CN112012179B - 一种海上溢油回收装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种海上溢油回收装置，解决现有溢油回收装置应用环境受限、回收速度较慢的问题。其包括船体以及位于船体上的吸油单元、挤油单元、储油单元、油品分装单元及油品转运单元；控制单元与吸油单元、挤油单元、储油单元、油品分装单元及油品转运单元分别连接；挤油单元用于将吸油单元吸附的溢油挤压至储油单元；油品分装单元用于对储油单元中的溢油进行分装；油品转运单元用于将分装后的油品转运出船体。
Description
技术领域
本发明属于污油处理设备，具体涉及一种海上溢油回收装置。
背景技术
近些年，石油工业飞速发展，作为重要的能源物资和化学原料，石油对于国民经济的重要性与日俱增，与此同时，石油带来的环境危害也日益凸显。海运作为石油的主要运输方式，溢油事故时有发生，主要通过以下四种途径：1)油轮事故；2)钻井平台爆炸；3)输油管泄露；4)人为排放；据资料显示，每年仅因石油运输而被排放到海洋中的石油就有近百万吨之多，溢油污染已成为海洋污染的重大污染源之一。原油的密度小于海水、易风化，在海浪和海风的冲击下，溢油迅速扩散形成油膜，阻碍水体的复氧作用，影响海洋浮游生物生长，且油类物质沾附在鱼鳃上，使鱼窒息，抑制水鸟产卵和孵化，破坏其羽毛的不透水性，降低水产品质量，这不仅对海洋生态环境及沿海地区经济造成严重影响，而且给后续处置和防控管理提出了严峻挑战。因此，面对泄漏的石油，应尽可能快的予以回收处理。
目前，常用的溢油处理方法包括物理法、化学法以及生物法，其中，物理法是回收泄漏石油既简单又二次污染最小的方法。现有的溢油回收装置，主要是利用集吸等手段回收浮油，但海浪的运动可能会导致吸附的剥离，因此，现有溢油回收装置人工参与度较高，连续作业能力较差，主要应用于相对平静的海面，受环境影响较大，自动化程度低，整个回收速度较慢。
发明内容
本发明的目的在于解决现有溢油回收装置应用环境受限、回收速度较慢的不足之处，而提供了一种海上溢油回收装置。
为实现上述目的，本发明所提供的技术解决方案是：
一种海上溢油回收装置，其特殊之处在于，包括船体以及位于船体上的控制单元、吸油单元、挤油单元、储油单元、油品分装单元以及油品转运单元；
所述控制单元与吸油单元、挤油单元、储油单元、油品分装单元以及油品转运单元分别连接；所述挤油单元用于将吸油单元吸附的溢油挤压至储油单元；所述油品分装单元用于对储油单元中的溢油进行分装；所述油品转运单元用于将分装后的油品转运出船体。
进一步地，所述吸油单元包括第一支撑架、第一电机、竖直中心轴以及至少两个机械吸油臂；所述第一电机和竖直中心轴设置在第一支撑架上，且第一电机的输出与竖直中心轴连接，用于驱动竖直中心轴旋转；所述机械吸油臂包括安装座、第一悬杆、第二悬杆、第三悬杆以及吸油板；至少两个机械吸油臂通过各自的安装座沿周面设置在竖直中心轴上；所述第一悬杆的一端与安装座铰接，且安装座上设置有第一液压缸，第一液压缸的输出与第一悬杆连接；所述第一悬杆的另一端与第二悬杆铰接，且第一悬杆上设置有第二液压缸，第二液压缸的输出与第二悬杆的一端连接；由此，在竖直平面上，第一悬臂与安装座之间的夹角、第一悬臂与第二悬臂之间的夹角均可变；所述第二悬杆的另一端与第三悬杆的一端通过电动折叠组件连接，所述电动折叠组件将水平方向的动力转变为竖直方向的动力，使得第三悬杆与第二悬杆在水平面上的夹角可变，即第三悬杆在水平面上可向内折叠或向外展开；所述第三悬杆的另一端通过电动旋转组件与吸油板的一端连接，使得吸油板可绕自身的中心轴做旋转运动；所述吸油板上包裹有吸油海绵，吸油海绵可通过卡扣安装在吸油板上；所述挤油单元包括上下设置的两个电动挤油辊；两个电动挤油辊之间留有间隙，用于挤压并使吸油板顺利通过；所述储油单元位于挤油单元的下方，其为数控油槽，该数控油槽的底部开设有出油嘴，该出油嘴上设置有自动控制阀。为了节省空间且不至于将竖直中心轴的位置抬得太高(太高不利于机械吸油臂作业)，第一电机水平设置在底部，借助水平中心轴与齿轮配合(第一电机的输出端与水平中心轴的一端连接，水平中心轴的另一端通过与设置在竖直中心轴上的斜齿轮啮合)，进而将水平方向的传动转换为竖直方向的传动。
进一步地，电动折叠组件和电动旋转组件均位于机械吸油臂的壳体内，所述电动折叠组件包括第二电机、第一水平传动轴和第一竖直传动轴；为了充分利用安装空间，第二电机的输出轴与第一水平传动轴的一端通过齿轮啮合，用于驱动第一水平传动轴转动；第一竖直传动轴上设置有与第一水平传动轴另一端啮合的斜齿轮；位于斜齿轮下方的第一竖直传动轴与第三悬杆一端固连；所述电动旋转组件包括第三电机以及第二水平传动轴；第三电机的输出轴与第二水平传动轴的一端连接，用于驱动第二水平传动轴转动，第二水平传动轴的另一端与吸油板的一端固连。
