漩渦式水域垃圾自動清理裝置的製作方法

2023-12-02 08:10:26

本發明屬於水域垃圾清理技術領域，具體的說，涉及一種漩渦式水域垃圾自動清理裝置。

背景技術：

隨著雨水的衝刷和生活垃圾處理技術普及不到位，致使江、河、湖泊的水面上漂浮大量垃圾，部分區域汙染特別嚴重，如航運河道、發電站水庫壩前蓄水池，如果不及時清理，將會影響航道運行、水力發電機組正常運轉。目前打撈水面垃圾最常用的方法是採用人工打撈方式，由環衛工人手持網兜站在甲板上直接把垃圾撈上來，這種作業方式強度大、效率低，工人的工作環境也得不到保證。市面上出現的水面垃圾清理船，主要分為傳送帶式和翻鬥式，在工作過程中均只能隨著船的移動，收集船前進方向的垃圾。對於大片水域的漂浮垃圾只能駕駛清理船往復運動打撈，清理效率低，清理效果差。

技術實現要素：

為了克服現有技術的不足，本發明的目的在於提供一種漩渦式水域垃圾自動清理裝置。本發明的裝置設計巧妙，使用安全，清理高效，自動化程度高。

本發明的技術方案具體介紹如下。

本發明提供一種漩渦式水域垃圾自動清理裝置，其包括清理船、垃圾打撈機和plc

控制系統；垃圾打撈機設置在清理船的一側，plc控制系統和垃圾打撈機相連，用於控制垃圾打撈機的自動運行；其中：所述垃圾打撈機包括底座，兩組機械臂、第一、二電動推桿、捕集器和水泵；兩組機械臂平行安裝於同一底座上，每組機械臂各包括一主動臂和一從動臂；主動臂和從動臂的一端分別和捕集器外壁的一側轉動連接，主動臂和捕集器外壁的連接點位於從動臂和捕集器外壁的連接點的正上方；主動臂另一端和第一電動推桿、底座依次轉動連接；從動臂另一端直接和底座轉動連接；捕集器呈三層敞口桶體結構，其最外層為金屬圓桶，中間層為金屬篩網桶，金屬圓桶與金屬篩網桶的頂部密閉連接，中間形成一個圓環腔體；金屬篩網桶內層為濾布製成的捕集袋；捕集袋下方設置推料底板，第二電動推桿穿過捕集器的底部與推料底板相連接；捕集器的金屬圓桶底部側面設置有孔道，孔道通過水管與水泵相連。

本發明中，垃圾打撈機有一個或多個，多個時分布於清理船的兩側。一plc控制系統和多個垃圾打撈機相連，用於控制每個垃圾打撈機的自動運行。

本發明中，轉動連接採用鉸接方式。

本發明中，金屬篩網桶孔徑為2-5mm；濾布捕集袋的濾布孔徑為100-300目。

本發明中，水管通過管道固定架固定在從動臂上。

和現有技術相比，本發明的有益效果在於，

1）本發明裝置結構簡單，設計巧妙；用於清理水域垃圾時，通過人工產生漩渦吸引水面垃圾自動進入捕集器，收集面廣、清理效率高、噪聲汙染小。

2）本裝置由垃圾主動進入捕集器的過程代替傳統的機械設備主動打撈過程，可避免由船隻前進或者機械臂翻轉造成垃圾隨水流分散到船四周而產生打撈不乾淨的問題。

3）整個系統由plc全自動化控制，無需人工配合作業，減小了勞動強度，在環境惡劣的條件下也能使用。

4）整個裝置結構緊湊、可模塊化設計，根據實際要求可將若干個垃圾打撈機同時布置在不同型號的清撈船的兩側，能滿足不同河流、湖泊等水域的使用需要。

附圖說明

圖1是漩渦式水域垃圾清理裝置總體結構示意圖。

圖2是捕集器3層敞口結構示意圖。

圖3是水面垃圾清理的工作狀態時的裝置示意圖。

圖4是捕集器垃圾裝滿翻轉回收以及自由航行狀態的裝置示意圖。

圖中標號：1-水泵；2-第一電動推桿；3-底座；4-主動臂；5-金屬圓桶；6-金屬篩網桶；7-捕集袋；8-推料底板；9-第二電動推桿；10-水管；11-從動臂；12-清理船；13-垃圾倉；14-控制室；15-捕集器。

