水動力河面垃圾清除裝置

肖 軍

一、項目背景

水是維系人類生存、保障經(jīng)濟(jì)建設(shè)和維護(hù)社會發(fā)展的重要自然要素之一。然而隨著工業(yè)進(jìn)步、社會發(fā)展和城市化的不斷加快,世界正面臨著水資源短缺、水污染嚴(yán)重的挑戰(zhàn)。

中國是全球缺水國家之一,水資源的污染情況尤其嚴(yán)重。日趨加劇的水污染不僅嚴(yán)重地破壞了河流以及海洋的生態(tài)平衡,還使本來已經(jīng)嚴(yán)重緊缺的水資源更加難以利用。而河流的漂流垃圾污染作為造成水污染的主要原因之一,已經(jīng)開始威脅到人類的健康并已成為制約經(jīng)濟(jì)和社會可持續(xù)發(fā)展的重大障礙。

二、基本思路

將本裝置設(shè)置在河流中央,利用河水流動的動能推動其工作。因為河面漂浮垃圾大都為塑料袋、快餐盒等輕質(zhì)垃圾,所以采用水動力葉輪帶動兩側(cè)的螺旋葉片轉(zhuǎn)動,并將螺旋葉片后面擋板所截流的垃圾推送至河岸兩側(cè)的方式對河面漂流垃圾進(jìn)行清除。

三、結(jié)構(gòu)、原理及工作過程

結(jié)構(gòu):本裝置由水動力葉輪、齒輪傳動結(jié)構(gòu)、螺旋葉片、浮力升降裝置、防阻塞擋板、攔截?fù)醢?、垃圾收集箱?gòu)成。

原理:水流推動葉輪轉(zhuǎn)動并帶動螺旋葉片旋轉(zhuǎn),旋轉(zhuǎn)的螺旋葉片將垃圾帶入葉片間,并依靠垃圾自身重量和攔截?fù)醢鍖Σ磷枇Φ淖饔?將垃圾向兩岸方向推移。

工作過程:將本裝置安裝在河流中央,當(dāng)河水推動水動力葉輪時,葉輪轉(zhuǎn)動的力量通過齒輪傳動結(jié)構(gòu)帶動螺旋葉片轉(zhuǎn)動。螺旋葉片將后擋板攔截到的漂浮垃圾依靠旋轉(zhuǎn)的力量推至岸邊的垃圾收集箱內(nèi)。在葉輪的前方有防阻塞擋板,可以防止漂浮垃圾阻塞葉輪;螺旋葉片后的攔截?fù)醢蹇梢詫⑵±鴶r截住,以使螺旋葉片能夠有效地將垃圾推至岸邊。當(dāng)垃圾收集箱內(nèi)的垃圾積累到一定程度時,便可以運輸?shù)街付ǖ攸c集中處理。浮力升降裝置可以使本裝置隨著河面的水位高低變化進(jìn)行上下位置的自動調(diào)整。

本裝置可以廣泛應(yīng)用于河面較窄、漂流垃圾較多的河段。本裝置的推廣和使用必定會在一定程度上改變目前的河面垃圾順流直下、污染下游以及嚴(yán)重破壞海洋生態(tài)平衡的局面。

但是,生態(tài)環(huán)境的徹底改觀還需要人類整體的努力。只有人們的環(huán)保意識提高了,生存危機感增強了,才會自覺地不再把江河湖海當(dāng)作垃圾場對待。

四、創(chuàng)新部分

1. 針對河流附近輸送電力困難的現(xiàn)狀,充分利用河水流動的動能進(jìn)行工作。

2. 可以有效解決人工捕撈漂流垃圾的勞動強度過大,以及需投入較多的人力、物力、財力等問題。

3. 利用已被工礦企業(yè)廣泛采用的物料螺旋輸送機的原理,依靠水流推動葉輪產(chǎn)生的動力帶動螺旋葉片旋轉(zhuǎn)將漂浮垃圾推送到河流兩岸。

五、使用情況和完善設(shè)想

使用情況:目前,正在聯(lián)系相關(guān)部門試制產(chǎn)品并進(jìn)行實際使用效果的技術(shù)性試驗。

完善設(shè)想:

(1)利用風(fēng)能提供輔助或補助動力,依靠棘輪等裝置將水動力與風(fēng)力有機地結(jié)合起來?？梢杂行У亟鉀Q河水流動速度不夠大時,推動垃圾動力不足的現(xiàn)象。

(2)可以將本裝置安裝在垃圾捕撈船或日常在河中行駛的船上,使本裝置的固定位置清除垃圾狀態(tài)變成動態(tài)清除垃圾。

(3)在本裝置上安裝小功率水力發(fā)電和電動系統(tǒng),利用蓄電池將發(fā)的電儲存起來以供水動力不足的情況下依靠電動機繼續(xù)工作。

評委點評

該項目是利用工礦企業(yè)廣泛采用的物料螺旋輸送機原理,依靠水流推動葉輪產(chǎn)生的動力帶動螺旋葉片將漂浮垃圾推送到河流兩岸垃圾收集箱的河面漂浮物清除裝置,是典型的巧妙利用現(xiàn)有技術(shù)和水流的作用,改變了原有設(shè)備用途的小發(fā)明。對城市、鄉(xiāng)村中較窄的河段,用途十分廣泛。對減少污染、促進(jìn)環(huán)保和生態(tài)平衡發(fā)揮了作用。有一定的推廣應(yīng)用價值。