CN117385842B - 一种用于水体的微塑料垃圾收集仓 - Google Patents

Abstract

本发明属于微塑料收集装置技术领域，尤其是涉及一种用于水体的微塑料垃圾收集仓，包括收集仓，所述收集仓端部和中部内壁上分别固定连接有第一收集拖网和第二收集拖网，所述收集仓外壁上固定连接有两个第一防护筒；自清洁组件，所述自清洁组件包括转动连接于收集仓侧壁上端的第一螺杆。本发明可对多种尺寸的微塑料进行分级收集，提升微塑料收集仓的整体收集能力，而且可对过滤孔径较大的拖网进行自动清洁，避免拖网表面因附着有较大面积的微塑料而影响收集作业，提升拖网的微塑料收集效果和收集仓整体的收集性能，同时可通过螺旋桨和推板为收集仓的移动提供动力，减少装置驱动能耗的同时可提升收集仓的微塑料收集效率。

Description

一种用于水体的微塑料垃圾收集仓

技术领域

本发明属于微塑料收集装置技术领域，尤其是涉及一种用于水体的微塑料垃圾收集仓。

背景技术

微塑料是指直径尺寸小于5毫米的塑料颗粒，微塑料大多来自原生微塑料和次生微塑料，原生微塑料是化妆品或清洁剂等工业产品中添加的人造塑料，次生微塑料则是由塑料垃圾破碎而成的粒径较小的塑料碎片，微塑料具有通径尺寸小和可吸附污染物等危害性，对于人类身体健康具有明显的有害性，因此亟需对微塑料垃圾进行整治。

然而现有的用于水体的微塑料垃圾收集仓在使用时往往还存在以下问题：

1、用于收集微塑料的拖网通常为单体设置，然而微塑料的尺寸通常介于微米级至毫米级之间，若直接设置微米级拖网进行拦截收集则会导致尺寸更大的微塑料停留在拖网表面而产生堵塞，从而降低装置的微塑料收集能力，并且现有的水体微塑料垃圾收集拖网无法对拖网进行自行梳理，当收集拖网长时间使用后其表面难免会附着有较大面积的大尺寸微塑料，使得拖网的微塑料收集效果和性能有所下降；

2、此外，由于微塑料垃圾收集装置通常设置在船体上，由船体直接提供驱动源，但是这种收集方式不便于对浅水区域的微塑料进行收集，而在浅水区域收集微塑料垃圾时通常需要人工拉动拖网收集装置，不仅需要耗费较多的人力成本，使得微塑料收集的效率较低，而且对于使用人员具有一定的危险性。

发明内容

本发明的目的是针对上述背景技术中提出的微塑料收集装置技术的问题，提供一种用于水体的微塑料垃圾收集仓。

为达到上述目的，本发明采用了下列技术方案：一种用于水体的微塑料垃圾收集仓，包括收集仓，所述收集仓端部和中部内壁上分别固定连接有第一收集拖网和第二收集拖网，所述收集仓外壁上固定连接有两个第一防护筒；

自清洁组件，所述自清洁组件包括转动连接于收集仓侧壁上端的第一螺杆，所述第一螺杆上螺纹连接有第一滑块，所述收集仓侧壁下端转动连接有第二螺杆，所述第一螺杆、第二螺杆端部均固定连接有同步链轮，两个所述同步链轮通过链条传动连接，所述第二螺杆上螺纹连接有第二滑块，所述第二滑块与第一滑块之间固定连接有清洁杆，所述收集仓端口处的内壁上固定连接有第三收集拖网，所述清洁杆与第三收集拖网表面相贴合；

所述收集仓外侧壁上固定连接有两个第二防护筒，所述第二防护筒内设置有快速移动组件，所述第一防护筒内设置有联动组件。

进一步，所述快速移动组件包括贯穿转动连接于第二防护筒侧壁上的往复螺杆，所述往复螺杆其中一个端部固定连接有螺旋桨，所述往复螺杆上螺纹连接有第三滑块，所述第三滑块两侧均固定连接有转接块，两个所述转接块之间安装有缓冲铰链，所述缓冲铰链上转动连接有推板，所述第二防护筒内壁上固定连接有限位滑动杆，所述转接块与限位滑动杆贯穿滑动连接。