具體實施方式

下面結合附圖和實施例對本發明的技術方案進行詳細闡述。

實施例1

實施例中，一種漩渦式水域垃圾自動清理裝置(圖1)，包括清理船12、垃圾打撈機和plc控制系統。根據實際水域垃圾處理要求，垃圾打撈機可以是一個或多個，分布在清理船12的一側或兩側，plc控制系統和一個或多個垃圾打撈機相連，用於控制垃圾打撈機的自動運行；清理船12包括船體、控制室14和垃圾倉13。plc控制系統包括plc控制器、各捕集器15與水泵1相連接的抽水管10上的電磁閥。

具體的，垃圾打撈機包括底座3，兩組機械臂、第一、二電動推桿2、9以及捕集器15以及水泵1；兩組機械臂平行安裝於底座3上；垃圾打撈機中的兩組機械臂各包括一主動臂5和從動臂11。以上，捕集器15兩側對稱布置兩組由主動臂4、從動臂11搭建的平行四連杆機構，能保證捕集器15在翻轉的過程中不會發生側翻事故。同時確定翻轉過程中的3個基本位置，從而確定唯一方案的四連杆結構，避免翻轉過程中捕集器15還未到清理船的垃圾倉13上方時就傾斜過大，致使造成不必要的垃圾溢出的情況發生。

垃圾打撈機的每組機械臂中，主動臂4和從動臂11的一端分別和捕集器15的外壁的一側轉動連接，主動臂4和捕集器15的外壁的連接點位於從動臂11和捕集器的外壁連接點的正上方；主動臂4另一端和第一電動推桿2、底座3依次轉動連接；從動臂11另一端直接和底座1轉動連接；捕集器15呈三層敞口桶體結構（圖2），其最外層為金屬圓桶5，中間層為金屬篩網桶6，金屬圓桶5與金屬篩網桶6的頂部密閉連接，中間形成一個圓環腔體；金屬篩網桶6內層為濾布製成的捕集袋7；捕集袋7下方設置推料底板，第二電動推桿9穿過捕集器的底部與推料底板相連接；捕集器15的金屬圓桶5底部側面設置有孔道，孔道通過水管10與水泵1相連。捕集器15尾部的水管10的一部分通過管道固定架固定在機械臂的從動臂11上，解決機械臂在翻轉過程中，抽水管11可能與機械臂幹涉的情況發生。

下面以使用本水面垃圾清理船的工作過程為實施例加以描述。

1.垃圾自動捕集

如圖3所示，當清理船12搭載垃圾打撈機到達指定清理水域後，調節機械臂使捕集器15置於水下，其上端面距水面約10-20cm。此時水泵1開始通電工作，將捕集器15內的水通過捕集器15的底部側面的孔道抽出，使金屬圓桶5內形成負壓，其上端面水面的液位較其他地方降低，形成人為的漩渦，附近水域的水面的漂浮物由於重力作用和水流吸力作用，自動落進捕集器15的濾布捕集袋7底部。由於捕集器15的金屬圓桶5內部焊接一圈5mm孔隙金屬篩網桶6，其孔結構使得捕集袋7在工作過程中（累積一定垃圾後）不會緊貼金屬圓桶5的內壁而造成吸力不足，可以繼續吸引水面垃圾進入捕集器15，實現垃圾的充分的自動捕集過程。

2.垃圾裝滿回收

如圖4所示，當濾布捕集袋7中的垃圾收集滿了之後，通過位置傳感器發出信號，plc控制系統收到信號後，控制第一電動推桿2運動，帶動主動臂4將捕集器15翻轉出水面，當捕集器15翻轉到圖4所示位置後，第二電動推桿9通電工作，推動推料底板8將濾布捕集袋7中的垃圾推出，落到清理船12的垃圾倉13中。最後機械臂復位，捕集器15回到開始工作狀態，完成一個工作循環。plc控制系統依次控制其他垃圾打撈機完成垃圾清理操作。