水面垃圾或浮生植物清理装备的制作方法

本发明涉及一种环保装备，具体涉及一种水面垃圾或浮生植物清理装备。

背景技术：

随着社会的发展，生活垃圾日益增多，国家虽然大力支持环保和出台各种环保政策，民众的环保意识也在逐步增强，但是仍不乏有大量的生活垃圾、废旧塑料制品及地表植被的根茎或树枝进入江河湖泊之中。近年来大量的降雨使各地出现不同的汛情，各地汛情将堆积在部分固定垃圾点或河道周围的废弃物一并带入水体。这些漂浮生活垃圾及废弃物进入水体集结，不仅造成污染影响水质，还破坏了生活水源，且部分非常难降解、影响市容卫生，甚至影响航道存在隐患；这些漂浮垃圾随着水势的变化而变化，在河流的一定状态下存在着大量不同位置的天然集中漂浮区，分布广泛，影响漂浮区生态，危害巨大。另外，部分水域浮生植物在合适的光照、温度和富含p、n的水域疯长，给水体环境带来很大的影响，长时间聚集会造成水质变脏、变臭，严重影响人们生活。目前，对于大型的河道、海面和湖泊等，存在很多大型的水面垃圾/浮生植物收集清理装备和打捞装置；但是对于浅水河道，采用大型的水面垃圾/浮生植物收集装置由于吃水原因基本无法清理；对于那些分布广泛的漂浮区域虽然大型垃圾/浮生植物清理装备可收集，但其资源消耗大，收集效率极低，投资清理费用较高。

市面上存在的传统的小型水面垃圾/浮生植物收集装置多采用传送带收集、翻斗收集、铲式收集、喷水造流收集、叶轮收集等方式。传送带收集、翻斗收集及铲式收集等多依靠船的动力装置配合螺旋桨或水轮产生推力，逆水流对垃圾进行收集；此类垃圾收集装置对较浅的区域或靠近边缘的区域，垃圾清理存在收集不完全或损坏清理设备的隐患。如cn205475154u采用了两级传送带收集水面垃圾至垃圾箱，此种水面垃圾收集装置对垃圾收集需要相对逆水流进行，且对浅水区域收集不完全，收集效率不高，还有可能损坏其传送带或其动力装置，另外传送带的润滑等还有可能存在二次污染。喷水造流收集装置对垃圾的收集主要依靠水将垃圾冲出后被以铲式或翻斗式等收集起来，此类装置对能耗消耗大，同时喷水可能造成一些垃圾/浮生植物被冲出顺着水流进入主航道，需要对垃圾二次收集，且可能造成浮生植物二次疯长的隐患；叶轮收集方式使用也较少，此种方式多采用叶轮在水面将垃圾传递到垃圾箱中，机械叶轮也容易被塑料袋、布条或浮生植物根茎等垃圾卡死损坏机械。另外，还设有通过吸尘器方式收集清理漂浮垃圾的方式，如cn102953361a公布一个水面浮游垃圾清理装置，主要通过潜水吸盘吸入垃圾到垃圾仓内，存在无法对稍大垃圾/浮生植物进行清理的缺陷，此外收集效率极低。经过分析发现以上小型水面垃圾收集装备多均无法对稍大树枝和农作物杆茎进行收集，这些较大的物品完全靠人工打捞，不但耗费人力、打捞效率极低，而且作业危险性大，劳动强度高；同时上述垃圾/浮生植物清理装备大部分都需要单独提供行进所需动力，对能源的利用率不高。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题是，为了克服现有技术的不足，提供一种水面垃圾或浮生植物清理装备。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：水面垃圾或浮生植物清理装备，包括碎裂式俘集装置、自吸式过滤装置、喷射驱动装置、袋式垃圾排布装置、自动监控装置和船体；所述碎裂式俘集装置安装在船体前端，所述自吸式过滤装置安装在船体上，并位于碎裂式俘集装置后端，所述碎裂式俘集装置与自吸式过滤装置之间为碎裂俘集端，所述喷射驱动装置安装在船体上，并与自吸式过滤装置相连接，所述袋式垃圾排布装置安装在船体上，并与自吸式过滤装置相连接，所述自动监控装置安装在船体上。

