一种清除河流漂浮垃圾及收集微塑料颗粒的组合装置的制作方法

本发明涉及海洋垃圾和微塑料污染物清理领域，具体为一种清除河流漂浮垃圾及收集微塑料颗粒的组合装置。

背景技术：

近年来，微塑料(microplastics)的环境污染及其生态和人体健康风险引起了国内外高度关注，成为一类新型的全球性环境污染物。微塑料指粒径小于5mm的塑料颗粒。微塑料具有粒径小、数量大、可在水环境中持续富集、为多种污染物转移载体的特点，并可通过食物、饮用水等渠道进入人体，威胁人类健康。微塑料的环境污染不仅出现在海洋，也发生在陆地及大气环境。陆源微塑料为海洋微塑料的主要来源之一。

陆源微塑料向海洋中输送存在多种途径，其中随入海河流汇入为主要的途径之一。同时，入海河口地区不仅是海陆互相作用的交叉地带，也是人类活动最为活跃的地区。人类生产经营活动以及旅游观光抛洒产生的塑料垃圾亦会通过地表径流等汇集于海洋。查询文献显示，目前尚无针对于河流漂浮微塑料颗粒进行收集的装置，已有的各种水面漂浮垃圾收集（打捞）装置并非根据微塑料特点进行设计，对于大量的微塑料颗粒通过河流向海洋输送的状况无能为力。现今缺乏一种适用于清除河流漂浮垃圾和微塑料颗粒的收集装置。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题是提供一种可以方便快捷且有效的对河流漂浮微塑料颗粒进行收集的组合式收集装置。

为了解决上述问题，本发明采用的技术方案为一种清除河流漂浮垃圾及收集微塑料颗粒的组合装置，其特征在于，包括固定岸桩、固定缆以及与固定缆固定连接的大型漂浮垃圾收集拦网和若干微塑料单元收集器组成的链式微塑料收集装置，其中收集拦网设于微塑料单元收集器的上游河道，所述微塑料单元收集器包括有自动翻转活门、一级漏斗式滤器、二级漏斗式滤器、三级漏斗式滤器、直插式后滤网、下浮板及配重、套筒式互连装置、上盖板，所述微塑料单元式收集器为高强树脂长方体箱式结构，箱式结构前后两侧及上侧均为开口，箱式结构包括底板、侧壁，其中侧壁上设有若干垂直于底板的限位条及与限位条相互配合的金属制闭合矩形框架，所述矩形框架上连接有一级漏斗式滤器、二级漏斗式滤器、三级漏斗式滤器，所述漏斗式滤器为结构相同，网目不同规格的滤器，所述侧壁的前后侧分别设有连接槽口，其中前槽口安装有自动翻转活门，后槽口连接直插式后滤网。

进一步地，所述自动翻转活门为金属制垂直矩形闭合框架和固定于其上的2组自动翻转门组成，金属制垂直矩形闭合框架中央有一道中央隔断将框架分为等面积左右2部分，左右框架中央各安装有一根垂直活门轴，一对活门各安装于其上，活门轴内侧安装有一复位弹簧。

进一步地，所述微塑料单元式收集器下浮板为长度、宽度略大于微塑料单元式收集器的闭合箱体结构，内部中空，下浮板上侧有与微塑料单元式收集器底部面积相同的凹槽，下浮板下侧可固定一定重量的铅制配重。

进一步地，所述微塑料单元式收集器套筒式互连装置包括套筒结构和连接栓，所述连接栓底部设有关节球头，其中套筒结构分为上套筒、下套筒两部分，其中上套筒套设于连接栓上，其上套筒中央设有通孔，上套筒与下套筒相配合处设有关节窝及相互配合的内外螺纹，其中通孔的直径大于连接栓的直径。

进一步地，微塑料单元式收集器上盖板为树脂材质长方形板状结构，可拆卸连接。

进一步地，漏斗式滤器外侧金属制闭合矩形框架为实心不锈钢、铝合金材质，漏斗状筛绢网后端有开口，为捆扎封口设计，漏斗状筛绢网材质为筛绢，规格分别依次为50目、100目、200目。

进一步地，所述大型漂浮垃圾收集拦网为金属制垂直矩形闭合框架和固定于其上的漏斗形网具组成。垂直矩形框架结构左右两侧各有3处金属制连接环，漏斗形网具为高强度聚乙烯纤维线编织成漏斗网状结构。

