一种水面溢油回收及垃圾清理船

1.本实用新型属于水面溢油处理技术领域，具体涉及一种水面溢油回收及垃圾清理船。


背景技术：

2.海上溢油是指通过任何方式溢出并进入海洋的任何形式的油类，包括原油、燃料油、润滑油、油泥、油渣和炼制品等。作为能源消耗大国，我国石油进口与日俱增，以2019年为例，原油进口总量达50572万吨，同比增长9.5％。据国际海事组织统计分析，全球海上平均每运输4000万吨石油，将发生一次重大油污事故，而根据我国历史统计分析，海上重大溢油事故的发生频率更是高达每运输3000万吨石油出现一起。
3.溢油事故会给当地的自然环境、渔业资源、浅水岸线带来巨大的破坏，必须给予快速的应急响应和及时的围控回收。在这些环节中，溢油围控、回收、储存和油水分离为重中之重，是各级溢油应急反应计划的重要组成部分，作为这些装备的载体和集成体的溢油回收船更是溢油应急反应计划中不可或缺的组成部分。
4.溢油事件一旦发生，需要在最快时间内采取措施防止溢油扩散。常用溢油回收方法主要有以下几种。
5.第一、围油栏。其工作原理是在溢油事故发生后，用水下带裙边的浮体对水面油、污物进行围聚以防其扩散。它由充气式浮体、裙边、拉力带、配重链、系锚件等组成，用锚碇固定在需要围拦的油污水面四周。一般情况下，要求围油栏材质具有耐磨损、易施展、易清洗和易回收特性。另外，选择围油栏时要考虑其抗风浪的能力[6]。围油栏可以对海面溢油进行大面积的清理，但其存与保养工作注意事项较多。
[0006]
第二、收油机。这也是常用的专门用来回收水面溢油的机械装置。其主要就是根据油水混合具有流动性，两者密度不同，以及收油机材料对油水的吸附性，将水面上的油和水分离开。
[0007]
第三、吸油毡也是运用较为广泛的溢油处理方法，它只吸收油污，不吸水和其他的液体。在墨西哥湾漏油事件、大连海疆石油泄漏事件中，吸油毡都发挥了重要作用。
[0008]
第四、溢油凝油技术，是通过化学的方法，在发生溢油的区域内，为了防止溢油快速扩散以及有效控制油膜产生而投放的凝油剂。凝油剂的使用可有效将水面溢油包凝起来，而且油层变厚，结为粘稠物或坚硬的固体状，进而方便对其回收。在一定条件下可以与其他溢油回收技术合作互补。
[0009]
海上溢油回收船的特点为大型化，适用于广阔的深海海面、回收量大。但无法在浅海和近岸开展作业，且机动性差，造价虽高，但是功能单一。因此需要研制一款具有良好的工况适应能力、高效的吸油效率、功能延展应用特点的溢油回收船，更好地应对溢油事件发生。


技术实现要素：

[0010]
为了解决现有技术存在的上述问题，本实用新型的目的在于提供一种高效水面溢油回收及垃圾清理船。
[0011]
本实用新型所采用的技术方案为：
[0012]
一种水面溢油回收及垃圾清理船，包括船体，船体上安装有机架，机架的两侧均转动连接有螺旋机构，机架上安装有螺旋驱动电机，螺旋驱动电机的输出端与螺旋机构连接；所述机架上还连接有刮油机构，刮油机构的一侧贴合螺旋机构设置，刮油机构的另一端伸到船体区域。
[0013]
螺旋驱动电机驱动螺旋机构转动时，船体可以行径。螺旋机构旋转时，将水面的溢油带上来，并由刮油机构将螺旋机构携带出来的油进行刮取，从而水面溢油能被刮到船体内。螺旋机构具有驱动和收油两个功能，从而本实用新型在行径过程中可高效且连续收油。
[0014]
作为本实用新型的优选方案，所述螺旋机构包括漂浮箱，漂浮箱的两端与机架转动连接，螺旋驱动电机的输出端与漂浮箱的转轴连接，漂浮箱上固定有螺旋叶片，刮油机构的一侧与螺旋叶片贴合。漂浮箱能增大排水体积，增大船只浮力。螺旋驱动机构驱动漂浮箱转动时，螺旋叶片相应主动，则螺旋叶片能将水面油污携带上来，再由刮油机构刮取油污。
[0015]
作为本实用新型的优选方案，所述刮油机构包括固定支架，固定支架的两端固定有光轴，光轴套设于机架上，光轴上套设有弹簧，弹簧位于固定支架与机架之间，固定支架上固定有若干刮油槽，刮油槽的一端与螺旋叶片贴合，刮油槽的另一端伸进船体内，刮油槽伸进船体的一端低于刮油槽与螺旋叶片贴合的一端；所述螺旋叶片上设置有供刮油槽穿过的缺口。