进一步，所述碎裂式俘集装置包括碎裂机构和动力机构，所述动力机构与碎裂机构相连接。所述碎裂式俘集装置可将垃圾俘获收集至碎裂机构，也可通过液位差（壳体内部液位低于外部水面液位）引流使垃圾趋向碎裂机构运动。

进一步，所述碎裂机构可为旋转刀具与旋转刀具、或旋转刀具与固定刀具配合碎裂的差速碎裂机构，也可为链式碎裂机构等；所述碎裂机构可为一组或两组以上配合俘集碎裂；所述的动力机构为机械液压动力机构、电动动力机构或原动机。

进一步，所述碎裂俘集装置还可设有摆臂机构，所述碎裂机构固定在摆臂机构上旋转和摆动，所述摆臂机构可单独设置动力机构或与碎裂机构共用动力机构。

进一步，所述自吸式过滤装置包括壳体和滤袋；所述壳体上设有进水口和出水口，所述壳体与船底相连接，所述进水口与碎裂俘集端相连，且进水口下边缘低于水面，所述进水口与滤袋入口相连接，所述出水口与喷射驱动装置相连接，所述滤袋与袋式垃圾排布装置相连接。垃圾进入滤袋收集，滤袋过滤出的水通过出水口与喷射驱动装置的喷射液泵的入口相连。

进一步，所述喷射驱动装置包括喷射液泵和管道阀；所述管道阀为两组以上，分别安装在船体的后端及两侧，所述喷射液泵的入口与自吸式过滤装置相连接，所述喷射液泵的出口通过管道与管道阀的入口相连接，可实现船体的前进、后退、转向和停止等多种动作。

进一步，所述袋式垃圾排布装置包括提升机构、收口机构、换袋机构、压缩机构和闸板机构；所述闸板机构安装在碎裂俘集端与自吸式过滤装置中间，所述提升机构与自吸式过滤装置的滤袋以活扣相连，所述收口机构、换袋机构和压缩机构安装在船体上。在滤袋收集满后，闸板机构自动下沉，提升机构提升至收口机构收口后到甲板高度，提升机构侧向翻转待滤袋落至船体上后恢复水平，由换袋机构换袋后下落至收集处，闸板机构自动提升，继续收集，船体上滤袋在压缩机构作用下压缩并靠边摆放。

进一步，所述自动监控装置包括监控机构、工控机和控制机构；所述监控机构、工控机和控制机构以电路连接，为整船提供视野，并将监控机构的画面通过工控机对比后传输指令至控制机构协调动作；自动监控装置还设有人工手动、自动及遥控多种模式。

进一步，所述船体包括甲板和船底；所述船底的水面以下位置设有出水口，所述甲板固定在船底上。

进一步，所述滤袋主要特征为：可高效的将垃圾和水进行分离，其形式不仅仅局限于滤袋，还包括滤网或其他成熟的过滤装置。

进一步，所述袋式垃圾排布装置可通过提升机构、收口机构、换袋机构、压缩机构和闸板机构等协调动作，实现装满垃圾滤袋的有序排放和布置。

进一步，所述船体可以使用浮筒或者其他密闭容器，也可使用通过发泡等方式增加浮力其它装置。

进一步，本装备还设有使用所需的电源装置，电源装置可以使用太阳能供电也可以使用发电机组供电。

本发明的技术原理：

1）针对大型水面漂浮垃圾，常规装备无法收集只能靠人工打捞收集的问题，设置碎裂式俘集装置（其差速刀具/链式旋转、摆动粉碎）对垃圾及水草可轻松碎裂，多组配合将大型垃圾变为小型，更易于收集。