进一步地，所述竖直中心轴的顶端设置有第一支撑壳体；竖直中心轴的顶端伸入所述第一支撑壳体内，且其对应的第一支撑壳体周面上均匀开设有与机械吸油臂数量相同的折叠路径孔；所述第一支撑壳体内设置有电动回转组件；所述电动回转组件包括旋转电机、齿轮盘、升降电机以及升降轨道；所述旋转电机安装在升降电机的底部，其输出端与齿轮盘连接；所述升降轨道设置在第一支撑壳体侧壁上，升降电机的输出端适配安装在升降轨道上，用于带动旋转电机沿升降轨道做竖直运动；所述机械吸油臂的安装座通过圆盘组件安装在竖直中心轴上；所述圆盘组件包括竖直连接板以及水平圆盘；所述水平圆盘水平圆盘套装在竖直中心轴上，通过竖直连接板与安装座连接；所述竖直连接板穿过折叠路径孔与安装座连接，其上设置有与齿轮盘啮合的齿轮段，不同圆盘组件中的齿轮段及水平圆盘在竖直连接板上位置不同，以保证齿轮盘在同一高度只能与一个齿轮段啮合，带动相应的机械吸油臂回转；第一支撑壳体内，每个竖直连接板的下方均设置有卡紧组件；所述卡紧组件包括拉绳电机、拉绳、卡紧弹簧以及卡紧臂；所述卡紧臂包括第一卡臂、竖臂以及横臂，第一卡臂通过竖臂与横臂连接，且第一卡臂与竖臂之间的夹角为钝角；横臂通过安装柱安装在第一支撑壳体内部，其与安装柱铰接，且第一卡臂伸出第一支撑壳体；卡紧弹簧的一端与安装柱连接，另一端同时与横臂的端部以及拉绳电机的输出端连接；拉绳电机通过拉绳拉紧卡紧弹簧，卡紧弹簧拉紧，第一卡臂将其对应的竖直连接板卡紧。
进一步地，所述机械吸油臂的数量为三个。
采用此种结构吸油时，各个机械吸油臂展开并由卡紧组件卡紧，均布在竖直中心轴的周面；机械吸油臂的第一液压缸、第二液压缸输出端均伸出，协同将吸油板放下，同时利用电机旋转组件调节吸油板与海面溢油的接触角度，使吸油板以倾斜的方式接触石油，以达到吸油海绵在扫过路径中能最快吸收溢油，当吸油板在水面旋转180°后，机械吸油臂通过竖直中心轴逐渐旋转至挤油单元即两个电动挤油辊处，同时第一液压缸、第二液压缸输出端均收回，机械吸油臂抬起，吸油板旋转为水平，并从两个电动挤油辊间的间隙通过，将溢油挤压至储油单元，然后继续吸油作业；各个机械吸油臂随竖直中心轴旋转依次作业；当吸油作业完成后，将其中一个机械吸油臂旋转至挤油辊之间，卡紧组件松开，利用电动回转组件调节其他两个机械吸油臂与该机械吸油臂之间的夹角(即调节每个机械吸油臂竖直连接板在折叠路径孔中位置)，将各个机械吸油臂间的夹角调整至最小，并利用电动旋转组件将每个机械吸油臂的第三悬臂折叠收回，节约空间。
本发明还提供了另一种方案，其中，吸油单元、挤油单元、储油单元与前述方案不同，具体如下：
所述吸油单元包括升降支撑柱、第二支撑架、第五电机、水平中心轴、第二支撑壳体以及两个吸油平板；所述升降支撑柱设置在船体上；所述第五电机通过第二支撑架安装在所述升降支撑柱上，其输出与水平中心轴连接，用于驱动水平中心轴转动；所述吸油平板包括支撑框架和吸油海绵；所述支撑框架包括矩形支撑底板以及分别与矩形支撑底板四个侧边连接且首尾相接的四个支撑侧板；四个支撑侧板分别为第一支撑侧板、第二支撑侧板、第三支撑侧板和第四支撑侧板；所述矩形支撑底板上设置有吸油海绵容置区以及导油凹槽；第三支撑侧板与导油凹槽相对的位置开设有出油口；第二支撑侧板与第四支撑侧板的内侧沿长度方向均开设有运动滑槽；所述两个吸油平板背对背铰接在第二支撑壳体上，且两个吸油平板还分别通过液压缸与第二支撑壳体连接，其中，每个液压缸的输出端与其对应吸油平板的支撑底板连接；所述挤油单元包括导油滑槽、挤压板、第六电机、定滑轮组以及弹簧；所述导油滑槽设置在第二支撑架上，且正对出油口；所述挤压板位于支撑框架内，其两端设置有与所述运动滑槽相适配的凸起；所述弹簧的一端与第一支撑侧板的中部连接，另一端同时与挤压板以及设置在第三支撑侧板和支撑底板外侧的定滑轮组连接；所述第六电机设置在第二支撑壳体内，其输出通过钢绳与定滑轮组连接，用于驱动定滑轮组转动，进而带动挤压板沿第二支撑侧板和第四支撑侧板上的运动滑槽运动；所述储油单元为数控油槽，该数控油槽的底部开设有出油嘴，该出油嘴上设置有自动控制阀。
进一步地，所述挤压板呈T型，包括横板和竖板，所述横板的两端设置有所述凸起，所述弹簧与竖板的端部连接；所述支撑底板的中部设置有竖板通过的通道，所述通道与第二支撑侧板和第四支撑侧板之间均依次设置有所述导油凹槽和吸油海绵容置区；每个吸油板均通过两个液压缸与第二支撑壳体连接。
首先一个吸油平板位于下方，另一个吸油平板位于上方；下方吸油平板连接的液压缸输出端收回，使该吸油平板呈水平状与海面溢油接触吸油，吸油后，升降支撑柱升起，将整个吸油单元提升，此时，水平中心轴旋转，将两个吸油平板的位置置换(因整个吸油单元已升起，两个吸油平板在旋转换位时，可避免海水阻力，较为省力)，置换后，升降支撑柱降下，此时位于上方的吸油平板液压缸输出端伸出，将吸油平板倾斜，第六电机驱动定滑轮组转动，拉紧弹簧使得挤压板沿运动滑槽运动挤压吸油海绵，溢油沿导油凹槽、出油口、导油滑槽进入储油单元，挤油完成，第六电机停止，挤压板在弹簧的回弹力下复位至第一支撑侧板处；而位于下方的吸油平板液压缸输出端收回，成水平状与海面溢油接触吸油；两个吸油平板如此交替作业。
