海上鏟式浮油收集器的製作方法
2023-05-07 16:33:01 1
專利名稱：海上鏟式浮油收集器的製作方法
技術領域：
本發明涉及的是一種海洋溢油處理技術領域的裝置，具體的說，涉及的是一 種海上鏟式浮油收集器。
背景技術：
世界石油運輸主要依靠海上運輸，而油船在航行中擱淺、碰撞、觸礁、起火 爆炸以及船體本身結構破損等會造成嚴重的溢油事故。在世界各地，每年大約溢 出原油2 0 4 0萬噸。同時越來越多的海上鑽井平臺和海上輸油管道相繼建 成，也存在著環境或者自身結構的安全隱患問題，造成平臺爆炸或者輸油管道的 洩露，從而導致海上漏油事故，產生大面積的海上浮油。海上漏油事故不僅浪費 了越發緊缺的石油資源，還能帶來嚴重的國際糾紛。更不容忽視的是，海上浮油 將嚴重破壞海洋及海岸環境，造成巨大的經濟損失和無法彌補的生態災難。只有 通過行而有效的海上浮油回收手段，依靠先進的海面浮油回收裝置才能有效地避 免此類惡性事故的發生，並將其造成的負面影響降至最低。
經對現有技術的文獻檢索發現，中國專利公開號CN 90215573.3，專利名 稱自航式浮油收集器，該文中提出了一種新型自航式浮油收集器，它由收集器 本體、抽吸泵和電控箱組成。收集器本體包括筒體、筒蓋、容器和液位信號器等。 在筒體底部放置二組水泵，利用水泵噴水推進，使本體做定向移動。本體自身密 閉，通過一組水泵調節壓載水量。該裝置在筒體底部放置了兩組泵機噴水推進， 本體控制沉浮。由伸出的管子來收集水面的浮油並存於筒體內。筒體還有另一根
管子和母船連接，將油送到母船上。其不足在於採用了低效的吸管集油方式且
容易產生堵塞情況，無法應對大面積的海上浮油層；裝置只能進行集油工作，無 法有效控制浮油的擴散和漂移，也不能進行油水分離作業；裝置內儲油空間有限， 需要另外配備母船，成本高且不能連續作業。
發明內容
本發明的目的是針對現有技術的不足，提供一種海上鏟式浮油收集器，使其解決背景技術中的技術問題，具備更高的回收效率和更完善的處理流程。
本發明是通過以下技術方案實現的，本發明包括裝置主體、油鏟系統、圍 油欄系統。所述的裝置主體包括主體結構、內部浮油處理系統、化學試劑噴灑系 統和動力及控制系統。
所述的主體結構包括裝置外殼、氣墊、平衡翼和浮油進口控制裝置。其中， 氣墊、平衡翼、浮油進口控制裝置位於裝置外殼的外表面，並構成裝置的主體結 構。浮油進口控制裝置位於水線面以上，平衡翼位於水線面以下。氣墊呈長條形， 可以減少裝置的吃水，使本裝置的浮油進口儘可能對準浮油層表面。平衡翼位於 裝置外殼後部的兩側，呈魚鰭狀，通過增加裝置的縱橫搖阻尼減少裝置在水中的 搖晃，從而起到平衡裝置的作用。浮油進口控制裝置為一個可啟閉的閥門機構， 控制著浮油能否通過裝置外殼進入本裝置。
所述的內部浮油處理系統位於裝置外殼內部，包括細濾網、重力式油水分 離池、吸油泵、柔性儲油袋和排水口。其中細濾網與浮油進口控制裝置連接，用 於海上漂浮雜物的過濾。重力式油水分離池採用市場上技術已相對成熟的產品， 利用浮油與海水密度不同的原理對進入本裝置內部的油水混合物進行分離。重力 式油水分離池的入口緊接細濾網，出口與吸油泵相連。吸油泵用於油水分離後原 油的收集。吸油泵的油出口與柔性儲油袋相連，吸油泵的海水出口與排水口相通。 柔性儲油袋可以隨裝入的原油的增加而膨脹，增加了儲油效率。
所述的化學試劑噴灑系統位於裝置內部的上端，包括浮油凝固劑儲存室和 試劑噴灑裝置。浮油凝固劑儲存室與試劑噴灑裝置相連。