2）针对常规水面漂浮垃圾/浮生植物自动清理装备无法对浅水区边缘区收集、喷水造流可能将垃圾冲入主航道造成二次污染的问题，利用液位差(壳体内部液位低于外部水面液位)将垃圾引流至碎裂式俘集装置并由自吸式过滤装置清理，可实现多方位大面积的垃圾趋向船体运动的效果；大大减少垃圾被冲走的隐患。

3）针对常规水面漂浮垃圾/浮生植物自动清理装备需要对清理装置和船体都增加动力装置，利用喷水推进的原理，将喷水推进所需的动力加以利用形成液位差(壳体内部液位低于外部水面液位)将垃圾引流收集，实现收集驱动动力一体，提高资源利用率。

4）针对常规水面漂浮垃圾/浮生植物自动清理装备多采用螺旋桨和水轮装置推进及叶轮收集易被垃圾布条塑料袋及水草缠绕和卡死的维修困难的问题，利用喷水推进，可轻松解决以上问题。

5）针对常规喷水推进的高造价及漂浮垃圾/浮生植物清理需要低投资的问题，利用喷水造流装置通过安装于不同方向的管道阀控制喷水的方位和顺序，可轻松实现漂浮垃圾/浮生植物清理装备的静止、缓速、快速前进后退等功能；且造价低，对漂浮垃圾/浮生植物清理需要耗费的成本低。

本发明的有益效果：

1）适应性好，可对河流的大、小型垃圾统一清理。

2）利用液位差造流的原理，可实现多方位大面积的垃圾趋向船体运动；可简单实用的对水面垃圾/浮生植物进行清理，提高收集效率，收集效果好。

3）利用喷水推进的原理，以控制装置控制喷水方向驱动，克服水阻力从而使垃圾/浮生植物清理装备移动，提高对能源的利用率，节能、环保，维护保养方便。

4）垃圾/浮生植物清理可通过自动监控装置，配合袋式垃圾排布装置的提升机构、收口机构、换袋机构、压缩机构、闸板机构等协调动作，实现全自动化清理，大大减少人工劳动强度和打捞人员施工危险性。

5）利用太阳能发电原理利用清洁能源对垃圾收集装置提供动力；节省对不可再生资源的消耗，低碳环保，对环境无二次污染。

6）简单实用，造价低，维护保养方便，可大面积推广使用。

附图说明

图1为本发明实施例1的侧视图；

图2为图1所示实施例的俯视图；

图3为本发明实施例2的侧视图；

图4为图3所示实施例的俯视图。

具体实施方式

以下结合附图及实施例对本发明作进一步说明。

实施例1

参照图1-图2，本实施例包括碎裂式俘集装置1、自吸式过滤装置2、喷射驱动装置、袋式垃圾排布装置4、自动监控装置和船体6；所述碎裂式俘集装置1安装在船体6前端，所述自吸式过滤装置2安装在船体6上，并位于碎裂式俘集装置1后端，所述碎裂式俘集装置1与自吸式过滤装置2之间为碎裂俘集端105，所述喷射驱动装置安装在船体6的后端及两侧，并与自吸式过滤装置2相连接，所述袋式垃圾排布装置4安装在船体6上，并与自吸式过滤装置2相连接，所述自动监控装置安装在船体6上。

所述碎裂式俘集装置包括摆臂机构101、碎裂机构102、主轴103和动力机构104；所述摆臂机构101一端与船体6相连接，另一端通过主轴103与碎裂机构102相连接，所述动力机构104为碎裂机构102提供旋转动力和为摆臂机构101的油缸提供摆动动力，可自动俘集并碎裂。

所述自吸式过滤装置2包括壳体201和滤袋202，所述壳体201上设有进水口203和出水口204，所述壳体201与船体6相连接，所述进水口203与碎裂俘集端105相连，且进水口203下边缘低于水面，所述进水口203与滤袋202入口以插板连接，所述出水口204与喷射驱动装置相连接，所述滤袋202与袋式垃圾排布装置4活动连接。

