CN120592181A - 一种集水井油污清理系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及油污清理技术领域，其提供一种集水井油污清理系统及方法，其中，集水井油污清理系统，包括若干个井内摄像机，分区域布设在集水井的井壁上，用于获取集水井内水面油污的图像信息；集油装置，用于收集集水井内的油污；中央控制器，用于获取井内摄像机发送的图像信息，并根据图像信息获取集水井内油污面积及油污所在集水井内的位置区域信息，并根据油污面积信息判断是否启动吹油机构；清污船，用于根据中央控制器的控制指令对集油渠内部或者外部的油污进行清理。本发明能够自动检测集水井内的油污，并通过控制清污船自动对油污进行清理，相比工人清理的方式，其清理效率更高，作业更安全。

Description

一种集水井油污清理系统及方法

技术领域

本发明涉及油污清理技术领域，具体是指一种集水井油污清理系统及方法。

背景技术

水电站运行过程中机电设备的漏油大多汇集到集水井内。为防止油污流入下游河道，威胁环境安全，需要人工定期清理油污，若油污未完全清理，影响下游水质安全。由于集水井为密闭空间，采用人工清理的方式危险系数大，劳动强度高，清理效果不理想。为此，本申请提供一种集水井油污清理系统及方法。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明设计一种集水井油污清理系统及方法。

本发明通过以下技术方案实现：一种集水井油污清理系统，

若干个井内摄像机，分区域布设在集水井的井壁上，用于获取集水井内水面油污的图像信息；

集油装置，包括沿集水井的井壁周向铺设的浮排框架，连接在所述浮排框架的相对两边以将浮排框架的内部空间分隔出集油渠的隔油机构，以及设置在浮排框架上并与集油渠相对的吹油机构；所述吹油机构用于将油污吹进集油渠；

中央控制器，用于获取井内摄像机发送的图像信息，并根据图像信息获取集水井内油污面积及油污所在集水井内的位置区域信息，并根据油污面积信息判断是否启动吹油机构；

清污船，与中央控制器通讯，用于根据中央控制器的控制指令对集油渠内部或者外部的油污进行清理；所述清污船上设置有子控制器分别与子控制器连接的机械手和船端摄像机，所述子控制器还与清污船的推进系统连接。

所述隔油机构包括连接在浮排框架相对两边的安装梁以及设置在安装梁上的若干个隔油组件；所述隔油组件包括三角形导油块和挡油块，所述三角形导油块和挡油块前后设置，且挡油块位于靠近集油渠一侧；所述三角形导油块的任一尖端朝向吹油机构，相邻两个隔油机构的三角形导油块之间形成过油间隙；所述三角形导油块上设置有挡油平面和弧形导油面，所述挡油平面朝向集油渠一侧，所述弧形导油面向相邻的隔油机构的三角形导油块的后方延伸。

所述吹油机构包括设置在浮排框架上的吹气管和与吹气管连接的吹气泵，所述吹气泵与中央控制器连接；所述吹气管上设置有若干个朝向集油渠的喷气嘴。

本发明还公开一种基于上述的集水井油污清理系统的油污清理方法，包括以下步骤：

步骤1：各个编号的井内摄像机实时获取集水井内其对应区域的水面图像信息，并将图像信息传输给中央控制器；

步骤2：中央控制器根据各区域的图像信息判断水面是否有油污；若水面有油污，中央控制器计算油污面积，判断油污面积是否大于或等于设定的第一阈值；若大于或等于第一阈值，执行步骤3；若小于第一阈值，则进一步判定油污是否大于或等于设定的第二阈值；若大于或等于第二阈值，执行步骤4；若小于第二阈值，执行步骤5；

步骤3：中央控制器启动吹气泵，吹油机构吹出气体将水面油污吹入集油渠内；中央控制器发送指令给清污船上的子控制器，子控制器发送信号给推进系统，使清污船靠近集油渠；子控制器控制机械手爪取清污船上的吸油纸置入集油渠内；子控制器控制清污船沿集油渠往复移动，使吸油纸吸附集油渠内的油污；船端摄像机获取集油渠的图像信息发送给子控制器，子控制器判断集油渠是否仍然有油污，若有，则继续控制清污船沿集油渠往复移动，若无，则控制清污船返航；

步骤4：中央控制器发送指令给清污船上的子控制器，子控制器发送信号给推进系统，使清污船行驶至油污区域；子控制器控制机械手爪取清污船上的吸油纸置于该区域水面，并控制清污船在该区域水面往复行驶，使吸油纸吸附该区域水面上的油污；船端摄像机获取油污信息并发送给子控制器，子控制器判断该区域是否仍然有油污，若有，则继续控制清污船沿在该区域往复移动，若无，则控制清污船返航；

