一种泄漏石油收集及分离装置的制作方法

本实用新型涉及一种水面油污的清理装置，具体涉及到一种泄漏石油收集及分离装置。

背景技术：

近年来，随着人类对海洋石油资源的开发，在石油的开采和运输过程中，海上油井、运输油轮、运输管道发生泄漏的现象时有发生。石油及其炼制品是一种复杂的化学混合物，它不仅含有一定的毒性，而且还有发生火灾和爆炸的危险。在石油泄漏事故发生后，石油会在洋流和风的作用下迅速扩散和漂移，从而造成严重的环境污染，使海洋生态环境遭受灾难性的破坏。

目前清除海面石油污染的方法有化学和物理两大类方法。化学方法是通过向泄漏石油的海面上喷洒化学药剂，使石油的分散状态发生改变而得以清除。但是化学药剂的使用可能会对海洋造成新的污染，而且大面积的使用化学药剂会使清污的成本大大提高，因此这种清污方法不被广泛采用。物理方法通常采用围栏阻挡石油扩散，再采用吸油机将石油吸附起来，或者在海面上投放吸附物质将石油吸附起来，此种方法效果不佳，效率低下；也有采用大型机械的收集方法，这种方法造价过高、能耗过大、收集的效率低下。

技术实现要素：

本实用新型提供了一种泄漏石油收集及分离装置，用以解决海面或湖泊发生小范围石油泄漏时石油的收集与分离。

为解决上述技术问题，本实用新型所采用的技术方案为：

一种泄漏石油收集及分离装置，包括载体主浮箱，载体主浮箱的左侧和右侧分别设有长度可变的充气围栏；

载体主浮箱的前侧壁上设有多个高度可升降的吸油头；

载体主浮箱的下部为储油箱；储油箱的顶部设有离心油水分离装置，离心油水分离装置为螺旋管道，下半部分的螺旋管道上设有出水孔；吸油头通过吸油泵连通到离心油水分离装置顶部的进水口，离心油水分离装置底部的出油口连通到储油箱顶部的第一进油口；载体主浮箱上部的底部设有出水口。

根据上述方案，所述载体主浮箱内设有围栏电机；所述充气围栏盘绕在围栏电机的转轴上；所述载体主浮箱内还设有可为充气围栏充气的围栏充放气泵。

根据上述方案，所述吸油头包括吸油口和气盒；气盒包括上气盒和下气盒，喇叭形的吸油口设于上气盒与下气盒之间；连接滑块的一端位于载体主浮箱的前侧壁上的滑槽内，另一端同时与上气盒和下气盒连接；上气盒和下气盒分别设有各自的充气口；气盒充放气泵设于载体主浮箱内，通过气盒充气管与气盒的充气口连通；吸油泵设于载体主浮箱内，载体主浮箱前侧壁上的多个吸油口均通过吸油管连通到吸油泵的进口，吸油泵的出口连通到离心油水分离装置顶部的进水口。

根据上述方案，所述载体主浮箱的后侧设有多个作为前进动力的螺旋桨。

根据上述方案，所述载体主浮箱的左侧和右侧分别通过长度可变的充气围栏连接有一个载体副浮箱；载体副浮箱的侧壁上设有连接用的电磁铁；载体副浮箱的前侧壁上设有多个高度可升降的吸油头。

进一步的，所述载体副浮箱内设有围栏电机；所述充气围栏盘绕在围栏电机的转轴上；所述载体主浮箱内还设有可为充气围栏充气的围栏充放气泵。

进一步的，所述吸油头包括吸油口和气盒；气盒包括上气盒和下气盒，喇叭形的吸油口设于上气盒与下气盒之间；连接滑块的一端位于载体主浮箱和载体副浮箱的前侧壁上的滑槽内，另一端同时与上气盒和下气盒连接；上气盒和下气盒分别设有各自的充气口；气盒充放气泵设于载体主浮箱内，通过气盒充气管与气盒的充气口连通；吸油泵设于载体主浮箱内，载体主浮箱和载体副浮箱前侧壁上的多个吸油口均通过吸油管连通到吸油泵的进口，吸油泵的出口连通到离心油水分离装置顶部的进水口。

进一步的，所述载体主浮箱和载体副浮箱的后侧设有多个作为前进动力的螺旋桨。

根据上述方案，所述储油箱上还设有吸附油水分离装置；所述吸附油水分离装置包括由多个传动滚轮组成的滚轮组，滚轮组上装配有吸油带；吸油带的右端位于主动滚轮和挤压滚轮之间；所述储油箱的顶部对应吸油带右端的位置开设有第二进油口；隔离板竖向设置于吸油带下方的储油箱顶部。

