详情

原文传递一种具有可伸缩拦截器的海洋微塑料回收装置、方法和应用

专利名称：	一种具有可伸缩拦截器的海洋微塑料回收装置、方法和应用
摘要：	本发明涉及一种具有可伸缩拦截器的海洋微塑料回收装置，所述装置包括可伸缩拦截器、驱动组件、微塑料回收仓、固定壳体和定位组件，所述可伸缩拦截器、驱动组件、微塑料回收仓和定位组件均设置于固定壳体上，所述可伸缩拦截器与驱动组件相连接设置，该可伸缩拦截器和驱动组件设置于微塑料回收仓外，所述微塑料回收仓可拆卸设置于固定壳体上。本回收装置可以配合水动力条件的强弱，调整拦截器的叶片径向长度，从而改变拦截器的迎流面积，兼顾微塑料的回收效率与装置安全。
专利类型：	发明专利
申请人：	天津科技大学
发明人：	袁承仪;李秀梅;李桂菊
专利状态：	有效
申请日期：	1900-01-20T03:00:00+0805
发布日期：	1900-01-20T00:00:00+0805
申请号：	CN202010005522.6
公开号：	CN111058433A
代理机构：	天津盛理知识产权代理有限公司
代理人：	韩晓梅
分类号：	E02B15/10;E;E02;E02B;E02B15;E02B15/10
申请人地址：	300457 天津市滨海新区天津经济技术开发区第十三大街9号
主权项：	1.一种具有可伸缩拦截器的海洋微塑料回收装置，其特征在于：所述装置包括可伸缩拦截器、驱动组件、微塑料回收仓、固定壳体和定位组件，所述可伸缩拦截器、驱动组件、微塑料回收仓和定位组件均设置于固定壳体上，所述可伸缩拦截器与驱动组件相连接设置，该可伸缩拦截器和驱动组件设置于微塑料回收仓外，所述微塑料回收仓可拆卸设置于固定壳体上；所述可伸缩拦截器能够降低流经拦截器的海水流速，相应地降低海水携带漂浮或悬浮微塑料颗粒的能力，能够将微塑料颗粒拦截在本装置附近；所述驱动组件能够调整可伸缩拦截器的径向长度和方向，所述微塑料回收仓能够回收大粒径垃圾和微塑料垃圾，所述大粒径回收仓能够回收0.5-10mm的海洋漂浮垃圾，所述微塑料回收仓能够回收0.5mm以下的海洋微塑料颗粒；所述固定壳体能够承载可伸缩拦截器、驱动组件、微塑料回收仓和定位组件，且带动其一起漂浮在海面上，所述定位组件能够为海洋微塑料回收装置的定位和回收工作提供位置信息和辨识标记。 2.根据权利要求1所述的具有可伸缩拦截器的海洋微塑料回收装置，其特征在于：所述固定壳体包括外固定壳体、入水口阻隔叶片、内固定壳体、分隔挡块和密封底板，所述内固定壳体同轴间隔设置在外固定壳体内，所述外固定壳体的顶部和底部均呈开口状，所述内固定壳体的顶部呈密封状，该外固定壳体、内固定壳体的底部通过密封底板紧密密封设置在一起；所述内固定壳体的中下部设置有出水口，该出水口与内固定壳体、外固定壳体之间的中空内部相连通设置，该出水口延伸至密封底板的下底面上，便于利用海水自身的重力作用排水；所述外固定壳体的外表面沿圆周方向均布间隔设置3个可伸缩拦截器，3个可伸缩拦截器互成120°角；相邻两个可伸缩拦截器之间的外固定壳体上沿圆周方向均布间隔制出多个入水口，所述入水口一侧的外固定壳体上相连接设置入水口阻隔叶片，该入水口阻隔叶片能够阻挡大于20cm的海洋生物或者海洋垃圾通过入水口；所述微塑料回收仓包括大粒径垃圾回收仓和微塑料垃圾回收仓，所述微塑料垃圾回收仓同轴间隔设置于内固定壳体外的密封底板上，所述大粒径垃圾回收仓同轴间隔设置于微塑料垃圾回收仓、外固定壳体之间的密封底板上；所述大粒径垃圾回收仓、微塑料垃圾回收仓均具有海洋垃圾过滤功能；与可伸缩拦截器相对应的外固定壳体、大粒径垃圾回收仓之间紧密相连接设置一分隔挡块，该分隔挡块呈顶部开口、四周密封的中空状，该分隔挡块能够将外固定壳体、大粒径垃圾回收仓之间的空腔隔离为多个；所述驱动组件包括电源，伸缩、转动驱动单元、推拉杆和固定单元，所述电源、伸缩、转动驱动单元、推拉杆和固定单元依次相连接设置，所述电源、伸缩、转动驱动单元设置于分隔挡块的中空内部，所述电源能够为伸缩、转动驱动单元供电，所述伸缩、转动驱动单元能够带动推拉杆沿径向运动和/或能够带动推拉杆发生旋转；所述可伸缩拦截器包括固定叶片和两个以上可伸缩叶片，所述固定叶片和两个以上可伸缩叶片通过固定单元与推拉杆相连接设置，该固定单元能够将可伸缩叶片打开活动设置或锁死设置于推拉杆上，所述固定叶片沿径向设置，该固定叶片的径向一端紧密垂直固装于外固定壳体的外表面上，该