CN114411657A - 一种海洋微表层水中微塑料收集装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及生态环境检测领域，尤其涉及一种海洋微表层水中微塑料收集装置，包括有转动轮、缆线、支架、电机、固定块等；船上方设置有转动轮，转动轮上绕有缆线，船上固定安装有支架，支架上固定安装有电机，电机输出轴与转动轮固接，船下方固定安装有两块固定块。通过一级滤网及二级滤网对海洋水体进行过滤，使得海洋水体中的微塑料颗粒被收集至一级滤网与二级滤网之间，达到对同粒径的微塑料颗粒进行筛选的目的。

Description

一种海洋微表层水中微塑料收集装置

技术领域

本发明涉及生态环境检测领域，尤其涉及一种海洋微表层水中微塑料收集装置。

背景技术

海洋表层仅毫米厚的“皮肤”被称作海洋微表层，是海洋“水-气”交换的界面，其表面张力和来自微生物的黏性分泌物易使微小粒子聚集在该层。在对微表层水体中的微塑料形态、浓度等进行研究时，需要根据需求采集富集在微表层水中的微塑料颗粒样品，根据微塑料颗粒的量来检测水体中微塑料的含量，为水体的生态环境保护和微塑料污染治理提供检测数据。

目前海洋水体中微塑料样品采集装置多针对水面0.5m以下水体，一般采用拖网形式，并简易网袋来收集，但这种方式依赖船舶的航程，且网袋结构单一，只能采集粒径大于网袋孔径的微粒物质，不能将微粒物质进行分级筛选，导致工作人员不能及时的检测出水中的微塑料颗粒的含量，且收集的微粒物质需要进行进一步分离操作，而目前没有适合的装置对微粒物质进行同步分离，造成分离效率低下，同时易受海水中其他固体悬浮物或浮游动植物影响，使得后期在微塑料采集分离难度大，影响微塑料含量的最终定量结果。的过程中容易存在海水中的其他固体悬浮物混杂在微塑料中的问题。

发明内容

因此，有必要针对现有技术的缺点，设计一种能够对同粒径的微塑料颗粒进行筛选、可以对微表层海洋水体中微塑料样品进行采集、，同时排除其他悬浮物或浮游动植物影响的能够将微表层水的较大的悬浮颗粒物及微塑料颗粒分离的海洋微表层水中微塑料收集装置。

本发明的技术实施方案为：一种海洋微表层水中微塑料收集装置，包括有转动轮，转动轮上绕有缆线，船上方设置有转动轮，还包括有：支架，船上固定安装有支架，支架上固定安装有电机，电机输出轴与转动轮固接；

船下方固定安装有两块固定块，固定块上转动式连接有转动条，转动条顶面垂直连接有第一固定杆，两根第一固定杆上共同滑动式连接有滑条，缆线一端与滑条固接，缆线用于拉动滑条及其上装置向上运动；

第一浮块，转动条左端固接有第一浮块，两块第一浮块上共同固接有浮动收集框，浮动收集框用于收集海洋微表层悬浮颗粒物，浮动收集框上设置有楔形条；

第二浮块，浮动收集框上固接有第二浮块，第二浮块上固定安装有导向板，导向板上设置有流量计；

过滤机构，滑条上固定安装有过滤机构，过滤机构用于对海洋水体进行过滤；

杂质去除机构，杂质去除机构设于过滤机构上，杂质去除机构用于去除海洋水体中的微表层水的较大的悬浮颗粒物或垃圾。

在本发明一个较佳实施例中，过滤机构包括有固定架、一级滤网、二级滤网、第一复位弹簧、底框、滑动板、第一L形条、开合板和配重块，滑条上固定安装有固定架，固定架内滑动式连接有一级滤网，二级滤网设置于固定架右侧，一级滤网与固定架之间连接有一对第一复位弹簧，固定架底部固定安装有底框，底框下方滑动式连接有滑动板，浮动收集框顶面固定连接有两个第一L形条，固定架上滑动式连接有开合板，开合板与第一L形条接触，开合板左侧固定安装有配重块。

