CN115125921A - 一种定点式海洋垃圾收集装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及海洋环境治理设备技术领域，公开了一种定点式海洋垃圾收集装置，包括：收集箱，为双层中空结构且内层设置有透水孔，收集箱的内层可拆卸连接有过滤网；排水机构，用于将收集箱的中空结构的海水排出到收集箱外侧；漂浮筒，与收集箱转动连接，漂浮筒的侧壁开设有通孔，且漂浮筒靠近收集箱的一端开设有缺口；转筒，设置在漂浮筒内，且与漂浮筒同轴转动连接，用于处理漂浮筒收集的垃圾，转筒外环周设置有狼牙棒型凸起；输送机构，设置在漂浮筒内，且设置在转筒下方，用于将转筒处理后的垃圾通过缺口输送至过滤网内。本发明能够实现对海面漂浮垃圾的收集过程，且能够将与垃圾混同的海水及时排出，降低了垃圾的回收重量。

Description

一种定点式海洋垃圾收集装置

技术领域

本发明涉及海洋环境治理设备技术领域，特别是涉及一种定点式海洋垃圾收集装置。

背景技术

随着沿海经济的迅猛发展和滨海旅游业的兴起，海洋环境中的海洋垃圾逐渐增多，海洋垃圾大多来自海上随意丢弃、通过陆地地表径流或自然灾害天气等方式进入海洋的垃圾，它们一部分驻留在海滩上，一部分可随海流或潮流携带漂浮在海面上或沉降至海底。人类活动如海上航运、船舶码头、海滩旅游、海水养殖、海洋工程等干扰较频繁的近岸海域多为塑料类垃圾，对海洋景观造成严重污染，并对海洋生态系统的健康发展和航道航行安全产生潜在风险。为减轻和防止海洋垃圾污染，海滩垃圾采用工作人员定期作业的方式进行清理，海面漂浮垃圾的收集则采用收集装置进行清理。

公开号为CN210262981U的专利公开了一种可伸缩海洋垃圾收集装置，通过可伸缩对称的八字型浮栏汇聚垃圾，由汇出口传送带组件将垃圾输送至垃圾收集仓进行存储，但该方案的圆筒体伸缩浮栏无法自主捕捉较细小或较大的漂浮物，容易在浪潮或海风作用下越过拦截装置，造成垃圾随水流漂浮逃逸的现象，收集效率较低，且后续难以安装固定及尺寸调节，费时费力。

公开号为CN215252741U的专利公开了一种海洋环境保护用水下垃圾收集装置，通过安装在驳船两侧，启动两侧整理仓上的转轮，使传动杆做往复运动，将来自前方的垃圾进行粉碎后直接推入堆积仓中。但这种船舶拖曳收集方式机动性差，适用范围有限，且垃圾破碎作业时掺杂了较多的海水，增加了垃圾回收的重量。

发明内容

本发明为克服上述情况不足，旨在提供一种定点式海洋垃圾收集装置，以克服现有技术中对细小或较大漂浮物收集效率低下的问题，降低垃圾随水流漂浮逃逸的情况，实现收集方式快速灵活，且能够进一步降低垃圾回收重量。

