CN115288102A - 一种海面油污收集分离装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种海面油污收集分离装置，包括分离机构和漂浮机构；所述分离机构包括顶部敞口设置、底部密封设置的桶体，所述漂浮机构套设在所述桶体顶部，所述桶体内从上到下依次设置有导流模块、第一分离模块和第二分离模块。通过上下分离设置的第一分离模块和第二分离模块，采用两种不同的方法进行多级油水分离，分离率和分离效率大大提高。通过上导流件、减速环和下导流件使进入第一分离模块和第二分离模块的水流减慢，亲水疏油海绵环有足够时间充分吸收海水，亲油疏水海绵环有足够时间充分吸收水中的石油，改善以往因接触时间不足或水流流速过快导致吸收效率较低的缺点。
Description
技术领域
本发明涉及石油污染处理设备技术领域，尤其涉及一种海面油污收集分离装置。
背景技术
目前海洋石油污染愈发严重，造成了不同程度的破坏，其中绝大部分石油污染来自人类活动，其中以船舶运输、海上油气开采，以及沿岸工业排污为主。近几年来，大型油轮意外事故频发，数以万计的石油泄漏到海洋里，而石油流入到海洋里后会发生一系列复杂变化，包括扩散，蒸发，溶解，乳化，光化学氧化，微生物氧化，沉降，形成沥青球等过程。一旦石油进入海洋将形成大片油膜，这层油膜将大气与海水隔开，减弱了海面的风浪，妨碍空气中的氧溶解到海水中，使水中的氧减少，使鱼类和其它生物难以生存。
海洋石油污染对海洋生态系统的破坏是难以挽回的。目前仅限于化学破乳、氧化处理方法或喷洒化学药剂进行分解处理和机械物理的方法进行净化吸附。这些方法对于环境、技术要求较高，需要大量人工来实现，并且不能快速高效的清理海上溢油。
为了保护海洋环境，减少泄漏的石油因长时间没有处理而带来的二次污染和资源浪费，基于此，本发明设计出了一种海面油污收集分离装置。
发明内容
本发明的目的在于提供一种海面油污收集分离装置，用于快速高效的清理海上溢油，自动化程度高，不需要浪费大量人力成本。
为了达到上述目的，本发明提供了一种海面油污收集分离装置，包括分离机构和漂浮机构；所述分离机构包括顶部敞口设置、底部密封设置的桶体，所述漂浮机构套设在所述桶体顶部，所述桶体内从上到下依次设置有导流模块、第一分离模块和第二分离模块；
所述导流模块包括罩设在所述桶体顶部敞口端上的网罩、位于所述网罩底部的上导流件以及位于所述网罩和所述上导流件之间转动设置的叶轮，所述叶轮通过驱动组件驱动，所述上导流件呈漏斗状，所述上导流件顶部外沿密封连接在所述桶体内壁上；
所述第一分离模块包括第一基板、与所述第一基板同心设置的减速环以及位于所述第一基板外边沿设置的第一油水分离组件；所述减速环和第一油水分离组件均位于所述第一基板上表面设置，所述减速环位于所述上导流件底部出口正下方设置；所述第一基板外沿与所述桶体内壁之间间隔设置；
所述第二分离模块包括下导流件、第二基板和多道间隔设置在所述第二基板上的第二油水分离组件；所述下导流件位于所述第一基板与所述第二基板之间设置，所述下导流件呈漏斗状，所述下导流件顶部外沿密封连接在所述桶体内壁上；所述第二油水分离组件呈圆环状，多道所述第二油水分离组件依次同心嵌套设置；所述下导流件的底部出口位于直径最小的第二油水分离组件正上方设置；
所述第二基板密封设置在所述桶体内，所述第二基板与所述桶体底部之间形成储油层，所述第二油水分离组件与所述储油层内部连通；
所述第一油水分离组件与所述第二基板的上层空间之间通过排水组件连通，所述排水组件与桶体的外部连通。
进一步，所述第一油水分离组件包括亲水疏油海绵环、隔离环和阻隔网；
所述亲水疏油海绵环、隔离环和阻隔网均呈圆环状，所述亲水疏油海绵环、隔离环和阻隔网同心设置，所述阻隔网的内直径尺寸大于所述亲水疏油海绵环和隔离环的外直径尺寸；所述亲水疏油海绵环的内直径尺寸和隔离环的内直径尺寸大小相等；所述亲水疏油海绵环底部粘连在所述第一基板上表面上；