在本发明一个较佳实施例中，一级滤网的网径大于二级滤网的网径，一级滤网的网径大于微塑料颗粒的粒径，二级滤网的网径小于微塑料颗粒的粒径，微塑料颗粒经过一级滤网被二级滤网挡住，起到对同粒径的微塑料颗粒进行筛选的作用。

在本发明一个较佳实施例中，杂质去除机构包括有导向架、滑动杆、第二L形条和八字板，开合板上对称设置有导向架，滑动板上对称固接有滑动杆，同侧滑动杆与导向架限位配合，开合板右侧固定连接有两根第二L形条，底框内设置有八字板。

在本发明一个较佳实施例中，还包括有清理机构，浮动收集框上转动式连接有清理机构，清理机构包括有第一转动爪、第二转动爪、齿条、外滤网、齿轮、固定板、卡块和第二复位弹簧，浮动收集框上转动式连接有第一转动爪，第二转动爪同样转动式连接于浮动收集框上，第一转动爪与第二转动爪相互接触，固定架左侧固定连接有两根齿条，第一转动爪上固接有外滤网，第二转动爪上同样固接有外滤网，齿轮固接于第一转动爪上，第二转动爪上同样固接有齿轮，相邻的齿轮与齿条啮合，浮动收集框上对称固接有固定板，固定板上滑动式连接有卡块，同侧卡块与齿轮接触，卡块与固定板之间连接有第二复位弹簧。

在本发明一个较佳实施例中，第一转动爪和第二转动爪为玻璃材质，第一转动爪和第二转动爪为交错式梳型结构，第一转动爪和第二转动爪梳型部分用于将海藻捞起。

在本发明一个较佳实施例中，还包括有斜板，浮动收集框上固定安装有斜板。

在本发明一个较佳实施例中，斜板上表面为斜面，斜面无法对质量较重的微表层水的较大的悬浮颗粒物导流，微塑料颗粒质量较轻，斜板上方斜面用于对微塑料颗粒及海洋水体进行导流，起到将微表层水的较大的悬浮颗粒物筛分的作用。

在本发明一个较佳实施例中，还包括有升降机构，浮动收集框上滑动式连接有升降机构，升降机构包括有升降门和第二固定杆，浮动收集框上滑动式连接有升降门，第一转动爪上固定连接有第二固定杆，第二转动爪上同样固接有第二固定杆，第二固定杆与升降门接触。

在本发明一个较佳实施例中，还包括有导流板，浮动收集框上对称固接有导流板，导流板与升降门滑动式连接。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：

1、通过一级滤网及二级滤网对海洋水体进行过滤，使得海洋水体中的微塑料颗粒被收集至一级滤网与二级滤网之间，达到对同粒径的微塑料颗粒进行筛选的目的。

2、由于第二L形条将八字板与底框之间的缝隙挡住，避免海洋水体中的微塑料颗粒进入底框内，使得微塑料颗粒被收集至固定架内，实现了对微塑料颗粒进行采集的目的。

3、通过设置的斜板，微表层水的较大的悬浮颗粒物及微塑料颗粒分别从斜板上方及下方通过，实现了对微表层水的较大的悬浮颗粒物及微塑料颗粒进行分离的目的，解决了在微塑料采集分离的过程中容易存在海水中的沙粒混杂在微塑料中的问题。

