一種水面浮油的收集裝置制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及一種水面浮油的收集裝置，包括防護(hù)罩、超疏水超親油濾芯、通氣管、密封圈、連接件、集油腔、排油口蓋子以及墜子。防護(hù)罩與連接件螺紋連接。超疏水超親油濾芯為底部裝有法蘭的柱型網(wǎng)狀濾芯，與連接件螺栓連接；通氣管可直接插入連接件上的通氣孔內(nèi)。密封圈位于濾芯和連接件之間。連接件下部裝有集油腔。排油口蓋子與集油腔螺紋連接。墜子重量的選擇標(biāo)準(zhǔn)是使得濾芯初始工作狀態(tài)時(shí)高度的5%置于水面浮油的油面之下。本實(shí)用新型裝置具有高效率、高純度、無(wú)動(dòng)力、長(zhǎng)壽命、易保養(yǎng)、易操作且環(huán)境適應(yīng)性好等優(yōu)點(diǎn)，可有效收集大面積水面浮油。
【專利說明】一種水面浮油的收集裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種水面浮油的高效率、高純度、無(wú)動(dòng)力收集裝置，尤其涉及一種水面浮油收集裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]海上石油開采、運(yùn)輸、存貯過程中的漏油事故嚴(yán)重污染了海洋環(huán)境并給人類造成巨大經(jīng)濟(jì)損失。2010年美國(guó)墨西哥灣“深水地平線”海上鉆井平臺(tái)的爆炸和沉沒泄漏了 490萬(wàn)桶原油，威脅幾千種海洋生物，并導(dǎo)致幾十億美元的經(jīng)濟(jì)損失?，F(xiàn)有的水面浮油處理方法主要分為收集(如使用圍油欄、吸油泵、撇油器等)和去除(如使用焚燒、分散劑、吃油微生物)兩種。由于石油是一種不可再生資源，漏油去除法會(huì)造成更嚴(yán)重的損失。與去除法相t匕，水面浮油收集法能挽回一定的經(jīng)濟(jì)損失。然而現(xiàn)有商業(yè)的水面浮油收集裝置存在效率差、集油純度低、裝置復(fù)雜、成本高等缺點(diǎn)。墨西哥灣漏油事件中采用了 2063個(gè)各種類型的浮油收集裝置，但回收浮油所占總漏油的比例極小，其中全球最大的浮油收集船“鯨魚號(hào)”由于幾乎只能收集海水而不得不退出墨西哥灣。
[0003]近年來，超疏水超親油材料由于對(duì)水和油具有相反的極端潤(rùn)濕性而被用于水面浮油收集的研究。專利CN102979066A公開了一種吸附與分離水面溢油的裝置，通過盛放于超疏水-超親油金屬絲網(wǎng)內(nèi)的塊狀聚氨酯海綿來吸附浮油，但由于每次吸附后得通過擠壓才能收集浮油，故不便應(yīng)用于海上大面積浮油的去除。專利CN103276707A公開了一種浮油收集設(shè)備及其制備方法和應(yīng)用，通過管子和泵將超疏水超親油多孔材料所吸附的浮油收集起來，但泵壓較高時(shí)，水會(huì)進(jìn)入多孔材料和收集裝置，使得所收集油的純度降低，特別是該浮油收集設(shè)備為無(wú)防護(hù)裝置的串聯(lián)結(jié)構(gòu)，極易被復(fù)雜的海況(如大風(fēng)大浪、漂浮物)破壞。專利CN103255749A公開了一種海上浮油收集裝置，該裝置由輪葉、附有疏水親油網(wǎng)的浮桶及收油管所組成，但該實(shí)用新型需要在收油船的拖動(dòng)下工作，難以在淺水和礁石環(huán)境下使用。專利CN102464381A公開了一種水面浮油的收集方法，將多孔疏水親油層覆蓋在集油腔式外壁，依靠油和水不同的界面張力來吸附油，但該方法采用的多孔親油層為覆膜硅砂，疏水和親油能力差，疏水親油層的壓差在0-20kPa時(shí)，油和水透過疏水親油層的體積流量之比達(dá)到1.5-3:1，導(dǎo)致收集效率低，所收集油的純度較差(小于85%)，且覆膜硅砂失效后難于更換，此外，該裝置表面被油膜覆蓋后，由于內(nèi)外壓力差，浮油很難進(jìn)入集油腔室。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0004]本實(shí)用新型的目的在于提供一種高效率、高純度、無(wú)動(dòng)力、長(zhǎng)壽命、易保養(yǎng)、易操作的大面積水面浮油收集裝置。