所述的動力及控制裝置包括噴水推進器、導向及遙控裝置。其中噴水推進 器負責裝置的動力和運動控制。噴水推進器位於裝置外殼內的尾部，導向及遙控 裝置位於浮油凝固劑儲存室的後方，構成動力及控制裝置。導向及遙控裝置的控 制系統與浮油進口控制裝置、吸油泵、試劑噴灑裝置、噴水推進器、油鏟運動控 制機構、簡易自航器相連。
所述的油鏟系統包括油鏟和油鏟運動控制機構。油鏟、油鏟運動控制機構 位於裝置外殼外側的首部。油伊為一空間曲面並與油伊運動控制機構組成一四連 杆機構，從而使油,產產生往復的l產油運動。油l產的運動通過油鏟運動控制機構來 控制。油伊運動控制機構是油伊產生往復運動的動力來源，控制油鏟從油水交界面鏟起海面浮油並將其送入浮油進口控制裝置中。
所述的圍油欄系統包括布質圍油欄、圍油欄支架和簡易自航器。布質圍油 欄一端固定並巻起纏繞於圍油欄支架上，另一端與簡易自航器連接。作業狀態下， 簡易自航器將布質圍油欄從圍油欄支架上拉出，達到圍油的作用。圍油欄支架共 兩個，對稱布置於本發明裝置裝置尾部兩側，用於儲存布質圍油欄。簡易自航器 自帶動力，通過遙控能夠在海面航行並展開圍油欄。
本發明的有益效果是可以高效全面地處理大面積的海上漏油事故。該發明 不但可以有效地控制浮油的擴散和漂移，同時可以完成浮油收集、油水分離和浮 油回收的整個事故處理流程。突破了原先低效、可靠性低的浮油收集技術。同時， 融入了系統化的海上浮油處理技術，完善了處理流程和各階段的連接問題，實現 了單個裝置對海上漏油事故的一體化處理。
圖l是海上i產式浮油收集器主視圖。
附圖標記說明裝置外殼l，氣墊2，平衡翼3，浮油進口控制裝置4，細濾
網5，重力式油水分離池6，吸油泵7，柔性儲油袋8，排水口9，浮油凝固劑儲 存室10，試劑噴灑裝置11，噴水推進器12，導向及遙控裝置13，油鏟14，油 鏟運動控制機構15，布質圍油欄16，圍油欄支架17，簡易自航器18。
具體實施例方式
下面結合附圖對本發明的實施例作詳細說明本實施例在以本發明技術方案 為前提下進行實施，給出了詳細的實施方式和具體的操作過程，但本發明的保護 範圍不限於下述的實施例。
如圖1所示，本實施例包括裝置外殼l，氣墊2，平衡翼3，浮油進口控制 裝置4，細濾網5，重力式油水分離池6，吸油泵7，柔性儲油袋8，排水口9， 浮油凝固劑儲存室IO，試劑噴灑裝置ll，噴水推進器12，導向及遙控裝置13， 油鏟14，油鏟運動控制機構15，布質圍油欄16，圍油欄支架17，簡易自航器 18。其中裝置外殼l，氣墊2，平衡翼3，浮油進口控制裝置4構成整個裝置 的主體結構；細濾網5，重力式油水分離池6，吸油泵7，柔性儲油袋8，排水口 9位於裝置外殼1的內部並構成內部浮油處理系統；浮油凝固劑儲存室10，試劑 噴灑裝置11，位於裝置外殼1內部的上部空間，構成化學試劑噴灑系統；油鏟
614，油鏟運動控制機構15位於裝置外殼1外側的首部，構成油鏟系統；布質圍 油欄16，圍油欄支架17，簡易自航器18位於裝置外殼1外側的尾部，構成圍油 欄系統。
上述各部分之間的布置關係為
氣墊2、平衡翼3、浮油進口控制裝置4位於裝置外殼1的外表面，並構成 裝置的主體結構。浮油進口控制裝置4位於水線面以上，平衡翼3位於水線面以下。
細濾網5、重力式油水分離池6、吸油泵7、柔性儲油袋8、排水口9位於裝 置外殼1的內部並構成內部浮油處理系統。其中細濾網5與浮油進口控制裝置4 連接，細濾網5選用孔徑5mm的普通濾網，用於過濾雜質。重力式油水分離池6 入口緊接細濾網5，出口與吸油泵7相連。吸油泵7的油出口與柔性儲油袋8相 連，吸油泵7海水出口與排水口 9相通。