所述隔离环的轴向切面呈倒L型，所述隔离环底部与所述亲水疏油海绵环上表面之间活动接触；
所述阻隔网底部粘连在所述亲水疏油海绵环上表面上；
所述排水组件与所述亲水疏油海绵环连接。
进一步，所述排水组件包括集水环、多个内部吸水管、横向出水管、排水泵以及竖向出水管；其中，
所述集水环为管体首尾两端密封接通后形成的圆环，所述集水环位于所述亲水疏油海绵环外侧设置；
多个所述内部吸水管均匀分布在所述集水环上；所述内部吸水管的一端插设在所述亲水疏油海绵环内、另一端与所述集水环内部连通；
所述横向出水管的一端与所述集水环内部连通、另一端与所述排水泵连接；
所述排水泵固定安装在所述桶体外壁上；
所述竖向出水管的顶端与所述横向出水管连通、底端与所述第二基板的上层空间之间连通。
进一步，所述内部吸水管插入所述亲水疏油海绵环内的管壁上均匀分布有通孔。
进一步，所述第二油水分离组件包括亲油疏水海绵环、集油环、多个内部吸油管、排油管以及吸油泵；其中，
所述集油环为管体首尾两端密封接通后形成的圆环，所述集水环位于所述亲油疏水海绵环底部设置；
多个所述内部吸油管均匀分布在所述集油环上；所述内部吸油管纵向设置，所述内部吸油管顶部一端插设在所述亲油疏水海绵环内、底端与所述集油环内部连通；
所述排油管的一端与所述集油环内部连通、另一端与所述吸油泵连接；
所述吸油泵固定安装在所述第二基板下表面上。
进一步，所述内部吸油管插入所述亲油疏水海绵环内的管壁上均匀分布有通孔。
进一步，所述驱动组件包括传动轴、电机、上齿轮箱和下齿轮箱；
所述桶体底部同轴设置有向上延伸的安装管，所述安装管的两端均密封设置，所述电机、下齿轮箱、传动轴和上齿轮箱依次从下到上设置在所述安装管内，所述传动轴的两端分别与所述下齿轮箱和上齿轮箱传动连接；
所述电机与所述下齿轮箱传动连接；
所述叶轮与所述上齿轮箱传动连接。
进一步，所述传动轴通过轴承套同轴、转动安装在安装管内。
进一步，所述桶体底部连接有出油管。
本发明的有益效果体现在：
(1)通过上导流件、减速环和下导流件使进入第一分离模块和第二分离模块的水流减慢，亲水疏油海绵环有足够时间充分吸收海水，亲油疏水海绵环有足够时间充分吸收水中的石油，改善以往因接触时间不足或水流流速过快导致吸收效率较低的缺点。
(2)通过上下分离设置的第一分离模块和第二分离模块，采用两种不同的方法进行多级油水分离，分离率和分离效率大大提高。
(3)根据油在水中快速上升的特性，通过隔离环使水面上层石油进入第二分离模块，提高进入第二分离模块混合液体中的石油含量，提高分离率。
(4)利用叶轮产生漩涡来收集含有石油的海水，提高收集速率。
(5)通过排水泵和吸油泵产生负压使海绵吸收周围液体，解决以往海绵使用挤压或间断吸收的缺点，可实现连续性吸油和排水。
(6)桶体顶部敞口端上设置有网罩，网罩能够防止海面垃圾等一些漂浮物进入桶体内部影响整个装置正常运行。
附图说明
图1为本发明实施例提供的一种海面油污收集分离装置的结构示意图；
图2为本发明实施例提供的一种海面油污收集分离装置的剖视图；
图3为本发明实施例提供的第一油水分离组件和排水组件的安装结构示意图；
图4为本发明实施例提供的第一油水分离组件的结构示意图；
图5为本发明实施例提供的排水组件的结构示意图；
图6为本发明实施例提供的第二油水分离组件的结构示意图一；
图7为本发明实施例提供的第二油水分离组件的结构示意图二。
具体实施方式
下面将结合示意图对本发明的具体实施方式进行更详细的描述。根据下列描述，本发明的优点和特征将更清楚。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本发明实施例的目的。
如图1-图2所示，本发明实施例提供的一种海面油污收集分离装置，包括分离机构1和漂浮机构2。分离机构1包括顶部敞口设置、底部密封设置的桶体3，漂浮机构2套设在桶体3顶部，漂浮机构2可以采用密封的空腔结构提供浮力，使整个装置能够稳定地漂浮在海面上。桶体3内从上到下依次设置有导流模块、第一分离模块和第二分离模块。
