一种水面拦截收集装置和方法与流程

1.本发明用于水面漂浮物拦截收集领域，特别是涉及一种水面拦截收集装置和方法。


背景技术：

2.河工模型试验是研究河流在天然河流情况下或在有水工建筑物的情况下水流结构、河床演变过程和工程方案效果的一种方法。在河工模型研究中，经常会使用示踪粒子来研究模型中河道的流线及物体的运动轨迹，由示踪粒子其作用就决定其不溶于水且漂浮在水面的特性。目前实验室收集河工模型的示踪粒子大多先通过网兜将其拦截，再通过人工下水打捞的方式对被拦截的示踪粒子进行回收。此种方式存在以下不足：一是将示踪粒子拦截与收集功能分开进行，降低了收集效率；二是人工收集示踪粒子可能对河工模型造成较大的扰动，不利于后续试验的开展。


技术实现要素：

3.本发明的目的在于至少解决现有技术中存在的技术问题之一，提供一种水面拦截收集装置和方法，其能够在拦截示踪粒子等漂浮物的同时，也可实现示踪粒子等漂浮物的收集。
4.本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
5.第一方面，一种水面拦截收集装置，包括：
6.支架，包括沿高度方向延伸的第一支撑部件和第二支撑部件，所述第一支撑部件和第二支撑部件沿横向间隔一定距离；
7.收集装置，横向安装于所述第一支撑部件和所述第二支撑部件之间，所述收集装置内部形成空腔，所述空腔在迎水侧设有开口，所述收集装置表面设有沥水孔；
8.拦截部件，表面设有网孔，所述拦截部件包括第一拦截部件和第二拦截部件，所述第一拦截部件的前端连接于所述第二拦截部件的后端，所述第一拦截部件与第二拦截部件的连接处形成转动关节，所述第一拦截部件的后端延伸至所述收集装置的开口。
9.结合第一方面，在第一方面的某些实现方式中，还包括：
10.牵引装置，设置于所述支架，并位于所述收集装置的上方，所述牵引装置包括第一牵引装置和第二牵引装置，所述第一牵引装置引出第一牵引线，所述第一牵引线连接至所述转动关节，所述第二牵引装置引出第二牵引线，所述第二牵引线连接至所述第二拦截部件的前端。
11.结合第一方面和上述实现方式，在第一方面的某些实现方式中，所述第一牵引装置包括第一转轴和设置于所述第一转轴的第一绞盘，所述第一转轴横向安装于所述第一支撑部件和所述第二支撑部件之间，所述第一牵引线由所述第一绞盘引出，所述第二牵引装置包括第二转轴和设置于所述第二转轴的第二绞盘，所述第二转轴横向安装于所述第一支撑部件和所述第二支撑部件之间，所述第二牵引线由所述第二绞盘引出。
12.结合第一方面和上述实现方式，在第一方面的某些实现方式中，所述收集装置设有第三转轴，所述收集装置通过第三转轴安装于所述第一支撑部件和所述第二支撑部件之间，所述第一支撑部件和所述第二支撑部件上设有沿高度方向延伸的升降轨道，所述第一转轴、第二转轴、第三转轴能够沿所述升降轨道调节位置并固定。
13.结合第一方面和上述实现方式，在第一方面的某些实现方式中，所述收集装置包括收集桶，所述收集桶包括桶身和设于所述桶身两端的侧板，所述桶身在迎水侧设有开口，所述桶身的两端设有第一边条，所述第一边条为环形，内部有第一凹槽，所述桶身通过第一凸起夹片嵌入至所述第一边条的第一凹槽中。
14.结合第一方面和上述实现方式，在第一方面的某些实现方式中，所述侧板包括侧板上部和侧板下部，所述侧板下部通过铰链连接于所述侧板上部，所述侧板下部能够绕所述铰链启闭。
15.结合第一方面和上述实现方式，在第一方面的某些实现方式中，所述第一拦截部件包括第一拦截板，所述第一拦截板的两端设有第二边条，内部有第二凹槽，所述第一拦截板通过第二凸起夹片嵌入至所述第二边条的第二凹槽中，所述第一拦截板的后端延伸进入所述收集装置的空腔内部。
16.结合第一方面和上述实现方式，在第一方面的某些实现方式中，所述第二拦截部件包括第二拦截板，所述第二拦截板的两端设有第三边条，内部有第三凹槽，所述第二拦截板通过第三凸起夹片嵌入至所述第三边条的第三凹槽中，所述第二拦截板的前端设有挡条。