进一步地，所述微塑料单元式收集器直插式后滤网外侧为金属制闭合矩形框架为实心不锈钢、铝合金材质，金属制直立结构滤网为铝合金或不锈钢等材质，后滤网规格为20网目。

进一步地，所述微塑料单元式收集器下浮板为硬度高、耐磨性强、抗老化、不析出pvc或abs树脂材质，配重为铅材质。

进一步地，所述微塑料单元式收集器套筒式互连装置为实心不锈钢、铝合金材质。

与现有技术相比，本发明优点如下：

①本发明可利用现有河道进行施工建设，无需对河道进行大幅改造，对环境友好，适应性广，通用性较好，节约成本；

②本发明可有效降低通过入海河流向海洋输送的漂浮垃圾和微塑料颗粒数量，减少海洋中微塑料的一个重要源，间接可降低水产品微塑料含量，提高水产品质量，保护人体健康；

③本发明微塑料收集网单元等主要结构为模块化组合式设计，可以很方便的拆卸、回收或更换；

④本发明采用多级滤除设计，采用漏斗网式设计，容积较大，可有效的去除进水中的微塑料颗粒，减少更换或冲洗滤网频率；

⑤本发明微塑料收集网单元设置有单向自动翻转活门装置，在水流的冲击作用下开启，在水体静止或潮汐反流时关闭，可在收集微塑料的同时保证网具内微塑料不会反溢出；

⑥套筒式互连结构采用上套筒与下套筒相配合的方式来固定连接栓底部的圆形阻隔，其中空腔的体积大于圆形阻隔且通孔的直径大于连接栓直径，使得相邻收集器在水平及垂直方向浮动时都有一定的缓冲空间，降低浮动过程中由于风浪过大造成链式收集装置崩裂，进而影响收集工作；

本发明装置施工作业、组合安装及使用方便，成本相对低廉，维护较简单。

附图说明

图1是本发明收集装置的整体示意图；

图2是本发明大型漂浮垃圾收集拦网的结构示意图；

图3是本发明微塑料单元收集器的结构示意图；

图4是本发明微塑料单元收集器的主视图；

图5是本发明微塑料单元收集器的俯视图；

图6是本发明自动翻转活门闭合时的结构示意图；

图7是本发明自动翻转活门开启时的结构示意图；

图8是本发明套筒式互连装置的结构示意图；

图9是本发明下套筒的结构示意图。。

其中，1、大型漂浮垃圾收集拦网，2、微塑料单元收集器，3、自动翻转活门,31、自动翻转门，32、活门轴，33、复位弹簧，4、一级漏斗式滤器，5、二级漏斗式滤器，6、三级漏斗式滤器，7、直插式后滤网，8、套筒式互连装置，81、套筒结构，82、连接栓，811、上套筒，812、下套筒，813、通孔，814、关节窝，821、关节球头，9、限位条，10、下浮板。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步详细的说明，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，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

如图1-9所示，一种清除河流漂浮垃圾及收集微塑料颗粒的组合装置，其特征在于，包括固定岸桩、固定缆以及与固定缆固定连接的大型漂浮垃圾收集拦网1和若干微塑料单元收集器2，其中收集拦网1设于微塑料单元收集器2的上游河道，所述微塑料单元收集器2包括有自动翻转活门3、一级漏斗式滤器4、二级漏斗式滤器5、三级漏斗式滤器6、直插式后滤网7、下浮板及配重、套筒式互连装置8、上盖板，所述微塑料单元式收集器2为高强树脂长方体箱式结构，箱式结构前后两侧及上侧均为开口，箱式结构包括底板、侧壁，其中侧壁上设有若干垂直于底板的限位条9及与限位条9相互配合的金属制闭合矩形框架，所述矩形框架上连接有一级漏斗式滤器4、二级漏斗式滤器5、三级漏斗式滤器6，所述漏斗式滤器为结构相同，网目不同规格的滤器，所述侧壁的前后侧分别设有连接槽口，其中前槽口安装有自动翻转活门3，后槽口连接直插式后滤网7。

固定岸桩为2组各2个金属制或木制固定桩，分别固定于河道两岸，岸桩上部有一组可与固定缆连接的金属连接环。2组固定岸桩可分别固定大型漂浮垃圾收集拦网1和串联式微塑料单元式收集器2。