浮油凝固劑儲存室10、試劑噴灑裝置11位於裝置外殼1內部的上部空間， 構成化學試劑噴灑系統。浮油凝固劑儲存室10與試劑噴灑裝置11相連。
噴水推進器12位於裝置外殼1內的尾部，導向及遙控裝置13位於浮油凝固 劑儲存室10的後方，構成動力及控制裝置。導向及遙控裝置13的控制系統與浮 油進口控制裝置4、吸油泵7、試劑噴灑裝置ll、噴水推進器12、油伊運動控制 機構15、簡易自航器18相連。
油鏟14、油鏟運動控制機構15位於裝置外殼1外側的首部，構成油鏟系統。 油鏟14的運動通過油鏟運動控制機構15來控制。
布質圍油欄16、圍油欄支架17、簡易自航器18位於裝置外殼1外側的尾部， 構成圍油欄系統。其中圍油欄支架17剛性固定於裝置外殼1表面，上纏繞布質 圍油欄16。布質圍油欄16的另一端與簡易自航器18連接。
所述裝置外殼l，為流線封閉型結構，內部設置內部浮油處理系統、化學試 劑噴灑系統和動力及控制系統。
所述氣墊2為長條形，位於裝置外殼l的下方前部外側，關於裝置的中縱剖 面對稱布置，提供浮力，為油鏟14運動提供空間並防止浮油汙染裝置外殼1。
所述平衡翼3位於裝置外殼1後部的兩側，呈魚鰭狀，可受控制改變角度。
所述浮油進口控制裝置4為裝置外殼1前部控制浮油進入裝置外殼1的入口，可控制其開閉。
所述細濾網5用於過濾掉油水混合物中體積較小的雜質，再使其進入重力式
油水分離池6進行油水分離。
所述油水分離池6，用於分離浮油與海水，分離後的海水通過排水口 9排出
裝置。此時打開吸油泵7收集浮油並將浮油儲存於柔性儲油袋8之中。
所述吸油泵7用於收集分離後的浮油，並將其運輸進柔性儲油袋8中。 所述柔性儲油袋8以柔性材料製造，隨浮油儲量的增加自然膨脹。 所述排水口 9用於將海水排出裝置外殼1內部。 所述浮油凝固劑儲存室10用於儲存凝固浮油的化學試劑。 所述試劑噴灑裝置11可以將浮油凝固劑儲存室10中的凝固劑向外噴灑，達
到凝固浮油，減緩其擴散和便於收集的目的。
所述噴水推進器12負責整個裝置的動力和運動控制。
所述導向及遙控裝置13負責接收和傳達對整個裝置的操縱命令，其控制內 容包括浮油進口控制裝置4的開閉，吸油泵7的工作狀態，試劑噴灑裝置U 的工作態，噴水推進器12的工作狀態，油鏟運動控制機構15的運動，簡易自 航器18的運動控制。
所述油鏟14為一空間曲面並與油鏟運動控制機構15組成一四連杆機構，從 而使油伊產生往復的爐油運動。
所述油鏟運動控制機構15是油鏟14產生往復運動的動力來源，控制油鏟 14從油水交界面鏟起海面浮油並將其送入浮油進口控制裝置4中。
所述布質圍油欄16 —端固定並巻起纏繞於圍油欄支架17上，另一端與簡易 自航器18連接。作業狀態下，簡易自航器18將布質圍油欄16從圍油欄支架17 上拉出，達到圍油的作用。
所述圍油欄支架17共兩個，對稱布置於整個裝置尾部兩側，用於儲存布質 圍油欄16。
所述簡易自航器18共兩個，自帶動力，可通過遙控在海面進行自由航行， 其上攜帶上述布質圍油欄16，簡易自航器18對稱布置於整個裝置尾部兩側，可 攜帶布質圍油欄16運動，受導向及遙控裝置13的遙控。
工作時，海上鏟式浮油收集器可自航到近海事故現場或拖航至遠海。由導向及遙控裝置13發出命令，控制簡易自航器18將布質圍油欄16從圍油欄支架17 上拉出，包圍裝置周圍的受汙染海面。試劑噴灑裝置11開始工作，將浮油凝固 劑儲存室10中的凝固劑向外噴灑。在導向及遙控裝置13的控制下，浮油進口控 制裝置4將浮油進口打開，油鏟運動控制機構15使油鏟產生往復的鏟油運動， 油鏟從油水交界面f產起海面浮油並將其送入浮油進口控制裝置4中。油水混合物 由細濾網5過濾掉油水混合物中體積較小的雜質，再使其進入重力式油水分離池 6中進行油水分離。分離後浮油將漂浮於海水之上，下層的海水通過排水口9排 出裝置。此時打開吸油泵7收集浮油並將浮油儲存於柔性儲油袋8之中。
