一种基于三级分子离心分离的水面油污全自动清理装置的制作方法

本发明涉及一种油污清理设备，具体地说涉及一种能针对水体油污泄露进行处理，确保水体环境干净，并能够满足水面大量油污处理的一种基于三级分子离心分离的水面油污全自动清理装置。

背景技术：

随着社会的进步，国民经济的发展，人口的不断增长，气候的多变，水上运输船舶用油泄漏也越来越多。水上成品油运输、装卸过程中的泄漏会造成严重的环境污染问题，这样的水体污染，已经严重影响到人民的正常生活。

技术实现要素：

本发明的目的是克服现有技术的不足之处，提供一种能针对水体油污泄露进行处理，确保水体环境干净，并能够满足水面大量油污处理的一种基于三级分子离心分离的水面油污全自动清理装置。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种基于三级分子离心分离的水面油污全自动清理装置，包括主船体，在主船体的船头左侧安装左支撑杆，左支撑杆连接左油污聚拢杆，左油污聚拢杆前端下面安装左推进器，主船体的船头右侧安装右支撑杆，右支撑杆连接右油污聚拢杆，右油污聚拢杆前端下面安装右推进器，主船体的船头下方固定油污收集箱，油污收集箱前方安装粗渣抓起装置，粗渣抓起装置底端两侧分别连接左油污聚拢杆后端和右油污聚拢杆后端，主船体的船头上方安装控制室，控制室后面安装油水混合物存放箱，油水混合物存放箱上面安装二级渣过滤装置，油水混合物存放箱后面安装一级油水分离箱，一级油水分离箱后面安装二级油水分离箱，二级油水分离箱后面安装三级油水分离箱，主船体的船尾左侧安装柴油发电机组，主船体的船尾右侧安装终端过滤器，主船体的船尾下部安装油料存放箱。

本发明的有益效果是，能针对水体油污泄露进行处理，确保水体环境干净，并能够满足水面大量油污处理。本装置是专用于水体水面油污处理的设备，特别是针对水上成品油运输、装卸过程中以及水上运输船舶用油泄漏的油污能进行全自动清理。本装置可以根据水体面积大小的需要和工作量的需要设计出不同大小型号的装置进行清理作业。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1是本发明的实施例一的结构图。

图中：1.主船体，2.左油污聚拢杆，3.粗渣抓起装置，4.油污收集箱，5.控制室，6.二级渣过滤装置，7.油水混合物存放箱，8.一级油水分离箱，9.二级油水分离箱，10.三级油水分离箱，11.终端过滤器，12.油料存放箱，13.柴油发电机组，14.右支撑杆，15.右推进器，16.左推进器，17.右油污聚拢杆，18.左支撑杆。

具体实施方式

在图1所示实施例中，设置有主船体(1)，左油污聚拢杆(2)，粗渣抓起装置(3)，油污收集箱(4)，控制室(5)，二级渣过滤装置(6)，油水混合物存放箱(7)，一级油水分离箱(8)，二级油水分离箱(9)，三级油水分离箱(10)，终端过滤器(11)，油料存放箱(12)，柴油发电机组(13)，右支撑杆(14)，右推进器(15)，左推进器(16)，右油污聚拢杆(17)，左支撑杆(18)。

实施本发明的一种基于三级分子离心分离的水面油污全自动清理装置，包括主船体(1)，主船体(1)的船头左侧安装左支撑杆(18)，左支撑杆(18)连接左油污聚拢杆(2)，左油污聚拢杆(2)前端下面安装左推进器(16)，主船体(1)的船头右侧安装右支撑杆(14)，右支撑杆(14)连接右油污聚拢杆(17)，右油污聚拢杆(17)前端下面安装右推进器(15)，主船体(1)的船头下方固定油污收集箱(4)，油污收集箱(4)前方安装粗渣抓起装置(3)，粗渣抓起装置(3)底端两侧分别连接左油污聚拢杆(2)后端和右油污聚拢杆(17)后端，主船体(1)的船头上方安装控制室(5)，控制室(5)后面安装油水混合物存放箱(7)，油水混合物存放箱(7)上面安装二级渣过滤装置(6)，油水混合物存放箱(7)后面安装一级油水分离箱(8)，一级油水分离箱(8)后面安装二级油水分离箱(9)，二级油水分离箱(9)后面安装三级油水分离箱(10)，主船体(1)的船尾左侧安装柴油发电机组(13)，主船体(1)的船尾右侧安装终端过滤器(11)，主船体(1)的船尾下部安装油料存放箱(12)。