进一步地，所述油品分装单元位于所述储油单元的下方，包括第三支撑架、两条滑轨、滑轨推杆、第一升降机、第一传送机、第二传送机、多个储油袋以及拧盖机；所述两条滑轨通过第三支撑架水平设置在船体内，并分别位于出油嘴的两侧；所述滑轨推杆的一端安装在第三支撑架上，另一端的两侧分别与两条滑轨相适配；所述第一升降机和第二传送机均位于两条滑轨的正下方，且第一升降机上方的滑轨间隙大于第二传送机上方的滑轨间隙；所述储油袋的顶部和底部均采用硬质材料，袋身采用软质材料，顶部开设有进油接口，进油接口的外周设置有卡板，该卡板与储油袋的顶部之间留有间隙，使得储油袋的进油接口可以通过卡板卡在第二传送机上方的滑轨之间；多个储油袋折叠置于第一传送机上，通过第一传送机逐一传送至第一升降机上；第一升降机升起，将储油袋的进油接口伸入第一升降机上方的滑轨间隙，并在滑轨推杆的推动下，使该储油袋的进油接口进入第二传送机上方的滑轨间隙，并通过卡板将储油袋卡住，储油袋展开，底部落在第二传送机上，装油后由第二传送机运送至拧盖机处封盖；再由第二传送机运送至油品转运单元；拧盖机可采用现有的拧盖机。
进一步地，所述油品转运单元包括第二升降机和第三传送机；第三传送机设置在第二升降机的顶部，随第二升降机升降；封盖后的储油袋经第二传送机传送至第三传送机上，第二升降机升起，第三传送机传送将该储油袋抛出船体，漂浮在海面(密度较水小)，抛出的储油袋待所有溢油收集完毕后集中拉回岸边。
进一步地，还包括与控制单元连接的驱动单元和监控导航单元；驱动单元用于驱动船体运行；监控导航单元用于指引船体到达溢油区并规划清油路线；所述吸油海绵采用OLEO SPONGE疏水亲油海绵，可反复多次利用，并且只吸油不吸水，可有效抑制回收油品中的含水率。
进一步地，所述船体设置有储油袋抛出舱门以及储油袋补充舱门。
进一步地，为了便于收集所有储油袋，每个储油袋上均有设置有GPS定位器。
本发明的优点是：
1.本发明自动化程度高、连续作业能力强，整个回收过程一气呵成，将油品分装转运，避免船体在海面往复运油，工作效率高，回收速度较快，且应用环境较广。本发明按照吸油、挤油、储油、分装、转运五个步骤对回收装置的船体进行设计，使回收装置高度自动化，合理运行。
2.本发明中吸油单元、挤油单元的结构形式各有两种，均可实现自动化吸油目的；第一种采用机械吸油臂的吸油单元在作业时，智能化结构，可适时升降、旋转、折叠、收回，且机械吸油臂的吸油板入水角度可调，在吸油时，吸油板以倾斜的方式接触石油，以达到吸油海绵在扫过路径中能最快吸收溢油，在挤油时，该吸油板又以水平装状态进入挤油单元；第二种采用吸油平板的吸油单元，结构较为简单，且同时将吸油单元和挤油单元一体化设置，整个船体的体积可控。储油单元均采用数控油槽，其出油嘴可根据下方是否有储油袋自控出油，协同性高。
3.本发明设置油品分装单元，采用储油袋可对回收的溢油进行分装，柔性的储油袋在分装前折叠置于船体内，由于占用空间较少，可同时携带数量较多的储油袋，有利于一次性完成溢油回收作业，避免往复运油，提高作业效率，该储油袋可重复利用，节约成本。
4.本发明设置油品转运单元，可将分装好的溢油转运出船体，回收装置在吸油的同时不用再负担溢油运输工作，减轻船体负担，可更加高效地回收海面溢油，且油品转运单元结构简单，控制方便。
5.本发明设置监控导航单元，便于船体寻找溢油区，并规划清油路线。
6.本发明采用OLEO SPONGE疏水亲油海绵，该材质的海绵对机油、汽油、柴油及原油的吸油倍率分别为108.35g/g、103.2g/g、87.43g/g、114.92g/g，可做到只吸油不吸水，抑制回收油品中的含水率。
附图说明
图1为本发明海面溢油装置实施例一的外部结构示意图；
图2为本发明海面溢油装置实施例一的内部结构示意图；
图3为本发明实施例一中电动折叠组件以及电动旋转组件的结构示意图；
图4为本发明实施例一中第一支撑壳体的外部结构示意图；
图5为本发明实施例一中第一支撑壳体的内部结构示意图1；
图6为本发明实施例一中第一支撑壳体的内部结构示意图2(去掉第一支撑壳体)；
图7为本发明实施例一中卡紧组件的结构示意图1(未示出第六电机)；
图8为本发明实施例一中卡紧组件的结构示意图2；
图9为本发明船体船尾的结构示意图；
图10为本发明海面溢油装置实施例二的外部结构示意图；
图11为本发明海面溢油装置实施例二的内部结构示意图；
图12为本发明海面溢油装置实施例二中吸油平板及挤油单元的结构示意图；
附图标记如下：
1-船体、2-驱动单元、3-监控导航单元、4-吸油单元、5-挤油单元、6- 储油单元、7-油品分装单元、8-油品转运单元、9-第一支撑架、11-第一电机、12-竖直中心轴、13-机械吸油臂、14-安装座、15-第一悬杆、16-第二悬杆、17-第三悬杆、18-吸油板、19-第一液压缸、20-第二液压缸、21-电动挤油辊、22-出油嘴、23-第二电机、24-第一水平传动轴、25-第一竖直传动轴、26-斜齿轮、27-第三电机、28-第二水平传动轴、29-第一支撑壳体、 30-折叠路径孔、31-升降电机、32-升降轨道、33-旋转电机、34-齿轮盘、 35-圆盘组件、36-竖直连接板、37-水平圆盘、38-齿轮段、39-卡紧组件、 