[發明專利]一種針對近海漂浮垃圾清理的無人船及清理方法

有效

• 申請號: 202010123281.5
• 申請日: 2020-02-27
• 公開（公告）號: CN111254897B
• 公開（公告）日: 2021-03-16
• 發明（設計）人: 張彥;何潤華;杜鵬;談曉龍
• 申請（專利權）人: 武漢理工大學
• 主分類號: B63B35/32
• 分類號: B63B35/32
• 代理公司: 湖北武漢永嘉專利代理有限公司 42102
• 代理人: 王杰

1.一種近海漂浮垃圾清理方法，其特征在于，該方法采用針對近海漂浮垃圾清理的無人船進行，所述針對近海漂浮垃圾清理的無人船包括船體、漂浮垃圾清理裝置、微型塑料垃圾清理系統和負壓系統；所述船體采用雙體船結構，包括兩個片體和連接兩個片體的甲板橋；所述漂浮垃圾清理裝置包括桶體外殼以及安裝于所述桶體外殼內的漂浮垃圾收集簍；所述微型塑料垃圾清理系統包括微型塑料清理膜和反沖洗清理裝置，所述反沖洗清理裝置包括進水管、排水管、微粒回收箱和排污管；所述微粒回收箱內設有隔板將箱體分為清水箱和污水箱；所述進水管內設有第一電控閥門，進水管一端與所述桶體外殼下端相連，進水管另一端與所述排水管相連，排水管與所述微粒回收箱的清水箱相連；所述微型塑料清理膜設置于進水管與排水管之間；所述排污管一端與進水管連通、另一端與微粒回收箱的污水箱連通，排污管中設有第二電控閥門；所述負壓系統包括雙向泵，所述雙向泵設置于所述微粒回收箱的清水箱與排水管相接處；

該方法包括以下步驟：

S1、第一級清理：清理工作開始時，由負壓系統的雙向泵產生負壓，將裝置附近的水及垃圾吸入漂浮垃圾清理裝置內，中大型漂浮垃圾經第一級清理，留在漂浮垃圾收集簍內，經過第一級清理后的水進入微型塑料垃圾清理系統，進行第二級清理；

S2、第二級清理：經第一級清理后的水進入進水管，經微型塑料清理膜過濾后，水經排水管進入微粒回收箱的清水箱，多余的水從箱體上端的溢流孔流出；

S3、反沖洗作業：通過計量裝置實時監測微型塑料清理膜處的流量情況，當流量降低到臨界值時，通過自主監控系統控制裝置進行反沖洗工作，當進行反沖洗清理時，進水管內的第一電控閥門關閉，排污管內的第二電控閥門打開，雙向泵反向工作，將清水箱內的凈水沿排水管抽回，用于清洗微型塑料清理膜，清洗后的污水通過排污管進入微粒回收箱的污水箱。

2.根據權利要求1所述的近海漂浮垃圾清理方法，其特征在于，所述兩個片體的前端分別安裝有弧形的格柵，兩側格柵形成括弧狀用于聚攏漂浮垃圾；所述漂浮垃圾清理裝置設置于船體前端、并位于所述格柵之后；所述微型塑料垃圾清理系統設置于所述甲板橋下。

3.根據權利要求1所述的近海漂浮垃圾清理方法，其特征在于，所述微型塑料清理膜包括不銹鋼過濾層、氯丁膠支撐層、尼龍過濾層；所述不銹鋼過濾層為環狀，位于最外層，用于過濾直徑大于10毫米的雜質；所述氯丁膠支撐層為環狀，位于所述不銹鋼過濾層內側，用于進一步阻擋直徑0.5～10毫米的塑料微粒，同時有效限制所述尼龍過濾層的擴張；所述尼龍過濾層為單層，位于所述氯丁膠支撐層內側，用于清理100微米到0.5毫米的塑料微粒。

4.根據權利要求1所述的近海漂浮垃圾清理方法，其特征在于，所述微粒回收箱的污水箱上部安裝有水位計。

5.根據權利要求1所述的近海漂浮垃圾清理方法，其特征在于，所述漂浮垃圾收集簍的下端安裝有壓力傳感器。

6.根據權利要求1所述的近海漂浮垃圾清理方法，其特征在于，所述微型塑料清理膜一側設有計量裝置。

7.根據權利要求1所述的近海漂浮垃圾清理方法，其特征在于，所述微粒回收箱的清水箱上端設有溢流孔。

8.根據權利要求1所述的近海漂浮垃圾清理方法，其特征在于，所述無人船還包括自主監控系統，所述自主監控系統包括圖像獲取裝置和微型計算機，均位于所述甲板橋上；所述圖像獲取裝置包括電荷耦合相機和電動兩自由度云臺，所述電荷耦合相機安裝于所述電動兩自由度云臺上。

9.根據權利要求1所述的近海漂浮垃圾清理方法，其特征在于，在步驟S3之后還包括：

S4、當計量裝置檢測流量恢復到正常值時，微型塑料垃圾回收完成，通過自主監控系統控制第一電控閥門打開，第二電控閥門關閉，負壓系統的雙向泵恢復正向工作，清理工作繼續；

S5、當水位計或壓力傳感器監測的數據達到臨界值時，由自主監控系統控制裝置停止工作，無人船完成本次清理并返航。