基于涡激振动的可发电海洋垃圾桶机

1.本发明涉及海洋垃圾收集及发电设备，更具体地说，涉及一种基于涡激振动的可发电海洋垃圾桶机。


背景技术：

2.近年来，海洋环境的污染正变得日益严重，致使海洋垃圾普遍增多，不仅对船舶航行安全造成影响，还威胁到海洋生物的生存。每年全球有1200多万吨塑料进入海洋，对海洋生物、渔业、旅游业造成高达80亿美元的经济损失，导致上百万只海鸟、10万头海洋哺乳动物以及难以计数的鱼类死亡。海洋、河流的漂浮垃圾处理工作一直是环保难题。受降雨等影响，每年有大量垃圾进入海洋、河水中形成垃圾漂浮带，对人们生活及水生物造成严重的危害。而当前，并没有高效节能的方法来解决这一问题。海洋垃圾的处理大多也是使用海洋垃圾回收船，大多数垃圾处理装置也都处于试运行阶段，海洋垃圾回收方法为近海垃圾人工回收或海洋垃圾回收船，新型海洋垃圾回收装置大多处于理论研究或试验阶段。


技术实现要素：

3.本发明要解决的技术问题在于，提供一种基于涡激振动的可发电海洋垃圾桶机，其利用涡激振动获能原理进行发电，适于较低流速环境的低成本海流能发电方式，同时涡激振动带动气缸体内活塞运动，在进水阀处形成涡流使周围的漂浮垃圾流到垃圾收集箱附近，当活塞向上运行时，排水阀打开，进水阀关闭，将吸入的水从排水口排出，同时推动垃圾流到垃圾收集箱中，集发电和垃圾收集于一体，具有节能减排、结构简单、安装方便的优点。
4.本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种基于涡激振动的可发电海洋垃圾桶机，其特征在于，包括设置于底部的振动传动机构，所述振动传动机构上部设置有气缸体，所述气缸体上部设置有垃圾收集箱；
5.所述振动传动机构包括机架，所述机架底端设置有涡激振子，所述机架中部设置有传动推杆，所述机架上部设置发电模块，所述机架上部两侧设置有往返滑轨；
6.所述气缸体包括缸体保护外壳，所述缸体保护外壳上设置有单向止回阀和出水管组；所述缸体保护外壳包括分别与机架固定连接的上架和下架，所述单向止回阀包括单向进水止回阀和单向出水止回阀，所述上架上部设置单向进水止回阀，所述上架的内侧设置单向出水止回阀；
7.所述缸体保护外壳内设置有缸体套筒，所述缸体套筒内设置有活塞，所述活塞下端设置有活塞杆，所述活塞杆与传动推杆相接，在传动推杆的作用下，所述活塞通过往返滑轨在缸体套筒内上下移动，带动所述缸体套筒内的水通过单向出水止回阀流出出水管组；
8.所述垃圾收集箱包括可拆卸的方形收集笼，所述方形收集笼底部固定设置有浮水台，所述方形收集笼侧面设置有移动轴座，所述方形收集笼入口处设置有逆向挡盖；
9.所述发电模块与机架通过滑动轨道滑动连接，所述发电模块包括连杆，所述机架上部设置有齿轮，所述滑动轨道设置在连杆的侧面中部，所述连杆上部设置有齿条，所述齿
条与齿轮相啮合；
10.所述机架与缸体保护外壳固定连接，所述移动轴座与所述缸体保护外壳固定连接。
11.所述涡激振子纵向振动，带动所述齿条上下运动，所述齿条上下移动带动为齿轮转动，所述齿轮外接发电机，所述齿轮转动使发电机动子旋转进行切割磁感线运动，产生感应电动势最终发电；
12.所述涡激振子纵向振动，带动所述传动推杆上下运动，所述传动推杆上下移动带动为活塞上下移动，所述活塞与缸体套筒啮合，所述缸体套筒在活塞的往复运动中将水从单向进水止回阀吸入再从单向出水止回阀排出，运动的水流带动垃圾流入垃圾收集箱当中，实现垃圾收集。
13.按上述方案，所述出水管组包括变径管，所述变径管的两端分别与缸体保护外壳、单向止逆阀连接相通，所述单向止逆阀与立体三通道连接相通，所述立体三通道与第一变向弯管连接相通，所述第一变向弯管与第一出水管连接相通，所述第一组出水管与第二变向弯管连接相同，所述第二变向弯管与第二出水管连接相通，所述第二出水管与倒锥形出水管连接相通。