所述喷射驱动装置包括喷射液泵31和管道阀32，所述管道阀32包括第一管道阀321、第二管道阀322、第三管道阀323、第四管道阀324、第五管道阀325和第六管道阀326，分别安装在船体的后端及两侧，所述喷射液泵31的入口与自吸式过滤装置的出水口相连，所述喷射液泵31的出口通过管道分别与第一管道阀321、第二管道阀322、第三管道阀323、第四管道阀324、第五管道阀325和第六管道阀326的入口相连接，可实现船体的前进、后退、转向和停止等多种动作。

所述袋式垃圾排布装置4包括提升机构401、收口机构402、换袋机构403、压缩机构404和闸板机构405；所述闸板机构405安装在碎裂俘集端105与自吸式过滤装置壳体进水口中间，所述提升机构401与自吸式过滤装置的滤袋以活扣相连，所述收口机构402、换袋机构403和压缩机构404安装在船体6上；所述提升机构401为升降翻转平台，所述换袋机构403是传送链式脱钩装置（将滤袋移动到指定位置后脱钩进入固定卡位），所述收口机构402为拉线收紧装置，所述压缩机构404是液压推动的板式压缩装置，所述闸板机构405为可电动升降的格栅闸板装置。

所述自动监控装置5包括监控机构501、工控机502和控制机构503；所述监控机构501、工控机502和控制机构503以电路连接，为整船提供视野，并将监控机构501的画面通过工控机502对比后传输指令至控制机构503协调动作，自动监控装置5还设有人工手动、自动及遥控多种模式。

所述船体6包括甲板601和船底603，所述船底603的水面以下位置设有出水口602，所述甲板601固定在船底603上。

本实施例所述碎裂式俘集装置1的碎裂机构为两组电动旋转刀具差速碎裂的碎裂机构。

工作时，启动喷射驱动装置的喷射液泵31和碎裂式俘集装置1的动力机构104，闸板机构405提升，在喷射液泵31作用下壳体201内部水位低于水面，垃圾/浮生植物趋向船体运动经过碎裂式俘集装置1的碎裂机构102碎裂后经过碎裂俘集端105进入自吸式过滤装置2的滤袋202，滤袋202将垃圾/浮生植物和水分离，水从壳体出水口204进入喷射驱动装置的喷射液泵31后通过管道阀32排出，通过调节第一管道阀321和第四管道阀324开闭可实现船体静止，调节第二管道阀322和第三管道阀323开闭可实现船体前进和转向，调节第五管道阀325和第六管道阀326开闭可实现船体后退。垃圾/浮生植物通过滤袋202收集满后，闸板机构405自动下沉，提升机构401（升降翻转平台）提升至收口机构402收口后到甲板高度，提升机构401侧向翻转待滤袋202落在船体6的甲板601上后，提升机构401恢复位至水平状态，由换袋机构403换袋并下落至收集处，闸板机构405自动提升，继续收集；甲板上滤袋202在压缩机构404作用下压缩并靠边摆放。自动监控装置在手动状态下，通过人工控制装备搜察垃圾并控制船体移动；自动状态下，通过监控机构501将画面传输至工控机502对比后传输指令至控制机构503协调各设备动作，实现自动收集。

实施例2

参照图3-图4，本实施例与实施例1的区别在于：碎裂式俘集装置1采用原动机带动的旋转刀具和固定刀具配合的差速碎裂机构，其不设置摆动机构；自吸式过滤装置2采用的滤袋为滤网式结构，喷射驱动装置的喷射液泵31采用二套液压马达带动的液泵分别运行驱动，包括第一喷射液泵311和第二喷射液泵312。另外，本实施例采用太阳能电池板7为装备供电。