进一步，所述联动组件包括固定连接于其中一个第一防护筒外壁上的配重块，另一个所述第一防护筒外壁上固定连接有驱动马达，所述第一螺杆两端部均固定连接有蜗杆，其中一个所述蜗杆与驱动马达输出端通过联轴器固定连接，另一个所述蜗杆与配重块转动连接，所述第一防护筒内底面上转动连接有转轴，所述转轴上固定连接有蜗轮，所述蜗轮与蜗杆相互啮合，所述转轴中部固定连接有第一锥齿轮，所述往复螺杆位于第一防护筒内的端部固定连接有第二锥齿轮，所述第一锥齿轮与第二锥齿轮相互啮合。

进一步，所述第一收集拖网、第二收集拖网和第三收集拖网的过滤孔径依次增大，且所述第一收集拖网、第二收集拖网和第三收集拖网表面均涂设有微塑料吸附剂。

进一步，所述收集仓侧截面呈等腰梯形结构设置。

进一步，其中一个所述第一防护筒外壁上端固定连接有防护罩，所述驱动马达位于防护罩内，所述配重块的质量等于驱动马达和防护罩的整体质量。

进一步，所述推板分别设置于两个转接块的顶部和底部。

进一步，所述第一防护筒和第二防护筒外壁上共同固定连接有漂浮板。

进一步，所述漂浮板上部设有角度调节组件，所述角度调节组件设有两组，所述漂浮板的下部设有浮箱，所述角度调节组件包括转向板、转向杆、调节杆、齿轮、齿条、调节轮、皮带、固定座和电机，所述漂浮板的内部转动连接有多根转向杆，所述转向杆贯穿转向板内部并与其固定连接，所述转向杆上设有齿轮，所述第二防护筒的侧壁上设有固定座，所述固定座的内部贯穿有齿条，所述齿轮和调节轮均与齿条相啮合，所述调节杆、调节轮、皮带和电机均设置在浮箱内，所述调节杆设有两组，两组所述调节杆上设有多个调节轮，所述调节轮上设有皮带，两组所述调节轮通过皮带连接，其中一个调节轮连接至电机的输出端。

本发明具有以下优点：

本发明中设置第一收集拖网、第二收集拖网和第三收集拖网，通过多个过滤孔径依次增大的拖网对多种尺寸的微塑料进行分级收集，从而可减轻拖网对于多种尺寸微塑料的收集压力，提升微塑料收集仓的整体收集能力。

本发明中设置自清洁组件，在微塑料的收集过程中通过驱动第一滑块和第二滑块分别在第一螺杆和第二螺杆上同步移动，使得第一滑块和第二滑块之间的清洁杆相对第三收集拖网移动，进而可对过滤孔径较大的第三收集拖网表面进行清洁，使得第三收集拖网上收集的尺寸较大的微塑料排向侧边，避免第三收集拖网表面因附着有较大面积的微塑料而影响后续的收集作业，从而可提升第三收集拖网的微塑料收集效果和收集仓整体的收集性能。

本发明中设置快速移动组件，通过驱动往复螺杆转动使得其端部的螺旋桨同步转动，进而为收集仓在浅水区域中的移动提供驱动力，同时往复螺杆上的第三滑块在向后侧移动过程中可通过推板推动水体，从而可进一步加快收集仓的移动速度，提升收集仓的微塑料收集效率。

本发明中设置角度调节组件，通过电机驱动调节杆转动以此带动转向板进行角度调节，使得收集仓在水中移动时，通过改变转向板的角度而使得收集仓可以在水中转向移动，可以提高收集仓在水中的收集面积，实现多方位收集，提升收集仓的微塑料收集效率。

本发明中设置联动组件，在驱动自清洁组件运行的同时可同步驱动蜗杆转动，使得与蜗杆相互啮合的蜗轮以及转轴同步转动，进而通过第一锥齿轮和第二锥齿轮的啮合而带动往复螺杆转动，从而可同时驱动快速移动组件运行，通过驱动多个机构同步联动运行，可有效减少收集装置的驱动能耗，有利于收集仓进行长时间的投入使用。