[0005]本實(shí)用新型的一種水面浮油收集裝置，包括防護(hù)罩、超疏水超親油濾芯、通氣管、密封圈、連接件、集油腔、排油口蓋子和墜子。所述的防護(hù)罩材料可以是金屬或塑料，防護(hù)罩的頂部裝有提手，防護(hù)罩和連接件通過螺紋連接。所述的超疏水超親油濾芯為底部裝有法蘭的柱型網(wǎng)狀濾芯，材料可以是超疏水超親油金屬網(wǎng)或塑料網(wǎng)，孔徑為20納米至I厘米，孔隙率大于50%，對(duì)水的接觸角大于150°、對(duì)油的接觸角小于5°。超疏水超親油濾芯的法蘭與連接件的連接為螺栓連接。所述的通氣管的材料可以是金屬管或塑料管，管內(nèi)徑大于5毫米。所述的密封圈的材料為橡膠，位置處于超疏水超親油濾芯和連接件之間。所述的連接件的材料為金屬或塑料。所述的集油腔可以是不可折疊的金屬桶、塑料桶也可以是可折疊的軟油囊。集油腔與連接件的連接可以為螺紋連接、焊接或膠水連接。所述的排油口蓋子的材料可以是金屬或塑料，且與集油腔的排油口連接為螺紋連接。所述的墜子的材料可以為金屬、石塊或沙子。墜子重量的選擇標(biāo)準(zhǔn)是使得超疏水超親油濾芯初始工作狀態(tài)時(shí)高度的5%置于水面浮油的油面之下。
[0006]本實(shí)用新型由于采用了以上技術(shù)方案，具有以下幾方面優(yōu)點(diǎn):
[0007]1、本實(shí)用新型裝置由于采用超疏水超親油濾芯，浮油在毛細(xì)力和自重的作用下進(jìn)入集油腔，而水被完全排斥在濾芯外，因而所收集浮油的純度極高，達(dá)到99.9%以上，且對(duì)環(huán)境無(wú)二次污染。
[0008]2、本實(shí)用新型裝置無(wú)需外加動(dòng)力、適用場(chǎng)合靈活，既適用于大面積深海浮油的收集，又適用于淺水、有礁石環(huán)境的浮油收集。
[0009]3、本實(shí)用新型裝置效率極高，初始單位面積浮油收集速度達(dá)5千克/平方米?秒。
[0010]4、本實(shí)用新型裝置采用的防護(hù)罩能阻止水面硬質(zhì)漂浮物對(duì)超疏水超親油濾芯的傷害，提高了超疏水超疏油濾芯的使用壽命，且其頂部的提手使得本實(shí)用新型裝置易于搬運(yùn)。
[0011]5、本實(shí)用新型專利可根據(jù)浮油面積及程度確定投放數(shù)量，投放回收方便，裝置可重復(fù)循環(huán)使用。
[0012]6、本實(shí)用新型專利的超疏水超親油濾芯易于更換，使得本實(shí)用新型裝置保養(yǎng)起來更簡(jiǎn)便。
[0013]7、本實(shí)用新型裝置設(shè)有通氣管，消除了因油膜覆蓋濾芯導(dǎo)致的無(wú)法持續(xù)集油現(xiàn)象。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0014]圖1是本實(shí)用新型的水面浮油收集裝置示意圖(防護(hù)罩的局部被剖開)。
[0015]圖2是裝置初始工作狀態(tài)圖。
[0016]圖3是防護(hù)罩I的示意圖。
[0017]圖4為超疏水超未油濾芯2的不意圖。
[0018]圖5是連接件3的示意圖。
[0019]圖中:1為防護(hù)罩,2為超疏水超親油濾芯,3為通氣管,4為密封圈,5為連接件，
[0020]6為集油腔,7為排油口蓋子,8為墜子。圖中,9為水面浮油，10為水。
【具體實(shí)施方式】
[0021]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型做進(jìn)一步的說明。
