CN117888515B - 基于水生态治理的露天水面漂浮物自动清理装置 - Google Patents

Abstract

本发明提出了基于水生态治理的露天水面漂浮物自动清理装置，属于水利工程技术领域；其包括基座、拦截滤网；在拦截滤网的迎水侧设置有两组导向组件，其围合形成“八”字型结构；导向组件上设有可旋转的叶板，相邻叶板之间在旋转后能够相互拼接或形成间隙；在拦截滤网与导向组件之间设有打捞网，用于收集从喇叭口导向过来的垃圾；在导向组件与基座围成的区域中设置有负压滤筒组件，其包括外筒，外筒内设有内滤筒，外筒的顶部可拆卸连接有支架，支架可旋转地连接有转轴，转轴上套设有叶轮；转轴的底端固定连接有防堵环，防堵环外壁上连接有用于防堵的拨杆；本发明可解决防堵、分类收集以及防外溢的问题，集生态、景观、节能、环保等优点于一体。

Description

基于水生态治理的露天水面漂浮物自动清理装置

技术领域

本发明属于水利工程技术领域，具体涉及基于水生态治理的露天水面漂浮物自动清理装置。

背景技术

在水生态治理中，对于水面的漂浮物垃圾打捞是首要环节，而目前露天水面漂浮物的清洁收集多采用人工打捞的方式，而人工打捞时需要多人协同作业，耗费大量的人力物力。经过相关检索，目前现有技术中也有采用负压浮筒进行漂浮垃圾的自动收集的，比如说，授权公告号为CN113699956B的专利所公布的一种水面垃圾自动收集装置及收集方法，其记载到“打开潜水泵，潜水泵的抽吸力造成负压，带有漂浮垃圾的水体首先被吸入到垃圾收集网内部，经过垃圾收集网的过滤，漂浮垃圾被留在了垃圾收集网内部”、申请公布号为CN108385634A的专利所公布的水面浮尘垃圾收集器，其记载有“在水泵抽吸作用下，水面浮尘垃圾随同水流进入浮游物收集网的上端开口，水面浮尘垃圾被停留收集在浮游物收集网内”。

上述方案虽然都能够利用负压进行垃圾收集，但是由于负压浮筒口径比较小，比较适合小型垃圾，而水面漂浮物中又常常包括有大块的垃圾，大块垃圾容易被吸附堵在入口处，一旦堵住就无法进行正常的收集工作，导致存在一定弊端；而且，大块垃圾以及小块垃圾都是集中收集，由于大块垃圾（如泡沫板）体积较大，占空间较大，很可能出现负压浮筒收集了几块大块垃圾就导致内部空间被塞满，导致后续人工清理浮筒的频率提高，费时费力；另外，当清理内部收集的垃圾时，需要将水泵关停，一旦关停，就不再有负压效果，此时，被收集到的垃圾很可能会再次漂浮到水面，随水流飘散，造成被收集的垃圾外溢、飘散的问题；基于此，针对防堵、分类收集以及防外溢的问题，设计了一种基于水生态治理的露天水面漂浮物自动清理装置，以满足更高的使用要求。

发明内容

为了解决上述现有技术中存在的问题，提供了基于水生态治理的露天水面漂浮物自动清理装置。木发明的目的之一是实现小块垃圾、大块垃圾的分类收集；本发明的目的之二是实现负压滤筒组件在工作时的防堵功能，以防止堵塞；本发明的目的之三是解决负压滤筒内所收集的垃圾在清理时外溢的问题。

本发明为了解决上述的技术问题提出了基于水生态治理的露天水面漂浮物自动清理装置，包括：

两组间隔设置的基座，所述基座之间连接有拦截滤网；

在拦截滤网的迎水侧设置有两组导向组件，两组所述导向组件围合形成“八”字型结构，两组导向组件之间的空腔形成用于导向的喇叭口；导向组件的另一端与基座相连；所述导向组件上设置有若干组可旋转的叶板，相邻叶板之间在旋转后能够相互拼接或形成间隙；