步骤5；中央控制器发送指令给清污船上的子控制器，子控制器发送信号给推进系统，使清污船行驶至油污区域；子控制器控制机械手爪取清污船上的化油粉抛洒至油污区域。

所述第一阈值大于第二阈值。

步骤3中还包括：清污船每往返一次后，子控制器控制机械手将吸油后的吸油纸置于清污船上的废纸仓内，并抓取新的吸油纸吸附剩余油污。

与现有技术相比，本申请实施例具有如下有益效果：本发明能够自动检测集水井内的油污，并通过控制清污船自动对油污进行清理，相比工人清理的方式，其清理效率更高，作业更安全。

附图说明

在此所述的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的限定。在各图中，相同标号表示相同部件。其中，

图1为本发明各模块的连接示意图。

图2为本发明的集油装置的俯视图。

图3为图2中A处的放大示意图。

上述附图中的附图标记为：1-浮排框架，2-安装梁，3-集油渠，4-弧形导油面，5-吹气管，6-三角形导油块，7-挡油块，8-挡油平面。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本申请方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请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申请一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，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，都应当属于本申请保护的范围。

需要说明的是，如果本申请的说明书和权利要求书及上述附图中涉及到术语“第一”、“第二”等，其是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本申请的实施例。此外，如果涉及到术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

在本申请中，如果涉及到术语“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“中”、“竖直”、“水平”、“横向”、“纵向”等，其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。这些术语主要是为了更好地描述本申请及其实施例，并非用于限定所指示的装置、元件或组成部分必须具有特定方位，或以特定方位进行构造和操作。

并且，上述部分术语除了可以用于表示方位或位置关系以外，还可能用于表示其他含义，例如术语“上”在某些情况下也可能用于表示某种依附关系或连接关系。对于本领域普通技术人员而言，可以根据具体情况理解这些术语在本申请中的具体含义。

此外，在本申请中，如果涉及到术语“安装”、“设置”、“设有”、“连接”、“相连”、“套接”等应做广义理解。例如，可以是固定连接，可拆卸连接，或整体式构造；可以是机械连接，或电连接；可以是直接相连，或者是通过中间媒介间接相连，又或者是两个装置、元件或组成部分之间内部的连通。对于本领域普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本申请。

实施例

本实施例公开了一种集水井油污清理系统，其包括：井内摄像机、集油装置、中央控制器以及清污船。

其中，井内摄像机的数量有多个，并且依次标号，井内摄像机分区域布设在集水井的井壁上，用于获取集水井内水面油污的图像信息；例如，1号井内摄像机对应的是集水井内的1号区域，其采集的是1号区域的水面图像信息。

如图2所示，集油装置包括：浮排框架1、隔油机构以及吹油机构；其中，浮排框架1沿集水井的井壁周向铺设，浮排框架1为泡沫材料，其能浮在水面上。隔油机构连接在所述浮排框架1的相对两边，从而将浮排框架1的内部空间分隔出集油渠3，集油渠3的宽度较小。吹油机构设置在浮排框架1上并与集油渠3相对，其用于将水面上的油污吹进集油渠3内。

具体的，如图3所示，隔油机构包括连接在浮排框架1相对两边的安装梁2以及设置在安装梁2上的若干个隔油组件；安装梁2位于水面之下，而隔油组件则至少一部分位于水面之上。

所述隔油组件包括三角形导油块6和挡油块7；所述三角形导油块6和挡油块7前后设置，且挡油块7位于靠近集油渠3一侧。所述三角形导油块6的任一尖端朝向吹油机构，相邻两个隔油机构的三角形导油块6之间形成过油间隙；所述三角形导油块6上设置有挡油平面8和弧形导油面4，所述挡油平面8朝向集油渠3一侧，所述弧形导油面4向相邻的隔油机构的三角形导油块6的后方延伸。

通过上述结构，当吹油机构将油污吹向集油渠3时，油污先遇到三角形导油块6的尖端，油污被向两侧导引，并从相邻两块三角形导油块6之间的过油间隙穿过，接着油污遇到弧形导油面4，并沿着弧形导油面4进入集油渠3内。集油渠3内的油污在挡油平面8和三角形导油块6的阻挡下，加之油污的张力，集油渠3内的油污不容易从集油渠3返流出来。

另外，所述吹油机构包括固定在浮排框架1上的吹气管5和与吹气管5连接的吹气泵。吹气管5上设置有若干个朝向集油渠3的喷气嘴，当吹气泵启动时，气体从喷气嘴吹出，将集水井内的油污吹入集油渠3内。