4、通过第一转动爪与第二转动爪的配合，第一转动爪与第二转动爪能够将海藻捞起放回海洋中，起到对设备内的海藻进行清理的目的。

附图说明

图1为本发明的立体结构示意图。

图2为本发明的第一种部分立体结构示意图。

图3为本发明的第二种部分立体结构示意图。

图4为本发明过滤机构的部分立体结构示意图。

图5为本发明过滤机构的立体结构示意图。

图6为本发明杂质去除机构的部分立体结构示意图。

图7为本发明过滤机构的部分剖视立体结构示意图。

图8为本发明杂质去除机构的剖视立体结构示意图。

图9为本发明清理机构的第一种部分立体结构示意图。

图10为本发明清理机构的第二种部分立体结构示意图。

图11为本发明清理机构的第三种部分立体结构示意图。

图12为本发明的部分剖视立体结构示意图。

图13为本发明斜板的立体结构示意图。

图14为本发明清理机构的第四种部分立体结构示意图。

图15为本发明升降机构的立体结构示意图。

其中，上述附图包括以下附图标记：1、转动轮，2、缆线，3、支架，4、电机，5、固定块，6、转动条，7、第一固定杆，8、滑条，9、第一浮块，10、浮动收集框，101、楔形条，11、第二浮块，111、导向板，112、流量计，12、过滤机构，121、固定架，122、一级滤网，123、二级滤网，124、第一复位弹簧，125、底框，126、滑动板，127、第一L形条，128、开合板，129、配重块，13、杂质去除机构，131、导向架，132、滑动杆，133、第二L形条，134、八字板，14、清理机构，141、第一转动爪，142、第二转动爪，143、齿条，144、外滤网，145、齿轮，146、固定板，147、卡块，148、第二复位弹簧，15、斜板，16、升降机构，161、升降门，162、第二固定杆，17、导流板。

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。

实施例1

一种海洋微表层水中微塑料收集装置，如图1、图2、图3、图4、图5、图6、图7和图8所示，包括有转动轮1、缆线2、支架3、电机4、固定块5、转动条6、第一固定杆7、滑条8、第一浮块9、浮动收集框10、楔形条101、第二浮块11、导向板111、流量计112、过滤机构12和杂质去除机构13，船上方设置有转动轮1，转动轮1上绕有缆线2，转动轮1用于将缆线2收卷，船上固定安装有支架3，支架3上固定安装有驱动用的电机4，电机4输出轴与转动轮1固接，船下方固定安装有两块固定块5，固定块5上转动式连接有转动条6，转动条6顶面垂直连接有第一固定杆7，两根第一固定杆7上共同滑动式连接有滑条8，缆线2一端与滑条8固接，缆线2用于拉动滑条8向上运动，转动条6左端固接有第一浮块9，两块第一浮块9上共同固接有浮动收集框10，浮动收集框10上设置有楔形条101，浮动收集框10上固接有第二浮块11，第二浮块11上固定安装有导向板111，导向板111上设置有流量计112，流量计112用于计算收集海洋水体的体积，滑条8上固定安装有用于对海洋水体进行过滤的过滤机构12，杂质去除机构13设于过滤机构12上，杂质去除机构13用于去除微表层水的较大的悬浮颗粒物。

过滤机构12包括有固定架121、一级滤网122、二级滤网123、第一复位弹簧124、底框125、滑动板126、第一L形条127、开合板128和配重块129，滑条8上固定安装有固定架121，固定架121内滑动式连接有一级滤网122，一级滤网122用于对海洋水体进行过滤，二级滤网123设置于固定架121右侧，二级滤网123用于对海洋水体进行二次过滤，一级滤网122与固定架121之间连接有一对第一复位弹簧124，固定架121底部固定安装有底框125，底框125下方滑动式连接有滑动板126，浮动收集框10顶面固定连接有两个第一L形条127，固定架121上滑动式连接有开合板128，开合板128与第一L形条127接触，开合板128左侧固定安装有配重块129。

杂质去除机构13包括有导向架131、滑动杆132、第二L形条133和八字板134，开合板128上对称设置有导向架131，滑动板126上对称固接有滑动杆132，同侧滑动杆132与导向架131限位配合，开合板128右侧固定连接有两根第二L形条133，底框125内设置有八字板134，第二L形条133用于将八字板134与底框125之间的缝隙挡住，八字板134用于对微表层水的较大的悬浮颗粒物导向。