附图说明

图1是本发明提供的一种用于水体的微塑料垃圾收集仓的立体结构示意图；

图2是本发明提供的一种用于水体的微塑料垃圾收集仓中第一防护筒和第二防护筒的剖视图；

图3是图2的A处放大图；

图4是图2的B处放大图；

图5是本发明提供的一种用于水体的微塑料垃圾收集仓中第一防护筒的内部结构示意图；

图6是图5的C处放大图；

图7是本发明提供的一种用于水体的微塑料垃圾收集仓中收集仓内部结构的剖视图。

图8是本发明提供的一种用于水体的微塑料垃圾收集仓中收集浮箱内部结构图。

图中，1收集仓、2第一收集拖网、3第二收集拖网、4第一防护筒、5第一螺杆、6第一滑块、7第二螺杆、8同步链轮、9链条、10第二滑块、11清洁杆、12第三收集拖网、13第二防护筒、14往复螺杆、15螺旋桨、16第三滑块、17转接块、18缓冲铰链、19推板、20限位滑动杆、21配重块、22驱动马达、23蜗杆、24转轴、25蜗轮、26第一锥齿轮、27第二锥齿轮、28防护罩、29漂浮板、30转向板、31转向杆、32调节杆、33齿轮、34齿条、35调节轮、36皮带、37固定座。

具体实施方式

如图1、图2、图5和图7所示，一种用于水体的微塑料垃圾收集仓，包括收集仓1和自清洁组件，收集仓1侧截面呈等腰梯形结构设置，收集仓1端部和中部内壁上分别固定连接有第一收集拖网2和第二收集拖网3，收集仓1外壁上固定连接有两个第一防护筒4；自清洁组件包括转动连接于收集仓1侧壁上端的第一螺杆5，第一螺杆5上螺纹连接有第一滑块6，收集仓1侧壁下端转动连接有第二螺杆7，第一螺杆5、第二螺杆7端部均固定连接有同步链轮8，两个同步链轮8通过链条9传动连接，第二螺杆7上螺纹连接有第二滑块10，第二滑块10与第一滑块6之间固定连接有清洁杆11，收集仓1端口处的内壁上固定连接有第三收集拖网12，第一收集拖网2、第二收集拖网3和第三收集拖网12的过滤孔径依次增大，且第一收集拖网2、第二收集拖网3和第三收集拖网12表面均涂设有微塑料吸附剂，清洁杆11与第三收集拖网12表面相贴合；

在收集仓1收集微塑料使用时，首先将收集仓1放置在浅水区域的水体中，收集仓1在水体表面的移动收集过程中，微塑料首先通过收集仓1端口处的第三收集拖网12，其中较大尺寸级别的微塑料被拦截在第三收集拖网12表面，尺寸较小级别的微塑料则通过第三收集拖网12而进入收集仓1内，通过收集仓1中部的第二收集拖网3及其端部的过滤孔径更小的第一收集拖网2对小尺寸级别的微塑料进行拦截收集，从而可实现多种尺寸的微塑料进行分级收集，减轻了拖网对于多种尺寸微塑料的收集压力，实现多级分筛，提升微塑料收集仓的整体收集能力；

在收集仓1收集微塑料的具体过程中，可启动驱动马达22，使得驱动马达22带动蜗杆23和第一螺杆5转动，通过两个同步链轮8和链条9的传动可带动第二螺杆7同步转动，从而使得分别螺纹连接于第一螺杆5和第二螺杆7上的第一滑块6和第二滑块10开始同步移动，进而使得固定于第一滑块6和第二滑块10之间的清洁杆11开始移动，从而可将第三收集拖网12表面收集的微塑料排向第三收集拖网12侧边，避免第三收集拖网12表面因附着有较大面积的微塑料而影响后续的收集作业，提升第三收集拖网12的微塑料收集效果和装置整体的收集性能。