在拦截滤网与所述导向组件之间设置有打捞网；所述打捞网两端与基座相连，用于收集从喇叭口导向过来的垃圾；

在导向组件与基座围成的区域中设置有负压滤筒组件；所述负压滤筒组件包括外筒，所述外筒内设置有内滤筒，在外筒内底处还设置有水泵，所述水泵连接有出水管；所述外筒的顶部可拆卸连接有支架，所述支架可旋转地连接有转轴，转轴上套设有叶轮，所述出水管的管口与叶轮对应设置，用于驱动叶轮旋转；所述转轴的底端固定连接有防堵环，所述防堵环设置在所述内滤筒的上方，所述防堵环与所述内滤筒之间具有间隙，形成垃圾过流通道；所述防堵环外壁上连接有至少一组用于防堵的拨杆，当叶轮旋转时，能够带动防堵环以及拨杆旋转。

优选的，所述导向组件包括顶板和底板，所述顶板与底板之间连接有立柱；所述底板开设有滑槽，所述滑槽中适配滑动有滑轨，所述滑轨开设有若干导槽；所述底板与顶板之间设置有若干组叶板，所述叶板的两端分别与所述顶板和底板转动连接；每个所述叶板上均固定连接有连杆，所述连杆的端部连接有滑块，滑块与导槽对应设置，所述滑块插接在对应的所述导槽中并且所述滑块能够沿着导槽滑移；所述滑轨连接有用于驱动滑轨移动的电缸；当滑轨沿着滑槽滑动时能够带动叶板旋转，使叶板之间形成密拼样式或间隔样式。

优选的，所述防堵环的底壁还设置有若干间隔设置的柱头。

优选的，所述负压滤筒组件还包括阻挡盖，所述阻挡盖设置在防堵环的上方，所述阻挡盖中心具有中心孔，所述转轴自由贯穿所述中心孔；所述防堵环顶部沿着周向开设有若干腰孔，所述腰孔设置在相邻柱头之间的区域处，所述阻挡盖底部沿着周向固定连接有若干插板，所述插板能够与所述腰孔适配插接；所述支架上设置有用于定位阻挡盖的螺柱，所述螺柱底端能够与所述阻挡盖螺纹相连。

优选的，所述内滤筒的顶部具有边沿，所述边沿能够卡合在所述外筒顶部；所述边沿开设有槽口；所述支架的底端具有卡爪，所述卡爪能够自由穿过该槽口；所述外筒的外壁具有支撑台，所述支撑台位于边沿的下方，所述卡爪能够压持在所述支撑台上表面。

优选的，所述支架的顶部固定连接有提手。

优选的，所述拨杆的截面形状为“L”型结构。

优选的，所述叶轮设置在所述支架的上方。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：

1.本发明通过设置有导向组件、负压滤筒组件以及配合设置的打捞网和拦截滤网，导向组件整体为弧形，两组导向组件可形成“八”字型的导向结构，并且导向组件中设置有若干可旋转的叶板，利用可旋转的叶板，可调整相邻叶板之间的间隙，使得该间隙允许小块垃圾通过而大块垃圾无法通过，这样，大块垃圾就会被阻挡分隔，顺着导向组件形成的喇叭口流入到打捞网上被打捞收集；而小块垃圾则进入到负压滤筒组件被收集，实现了大块垃圾和小块垃圾的分类收集。

2.负压滤筒组件设置有可旋转的防堵环，防堵环与内滤筒之间间隙的大小决定可通过垃圾的体积大小，这样，可依据实际情况调整该间隙的大小以便适用于不同的水域环境，适用范围广；其次，防堵环上设置有拨杆，利用水泵抽取的水流驱动防堵环旋转，进而带动拨杆旋转，这样，即使有较大块的垃圾被吸附堵塞在内滤筒筒口处，利用旋转的拨杆，可将其拨动推走，有效解决堵塞问题。

3.负压滤筒组件还设置有阻挡盖，阻挡盖底部设置有若干插板；防堵环顶部开设有若干腰孔，在水泵关停前，将阻挡盖落下，使插板插入到腰孔中，这样，若干插板可形成围挡结构，在水泵关停后，被收集的垃圾即使上漂也不会外溢飘散，提高了实用性。

