本实用新型专利技术公开一种旋臂式水体表层水力倒吸除藻除油装置。所述装置包括弧形吸头、柔性吸管、抽水泵、电磁流量计、旋臂、铰链、水深传感器、升降转盘、储水箱、船体，弧形吸头通过抽吸管道经抽水泵与装于船体的储水箱连接，抽吸管道上设有蝶阀和电磁流量计，旋臂的一端通过旋臂吊架与弧形吸头相连，旋臂另一端可由旋转机构实现旋转进而带动弧形吸头旋转，旋臂上还与升降转盘连接，升降转盘用于根据水深传感器实时监测弧形吸头的淹没水深调节旋臂升降以控制弧形吸头位于预设淹没水深。本实用新型专利技术根据藻类和油污集中在水体表层的特性，利用水深传感器和升降转盘，准确控制弧形吸头淹没水深，有针对性地吸除水体表层的藻类和油污，耗水量少，效率高。
【技术实现步骤摘要】
本技术涉及一种机械除藻除油装置，具体说是一种旋臂式水体表层水力倒吸除藻除油装置。
技术介绍
近几十年，由于水体富营养化，引起大面积水华，对水生态环境和饮用水源安全造成重大威胁；而且藻类产生的藻毒素影响人类健康。水华期间的藻类主要富集在水体表层，厚度一般不超过5cm。据统计，目前我国已达富营养化的湖泊及沿海城市近岸海域已超过70％，其面积、强度以及藻毒素的含量均在大幅度增长。近年来，国内外常有水域漏油事件的发生，对水生态环境、水工建筑物和人类健康产生重大危害。水体藻类和油污的共同特点是主要分布在水体表层。目前，国内外已有一些除藻除油的方法，主要包括物理方法、化学方法和生物方法。物理方法除藻主要捞取水体中的丝状藻类，该方法具有见效快、污染少且可长期使用的优点，比较适用于藻浓度较高、已形成严重藻类水华的水域；物理方法除油主要采用吸油毡或吸油设备，但通常吸取不够彻底。化学方法是根据藻类水华和油污的理化特性，加入适当化学药剂；化学方法见效快，但不能经常性、长期性使用，以免化学物质的积累对水体造成二次污染。生物技术是通过水体食物链，种植水生植物或投加适量鱼虾苗，以逐步建立起一个人工生态系统；生物方法对水体环境有一定要求，且见效慢、去除藻类和油污的能力有限。目前，去除水体藻类仍主要采用物理方法。专利(CN201834183U)公布了一种机械除藻装置，其采用的吸头较小，容易堵塞，且无法控制吸头与水面之间的距离，除藻效果一般。专利(CN203996816U)公布了一种机械除藻设备，其收集藻类的设备为进水管，且进水管为单根，进口较小，容易堵塞，也无法控制进水管与水面之间的距离，整体除藻效率不高。专利(CN103552665A)公布了一种水面油污清理船，采用吸油辊吸取油污，专利(CN103938600B)公布了一种水面油污清除回收装置，两种装置均作用范围小，油污清除不够彻底，且效率较低，较适用于油污浓度高、厚度大的局部区域。目前，采用机械方式除藻除油的专利，所采用的吸头或进水管设计相对较粗放，不符合流体的水力学特性，能量损失较大；所采用的吸头大部分无法旋转，除藻除油范围有限；且无法控制吸头与水面的距离，在除藻除油的同时抽吸了大量水，除藻除油效率相对较低。
技术实现思路