40-拉绳电机、41-拉绳、42-卡紧弹簧、43-卡紧臂、44-第一卡臂、45-竖臂、46-横臂、47-安装柱、48-升降支撑柱、49-第二支撑架、50-第五电机、52-第二支撑壳体、53-吸油平板、54-支撑框架、55-矩形支撑底板、 56-第一支撑侧板、57-第二支撑侧板、58-第三支撑侧板、59-第四支撑侧板、60-吸油海绵容置区、61-导油凹槽、62-出油口、63-运动滑槽、64-第三液压缸、65-第四液压缸、66-导油滑槽、67-挤压板、68-定滑轮组、69- 弹簧、70-横板、71-竖板、72-第三支撑架、73-滑轨、74-滑轨推杆、75-第一升降机、76-第一传送机、77-第二传送机、78-储油袋、79-拧盖机、80- 进油接口、81-卡板、82-第二升降机、83-第三传送机、84-储油袋抛出舱门、85-充电口、86-液压泵、87-储油袋补充舱门、88-吸油海绵、89-螺旋桨、90-分水舵。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施例对本发明的内容作进一步的详细描述：
实施例一
如图1-图9所示，一种海上溢油回收装置包括船体1以及位于船体1上的控制单元、驱动单元2、监控导航单元3、吸油单元4、挤油单元5、储油单元6、油品分装单元7以及油品转运单元8。
控制单元与驱动单元2、监控导航单元3、吸油单元4、挤油单元5、储油单元6、油品分装单元7以及油品转运单元8分别连接，采用现有控制器，对各个单元的动作进行控制；驱动单元2位于船尾，用于驱动船体1在海面运行、包括发动机(船体内未示出)、螺旋桨89以及分水舵90；监控导航单元3由监控探测器和导航雷达组成，位于船体1顶部，用于指引船体1抵达溢油区并规划船体1的清油路线；吸油单元4位于船头，用于吸附海面溢油；挤油单元5根据结构不同位于船身，用于将吸油单元4吸附的溢油挤压至储油单元6；储油单元6位于船身；油品分装单元7位于船身，用于对储油单元6中的溢油进行分装；油品转运单元8位于船尾，用于将分装后的油品转运出船体1。
其中，吸油单元4包括第一支撑架9、第一电机11、竖直中心轴12以及三个机械吸油臂13。第一电机11和竖直中心轴12设置在第一支撑架9 上，且第一电机11的输出与竖直中心轴12连接，用于驱动竖直中心轴12 旋转；竖直中心轴12的顶端设置有第一支撑壳体29；竖直中心轴12的顶端伸入第一支撑壳体29内，且其对应的第一支撑壳体29周面上均匀开设三个折叠路径孔30；第一支撑壳体29内设置有电动回转组件；电动回转组件包括旋转电机33、齿轮盘34、升降电机31以及升降轨道32；旋转电机33安装在升降电机31的底部，其输出端与齿轮盘34连接；升降轨道32设置在第一支撑壳体29侧壁上，升降电机31的输出端适配安装在升降轨道32 上，用于带动旋转电机33沿升降轨道32做竖直运动，可分别与三个；机械吸油臂13包括安装座14、第一悬杆15、第二悬杆16、第三悬杆17以及吸油板18；三个机械吸油臂13均通过圆盘组件35安装在竖直中心轴12上的周面上；每个机械吸油臂13第一悬杆15的一端与安装座14铰接，且安装座14上设置有第一液压缸19，第一液压缸19的输出与第一悬杆15连接；第一悬杆15的另一端与第二悬杆16铰接，且第一悬杆15上设置有第二液压缸20，第二液压缸20的输出与第二悬杆16的一端连接；由此，在竖直平面上，第一悬臂与安装座14之间的夹角、第一悬臂与第二悬臂之间的夹角均可变，在两个液压缸的协同作用下，机械吸油臂13可升起或落下；第二悬杆16的另一端与第三悬杆17的一端通过电动折叠组件连接；电动折叠组件将水平方向的动力转变为竖直方向的动力，使得第三悬杆17与第二悬杆 16在水平面上的夹角可变，即第三悬杆17在水平面上可向内折叠和向外展开；电动折叠组件包括第二电机23、第一水平传动轴24和第一竖直传动轴 25；为了充分利用安装空间，第二电机23的输出轴与第一水平传动轴24的一端通过齿轮啮合，用于驱动第一水平传动轴24转动；第一竖直传动轴25 上设置有与第一水平传动轴另一端啮合的斜齿轮26；位于斜齿轮26下方的第一竖直传动轴25与第三悬杆17一端固连；第三悬杆17的另一端通过电动旋转组件与吸油板18的一端连接，使得吸油板18可绕自身的中心轴做旋转运动；电动旋转组件包括第三电机27以及与第二水平传动轴28；第三电机27的输出端与第二水平传动轴28的一端连接，用于驱动第二水平传动轴 28转动，第二水平传动轴28的另一端与吸油板18的一端固连；吸油板18 上包裹有吸油海绵88，吸油海绵88可通过卡扣安装在吸油板18，便于更换。电动折叠组件和电动旋转组件均位于机械吸油臂13的壳体内。