4.支架连同阻挡盖、防堵环整体可形成一个夹具，利用该夹具可将内滤筒从外筒中提拉出来，支架的可拆卸式连接方式保证了内滤筒的可拆以及便拆。

附图说明

本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1是本发明在河道中的布局结构示意图。

图2是本发明在河道中的布局结构俯视图。

图3是本发明中导向组件结构立体图。

图4是图3中A区域结构放大示意图。

图5是本发明中负压滤筒组件结构主视图。

图6是图5中负压滤筒组件结构剖视图。

图7是负压滤筒组件的爆炸图。

图8是另一角度下负压滤筒组件的爆炸图。

图9是阻挡盖结构示意图。

图10是防堵环结构示意图。

图11是本发明在水中使用状态下的结构示意图。

图中:

1、基座；

2、导向组件；21、顶板；22、底板；23、滑槽；24、立柱；25、叶板；26、滑轨；27、电缸；28、连杆；29、滑块；210、导槽；

3、负压滤筒组件；31、外筒；32、内滤筒；321、边沿；3211、槽口；33、水泵；331、出水管；34、支撑台；35、支架；351、卡爪；36、防堵环；361、拨杆；362、柱头；363、腰孔；37、转轴；38、叶轮；39、阻挡盖；391、插板；310、提手；311、螺柱；

4、打捞网；

5、拦截滤网。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

如图1-图11所示，本实施例提出了基于水生态治理的露天水面漂浮物自动清理装置，其主要包括基座组件、导向组件2、负压滤筒组件3等部分，下面详细阐述：

第一部分：基座组件，其包括：

两组间隔设置的基座1，基座1之间连接有拦截滤网5；基座1起到支撑和导向作用，比如本发明应用到河道或渠道中时，基座1可设置在河道或渠道的岸边处，形成整体支撑；拦截滤网5主要起到拦截垃圾污物的作用，其滤网孔径依据实际水域情况进行合理选择。

第二部分：导向组件2，其包括：

在拦截滤网5的迎水侧设置有两组导向组件2，导向组件2呈弧形设置，两组导向组件2围合形成“八”字型结构，两组导向组件2之间的空腔形成用于导向的喇叭口；导向组件2的另一端与基座1相连，起到连接固定作用；导向组件2上设置有若干组可旋转的叶板25，相邻叶板25之间在旋转后能够相互拼接或形成间隙；这里需要说明的是，当需要导向垃圾时，可依据实际情况确定相邻叶板25之间的间隙，部分垃圾可穿过该间隙，而无法穿过的垃圾则沿着导向组件2向喇叭口的小口处聚集，起到收纳作用。

在拦截滤网5与导向组件2之间设置有打捞网4；打捞网4两端与基座1相连，用于收集从喇叭口导向过来的垃圾；前文记载到部分垃圾聚集到喇叭口，为了方便打捞，在喇叭口处配合设置有打捞网4，打捞网4略低于水面，这样，经喇叭口导向过来的垃圾就被收集到打捞网4处，当需要清理时，两名工人将打捞网4两端提起，这样，可方便将垃圾整体兜起，进行后续的处理，提高工作效率。

需要说明的是，叶板25采用可旋转结构，还能起到另一作用，即在行洪时，可将叶板25调整至顺水流方向，减小阻力；同时，保护了导向组件2，防止其受到较大的冲击力；在本实施例中，采用弧形的导向组件2，弧形的突出面为迎水面，其也是为了提高抗冲击性能。