为了能够达到上述目的，本发明的技术方案是：一种定点式海洋垃圾收集装置，包括：

收集箱，为双层中空结构且内层设置有透水孔，所述收集箱的内层可拆卸连接有过滤网；

排水机构，用于将所述收集箱的中空结构处的海水排出到收集箱外；

漂浮筒，与所述收集箱转动连接，所述漂浮筒的侧壁开设有通孔，且所述漂浮筒靠近所述收集箱的一端开设有缺口，所述缺口设置在所述收集箱开口的上方；

转筒，设置在所述漂浮筒内，且与所述漂浮筒同轴转动连接，用于处理所述漂浮筒收集的垃圾，所述转筒外环周设置有狼牙棒型凸起；

输送机构，设置在所述漂浮筒内，且设置在所述转筒下方，用于将所述转筒处理后的所述垃圾通过所述缺口输送至所述过滤网内。

进一步地，所述收集箱包括过滤桶和外桶，所述过滤桶嵌设在所述外桶的内部，所述过滤桶上设置有透水孔，所述透水孔处设置有过滤膜，所述过滤桶内可拆卸连接所述过滤网。

进一步地，所述过滤桶内可拆卸连接有压紧机构，所述压紧机构包括：

伸缩杆，所述伸缩杆的下端与所述过滤桶的桶底上表面可拆卸连接；

SMA弹簧，设置在所述伸缩杆内部，所述SMA弹簧的下端与所述过滤桶的桶底抵接，所述SMA弹簧的上端与所述伸缩杆的上端连接；

第一支撑板，与所述伸缩杆的上端固定连接，所述第一支撑板的下表面设置有连接耳板；

挤压板，所述挤压板的一端与所述连接耳板铰接；

气囊，固定设置在所述挤压板的下方。

进一步地，所述排水机构包括：

与所述外桶的侧壁连接的排水箱，所述排水箱的侧壁开设有排水孔；

设置在所述排水箱内部的潜水泵，所述潜水泵的吸水端连通有连接管的一端，所述连接管的另一端与所述过滤桶和外桶之间的中空结构连通。

进一步地，所述外桶的外侧壁固定连接有支架，所述支架转动连接有转轴一端，所述转轴贯穿所述转筒设置，所述转轴同轴转动连接有所述漂浮筒和转筒。

进一步地，所述通孔包括进料孔和渗水孔，所述进料孔设置在所述漂浮筒的侧壁上端，所述渗水孔设置在所述漂浮筒的侧壁下端。

进一步地，所述输送机构为传送带组件，所述传送带组件设置在所述转筒的下方，所述传送带组件的输出端朝向所述缺口设置。

进一步地，所述漂浮筒的内壁设置有泄水板，且所述泄水板上开设有泄水孔，所述泄水板倾斜设置，所述泄水板用于将进入到所述漂浮筒内的垃圾引导至所述转筒表面和/或所述传送带组件上表面。

进一步地，所述外桶的下端固接连接有发电机，所述发电机的输入轴传动连接有旋转轮，所述发电机与潜水泵电性连接，且所述发电机与所述传送带组件中的驱动电机电性连接，所述驱动电机用于驱动所述传送带组件运转。

进一步地，所述支架、转轴、转筒、漂浮筒和驱动电机为两组，所述支架、转轴、转筒、漂浮筒和驱动电机一一对应设置，两组所述支架、转轴、转筒、漂浮筒和驱动电机分别对称设置在所述外桶的两侧，两所述转轴的另一端均连接有配重块；所述发电机的下端通过连接绳连接有沉底固定坠。

本发明与现有技术相比至少具有以下优点：

(1)在海水的冲击下漂浮筒和转筒进行轻微转动或晃动，海洋垃圾混同海水通过通孔进入到漂浮筒内，其中丝带状垃圾与转筒外环的凸起作用后缠绕在转筒外环，而其他垃圾颗粒状的垃圾经转筒筛选后进入到输送机构上方，颗粒状垃圾在输送机构的作用下经缺口进入到过滤网内，剩余海水则通过通孔排入到海洋中，进而克服现有技术中对细小或较大漂浮物收集效率低下的问题，降低垃圾随水流漂浮逃逸的情况。另外，漂浮筒旋转收集时与水流作用自主吸收附近较大的塑料瓶、玻璃瓶等漂浮垃圾进入收集箱内，实现了对海洋漂浮垃圾的收集过程。

(2)使用时，仅需将本发明收集装置放置在海面上，收集过程机动灵活，且收集过程中漂浮筒内的海水能够通过海水排出，进入到过滤网中的海水能够通过排水机构排出，降低了垃圾的回收重量。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明定点式海洋垃圾收集装置整体结构示意图；

图2为本发明定点式海洋垃圾收集装置前视剖视图；

图3为本发明收集箱、排水机构、压紧机构、支架和沉底固定锥的爆炸图；

图4为本发明支架、转轴、转筒、漂浮筒、输送机构和配重块的爆炸图。

附图标记：1、外桶；2、过滤桶；3、透水孔；4、过滤网；5、卡环；6、伸缩杆；7、SMA弹簧；8、第一支撑板；9、挤压板；10、气囊；11、排水箱；12、排水孔；13、潜水泵；14、连接管；15、支架；16、转轴；17、转筒；18、漂浮筒；19、进料孔；20、渗水孔；21、传送带组件；22、驱动电机；23、泄水板；24、发电机；25、旋转轮；26、配重块；27、连接绳；28、沉底固定坠。

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。

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

参照图1-2，本发明提供了一种定点式海洋垃圾收集装置，使用时，将本发明收集装置放置在海面上，在海水浮力的作用下保持稳定，其结构包括收集箱、排水机构、漂浮筒18、转筒17和输送机构。