權利要求
1、一種海上鏟式浮油收集器，包括裝置主體、油鏟系統、圍油欄系統，其特徵在於所述的裝置主體包括主體結構、內部浮油處理系統、化學試劑噴灑系統和動力及控制系統，其中所述的主體結構包括裝置外殼、氣墊、平衡翼和浮油進口控制裝置，其中氣墊、平衡翼、浮油進口控制裝置位於裝置外殼的外表面，浮油進口控制裝置位於水線面以上，平衡翼位於水線面以下；所述的內部浮油處理系統位於裝置外殼內部，包括細濾網、重力式油水分離池、吸油泵、柔性儲油袋和排水口，其中細濾網與浮油進口控制裝置連接，重力式油水分離池的入口緊接細濾網，出口與吸油泵相連，吸油泵的油出口與柔性儲油袋相連，吸油泵的海水出口與排水口相通；所述的化學試劑噴灑系統位於裝置內部的上端，包括浮油凝固劑儲存室和試劑噴灑裝置，浮油凝固劑儲存室與試劑噴灑裝置相連；所述的動力及控制裝置包括噴水推進器、導向及遙控裝置，噴水推進器位於裝置外殼內的尾部，導向及遙控裝置位於浮油凝固劑儲存室的後方；所述的油鏟系統包括油鏟和油鏟運動控制機構，油鏟、油鏟運動控制機構位於裝置外殼外側的首部；所述的圍油欄系統包括布質圍油欄、圍油欄支架和簡易自航器，布質圍油欄一端固定並捲起纏繞於圍油欄支架上，另一端與簡易自航器連接。
2、 根據權利要求1所述的海上鏟式浮油收集器，其特徵是，所述氣墊呈長 條形，位於裝置外殼的下方前部外側，關於裝置的中縱剖面對稱布置。
3、 根據權利要求1所述的海上鏟式浮油收集器，其特徵是，所述平衡翼位 於裝置外殼後部的兩側，呈魚鰭狀。
4、 根據權利要求1所述的海上鏟式浮油收集器，其特徵是，所述細濾網為 孔徑5mm的普通濾網。
5、 根據權利要求1所述的海上鏟式浮油收集器，其特徵是，所述導向及遙 控裝置，其控制系統與浮油進口控制裝置、吸油泵、試劑噴灑裝置、噴水推進器、 油鏟運動控制機構、簡易自航器相連。
6、 根據權利要求1或5所述的海上鏟式浮油收集器，其特徵是，所述油鏟為一空間曲面並與油鏟運動控制機構組成一四連杆機構。
7、 根據權利要求1或5所述的海上鏟式浮油收集器，其特徵是，所述簡易 自航器自帶動力，兩個簡易自航器對稱布置於整個裝置尾部兩側。
8、 根據權利要求1所述的海上鏟式浮油收集器，其特徵是，所述圍油欄支 架共兩個，對稱布置於整個裝置尾部兩側。
全文摘要
本發明涉及一種海洋溢油處理技術領域的海上鏟式浮油收集器，其中氣墊，平衡翼，浮油進口控制裝置構成裝置的主體結構。細濾網，重力式油水分離池，吸油泵，柔性儲油袋，排水口構成內部浮油處理系統。重力式油水分離池連接細濾網和吸油泵。吸油泵與柔性儲油袋相連。浮油凝固劑儲存室，試劑噴灑裝置構成化學試劑噴灑系統。噴水推進器和導向及遙控裝置構成動力及控制裝置。油鏟，油鏟運動控制機構構成油鏟系統。布質圍油欄，圍油欄支架，簡易自航器構成圍油欄系統。本發明可以高效全面地處理大面積的海上漏油事故，融入了系統化的海上浮油處理技術，實現了單個裝置對海上漏油事故的一體化處理。
文檔編號E02B15/10GK101565942SQ20091004988
公開日2009年10月28日 申請日期2009年4月23日 優先權日2009年4月23日
發明者忠 萬, 史琪琪, 封培元, 磊 王, 王宏志 申請人:上海交通大學