一种海浪助力垃圾收集设备的制作方法

1.本实用新型属于海浪助力垃圾收集设备技术领域，具体涉及一种海浪助力垃圾收集设备。


背景技术：

2.由于全球垃圾存在管理不善和回收机制不健全的问题，使得海洋垃圾问题也日益严峻。据2010年统计数据，每年大约向海洋投放的垃圾多达800万吨。在空间尺度上，海洋垃圾是全球性的环境污染问题；在时间维度上，则是跨时代的；在危害范围上，又是跨物种的。海洋垃圾由人类产生，对自然界和其他物种危害巨大，特别是海洋生物和近岸鸟类。对于人类而言，它直接影响着近岸旅游业、渔业和航运业。塑料占海洋垃圾的80％，在海洋环境中降解速度会减缓，且时间越长，所产生的危害越大，如附着微生物后下沉，或在物理作用下碎化成微塑料，并通过食物链层层传递，最终影响包括人类在内的动物身体健康。海洋垃圾仍在持续增加，其问题的严重性已引起各国重视并开展了相应的治理行动。然而，面对浩瀚的海洋，将其清除需要长期付出大量人力、财力和物力，因此我们还需要更多高效的解决方案。
3.沿海人口比重大，近岸活动产生了大量垃圾。据统计，有80％的海洋垃圾来自陆地。海面漂浮垃圾的流动性强，容易产生跨国垃圾纠纷和物种入侵问题。但同时陆源垃圾靠岸搁浅的几率大，也为收集清理工作提供了一定的便利条件。海岸线作为大陆与海洋的交界线，是阻止垃圾入海和外来垃圾上岸的一道重要防线，因此，本发明提出在两者之间建立起一套垃圾收集和防御系统的必要性，通过该途径能够对减少近岸漂浮垃圾起到较大作用。
4.常见的沙滩垃圾清理设备、河流垃圾拦截器、海洋海浪助力垃圾收集设备主要有5大类：打捞船、传送带式打捞船、虹吸泵(水面垃圾桶)、水面拦截带、沙滩垃圾筛拣工具或筛拣车。例如图1～图3所示：
5.一种河流漂浮垃圾收集装置，包括用于收集漂浮垃圾的收集装置和用于将收集装置固定在河流中的固定装置，所述收集装置包括用于将漂浮垃圾运输至岸边的收集通道和用于将漂浮垃圾运输至收集通道的引流板，所述引流板为倾斜设置，所述引流板位置高的一端与收集通道连接。
6.一种装有传送带的城市河流垃圾拦截装置，包括传送装置，支柱，水轮，传送槽装置和垃圾收集箱，所述传送装置设置在两组支柱之间，所述水轮位于传送装置的下方，所述传送槽装置位于传送装置的后端，所述垃圾收集箱位于传送槽装置的开口侧，所述传送装置包括右固定架，左固定架和主传送带，所述主传送带的左端连接左固定架。
7.一种悬浮式斜坡型水面垃圾收集器，其特征是：一块斜置的导流板，呈前低后高的斜坡状，其下面与一浮筒固定，后方与一排竖向放置的网兜相连接，导流板在浮筒和自身重力及设置在两端形状大小相同但位置高低不同的导向环的作用下，可沿垂直固定的导向杆在水面上上下浮动。
8.可见市面上的垃圾清理设备多种多样，但是其普遍存在以下一点或多点不足：
9.1.依赖能源、电力，收集垃圾的过程中需要人力。
10.2.结构复杂，对技术的依赖性高，导致生产成本和维护成本都较高，不利于大批量推广。
11.3.利用率低：待垃圾积累到一定程度后才集中处理，其余时段处于闲置状态，占用存储空间。
12.4.干预得晚：在等待垃圾积累的过程中，垃圾可能已经与海洋生物接触、漂流至其他海域、与砂石碰撞产生次生微塑料，其他水域的外来垃圾也可能流入本地水域。
13.5.对河流、静态水域和沙滩的解决方案较多，但动态水域、近岸水域或海中的解决方案较少。


技术实现要素：

14.本实用新型的目的是提出一种海浪助力垃圾收集设备，其结构设计简单、合理，设备造价低，易维护，可实现性高，无需能源及人工，可长期使用，利用率高，具有很好的防御作用，满足市场的需求，有利于产品的推广。