[0016]
螺旋叶片转动时，螺旋叶片表面的油污被刮油槽刮进船体内。当螺旋叶片转动一圈后，刮油槽到达螺旋叶片的缺口位置。此时，在弹簧的回复力作用下将固定支架拉回，则刮油槽穿过螺旋叶片的一个螺距而回位。从而，刮油机构不至于仅往一个方向移动，保证刮油工作能连续进行。
[0017]
作为本实用新型的优选方案，所述刮油槽的底部固定有刮油管，刮油槽上设置有若干与刮油管连通的油孔。刮油槽内的油污能从油孔进入刮油管，刮油管内的油污能直接流到船体内，从而减少刮油槽中的油污漏出。
[0018]
作为本实用新型的优选方案，所述螺旋叶片的两侧均设置刮油槽，刮油槽包括刮板和挡板，刮板与螺旋叶片垂直，刮板远离挡板的一侧与螺旋叶片贴合，挡板与螺旋叶片平行。刮板能将油污刮下来，而挡板能阻挡油污外溢。而螺旋叶片的两侧均设置刮油槽，可使螺旋叶片两侧的油污均被刮取下来，提高收油效率。
[0019]
作为本实用新型的优选方案，所述机架上还连接有支撑架，支撑架上安装有传送带机构，传送带机构上设置有海绵，支撑架上还安装有挤压滚轴，挤压滚轴与传送带机构的其中一根滚轴并排设置，挤压滚轴的转动方向与传送带机构的移动方向相反。传送带运行时，传送带上的海绵能将水面油污进行吸附。挤压滚轴的转动方向与传送带机构的移动方向相反，则传送带上的海绵经过挤压滚轴时，海绵中的油污被充分挤出。
[0020]
作为本实用新型的优选方案，所述传送带机构包括转动连接于支撑架上的主动滚轴、从动滚轴和张紧滚轴，张紧滚轴与挤压滚轴并排设置，主动滚轴、从动滚轴和张紧滚轴之间设置有传送带；所述支撑架上安装有传送电机，传动电机输出端与主动滚轴通过带传
动连接。传送电机通过带传动驱动主动滚轴转动，则传送带能相应转动，从动滚轴和张紧滚轴相应转动。
[0021]
作为本实用新型的优选方案，所述支撑架上还安装有挤压电机，挤压电机的输出端与挤压滚轴通过带传动连接。挤压电机通过带传动驱动挤压滚轴转动，则挤压滚轴转动时能对海绵进行充分挤压。
[0022]
作为本实用新型的优选方案，所述机架上铰接有电动推杆，电动推杆的输出端与支撑架的一端铰接；所述支撑架的另一端铰接有导轨，机架上设置有电动滑轨，导轨套设于电动滑轨上。电动推杆通过伸缩控制支撑架转动，调整传送带入水深度。电动滑轨可以在导轨上滑动，带动传送带整体前后移动。通过电动推杆收缩与电动滑轨运动到最右侧，可将传送带前端放入水中，通过电动推杆伸长与电动滑轨运动到最左侧，可以将传送带抬升收回，便于航行。
[0023]
作为本实用新型的优选方案，所述机架上固定有卷纸支架，卷纸支架上安装有吸油卷纸，机架上还转动安装有若干导辊，卷纸从若干导辊之间穿过，机架上安装有导辊电机，导辊电机的输出端与其中一根导辊连接。吸油卷纸裹成卷轴安装在卷纸支架上，若干导辊组成滚轴组，将卷纸卷出来，导辊通过导辊电机驱动。吸油纸用于铺设在水面吸附油污。
[0024]
本实用新型的有益效果为：
[0025]
本实用新型的螺旋驱动电机驱动螺旋机构转动时，船体可以行径。螺旋机构旋转时，将水面的溢油带上来，并由刮油机构将螺旋机构携带出来的油进行刮取，从而水面溢油能被刮到船体内。螺旋机构具有驱动和收油两个功能，从而本实用新型在行径过程中可高效且连续收油。
[0026]
传送带运行时，传送带上的海绵能将水面油污进行吸附。挤压滚轴的转动方向与传送带机构的移动方向相反，则传送带上的海绵经过挤压滚轴时，海绵中的油污被充分挤出。
[0027]
吸油卷纸裹成卷轴安装在卷纸支架上，若干导辊组成滚轴组，将卷纸卷出来，导辊通过导辊电机驱动。吸油纸用于铺设在水面吸附油污。
[0028]
综上，本实用新型分别通过刮取螺旋机构、连续挤压吸油海绵和铺设吸油纸的方式回收水面溢油，提高了水面溢油处理效率和处理效果。
附图说明
[0029]
图1是本实用新型的结构示意图；
[0030]
图2是本实用新型的部分结构图；
[0031]
图3是刮油槽的结构示意图；
[0032]
图4是输送带的结构示意图；