实施本发明的一种基于三级分子离心分离的水面油污全自动清理装置，主船体(1)由柴油发电机组(13)、左推进器(16)、右推进器(15)、控制室(5)和主推进器以及转向系统组成动力驱动装置，主推进器安装在主船体(1)尾部下方，主船体(1)外形尺寸应控制在长12米、宽4米范围内。

实施本发明的一种基于三级分子离心分离的水面油污全自动清理装置，右油污聚拢杆(17)和左油污聚拢杆(2)应分别各带一套长升降液压泵和水位传感器，通过安装在聚拢杆上的水位传感器控制聚拢杆的吃水深度和工作角度，船体每前进一米，聚拢杆的工作面积应大于6m²，两套长升降液压泵分别固定在右油污聚拢杆(17)的中间的位置和左油污聚拢杆(2)的中间的位置，右油污聚拢杆(17)和左油污聚拢杆(2)分别用固定轴固定在粗渣抓起装置(3)下部两边位置，两根油污聚拢杆上分别安装两根支撑杆，两根支撑杆同时起作固定两根聚拢杆和固定油污收集箱(4)的作用，两根支撑杆各带一套小升降液压泵，通过安装在油污收集箱上的另一个水位传感器控制调整两根支撑杆的高度，让油污收集箱获得吃水深度，两根支撑杆尾端分别用固定轴固定在船头前部两侧位置，两套小升降液压泵分别固定在船头两侧下方的船体位置上，两套小升降液压泵分别连接到两根支撑杆上，两根聚拢杆分别由主杆和上、下围板组成，主杆内部为空心，具有自浮力，两根聚拢杆用连接装置与主杆和支撑杆连接，通过安装在聚拢杆上的液压泵辅助固定及调节工作角度，两根聚拢杆前部下方各安装一台小功率推进器，作为前进和转向辅助动力，聚拢杆可分为几段折叠式结构，作业完毕后通过液压折叠装置或人工折叠后可以收回船帮边上。

实施本发明的一种基于三级分子离心分离的水面油污全自动清理装置，粗渣抓起装置(3)由滤渣爪、滤渣传动带、电动滚筒、传动带固定架组成，油污收集箱(4)由收集箱和一级提取泵组成，收集箱内设置有流量仪，通过流量仪将水流量传递给控制室，控制室随时掌握进入二级渣过滤装置的水流量，一级提取泵采用100qw80-10-4型潜水排污泵，流量80m³/h、扬程10m、功率4瓩、允许吸入粒度≥50mm，控制室(5)是整套装置的操作及控制中心，控制室外壳为金属结构，用于安装整套装置的操作及控制设备。

实施本发明的一种基于三级分子离心分离的水面油污全自动清理装置，二级渣过滤装置(6)由箱式机座、进料舱、双层滚动过滤筒、过滤筒被动齿、轴承、轴承座、过滤筒驱动电机组成，过滤筒滤清效率根据额定流量(l/min)及有效过滤面(cm2)计算，滤芯面积应能够满足设计过滤流量来确定，过滤筒为两层圆锥形结构，圆锥形结构的目的是方便将被过滤后的弃渣自动排除，过滤筒的制作用304不锈钢制作好骨架，各层在分别用4目不锈钢板滤网做滤布支撑基板，以保证过滤布工作时的强度，内层用16目涤纶纤维过滤布缠绕作为滤网，外层用200目涤纶纤维过滤布缠绕作为滤网，经过滤后的弃渣进入接渣袋待处理，内外层为可拆卸结构，可以方便清洗或更换滤网。

实施本发明的一种基于三级分子离心分离的水面油污全自动清理装置，油水混合物存放箱(7)利用主船体前部船底舱代用，由二级渣过滤装置(6)过滤后的油水混合物进入此处等待提取至一级分离箱处理，一级油水分离箱(8)用304不锈钢材料焊接，箱体侧面安装有进水口，进水口安装位置在低于箱体浮油溢出口600mm处，能够让进入箱体内的油水混合物获得更佳分离效果，一级油水分离箱还布置有水位传感器和汽油柴油密度监测仪，水位传感器的作用是控制安装在箱体下部的排水管上的控制阀在水位达到设计高度后将水排放回水体中，汽油柴油密度监测仪的作用是控制被一级油水分离箱分离后具有一定浓度的浮油达到设计排放容量后自动排放至二级油水分离箱再次分离，一级油水分离箱上部设计有浮油溢出口，将经过分离后的浮油溢出至二级油水分离箱。