根据上述方案，所述上气盒和下气盒的左侧壁及右侧壁分别通过一个连接板连接。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：在对泄漏石油收集的同时能进行油水分离，并且采用的是两次分离的方式，大大提高了收集石油的浓度，避免了因浓度较低而造成储存空间的占用；结构简单、体积小巧，不仅能运用于海上也能运用于河面上或者湖泊上的石油泄漏收集，可针对不同的泄漏面积使用不同的单元体个数；采用可升降的吸油头，可使吸油口实时跟踪泄漏石油油膜平面，减少水的吸入，提高石油的收集效率。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为本实用新型中载体主浮箱的内部结构示意图；

图3为本实用新型中离心油水分离装置的结构示意图；

图4为本实用新型中充气围栏和围栏电机之间的关系示意图；

图5为本实用新型中吸油头的俯视剖切示意图；

图6为本实用新型中吸油头的左视示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的具体实施方式作进一步说明，图中各标号的释义为：1-气盒充气管，2-吸油管，3-气盒充放气泵，4-吸油泵，5-离心油水分离装置，6-吸附油水分离装置，7-气盒，8-吸油头，9-围栏电机，10-充气围栏，11-充气口，12-围栏充气管，13-电源，14-载体主浮箱，15-围栏充放气泵，16-螺旋桨，17-载体副浮箱，18-控制单元，19-转轴，20-电磁铁，21-吸油带，22-滚轮组，23-挤压滚轮，24-隔离板，25-第二进油口，26-液面传感器，27-储油箱，28-第一进油口，29-出水口，30-主动滚轮，31-进水口，32-出油口，33-出水孔，34-前侧壁，35-连接滑块，36-吸油口，37-连接板。

实施例一：

本实施例包括载体主浮箱14，载体主浮箱14的左侧和右侧分别设有长度可变的充气围栏10。载体主浮箱14内设有围栏电机9，围栏电机9的转轴19上盘绕有充气围栏10。载体主浮箱14内设有互相连通的围栏充放气泵15和围栏充气管12，围栏充气管12与充气围栏10连通。载体主浮箱14的前侧壁34上设有多个高度可升降的吸油头8，吸油头8包括吸油口36和气盒7。气盒7包括上气盒和下气盒，喇叭形的吸油口36设于上气盒与下气盒之间。连接滑块35的一端位于载体主浮箱14的前侧壁34上的滑槽内，另一端同时与上气盒和下气盒连接。为进一步提高上气盒和下气盒的连接强度，上气盒和下气盒的左侧壁及右侧壁分别通过一个连接板37连接。上气盒和下气盒分别设有各自的充气口11。气盒充放气泵3设于载体主浮箱14内，通过气盒充气管1与气盒7的充气口11连通。载体主浮箱14的后侧设有多个作为前进动力的螺旋桨16。载体主浮箱14的下部为储油箱27，储油箱27的顶部设有离心油水分离装置5，储油箱27内还设有可检测液面高度的液面传感器26。离心油水分离装置5为螺旋管道，下半部分的螺旋管道上设有出水孔33。螺旋管道底部的出油口32连通到储油箱27顶部的第一进油口28。吸油泵4设于载体主浮箱14内，载体主浮箱14前侧壁34上的多个吸油口36通过吸油管2连通到吸油泵4的进口，吸油泵4的出口连通到离心油水分离装置5顶部的进水口31。载体主浮箱14上部的底部设有出水口29。本实用新型还适应性地在载体主浮箱14内设有电源13和控制单元18，控制单元18用于对整个装置进行操控。