浮动收集框10及其上装置漂浮在海面上，楔形条101高度为0.5m，水面与楔形条101顶面平行，当需要对表层海洋水体中微塑料样品进行采集时，船在海洋行驶过程中，此设备跟随船行驶楔形条101对海洋水体导流，海洋表面漂浮的海藻会进入浮动收集框10内，随之海洋水体及微粒物质会通过导向板111进入固定架121内，海洋水体经过导向板111时，流量计112用于计算收集海洋水体的体积，海洋水体中的微表层水的较大的悬浮颗粒物会沉淀于下方，微表层水的较大的悬浮颗粒物会在八字板134的导向作用下进入底框125内，随之海洋水体经过一级滤网122及二级滤网123，一级滤网122及二级滤网123对海洋水体进行过滤，二级滤网123网径小于微塑料颗粒粒径，二级滤网123能够将微塑料颗粒挡住，使得海洋水体中的同粒径的微塑料颗粒被收集至一级滤网122与二级滤网123之间。

微塑料颗粒采集完毕后，工作人员手动启动电机4，电机4输出轴带动转动轮1转动，转动轮1将缆线2收卷，缆线2带动滑条8向上运动，滑条8带动固定架121及其上装置向上运动，第二L形条133将八字板134与底框125之间的缝隙挡住，避免海洋水体中的微塑料颗粒进入底框125内，通过导向架131的作用，使得滑动杆132带动滑动板126朝远离滑条8方向运动，滑动板126将底框125底部打开，使得底框125内的微表层水的较大的悬浮颗粒物排出。随后工作人员可采用其他设备分别对固定架121内两处的微塑料颗粒进行冲洗收集，工作人员可根据微塑料颗粒的量来确定水体中微塑料的含量。随后控制电机4输出轴反向转动，电机4输出轴带动转动轮1转动将缆线2放松，受配重块129的重力影响，固定架121及其上装置向下运动复位，随之各个零部件均复位，工作人员将电机4关闭使设备停止运作。

实施例2

在实施例1的基础之上，如图9、图10、图11、图14和图15所示，还包括有清理机构14，清理机构14用于对固定架121内的海藻进行清理，浮动收集框10上转动式连接有清理机构14，清理机构14包括有第一转动爪141、第二转动爪142、齿条143、外滤网144、齿轮145、固定板146、卡块147和第二复位弹簧148，浮动收集框10上转动式连接有第一转动爪141，第二转动爪142同样转动式连接于浮动收集框10上，第一转动爪141与第二转动爪142相互接触，第一转动爪141及第二转动爪142用于将海藻捞起放回海洋中，固定架121左侧固定连接有两根齿条143，第一转动爪141上固接有外滤网144，外滤网144用于对海洋水体进行过滤，第二转动爪142上同样固接有外滤网144，齿轮145固接于第一转动爪141上，第二转动爪142上同样固接有齿轮145，相邻的齿轮145与齿条143啮合，浮动收集框10上对称固接有固定板146，固定板146上滑动式连接有卡块147，同侧卡块147与齿轮145接触，卡块147用于将齿轮145卡住，卡块147与固定板146之间连接有第二复位弹簧148。

海洋表面漂浮的海藻会进入第一转动爪141和第二转动爪142内，外滤网144对海洋水体进行过滤，避免海藻进入固定架121内，当固定架121及其上装置向上运动时，齿条143会带动齿轮145转动，齿轮145会带动第一转动爪141及第二转动爪142转动，第一转动爪141及第二转动爪142将海藻捞起放回海洋中。齿轮145转动时会推动卡块147向下运动，随后被压缩的第二复位弹簧148复位带动卡块147向上运动将齿轮145卡住，可避免第一转动爪141及第二转动爪142转动过多，保证第一转动爪141及第二转动爪142转动九十度。