大型漂浮垃圾收集拦网1为金属制垂直矩形闭合框架和固定于其上的漏斗形网具组成。金属制垂直矩形闭合框架长度略小于河面宽度，高度为2m，在垂直矩形框架结构左右两侧各有3处金属制连接环，大型漂浮垃圾收集拦网1的连接环与固定岸桩可通过固定缆固定连接，通过调整缆绳长度，使大型漂浮垃圾收集拦网可保持垂直且约一米左右高度露出水面。漏斗形网具为高强度聚乙烯纤维线编织成漏斗网状，孔径约为2cm～4cm。

作为本发明的进一步改进，所述自动翻转活门3为金属制垂直矩形闭合框架和固定于其上的2组自动翻转门31组成，金属制垂直矩形闭合框架中央有一道中央隔断将框架分为等面积左右2部分，左右框架中央各安装有一根垂直活门轴32，一对活门各安装于其上，活门轴32内侧安装有一复位弹簧33，复位弹簧33两翼可支撑活门关闭。当河水流动时，水流冲击活门将其打开，漂浮的微塑料颗粒随水流进入至收集器内，当河水水流停止或者河口感潮时，复位弹簧33可将活门关闭，防止收集器内的微塑料颗粒反溢出。

作为本发明的进一步改进，所述微塑料单元式收集器下浮板为长度、宽度略大于微塑料单元式收集器的闭合箱体结构，内部中空，下浮板10上侧有与微塑料单元式收集器底部面积相同的凹槽，下浮板10下侧可固定一定重量的铅制配重，下浮板能保证微塑料单元式收集器的漂浮及在水面间的悬停，减少收集器的上下摆动幅度。

所述微塑料单元式收集器套筒式互连装置包括套筒结构81和连接栓82，所述连接栓82底部设有关节球头821，其中套筒结构81分为上套筒811、下套筒812两部分，其中上套筒811套设于连接栓82上，其上套筒811中央设有通孔813，上套筒811与下套筒812相配合处设有关节窝814及相互配合的内外螺纹，其中关节窝814由上套筒811及下套筒814装配完成时共同组成，用于容纳关节球头821，其中通孔813的直径大于连接栓82的直径，减少对相邻收集器的拉扯，从而保障互连装置8的使用寿命，减少了不必要的因拉扯断掉而带来的检测延误或人力成本，下套筒812上设有间隙，当上套筒811向下拧紧时，两套筒间的配合更加紧密，作为互连装置的进一步改进，其中关节窝814的体积应略大于关节球头821的体积，保证上套筒811相对于下套筒812旋转时在垂直方向有一定的移动余量，起到保护和缓冲的作用，作为优选的，关节窝814的内表面可固接橡胶或海绵，放冲撞效果更加。

作为本发明的进一步改进，微塑料单元式收集器上盖板为树脂材质长方形板状结构，可拆卸连接。

作为本发明的进一步改进，漏斗式滤器外侧金属制闭合矩形框架为实心不锈钢、铝合金材质，漏斗状筛绢网后端有开口，为捆扎封口设计，漏斗状筛绢网材质为筛绢，规格分别依次为50目、100目、200目，每个漏斗式滤器上侧均设置有提把，方便把滤器整体取出冲洗或更换。当把滤器取出冲洗时，可解开其后端捆扎封口，将汇集其中的微塑料颗粒冲洗出来。

作为本发明的进一步改进，所述大型漂浮垃圾收集拦网1为金属制垂直矩形闭合框架和固定于其上的漏斗形网具组成。垂直矩形框架结构左右两侧各有3处金属制连接环，漏斗形网具为高强度聚乙烯纤维线编织成漏斗网状结构。

作为本发明的进一步改进，所述微塑料单元式收集器直插式后滤网7外侧为金属制闭合矩形框架为实心不锈钢、铝合金材质，金属制直立结构滤网为铝合金或不锈钢等材质，后滤网规格为20网目，直插式后滤网可防止水体中浮游生物及其它生物进入至微塑料收集器内。直插式后滤网上侧设置有提把，方便把后滤网整体取出冲洗或更换。

作为本发明的进一步改进，所述微塑料单元式收集器下浮板为硬度高、耐磨性强、抗老化、不析出pvc或abs树脂材质，配重为铅材质。

作为本发明的进一步改进，所述微塑料单元式收集器套筒式互连装置8为实心不锈钢、铝合金材质。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型，这些改进和优化均在本发明的保护范围内。