中央控制器设置在集水井外，其与井内摄像机和吹气泵电连接，用于获取井内摄像机发送的图像信息，并根据图像信息获取集水井内油污面积及油污所在集水井内的位置区域信息，并根据油污面积信息判断是否启动吹油机构。

清污船上设置有子控制器，分别与子控制器连接的机械手和船端摄像机，子控制器还与清污船的推进系统连接。中央控制器上连接有第一通讯模块，子控制器上连接有第二通讯模块，中央控制器和子控制器之间通过第一通讯模块和第二通讯模块连接，如图1所示。清污船用于根据中央控制器的控制指令对集油渠3内部或者外部的油污进行清理。

另外，清污船上还设置有吸油纸放置仓、吸油纸回收仓以及化油粉放置仓，吸油纸放置仓内放置有吸油纸。

基于上述的集水井油污清理系统的油污清理方法，包括以下步骤：

步骤1：各个编号的井内摄像机实时获取集水井内其对应区域的水面图像信息，并将图像信息传输给中央控制器。

步骤2：中央控制器根据接收的各区域图像信息判断水面是否有油污；若水面有油污，则中央控制器进一步计算油污面积，并判断油污面积是否大于或等于设定的第一阈值；若大于或等于第一阈值，执行步骤3；若小于第一阈值，则进一步判定油污是否大于或等于设定的第二阈值；若大于或等于第二阈值，执行步骤4；若小于第二阈值，执行步骤5。

具体的，识别水面的油污面积可采用现有的识别方法，例如，井内摄像机可以包括红外摄像机和彩色摄像机，红外摄像机和彩色摄像机分别拍摄区域内的图像，中央控制器识别红外摄像机和彩色摄像机的油污图像的相对面积占比，以确定出区域内的油污面积；当然也可采用现有的其它算法来计算油污面积，不再详细说明。

另外，设定的第一阈值大于第二阈值，当油污面积大于第一阈值时，说明集水井内的油污量较多，此时采用步骤3中的清理方式；当油污面积大于或等于第二阈值而小于第一阈值时，说明集水井内的油污量较少，此时采用步骤4中的清理方式；当油污面积小于第二阈值时，说明集水井内的油污量很少，此时采用步骤5中的清理方式。

中央控制器通过识别各编号的井内摄像机的图像信息即可确认哪一区域水面存在油污，例如，1号井内摄像机拍摄的图像内有油污，说明集水井内1号区域内有油污。

步骤3：当油污面积大于或等于第一阈值时，中央控制器启动吹气泵，吹油机构吹出气体将水面油污吹入集油渠3内；接着，中央控制器发送指令给清污船上的子控制器，子控制器发送信号给推进系统，使清污船靠近集油渠3；子控制器控制机械手爪取清污船上的吸油纸置入集油渠3内；然后子控制器控制清污船沿集油渠3往复移动，使吸油纸吸附集油渠3内的油污；与此同时，船端摄像机获取集油渠3的图像信息发送给子控制器，子控制器根据图像信息判断集油渠3是否仍然有油污，若有，则继续控制清污船沿集油渠3往复移动，若无，则控制清污船返航。

在该情况下，由于油污量较多，清污船每往返一次后，子控制器控制机械手将吸油后的吸油纸置于清污船上的废纸仓内，并抓取新的吸油纸吸附剩余油污。本实施例在油污量较多的情况下将油污先收集在集油渠3内再进行清理，使油污清理更彻底、更高效。

步骤4：当集水井内的油污量较少时，中央控制器发送指令给清污船上的子控制器，子控制器发送信号给推进系统，使清污船行驶至该油污区域，例如，油污存在于1号区域，清污船则行驶至1号区域。接着，子控制器控制机械手爪取清污船上的吸油纸置于该区域水面，并控制清污船在该区域水面往复行驶，使吸油纸吸附该区域水面上的油污；与此同时，船端摄像机获取油污信息并发送给子控制器，子控制器判断该区域是否仍然有油污，若有，则继续控制清污船沿在该区域往复移动，若无，则控制清污船返航。即在油污量较少时，控制清污船直接在该区域进行清理，不需要将油污收集到集油渠内。

步骤5；当集水井内的油污量很少时，中央控制器发送指令给清污船上的子控制器，子控制器发送信号给推进系统，使清污船行驶至该油污区域；子控制器控制机械手爪取清污船上的化油粉抛洒至油污区域，利用化油粉进行清理油污。

本实施例能够自动检测集水井内的油污，并通过控制清污船自动对油污进行清理，相比工人清理的方式，其清理效率更高，作业更安全；同时，本实施例结合多种清污方式，进一步提高油污清理效率。