实施本发明的一种基于三级分子离心分离的水面油污全自动清理装置，二级油水分离箱(9)用304不锈钢材料焊接，箱体高度和宽度以及体积都应小于一级油水分离箱，箱体与一级油水分离箱的浮油溢出口对应的位置安装有导流箱，导流箱的作用是让从一级油水分离箱浮油溢出口流下来的浮油流淌至箱体中下部位置，以获得更佳的分离效果，二级油水分离箱也设置有水位传感器和汽油柴油密度监测仪，水位传感器的作用是控制安装在箱体下部的排水管上的控制阀在水位达到设计高度后将水排放回水体中，汽油柴油密度监测仪的作用是控制被二级油水分离箱分离后具有一定浓度的浮油达到设计排放容量后排放至三级油水分离箱，二级油水分离箱上部设计有浮油溢出口，将经过分离后的浮油溢出至三级油水分离箱。

实施本发明的一种基于三级分子离心分离的水面油污全自动清理装置，三级油水分离箱(10)用304不锈钢材料焊接，箱体高度和宽度以及体积都应小于二级油水分离箱，箱体与二级油水分离箱的浮油溢出口对应的位置安装有导流箱，导流箱中部安装有螺旋式刀片破碎机，导流箱的作用是，从二级油水分离箱浮油溢出口流下来的浮油经过导流箱流淌至箱体中下部位置，以获得更佳的油水分离效果，导流箱中部安装的螺旋式刀片破碎机，能够将已经形成乳化状和油包水形状的这部分形状破坏，能让油、水彻底分离，三级油水分离箱上部设置有终端过滤器提取阀，三级油水分离箱也设置有水位传感器和汽油柴油密度监测仪，水位传感器的作用是控制安装在箱体下部的排水管上的控制阀在与油分离后的水位达到设计高度后将水排放回水体中，汽油柴油密度监测仪的作用是控制被三级油水分离箱分离后具有更高浓度的浮油达到设计容量后，通过设置在三级油水分离箱上部的终端过滤提取阀提取至终端过滤器(11)精滤，以保证油分子质量符合设计要求。

实施本发明的一种基于三级分子离心分离的水面油污全自动清理装置，终端过滤器(11)由提取泵、过滤筒、内置精密滤芯、排料管道及电气控制部分组成，过滤筒共分为三组，滤芯密度分别为第一组270目，第二组325目，第三组500目，待处理的油料经过滤筒内置的滤网过滤处理后，其杂质被阻挡，需要清洗时，只要将可拆卸的滤筒取出，清洗后重新装入即可继续使用，过滤后的油料排放至油料存放箱(12)等待处理，油料存放箱(12)利用主船体后部船底舱代用。

