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一种智能海上溢油收集机器人以及应用其收集溢油的方法与流程

发布时间:2020-12-03

一种智能海上溢油收集机器人以及应用其收集溢油的方法与流程


本发明涉及一种智能海上溢油收集机器人以及应用其收集溢油的方法。

背景技术:

随着世界各国对石油需求的日益增长,石油运输业迅速壮大,特别是船舶运输石油的量占到石油运输量的60%以上。这也使海洋的石油污染引起了公众的重视,油船在航行中搁浅、碰撞、触礁、起火爆炸以及船体本身结构破损等造成的溢油事故,在世界各地,每年大约溢出原油20万吨~40万吨。作为全球性的污染物,石油正以大大超过其它污染物的量进入海洋。据统计,全球每年生产的32亿吨石油中,约有1/1000即320万吨进入海洋环境。

通常1吨石油可在海上形成覆盖12km2范围的油膜,由此形成的大面积油膜将阻隔正常的海气交换过程,使气候异常,影响生物链的循环,从而破坏海洋生态平衡而且也浪费宝贵的石油资源,甚至会造成对人体健康的威胁和引起严重的国际纠纷。

石油会严重危害幼鱼、鱼卵、贝类、虾的生存,破坏水产养殖业发展,经实验分析,受溢油污染的贝壳类动物体内毒物积累,发现了一定浓度的 多环芳烃,并且这些油成分破坏了生物体的DNA。人们如果食用吸收了石油的鱼贝类,就会将石油中的长效毒物如致癌物带入体内。

水体中石油亦会严重危害水生生物的生存,海洋类哺乳动物摄入溢油后,内脏受损,而且石油组分使哺乳动物和游离菌类对化学刺激的知觉失调,阻碍水体生物间的化学信息传递。

水面上的油膜阻碍阳光、空气进入水体,造成藻类和其他低等水生生物的死亡。据报道,近50年来因油污染已有1000多种海生生物灭绝,海洋生物已减少了40%。

另外,石油挥发的有机蒸汽扩散到大气中同样污染环境。引发光化学烟雾,刺激人类视觉,损害环境中的有机物,引起植物坏死等[1]。

如何最有效地减少溢油事故所带来的危害,阻止泄漏石油扩大污染面,是当下值得深思的问题。

现阶段溢油收集处理方法有化学法、生物法、物理法,这些方法各有其利弊,事故发生时,往往是多种方法结合使用。化学与生物处理方法并不能完全有效地处理溢油事故,后期会产生新的生态环境问题并且仍需要物理方法的加工。因此,物理方法作为现今最广泛使用的收集处理方法,具有较高的实用性和较好的效果。

技术实现要素:

本发明的目的在于提供一种全新思路的收集海面上溢油的方法,并专门研制了一款实现相应功能的智能海上溢油收集机器人。

本发明的技术方案是:

一种智能海上溢油收集机器人,包括一能够浮于水面的船体,船体上安装有GPS信号发射装置、动力装置、无线通信模块、控制模块、摄像装置和吸油泵,控制模块通过无线通信模块接收无线信号指令并控制摄像装置、动力装置和吸油泵动作,吸油泵的出油口通过管道与储油袋相连,所述储油袋上安装有GPS信号发射装置。

所述连接储油袋与吸油泵的出油口的管道上安装有控制阀并通过多条分支油管分别连接多个储油袋,每个分支油管上均安装有电磁单向阀。

所述吸油泵的吸油口能够上下伸缩。

应用上述机器人收集海上溢油的方法包括以下步骤:

(1)溢油事故发生,载有离心式油水分离器的母船、载有围油栏的飞艇与载有机器人的飞艇同时出发,前往溢油区域;

(2)载有围油栏的飞艇先到达溢油区域,将围油栏放下,围出需作业的溢油区,防止进一步扩散,完成后返回;

(3)然后载有机器人的飞艇到达作业区域,将机器人放下至海面,完成后返回;

(4)载有离心式油水分离器的母船随后到达,停泊在溢油区域外围等待;

(5)机器人上安装的摄像装置将海面上的情况反馈至母船,母船通过无线通讯控制机器人进行准确移动方向和吸油泵作业;每一个储油袋注满油水混合物后,脱离机器人,漂浮于海面上,储油袋上的GPS信号发射装置发射信号以示所在位置;多只机器人相互配合,清除溢油区域泄漏的原油;

(6)机器人上的GPS信号发射装置发射其所在位置的信号,母船控制机器人返回至母船;

(7)母船进入清理完毕的溢油区域,根据GPS信号,收回储油袋,并在船上对油水混合物进行油水分离,收回围油栏。

本发明作业流程与寻常的派遣船只不同,利用飞艇、母船与机器人的相互配合实现更高效、快速的收集处理泄漏的原油;飞艇的速度远高于普通船只的速度,更快的达到事故现场,更及时地处理并防止扩散;母船停靠在溢油区域外,防止了传统方法中,船只直接闯入溢油区域,沾上泄露的原油继续航行,扩大污染面;多只机器人的配合,将艰巨的事故处理任务分担开来,提高效率。


具体实施方式

实施例:

本发明的智能海上溢油收集机器人,包括一能够浮于水面的船体,船体上安装有GPS信号发射装置、动力装置、无线通信模块、控制模块、摄像装置和吸油泵,控制模块通过无线通信模块接收无线信号指令并控制摄像装置、动力装置和吸油泵动作,所述吸油泵的吸油口能够上下伸缩,吸油泵的出油口通过管道与储油袋相连,所述储油袋上安装有GPS信号发射装置。

如图1所示,连接储油袋与吸油泵的出油口的管道1上安装有控制阀2并通过多条分支油管3分别连接多个储油袋,每个分支油管上均安装有电磁单向阀4。控制阀控制进油孔常开,通过控制单向阀开启或关闭排油孔,依此向储油袋注入油水混合物,每个储油袋装满后,其油管的单向阀关闭,储油袋脱落漂浮于海面上。

应用上述机器人收集海上溢油的方法包括以下步骤:

(1)溢油事故发生,载有离心式油水分离器的母船、载有围油栏的飞艇与载有机器人的飞艇同时出发,前往溢油区域;

(2)载有围油栏的飞艇先到达溢油区域,将围油栏放下,围出需作业的溢油区,防止进一步扩散,完成后返回;

(3)然后载有机器人的飞艇到达作业区域,将机器人放下至海面,完成后返回;

(4)载有离心式油水分离器的母船随后到达,停泊在溢油区域外围等待;

(5)机器人上安装的摄像装置将海面上的情况反馈至母船,母船通过无线通讯控制机器人进行准确移动方向和吸油泵作业;每一个储油袋注满油水混合物后,脱离机器人,漂浮于海面上,储油袋上的GPS信号发射装置发射信号以示所在位置;多只机器人相互配合,清除溢油区域泄漏的原油;

(6)机器人上的GPS信号发射装置发射其所在位置的信号,母船控制机器人返回至母船;

(7)母船进入清理完毕的溢油区域,根据GPS信号,收回储油袋,并在船上对油水混合物进行油水分离,收回围油栏。

本发明的机器人在许多功能上颇为新颖,并且将大的船只化为小的机器人,移动敏捷,小巧而灵活;吸油泵能够上下移动,控制了油水混合物中的含水量,大大提高收集的效果,使收集物更具有针对性,而不是像传统方法中一网打尽,事倍功半;储油袋能够脱离机器人,使得机器人移动能够更加轻便,在被收集至母船上后,进行油水分离,排去水留下原油,更是出去了对于母船不必要的的负载。