14.按上述方案，所述缸体套筒、活塞、密封胶圈、活塞杆、单向止回阀和出水管组成对设置。
15.按上述方案，所述缸体套筒和活塞通过密封垫圈啮合。
16.按上述方案，所述活塞在缸体套筒内上下移动，带动缸体套筒内的水通过单向止回阀流出出水管组。
17.按上述方案，所述方形收集笼底部通过锁扣固定设置有浮水台。实施本发明的基于涡激振动的可发电海洋垃圾桶机，具有以下有益效果：
18.本发明利用波浪引起的涡激振动提供能源，达到节能减排的目的，特殊结构的呼吸式气缸体，提高垃圾收集效率，可拆卸的垃圾收集笼便于更替，离开了岸基能源的支持，可安装在更广泛的水域，多个设备构成的收集系统可以更加充分的利用波浪能，同时提高清洁效率。
附图说明
19.下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：
20.图1是本发明基于涡激振动的可发电海洋垃圾桶机的结构示意图；
21.图2是本发明的振动传动机构图；
22.图3是本发明的振动传动机构中发电模块结构图；
23.图4是本发明的气缸体结构图；
24.图5是本发明的气缸体结构中缸体保护外壳说明图；
25.图6是本发明的气缸体结构中出水管组说明图。
26.图7是发明的垃圾收集箱结构图。
具体实施方式
27.为了对本发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图详细说明
本发明的具体实施方式。
28.本发明的基于涡激振动的可发电海洋垃圾桶机，包括设置于底部的振动传动机构1，振动传动机构1上部设置有气缸体2，气缸体2上部设置有垃圾收集箱3。
29.振动传动机构1包括机架102，机架102底端设置有涡激振子101，机架102中部设置有传动推杆103，机架102上部设置发电模块104，机架102上部两侧设置有往返滑轨105，往返轨道105上设置有滑块，往返轨道105通过滑块与机架连接。气缸体2包括缸体保护外壳202，缸体保护外壳202上设置有单向止回阀206和出水管组207。缸体保护外壳202包括分别与机架102固定连接的上架20201和下架20202，单向止回阀206包括单向进水止回阀20601和单向出水止回阀20602，上架20201上部设置单向进水止回阀20601，上架20201的内侧设置单向出水止回阀20602，上架20201和下架20202相互配合防止缸体套筒201横向摆动。
30.缸体保护外壳202内设置有缸体套筒201，缸体套筒201内设置有活塞203，缸体套筒201和活塞203通过密封垫圈啮合。活塞203下端设置有活塞杆205，活塞杆205与传动推杆103相接，在传动推杆103的作用下产生呼吸式往复运动，活塞203通过往返滑轨105在缸体套筒201内上下移动，带动缸体套筒201内的水通过单向出水止回阀20602流出出水管组207。垃圾收集箱3包括可拆卸的方形收集笼301，方形收集笼301底部固定设置有浮水台303，方形收集笼301底部通过锁扣305固定设置有浮水台303。方形收集笼301侧面设置有移动轴座304且可单独拆卸，方形收集笼301入口处设置有逆向挡盖302。
31.发电模块104与机架102通过滑动轨道滑动连接，发电模块104包括连杆10401，机架102上部设置有齿轮10403，滑动轨道设置在连杆10401的侧面中部，连杆10401上部设置有齿条10402，齿条10402与齿轮10403互相啮合；涡激振子101纵向振动，带动齿条10402上下运动，齿条10402上下移动带动为齿轮10403转动，齿轮10403外接发电机，齿轮10403转动使发电机动子旋转进行切割磁感线运动，产生感应电动势最终发电，并将此部分电能存储在储能装置当中。涡激振子101纵向振动，带动传动推杆103上下运动，传动推杆103上下移动带动为活塞203上下移动，活塞203与缸体套筒201啮合，缸体套筒201在活塞的往复运动中将水吸入再从出水管组207内排除，运动的水流带动垃圾流入垃圾收集箱3当中，实现垃圾收集。