如图1、图2和图4所示，收集仓1外侧壁上固定连接有两个第二防护筒13，第一防护筒4和第二防护筒13外壁上共同固定连接有漂浮板29，第二防护筒13内设置有快速移动组件，快速移动组件包括贯穿转动连接于第二防护筒13侧壁上的往复螺杆14，往复螺杆14其中一个端部固定连接有螺旋桨15，往复螺杆14上螺纹连接有第三滑块16，第三滑块16两侧均固定连接有转接块17，两个转接块17之间安装有缓冲铰链18，缓冲铰链18上转动连接有推板19，需要说明的是，缓冲铰链18仅支持推板19向收集仓1后侧转动，且缓冲转动角度小于90°，因而当第三滑块16向收集仓1前侧移动时两个推板19相对合拢，当第三滑块16向收集仓1后侧移动时，两个推板19处于同一竖直面上而推动水体，加快收集仓1的移动速度，推板19分别设置于两个转接块17的顶部和底部，第二防护筒13内壁上固定连接有限位滑动杆20，转接块17与限位滑动杆20贯穿滑动连接；

如图1、图2、图3、图5和图6所示，第一防护筒4内设置有联动组件，联动组件包括固定连接于其中一个第一防护筒4外壁上的配重块21，另一个第一防护筒4外壁上固定连接有驱动马达22，其中一个第一防护筒4外壁上端固定连接有防护罩28，驱动马达22位于防护罩28内，配重块21的质量等于驱动马达22和防护罩28的整体质量，第一螺杆5两端部均固定连接有蜗杆23，其中一个蜗杆23与驱动马达22输出端通过联轴器固定连接，另一个蜗杆23与配重块21转动连接，第一防护筒4内底面上转动连接有转轴24，转轴24上固定连接有蜗轮25，蜗轮25与蜗杆23相互啮合，转轴24中部固定连接有第一锥齿轮26，往复螺杆14位于第一防护筒4内的端部固定连接有第二锥齿轮27，第一锥齿轮26与第二锥齿轮27相互啮合；

在驱动马达22带动蜗杆23转动时，由于转轴24上的蜗轮25与蜗杆23相互啮合，从而使得蜗轮25和转轴24开始转动，进而通过转轴24中部的第一锥齿轮26和往复螺杆14端部的第二锥齿轮27的啮合而带动往复螺杆14转动，使得往复螺杆14端部的螺旋桨15开始转动，从而可为收集仓1在水体中的移动提供驱动力，同时在往复螺杆14转动过程中，第三滑块16开始往复移动，当第三滑块16向收集仓1后侧移动时，由于推板19可转动至垂直于第三滑块16的状态，从而可通过推板19移动而推动水体，进一步加快收集仓1的移动速度，提升收集仓的微塑料收集效率；

如图1和图8所示，漂浮板29上部设有角度调节组件，角度调节组件设有两组，漂浮板29的下部设有浮箱，角度调节组件包括转向板30、转向杆31、调节杆32、齿轮33、齿条34、调节轮35、皮带36、固定座37和电机，漂浮板29的内部转动连接有多根转向杆31，转向杆31贯穿转向板30内部并与其固定连接，转向杆31上设有齿轮33，第二防护筒13的侧壁上设有固定座37，固定座37的内部贯穿有齿条34，齿轮33和调节轮35均与齿条34相啮合，调节杆32、调节轮35、皮带36和电机均设置在浮箱内，调节杆32设有两组，两组调节杆32上设有多个调节轮35，调节轮35上设有皮带36，两组调节轮35通过皮带36连接，其中一个调节轮35连接至电机的输出端；

当驱动马达22带动蜗杆23转动，为收集仓1在水体中的移动提供驱动力的同时，使用者可启动电机，电机带动调节轮35上的调节杆32进行转动，调节杆32转动时带动齿条34进行前后移动，以此驱动啮合在齿条34上的齿轮33转动，齿轮33转动时带动固定在齿轮33下方转向杆31上的转向板30转动，以此对转向板30的角度进行调节，使得收集仓1在水体中的移动时，可以通过调节转动板30的转动角度对收集仓1的移动方向进行调整，使得收集仓1可在水中多角度、多方位、大面积的实现收集，以此实现多方位收集，提升收集仓的微塑料收集效率和速率。