收集箱为双层中空结构，且收集箱内层设置有透水孔3，收集箱的内层可拆卸连接有过滤网4，使用时收集箱漂浮在海面上，收集箱的开口略低于海平面，海水可以自动流入到收集箱内，海水流入到收集箱过程中带动海面上的垃圾一同流入到收集箱内部，海水混同海洋垃圾进入到收集箱内，海水依次经过过滤网4和透水孔3进入到收集箱的中空结构处，并在排水机构的作用下排入到大海内，此时收集箱内剩余有海洋垃圾，实现了海洋漂浮垃圾的收集过程。

漂浮筒18与收集箱转动连接，漂浮筒18的整体密度小于海水的密度，能够漂浮在海面上，漂浮筒18的侧壁开设有通孔，且漂浮筒18靠近收集箱的一端开设有缺口，缺口设置在收集箱开口的斜上方；转筒17设置在漂浮筒18内，且与漂浮筒18同轴转动连接，转筒17外环周设置有狼牙棒型凸起，用于处理所述漂浮筒18收集的垃圾，主要是将丝带状漂浮垃圾卷绕到凸起上，以实现收集过程；输送机构，设置在漂浮筒18内，且设置在转筒17下方，用于将转筒17处理后的垃圾通过缺口输送至过滤网4内。具体地，漂浮筒18、转筒17和输送机构一一对应设置有两组，两组漂浮筒18、转筒17和输送机构分别对称设置在收集箱的两侧，用于阻挡收集箱两侧的漂浮垃圾。收集时，在海水的冲击下漂浮筒18和转筒17进行轻微转动或晃动，海洋垃圾混同海水通过通孔进入到漂浮筒18内，其中丝带状垃圾与转筒17外环的凸起作用后缠绕在转筒17外环，而其他垃圾颗粒状的垃圾经转筒17筛选后进入到输送机构上方，颗粒状垃圾在输送机构的作用下经缺口进入到过滤网4内，剩余海水则通过通孔排入到海洋中。另外，漂浮筒18旋转收集时与水流作用自主吸收附近较大的塑料瓶、玻璃瓶等漂浮垃圾进入收集箱内，利于后续进一步的回收清理。

本发明收集装置能稳定漂浮于海面上，转筒17上的凸起更容易捕捉较小的漂浮垃圾和丝带状垃圾，两侧漂浮筒18旋转收集时与水流作用自主吸收附近较大的塑料瓶、玻璃瓶等漂浮海洋垃圾进入过滤网4内，收集一端时间后，将收集箱中的过滤网4取出，并清理转筒17上的丝带状垃圾即可实现垃圾的收集过程。

结合参考图3，收集箱包括过滤桶2和外桶1，过滤桶2嵌设在外桶的内部，过滤桶2的上端外沿通过卡接的方式与外桶1上端外沿卡接固定，所述过滤桶2上设置有透水孔3，透水孔3处设置有过滤膜，过滤桶2内可拆卸连接过滤网4，过滤网4上设置有过滤孔，过滤孔能够透过海水，设置过滤膜可以实现将过滤网4透过的海水进行过滤，避免细小颗粒物对排水机构造成损伤，过滤桶2和外桶的上端可拆卸连接有卡环5。使用时，过滤网4套设在过滤桶2的内表面，通过卡环5加以固定，当海洋垃圾收集完成后，取下卡环5后即可解除过滤网4的过滤，通过取出过滤网4实现对海洋垃圾的收集过程。

为了避免过滤网4中收集的海洋垃圾过多时，海洋垃圾漂浮于海面上，本发明的过滤桶2内可拆卸连接有压紧机构。具体地，压紧机构包括伸缩杆6、SMA弹簧7、第一支撑板8、挤压板9和气囊10。

伸缩杆6的下端设置有外螺纹，过滤桶2的桶底上表面设置有内螺纹，伸缩杆6的下端与过滤桶2的桶底通过螺纹可拆卸连接。伸缩杆6内部设置有SMA弹簧7，SMA弹簧7的下端与过滤桶2的桶底抵接，SMA弹簧7的上端与伸缩杆6的上端连接，SMA为形状记忆合金，伸缩杆6在SMA弹簧7的作用下保持竖直状态，能够保证伸缩杆6保持第一竖直高度，在外力的作用下伸缩杆6拉伸到第二竖直高度，第二竖直高度大于第一竖直高度，此时SMA弹簧7对伸缩杆6的作用力相当于拉伸弹簧，使伸缩杆6具有恢复初始状态的趋向力；伸缩杆6的上端固定连接第一支撑板8，第一支撑板8的下表面设置有多个连接耳板，第一支撑板8的下表面设置有多个挤压板9，多个挤压板9沿伸缩杆6的轴线方向等角度设置，例如呈十字形或米字形分布，连接耳板和挤压板9一一对应设置，挤压板9的一端一一对应与连接耳板铰接，挤压板9的下方设置有气囊10，气囊10内设置有压缩空气。

