一种水面垃圾桶的制作方法

1.本实用新型涉及一种水面垃圾桶，属于水面漂浮物垃圾收集技术领域。


背景技术：

2.河面和湖泊等水域中经常会漂浮众多矿泉水瓶、饮料瓶、塑料袋、油污、落叶等水面污染物，对水生态环境造成损害。为了保持水面清洁，环保部门会定期对水面上的漂浮污染物进行收集。传统的水面垃圾收集方法有人工用网打捞和设拦坝用格栅或滤网围堵。人工用网打捞效率低且劳动强度大。水面清洁船体积庞大，无法应用在面积较小的水域和多弯狭窄的河流。
3.水面垃圾桶装置作为水面清洁船的全水域清洁功能补充，用于面积较小的水域和多弯狭窄的河流等近岸区域的水面污染物收集，降低人工打捞劳动强度，提高水面清洁效率。
4.现有的水面垃圾桶如图1所示，主要包括沉浮内桶1、外桶上盖板2、外桶3、密封筒4、过滤网5和水泵6，过滤网5的上端挂设在沉浮内桶1的上端，沉浮内桶1能够相对于外桶3上下浮动，密封筒4连接在沉浮内桶1和外桶3之间，用于阻止外部的水从沉浮内桶1和外桶3之间进入到外桶3的内部；水泵6启动时，水泵6把外桶3内的水排出，外桶3内的水位降低，浮在外桶3中的沉浮内桶1因水位降低而向下运动，水面从沉浮内桶1顶端进入的水量增大，外桶3内的水位又逐渐升高，此时沉浮内桶1又随着水位升高而向上运动；沉浮内桶1向上运动又减少了水的注入，外桶3内的水位又降低，就这样沉浮内桶1周而复始上下运动；水泵6始终运行着，外桶3外的水和垃圾不断地进入到沉浮内桶1中，漂浮的固体垃圾被留在过滤网5中，当过滤网5垃圾收集满后，取出过滤网5，卸掉垃圾便能继续工作。
5.现有的水面垃圾桶的外桶一般为圆筒形状、矩形或者方形，外桶的侧壁与水面垂直，水泵抽取外桶中的水时，外桶内水容积随高度的变化类似成线性变化，也就是抽取的水量和外桶内的水面高度变化成线性相关，如图1、图2所示。
6.现有的水面垃圾桶在使用过程中，当水泵的抽出水量与桶口的入水量相当时，容易在某个水面深度位置达到平衡，对于桶口的入水量变化不敏感，不能及时感应到入水量的微小变化，对于体积稍大的水面漂浮物靠近产生的入水量变化不能及时作出较大的内桶下沉动作，导致体积稍大的水面漂浮物在桶边停留而不能被收集进桶内，对于体积稍大的水面漂浮物收集效果差。