15.为了达到上述设计目的，本实用新型采用的技术方案如下：
16.一种海浪助力垃圾收集设备，海浪助力垃圾收集设备固定在近海位置，且其漂浮于水面上，其主要包括聚浪侧板、迎浪坡板、分流板、垃圾仓，所述聚浪侧板为一端开口且底部封闭的立板框结构，且其开口端向外侧扩展，另一端逐渐收拢，聚浪侧板开口端向内设有迎浪坡板，迎浪坡板具有坡度，所述迎浪坡板上侧中部固定分流板，分流板同时位于聚浪侧板内侧中心，所述聚浪侧板内侧后部设有垃圾仓，垃圾仓为聚浪侧板后端侧壁、聚浪侧板底板及迎浪坡板围绕成的空腔，可存储垃圾，垃圾仓的开口在顶部，且低于聚浪侧板顶面，迎浪坡板后端位于垃圾仓的开口上方。
17.所述聚浪侧板为一端开口且底部封闭的立板框结构，且其开口端向外侧扩展，另一端逐渐收拢，聚浪侧板采用空腔结构，可使海浪助力垃圾收集设备漂于水面，聚浪侧板下方设有漂浮载体，使海浪助力垃圾收集设备漂于水面；垃圾仓为聚浪侧板后端侧壁、聚浪侧板底板围绕成的空腔；所述迎浪坡板为自聚浪侧板开口端向内升高的倾斜结构，迎浪坡板的向上的倾斜角度为25
°
～30
°
。
18.所述分流板为v/u形结构，分流板的封闭端位于聚浪侧板的开口端，分流板侧壁固定在迎浪坡板上，分流板侧壁与聚浪侧板内壁之间形成两个“八”字形末端变窄的通道，能进一步对浪的能量起到聚集的作用，分流板向内延伸至迎浪坡板的二分之一到三分之二处，所述分流板内侧末端两侧设有带有弧度的绕射弧结构。
19.所述迎浪坡板后端设有高浪收集口，所述分流板后侧设有低浪收集口，低浪收集口、高浪收集口位于垃圾仓的开口上方。
20.所述迎浪坡板后端与聚浪侧板内侧侧壁之间形成高浪收集口，当浪的能量足够大或浪高较高时，垃圾被海浪直接推上迎浪坡板后端进入高浪收集口；分流板后侧为敞开结构，且分流板后侧下方的迎浪坡板表面设有开口，迎浪坡板表面的开口与分流板后侧的敞开结构共同形成了低浪收集口，当浪较小时，垃圾在海浪绕射的物理作用下，被甩到中间的低浪收集口中。
21.所述聚浪侧板及垃圾仓的两侧下方、后面下方和底部设有渗水孔，渗水孔可将灌入内部和垃圾仓的水排出，防止设备下沉。
22.所述迎浪坡板表面设有多层凸起的台阶，凸起1～5厘米；所述每个台阶的凸起后方设有渗水槽孔。
23.所述海浪助力垃圾收集设备的前端固定绳索一端，绳索另一端固定在固定锚上，固定锚沉入海底固定。
24.所述聚浪侧板内侧后部设有可分离式垃圾仓，可分离式垃圾仓的开口在顶部，且低于聚浪侧板顶面。
25.所述聚浪侧板后端下部设有与可分离式垃圾仓形状相同的缺口，可分离式垃圾仓固定在聚浪侧板后端下部的缺口。
26.所述迎浪坡板上表面设有多个凸棱，凸起3～10厘米可卡住体积更大的垃圾，防止被海水拖回海中；所述凸棱自聚浪侧板开口端向内延伸设置，且凸棱自聚浪侧板开口端向内逐渐升高。
27.所述低浪收集口、高浪收集口下方设有可翻转的漂浮挡板，当水面到达漂浮挡板位置处时，漂浮挡板率先浮起堵住低浪收集口、高浪收集口。
28.所述海浪助力垃圾收集设备后端设有固定至陆地的离岸固定绳，所述离岸固定绳一端固定在可分离式垃圾仓上或海浪助力垃圾收集设备的后方。
29.所述绳索上设有拦截带；所述拦截带上设有多个漂浮载体，漂浮载体可将拦截带浮起。
30.本实用新型所述的海浪助力垃圾收集设备的有益效果是：其结构设计简单、合理，设备造价低，易维护，可实现性高，无需能源及人工，可长期使用，利用率高，具有很好的防御作用。