第三部分：负压滤筒组件3，其包括：

在导向组件2与基座1围成的区域中设置有负压滤筒组件3；负压滤筒组件3通过适配的底座或者角铁架等结构固定在水域合适高度处；负压滤筒组件3包括外筒31，外筒31内设置有内滤筒32，在外筒31内底处还设置有水泵33，内滤筒32置于水泵33上方，水泵33连接有出水管331；外筒31的顶部可拆卸连接有支架35，支架35可旋转地连接有转轴37，转轴37上套设有叶轮38，出水管331的管口与叶轮38对应设置，用于驱动叶轮38旋转，利用水泵33抽取的水作为冲击力带动叶轮38旋转，不浪费能源，这样水泵33可起到两方面作用，其一起到负压效果；其二起到动力作用；转轴37的底端固定连接有防堵环36，防堵环36设置在内滤筒32的上方，防堵环36与内滤筒32之间具有间隙，形成垃圾过流通道，该间隙的大小决定了所通过的垃圾的大小；防堵环36外壁上连接有至少一组用于防堵的拨杆361，当叶轮38旋转时，叶轮38带动转轴37旋转，从而带动防堵环36以及拨杆361旋转。叶轮38旋转可以起到两方面的作用，其一作为动力，为防堵环36的旋转提供能量；其二起到景观效果，叶轮38在旋转时，能够起到一定的景观画面，让原本枯燥的垃圾处理工作增加了一丝丝生机，集生态、景观、节能、环保等优点于一体。

应用成效;

负压滤筒组件3设置有可旋转的防堵环36，防堵环36与内滤筒32之间间隙的大小决定可通过垃圾的体积大小，这样，可依据实际情况调整该间隙的大小以便适用于不同的水域环境，适用范围广；其次，防堵环36上设置有拨杆361，利用水泵33抽取的水流驱动防堵环36旋转，进而带动拨杆361旋转，这样，即使有较大块的垃圾被吸附堵塞在内滤筒32筒口处，利用旋转的拨杆361，可将其拨动推走，有效解决堵塞问题。

上面介绍了本方案的构思思路，即通过设置有导向组件2、负压滤筒组件3以及配合设置的打捞网4和拦截滤网5，导向组件2整体为弧形，两组导向组件2可形成“八”字型的导向结构，并且导向组件2中设置有若干可旋转的叶板25，利用可旋转的叶板25，可调整相邻叶板25之间的间隙，使得该间隙允许小块垃圾通过而大块垃圾无法通过，这样，大块垃圾就会被阻挡分隔，顺着导向组件2形成的喇叭口流入到打捞网4上被打捞收集；而小块垃圾则进入到负压滤筒组件3被收集，实现了大块垃圾和小块垃圾的分类收集。

下面将针对本发明构思涉及到的具体结构做进一步的阐述：

在本实施例中，导向组件2包括顶板21和底板22，顶板21与底板22之间连接有立柱24；顶板21和底板22均为弧形结构，立柱24起到连接支撑作用；底板22开设有滑槽23，滑槽23中适配滑动有滑轨26，滑轨26能够沿着滑槽23移动；滑轨26开设有若干导槽210；底板22与顶板21之间设置有若干组叶板25，叶板25的两端分别与顶板21和底板22转动连接，即每个叶板25均可单独旋转；每个叶板25上均固定连接有连杆28，连杆28设计在叶板25的边角处，形成偏心结构；连杆28的端部连接有滑块29，滑块29与导槽210对应设置，滑块29插接在对应的所述导槽210中并且滑块29能够沿着导槽210滑移；滑轨26连接有用于驱动滑轨26移动的电缸27，电缸27的活塞杆与滑轨26铰接；当滑轨26沿着滑槽23滑动时能够带动叶板25旋转，使叶板25之间形成密拼样式或间隔样式。

在使用时，电缸27推动滑轨26移动，滑轨26在移动时，会带动滑块29移动，在此过程中，滑块29还能沿着导槽210移动，这样，滑块29移动进而会带动连杆28动作，连杆28在移动时，连杆28会使得叶板25旋转，这样，相邻叶板25之间可密拼形成一个整体，或者相邻叶板25之间具有间隙，形成间隔式样式。通过调整该间隙大小，可将大块垃圾与小块垃圾分离，大块垃圾（如泡沫板等）无法穿过该间隙，小块垃圾（如浮萍等）则能够穿过该间隙。

在本实施例中，防堵环36的底壁还设置有若干间隔设置的柱头362。在使用时，柱头362能够随着防堵环36进行旋转，其一起到一定的破碎作用，比如说，小块垃圾如泡沫板卡滞在防堵环36下方，这样，利用旋转的柱头362，可起到一定的挤压旋拧作用，将泡沫板挤碎成小块，利于后续的收集。

