[发明专利]一种水下自清洁的微塑料过滤收集装置

说明书

本发明公开了一种水下自清洁的微塑料过滤收集装置包括粗分离模块，离心加压模块，过滤反冲洗模块和收集模块四个部分。粗分离模块利用滤网对微塑料和其它垃圾进行粗分离，离心加压模块利用离心水泵对水流进行加压。过滤反冲洗模块包括弹簧、滤网、圆柱凸轮和行星齿轮，行星齿轮中的内齿圈与行星轮啮合，行星轮与太阳轮啮合，行星架与转动阀相连，太阳轮齿轮轴与圆柱凸轮连接，圆柱凸轮从动件与滤网骨架连接，滤网骨架上设有四根复位弹簧。收集模块对于装置过滤出来的微塑料进行收集储存。本发明能够通过太阳轮的转动带动圆柱凸轮的旋转，从而圆柱凸轮从动件上下运动实现滤网的振动将附着在滤网上的微塑料快速抖落下来实现自清洁的效果。

技术领域

本发明属于海洋垃圾治理设备领域，具体涉及一种水下微塑料过滤收集技术。

背景技术

微塑料一般指尺寸小于5 mm的塑料颗粒，其化学性质稳定，可在环境中长期存在。环境中的微塑料的快速累积而产生一系列的污染问题，已成为当前最紧迫的环境问题之一。我国的南极科考队在南极发现了微塑料，美国科学家也在北极冰芯中发现了微塑料的存在，这说明微塑料的分布极为广泛。并且在2022年3月24日据《卫报》报道，在一项新的研究中，科学家首次在人类血液中发现了微塑料颗粒。微塑料不仅对海洋生态环境造成了破坏，甚至通过食物链对人体身体健康造成了一定的危害性。所以微塑料的收集和处理是极为重要的，这对于湖泊、海洋等水环境污染的修复和处理具有重要的实际意义。

现有的微塑料收集装置存在不能够自主运行，收集效率低的问题，为改善现有技术的不足，本发明公开了一种能够在水下按照所设计的轨迹远程操控运行进行微塑料收集的装置，在收集工作的同时，过滤器能实现自清洁的功能，并防止滤网出现堵塞情况，提高微塑料收集效率。

发明内容

针对水域中微塑料难收集、难处理等问题，本发明提供了一种水下自清洁的微塑料过滤收集装置包括粗分离模块、离心加压模块、过滤反冲洗模块、收集模块、水下螺旋桨，利用反冲洗原理对水域中的微塑料起到富集作用并实现自清洁的功能，从而不仅可以达到将微塑料高效收集的效果，还避免了滤网堵塞现象的出现。

粗分离模块放置在装置的入口处，由粗分离机架、法兰固定板、舵机固定板、粗分离出水口、滤网、法兰、齿轮组、舵机组成。未经处理的水经过两层孔径大小为5mm的滤网进行初步分离，实现微塑料与水中其他杂物的粗分离。

离心加压模块放置在粗分离模块的后侧，由离心泵出水口、离心叶片、离心泵外壳、电机固定板组成，利用离心泵进行加压，吸入微塑料。

过滤反冲洗模块放置在离心加压模块的后侧，由过滤器上盖、孔径大小为1mm的滤网、转向阀、行星齿轮内齿圈、行星轮、过滤器机架、轴承、行星架、太阳轮齿轮轴、圆柱凸轮、圆柱凸轮的从动件、复位弹簧、太阳轮、滤网骨架组成，具有过滤和反冲洗双重功能，实现装置的自清洁。

过滤反冲洗模块中的过滤器上盖位于过滤反冲洗模块的上端，孔径大小为1mm的滤网放置在滤网骨架，位于滤器上盖的下面，复位弹簧将过滤器上盖和滤网骨架连接，行星齿轮内齿圈、行星轮、行星架、太阳轮齿轮轴构成行星齿轮，行星齿轮内齿圈与行星轮相啮合，行星架与转向阀相连接，太阳轮齿轮轴与圆柱凸轮相连，圆柱凸轮与圆柱凸轮的从动件高副接触。

收集模块位于过滤反冲洗模块的后侧，整体的装置的外面，将装置过滤的微塑料进行收集。

水下螺旋桨放置在装置两侧，给装置在水下运动提供动力。

粗分离模块由第一水管和离心加压模块相连，离心加压模块由第二水管和过滤反冲洗模块相连。

本发明工作原理如下：

1）离心泵是利用叶轮旋转而使水产生的离心力来工作。离心泵在启动前，必须使泵壳和吸水管内充满水，然后启动电机，使泵轴带动叶轮和水做高速旋转运动，水在离心力的作用下，被甩向叶轮外缘，叶轮通过不停地转动，使得水在叶轮的作用下不断流入与流出，达到了将微塑料吸入过滤反冲洗模块的目的。