用于水面溢油吸附清理无人船舶系统及清理工作方法

技术领域

本发明属于无人船油污清除装置。

背景技术

对水面浮油污染物收集时，收集口处下坠的除了油类污染物外，还有大量的水，进而需要收集船本身的容器体积很大。

发明内容

发明目的：为了克服现有技术中存在的不足，本发明提供一种用于水面溢油吸附清理无人船舶系统及清理工作方法。

技术方案：为实现上述目的，本发明的用于水面溢油吸附清理无人船舶系统，包括无人储油母船和无人收油子船，无人储油母船和无人收油子船均漂浮在水液面上；所述无人储油母船与无人收油子船通过柔性的导液软管连接；且所述无人储油母船和无人收油子船分别能独立的在水面行驶，且无人收油子船还能在柔性的导液软管的牵引下跟随无人储油母船。

进一步的，所述无人储油母船内设置储油装置。

进一步的，所述无人收油子船能实时的收集漂浮在水液面上的浮油；所述导液软管上设置有油泵；所述油泵能将无人收油子船所收集的浮油通过柔性的导液软管抽到无人储油母船内的储油装置中。

进一步的，所述无人收油子船包括轴线为竖向的环壁，所述环壁的上端沿轮廓一体化设置有一圈拦水环，所述环壁的围合范围内同轴心设置有收油漏斗，收油漏斗内为漏斗腔，所述收油漏斗的上端轮廓与所述拦水环一体化连接；所述漏斗腔的底端设置有漏液口；所述拦水环所在高度的四周呈圆周阵列分布有若干浮球，各所述浮球均通过支撑臂与所述环壁的外壁固定连接；各所述浮球漂浮在水液面上。

进一步的，还包括桶状油水分离容器，所述环壁下部分围合在桶状油水分离容器的上部分的外周，所述环壁的下端的内缘与所述桶状油水分离容器外壁一体化密封连接，从而使环壁与桶状油水分离容器上部分的外壁之间形成环状接油沟；所述桶状油水分离容器的桶内同轴心设置有中心柱，所述中心柱的顶端设置有电机安装仓，所述电机安装仓内固定安装有电机，所述电机的输出轴顶端高出所述中心柱顶端；所述中心柱上方同轴心设置有环状叶片架，所述环状叶片架与所述桶状油水分离容器上端的桶缘所在高度等高，所述输出轴顶端通过若干呈圆周阵列分布的支撑杆与环状叶片架固定连接；从漏液口向下漏出的液体下漏至环状叶片架的环体围合范围内；环状叶片架外壁呈圆周阵列分布有若干浮油离心叶片，所述中心柱与所述桶状油水分离容器内壁之间形成环柱状桶腔，所述中心柱的中部高度处的四周呈圆周阵列分布有若干竖向的隔板，若干隔板将环柱状桶腔的中部分隔成若干竖向的油水分离通道，若干油水分离通道中的油类物质会上浮，所述桶状油水分离容器内的底部为环状的无油水腔，各所述油水分离通道的下端连通所述无油水腔。

进一步的，各所述隔板的上端靠近桶缘的一侧均连接有一片竖向的旋流抑止翅片，各旋流抑止翅片的上端均高出桶缘所在高度，若干旋流抑止翅片沿所述桶状油水分离容器上端内壁呈圆周阵列分布，呈圆周阵列分布的若干旋流抑止翅片所围合的区域为浮油旋流区，相邻旋流抑止翅片之间形成浮油溢出室，各所述浮油溢出室下端均连通一个油水分离通道的上端，各所述浮油溢出室靠近环状叶片架的一端连通浮油旋流区；各浮油溢出室内漂浮的浮油在桶缘处向外溢出到环状接油沟中；所述环状叶片架的回转能带动浮油离心叶片使若干旋流抑止翅片围合范围内的浮油旋流区的浮油液体跟着回转；

所述桶状油水分离容器的下侧壁呈圆周阵列分布有若干射流水泵，各所述射流水泵的进水端均连通所述无油水腔，各所述射流水泵的喷射端的喷射方向与所述桶状油水分离容器的径向方向平行；

所述桶状油水分离容器内为满水时，所述拦水环低于所述水液面以下0.5cm至1cm，且各浮球仍然为漂浮状态；所述桶状油水分离容器内为空水时，在浮力作用下，所述拦水环高出所述水液面。