在本实施例中，拨杆361固定连接在防堵环36的侧壁，拨杆361的截面形状为“L”型结构。拨杆361的作用主要是将相对较大块的垃圾拨走，防止堵塞。

作为另一种优选的技术方案，负压滤筒组件3还包括阻挡盖39，阻挡盖39设置在防堵环36的上方，阻挡盖39中心具有中心孔，转轴37自由贯穿中心孔；防堵环36顶部沿着周向开设有若干腰孔363，腰孔363设置在相邻柱头362之间的区域处，阻挡盖39底部沿着周向固定连接有若干插板391，插板391能够与腰孔363适配插接；支架35上设置有用于定位阻挡盖39的螺柱311，螺柱311底端能够与阻挡盖39螺纹相连。在其使用时中，在水泵33关停前，将阻挡盖39落下，使插板391插入到腰孔363中，这样，若干插板391可形成围挡结构，在水泵33关停后，被收集的垃圾即使上漂也不会外溢飘散，提高了实用性。

内滤筒32的顶部具有边沿321，边沿321能够卡合在外筒31顶部；边沿321开设有槽口3211；支架35的底端具有卡爪351，卡爪351能够自由穿过该槽口3211；外筒31的外壁具有支撑台34，支撑台34位于边沿321的下方，卡爪351能够压持在支撑台34上表面。

在本实施例中，支架35的顶部固定连接有提手310，叶轮38设置在支架35的上方，利用叶轮38便于形成景观效果。

本实施例中，基于水生态治理的露天水面漂浮物自动清理装置的使用方法，其包括的步骤如下：

为了方便阐述，以河道治理为例：

第一，将基于水生态治理的露天水面漂浮物自动清理装置布局安装在待处理的河道，基座1设置在河岸处；

第二，依据水面垃圾实际情况，调整叶板25之间的开合度；然后启动水泵33，水泵33抽取的水冲击叶轮38，带动叶轮38旋转，进而带动防堵环36旋转；

第三，垃圾随着水流飘来，大块垃圾被导向组件2阻隔，小块垃圾能够穿过导向组件2；

第四，被阻隔的大块垃圾顺着导向组件2的喇叭口聚集至打捞网4处；

第五，小块垃圾在负压效应下漂浮至负压滤筒处；小块垃圾经防堵环36与内滤筒32之间的间隙进入到内滤筒32中被收集；无法被进入到内滤筒32中的这部分垃圾，被转动的拨杆361拨开推走，随着水流漂浮到打捞网4处；

第六，当需要清理时，两名工人配合将打捞网4两端提起，将打捞网4处的垃圾兜走，实现清理；当需要清理负压滤筒中的垃圾时，先旋拧螺柱311，将阻挡盖39拆卸，使阻挡盖39底部的插板391插入到腰孔363中，利用密密麻麻的插板391可形成较为严密的围挡结构；然后将水泵33关停，由于插板391的存在，被收集的垃圾也无法外溢；然后，整体旋转支架35，使得支架35底端的卡爪351与槽口3211错位设置，然后整体向上提拉支架35，可将内滤筒32从外筒31中提出；提出后，旋转内滤筒32或者支架35，使卡爪351与槽口3211对齐，然后将内滤筒32拆卸下来，倾倒内滤筒32中的垃圾，完成清理。

第七，清理完成后，将内滤筒32再次装配，启动水泵33，继续完成垃圾清理工作。

可以看出，本实施例中的支架35不仅仅支撑作用，还相当于一个夹爪结构，支架35连同阻挡盖39、防堵环36整体可形成一个夹具，利用该夹具可将内滤筒32从外筒31中提拉出来，支架35的可拆卸式连接方式保证了内滤筒32的可拆以及便拆。

Claims (5)

1.基于水生态治理的露天水面漂浮物自动清理装置，其特征在于，包括：

两组间隔设置的基座（1），所述基座（1）之间连接有拦截滤网（5）；

在拦截滤网（5）的迎水侧设置有两组导向组件（2），两组所述导向组件（2）围合形成“八”字型结构，两组导向组件（2）之间的空腔形成用于导向的喇叭口；导向组件（2）的另一端与基座（1）相连；所述导向组件（2）上设置有若干组可旋转的叶板（25），相邻叶板（25）之间在旋转后能够相互拼接或形成间隙；