本装置的工作原理为：通过主船体驱动油污聚拢杆在水体中向前推进，推进过程中通过在主船体前面安装的呈外八字形状的油污聚拢杆将工作范围内的油污聚拢至粗渣过滤装置处。粗渣抓起装置将粒度大于35mm的物体过滤提取，被提取粒度大于35mm的物体进入接渣袋等待处理。接渣袋进渣口处设置有料位传感器，将接渣袋接满渣后的信号传递给控制室，以控制及时更换接渣袋。粗渣抓起装置过滤后的油污在安装于聚拢杆上的导流板控制下进入收集箱。收集箱设置有流量控制口，其作用是保证按照0.4米/秒(约1440米/小时)推进速度的收集量控制进入收集箱，收集箱里面的容量为约80m³/h。容量控制除依靠推进速度控制外，同时通过安装在主杆和支撑杆上的液压泵调节深度控制。收集箱前部还设置有深度控制板，其作用是保证进入收集箱范围的物体从控制板上顺利进入收集箱，更加便于收集，让已经进入收集箱收集范围内的物体进入深度控制板上，避免收集箱体在前进过程中的阻力形成的水浪导致部分待收集物潜入水下漏收。主杆和支撑杆上的液压泵深度控制调节应根据安装在收集箱上的水位传感器传输的数据调节。进入收集箱4的待处理物通过设置在收集箱内的100qw80-10-4(流量80m³/h、扬程10m、功率4瓩、允许吸入粒度≥粒径50mm)潜水排污泵提取至二级渣过滤装置过滤处理。提取至二级渣过滤装置处理的油水混合物先进入二级渣过滤装置的进水箱。先进入进水箱的目的是让油水混合物只能从安装在进水箱与过滤装置内层密封装置的控制下进入内层过滤筒。通过内层过滤筒过滤后小于16目以下的物体才能进入外层过滤筒。过滤滚筒旋转滚动工作过程中直径最大处的线速度为1m/s。在过滤滚筒旋转滚动产生的离心力作用下，小于16目的混合物通过内层滤网被快速过滤后进入外层过滤筒。被内层过滤筒截留下来的弃渣自动排放到接渣袋。小于16目的混合物进入外层过滤筒后，在过滤滚筒旋转滚动产生的离心力作用下被快速过滤，小于200目的油水混合物排放到油水混合物存放箱。截留下来的大于200目的弃渣自动排放到接渣袋。接渣袋进渣口处设置有料位传感器，将接渣袋接满渣后的信号传递给控制室，以控制及时更换接渣袋。油水混合物存放箱存放的油水混合物，通过安装在油水混合物存放箱里面的100wq80-10-4潜水泵，提取到一级油水分离箱。从油水混合物存放箱提取的油水混合物，通过设置在一级油水分离箱中下部的进口进入一级油水分离箱。让油水混合物从中下部的进口进入的目的，是能够让进入到分离箱的油水混合物获得更佳分离效果。油水分离箱的工作原理是根据大部分的油在水中是以浮油层的形式存在的油水比重法原理来设计的。根据模拟试验，50∶1、20∶1、1∶5的水与柴油混合物流满深度1.5米的容器，2分钟内柴油即可以浮油层状态浮于水面。由于一级油水分离箱的设计容积深度为1.5m，容积大于7m³，进口及出口分别设置在两头对应的顶端，本套装置设计的处理量为80m³/h，进入一级油水分离箱的油水混合物在分离箱里面的存放时间将大于5分钟，足够让混合在水里面的油分子基本浮出水面。进入一级油水分离箱的油水混合物以浮油层状态浮于水面与水自然分离，水沉于下部。一级油水分离箱下部水的排放口采用间歇性排放法，排放量大于进水量，以让进入一级油水分离箱的油水混合物获得更佳的分离效果。沉于下部的水达到设计容量后，通过水位传感器启动排水装置，将沉于箱体下部的水从设置于箱体下部的排水孔排放回水体内。沉于箱体下部的水被排出量在水位传感器的控制下，只会排出水，不会排出浮油。如此往复循环，直至设置在箱体上的汽油柴油密度监测仪监测到箱体上面的浮油层达到设计排放厚度，此时，汽油柴油密度监测仪控制设置于箱体下部的自动排水口限量排放，让箱体面上的浮油层逐渐上升到设计高度，自动流淌至二级油水分离箱。水位传感器及汽油柴油密度监测仪监测到箱体上面的浮油层排放到设计数量后，将排水装置打开，沉于箱体下部的水再次排放回水体内，又至设置在箱体上的汽油柴油密度监测仪监测到箱体上面的浮油层重新达到设计排放厚度后，控制箱体下部的排水口再次限量排放，让箱体面上的浮油层再次上升到设计高度流淌至二级油水分离箱。一直如此往复循环直至工作任务完成。从一级油水分离箱流淌至二级油水分离箱的具有较高浓度的浮油，通过设置在二级油水分离箱与一级油水分离箱溢出口对应的位置上的导流箱，将从一级油水分离箱流淌至二级油水分离箱的具有较高浓度的浮油，被控制从二级油水分离箱的中下部进入到二级油水分离箱，这样设计的目的是让已经具有较高浓度的浮油里面尚余的水能够尽快的沉于下部，获得更佳分离效果。从一级油水分离箱流淌至二级油水分离箱的具有较高浓度的浮油数量，是根据被提取至本套装置处理的混合物含油量决定的。

为便于计算，假设从水体里提取进入到本套装置的混合物含油量为2％，本套装置的设计，排放至二级油水分离箱9的浮油浓度是在一级油水分离箱的表面先形成300mm厚度的浮油层；监测仪监测到已经形成300mm厚度的浮油层后，将信号传递给控制系统，控制一级油水分离箱的排水口排放量小于进水量，让已经形成的300mm厚度浮油层逐渐上升至与二级油水分离箱对应的溢出口自动排放进二级油水分离箱。

为保证获得的浮油具有较高浓度，每次浮油排放量控制在排放厚度的2/3即200mm厚度，然后等待下一次300mm浮油层厚度的形成再次排放。一级油水分离箱8的设计容量为7.2m³，内部尺寸为长2400mm、宽2000mm、高1500mm(至溢出口)按照以上数据计算，表面形成300mm以上厚度的浮油层量为1.44m³。根据假设的从水体里提取进入到本套装置的混合物含油量为2％计算，形成1.44m³的浮油量，理论上需要处理进入一级油水分离箱8里面72m³的混合物才能获得。每次控制的排放量为200mm厚度，即0.96m³。需要处理的进入一级油水分离箱8里面的混合物为48m³。根据设计的每小时处理量计算，这个时间周期为约36分钟。

