本發(fā)明涉及一種清漂裝置及方法，尤其是涉及一種基于高頻振動引起的波牽引式清漂裝置及方法。

背景技術(shù)：

現(xiàn)今水域污染較為嚴(yán)重，水面漂浮物污染更為明顯，漂浮的垃圾可能被魚類誤食等問題，然而目前的清漂裝置成本較高，中小型水域并不適用，城市內(nèi)河、旅游景區(qū)河流、公園和一些平靜的狹長水域由于缺少專業(yè)的水上垃圾收集設(shè)備，使水上垃圾的打撈困難重重，且大多數(shù)都以大型船只為基礎(chǔ)，采用被動接近漂浮物，且一般機械都比較復(fù)雜龐大，花費高昂，不能被廣泛使用，本發(fā)明旨在改善目前清漂設(shè)施重型化、被動化的現(xiàn)狀，為中小型水域提供便捷智能的方案。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的就是提供一種新型便攜、垃圾存儲空間大、避免二次污染的清漂裝置及方法。

本發(fā)明的目的是這樣實現(xiàn)的：

一種基于高頻振動引起的波牽引式清漂裝置，包括高頻振動引漂裝置和收集裝置，引漂裝置包括電磁驅(qū)動的振源（1）、與振源（1）相連的連接桿（2）和與連接桿（2）垂直相連的圓柱形的振子（3）；收集裝置包括鋪設(shè)在圓柱形振子（3）四周的若干網(wǎng)兜（4）、設(shè)置在網(wǎng)兜兜口邊沿上的懸浮球（5）和穿設(shè)在網(wǎng)兜的邊緣的控制繩（6），控制繩（6）的一端與懸浮球相連，控制繩（6）的另一端與收繩裝置（7）連接。

所述的電磁驅(qū)動的振源（1）由可調(diào)節(jié)振動頻率和幅度的面板控制。

所述網(wǎng)兜（4）包含若干層收集網(wǎng)。

在所述振子（3）的中心開設(shè)有卡槽，所述連接桿（2）的底端卡接在所述卡槽中。

所述的收繩裝置包括控制所述控制繩(6）的馬達(dá)、調(diào)速模塊和控制馬達(dá)工作時間的定時器，可根據(jù)實際情況設(shè)置定時器控制馬達(dá)工作的工作周期。

在所述連接桿（2）、振子（3）、網(wǎng)兜（4）、懸浮球（5）、控制繩（6）的表面均涂覆有疏水材料層。

本發(fā)明還提供了一種基于高頻振動引起的波牽引式清漂方法，包括以下步驟：

1）在水面或岸邊設(shè)置固定裝置，以為高頻振動引漂裝置提供安裝基礎(chǔ)；

2）在固定裝置上安裝電磁驅(qū)動的振源，振源位于水面上方，在振源的下方豎直安裝連接桿，在連接桿的底端安裝圓柱形振子，振子的下半部分浸沒在水中，調(diào)節(jié)振子的角度，使得振子的軸線與水面平行，振源、連接桿和振子共同構(gòu)成引漂裝置；

3）在電磁驅(qū)動的振源上方安裝收繩裝置，在振子四周的水面上設(shè)置若干網(wǎng)兜，在每個網(wǎng)兜的兜口邊沿分別安裝懸浮球，并在每個網(wǎng)兜的邊緣分別穿設(shè)控制繩，將控制繩的端部連接到收繩裝置上，安裝好后，調(diào)節(jié)懸浮球的位置，使得與懸浮球相連的網(wǎng)兜的兜口與水面平齊，至此安裝工作完成；

4）打開電磁驅(qū)動的振源的開關(guān)，根據(jù)水面上漂浮物的移動速度，調(diào)節(jié)振源的頻率，根據(jù)水面上漂浮物的數(shù)量和移動速度，設(shè)置收繩裝置的工作周期；

5）調(diào)節(jié)好振源的頻率和收繩裝置的工作周期后，整套裝置進(jìn)入工作狀態(tài)，振源振動并通過連接桿將振動傳遞給振子，振子在水中振動產(chǎn)生水面牽引波束，水面上的漂浮物在牽引波束的作用下向著振子的方向靠近，當(dāng)漂浮物移動至網(wǎng)兜的位置處時，收繩裝置將控制繩收緊，將漂浮物收入網(wǎng)兜中并將網(wǎng)兜口收緊，即完成清漂工作。