32.出水管组207包括变径管20701，变径管207的两端分别与缸体保护外壳202、单向止逆阀20702连接相通，单向止逆阀20702与立体三通道20703连接相通，立体三通道20703与第一变向弯管20704连接相通，第一变向弯管20704与第一出水管20705连接相通，第一组出水管20705与第二变向弯管20706连接相同，第二变向弯管20706与第二出水管20707连接相通，第二出水管20707与倒锥形出水管20708连接相通。
33.机架102与缸体保护外壳202固定连接，移动轴座304与缸体保护外壳202固定连接。机架102贯穿于整个装置体，机架102和传动推杆103支撑缸体保护外壳202，进而与气缸体2部分相连。缸体套筒201、活塞203、密封胶圈204、活塞杆205、单向止回阀206和出水管组207成对设置。涡激振子101纵向振动，带动传动推杆103上下运动，传动推杆103上下移动带动为活塞203上下移动，活塞203与缸体套201筒啮合，缸体套筒201在活塞203的往复运动中将水从单向进水止回阀20601吸入再从单向出水止回阀20602排出，运动的水流带动垃圾流入垃圾收集箱3当中，实现垃圾收集。
34.振动传动机构1与发电模块104的工作原理：涡激振动是由于流体粘性作用使得其
在物体后侧产生了交替脱涡的漩涡，从而引起物体纵向的往复运动，当系统雷诺数达到一定范围会产生自锁现象，使漩涡发放对物体的作用力大幅增加。本发明利用涡激振动原理，在垂直水流方向上设置涡激振子101，涡激振子101在一定流速下产生涡激振动，经机架102、传动推杆103和往返滑轨105构成的传动装置将水下的往复运动传至水上的发电模块104。涡激振动带动发电模块104上的齿条10402上下运动，齿条10402将移动变为齿轮10403的转动，齿轮10403外接发电机和储能装置，齿轮10403转动使发电机动子旋转进行切割磁感线的运动，产生感应电动势最终发电，并将此部分电能存储在储能装置当中。
35.气缸体2的工作原理：涡激振子101将动力通过传动推杆103传递给活塞203，活塞203与气缸体2密封啮合，在传动推杆103的作用下，活塞203通过往返滑轨105在缸体套筒201内产生呼吸式往复运动。涡激振子101向下运动的过程中，动力通过传动推杆103传递活塞杆205，进而带动活塞203向下运行，活塞203向下运动会向缸体套筒201中抽水，水带动垃圾流到垃圾收集箱3附近；涡激振子101向上运动的过程中，传动推杆103将动力传递活塞杆205，进而带动活塞203向上运动，单向止回阀打开，缸体套筒201内的水通过出水管组排出。
36.垃圾收集箱3的工作原理：振动传动机构1借助传动推杆103及往返滑轨105在涡激振子101的推动下将动力传递给活塞203，与气缸体2啮合的活塞203会进行往复呼吸运动，活塞203向下运动带动缸体套筒201内的水推出出水管组的过程中，缸体套筒201周围的漂浮垃圾会被排出的水流推入方形收集笼301内，在逆向挡盖302的作用下垃圾易进难出，同时，方形收集笼301采用黄鳝网结构，有效避免垃圾二次流出，待收集完成后，只需更换方形收集笼301即可。重复以上涡激振动和活塞203的往复呼吸运动，实现对海流能的利用和垃圾的收集，多个单体配合安放形成的垃圾收集群，将更加充分的利用海水的波浪能，并实现高效的清洁。
37.上面结合附图对本发明的实施例进行了描述，但是本发明并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，这些均属于本发明的保护之内。