在拦截滤网（5）与所述导向组件（2）之间设置有打捞网（4）；所述打捞网（4）两端与基座（1）相连，用于收集从喇叭口导向过来的垃圾；

在导向组件（2）与基座（1）围成的区域中设置有负压滤筒组件（3）；所述负压滤筒组件（3）包括外筒（31），所述外筒（31）内设置有内滤筒（32），在外筒（31）内底处还设置有水泵（33），所述水泵（33）连接有出水管（331）；所述外筒（31）的顶部可拆卸连接有支架（35），所述支架（35）可旋转地连接有转轴（37），转轴（37）上套设有叶轮（38），所述出水管（331）的管口与叶轮（38）对应设置，用于驱动叶轮（38）旋转；所述转轴（37）的底端固定连接有防堵环（36），所述防堵环（36）设置在所述内滤筒（32）的上方，所述防堵环（36）与所述内滤筒（32）之间具有间隙，形成垃圾过流通道；所述防堵环（36）外壁上连接有至少一组用于防堵的拨杆（361），当叶轮（38）旋转时，能够带动防堵环（36）以及拨杆（361）旋转；

所述导向组件（2）包括顶板（21）和底板（22），所述顶板（21）与底板（22）之间连接有立柱（24）；所述底板（22）开设有滑槽（23），所述滑槽（23）中适配滑动有滑轨（26），所述滑轨（26）开设有若干导槽（210）；所述底板（22）与顶板（21）之间设置有若干组叶板（25），所述叶板（25）的两端分别与所述顶板（21）和底板（22）转动连接；每个所述叶板（25）上均固定连接有连杆（28），所述连杆（28）的端部连接有滑块（29），滑块（29）与导槽（210）对应设置，所述滑块（29）插接在对应的所述导槽（210）中并且所述滑块（29）能够沿着导槽（210）滑移；所述滑轨（26）连接有用于驱动滑轨（26）移动的电缸（27）；当滑轨（26）沿着滑槽（23）滑动时能够带动叶板（25）旋转，使叶板（25）之间形成密拼样式或间隔样式；

所述负压滤筒组件（3）还包括阻挡盖（39），所述阻挡盖（39）设置在防堵环（36）的上方，所述阻挡盖（39）中心具有中心孔，所述转轴（37）自由贯穿所述中心孔；所述防堵环（36）顶部沿着周向开设有若干腰孔（363），所述腰孔（363）设置在相邻柱头（362）之间的区域处，所述阻挡盖（39）底部沿着周向固定连接有若干插板（391），所述插板（391）能够与所述腰孔（363）适配插接；所述支架（35）上设置有用于定位阻挡盖（39）的螺柱（311），所述螺柱（311）底端能够与所述阻挡盖（39）螺纹相连；

所述内滤筒（32）的顶部具有边沿（321），所述边沿（321）能够卡合在所述外筒（31）顶部；所述边沿（321）开设有槽口（3211）；所述支架（35）的底端具有卡爪（351），所述卡爪（351）能够自由穿过该槽口（3211）；所述外筒（31）的外壁具有支撑台（34），所述支撑台（34）位于边沿（321）的下方，所述卡爪（351）能够压持在所述支撑台（34）上表面。

2.根据权利要求1所述的基于水生态治理的露天水面漂浮物自动清理装置，其特征在于，所述防堵环（36）的底壁还设置有若干间隔设置的柱头（362）。

3.根据权利要求1所述的基于水生态治理的露天水面漂浮物自动清理装置，其特征在于，所述支架（35）的顶部固定连接有提手（310）。

4.根据权利要求1所述的基于水生态治理的露天水面漂浮物自动清理装置，其特征在于，所述拨杆（361）的截面形状为“L”型结构。

5.根据权利要求1所述的基于水生态治理的露天水面漂浮物自动清理装置，其特征在于，所述叶轮（38）设置在所述支架（35）的上方。