本發(fā)明的工作原理和技術(shù)效果為：用控制器調(diào)控電磁驅(qū)動的振源頻率和振幅大小，在圓柱形振子引起的水面牽引波束的驅(qū)動下，水面遠(yuǎn)處的漂浮物可飄向本裝置，之后收集裝置工作，收繩裝置將控制繩收起來，將漂浮物收入網(wǎng)兜，最終將網(wǎng)兜收口，并置于一旁。因鋪設(shè)的網(wǎng)包含多層，可持續(xù)工作較長時間，可根據(jù)周圍環(huán)境調(diào)節(jié)圓柱形振子的規(guī)格及根據(jù)漂浮物的大小更改網(wǎng)孔的大小。本發(fā)明的清漂裝置結(jié)構(gòu)簡單，操作方便且制造成它本遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于其他現(xiàn)有清漂設(shè)備，可改善目前清漂設(shè)施重型化、被動化的現(xiàn)狀，為中小型水域提供便捷智能的方案；在民用方面，為治理水面漂浮物提供一種新思路，在治理城市內(nèi)河、旅游景點河流、游泳館等方面有很大的優(yōu)勢。

附圖說明

圖1是本發(fā)明裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2是本發(fā)明裝置的使用狀態(tài)圖。

具體實施方式

實施例1：基于高頻振動引起的波牽引式清漂裝置

如圖1和2所示，本發(fā)明的基于高頻振動引起的波牽引式清漂裝置包括高頻振動引漂裝置和收集裝置，引漂裝置包括電磁驅(qū)動的振源1、與振源1相連的連接桿2和與連接桿相連的圓柱形的振子3，連接桿用于將振源的振動傳遞給振子，以在水面上產(chǎn)生高頻振動；收集裝置包括鋪設(shè)在圓柱形振子四周的若干層網(wǎng)兜4，每個網(wǎng)兜上都連接著懸浮球5，懸浮球5用以使網(wǎng)兜漂浮在水面上，并保持兜口與水面基本平齊，在網(wǎng)兜的邊緣穿設(shè)有一端與懸浮球相連的控制繩6，控制繩的另一端與收繩裝置7連接。

首先針對公園內(nèi)部的水域，可選取人比較少的岸邊安置本發(fā)明的固定裝置，之后分別由上到下安裝高頻振動引漂裝置的各個部分，最后安裝收集裝置，完成后，打開電磁驅(qū)動的引漂裝置的開關(guān)，設(shè)置收繩裝置的工作周期，整套裝置進(jìn)入工作狀態(tài)，之后水面漂浮物飄向本裝置，收集裝置將其收入網(wǎng)兜。

所述的電磁驅(qū)動的振源1由可調(diào)節(jié)振動頻率和幅度的面板控制，可根據(jù)實際環(huán)境調(diào)節(jié)出不同的頻率，在我們的實驗條件下，經(jīng)實驗發(fā)現(xiàn)較之機械振動，電磁驅(qū)動較為穩(wěn)定，且具有更高的頻率上限，故采用電磁驅(qū)動作為動力源。連接桿上端與電磁驅(qū)動的振源連接，下端與圓柱形振子連接。

所述的在產(chǎn)生高頻振動的細(xì)長圓柱形振子3柱面上有卡槽與連接桿2垂直連接，需要時可更換不同規(guī)格；經(jīng)過多次反復(fù)試驗，我們發(fā)現(xiàn)圓柱形振子產(chǎn)生牽引波束更加固定，且容易控制，故本裝置采取圓柱形振子。

所述的懸浮球5，由兩條穿設(shè)在網(wǎng)兜邊緣的繩子連接，以確保網(wǎng)兜垂在水面下；所述的網(wǎng)兜包含多層收集網(wǎng)，一層收集網(wǎng)收集完漂浮物后，靜置在裝置附近，網(wǎng)兜中剩下的收集網(wǎng)可繼續(xù)用于收集漂浮物，因此可持續(xù)工作較長時間，且每個網(wǎng)兜都可儲存一部分垃圾，周圍鋪設(shè)的多層就會有更大的儲存空間。

所述的收繩裝置包含控制繩子的馬達(dá)和調(diào)速模塊，特別是可根據(jù)實際情況設(shè)置控制馬達(dá)工作的定時器工作周期，來確定收網(wǎng)時長。