17.第二方面，一种水面拦截与收集方法，包括步骤：
18.准备如第一方面中任一实现方式所述的水面拦截与收集装置；
19.将所述水面拦截与收集装置放置于水中，将所述收集装置的开口、第一拦截部件和第二拦截部件朝向水流上游，调节并使所述第一拦截部件和第二拦截部件处于同一平面，且水面与所述第一拦截部件相交，所述第一拦截部件和第二拦截部件拦截水中漂浮物；
20.提升所述第一拦截部件与第二拦截部件连接处的转动关节，所述第一拦截部件向所述收集装置倾斜，拦截的漂浮物通过所述第一拦截部件收集于所述收集装置，所述第二拦截部件与水面相交，所述第二拦截部件保持拦截水中漂浮物。
21.结合第二方面，在第二方面的某些实现方式中，还包括以下步骤：
22.将所述收集装置抬升离开水面至一定高度；
23.打开所述收集装置一端的侧板下部，抬升所述收集装置的另一端，收集的漂浮物从倾斜的所述收集装置中排出。
24.上述技术方案中的一个技术方案至少具有如下优点或有益效果之一：本发明的技术方案能够用于示踪粒子等水中漂浮物的拦截和收集，沿水流方向，收集装置设置于拦截部件的后端，拦截部件具有第一拦截部件和第二拦截部件，第一拦截部件和第二拦截部件之间形成转动关节，整个装置能够在执行拦截和收集动作时能够进行形态切换，保证拦截和收集动作能够有机衔接，整个装置结构简易、设计巧妙、操作方便、占地小且实用性强，有利于提高示踪粒子收集效率并降低水体扰动。
25.本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
26.本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
27.图1是本发明水面拦截收集装置一个实施例中第一拦截部件和第二拦截部件处于同一平面时结构示意图；
28.图2是图1所示的一个实施例第一拦截部件和第二拦截部件在转动关节处折弯时结构示意图；
29.图3是图1所示的一个实施例主视图；
30.图4是图1所示的一个实施例收集装置和第一拦截部件连接结构示意图；
31.图5是图4中a-a处截面图；
32.图6是图4中b-b处截面图；
33.图7是图1所示的一个实施例中收集装置结构示意图；
34.图8是图1所示的一个实施例中第一拦截部件结构示意图；
35.图9是图1所示的一个实施例中第二拦截部件俯视图；
36.图10是图1所示的一个实施例中第二拦截部件侧视图；
37.图11是图10中c-c处截面图；
38.图12是图1所示的一个实施例中侧板结构示意图。
具体实施方式
39.本部分将详细描述本发明的具体实施例，本发明之较佳实施例在附图中示出，附图的作用在于用图形补充说明书文字部分的描述，使人能够直观地、形象地理解本发明的每个技术特征和整体技术方案，但其不能理解为对本发明保护范围的限制。
40.本发明中，如果有描述到方向(上、下、左、右、前及后)时，其仅是为了便于描述本发明的技术方案，而不是指示或暗示所指的技术特征必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
41.本发明中，“若干”的含义是一个或者多个，“多个”的含义是两个以上，“大于”“小于”“超过”等理解为不包括本数；“以上”“以下”“以内”等理解为包括本数。在本发明的描述中，如果有描述到“第一”“第二”仅用于区分技术特征为目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量或者隐含指明所指示的技术特征的先后关系。
42.本发明中，除非另有明确的限定，“设置”“安装”“连接”等词语应做广义理解，例如，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连；可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，还可以是一体成型；可以是机械连接，也可以是电连接或能够互相通讯；可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。所属技术领域技术人员可以结合技术方案的具体内容合理确定上述词语在本发明中的具体含义。