使用SMA弹簧7相比单一采用拉伸弹簧或压缩弹簧相比，能够同时实现拉伸和压缩的双重功能，结构更加简单，能够保证伸缩杆6在仅受到重力作用时保持稳定竖直状态，使得伸缩杆6的形状不会发生突变，使得伸缩杆6的伸缩长度能够随着收集垃圾的不断增多过程而逐渐伸长，避免了垃圾较少时伸缩杆6的长度无变化而无法实现对垃圾压紧的状态。

初始状态下，伸缩杆6的安装过程应在过滤网4安装完成后，过滤网4安装完成后，通过转动伸缩杆6，将伸缩杆6的下端与过滤桶2的底板固定，此时挤压板9的另一端处于自然下垂状态，气囊10贴近伸缩杆6设置。海洋垃圾收集过程中，随着过滤网4内的垃圾逐渐增多，垃圾挤压气囊10，气囊10在进入海水的作用下，结合海水起伏过程，带动挤压板9的另一端逐渐向上翻转并翻转成水平状态，而海洋垃圾被挤压到气囊10下方，实现对过滤网4内的垃圾进行挤压固定。海洋垃圾收集完成后，拆卸伸缩杆6后取下过滤网4，即可实现对过滤桶2内的垃圾清理过程。

优选地，排水机构包括排水箱11、潜水泵13和连接管14，其中，排水外桶1的侧壁连接有排水箱11，排水箱11的侧壁开设有排水孔12，排水箱11内设置有潜水泵13，潜水泵13的吸水端连通有连接管14的一端，连接管14的另一端与过滤桶2和外桶1之间的中空结构连通。具体地，排水箱11、潜水泵13和连接管14设置有两组，两组排水箱11、潜水泵13和连接管14分别对称设置在外桶1的两侧。

优选地，结合参照图4，外桶1侧壁连接有支架15，支架15转动连接有转轴16一端，转轴16同轴转动连接有漂浮筒18和转筒17。

漂浮筒18上的通孔包括进料孔19和渗水孔20，进料孔19设置在漂浮筒18的侧壁上端，渗水孔20设置在漂浮筒18的侧壁底端，海洋垃圾混同海水由进料孔19进入到漂浮筒18中，海洋垃圾被收集后，海水从渗水孔20排出。

优选地，输送机构为传送带组件21，传送带组件21包括传送带、主动皮带轮、从动皮带轮和驱动电机22组成，传送带由主动皮带轮和从动皮带轮支撑，漂浮筒18内固定连接有两个沿竖直方向设置的第二支撑板，主动皮带轮和从动皮带轮支撑的转轴16分别与第二支撑板转动连接，传送带设置在转筒17的下方，传送带的输出端朝向过滤桶2的上端开口，传送带用于将转筒17处理后的海洋垃圾输送至过滤网4内。

优选地，漂浮筒18的内壁设置有泄水板23，泄水板23倾斜设置，泄水板23上开设有泄水孔，泄水板23用于将进入到漂浮筒18内的垃圾引导至转筒17表面和/或传送带组件21上表面。

优选地，外桶的下端固接连接有发电机24，发电机24的输入轴传动连接有旋转轮25，发电机24与潜水泵13电性连接，且发电机24与传送带组件21的驱动电机22电性连接。旋转轮25在海水的冲击下旋转，带动发电机24发电，发电机24分别为潜水泵13和传送带组件21中的驱动电机22提供电力。

优选地，转轴16的另一端连接有配重块26，两个配重块26分别设置在本发明收集装置的两端，发电机24的下端通过连接绳27连接有沉底固定坠28，设置沉底固定坠28可以保证外桶1保持竖直状态，即保证过滤网4的开口朝上设置。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”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，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。

以上所述的实施例仅是对本发明的优选方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案做出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。

Claims (10)

1.一种定点式海洋垃圾收集装置，其特征在于，包括：

收集箱，为双层中空结构且内层设置有透水孔(3)，所述收集箱的内层可拆卸连接有过滤网(4)；

排水机构，用于将所述收集箱的中空结构处的海水排出到收集箱外；

漂浮筒(18)，与所述收集箱转动连接，所述漂浮筒(18)的侧壁开设有通孔，且所述漂浮筒(18)靠近所述收集箱的一端开设有缺口，所述缺口设置在所述收集箱开口的上方；