所述的連接桿2、細(xì)長圓柱3、固定裝置、網(wǎng)兜4、懸浮球5、控制繩6的表面均涂有疏水材料。

本發(fā)明的技術(shù)原理如下：

用控制器調(diào)控電磁驅(qū)動的振源的頻率和振幅大小，我們經(jīng)過多次實驗發(fā)現(xiàn)，高頻振源可在水面上產(chǎn)生不同類型的波，牽引波束造成的表面回流就是其中一種，通過調(diào)節(jié)波幅將二維水波變成三維波，水面上的漂浮物就會被迫向著波源移動，振源在30-100hz，均可實現(xiàn)流向振子的現(xiàn)象且確定所產(chǎn)生的牽引波只位于水面，不會引起水下的大范圍波動，較為詳細(xì)的牽引波束發(fā)生機理為：

1）調(diào)制不穩(wěn)定性導(dǎo)致波場從二維變?yōu)槿S；

2）產(chǎn)生復(fù)雜的流型，進(jìn)而激勵使產(chǎn)生法拉第波；

3）波導(dǎo)致水面上水平渦系的產(chǎn)生，渦系的相互作用導(dǎo)致表面流產(chǎn)生；

4）補償流流向波的最大振幅處進(jìn)而維持表面渦的旋轉(zhuǎn)；

5）波的振幅超過調(diào)制不穩(wěn)定性的臨界值，中心射流方向即大規(guī)模表面流反向；

6）表面流反向?qū)е卤砻鏈u系反轉(zhuǎn)；

7）帶動表面漂浮物向里（即朝向振源）傳播。

本發(fā)明的技術(shù)效果如下：

高頻上下振動的圓柱形振子引起的水面牽引波束的驅(qū)動下，水面遠(yuǎn)處的漂浮物可飄向本裝置，收集裝置工作將漂浮物收入網(wǎng)兜，并置于一旁，因鋪設(shè)的網(wǎng)包含多層，可持續(xù)工作較長時間，可根據(jù)周圍環(huán)境調(diào)節(jié)與水面接觸的圓柱及網(wǎng)孔的大小。該清漂系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單，操作方便且制造成它本遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于其他現(xiàn)有清漂設(shè)備。

實施例2：基于高頻振動引起的波牽引式清漂方法

本發(fā)明方法包括以下步驟：

1）根據(jù)環(huán)境安置本發(fā)明的固定裝置，公園內(nèi)部和小區(qū)內(nèi)的小型河流，可將固定裝置安置在岸邊，固定裝置可以是一種固定在岸邊前段伸向水面的裝置；游泳館可采取懸浮裝置，使得整個裝置懸浮在水面上，使用時放入水面，清漂完成后可收回裝置。

2）固定裝置安裝好后，分別由上到下安裝高頻振動引漂裝置的各個部分,首先安裝高頻引漂裝置，將電磁驅(qū)動的振源與固定裝置相連，保持整個結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定使得振動只會傳遞給下方的連接桿，之后安裝連接桿和圓柱形振子，調(diào)節(jié)圓柱形振子的角度，使得振子與岸平行。

3）高頻引漂裝置完成后，安裝收集裝置，首先將收繩裝置包含的馬達(dá)和調(diào)速模塊，固定在高頻振動的引漂裝置上方的卡槽里（收繩裝置與高頻振動的引漂裝置不會產(chǎn)生影響），之后將穿設(shè)在網(wǎng)兜邊緣的兩條繩子一端與收繩裝置連接，另一端連接懸浮球，重復(fù)對每一對網(wǎng)兜進(jìn)行相同的工作，直至完成，安裝好后，將網(wǎng)兜鋪設(shè)在圓柱形振子周圍，調(diào)節(jié)懸浮球的位置，使得懸浮球位于圓柱形振子的前后左右四個方向，至此安裝工作完成，如圖2所示。

4）接著進(jìn)行裝置的測試，打開電磁驅(qū)動的引漂裝置的開關(guān)，根據(jù)漂浮物的移動速度，調(diào)節(jié)電磁驅(qū)動振源的頻率。

5）根據(jù)漂浮物的數(shù)量和移動速度，設(shè)置收繩裝置的工作周期，以網(wǎng)兜能裝滿為宜，至此完成測試工作，整套裝置進(jìn)入工作狀態(tài)，裝置可自主實現(xiàn)水面漂浮物飄向本裝置，收集裝置將其收入網(wǎng)兜等工作，垃圾達(dá)到一定的量時，將網(wǎng)兜收回清理。