圆盘组件35包括竖直连接板36以及水平圆盘37；水平圆盘37套装在竖直中心轴 12上，通过竖直连接板36与安装座14连接；竖直连接板36穿过折叠路径孔30与安装座14连接，其上设置有与齿轮盘34啮合的齿轮段38，不同圆盘组件35中的齿轮段38及水平圆盘37在竖直连接板36上位置不同，以保证齿轮盘34在同一高度只能与一个齿轮段38啮合，带动相应的机械吸油臂 13回转；第一支撑壳体29内，每个竖直连接板36的下方均设置有卡紧组件 39；卡紧组件39包括拉绳电机40、拉绳41、卡紧弹簧42以及卡紧臂43；卡紧臂43包括第一卡臂44、竖臂45以及横臂46，第一卡臂44通过竖臂45 与横臂46连接，且第一卡臂44与竖臂45之间的夹角为钝角；横臂46通过安装柱47安装在第一支撑壳体29内部，其与安装柱47铰接，且第一卡臂 44伸出第一支撑壳体29；卡紧弹簧42的一端与安装柱47连接，另一端同时与横臂46的端部以及拉绳电机40的输出端连接；拉绳电机40通过拉绳 41拉紧卡紧弹簧42；卡紧弹簧42拉紧状态时，第一卡臂44将其对应的竖直连接板36卡紧，卡紧弹簧42自由状态时，第一卡臂44复位不再将其对应的竖直连接板36卡紧。第一液压缸19和第二液压缸20可采用一个总的液压泵86提供液压油。为了节省空间且不至于将竖直中心轴12的位置抬得太高(太高不利于机械吸油臂13作业)，第一电机11水平设置在底部，借助水平中心轴与齿轮配合(第一电机11的输出端与水平中心轴的一端连接，水平中心轴的另一端通过与设置在竖直中心轴12上的斜齿轮26啮合)，进而将水平方向的传动转换为竖直方向的传动。
挤油单元5位于船身，其包括上下设置的两个电动挤油辊21；两个电动挤油辊21之间留有间隙，用于挤压吸油板18并使吸油板18顺利通过。
储油单元6位于挤油单元5的下方，其为数控油槽，该数控油槽的底部开设有出油嘴22，该出油嘴22上设置有自动控制阀。
油品分装单元7位于储油单元6的下方，包括第三支撑架72、两条滑轨 73、滑轨推杆74、第一升降机75、第一传送机76、第二传送机77、多个储油袋78以及拧盖机79；两条滑轨73通过第三支撑架72水平设置在船体1 内，并分别位于出油嘴22的两侧；滑轨推杆74的一端安装在第三支撑架72 上，另一端的两侧分别与两条滑轨73相适配；第一升降机75和第二传送机 77均位于两条滑轨73的正下方，且第一升降机75上方的滑轨间隙大于第二传送机77上方的滑轨间隙；储油袋78的顶部和底部均采用硬质材料，袋身采用软质材料，顶部开设有进油接口80，进油接口80的外周设置有卡板 81，该卡板81与储油袋78的顶部之间留有间隙，使得储油袋78的进油接口80可以通过卡板81卡在第二传送机77上方的滑轨73之间，为了便于收集所有储油袋78，每个储油袋78上均有设置有GPS定位器；多个储油袋78 折叠置于第一传送机76上，通过第一传送机76逐一传送至第一升降机75 上；第一升降机75升起，将储油袋78的进油接口80轻松伸入第一升降机 75上方的滑轨间隙，并在滑轨推杆74的推动下，使该储油袋78的进油接口 80进入第二传送机77上方的滑轨间隙，通过卡板81将储油袋78卡住，储油袋78展开，底部落在第二传送机77上，装油后由第二传送机77运送至拧盖机79处封盖；再由第二传送机77运送至油品转运单元8；拧盖机79可采用现有的拧盖机79。
油品转运单元8包括第二升降机82和第三传送机83；第三传送机83设置在第二升降机82的顶部，随第二升降机82升降；封盖后的储油袋78经第二传送机77传送至第三传送机83上，第二升降机82升起，第三传送机 83传送将该储油袋78抛出船体1，抛出的储油袋78等所有溢油收集完毕后统一拉回岸边。
船体1设置有储油袋抛出舱门84以及储油袋补充舱门87，使得整个船体1设计更加完整，船体1上还设置有充电口85，用于给船体中各个单元中供电的蓄电池充电。
采用此种回收装置作业时，整个回收装置在监控导航单元3的指引下，抵达溢油区，经由监控探测器扫描溢油区并规划清油路线，三个机械吸油臂 13展开并由卡紧组件39卡紧，均布在竖直中心轴12的周面；吸油时，机械吸油臂13的第一液压缸19、第二液压缸20输出端均伸出，协同将吸油板 18放下，同时利用电机旋转组件调节吸油板18与海面溢油的接触角度，使吸油板18以倾斜的方式接触石油，以达到吸油海绵88在扫过路径中能最快吸收溢油，当吸油板18在水面旋转180°后，机械吸油臂13通过竖直中心轴12逐渐旋转至挤油单元5即两个电动挤油辊21处，同时第一液压缸19、第二液压缸20输出端均收回，机械吸油臂13抬起，吸油板18旋转为水平，并从两个电动挤油辊21间的间隙通过，将吸附的溢油挤压至储油单元 6，然后继续吸油作业；各个机械吸油臂13随竖直中心轴12旋转依次作业；数控油槽出油嘴22上的自动控制阀可根据其下方是否有储油袋78自动出油，装满后自动停止，直至下一个储油袋78的进油接口80对准出油口 62；油品分装单元7的第一传送机76位于第一升降机75和第二传送机77 的一侧，便于将折叠的储油袋78传送至第一升降机75上；储油袋78由第一升降机75升起，因第一升降机上方的滑轨间隙较大，储油袋的进油接口 80可轻松进入第一升降机75上方的滑轨间隙，并在滑轨推杆74的作用下顺利进入第二传送机77上方的滑轨间隙，然后卡住、装油、封装、运送至油品转运单元8抛出至海面。当吸油作业完成后，将其中一个机械吸油臂13 旋转至上下电动挤油辊之间，卡紧组件39松开，利用电动回转组件调节其他两个机械吸油臂13与该机械吸油臂13之间的夹角(即调节每个机械吸油臂13竖直连接板36在折叠路径孔30中位置)，将各个机械吸油臂13间的夹角调整至最小，并利用电动旋转组件将每个机械吸油臂13的第三悬杆折叠收回，节约空间；同时将所有海面上的储油袋78收回，作业完成。