技术实现要素：

7.为了克服现有水面垃圾桶对桶口的入水量变化不敏感的技术问题，本实用新型提供一种水面垃圾桶，提高对桶口入水量变化的敏感度，有利于收集体积较大的漂浮垃圾，具体技术方案如下。
8.一种水面垃圾桶，其包括沉浮内桶、外桶、过滤网、密封筒和水泵，所述沉浮内桶可上下浮动地设置在所述外桶内，所述密封筒设置在所述沉浮内桶和所述外桶之间，所述过
滤网安装在所述沉浮内桶内，所述水泵用于抽取所述外桶中的水，其特征在于，沿着竖直向下的方向，至少部分所述外桶内的一定高度范围内的水容积逐渐减小。
9.进一步地，所述外桶的至少部分侧壁为倾斜的。
10.进一步地，所述外桶的至少部分侧壁包括相互连接的若干倾斜部和若干台阶部，所述倾斜部和所述台阶部交替设置。
11.进一步地，所述外桶的至少部分侧壁包括相互连接的若干竖直部和台阶部，所述竖直部和所述台阶部交替设置。
12.进一步地，所述外桶的侧壁内表面上固定设置有填充物，沿着竖直向下的方向，所述填充物的一定高度范围内的体积逐渐减增大。
13.进一步地，所述外桶固定设置在外桶底座上，所述外桶底座设置在升降装置上，所述升降装置固定设置支架上。优选地，所述支架上还设置有水位计。可以通过水位计对水位的监测，来调整外桶在水中的位置。
14.进一步地，所述沉浮内桶的外侧面上设置有限位件，所述外桶上设置有上限位块和下限位块，所述上限位块和下限位块分别用于限制所述限位件的上极限位置和下极限位置。通过设置上限位块和下限位块，限定了沉浮内桶相对于外桶的上下浮动极限位置。
15.进一步地，所述外桶包括侧壁和上盖，所述密封筒的上端与所述上盖密封连接，所述密封筒的下端与所述沉浮内桶外侧面或者限位件密封连接。密封筒可以防止水从沉浮内桶和外桶(上盖)之间的间隙进入到外桶内，当水泵从外桶中抽水时，外部水面上的水只能从沉浮内桶的上端进入到沉浮内桶和外桶中。优选地，水面垃圾桶还包括有呼吸管，所述呼吸管的下端连通至所述沉浮内桶和所述外桶之间的上部空间，所述呼吸管的上端位于水面之上。呼吸管起到了呼吸作用，在外桶内水面不断变化时，呼吸管可防止沉浮内桶和外桶之间的上部空间出现高压或者负压。
16.进一步地，所述外桶的内壁上设置有导向机构，所述导向机构用于引导所述沉浮内桶相对于所述外桶移动。优选地，所述导向机构为滚轮或者导槽。
17.进一步地，水面垃圾桶还包括有辅助筒，所述辅助筒与所述外桶固定连接，所述辅助筒位于所述沉浮内桶和所述过滤网之间，所述辅助筒具有网孔结构。一方面，辅助筒可以对过滤网的下端进行定位，防止过滤网的下端出现过大的摆动；另一方面，当更换过滤网时，辅助筒可以起到暂时过滤收集漂浮物的作用。
18.本实用新型通过对水泵拟抽出的外桶中的水的容积空间结构进行上大下小的设计，使得水泵拟抽出的水容积与桶内水面的下降高度呈现出斜率变化的非线性关系；提高了对桶口入水量变化的敏感度，对水面漂浮物反应更灵敏，能及时感应不同体积水面漂浮物的靠近而自动灵敏做出不同幅度的沉浮内桶下沉动作；本实用新型适用范围更广，不仅能收集浮萍等体积小的漂浮物，还能收集体积较大的水面漂浮物。
附图说明
19.图1是现有水面垃圾桶的示意图；
20.图2是现有水面垃圾桶抽取的水量和外桶内的水面高度变化关系图；
21.图3是本实用新型实施例1的水面垃圾桶的示意图；
22.图4是本实用新型实施例1的水面垃圾桶抽取的水量和外桶内的水面高度变化关
系图；
23.图5是本实用新型实施例2的水面垃圾桶的示意图；
24.图6是本实用新型实施例2的水面垃圾桶抽取的水量和外桶内的水面高度变化关系图；
25.图7是本实用新型实施例3的水面垃圾桶的示意图；
26.图8是本实用新型实施例3的水面垃圾桶抽取的水量和外桶内的水面高度变化关系图；
27.图9是本实用新型实施例4的水面垃圾桶的示意图。
28.图中：沉浮内桶1、上盖2、外桶3、侧壁3.1、倾斜部3.11、台阶部3.12、竖直部3.13、密封筒4、过滤网5、水泵6、限位件7、上限位块8、下限位块9、呼吸管10、上部空间11、滚轮12、辅助筒13、升降装置14、支架15、水位计16、外桶底座17、填充物18。
具体实施方式
29.下面结合附图对本实用新型作进一步详细描述。
30.实施例1
31.参见图3，水面垃圾桶包括沉浮内桶1、外桶3、过滤网5、密封筒4和水泵6，沉浮内桶1可上下浮动地设置在外桶3内，密封筒4设置在沉浮内桶1和外桶3之间，过滤网5安装在沉浮内桶1内，水泵6用于抽取外桶3中的水，沉浮内桶1的外侧面上设置有限位件7，外桶3上设置有上限位块8和下限位块9，上限位块8和下限位块9分别用于限制限位件7的上极限位置和下极限位置，从而限定了沉浮内桶1相对于外桶3的上下浮动极限位置；沉浮内桶1的侧壁通常采用中空结构，以便于提高沉浮内桶1在水中的浮力；沉浮内桶1上的限位件8开有避让外桶内凹筋的槽，起到限制沉浮内桶1旋转的作用；