转筒(17)，设置在所述漂浮筒(18)内，且与所述漂浮筒(18)同轴转动连接，用于处理所述漂浮筒(18)收集的垃圾，所述转筒(17)外环周设置有狼牙棒型凸起；

输送机构，设置在所述漂浮筒(18)内，且设置在所述转筒(17)下方，用于将所述转筒(17)处理后的所述垃圾通过所述缺口输送至所述过滤网(4)内。

2.根据权利要求1所述的定点式海洋垃圾收集装置，其特征在于，所述收集箱包括过滤桶(2)和外桶(1)，所述过滤桶(2)嵌设在所述外桶(1)的内部，所述过滤桶(2)上设置有透水孔(3)，所述透水孔(3)处设置有过滤膜，所述过滤桶(2)内可拆卸连接所述过滤网(4)。

3.根据权利要求2所述的定点式海洋垃圾收集装置，其特征在于，所述过滤桶(2)内可拆卸连接有压紧机构，所述压紧机构包括：

伸缩杆(6)，所述伸缩杆(6)的下端与所述过滤桶(2)的桶底上表面可拆卸连接；

SMA弹簧(7)，设置在所述伸缩杆(6)内部，所述SMA弹簧(7)的下端与所述过滤桶(2)的桶底抵接，所述SMA弹簧(7)的上端与所述伸缩杆(6)的上端连接；

第一支撑板(8)，与所述伸缩杆(6)的上端固定连接，所述第一支撑板(8)的下表面设置有连接耳板；

挤压板(9)，所述挤压板(9)的一端与所述连接耳板铰接；

气囊(10)，固定设置在所述挤压板(9)的下方。

4.根据权利要求2所述的定点式海洋垃圾收集装置，其特征在于，所述排水机构包括：

与所述外桶(1)的侧壁连接的排水箱(11)，所述排水箱(11)的侧壁开设有排水孔(12)；

设置在所述排水箱(11)内部的潜水泵(13)，所述潜水泵(13)的吸水端连通有连接管(14)的一端，所述连接管(14)的另一端与所述过滤桶(2)和外桶(1)之间的中空结构连通。

5.根据权利要求4所述的定点式海洋垃圾收集装置，其特征在于，所述外桶(1)的外侧壁固定连接有支架(15)，所述支架(15)转动连接有转轴(16)一端，所述转轴(16)贯穿所述转筒(17)设置，所述转轴(16)同轴转动连接有所述漂浮筒(18)和转筒(17)。

6.根据权利要求5所述的定点式海洋垃圾收集装置，其特征在于，所述通孔包括进料孔(19)和渗水孔(20)，所述进料孔(19)设置在所述漂浮筒(18)的侧壁上端，所述渗水孔(20)设置在所述漂浮筒(18)的侧壁下端。

7.根据权利要求5所述的定点式海洋垃圾收集装置，其特征在于，所述输送机构为传送带组件(21)，所述传送带组件(21)设置在所述转筒(17)的下方，所述传送带组件(21)的输出端朝向所述缺口设置。

8.根据权利要求7所述的定点式海洋垃圾收集装置，其特征在于，所述漂浮筒(18)的内壁设置有泄水板(23)，且所述泄水板(23)上开设有泄水孔，所述泄水板(23)倾斜设置，所述泄水板(23)用于将进入到所述漂浮筒(18)内的垃圾引导至所述转筒(17)表面和/或所述传送带组件(21)上表面。

9.根据权利要求8所述的定点式海洋垃圾收集装置，其特征在于，所述外桶(1)的下端固接连接有发电机(24)，所述发电机(24)的输入轴传动连接有旋转轮(25)，所述发电机(24)与潜水泵(13)电性连接，且所述发电机(24)与所述传送带组件(21)中的驱动电机(22)电性连接，所述驱动电机(22)用于驱动所述传送带组件(21)运转。

10.根据权利要求9所述的定点式海洋垃圾收集装置，其特征在于，所述支架(15)、转轴(16)、转筒(17)、漂浮筒(18)和驱动电机(22)为两组，所述支架(15)、转轴(16)、转筒(17)、漂浮筒(18)和驱动电机(22)一一对应设置，两组所述支架(15)、转轴(16)、转筒(17)、漂浮筒(18)和驱动电机(22)分别对称设置在所述外桶(1)的两侧，两所述转轴(16)的另一端均连接有配重块(26)；所述发电机(24)的下端通过连接绳(27)连接有沉底固定坠(28)。

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