导流模块包括罩设在桶体3顶部敞口端上的网罩4、位于网罩4底部的上导流件5以及位于网罩4和上导流件5之间转动设置的叶轮6，叶轮6通过驱动组件驱动，上导流件5呈漏斗状，上导流件5顶部外沿密封连接在桶体3内壁上。
具体的，驱动组件包括传动轴27、电机28、上齿轮箱29和下齿轮箱30。桶体3底部同轴设置有向上延伸的安装管31，安装管31的两端均密封设置，避免海水流入，电机28、下齿轮箱30、传动轴27和上齿轮箱29依次从下到上设置在安装管31内。传动轴27的两端分别与下齿轮箱30和上齿轮箱29传动连接，电机28与下齿轮箱30传动连接，叶轮6与上齿轮箱29传动连接。为使传动轴27稳定转动，传动轴27通过轴承套32同轴、转动安装在安装管31内。
电机28通过下齿轮箱30驱动传动轴27转动，传动轴27带动上齿轮箱29带动叶轮6旋转，叶轮6旋转搅动海水在桶体3内上方产生漩涡使得周围油水混合物进入桶体3内。油水混合物流经网罩4后落入上导流件5上，会被初步减速，流动速度降低，然后从上导流件5的底部出口流入第一分离模块中。
如图2、图3、图4和图5所示，第一分离模块包括第一基板7、与第一基板7同心设置的减速环8以及位于第一基板7外边沿设置的第一油水分离组件9。减速环8和第一油水分离组件9均位于第一基板7上表面设置，减速环8位于上导流件5底部出口正下方设置，用于对流入的油水混合物进行减速，降低流速。
第一基板7中部固定焊接在安装管31上，第一基板7外沿与桶体3内壁之间间隔设置，油水混合物中的大部分海水会被第一油水分离组件9分离掉，剩下的大部分的石油和少量的海水经过第一基板7外沿与桶体3内壁之间的间隔处向下流入第二分离模块中进行进一步分离。
第二分离模块包括下导流件10、第二基板11和多道间隔设置在第二基板11上的第二油水分离组件12，下导流件10位于第一基板7与第二基板11之间设置，下导流件10呈漏斗状，下导流件10顶部外沿密封连接在桶体3内壁上。第二油水分离组件12呈圆环状，多道第二油水分离组件12依次同心嵌套设置，下导流件10的底部出口位于直径最小的第二油水分离组件12正上方设置。第二基板11密封设置在桶体3内，第二基板11与桶体3底部之间形成储油层13，第二油水分离组件12与储油层13内部连通。
第一油水分离组件9与第二基板11的上层空间之间通过排水组件连通，排水组件与桶体3的外部连通。
具体的，第一油水分离组件9包括亲水疏油海绵环14、隔离环15和阻隔网16。亲水疏油海绵环14、隔离环15和阻隔网16均呈圆环状，亲水疏油海绵环14、隔离环15和阻隔网16同心设置，阻隔网16的内直径尺寸大于亲水疏油海绵环14和隔离环15的外直径尺寸。亲水疏油海绵环14的内直径尺寸和隔离环15的内直径尺寸大小相等。亲水疏油海绵环14底部粘连在第一基板7上表面上。
隔离环15的轴向切面呈倒L型，隔离环15底部与亲水疏油海绵环14上表面之间活动接触。阻隔网16底部粘连在亲水疏油海绵环14上表面上。
油水混合物进入第一分离模块后，经减速环8后流速减慢，油水混合物中的油快速上浮至水面上层，隔离环15会随着液面上浮，底部脱离与亲水疏油海绵环14接触。隔离环15顶部的水平段使大部分上浮至水面上层的石油和少量的海水经过阻隔网16后进入第二分离模块，大部分的海水则被吸入亲水疏油海绵环14中，然后通过排水组件排出桶体3外，即进入第二分离模块中的油水混合物中石油浓度会大大提高。
具体的，排水组件包括集水环17、多个内部吸水管18、横向出水管19、排水泵20以及竖向出水管21。其中，集水环17为管体首尾两端密封接通后形成的圆环，集水环17位于亲水疏油海绵环14外侧设置，多个内部吸水管18均匀分布在集水环17上。内部吸水管18的一端插设在亲水疏油海绵环14内、另一端与集水环17内部连通。横向出水管19的一端与集水环17内部连通、另一端与排水泵20连接，排水泵20固定安装在桶体3外壁上。竖向出水管21的顶端与横向出水管19连通、底端与第二基板11的上层空间之间连通。排水泵20用于将集水环17内和第二基板11的上层空间内的水排出桶体3外。
