氢气体积比按照1:2-3的混合气体。
4.根据权利要求1所述的一种水面油污双层递进式垂直吸附杆，其特征在于：所述水解封层(9)为水溶性材料制成，所述渐变拉绳(8)呈螺旋状镶嵌在水解封层(9)内。
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