进一步的，柔性的导液软管的进水端连接在环壁的下端的内缘上，且连通所述环状接油沟的底部；所述桶状油水分离容器(6)的底部设置有配重。

进一步的，初始状态下，将无人收油子船的桶状油水分离容器内先满水，然后将无人储油母船和无人收油子船同时放入充满浮油污染物的水域中，这时无人储油母船和无人收油子船均漂浮在水液面上；由于无人收油子船的桶状油水分离容器内已经是满水状态，从而使拦水环低于所述水液面以下0.5cm至1cm，且各浮球仍然为漂浮状态；这时由于拦水环低于水液面，收油漏斗四周的水液面处的水和浮油的混合物被聚拢下坠到收油漏斗内的锥状漏斗腔中，随即进入锥状漏斗腔中的液体持续的全部通过漏液口向下漏出，通过漏液口向下漏出的液体下漏至环状叶片架的环体围合范围内并扩散至整个桶状油水分离容器内，与此同时启动若干射流水泵，进而使桶状油水分离容器底部的无油水腔内的水源源不断的被若干射流水泵抽出，并通过各射流水泵的喷射端喷出，不同的喷射端射出的射流的反冲力形成了无人收油子船水平运动的驱动力，只要控制各射流水泵的功率差，即可控制无人收油子船的水平行驶方向，从而实现在收油的过程中实时改变位置，争取最大范围内收油；这时通过控制各喷射端喷出的总流量与从漏液口向下漏出至桶状油水分离容器内的液体流量相当；进而使桶状油水分离容器内的水重量达到动态平衡，持续一段时间后桶状油水分离容器内的液体全部为漏液口向下漏出的；从漏液口向下漏出至桶状油水分离容器内的液体是浮油和水的混合物，由于若干竖向的隔板的阻隔，使每个油水分离通道中的液体的横向涌动被抑制，避免了油类物质在油水分离通道中发生翻滚，进而促进油类物质在油水分离通道中能稳定上浮，由于油类物质比较轻，会在在桶状油水分离容器内的若干油水分离通道中稳定上浮到桶缘所在高度，进而使无油水腔中的水始终为无油状态，从而使各喷射端射出均为不含浮油的水；而这时控制电机的输出轴，使若干浮油离心叶片跟着回转，进而带动若干旋流抑止翅片围合范围内的浮油旋流区的浮油跟着回转，形成离心力，若干旋流抑止翅片围合范围内的浮油旋流区的浮油液体在离心力的作用下源源不断的做离心运动到各个浮油溢出室内，浮油溢出室内的浮油不断累积，这时开始缓慢降低各喷射端喷出的总流量，使桶状油水分离容器内的液体被持续抽走的速率降低，打破原先的动态平衡，桶状油水分离容器内的水量由原来的动态平衡转变为缓慢的累积，从而使各浮油溢出室内的浮油逐渐的开始向在桶缘处向外溢出到环状接油沟中，由于旋流抑止翅片的存在，各浮油溢出室内是没有旋流的，进没有离心力效果从而保证了浮油溢出室内的油类物质最终是平稳溢出的，没有离心涌动的现象，避免水也跟着浮油从浮油溢出室内溢出；这时油泵能将无人收油子船的环状接油沟中所收集的浮油通过柔性的导液软管抽到无人储油母船内的储油装置中，使无人储油母船内的储油装置中的浮油越来越多，从而达到对对预定水域的浮油收集效果；

当浮油收集完毕后；快速增加各喷射端喷出的总流量，使桶状油水分离容器内的液体被持续抽走的速率迅速增加，打破原先的动态平衡，桶状油水分离容器内的水量由原来的动态平衡转变为缓慢的降低，直至桶状油水分离容器为空桶状态；桶状油水分离容器为空桶时，整个无人收油子船会在浮力作用下上浮一段距离，在浮力作用下，拦水环会高出水液面，收油漏斗停止收油；这时控制无人储油母船行驶到预定的岸边，无人收油子船在柔性的导液软管的牵引下跟随无人储油母船行驶到预定位置。