本技术为了克服现有技术存在的缺陷，提供一种针对水体表层藻类和油污的旋臂式水体表层水力倒吸除藻除油装置，其采用弧形吸头大大减少水流阻力，通过铰链、旋臂和升降转盘带动弧形吸头270°旋转，并能准确控制弧形吸头淹没水深，可实现低能耗、高效率地大范围除藻除油。为了实现上述目的，本技术采用以下技术方案：一种旋臂式水体表层水力倒吸除藻除油装置，包括弧形吸头、柔性吸管、抽水泵、电磁流量计、旋臂、铰链、水深传感器、升降转盘、储水箱、船体，弧形吸头通过抽吸管道经抽水泵与装于船体的储水箱连接，抽吸管道上设有蝶阀和电磁流量计，旋臂的一端通过旋臂吊架与弧形吸头相连，旋臂的另一端可由旋转机构实现旋转进而带动弧形吸头旋转，旋臂上还与升降转盘连接，升降转盘用于根据水深传感器实时监测弧形吸头的淹没水深调节旋臂升降以准确控制弧形吸头位于预先设定的淹没水深。进一步的，抽水泵和升降转盘的动力由装于船体的发电机提供。进一步的，所述旋转机构为铰链，旋臂通过铰链与装于船体的发电机驱动连接。进一步的，通过铰链控制旋臂旋转可实现弧形吸头旋转270°。进一步的，所述的抽吸管道由刚性管道和柔性吸管组成，刚性管道和柔性吸管之间的连接布置管道接头，柔性吸管与旋臂之间通过固定环连接在一起。进一步的，刚性管道的管径设计为10-20cm，柔性吸管的管径设计为8-20cm。进一步的，所述弧形吸头采用1/4圆弧，立面采用倒喇叭形状，平面采用圆形或长方形。进一步的，弧形吸头的半径为40-50cm、高度为40-50cm，弧形吸头近船体的边缘距船体的距离为100-300cm。本技术的有益效果和优点在于：1.本装置充分利用流体力学原理，采用弧形吸头，吸头及连通管阻力小，水流平顺，能量损失较小，且不容易发生堵塞，除藻除油效率高。2.本装置采用旋臂式结构，通过旋臂牵动弧形吸头270°旋转，除藻除油作用范围广。3.本装置根据藻类和油污集中在水体表层的特性，利用水深传感器和升降转盘，实时准确控制弧形吸头淹没水深，有针对性地吸除水体表层的藻类和油污，耗水量少，效率高。附图说明图1为本技术旋臂式水体表层水力倒吸除藻除油装置的纵剖面图；图2为本技术旋臂式水体表层水力倒吸除藻除油装置的俯视图；图3为三角形吸头和弧形吸头的流场对比图，其中图3(a)为三角形吸头的流场图，图3(b)为弧形吸头的流场图；图4为不同吸头深度的流场对比图，其中图4(a)为吸头淹没水深约40cm时的流场图，图4(b)为吸头淹没水深约10cm时的流场图；图5为不同抽水流速的流场对比图；其中图5(a)为抽水流速为1.0m/s时的流场图，图5(b)为抽水流速为2.0m/s时的流场图。图中：1-弧形吸头，2-刚性管道，3-连接管，4-柔性吸管，5-蝶阀，6-抽水泵，7-电磁流量计，8-储水箱，9-旋臂吊架，10-旋臂，11-铰链，12-升降转盘；13-发电机，14-船体，15-刚性支架，16-管道接头，17-固定环，18-水深传感器。具体实施方式下面将结合本技术中的附图，对本技术中的技术方案进行清楚、完整地描述。请参考图1，本技术旋臂式水体表层水力倒吸除藻除油装置包括弧形吸头1、柔性吸管4、抽水泵6、电磁流量计7、旋臂10、铰链11、水深传感器18、升降转盘12、储水箱8、船体14。请进一步参考图2，弧形吸头1采用1/4圆弧，立面采用倒喇叭形状，平面采用圆形或长方形；弧形吸头1的半径设计为40-50cm、高度设计为40-50cm，弧形吸头1近船体14的边缘距船体14的距离设计为100-300cm；弧形吸头1采用不锈钢材质。弧形吸头1与刚性管道2相连，沿抽水方向再依次连接弧形连接管3、管道接头16、柔性吸管4、管道接头16、刚性管道2、蝶阀5、水泵6、电磁流量计7，然后进入储水箱8。