[0033]
图5是吸油卷纸的结构示意图；
[0034]
图6是本实用新型前进时螺旋机构的受力分析图；
[0035]
图7是本实用新型后退时螺旋机构的受力分析图；
[0036]
图8是本实用新型左转时螺旋机构的受力分析图；
[0037]
图9是本实用新型右转时螺旋机构的受力分析图。
[0038]
图中，1-船体；2-机架；3-螺旋机构；4-刮油机构；5-支撑架；6-传送带机构；7-挤压
滚轴；8-卷纸支架；9-导辊；31-漂浮箱；32-螺旋叶片；33-螺旋驱动电机；41-固定支架；42-光轴；43-弹簧；44-刮油槽；45-刮油管；51-电动推杆；52-导轨；53-电动滑轨；61-主动滚轴；62-从动滚轴；63-张紧滚轴；64-传送带；65-传送电机；66-同步带；71-挤压电机；81-吸油卷纸；91-导辊电机；321-缺口。
具体实施方式
[0039]
下面详细描述本实用新型的实施例，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，旨在用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。
[0040]
如图1和图2所示，本实施例的水面溢油回收及垃圾清理船，包括船体1，船体1上安装有机架2，机架2的两侧均转动连接有螺旋机构3，机架2上安装有螺旋驱动电机33，螺旋驱动电机33的输出端与螺旋机构3连接；所述机架2上还连接有刮油机构4，刮油机构4的一侧贴合螺旋机构3设置，刮油机构4的另一端伸到船体1区域。
[0041]
螺旋驱动电机33驱动螺旋机构3转动时，船体1可以行径。螺旋机构3旋转时，将水面的溢油带上来，并由刮油机构4将螺旋机构3携带出来的油进行刮取，从而水面溢油能被刮到船体1内。螺旋机构3具有驱动和收油两个功能，从而本实用新型在行径过程中可高效且连续收油。
[0042]
具体地，所述螺旋机构3包括漂浮箱31，漂浮箱31的两端与机架2转动连接，螺旋驱动电机33的输出端与漂浮箱31的转轴连接，漂浮箱31上固定有螺旋叶片32，刮油机构4的一侧与螺旋叶片32贴合。漂浮箱31能增大排水体积，增大船只浮力。螺旋驱动机构驱动漂浮箱31转动时，螺旋叶片32相应主动，则螺旋叶片32能将水面油污携带上来，再由刮油机构4刮取油污。
[0043]
所述刮油机构4包括固定支架41，固定支架41的两端固定有光轴42，光轴42套设于机架2上，光轴42上套设有弹簧43，弹簧43位于固定支架41与机架2之间，固定支架41上固定有若干刮油槽44，刮油槽44的一端与螺旋叶片32贴合，刮油槽44的另一端伸进船体1内，刮油槽44伸进船体1的一端低于刮油槽44与螺旋叶片32贴合的一端；所述螺旋叶片32上设置有供刮油槽44穿过的缺口321。
[0044]
螺旋叶片32转动时，螺旋叶片32表面的油污被刮油槽44刮进船体1内。当螺旋叶片32转动一圈后，刮油槽44到达螺旋叶片32的缺口321位置。此时，在弹簧43的回复力作用下将固定支架41拉回，则刮油槽44穿过螺旋叶片32的一个螺距而回位。从而，刮油机构4不至于仅往一个方向移动，保证刮油工作能连续进行。
[0045]
如图3所示，所述刮油槽44的底部固定有刮油管45，刮油槽44上设置有若干与刮油管45连通的油孔。刮油槽44内的油污能从油孔进入刮油管45，刮油管45内的油污能直接流到船体1内，从而减少刮油槽44中的油污漏出。
[0046]
更进一步，所述螺旋叶片32的两侧均设置刮油槽44，刮油槽44包括刮板和挡板，刮板与螺旋叶片32垂直，刮板远离挡板的一侧与螺旋叶片32贴合，挡板与螺旋叶片32平行。刮板能将油污刮下来，而挡板能阻挡油污外溢。而螺旋叶片32的两侧均设置刮油槽44，可使螺旋叶片32两侧的油污均被刮取下来，提高收油效率。
[0047]