实施例二
如图9-图11所示，实施例二与实施例一的不同之处在于吸油单元4、挤油单元5以及储油单元6的结构或位置不同。具体如下：
所述吸油单元4包括升降支撑柱48、第二支撑架49、第五电机50、水平中心轴(图中未示出)、第二支撑壳体52以及两个吸油平板53。升降支撑柱48设置在船体1上；第五电机50通过第二支撑架49安装在升降支撑柱48上，其输出与水平中心轴连接，用于驱动水平中心轴转动；吸油平板53 包括支撑框架54和吸油海绵88；支撑框架54包括矩形支撑底板55以及分别与矩形支撑底板55四个侧边连接且首尾相接的四个支撑侧板；四个支撑侧板分别为第一支撑侧板56、第二支撑侧板57、第三支撑侧板58和第四支撑侧板59；矩形支撑底板55上设置有吸油海绵容置区60以及导油凹槽 61；第三支撑侧板58与导油凹槽61相对的位置开设有出油口62；第二支撑侧板57与第四支撑侧板59的内侧沿长度方向均开设有运动滑槽63；两个吸油平板53背对背铰接在第二支撑壳体52上，且两个吸油平板53还分别通过两个第三液压缸64和两个第四液压缸65与第二支撑壳体52连接，其中，每个液压缸的输出端与其对应吸油平板53的支撑底板连接。四个液压缸可由一个总的液压泵86提装供液压油。
挤油单元5包括导油滑槽66、挤压板67、第六电机、定滑轮组68以及弹簧69；导油滑槽66设置在第二支撑架49上，且正对出油口62；挤压板 67位于支撑框架54内，挤压板67呈T型，包括横板70和竖板71，横板70 的两端设置有与运动滑槽63相适配凸起；弹簧69的一端与第一支撑侧板56 的中部连接，另一端同时与竖板71端部以及设置在第三支撑侧板58和支撑底板外侧的定滑轮组68连接；第六电机设置在第二支撑壳体52内(可有效防水，图中未示出)，其输出通过钢绳与定滑轮组68连接，用于驱动定滑轮组68转动，进而带动挤压板67沿第二支撑侧板57和第四支撑侧板59上的运动滑槽运动；支撑底板的中部设置有竖板71通过的通道，通道与第二支撑侧板57和第四支撑侧板59之间均依次设置有导油凹槽61和吸油海绵容置区60。
储油单元6位于船身，其为数控油槽，该数控油槽的底部开设有出油嘴 22，该出油嘴22上设置有自动控制阀。
采用此种回收置作业时，吸油单元和挤油单元结构设置上更加紧密，首先一个吸油平板53位于下方，另一个吸油平板53位于上方；下方吸油平板 53连接的液压缸输出端收回，使该吸油平板53呈水平状与海面溢油接触吸油，吸油后，升降支撑柱48升起，将整个吸油单元4提升，此时，水平中心轴旋转，将两个吸油平板53的位置置换(因整个吸油单元4已升起，两个吸油平板53在旋转换位时，可避免海水阻力，较为省力)，置换后，升降支撑柱48降下，此时位于上方的吸油平板53液压缸的输出端伸出，将吸油平板53倾斜，第六电机驱动定滑轮组68转动，拉紧弹簧69使得挤压板67 沿运动滑槽63运动挤压吸油海绵88，溢油沿导油凹槽61、出油口62、导油滑槽66进入储油单元6；挤油完成，第六电机停止，挤压板67在弹簧69的回弹力下复位至第一支撑侧板56处；而位于下方的吸油平板53液压缸输出端收回，成水平状与海面溢油接触吸油；两个吸油平板53如此交替作业；后续油品分装以及油品转运均与实施例一相同，不再赘述。
本发明回收装置中可一次性装载至少40个折叠储油袋78，每个储油袋78 可储存1方石油，回收能力强大，且储油袋可以重复利用，相比于船体储油并往复运油节约大量成本和时间。
上述各个单元的安装位置与船体结构有关，不限于上述两种方式，也可将上述吸油单元、挤油单元、储油单元、油品分装单元以及油品转运单元单独或任意组合应用在现有的回收装置中，比如，将油品分类单元单独使用，或与油品转运单元组合使用；将第一种吸油单元单独使用，或与挤油单元组合使用等。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，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公开的技术范围内，可轻易想到各种等效的修改或替换，这些修改或替换都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种海上溢油回收装置，其特征在于：包括船体(1)以及位于船体(1)上的控制单元、吸油单元(4)、挤油单元(5)、储油单元(6)、油品分装单元(7)以及油品转运单元(8)；
所述控制单元与吸油单元(4)、挤油单元(5)、储油单元(6)、油品分装单元(7)以及油品转运单元(8)分别连接；
所述挤油单元(5)用于将吸油单元(4)吸附的溢油挤压至储油单元(6)；
所述油品分装单元(7)用于对储油单元(6)中的溢油进行分装；
所述油品转运单元(8)用于将分装后的油品转运出船体(1)；
所述吸油单元(4)包括第一支撑架(9)、第一电机(11)、竖直中心轴(12)以及至少两个机械吸油臂(13)；