内部吸水管18插入亲水疏油海绵环14内的管壁上均匀分布有通孔，方便快速将亲水疏油海绵环14内过滤的海水导入集水环17内。
具体的，如图6和图7所示，第二油水分离组件12包括亲油疏水海绵环22、集油环23、多个内部吸油管24、排油管25以及吸油泵26。其中，集油环23为管体首尾两端密封接通后形成的圆环，集水环17位于亲油疏水海绵环22底部设置。多个内部吸油管24均匀分布在集油环23上，内部吸油管24纵向设置。内部吸油管24顶部一端插设在亲油疏水海绵环22内、底端与集油环23内部连通，用于将亲油疏水海绵环22过滤的石油导入集油环23中收集起来。
排油管25的一端与集油环23内部连通、另一端与吸油泵26连接，吸油泵26固定安装在第二基板11下表面上，用于将集油环23中收集的石油吸入储油层13内存储起来。
内部吸油管24插入亲油疏水海绵环22内的管壁上均匀分布有通孔，方便快速将亲油疏水海绵环22内过滤的石油导入集油环23内。
本实施例中，第二油水分离组件12间隔设置有三道，形成多级过滤，且多级减速充分吸收，分离率大大提高。亲油疏水海绵环22至少三面接触油水混合物，较大的接触面积使分离效率也大大增加。
进一步，桶体3底部连接有出油管33，出油管33可以与储油母船34连通，将储油层13中的石油排入储油母船34中回收，一艘储油母船34可以携带多个本申请提供的海面油污收集分离装置即可完成一片海域的石油分离回收作业，效率和成本都得到较大的改善。
上述仅为本发明的优选实施例而已，并不对本发明起到任何限制作用。任何所属技术领域的技术人员，在不脱离本发明的技术方案的范围内，对本发明揭露的技术方案和技术内容做任何形式的等同替换或修改等变动，均属未脱离本发明的技术方案的内容，仍属于本发明的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种海面油污收集分离装置，其特征在于，包括分离机构(1)和漂浮机构(2)；所述分离机构(1)包括顶部敞口设置、底部密封设置的桶体(3)，所述漂浮机构(2)套设在所述桶体(3)顶部，所述桶体(3)内从上到下依次设置有导流模块、第一分离模块和第二分离模块；
所述导流模块包括罩设在所述桶体(3)顶部敞口端上的网罩(4)、位于所述网罩(4)底部的上导流件(5)以及位于所述网罩(4)和所述上导流件(5)之间转动设置的叶轮(6)，所述叶轮(6)通过驱动组件驱动，所述上导流件(5)呈漏斗状，所述上导流件(5)顶部外沿密封连接在所述桶体(3)内壁上；
所述第一分离模块包括第一基板(7)、与所述第一基板(7)同心设置的减速环(8)以及位于所述第一基板(7)外边沿设置的第一油水分离组件(9)；所述减速环(8)和第一油水分离组件(9)均位于所述第一基板(7)上表面设置，所述减速环(8)位于所述上导流件(5)底部出口正下方设置；所述第一基板(7)外沿与所述桶体(3)内壁之间间隔设置；
所述第二分离模块包括下导流件(10)、第二基板(11)和多道间隔设置在所述第二基板(11)上的第二油水分离组件(12)；所述下导流件(10)位于所述第一基板(7)与所述第二基板(11)之间设置，所述下导流件(10)呈漏斗状，所述下导流件(10)顶部外沿密封连接在所述桶体(3)内壁上；所述第二油水分离组件(12)呈圆环状，多道所述第二油水分离组件(12)依次同心嵌套设置；所述下导流件(10)的底部出口位于直径最小的第二油水分离组件(12)正上方设置；
所述第二基板(11)密封设置在所述桶体(3)内，所述第二基板(11)与所述桶体(3)底部之间形成储油层(13)，所述第二油水分离组件(12)与所述储油层(13)内部连通；
所述第一油水分离组件(9)与所述第二基板(11)的上层空间之间通过排水组件连通，所述排水组件与桶体(3)的外部连通。
2.如权利要求1所述的一种海面油污收集分离装置，其特征在于，所述第一油水分离组件(9)包括亲水疏油海绵环(14)、隔离环(15)和阻隔网(16)；