由于驱动马达22在驱动自清洁组件运行的同时可同步驱动快速移动组件运行，从而可通过驱动多个机构同步联动运行的方式，有效减少收集装置的驱动能耗，有利于收集仓1进行长时间的投入使用。

本发明的工作原理如下：

1、在收集仓1收集微塑料使用时，首先将收集仓1放置在浅水区域的水体中，收集仓1在水体表面的移动收集过程中，微塑料首先通过收集仓1端口处的第三收集拖网12，其中较大尺寸级别的微塑料被拦截在第三收集拖网12表面，尺寸较小级别的微塑料则通过第三收集拖网12而进入收集仓1内，通过收集仓1中部的第二收集拖网3及其端部的过滤孔径更小的第一收集拖网2对小尺寸级别的微塑料进行拦截收集，从而可实现多种尺寸的微塑料进行分级收集，减轻了拖网对于多种尺寸微塑料的收集压力，实现了多级粉筛，提升微塑料收集仓的整体收集能力；

2、在收集仓1收集微塑料的具体过程中，可启动驱动马达22，使得驱动马达22带动蜗杆23和第一螺杆5转动，通过两个同步链轮8和链条9的传动可带动第二螺杆7同步转动，从而使得分别螺纹连接于第一螺杆5和第二螺杆7上的第一滑块6和第二滑块10开始同步移动，进而使得固定于第一滑块6和第二滑块10之间的清洁杆11开始移动，从而可将第三收集拖网12表面收集的微塑料排向第三收集拖网12侧边，避免第三收集拖网12表面因附着有较大面积的微塑料而影响后续的收集作业，提升第三收集拖网12的微塑料收集效果和装置整体的收集性能；

3、在驱动马达22带动蜗杆23转动时，由于转轴24上的蜗轮25与蜗杆23相互啮合，从而使得蜗轮25和转轴24开始转动，进而通过转轴24中部的第一锥齿轮26和往复螺杆14端部的第二锥齿轮27的啮合而带动往复螺杆14转动，使得往复螺杆14端部的螺旋桨15开始转动，从而可为收集仓1在水体中的移动提供驱动力，同时在往复螺杆14转动过程中，第三滑块16开始往复移动，当第三滑块16向收集仓1后侧移动时，由于推板19可转动至垂直于第三滑块16的状态，从而可通过推板19移动而推动水体，进一步加快收集仓1的移动速度，提升收集仓的微塑料收集效率；

4、当驱动马达22带动蜗杆23转动，为收集仓1在水体中的移动提供驱动力的同时，使用者可启动电机，电机带动调节轮35上的调节杆32进行转动，调节杆32转动时带动齿条34进行前后移动，以此驱动啮合在齿条34上的齿轮33转动，齿轮33转动时带动固定在齿轮33下方转向杆31上的转向板30转动，以此对转向板30的角度进行调节，使得收集仓1在水体中移动时，可以通过调节转动板30的转动角度对收集仓1的移动方向进行调整，使得收集仓1可在水中多角度、多方位、大面积的实现收集，以此实现多方位收集，提升收集仓的微塑料收集效率和速率。

5、由于驱动马达22在驱动自清洁组件运行的同时可同步驱动快速移动组件运行，从而可通过驱动多个机构同步联动运行的方式，有效减少收集装置的驱动能耗，有利于收集仓1进行长时间的投入使用。

Claims (7)

1.一种用于水体的微塑料垃圾收集仓，其特征在于，包括：

收集仓（1），所述收集仓（1）端部和中部内壁上分别固定连接有第一收集拖网（2）和第二收集拖网（3），所述收集仓（1）外壁上固定连接有两个第一防护筒（4）；

自清洁组件，所述自清洁组件包括转动连接于收集仓（1）侧壁上端的第一螺杆（5），所述第一螺杆（5）上螺纹连接有第一滑块（6），所述收集仓（1）侧壁下端转动连接有第二螺杆（7），所述第一螺杆（5）、第二螺杆（7）端部均固定连接有同步链轮（8），两个所述同步链轮（8）通过链条（9）传动连接，所述第二螺杆（7）上螺纹连接有第二滑块（10），所述第二滑块（10）与第一滑块（6）之间固定连接有清洁杆（11），所述收集仓（1）端口处的内壁上固定连接有第三收集拖网（12），所述清洁杆（11）与第三收集拖网（12）表面相贴合；