所述第一电机(11)和竖直中心轴(12)设置在第一支撑架(9)上，且第一电机(11)的输出与竖直中心轴(12)连接，用于驱动竖直中心轴(12)旋转；
所述机械吸油臂(13)包括安装座(14)、第一悬杆(15)、第二悬杆(16)、第三悬杆(17)以及吸油板(18)；
至少两个机械吸油臂(13)通过各自的安装座(14)沿周面设置在竖直中心轴(12)上；
所述第一悬杆(15)的一端与安装座(14)铰接，且安装座(14)上设置有第一液压缸(19)，第一液压缸(19)的输出与第一悬杆(15)连接；
所述第一悬杆(15)的另一端与第二悬杆(16)铰接，且第一悬杆(15)上设置有第二液压缸(20)，第二液压缸(20)的输出与第二悬杆(16)的一端连接；
所述第二悬杆(16)的另一端与第三悬杆(17)的一端通过电动折叠组件连接，所述电动折叠组件将水平方向的动力转变为竖直方向的动力，使得第三悬杆(17)与第二悬杆(16)在水平面上的夹角可变；
所述第三悬杆(17)的另一端通过电动旋转组件与吸油板(18)的一端连接，使得吸油板(18)可绕自身的中心轴做旋转运动；
所述吸油板(18)上包裹有吸油海绵(88)；
所述挤油单元(5)包括上下设置的两个电动挤油辊(21)；两个电动挤油辊(21)之间留有间隙，用于挤压并使吸油板(18)顺利通过；
所述储油单元(6)位于挤油单元(5)的下方，其为数控油槽，该数控油槽的底部开设有出油嘴(22)，该出油嘴(22)上设置有自动控制阀。
2.根据权利要求1所述的海上溢油回收装置，其特征在于：
所述电动折叠组件包括第二电机(23)、第一水平传动轴(24)和第一竖直传动轴(25)；
第二电机(23)的输出轴与第一水平传动轴(24)的一端通过齿轮啮合，用于驱动第一水平传动轴(24)转动；
第一竖直传动轴(25)上设置有与第一水平传动轴(24)另一端啮合的斜齿轮(26)；位于斜齿轮(26)下方的第一竖直传动轴(25)与第三悬杆(17)一端固连；
所述电动旋转组件包括第三电机(27)以及第二水平传动轴(28)；
第三电机(27)的输出轴与第二水平传动轴(28)的一端连接，用于驱动第二水平传动轴(28)转动，第二水平传动轴(28)的另一端与吸油板(18)的一端固连。
3.根据权利要求2所述的海上溢油回收装置，其特征在于：
所述竖直中心轴(12)的顶端设置有第一支撑壳体(29)；竖直中心轴(12)的顶端伸入所述第一支撑壳体(29)内，且其对应的第一支撑壳体(29)周面上均匀开设有与机械吸油臂(13)数量相同的折叠路径孔(30)；
所述第一支撑壳体(29)内设置有电动回转组件；所述电动回转组件包括旋转电机(33)、齿轮盘(34)、升降电机(31)以及升降轨道(32)；所述旋转电机(33)安装在升降电机(31)的底部，其输出端与齿轮盘(34)连接；所述升降轨道(32)设置在第一支撑壳体(29)侧壁上，升降电机(31)的输出端适配安装在升降轨道(32)上，用于带动旋转电机(33)沿升降轨道(32)做竖直运动；
所述机械吸油臂(13)的安装座(14)通过圆盘组件(35)安装在竖直中心轴(12)上；所述圆盘组件(35)包括竖直连接板(36)以及水平圆盘(37)；所述水平圆盘(37)套装在竖直中心轴(12)上，通过竖直连接板(36)与安装座(14)连接；所述竖直连接板(36)穿过折叠路径孔(30)与安装座(14)连接，其上设置有与齿轮盘(34)啮合的齿轮段(38)；不同圆盘组件(35)中的齿轮段(38)及水平圆盘(37)在竖直连接板(36)上位置不同，以保证齿轮盘(34)在同一高度只能与一个齿轮段(38)啮合，带动相应的机械吸油臂(13)回转；
第一支撑壳体(29)内，每个竖直连接板(36)的下方均设置有卡紧组件(39)；
所述卡紧组件(39)包括拉绳电机(40)、拉绳(41)、卡紧弹簧(42)以及卡紧臂(43)；
所述卡紧臂(43)包括第一卡臂(44)、竖臂(45)以及横臂(46)，第一卡臂(44)通过竖臂(45)与横臂(46)连接，且第一卡臂(44)与竖臂(45)之间的夹角为钝角；横臂(46)通过安装柱(47)安装在第一支撑壳体(29)内部，其与安装柱(47)铰接；第一卡臂(44)伸出第一支撑壳体(29)；卡紧弹簧(42)的一端与安装柱(47)连接，另一端同时与横臂(46)的端部以及拉绳电机(40)的输出端连接；拉绳电机(40)通过拉绳(41)拉紧卡紧弹簧(42)；卡紧弹簧(42)拉紧，第一卡臂(44)将其对应的竖直连接板(36)卡紧。
4.根据权利要求3所述的海上溢油回收装置，其特征在于：
所述机械吸油臂(13)的数量为三个。
5.一种海上溢油回收装置，其特征在于：包括船体(1)以及位于船体(1)上的控制单元、吸油单元(4)、挤油单元(5)、储油单元(6)、油品分装单元(7)以及油品转运单元(8)；
所述控制单元与吸油单元(4)、挤油单元(5)、储油单元(6)、油品分装单元(7)以及油品转运单元(8)分别连接；
所述挤油单元(5)用于将吸油单元(4)吸附的溢油挤压至储油单元(6)；