所述亲水疏油海绵环(14)、隔离环(15)和阻隔网(16)均呈圆环状，所述亲水疏油海绵环(14)、隔离环(15)和阻隔网(16)同心设置，所述阻隔网(16)的内直径尺寸大于所述亲水疏油海绵环(14)和隔离环(15)的外直径尺寸；所述亲水疏油海绵环(14)的内直径尺寸和隔离环(15)的内直径尺寸大小相等；所述亲水疏油海绵环(14)底部粘连在所述第一基板(7)上表面上；
所述隔离环(15)的轴向切面呈倒L型，所述隔离环(15)底部与所述亲水疏油海绵环(14)上表面之间活动接触；
所述阻隔网(16)底部粘连在所述亲水疏油海绵环(14)上表面上；
所述排水组件与所述亲水疏油海绵环(14)连接。
3.如权利要求2所述的一种海面油污收集分离装置，其特征在于，所述排水组件包括集水环(17)、多个内部吸水管(18)、横向出水管(19)、排水泵(20)以及竖向出水管(21)；其中，
所述集水环(17)为管体首尾两端密封接通后形成的圆环，所述集水环(17)位于所述亲水疏油海绵环(14)外侧设置；
多个所述内部吸水管(18)均匀分布在所述集水环(17)上；所述内部吸水管(18)的一端插设在所述亲水疏油海绵环(14)内、另一端与所述集水环(17)内部连通；
所述横向出水管(19)的一端与所述集水环(17)内部连通、另一端与所述排水泵(20)连接；
所述排水泵(20)固定安装在所述桶体(3)外壁上；
所述竖向出水管(21)的顶端与所述横向出水管(19)连通、底端与所述第二基板(11)的上层空间之间连通。
4.如权利要求3所述的一种海面油污收集分离装置，其特征在于，所述内部吸水管(18)插入所述亲水疏油海绵环(14)内的管壁上均匀分布有通孔。
5.如权利要求1所述的一种海面油污收集分离装置，其特征在于，所述第二油水分离组件(12)包括亲油疏水海绵环(22)、集油环(23)、多个内部吸油管(24)、排油管(25)以及吸油泵(26)；其中，
所述集油环(23)为管体首尾两端密封接通后形成的圆环，所述集水环(17)位于所述亲油疏水海绵环(22)底部设置；
多个所述内部吸油管(24)均匀分布在所述集油环(23)上；所述内部吸油管(24)纵向设置，所述内部吸油管(24)顶部一端插设在所述亲油疏水海绵环(22)内、底端与所述集油环(23)内部连通；
所述排油管(25)的一端与所述集油环(23)内部连通、另一端与所述吸油泵(26)连接；
所述吸油泵(26)固定安装在所述第二基板(11)下表面上。
6.如权利要求5所述的一种海面油污收集分离装置，其特征在于，所述内部吸油管(24)插入所述亲油疏水海绵环(22)内的管壁上均匀分布有通孔。
7.如权利要求1所述的一种海面油污收集分离装置，其特征在于，所述驱动组件包括传动轴(27)、电机(28)、上齿轮箱(29)和下齿轮箱(30)；
所述桶体(3)底部同轴设置有向上延伸的安装管(31)，所述安装管(31)的两端均密封设置，所述电机(28)、下齿轮箱(30)、传动轴(27)和上齿轮箱(29)依次从下到上设置在所述安装管(31)内，所述传动轴(27)的两端分别与所述下齿轮箱(30)和上齿轮箱(29)传动连接；
所述电机(28)与所述下齿轮箱(30)传动连接；
所述叶轮(6)与所述上齿轮箱(29)传动连接。
8.如权利要求7所述的一种海面油污收集分离装置，其特征在于，所述传动轴(27)通过轴承套(32)同轴、转动安装在安装管(31)内。
9.如权利要求1所述的一种海面油污收集分离装置，其特征在于，所述桶体(3)底部连接有出油管(33)。
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- 2022-09-09 CN CN202211101856.9A patent/CN115288102A/zh active Pending
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