所述收集仓（1）外侧壁上固定连接有两个第二防护筒（13），所述第二防护筒（13）内设置有快速移动组件，所述第一防护筒（4）内设置有联动组件；

所述快速移动组件包括贯穿转动连接于第二防护筒（13）侧壁上的往复螺杆（14），所述往复螺杆（14）其中一个端部固定连接有螺旋桨（15），所述往复螺杆（14）上螺纹连接有第三滑块（16），所述第三滑块（16）两侧均固定连接有转接块（17），两个所述转接块（17）之间安装有缓冲铰链（18），所述缓冲铰链（18）上转动连接有推板（19），所述第二防护筒（13）内壁上固定连接有限位滑动杆（20），所述转接块（17）与限位滑动杆（20）贯穿滑动连接；

所述联动组件包括固定连接于其中一个第一防护筒（4）外壁上的配重块（21），另一个所述第一防护筒（4）外壁上固定连接有驱动马达（22），所述第一螺杆（5）两端部均固定连接有蜗杆（23），其中一个所述蜗杆（23）与驱动马达（22）输出端通过联轴器固定连接，另一个所述蜗杆（23）与配重块（21）转动连接，所述第一防护筒（4）内底面上转动连接有转轴（24），所述转轴（24）上固定连接有蜗轮（25），所述蜗轮（25）与蜗杆（23）相互啮合，所述转轴（24）中部固定连接有第一锥齿轮（26），所述往复螺杆（14）位于第一防护筒（4）内的端部固定连接有第二锥齿轮（27），所述第一锥齿轮（26）与第二锥齿轮（27）相互啮合；

驱动马达 （22） 驱动自清洁组件运行的同时能够驱动快速移动组件运行，从而减少收集装置的 驱动能耗。

2.根据权利要求1所述的一种用于水体的微塑料垃圾收集仓，其特征在于，所述第一收集拖网（2）、第二收集拖网（3）和第三收集拖网（12）的过滤孔径依次增大，且所述第一收集拖网（2）、第二收集拖网（3）和第三收集拖网（12）表面均涂设有微塑料吸附剂。

3.根据权利要求1所述的一种用于水体的微塑料垃圾收集仓，其特征在于，所述收集仓（1）侧截面呈等腰梯形结构设置。

4.根据权利要求1所述的一种用于水体的微塑料垃圾收集仓，其特征在于，其中一个所述第一防护筒（4）外壁上端固定连接有防护罩（28），所述驱动马达（22）位于防护罩（28）内，所述配重块（21）的质量等于驱动马达（22）和防护罩（28）的整体质量。

5.根据权利要求1所述的一种用于水体的微塑料垃圾收集仓，其特征在于，所述推板（19）分别设置于两个转接块（17）的顶部和底部。

6.根据权利要求1所述的一种用于水体的微塑料垃圾收集仓，其特征在于，所述第一防护筒（4）和第二防护筒（13）外壁上共同固定连接有漂浮板（29）。

7.根据权利要求6所述的一种用于水体的微塑料垃圾收集仓，其特征在于，所述漂浮板（29）上部设有角度调节组件，所述角度调节组件设有两组，所述漂浮板（29）的下部设有浮箱，所述角度调节组件包括转向板（30）、转向杆（31）、调节杆（32）、齿轮（33）、齿条（34）、调节轮（35）、皮带（36）、固定座（37）和电机，所述漂浮板（29）的内部转动连接有多根转向杆（31），所述转向杆（31）贯穿转向板（30）内部并与其固定连接，所述转向杆（31）上设有齿轮（33），所述第二防护筒（13）的侧壁上设有固定座（37），所述固定座（37）的内部贯穿有齿条（34），所述齿轮（33）和调节轮（35）均与齿条（34）相啮合，所述调节杆（32）设有两组，两组所述调节杆（32）上设有多个调节轮（35），所述调节轮（35）上设有皮带（36），两组所述调节轮（35）通过皮带（36）连接，其中一个调节轮（35）连接至电机的输出端。