实施例3

在实施例1的基础之上，如图10和图11所示，还包括有斜板15，浮动收集框10上固定安装有斜板15，斜板15用于将微表层水的较大的悬浮颗粒物与海洋水体分离。

微表层水的较大的悬浮颗粒物会通过斜板15下方进入底框125内，海洋水体及微塑料颗粒会从斜板15上方进入固定架121内，实现了对微表层水的较大的悬浮颗粒物及微塑料颗粒进行分离的目的。

实施例4

在实施例1的基础之上，如图1、图14和图15所示，还包括有升降机构16，浮动收集框10上滑动式连接有升降机构16，升降机构16用于阻挡海洋水体进入浮动收集框10内，升降机构16包括有升降门161和第二固定杆162，浮动收集框10上滑动式连接有升降门161，升降门161用以将浮动收集框10关闭，第一转动爪141上固定连接有第二固定杆162，第二转动爪142上同样固接有第二固定杆162，第二固定杆162与升降门161接触。

第一转动爪141及第二转动爪142转动时，第一转动爪141及第二转动爪142转动会带动第二固定杆162转动，第二固定杆162会推动升降门161向上运动，使得升降门161将浮动收集框10关闭，海洋水体不再进入浮动收集框10内，避免在清理海藻时海洋水体继续涌入浮动收集框10内。

实施例5

在实施例1的基础之上，如图1所示，还包括有导流板17，浮动收集框10上对称固接有导流板17，导流板17用于对海洋水体进行导流，导流板17与升降门161滑动式连接。

导流板17用于对海洋水体进行导流，使的海洋表层上的物质能够充分进入浮动收集框10内。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (10)

1.一种海洋微表层水中微塑料收集装置，包括有转动轮(1)，转动轮(1)上绕有缆线(2)，船上方设置有转动轮(1)，其特征在于，还包括有：

支架(3)，船上固定安装有支架(3)，支架(3)上固定安装有电机(4)，电机(4)输出轴与转动轮(1)固接；

船下方固定安装有两块固定块(5)，固定块(5)上转动式连接有转动条(6)，转动条(6)顶面垂直连接有第一固定杆(7)，两根第一固定杆(7)上共同滑动式连接有滑条(8)，缆线(2)一端与滑条(8)固接，缆线(2)用于拉动滑条(8)及其上装置向上运动；第一浮块(9)，转动条(6)左端固接有第一浮块(9)，两块第一浮块(9)上共同固接有浮动收集框(10)，浮动收集框(10)用于收集海洋微表层悬浮颗粒物，浮动收集框(10)上设置有楔形条(101)；第二浮块(11)，浮动收集框(10)上固接有第二浮块(11)，第二浮块(11)上固定安装有导向板(111)，导向板(111)上设置有流量计(112)；

过滤机构(12)，滑条(8)上固定安装有过滤机构(12)，过滤机构(12)用于对海洋水体进行过滤；

杂质去除机构(13)，杂质去除机构(13)设于过滤机构(12)上，杂质去除机构(13)用于去除海洋水体中的微表层水的中较大的悬浮颗粒物或垃圾。

2.根据权利要求1所述的一种海洋微表层水中微塑料收集装置，其特征在于，过滤机构(12)包括有固定架(121)、一级滤网(122)、二级滤网(123)、第一复位弹簧(124)、底框(125)、滑动板(126)、第一L形条(127)、开合板(128)和配重块(129)，滑条(8)上固定安装有固定架(121)，固定架(121)内滑动式连接有一级滤网(122)，二级滤网(123)设置于固定架(121)右侧，一级滤网(122)与固定架(121)之间连接有一对第一复位弹簧(124)，固定架(121)底部固定安装有底框(125)，底框(125)下方滑动式连接有滑动板(126)，浮动收集框(10)顶面固定连接有两个第一L形条(127)，固定架(121)上滑动式连接有开合板(128)，开合板(128)与第一L形条(127)接触，开合板(128)左侧固定安装有配重块(129)。