所述油品分装单元(7)用于对储油单元(6)中的溢油进行分装；
所述油品转运单元(8)用于将分装后的油品转运出船体(1)；
所述吸油单元(4)包括升降支撑柱(48)、第二支撑架(49)、第五电机(50)、水平中心轴、第二支撑壳体(52)以及两个吸油平板(53)；
所述升降支撑柱(48)设置在船体(1)上；所述第五电机(50)通过第二支撑架(49)安装在所述升降支撑柱(48)上，其输出与水平中心轴连接，用于驱动水平中心轴转动；
所述吸油平板(53)包括支撑框架(54)和吸油海绵(88)；所述支撑框架(54)包括矩形支撑底板(55)以及分别与矩形支撑底板(55)四个侧边连接且首尾相接的四个支撑侧板；四个支撑侧板分别为第一支撑侧板(56)、第二支撑侧板(57)、第三支撑侧板(58)和第四支撑侧板(59)；所述矩形支撑底板(55)上设置有吸油海绵容置区(60)以及导油凹槽(61)；第三支撑侧板(58)与导油凹槽(61)相对的位置开设有出油口(62)；第二支撑侧板(57)与第四支撑侧板(59)的内侧沿长度方向均开设有运动滑槽(63)；
所述两个吸油平板(53)背对背铰接在第二支撑壳体(52)上，且两个吸油平板(53)还分别通过液压缸与第二支撑壳体(52)连接，其中，每个液压缸的输出与其对应吸油平板(53)的支撑底板连接；
所述挤油单元(5)包括导油滑槽(66)、挤压板(67)、第六电机、定滑轮组(68)以及弹簧(69)；
所述导油滑槽(66)设置在第二支撑架(49)上，且正对出油口(62)；
所述挤压板(67)位于支撑框架(54)内，其两端设置有与所述运动滑槽(63)相适配的凸起；所述弹簧(69)的一端与第一支撑侧板(56)的中部连接，另一端同时与挤压板(67)以及设置在第三支撑侧板(58)和支撑底板外侧的定滑轮组(68)连接；所述第六电机设置在第二支撑壳体(52)内，其输出通过钢绳与定滑轮组(68)连接，用于驱动定滑轮组(68)转动，进而带动挤压板(67)沿第二支撑侧板(57)和第四支撑侧板(59)上的运动滑槽(63)运动；
所述储油单元(6)为数控油槽，该数控油槽的底部开设有出油嘴(22)，该出油嘴(22)上设置有自动控制阀。
6.根据权利要求5所述的海上溢油回收装置，其特征在于：
所述挤压板(67)呈T型，包括横板(70)和竖板(71)，所述横板(70)的两端设置有所述凸起，所述弹簧(69)与竖板(71)的端部连接；
所述支撑底板的中部设置有竖板(71)通过的通道，所述通道与第二支撑侧板(57)和第四支撑侧板(59)之间均依次设置有所述导油凹槽(61)和吸油海绵容置区(60)。
7.根据权利要求1-6任一所述的海上溢油回收装置，其特征在于：
所述油品分装单元(7)位于所述储油单元(6)的下方，包括第三支撑架(72)、两条滑轨(73)、滑轨推杆(74)、第一升降机(75)、第一传送机(76)、第二传送机(77)、多个储油袋(78)以及拧盖机(79)；
所述两条滑轨(73)通过第三支撑架(72)水平设置在船体(1)内，并分别位于出油嘴(22)的两侧；
所述滑轨推杆(74)的一端安装在第三支撑架(72)上，另一端的两侧分别与两条滑轨(73)相适配；
所述第一升降机(75)和第二传送机(77)均位于两条滑轨(73)的正下方，且第一升降机(75)上方的滑轨间隙大于第二传送机(77)上方的滑轨间隙；
所述储油袋(78)的顶部和底部均采用硬质材料，袋身采用软质材料，顶部开设有进油接口(80)，进油接口(80)的外周设置有卡板(81)，该卡板(81)与储油袋(78)的顶部之间留有间隙，使得储油袋(78)的进油接口(80)通过卡板(81)卡在第二传送机(77)上方的滑轨(73)之间；
多个储油袋(78)折叠置于第一传送机(76)上，通过第一传送机(76)逐一传送至第一升降机(75)上；第一升降机(75)升起，将储油袋(78)的进油接口(80)伸入第一升降机(75)上方的滑轨间隙，并在滑轨推杆(74)的推动下，使该储油袋(78)的进油接口(80)进入第二传送机(77)上方的滑轨间隙，并通过卡板(81)将储油袋(78)卡住，储油袋(78)展开，底部落在第二传送机(77)上，装油后由第二传送机(77)运送至拧盖机(79)处封盖；再由第二传送机(77)运送至油品转运单元(8)。
8.根据权利要求7所述的海上溢油回收装置，其特征在于：
所述油品转运单元(8)包括第二升降机(82)和第三传送机(83)；第三传送机(83)设置在第二升降机(82)的顶部，随第二升降机(82)升降；
封盖后的储油袋(78)经第二传送机(77)传送至第三传送机(83)上，第二升降机(82)升起，第三传送机(83)传送将该储油袋(78)抛出船体(1)。
9.根据权利要求8所述的海上溢油回收装置，其特征在于：还包括与控制单元连接的驱动单元(2)和监控导航单元(3)；
所述驱动单元(2)用于驱动船体运行；监控导航单元(3)用于指引船体到达溢油区并规划清油路线；
所述吸油海绵采用OLEO SPONGE疏水亲油海绵。
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