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原文传递一种海面溢油收集器及海面溢油收集方法

专利名称：	一种海面溢油收集器及海面溢油收集方法
摘要：	本发明涉及一种海面溢油收集器及海面溢油收集方法，该海面溢油收集器包括油水收集存储机构和风帆机构；油水收集存储机构包括：储油罐,储油罐的至少上部罐壁具有沿高度方向周向分布的多个筛孔；可升降挡板机构，用于沿高度方向逐步遮住部分或全部筛孔；储水罐，连接在储油罐的底部，储油罐和储水罐之间形成有多个油水分离通道；油水分离膜，设置在每个油水分离通道内，油水分离膜只允许水分子穿过；风帆机构设置在油水收集存储机构上，用于帮助海面溢油收集器实现在风的作用下完成自动寻找海面溢油的工作。本发明的海面溢油收集器可以在作业船投放后自动探测溢油区域并前往收集，且可在完成收集工作后自动返回，实现了海面溢油的智能化收集。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	北京;11
申请人：	北京物资学院
发明人：	白晓娟;余阳;赵天奉
专利状态：	有效
申请日期：	2019-04-09T00:00:00+0800
发布日期：	2019-08-09T00:00:00+0800
申请号：	CN201910279081.6
公开号：	CN110106844A
代理机构：	北京纪凯知识产权代理有限公司
代理人：	谢斌
分类号：	E02B15/04(2006.01);E;E02;E02B;E02B15
申请人地址：	101149 北京市通州区富河大街1号
主权项：	1.一种海面溢油收集器，其特征在于，包括油水收集存储机构(100)和风帆机构(200)；所述油水收集存储机构(100)包括：储油罐(8),所述储油罐(8)的至少上部罐壁具有沿高度方向周向分布的多个筛孔(7)；可升降挡板机构(200)，用于沿高度方向逐步遮住部分或全部所述筛孔(7)；储水罐(10)，连接在所述储油罐(8)的底部，所述储油罐(8)和储水罐(10)之间形成有多个油水分离通道；油水分离膜(20)，设置在每个所述油水分离通道内，所述油水分离膜(20)只允许水分子穿过；所述风帆机构(200)设置在所述油水收集存储机构(100)上，用于帮助海面溢油收集器实现在风的作用下完成自动寻找海面溢油的工作。 2.根据权利要求1所述的海面溢油收集器，其特征在于，所述风帆机构(200)包括：顶盖(14)，连接在储油罐(8)的上部；导轨(13)，设置在所述顶盖(14)的上沿；滑车(1)，两个所述滑车(1)呈中心对称地滑动设置在所述导轨(13)上；风帆(12)，横跨在所述顶盖(14)上且所述风帆(12)的两端分别可转动地连接在两个滑车(1)上；风帆驱动电机(2)，通过风帆支撑架(3)固定在所述顶盖(14)内，所述风帆驱动电机(2)的输出轴与风帆(12)可转动地连接。 3.根据权利要求2所述的海面溢油收集器，其特征在于，所述可升降挡板机构(300)包括：挡板驱动电机(4)，所述挡板驱动电机(4)通过电机支撑架(19)固定在所述储油罐(8)内；丝杆(5)，所述丝杆(5)的一端与所述挡板驱动电机(4)的输出轴连接，所述挡板驱动电机(4)的另一端与设置在所述储油罐(8)底部的轴承座(9)连接；挡板(6)，所述挡板(6)设置在所述储油罐(8)内且与所述丝杆(5)形成旋转副。 4.根据权利要求3所述的海面溢油收集器，其特征在于，在所述储水罐(10)中设置有用于主动控制海面溢油收集器航向的喷射机构(400)，所述喷射机构(400)包括：喷射泵(22)，设置在所述储水罐(10)内部；导流器(23)，至少三个所述导流器(23)沿周向均布在所述储水罐(10)上，且每一所述导流器(23)均通过管道和电磁阀与所述喷射泵(22)连接；同时，在所述储水罐(10)上设置有带单向阀的进水口(21)。 