有益效果：本发明的结构简单，采用母子船结构，而且子船在收油的过程中已经将水与油进行了分离，而且分离出来的水可以用于推进子船行驶的动力，使母船的储液效率更大。

附图说明

附图1为本方案的整体结构示意图；

附图2为无人收油子船结构示意图；

附图3为拦水环低于所述水液面以下0.5cm至1cm时的示意图；

附图4为无人收油子船第一剖开结构示意图；

附图5为无人收油子船第二剖开结构示意图；

附图6为桶状油水分离容器上部分示意图；

附图7为桶状油水分离容器剖开结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作更进一步的说明。

如附图1至7所示的用于水面溢油吸附清理无人船舶系统，包括无人储油母船37和无人收油子船38，无人储油母船37和无人收油子船38均漂浮在水液面39上；无人储油母船37与无人收油子船38通过柔性的导液软管4连接；且无人储油母船37和无人收油子船38分别能独立的在水面行驶，且无人收油子船38还能在柔性的导液软管4的牵引下跟随无人储油母船37。

无人储油母船37内设置储油装置。

无人收油子船38能实时的收集漂浮在水液面39上的浮油；导液软管4上设置有油泵；油泵能将无人收油子船38所收集的浮油通过柔性的导液软管4抽到无人储油母船37内的储油装置中。

无人收油子船38包括轴线为竖向的环壁9，环壁9的上端沿轮廓一体化设置有一圈拦水环11，环壁9的围合范围内同轴心设置有收油漏斗10，收油漏斗10内为漏斗腔12，收油漏斗10的上端轮廓与拦水环11一体化连接；漏斗腔12的底端设置有漏液口17；拦水环11所在高度的四周呈圆周阵列分布有若干浮球40，各浮球40均通过支撑臂41与环壁9的外壁固定连接；各浮球40漂浮在水液面39上。

还包括桶状油水分离容器6，环壁9下部分围合在桶状油水分离容器6的上部分的外周，环壁9的下端的内缘110与桶状油水分离容器6外壁一体化密封连接，从而使环壁9与桶状油水分离容器6上部分的外壁之间形成环状接油沟8；桶状油水分离容器6的桶内同轴心设置有中心柱2，中心柱2的顶端设置有电机安装仓16，电机安装仓16内固定安装有电机15，电机15的输出轴1顶端高出中心柱2顶端；中心柱2上方同轴心设置有环状叶片架14，环状叶片架14与桶状油水分离容器6上端的桶缘21所在高度等高，输出轴1顶端通过若干呈圆周阵列分布的支撑杆35与环状叶片架14固定连接；从漏液口17向下漏出的液体下漏至环状叶片架14的环体围合范围内；环状叶片架14外壁呈圆周阵列分布有若干浮油离心叶片13，中心柱2与桶状油水分离容器6内壁之间形成环柱状桶腔，中心柱2的中部高度处的四周呈圆周阵列分布有若干竖向的隔板5，若干隔板5将环柱状桶腔的中部分隔成若干竖向的油水分离通道51，若干油水分离通道51中的油类物质会上浮，桶状油水分离容器6内的底部为环状的无油水腔3，各油水分离通道51的下端连通无油水腔3。

各隔板5的上端靠近桶缘21的一侧均连接有一片竖向的旋流抑止翅片7，各旋流抑止翅片7的上端均高出桶缘21所在高度，若干旋流抑止翅片7沿桶状油水分离容器6上端内壁呈圆周阵列分布，呈圆周阵列分布的若干旋流抑止翅片7所围合的区域为浮油旋流区，相邻旋流抑止翅片7之间形成浮油溢出室36，各浮油溢出室36下端均连通一个油水分离通道51的上端，各浮油溢出室36靠近环状叶片架14的一端连通浮油旋流区；各浮油溢出室36内漂浮的浮油在桶缘21处向外溢出到环状接油沟8中；环状叶片架14的回转能带动浮油离心叶片13使若干旋流抑止翅片7围合范围内的浮油旋流区的浮油液体跟着回转；

桶状油水分离容器6的下侧壁呈圆周阵列分布有若干射流水泵18，各射流水泵18的进水端19均连通无油水腔3，各射流水泵18的喷射端20的喷射方向与桶状油水分离容器6的径向方向平行；

如图7，桶状油水分离容器6内为满水时，拦水环11低于水液面39以下0.5cm至1cm，且各浮球40仍然为漂浮状态；桶状油水分离容器6内为空水时，在浮力作用下，拦水环11高出水液面39。