如图4所示，所述机架2上还连接有支撑架5，支撑架5上安装有传送带机构6，传送带机构6上设置有海绵，支撑架5上还安装有挤压滚轴7，挤压滚轴7与传送带机构6的其中一根滚轴并排设置，挤压滚轴7的转动方向与传送带机构6的移动方向相反。传送带64运行时，传送带64上的海绵能将水面油污进行吸附。挤压滚轴7的转动方向与传送带机构6的移动方向相反，则传送带64上的海绵经过挤压滚轴7时，海绵中的油污被充分挤出。
[0048]
具体地所述传送带机构6包括转动连接于支撑架5上的主动滚轴61、从动滚轴62和张紧滚轴63，张紧滚轴63与挤压滚轴7并排设置，主动滚轴61、从动滚轴62和张紧滚轴63之间设置有传送带64；所述支撑架5上安装有传送电机65，传动电机输出端与主动滚轴61通过带传动连接。传送电机65通过带传动驱动主动滚轴61转动，则传送带64能相应转动，从动滚轴62和张紧滚轴63相应转动。
[0049]
主动滚轴61、从动滚轴62和张紧滚轴63之间设置两条同步带66，传送带64连接于两条同步带66之间，从而通过同步带66带动传送带64，避免传送带64打滑。
[0050]
所述支撑架5上还安装有挤压电机71，挤压电机71的输出端与挤压滚轴7通过带传动连接。挤压电机71通过带传动驱动挤压滚轴7转动，则挤压滚轴7转动时能对海绵进行充分挤压。
[0051]
所述机架2上铰接有电动推杆51，电动推杆51的输出端与支撑架5的一端铰接；所述支撑架5的另一端铰接有导轨52，机架2上设置有电动滑轨53，导轨52套设于电动滑轨53上。电动推杆51通过伸缩控制支撑架5转动，调整传送带64入水深度。电动滑轨53可以在导轨52上滑动，带动传送带64整体前后移动。通过电动推杆51收缩与电动滑轨53运动到最右侧，可将传送带64前端放入水中，通过电动推杆51伸长与电动滑轨53运动到最左侧，可以将传送带64抬升收回，便于航行。
[0052]
如图4所示，所述机架2上固定有卷纸支架8，卷纸支架8上安装有吸油卷纸81，机架2上还转动安装有四根导辊9，四根导辊9两两一组并排设置，卷纸从两组导辊9之间穿过，机架2上安装有导辊电机91，导辊电机91的输出端与其中一根导辊9连接。
[0053]
通过对水面浮油初步回收后，水面的油液变得稀薄，由于水波效应，运动的机构很难将其吸附。本实用新型通过可自动铺设吸油纸，可以增大效率。吸油卷纸81裹成卷轴安装在卷纸支架8上，若干导辊9组成滚轴组，将卷纸卷出来，导辊9通过导辊电机91驱动，从而吸油纸可铺设在水面进行油污吸附。
[0054]
船只运动方向由左右螺旋机构3共同控制.前进时如图6所示，左边螺旋机构3右旋，右边螺旋机构3左旋，由于水的反作用，使两端螺旋机构3都有向前的推力f1和f2，同时右边螺旋机构3具有向左的力f3，左边的螺旋机构3具有向右的反作用力f4，但是f3与f4相互抵消。后退时如图7所示，左边螺旋机构3左旋，右边螺旋机构3右旋，同理可知，f1与f2向后，f3与f4相互抵消。左转时如图8所示，左边螺旋机构3左旋，右边螺旋机构3左旋，f1向后，f2向前，f3与f4同时向左。右转时如图9所示，左边螺旋机构3右旋，右边螺旋机构3右旋，f1向前，f2向后，f3与f4同时向右。这种航行推进方式由于其旋转面大，受礁石、水草影响小，适用于近海和码头等潜水和靠岸区域。
[0055]
螺旋滚轮叶片半径与内腔半径的取值和比值需要实验得出。叶片半径影响前进动力；内腔半径影响内腔体积，从而影响浮力；螺距影响前进速度以及叶片圈数，从而影响质量。
[0056]
为了满足由于机动性要求，船体1体积较小，集油箱只能容纳一定的油液，所以有需要配合一搜大型木船进行油液转移。母船没有特别要求，适用于现役大多数船类，母船的功能为，运输子船，为子船补充电能，存储子船回收的油液。母船将子船运送至指定区域后，子船开始溢油回收，子船与木船通过一根管道相连，该管道分为两个通道，一个通道是油液转移通道，另一个通道是电能补充通道。当船尾铺设吸油材料时，不需要连接管道。
[0057]
本实用新型不局限于上述可选实施方式，任何人在本实用新型的启示下都可得出其他各种形式的产品，但不论在其形状或结构上作任何变化，凡是落入本实用新型权利要求界定范围内的技术方案，均落在本实用新型的保护范围之内。