进入二级油水分离箱的浮油里面尚余的水，在达到设计容量后，通过设置在箱体内的水位传感器启动排水装置，将沉于箱体下部的水从设置于箱体下部的排水孔排放回水体内。如此往复循环，直至设置在箱体上的汽油柴油密度监测仪监测到箱体上面的浮油层达到设计排放厚度。此时，汽油柴油密度监测仪控制设置于箱体下部的排水孔限量排放，让箱体面上的浮油层逐渐上升到设计高度，自动流淌至三级油水分离箱。水位传感器及汽油柴油密度监测仪监测到箱体上面的浮油层排放到设计量后，将排水装置打开，沉于箱体下部的水再次排放回水体内，又至设置在箱体上的汽油柴油密度监测仪监测到箱体上面的浮油层重新达到设计排放厚度后，箱体下部的自动排水孔再次限量排放，让箱体面上的浮油层再次上升到设计高度，流淌至三级油水分离箱。一直如此往复循环直至工作任务完成。进入三级油水分离箱的浮油，由于经过在二级油水分离箱的再次沉淀和分离后，浮油里面的水已经基本被分离。再进入油水分离箱经过再次沉淀和分离后，其含水量将再大大减少。三级油水分离箱箱体与二级油水分离箱的浮油溢出口对应的位置安装的导流箱，其作用是从二级油水分离箱浮油溢出口流下来的浮油经过导流箱流淌至箱体中下部位置，以获得更佳的油水分离效果，导流箱中部安装的螺旋式刀片破碎机，能够将已经形成乳化状(油包水形状)的这部分形状破坏，以让油、水分离。经过三级油水分离箱沉淀分离获得的浮油，达到设计容量后，通过终端过滤器提取进行最后过滤后存放到油料存放箱。本套装置的设计工作能力，能够满足水面形成大量油污的处理。

本装置实施例一：水面漂浮物的聚拢：用两根模拟聚拢杆形状、吃水深度的杆状物，在具有相当漂浮物的水体里做试验，能够将漂浮于水面上具有一定深度的漂浮物基本聚拢。由此得出我们设计的聚拢装置的结构和工作原理是可行的。二级过滤装置内外滤网目数的选择：由于二级过滤装置的工作效率涉及到本套装置能否顺利完成设计的工作任务，将从收集箱提取的混合物尽快处理。滤网目数的选择即要满足工作质量的保证，又要满足工作任务的完成。针对初步设计方案定义的过滤筒尺寸，内外层有效过滤面积做了滤网目数的过滤数量、过滤质量模拟试验，确定在过滤滚筒最大线速度为1m/s的旋转速度下，内层滤网目数为16目；外层滤网目数为200目，能够完成根据设计要求进入过滤筒进水量的过滤。即能保证完成设计的工作任务，又能保证设计的工作质量。油水分离的试验：为获得油与水基本分离的时间数据，分别用50∶1、20∶1、1∶5的水与柴油混合后，倒入深度为1.5m的透明容器中观察，在混合物倒入容器内两分钟之内的时间，肉眼可见的柴油已经全部浮于水面。由此得出油与水基本分离开的时间为两分钟之内。形成乳化状(油包水形状)物体的分离试验：根据油进入水体后一定时间，会有部分油与水形成油包水形状的乳化现象，用螺旋式刀片绞肉机的绞刀头部分对存放在容器里的油包水乳化状物体进行旋转搅拌破坏，能够让油包水形状被破坏，油、水分离开来。

实施本发明的一种基于三级分子离心分离的水面油污全自动清理装置，该装置前景广阔，能广泛运用于饮用水源水库，养殖水体，江河，湖泊，鱼塘，海岸近水区域等污染治理等多用途。特别是针对水体油污泄露的处理，更具有显著效果。实施本发明，能针对水体油污泄露进行处理，确保水体环境干净，并能够满足水面大量油污处理。

本装置是专用于水体水面油污处理的设备，特别是针对水上成品油运输、装卸过程中以及水上运输船舶用油泄漏的油污能进行全自动清理。本装置可以根据水体面积大小的需要和工作量的需要设计出不同大小型号的装置进行清理作业，效果很好。