柔性的导液软管4的进水端连接在环壁9的下端的内缘110上，且连通环状接油沟8的底部；所述桶状油水分离容器6的底部设置有配重71；

本方案的工作方法和技术进步以及工作原理解释如下：

用于水面溢油吸附清理无人船舶系统的浮油吸收方法

初始状态下，将无人收油子船38的桶状油水分离容器6内先满水，然后将无人储油母船37和无人收油子船38同时放入充满浮油污染物的水域中，这时无人储油母船37和无人收油子船38均漂浮在水液面39上；由于无人收油子船38的桶状油水分离容器6内已经是满水状态，从而使拦水环11低于水液面39以下0.5cm至1cm，且各浮球40仍然为漂浮状态；这时由于拦水环11低于水液面39，收油漏斗10四周的水液面处的水和浮油的混合物被聚拢下坠到收油漏斗10内的锥状漏斗腔12中，随即进入锥状漏斗腔12中的液体持续的全部通过漏液口17向下漏出，通过漏液口17向下漏出的液体下漏至环状叶片架14的环体围合范围内并扩散至整个桶状油水分离容器6内，与此同时启动若干射流水泵18，进而使桶状油水分离容器6底部的无油水腔3内的水源源不断的被若干射流水泵18抽出，并通过各射流水泵18的喷射端20喷出，不同的喷射端20射出的射流的反冲力形成了无人收油子船38水平运动的驱动力，只要控制各射流水泵18的功率差，即可控制无人收油子船38的水平行驶方向，从而实现在收油的过程中实时改变位置，争取最大范围内收油；这时通过控制各喷射端20喷出的总流量与从漏液口17向下漏出至桶状油水分离容器6内的液体流量相当；进而使桶状油水分离容器6内的水重量达到动态平衡，持续一段时间后桶状油水分离容器6内的液体全部为漏液口17向下漏出的；从漏液口17向下漏出至桶状油水分离容器6内的液体是浮油和水的混合物，由于若干竖向的隔板5的阻隔，使每个油水分离通道51中的液体的横向涌动被抑制，避免了油类物质在油水分离通道51中发生翻滚，进而促进油类物质在油水分离通道51中能稳定上浮，由于油类物质比较轻，会在在桶状油水分离容器6内的若干油水分离通道51中稳定上浮到桶缘21所在高度，进而使无油水腔3中的水始终为无油状态，从而使各喷射端20射出均为不含浮油的水；而这时控制电机15的输出轴1，使若干浮油离心叶片13跟着回转，进而带动若干旋流抑止翅片7围合范围内的浮油旋流区的浮油跟着回转，形成离心力，若干旋流抑止翅片7围合范围内的浮油旋流区的浮油液体在离心力的作用下源源不断的做离心运动到各个浮油溢出室36内，浮油溢出室36内的浮油不断累积，这时开始缓慢降低各喷射端20喷出的总流量，使桶状油水分离容器6内的液体被持续抽走的速率降低，打破原先的动态平衡，桶状油水分离容器6内的水量由原来的动态平衡转变为缓慢的累积，从而使各浮油溢出室36内的浮油逐渐的开始向在桶缘21处向外溢出到环状接油沟8中，由于旋流抑止翅片7的存在，各浮油溢出室36内是没有旋流的，进没有离心力效果从而保证了浮油溢出室36内的油类物质最终是平稳溢出的，没有离心涌动的现象，避免水也跟着浮油从浮油溢出室36内溢出；这时油泵能将无人收油子船38的环状接油沟8中所收集的浮油通过柔性的导液软管4抽到无人储油母船37内的储油装置中，使无人储油母船37内的储油装置中的浮油越来越多，从而达到对对预定水域的浮油收集效果；

当浮油收集完毕后；快速增加各喷射端20喷出的总流量，使桶状油水分离容器6内的液体被持续抽走的速率迅速增加，打破原先的动态平衡，桶状油水分离容器6内的水量由原来的动态平衡转变为缓慢的降低，直至桶状油水分离容器6为空桶状态；桶状油水分离容器6为空桶时，整个无人收油子船38会在浮力作用下上浮一段距离，在浮力作用下，拦水环11会高出水液面39，收油漏斗10停止收油；这时控制无人储油母船37行驶到预定的岸边，无人收油子船38在柔性的导液软管4的牵引下跟随无人储油母船37行驶到预定位置。

以上仅是本发明的优选实施方式，应当指出：对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。