根据泄漏石油的面积确定出所需本实用新型的数量。通过充气围栏10将多个本实用新型连接起来，从而在海面上形成一条长长的隔离围栏，防止石油的进一步扩散。

实施例二：

本实施例包括载体主浮箱14，载体主浮箱14的左侧和右侧分别连接有一个载体副浮箱17，载体副浮箱17内设有围栏电机9，围栏电机9的转轴19上盘绕有充气围栏10，充气围栏10的末端连接到载体主浮箱14。载体副浮箱17的侧壁上设有电磁铁20，通过电磁铁20可将多个本实用新型连接起来形成隔离带。载体主浮箱14内设有互相连通的围栏充放气泵15和围栏充气管12，围栏充气管12与充气围栏10连通。载体主浮箱14和载体副浮箱17的前侧壁34上均设有多个高度可升降的吸油头8，吸油头8包括吸油口36和气盒7。气盒7包括上气盒和下气盒，喇叭形的吸油口36设于上气盒与下气盒之间。连接滑块35的一端位于载体主浮箱14和载体副浮箱17的前侧壁34上的滑槽内，另一端同时与上气盒和下气盒连接。为进一步提高上气盒和下气盒的连接强度，上气盒和下气盒的左侧壁及右侧壁分别通过一个连接板37连接。上气盒和下气盒分别设有各自的充气口11。气盒充放气泵3设于载体主浮箱14内，通过气盒充气管1与气盒7的充气口11连通。载体主浮箱14和载体副浮箱17的后侧设有多个作为前进动力的螺旋桨16。载体主浮箱14的下部为储油箱27，储油箱27的顶部设有离心油水分离装置5和吸附油水分离装置6，储油箱27内还设有可检测液面高度的液面传感器26。离心油水分离装置5为螺旋管道，下半部分的螺旋管道上设有出水孔33。螺旋管道底部的出油口32连通到储油箱27顶部的第一进油口28。吸油泵4设于载体主浮箱14内，载体主浮箱14和载体副浮箱17前侧壁34上的多个吸油口36均通过吸油管2连通到吸油泵4的进口，吸油泵4的出口连通到离心油水分离装置5顶部的进水口31。吸附油水分离装置6包括由多个传动滚轮组成的滚轮组22，滚轮组22上装配有由吸油棉制造而成的吸油带21。吸油带21的右端位于主动滚轮30和挤压滚轮23之间。储油箱27的顶部对应吸油带21右端的位置开设有第二进油口25。隔离板24竖向设置于吸油带21下方的储油箱27顶部。载体主浮箱14上部的底部设有出水口29。本实用新型还适应性地在载体主浮箱14内设有电源13和控制单元18，控制单元18用于对整个装置进行操控。

首先根据泄漏石油的面积确定出所需本实用新型的数量。操纵控制单元18使电磁铁20带电，让若干个本实用新型串联起来形成隔离带；再控制围栏电机9使充气围栏10展开，打开围栏充放气泵15对充气围栏10充气，从而在海面上形成一条长长的隔离围栏，防止石油的进一步扩散。

控制单元18控制螺旋桨16转动使整个隔离围栏向前推进，逐渐减小油膜面积，同时吸油头8开始吸油。当吸油口36的位置低于海平面时，控制单元18控制气盒充放气泵3给气盒7充气，整个吸油头8就会在连接滑块35的带动下在滑槽上向上滑动，使吸油口36的位置刚好位于油膜表面。当吸油口36的位置高于海平面时，控制单元18控制气盒充放气泵3给气盒7放气，整个吸油头8就会在连接滑块35的带动下在滑槽上向下滑动，使吸油口36的位置刚好位于油膜表面。通过调整吸油头8的高度来确保吸上来的油水混合物中石油的浓度较高，提高吸油效率。

泄漏石油在吸油泵4的作用下经吸油口36和吸油管2进入到离心油水分离装置5的进水口31，根据相关文献可以得到油水混合物的初速度、旋转半径、螺旋管道的直径和圈数之间的关系：

式中，n为螺旋管道的圈数；L为螺旋管道的长度；R为旋转半径；μw为水的粘度，取值10^-3kg/(m·s)；D为螺旋管道的直径；ρw为水的密度，取值1000kg/m³；ρo为石油的密度，取值800kg/m³；d为石油油滴的平均直径，一般取值为10^-4～10^-3m；u为油水混合物的出速度。

根据上述公式可以确定离心油水分离装置5的参数以及吸油泵4的型号。离心油水分离装置5内的油水混合物在离心力的作用下利用油水的密度差产生初步的分离，含油量较高的油水混合物通过离心油水分离装置5底部的出油口32进入到储油箱27内。

含油量较低的油水混合物通过出水孔33流入到吸附油水分离装置6上进行二次分离。吸油带21由吸油棉制成，吸油棉具有亲油性，可以从含油量较低的油水混合物中提取石油，使排出的水中几乎不含石油。含油量较低的油水混合物被排到吸油带21上后，吸油带21通过主动滚轮30和挤压滚轮23挤压后，被挤出的油通过第二进油口25进入到储油箱27内，而未被吸油带21吸附到的水则通过出水口29排入海水中。

储油箱27中的液面传感器26可以监测储油箱27中的油量。为了防止因储油箱27内油量过多而造成该装置下沉，故当液面高度达到储油箱27高度的3/4时，控制单元18控制吸油泵4停止吸油，带运油船将储油箱27内的油吸走后再启动吸油泵4进行吸油工作。