固定叶片呈径向两端均开口的中空状；所述可伸缩叶片也沿径向设置，该可伸缩叶片呈径向两端均开口的中空状，两个以上可伸缩叶片沿径向依次滑动相连接设置，设置于端部的一个可伸缩叶片的另一径向端部与固定叶片的径向另一端滑动相连接设置，该可伸缩叶片的外表面与固定叶片的内表面能够滑动设置，且该可伸缩叶片能够完全滑动设置于固定叶片内部，依次相连接设置的可伸缩叶片能够自远离固定叶片向固定叶片的方向的顺序完全滑动设置于相邻另一个可伸缩叶片的中空内部，当驱动组件带动推拉杆沿径向运动时，固定单元将可伸缩叶片打开活动设置于推拉杆上，通过驱动组件进而能够调整可伸缩拦截器的整体长度，待调整完毕之后，固定单元将可伸缩叶片锁死设置于推拉杆上；当驱动组件带动推拉杆转动时，固定单元将可伸缩叶片锁死设置于推拉杆上。 3.根据权利要求2所述的具有可伸缩拦截器的海洋微塑料回收装置，其特征在于：所述固定叶片的径向长度为1-2m，可伸缩叶片的径向长度与固定叶片的径向长度相同；或者，靠近固定叶片设置的可伸缩叶片的径向长度短于固定叶片的径向长度，自远离固定叶片向固定叶片的方向的可伸缩叶片的径向长度依次增大；或者，所述入水口阻隔叶片的间隔可设置为20-30cm之间；或者，所述固定壳体还包括太阳能电池板，所述太阳能电池板与驱动组件的电源相连接设置，该太阳能电池板能够对电源进行充电；或者，所述固定壳体还包括具有水密性的透明保护罩，该透明保护罩可拆卸紧密设置于外固定壳体的顶部上。 4.根据权利要求2所述的具有可伸缩拦截器的海洋微塑料回收装置，其特征在于：所述驱动组件还包括伸缩判断单元，所述伸缩判断单元设置在相邻两个分隔挡块之间的外固定壳体、大粒径垃圾回收仓之间的密封底板上，该伸缩判断单元能够对本海洋微塑料回收装置所在区域的现场流量大小给出伸缩判断；当流量的测量值大于设置的各级阈值时，则驱动组件通过推拉杆收缩拦截器，适应强的水动力条件；当测量的流速值小于设置的各级阈值时，逐级延伸可伸缩叶片，适应弱水动力条件。 5.根据权利要求4所述的具有可伸缩拦截器的海洋微塑料回收装置，其特征在于：所述伸缩判断单元包含相连接设置的流量计和磁性流量传感器，该流量计能够测量单位面积上的流量，所述磁性流量传感器可以监测流量大小并输出开关量的电信号。 6.根据权利要求2所述的具有可伸缩拦截器的海洋微塑料回收装置，其特征在于：所述伸缩、转动驱动单元为液压装置；所述电源为太阳能电池板或者蓄电池；或者，所述固定单元具备锁扣结构，在完成各级收缩和延伸后，能够锁死叶片和推拉杆的连接处；或者，所述大粒径垃圾回收仓的过滤用平均孔径选择为10mm，所述微塑料垃圾回收仓过滤用平均孔径选择为0.5mm或0.33mm；或者，所述大粒径垃圾回收仓为聚乙烯或聚丙烯过滤网，所述微塑料垃圾回收仓为聚丙烯折叠滤芯。 7.根据权利要求2所述的具有可伸缩拦截器的海洋微塑料回收装置，其特征在于：所述入水口阻隔叶片设置为能够水平摆动的叶片，该阻隔叶片通过连接轴与外固定壳体活动相连接设置，该连接轴设置在入水口阻隔叶片临近海水一侧；或者，所述固定壳体的侧表面、上表面和定位组件的外表面均设置有夜明涂层；或者，所述外固定壳体和微塑料回收仓的下表面在径向上采用由装置外侧向中心逐渐倾斜的设计。 8.根据权利要求1至7任一项所述的具有可伸缩拦截器的海洋微塑料回收装置，其特征在于：所述定位组件包括相连接设置的GSM定位单元和LED指示灯。 9.如权利要求1至8任一项所述的具有可伸缩拦截器的海洋微塑料回收装置在海洋垃圾回收方面中的应用。 10.利用如权利要求1至8任一项所述的具有可伸缩拦截器的海洋微塑料回收装置进行并行化回收海洋微塑料的方法，其特征在于：步骤如下： ⑴预设海洋微塑料回收装置：在短期回收工作中，根据目标海区的海洋预报预设可伸缩拦截器的长度； ⑵由船只等携带海洋微塑料回收装置前往目标海区，释放装置前，开启定位组件；依次在各回收、采样站位释放装置； ⑶在中、长期回收中，本装置能够根据水动力的强弱调节拦截器叶片组件的长度和方向；由多个装置在临近海域内，并行化地开展微塑料回收工作；期间，对装置进行实时定位； ⑷在现场回收结束后，根据实时的定位信息规划航线，由船只等依次收回海洋微塑料回收装置；关闭定位组件和驱动组件； ⑸在陆上实验室，取下海洋微塑料回收装置的微塑料回收仓，备用；彻底清洗装置；替换电源或对电源进行充电；重置微塑料回收仓，以备在下个回收航次中使用。
所属类别：	发明专利