3.根据权利要求2所述的一种海洋微表层水中微塑料收集装置，其特征在于，一级滤网(122)的网径大于二级滤网(123)的网径，一级滤网(122)的网径大于微塑料颗粒的粒径，二级滤网(123)的网径小于微塑料颗粒的粒径，微塑料颗粒经过一级滤网(122)被二级滤网(123)挡住，起到对同粒径的微塑料颗粒进行筛选的作用。

4.根据权利要求2所述的一种海洋微表层水中微塑料收集装置，其特征在于，杂质去除机构(13)包括有导向架(131)、滑动杆(132)、第二L形条(133)和八字板(134)，开合板(128)上对称设置有导向架(131)，滑动板(126)上对称固接有滑动杆(132)，同侧滑动杆(132)与导向架(131)限位配合，开合板(128)右侧固定连接有两根第二L形条(133)，底框(125)内设置有八字板(134)。

5.根据权利要求1所述的一种海洋微表层水中微塑料收集装置，其特征在于，还包括有清理机构(14)，浮动收集框(10)上转动式连接有清理机构(14)，清理机构(14)包括有第一转动爪(141)、第二转动爪(142)、齿条(143)、外滤网(144)、齿轮(145)、固定板(146)、卡块(147)和第二复位弹簧(148)，浮动收集框(10)上转动式连接有第一转动爪(141)，第二转动爪(142)同样转动式连接于浮动收集框(10)上，第一转动爪(141)与第二转动爪(142)相互接触，固定架(121)左侧固定连接有两根齿条(143)，第一转动爪(141)上固接有外滤网(144)，第二转动爪(142)上同样固接有外滤网(144)，齿轮(145)固接于第一转动爪(141)上，第二转动爪(142)上同样固接有齿轮(145)，相邻的齿轮(145)与齿条(143)啮合，浮动收集框(10)上对称固接有固定板(146)，固定板(146)上滑动式连接有卡块(147)，同侧卡块(147)与齿轮(145)接触，卡块(147)与固定板(146)之间连接有第二复位弹簧(148)。

6.根据权利要求5所述的一种海洋微表层水中微塑料收集装置，其特征在于，第一转动爪(141)和第二转动爪(142)为玻璃材质，第一转动爪(141)和第二转动爪(142)为交错式梳型结构，第一转动爪(141)和第二转动爪(142)梳型部分用于将大型海洋垃圾或海洋浮游植物捞起。

7.根据权利要求1所述的一种海洋微表层水中微塑料收集装置，其特征在于，还包括有斜板(15)，浮动收集框(10)上固定安装有斜板(15)。

8.根据权利要求7所述的一种海洋微表层水中微塑料收集装置，其特征在于，斜板(15)上表面为斜面，斜面无法对质量较重的微表层水的较大的悬浮颗粒物导流，微塑料颗粒质量较轻，斜板(15)上方斜面用于对微塑料颗粒及海洋水体进行导流，起到将微表层水的较大的悬浮颗粒物筛分的作用。

9.根据权利要求1所述的一种海洋微表层水中微塑料收集装置，其特征在于，还包括有升降机构(16)，浮动收集框(10)上滑动式连接有升降机构(16)，升降机构(16)包括有升降门(161)和第二固定杆(162)，浮动收集框(10)上滑动式连接有升降门(161)，第一转动爪(141)上固定连接有第二固定杆(162)，第二转动爪(142)上同样固接有第二固定杆(162)，第二固定杆(162)与升降门(161)接触。

10.根据权利要求1所述的一种海洋微表层水中微塑料收集装置，其特征在于，还包括有导流板(17)，浮动收集框(10)上对称固接有导流板(17)，导流板(17)与升降门(161)滑动式连接。

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