31.1.利用海浪作为动力来收集近岸漂浮垃圾，无需依赖外接电力或其他不可再生能源，收集垃圾的过程中无需人工操作。
32.2.结构简单，并利用低技术的物理手段实现垃圾收集，设备造价低，易维护，可实现性高。
33.3.利用率高：设备一直放置在近岸水域，海浪可提供源源不断的动力，可24小时持续运行。
34.4.干预得早：可起到防御作用，即垃圾产生不久后便被拦截捕获。做到本地垃圾就地解决，不影响周边水域，同时降低外来垃圾上岸的可能。
35.5.在近岸水域建设垃圾收集与防御机制，减少陆源垃圾入海和外来垃圾上岸，能减少滨海、海滩度假旅游景区的垃圾，进而增加人流、带动周边经济、促进旅游业发展。由于设备有一定离岸距离，因此不会影响近岸游客的活动。
36.具体的是，前端绳索和固定锚可固定设备并保持方向不变；此外，后方增加离岸固定绳，可更进一步地使设备处于相对固定的状态。拦截带 主体设备的组合方式，可提高垃圾的拦截收集效率，减少垃圾逃逸。前后绳索固定也可确保绳索在某处断裂后，另一绳索仍保持连接状态，防止设备丢失，防止自身成为海洋垃圾。垃圾仓可与主体分离，拉回岸上处理。垃圾收集口的漂浮挡板能确保在极端天气和浪过高导致设备瞬间被完全淹没的情况下，率先浮起堵住洞口，使垃圾不会溢出。漂浮挡板还可使垃圾处于半隐蔽状态(不完全裸
露)，避免海鸟啄食。
附图说明
37.图1是现有的河流漂浮垃圾收集装置的示意图；
38.图2是现有的装有传送带的城市河流垃圾拦截装置的示意图；
39.图3是现有的悬浮式斜坡型水面垃圾收集器的示意图；
40.图4是本实用新型实施例所述的海浪助力垃圾收集设备的示意图；
41.图5是本实用新型实施例所述的海浪助力垃圾收集设备的局部放大图；
42.图6是本实用新型实施例所述的海浪助力垃圾收集设备的俯视图；
43.图7是本实用新型实施例所述的海浪助力垃圾收集设备的水流示意图；
44.图8是本实用新型另一实施例所述的海浪助力垃圾收集设备的示意图；
45.图9是本实用新型另一实施例所述的海浪助力垃圾收集设备的分离式垃圾仓分离后的示意图；
46.图10是本实用新型另一实施例所述的海浪助力垃圾收集设备的俯视图；
47.图11是本实用新型另一实施例所述的海浪助力垃圾收集设备的局部放大剖视图；
48.图12是本实用新型另一实施例所述的海浪助力垃圾收集设备的漂浮挡板浮起后的局部放大剖视图。
具体实施方式
49.如图4～图7所示，本实用新型实施方案中，所述海浪助力垃圾收集设备，海浪助力垃圾收集设备固定在近海位置，且其漂浮于水面上，其主要包括聚浪侧板1、迎浪坡板2、分流板4、垃圾仓8，所述聚浪侧板1为一端开口的立板框结构，且其开口端向外侧扩展，可增加垃圾的收集范围，另一端逐渐收拢，形成“八”字形结构，起到将浪的能力聚集的作用，同时，聚浪侧板1是空腔结构或轻质材料，可使海浪助力垃圾收集设备漂于水面，或所述聚浪侧板1下方设有漂浮载体，使海浪助力垃圾收集设备漂于水面；所述聚浪侧板1开口端向内设有迎浪坡板2，迎浪坡板2具有坡度，可使浪和垃圾上爬，所述迎浪坡板2上侧中部固定分流板4，分流板4同时位于聚浪侧板1内侧中心，将水流分成两股，形成两个“八”字形结构，进一步聚集浪的能量；所述聚浪侧板1内侧后部设有垃圾仓8，垃圾仓8内部的空腔即为收集垃圾的仓，可存储一定量的垃圾，垃圾仓8的开口在顶部，且低于聚浪侧板1顶面，迎浪坡板2后端位于垃圾仓8的开口上方。
50.具体实施中，更优选的是，所述迎浪坡板2为自聚浪侧板1开口端向内升高的倾斜结构，迎浪坡板2的向上的整体倾斜角度为20
°
～40
°
，25
°
～30
°
为最佳。