5.根据权利要求4所述的海面溢油收集器，其特征在于，还包括叶轮降压机构(500)，所述叶轮降压机构(500)包括：叶轮驱动电机(17)，所述叶轮驱动电机(17)通过所述电机支撑架(19)固定在所述顶盖(14)内；叶轮(15)，转动设置在所述顶盖(14)内并通过联轴器(16)与所述叶轮驱动电机(17)的输出轴连接。 6.根据权利要求1到5任一项所述的海面溢油收集器，其特征在于，在所述储油罐(8)的外壁上沿周向设置有多个吊耳(18)，用于海面溢油收集器的起吊；同时，在所述储水罐(10)的底部沿周向设置有多个脚架(11)，用于海面溢油收集器的支撑。 7.根据权利要求5所述的海面溢油收集器，其特征在于，还包括智能控制系统，所述智能控制系统包括依次连接的传感器单元、信号调理模块、ADC模块、单片机和ARM中央处理器；其中，所述传感器单元主要由安装于所述储油罐(8)外壁的液面溢油荧光传感器、安装于所述风帆(12)顶部的风压/风向传感器以及安装于所述挡板(6)内壁的油水界面判别传感器组成，所述信号调理模块将所述传感器单元的模拟信号进行滤波后传输至所述ADC模块，所述ADC模块将获取的模拟信号转换成数字信号后传输给所述单片机，所述ARM中央处理器对所述单片机传输的数字信号进行处理，然后通过驱动芯片发出相应四路控制信号，分别传输至所述风帆机构(200)、可升降挡板机构(300)、喷射机构(400)和叶轮降压机构(500)，达到海面溢油收集器智能收集溢油的目的。 8.根据权利要求7所述的海面溢油收集器，其特征在于，所述智能控制系统发出的四路控制信号分别为： 1)所述智能控制系统根据所述风压/风向传感器判断出的海面风压/风向，并向所述风帆驱动电机(2)发出控制信号以控制所述风帆驱动电机(2)的转动，进而控制海面溢油收集器的寻油路径； 2)所述智能控制系统根据所述液面溢油荧光传感器和油水界面判别传感器分别判断出的海面溢油高度和储油罐(8)内油面高度，并向所述挡板驱动电机(4)发出控制信号以控制挡板驱动电机(4)的转动，进而控制挡板(6)的高度； 3)所述智能控制系统根据所述液面溢油荧光传感器判断出的海面油面厚度及油面宽度以及其他海面溢油收集器的寻油路径或回收路径，对当前海面溢油收集器的寻油路径或回收路径进行规划。并根据规划的寻油路径或回收路径向所述喷射机构(400)中的电磁阀和所述喷射泵(22)发出控制信号，进而调节所述喷射机构(400)的喷射方向和控制所述喷射泵(22)的喷射速度； 4)所述智能控制系统根据所述液面溢油荧光传感器判断出的海面油面厚度及油面宽度，并向所述叶轮驱动电机(17)发出控制信号控制所述叶轮(15)的转速以调节海面溢油收集器内部压力，进而控制海面溢油进入海面溢油收集器的速度。 9.一种海面溢油收集方法，采用如权利要求7或8所述的海面溢油收集器，其特征在于，包括以下步骤：步骤一：作业船将多个海面溢油收集器顺序投放至溢油泄露的海上区域，并对每个海面溢油收集器进行编队；步骤二：作业船通过无线通信实现多个海面溢油收集器智能规划寻油路径，并在智能控制系统控制下协同进行收集溢油作业；步骤三：单个海面溢油收集器完成集油作业后与作业船通信，规划回收路径并依靠自身的风帆机构(200)和/或喷射机构(400)返回作业船；步骤四：作业船将完成作业的海面溢油收集器回收至作业船，作业人员将海面溢油收集器收集的溢油回收至作业船储油舱，至此完成了单次回收溢油作业。 10.根据权利要求9所述的海面溢油收集方法，其特征在于，还包括步骤五：海面溢油收集器卸载完收集的溢油后，作业船又将多个海面溢油收集器投入作业区域，进行反复的溢油收集作业。
所属类别：	发明专利