需要注意的是，本说明书中公开的所有特征，或公开的所有方法或过程中的步骤，除了互相排斥的特征和/或步骤以外，均可以以任何方式组合。

另外，上述具体实施例是示例性的，本领域技术人员可以在本发明公开内容的启发下想出各种解决方案，而这些解决方案也都属于本发明的公开范围并落入本发明的保护范围之内。本领域技术人员应该明白，本发明说明书及其附图均为说明性而并非构成对权利要求的限制。本发明的保护范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (6)

1.一种集水井油污清理系统，其特征在于，

若干个井内摄像机，分区域布设在集水井的井壁上，用于获取集水井内水面油污的图像信息；

集油装置，包括沿集水井的井壁周向铺设的浮排框架（1），连接在所述浮排框架（1）的相对两边以将浮排框架（1）的内部空间分隔出集油渠（3）的隔油机构，以及设置在浮排框架（1）上并与集油渠（3）相对的吹油机构；所述吹油机构用于将油污吹进集油渠（3）；

中央控制器，用于获取井内摄像机发送的图像信息，并根据图像信息获取集水井内油污面积及油污所在集水井内的位置区域信息，并根据油污面积信息判断是否启动吹油机构；

清污船，与中央控制器通讯，用于根据中央控制器的控制指令对集油渠（3）内部或者外部的油污进行清理；所述清污船上设置有子控制器分别与子控制器连接的机械手和船端摄像机，所述子控制器还与清污船的推进系统连接。

2.根据权利要求1所述的集水井油污清理系统，其特征在于，所述隔油机构包括连接在浮排框架（1）相对两边的安装梁（2）以及设置在安装梁（2）上的若干个隔油组件；所述隔油组件包括三角形导油块（6）和挡油块（7），所述三角形导油块（6）和挡油块（7）前后设置，且挡油块（7）位于靠近集油渠（3）一侧；所述三角形导油块（6）的任一尖端朝向吹油机构，相邻两个隔油机构的三角形导油块（6）之间形成过油间隙；所述三角形导油块（6）上设置有挡油平面（8）和弧形导油面（4），所述挡油平面（8）朝向集油渠（3）一侧，所述弧形导油面（4）向相邻的隔油机构的三角形导油块（6）的后方延伸。

3.根据权利要求1所述的集水井油污清理系统，其特征在于，所述吹油机构包括设置在浮排框架（1）上的吹气管（5）和与吹气管（5）连接的吹气泵，所述吹气泵与中央控制器连接；所述吹气管（5）上设置有若干个朝向集油渠（3）的喷气嘴。

4.一种基于权利要求1-3任一项所述的集水井油污清理系统的油污清理方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1：各个编号的井内摄像机实时获取集水井内其对应区域的水面图像信息，并将图像信息传输给中央控制器；

步骤2：中央控制器根据各区域的图像信息判断水面是否有油污；若水面有油污，中央控制器计算油污面积，判断油污面积是否大于或等于设定的第一阈值；若大于或等于第一阈值，执行步骤3；若小于第一阈值，则进一步判定油污是否大于或等于设定的第二阈值；若大于或等于第二阈值，执行步骤4；若小于第二阈值，执行步骤5；

步骤3：中央控制器启动吹气泵，吹油机构吹出气体将水面油污吹入集油渠（3）内；中央控制器发送指令给清污船上的子控制器，子控制器发送信号给推进系统，使清污船靠近集油渠（3）；子控制器控制机械手爪取清污船上的吸油纸置入集油渠（3）内；子控制器控制清污船沿集油渠（3）往复移动，使吸油纸吸附集油渠（3）内的油污；船端摄像机获取集油渠（3）的图像信息发送给子控制器，子控制器判断集油渠（3）是否仍然有油污，若有，则继续控制清污船沿集油渠（3）往复移动，若无，则控制清污船返航；

步骤4：中央控制器发送指令给清污船上的子控制器，子控制器发送信号给推进系统，使清污船行驶至油污区域；子控制器控制机械手爪取清污船上的吸油纸置于该区域水面，并控制清污船在该区域水面往复行驶，使吸油纸吸附该区域水面上的油污；船端摄像机获取油污信息并发送给子控制器，子控制器判断该区域是否仍然有油污，若有，则继续控制清污船沿在该区域往复移动，若无，则控制清污船返航；

步骤5；中央控制器发送指令给清污船上的子控制器，子控制器发送信号给推进系统，使清污船行驶至油污区域；子控制器控制机械手爪取清污船上的化油粉抛洒至油污区域。

5.根据权利要求4所述的油污清理方法，其特征在于，所述第一阈值大于第二阈值。

6.根据权利要求4所述的油污清理方法，其特征在于，步骤3中还包括：清污船每往返一次后，子控制器控制机械手将吸油后的吸油纸置于清污船上的废纸仓内，并抓取新的吸油纸吸附剩余油污。