刚性管道2和弧形连接管3均采用普通刚性材料，刚性管道2和弧形连接管3的管径设计为10-20cm；柔性吸管4采用耐水、耐腐蚀的橡胶材料，且具有一定的伸缩性，柔性吸管4的管径设计为8-20cm。为便于工作过程中柔性吸管4随旋臂10一起移动，利用固定环17将柔性吸管4固定在旋臂10上方。所述的弧形吸头1通过铰链11带动旋臂10实现270°旋转。铰链11旋转的能量来源于发电机13，转速可调。为了兼顾除藻除油效率和旋臂10的稳定性，旋臂10的长度设计为100-300cm，旋臂10采用高强度、耐腐蚀性钢管。旋臂10通过旋臂吊架9与弧形吸头1相连接，旋臂吊架9连接在吸头1两侧，采用高强度的粗钢筋。所述的水深传感器18能够实时显弧形吸头1淹没水深，并通过升降转盘12带动旋臂10实现弧形吸头1淹没水深的精确控制。随着工作进行，船体14上储水箱8内的含藻含油水体越来越多，将导致船体14重量增加，船体14吃水深度增加，而弧形吸头1与船体是刚性连接，因此弧形吸头1的淹没水深随之加大，影响除藻除油效果。通过调节升降转盘12，带动旋臂10上下升降，精确控制弧形吸头1的淹没水深本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种旋臂式水体表层水力倒吸除藻除油装置，其特征在于：包括弧形吸头(1)、柔性吸管(4)、抽水泵(6)、电磁流量计(7)、旋臂(10)、铰链(11)、水深传感器(18)、升降转盘(12)、储水箱(8)、船体(14)，弧形吸头(1)通过抽吸管道经抽水泵(6)与装于船体的储水箱(8)连接，抽吸管道上设有蝶阀(5)和电磁流量计(7)，旋臂(10)的一端通过旋臂吊架(9)与弧形吸头(1)相连，旋臂(10)的另一端可由旋转机构实现旋转进而带动弧形吸头(1)旋转，旋臂(10)上还与升降转盘(12)连接，升降转盘(12)用于根据水深传感器(18)实时监测弧形吸头(1)的淹没水深调节旋臂(10)升降以准确控制弧形吸头(1)位于预先设定的淹没水深。
【技术特征摘要】
1.一种旋臂式水体表层水力倒吸除藻除油装置，其特征在于：包括弧形吸头(1)、柔性吸管(4)、抽水泵(6)、电磁流量计(7)、旋臂(10)、铰链(11)、水深传感器(18)、升降转盘(12)、储水箱(8)、船体(14)，弧形吸头(1)通过抽吸管道经抽水泵(6)与装于船体的储水箱(8)连接，抽吸管道上设有蝶阀(5)和电磁流量计(7)，旋臂(10)的一端通过旋臂吊架(9)与弧形吸头(1)相连，旋臂(10)的另一端可由旋转机构实现旋转进而带动弧形吸头(1)旋转，旋臂(10)上还与升降转盘(12)连接，升降转盘(12)用于根据水深传感器(18)实时监测弧形吸头(1)的淹没水深调节旋臂(10)升降以准确控制弧形吸头(1)位于预先设定的淹没水深。2.根据权利要求1所述的旋臂式水体表层水力倒吸除藻除油装置，其特征在于：抽水泵(6)和升降转盘(12)的动力由装于船体的发电机(13)提供。3.根据权利要求1所述的旋臂式水体表层水力倒吸除藻除油装置，其特征在于：所述旋转机构为铰链，旋臂(10)通过铰链与装于船体的发电机(1...
【专利技术属性】
技术研发人员：李青云，曹慧群，罗平安，杨文俊，翟文亮，
申请(专利权)人：长江水利委员会长江科学院，
类型：新型
国别省市：湖北;42
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