51.具体实施中，更优选的是，所述垃圾仓8为聚浪侧板1后端侧壁、聚浪侧板1底板及迎浪坡板2围绕成的空腔。
52.具体实施中，更优选的是，所述分流板4为v/u形结构，分流板4的封闭端位于聚浪侧板1的开口端，分流板4侧壁固定在迎浪坡板2上，分流板4侧壁与聚浪侧板1内壁之间形成两个“八”字形末端变窄的通道，能进一步对浪的能量起到聚集的作用，分流板4向内延伸至迎浪坡板2的二分之一到三分之二处，所述分流板4内侧末端两侧设有带有一定弧度的绕射弧结构5，在物理海洋学和海岸动力学中，海浪遇到障碍物后会流向障碍物的中后方，本发
明将此现象设计成绕射弧结构5，当海浪到达或超过这一结构时，流体方向会发生变化，顺着该弧的方向流动并最终流向垃圾仓8。
53.具体实施中，更优选的是，所述迎浪坡板2后端设有高浪收集口7，所述分流板4后侧设有低浪收集口6，低浪收集口6、高浪收集口7位于垃圾仓8的开口上方。
54.具体实施中，更优选的是，所述迎浪坡板2后端与聚浪侧板1内侧侧壁之间形成高浪收集口7，当浪的能量足够大或浪高较高时，垃圾可被海浪直接推上迎浪坡板后端进入高浪收集口7，并从高浪收集口7进入垃圾仓8；分流板4后侧为敞开结构，且分流板4后侧下方的迎浪坡板2表面设有开口，迎浪坡板2表面的开口与分流板4后侧的敞开结构共同形成了低浪收集口6，当浪较小时，垃圾在海浪绕射的物理作用下，会被甩到中间的低浪收集口6中，并从低浪收集口6进入垃圾仓8。
55.具体实施中，更优选的是，所述聚浪侧板1及垃圾仓8的两侧下方、后面下方和底部设有渗水孔9，渗水孔9可将灌入内部和垃圾仓的水排出，防止设备下沉，所述渗水孔9可用网、框、过滤网等代替。
56.具体实施中，更优选的是，所述迎浪坡板2表面设有多层凸起的台阶3，凸起1～5厘米，可将爬上坡的垃圾留住，确保垃圾单向流动，易上难下，防止海水将垃圾拖回海水中，其作用类似陆地上的水泥防滑坡道。
57.具体实施中，更优选的是，所述海浪助力垃圾收集设备的前端固定绳索10一端，可通过绳索10保持设备固定不会漂远，并且可使设备的方向保持不变，始终迎着海浪和垃圾的来向，绳索10也可以用链条代替，绳索10另一端固定在固定锚11上，固定锚11的材质可以是水泥、石、金属等，连接着绳索10，可使设备保持固定，不会移位，固定锚可用船锚、伞锚、海锚等各类锚替代，固定锚11沉入海底固定。
58.本实用新型另一实施方案中，如图8～图12所示，所述海浪助力垃圾收集设备固定在近海位置，其主要包括聚浪侧板1、迎浪坡板2、分流板4、可分离式垃圾仓13，所述聚浪侧板1为一端开口的立板框结构，且其开口端向外侧扩展，可增加垃圾的收集范围，另一端逐渐收拢，形成“八”字形结构，起到将浪的能量聚集的作用，聚浪侧板1开口端向内设有迎浪坡板2，迎浪坡板2具有坡度，可使浪和垃圾上爬，所述迎浪坡板2上侧中部固定分流板4，分流板4同时位于聚浪侧板1内侧中心，将水流分成两股，所述聚浪侧板1内侧后部设有可分离式垃圾仓13，可分离式垃圾仓13内部的空腔即为收集垃圾的仓，可存储一定量的垃圾，可分离式垃圾仓13的开口在顶部，且低于聚浪侧板1顶面，迎浪坡板2后端位于可分离式垃圾仓13的开口上方。
59.具体实施中，更优选的是，所述聚浪侧板1后端下部设有与可分离式垃圾仓13形状相同的缺口，可分离式垃圾仓13固定在聚浪侧板1后端下部的缺口，可将垃圾仓与设备主体分开，将垃圾拖回岸边处理、转运或更换，无需将整个设备拖回岸边处理。
60.具体实施中，更优选的是，所述可分离式垃圾仓13与聚浪侧板1侧壁采用卡接的方式或螺丝锁接的方式或扣接的方式固定。