43.其中，图1和图2给出了本发明实施例的参考方向，以下结合图1和图2所示的方向，对本发明的实施例进行说明。
44.本发明的实施例提供了一种水面拦截收集装置，能够用于示踪粒子等水中漂浮物的拦截和收集。
45.参见图1、图2、图3，水面拦截收集装置包括支架100、收集装置200和拦截部件，支架100用于整个装置的支撑，支架100包括沿高度方向延伸的第一支撑部件101和第二支撑部件102，第一支撑部件101和第二支撑部件102沿横向间隔一定距离。
46.收集装置200用于示踪粒子等水中漂浮物的收集存储，收集装置200横向(即沿水面的宽度方向)安装于第一支撑部件101和第二支撑部件102之间，收集装置200内部形成空腔，空腔在迎水侧设有开口，示踪粒子等水中漂浮物能够由开口收入空腔，收集装置200表面设有沥水孔。
47.拦截部件表面设有网孔，拦截部件包括第一拦截部件301和第二拦截部件302，第一拦截部件301的前端连接于第二拦截部件302的后端，第一拦截部件301与第二拦截部件302的连接处形成转动关节303，第一拦截部件301与第二拦截部件302在转动关节303处能够自由转动，第一拦截部件301与第二拦截部件302能够展平或互成一定夹角，实现形态切换，第一拦截部件301的后端延伸至收集装置200的开口。
48.整个装置的具体工作原理在下文中详述。本发明的技术方案中，沿水流方向，收集装置200设置于拦截部件的后端，拦截部件具有第一拦截部件301和第二拦截部件302，第一拦截部件301和第二拦截部件302通过转轴或铰链连接，第一拦截部件301和第二拦截部件302之间形成转动关节303，整个装置能够在执行拦截和收集动作时能够进行形态切换，保证拦截和收集动作能够有机衔接，整个装置结构简易、设计巧妙、操作方便、占地小且实用性强，有利于提高示踪粒子收集效率并降低水体扰动。
49.其中，第一拦截部件301和第二拦截部件302的形态切换可通过手动调节或设置驱动机构进行驱动调节，例如在一些实施例中，参见图1、图2、图3，水面拦截收集装置200还包括牵引装置，牵引装置设置于支架100，并位于收集装置200的上方，牵引装置包括第一牵引装置和第二牵引装置，第一牵引装置引出第一牵引线401，第一牵引线401连接至转动关节303，第二牵引装置引出第二牵引线402，第二牵引线402连接至第二拦截部件302的前端。本实施例中，通过牵引装置收放牵引线实现拦截部件的形态切换，结构简单、稳固。
50.进一步的，参见图1、图2、图3，第一牵引装置包括第一转轴403和设置于第一转轴403的第一绞盘404，第一绞盘404在第一转轴403上设置一个或多个，第一转轴403横向安装于第一支撑部件101和第二支撑部件102之间，第一转轴403的端部设置动力部件405，动力部件405可采用摇柄或电机，第一牵引线401由第一绞盘404引出。类似的，第二牵引装置包括第二转轴406和设置于第二转轴406的第二绞盘407，第二绞盘407在第二转轴406上设置一个或多个，第二转轴406横向安装于第一支撑部件101和第二支撑部件102之间，第二转轴406的端部设置动力部件405，动力部件405可采用摇柄或电机，第二牵引线402由第二绞盘407引出，并连接于第二拦截部件302的前端。第一转轴403、第二转轴406通过绞线与第一拦截部件301和第二拦截部件302相连，并可通过第一转轴403、第二转轴406带动绞盘转动实现牵引线收放进而控制整个装置的形态。