[0022]實(shí)施例1 [0023]一種水面浮油收集裝置如圖1所示，包括防護(hù)罩1、超疏水超親油濾芯2、通氣管3、密封圈4、連接件5、集油腔6、排油口蓋子7以及墜子8。圖2為使用鋁合金材料加工的圓柱形防護(hù)罩。圖3為使用201不銹鋼材料加工的柱形超疏水超親油濾芯2，濾芯上不銹鋼網(wǎng)的孔徑為10微米。水在超疏水超親油濾芯2上的接觸角達(dá)160°。汽油、柴油、礦物油、植物油在超疏水超親油濾芯2上的接觸角均為0°。圖4為使用聚氯乙烯材料加工的圓柱形連接件。通過聚氯乙烯螺栓將超疏水超親油濾芯2、橡膠密封圈4和連接件5固定。通氣管3為內(nèi)徑10毫米、外徑12毫米的聚丙烯管。將通氣管3插入連接件5上的通氣孔中。防護(hù)罩I通過螺紋與連接件5固定。集油腔6為圓柱形聚氯乙烯桶，且通過膠水與連接件5永久性固定。排油口蓋子7的材料為聚氯乙烯，與集油腔6的排油口螺紋連接。墜子8為圓柱形不銹鋼塊，通過膠水與集油腔6永久性固定。
[0024]使用油紅將十六烷柴油的主要成分染成紅色便于觀察，并將紅色十六烷加入水中配置浮油厚度為1.3_的油水混合液來模擬水面漏油。將浮油收集裝置放入油水混合液中，初始工作狀態(tài)時(shí)超疏水超親油濾芯2初始工作狀態(tài)時(shí)高度的5%位于油面以下。浮油在毛細(xì)力和自重作用下穿過濾芯進(jìn)入集油腔6內(nèi)。經(jīng)過10分鐘的收集，水面無(wú)肉眼可見浮油。所收集到浮油的純度達(dá)99.92%。
【權(quán)利要求】
1.一種水面浮油的收集裝置，包括防護(hù)罩(I)、超疏水超親油濾芯(2)、通氣管(3)、密封圈(4)、連接件(5)、集油腔(6)、排油口蓋子(7)和墜子(8);其特征在于:防護(hù)罩(I)的頂部裝有提手，防護(hù)罩(I)和連接件(5)通過螺紋連接；所述的超疏水超親油濾芯(2)為底部裝有法蘭的柱型網(wǎng)狀濾芯，對(duì)水的接觸角大于150°、對(duì)油的接觸角小于5°，超疏水超親油濾芯(2)的法蘭與連接件(5)的連接為螺栓連接；所述的通氣管(3)的內(nèi)徑大于5毫米；所述的密封圈(4)的材料為橡膠，位置處于超疏水超親油濾芯(2)和連接件(5)之間；所述的集油腔(6)是不可折疊的金屬桶、不可折疊的塑料桶或可折疊的軟油囊，集油腔(6)與連接件(5)的連接為螺紋連接、焊接或膠水連接；所述的排油口蓋子(7)與集油腔(6)的排油口連接為螺紋連接；所述的墜子(8)重量的選擇標(biāo)準(zhǔn)是使得超疏水超親油濾芯(2)初始工作狀態(tài)時(shí)高度的5%置于水面浮油的油面之下。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種水面浮油的收集裝置，其特征在于，所述的防護(hù)罩(I)材料是金屬或塑料；所述的連接件(5)的材料為金屬或塑料；所述的排油口蓋子(7)的材料是金屬或塑料；所述的通氣管(3)的材料是金屬或塑料。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種水面浮油的收集裝置，其特征在于，所述的超疏水超親油濾芯(2)的材料是超疏水超親油金屬網(wǎng)或塑料網(wǎng)，孔徑為20納米至I厘米，孔隙率大于 50%ο
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種水面浮油的收集裝置，其特征在于，所述的墜子(8)的材料為金屬、石塊或沙子。
【文檔編號(hào)】E02B15/10GK203654259SQ201420034709
【公開日】2014年6月18日 申請(qǐng)日期:2014年1月18日 優(yōu)先權(quán)日:2014年1月18日
【發(fā)明者】徐文驥, 宋金龍, 黃帥 申請(qǐng)人:大連理工大學(xué)