61.具体实施中，更优选的是，所述迎浪坡板2上表面设有多个凸棱12，凸起3～10厘米可卡住体积更大的垃圾，防止被海水拖回海中；所述凸棱12自聚浪侧板1开口端向内延伸设置，且凸棱12自聚浪侧板1开口端向内逐渐升高。
62.具体实施中，更优选的是，所述迎浪坡板2上表面设有多层凸起的台阶3，每个台阶
3的凸起后方的立面(垂直面)设有渗水槽孔18，使用时，当海浪将垃圾上推至迎浪坡板2时，垃圾挂在台阶3上，而退回的海浪部分流入渗水槽孔18内，减少海浪回流的量，可吸收海浪的能量，进而减少垃圾被拖回海水中的概率。其次，还可减少海浪退回至水面时，海浪对聚浪侧板1和v/u形分流板4前端附近的垃圾的扰动，减少垃圾逃逸。
63.具体实施中，更优选的是，所述可分离式垃圾仓13的开口上方设有可翻转的漂浮挡板17，漂浮挡板17位于低浪收集口6、高浪收集口7下方，漂浮挡板17由轻质材料或空腔结构制成，其作用在于，当遇极端天气致使设备被完全淹没，或设备发生损坏下沉时，漂浮挡板17率先浮起堵住低浪收集口6、高浪收集口7，防止仓内的垃圾溢出，漂浮挡板17还可使垃圾处于半隐蔽状态(不完全裸露)，避免海鸟啄食。
64.具体实施中，更优选的是，所述海浪助力垃圾收集设备后端设有固定至陆地的离岸固定绳14，海浪助力垃圾收集设备前后两方都有绳索拉拽，可使设备进一步稳固，不会受海浪作用移动位置，且可降低绳索断裂后设备遗失的概率，离岸固定绳可用铁链代替。
65.具体实施中，更优选的是，所述离岸固定绳14一端固定在可分离式垃圾仓13上，可将可分离式垃圾仓13拉回陆地，方便清理。
66.具体实施中，更优选的是，所述海浪助力垃圾收集设备前端固定的绳索10上设有拦截带15，可起到将设备前端和远处的垃圾拦截、防止逃逸的作用，并逐渐向设备的中心线归拢，可增加垃圾的收集效率，拦截带越长作用越明显。
67.具体实施中，更优选的是，所述海浪助力垃圾收集设备前端的绳索10上的拦截带15上设有多个漂浮载体16，漂浮载体16可将拦截带15浮起，使拦截带始终立于海面处上下位置。所述漂浮载体16可以是泡沫材质、或空腔结构、或充气式的结构。
68.具体实施中，更优选的是，设备的高浪收集口高度取决于所投放设备的海域的平均常年浪高，若平均常年浪高为1米，则设备的高浪收集口高度为1米。设备总长约2.5米，宽约3米。
69.在实际应用中推出2～4种不同规格的设备以应对不同海岸的海况。在投放设备时，设备的离岸距离视投放地的海浪形成位置来定，如陡坡沙滩，其离岸距离约10～20米即可；缓坡沙滩则适当增加离岸距离，约50米的位置，具体视海滩坡度和海浪形成位置而定，确保设备可接收到有效浪的位置即可，以及确保在退潮时段设备落在海床上的时间不会太长即可。
70.设备总体可分为四级拦截收集：一级为拦截带，若垃圾没有漂至设备主体附近，则被海浪和风推往拦截带处的垃圾会先被截获；二级为迎浪坡上的台阶和凸棱，当海浪无足够动力将垃圾推至垃圾收集口时，台阶和凸棱会将部分垃圾挂住，防止退回的海水将垃圾拖回水中，并等待较大的浪；三级为低浪收集口，当浪较低仍无法将垃圾推入高浪收集口时，在聚浪侧板、中间v/u形分流板和绕射弧的导流和绕射下，海浪会将垃圾甩入中间的低浪收集口；四级则为图中开口最大的高浪收集口，在理想情况下，大多数爬上坡的垃圾会被推入这一收集口，并最终存储在垃圾仓中。
71.对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新
颖特点相一致的最宽的范围。