51.参见图1、图2、图3，收集装置200设有第三转轴201，收集装置200通过第三转轴201安装于第一支撑部件101和第二支撑部件102之间，第一拦截部件301安装于收集装置200，能够在切换形态时随收集装置200一起绕第三转轴201转动，第一支撑部件101和第二支撑部件102上设有沿高度方向延伸的升降轨道103，第一转轴403、第二转轴406、第三转轴201能够沿升降轨道103调节位置并固定，而且，收集装置200的第三转轴201两端可位于不同高
程，使收集装置200与水平面存在一定角度。
52.收集装置200可采用收集网兜或收集桶，例如在一些实施例中，参见图1-图7，收集装置200包括收集桶，收集桶包括桶身202和设于桶身202两端的侧板，桶身202在迎水侧设有开口，桶身202的两端设有第一边条203，第一边条203为环形，内部有第一凹槽，桶身202通过第一凸起夹片204嵌入至第一边条203的第一凹槽中。收集桶采用可更换桶身202设计，可根据示踪粒子大小更换桶身202类型以满足收集需求。
53.进一步的，参见图1、图12，侧板包括侧板上部205和侧板下部206，侧板下部206通过铰链207连接于侧板上部205，侧板下部206能够绕铰链207启闭，侧板采用可以启闭的结构形式，方便收集于空腔内部的示踪粒子等漂浮物从收集装置200的一端倒出。
54.拦截部件可采用网或孔板，例如在一些实施例中，参见图1、图2、图4、图6、图8-图11，第一拦截部件301包括第一拦截板，第一拦截板表面设置网孔，相对于网，拦截板刚性更好、强度更高，能够更便于将拦截的示踪粒子等漂浮物倾倒入收集装置200中。其中，第一拦截板的两端设有第二边条304，内部有第二凹槽，第一拦截板通过第二凸起夹片305嵌入至第二边条304的第二凹槽中，第一拦截板的后端延伸进入收集装置200的空腔内部，以防止示踪粒子溢出。第二拦截部件302包括第二拦截板，第二拦截板的两端设有第三边条306，内部有第三凹槽，第二拦截板通过第三凸起夹片307嵌入至第三边条306的第三凹槽中，第二拦截板的前端设有挡条308，挡条308用于与第二牵引线402相连接。
55.本实施例中，拦截部件采用可更换拦截板设计，可根据示踪粒子大小更换拦截板类型以满足收集需求。
56.上述各实施例中，凸起夹片宜为柔性材料，其凸起程度与对应凹槽相适宜，且一端可夹紧收集桶桶身202、第一拦截板、第二拦截板。
57.本发明的实施例还提供了一种水面拦截与收集方法，包括步骤：
58.准备如以上任一实施例中的水面拦截与收集装置200；
59.将水面拦截与收集装置200放置于水中，将收集装置200的开口、第一拦截部件301和第二拦截部件302朝向水流上游，通过控制第一转轴403、第二转轴406和第三转轴201升降运动及转动，调节并使第一拦截部件301和第二拦截部件302处于同一平面，且水面与第一拦截部件301相交，第一拦截部件301和第二拦截部件302拦截水中漂浮物；
60.待示踪粒子在水流带动下堆积在拦截部件上游时，控制第一转轴403和第二转轴406转动至适当位置，提升第一拦截部件301与第二拦截部件302连接处的转动关节303，第一拦截部件301向收集装置200倾斜，拦截的漂浮物在重力作用下通过第一拦截部件301收集于收集装置200，第二拦截部件302与水面相交，第二拦截部件302保持拦截水中漂浮物；
61.在一些实施例中，还包括以下步骤：
62.将收集装置200抬升离开水面至一定高度；
63.打开收集装置200一端的侧板下部206，抬升收集装置200的另一端，收集的漂浮物在重力作用下从倾斜的收集装置200中排出。
64.在本说明书的描述中，参考术语“示例”、“实施例”或“一些实施例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合
适的方式结合。
65.当然，本发明创造并不局限于上述实施方式，熟悉本领域的技术人员在不违背本发明精神的前提下还可作出等同变形或替换，这些等同的变形或替换均包含在本技术权利要求所限定的范围内。