32.外桶3包括侧壁3.1和上盖2，密封筒4的上端与上盖2密封连接，密封筒4的下端与沉浮内桶1外侧面或者限位件7密封连接，密封筒4可以防止水从沉浮内桶1和外桶3(上盖2)之间的间隙进入到外桶3内，密封筒4可跟随沉浮内桶1的上下移动进行压缩和伸长；水面垃圾桶使用时，上盖2是位于水面下方的，当水泵6从外桶3中抽水时，外部水面上的水(未图示)只能从沉浮内桶1的上端进入到沉浮内桶1和外桶3中。优选地，水面垃圾桶还包括有呼吸管10，呼吸管10的下端连通至沉浮内桶1和外桶3之间的上部空间11，呼吸管10的上端位于水面之上。呼吸管10起到了呼吸作用，在外桶3内水面不断变化时，呼吸管10可防止沉浮内桶1和外桶3之间的上部空间11出现高压或者负压。图3中，呼吸管10的下端连接于上盖2，本领域技术人员可以理解的是：呼吸管10也可以替换为安装于外桶3的底部或侧壁3.1，只要能将外桶3内顶部空间(上部空间11)与外界空间连通即可。
33.外桶3的内壁上设置有导向机构，导向机构用于引导沉浮内桶1相对于外桶3移动。优选地，导向机构为滚轮12；当然本领域技术人员可以理解的是：导向机构也可以替换为其他结构，比如导槽，只要能够引导沉浮内桶1的上下运动即可。
34.优选地，水面垃圾桶还包括有辅助筒13，辅助筒13与外桶3固定连接，辅助筒13位于沉浮内桶1和过滤网5之间，辅助筒13具有网孔结构(未图示)。一方面，辅助筒13可以对过滤网5的下端进行定位，防止过滤网5的下端出现过大的摆动；另一方面，当更换过滤网5时，辅助筒13可以起到暂时过滤收集漂浮物的作用。
35.优选地，外桶3固定设置在外桶底座17上，外桶底座17设置在升降装置14上，升降装置14固定设置支架15上。优选地，支架15上还设置有水位计16。可以通过水位计16对水位的监测，来调整外桶3在水中的位置。升降装置14可以是自动调节也可以是手动调节，可以是电动调节方式，也可以是人工机械调节方式，可以是丝杆螺母结构，也可以是钢丝绳结构等结构。需要说明的是，图3中示意的外桶底座17位于外桶3的底部，当然外桶底座17也可以设置在外桶3的侧壁3.1或上盖2，只要能将外桶3固定即可。
36.外桶3的至少部分侧壁3.1包括相互连接的若干倾斜部3.11和若干台阶部3.12，倾斜部3.11和台阶部3.12交替设置；即外桶3内的水容积形成为上大下小的结构，沿着竖直向下的方向，外桶3内的一定高度范围内的水容积逐渐减小(单位高度的水容积逐渐减小)，使得水泵6拟抽出的水容积与外桶3内水面的下降高度呈现出斜率变化的非线性关系，如图4所示。
37.水面垃圾桶的工作原理：
38.启动水泵6后，水泵6将外桶3内的水不断抽出，桶内水位下降，浸在水中的沉浮内桶1的体积减小，沉浮内桶1的浮力减小。当沉浮内桶1和过滤网5及过滤网5内收集的物体(合称为浮子运动件)重量低于浮力时，浮子运动件开始下沉。沉浮内桶1的上端下沉至水面以下时，外部的水从沉浮内桶1的上端桶口流入沉浮内桶1内。浮子运动件下沉至一定位置时，外部流入的水量与水泵抽出的水量基本相当。这时只要水面的波动或其他任何因素影响到水流量变化，例如当较大体积漂浮物到达桶口边沿的瞬间，流入桶内的水量突然减小，水泵6抽出的水量大于流入的水量，由于本实用新型设计的上大下小水容积非线性特性结构，外桶3内水位加速下降，沉浮内桶1加速下沉，体积较大的漂浮物就可以流入沉浮内桶1内，完成收集。当流入的水量大于水泵抽出的水量时，浮子运动件开始上升。这样，水面垃圾桶的浮子运动件会随着水量波动不断上升和下降，适应大大小小不同水面漂浮物的收集。
39.其中，外桶3的侧壁3.1上除了倾斜部3.1还具有台阶部3.12，使得外桶3的水容积空间在不同的水平截面上存在截面突变的情况，扰动抽出水量与流入水量的平衡状态，提高了水面垃圾桶对不同流入水量的敏感度，更有利于体积较大的漂浮物的收集。
40.由于有本实用新型设计的上大下小水容积非线性特性结构，对于桶内水容积变化的高敏感度，可以自动灵敏感应不同漂浮物的靠近并做出不同幅度的上下浮动量调整来收集漂浮物。当较小体积漂浮物靠近时，对桶边水流的阻挡扰动较小，水泵抽出的水量较桶口流入的水量大得不多，沉浮内桶1下沉量较小即可完成收集。当较大体积漂浮物靠近时，对桶边水流的阻挡扰动较大，水泵6抽出的水量较桶口流入的水量大得较多，沉浮内桶1下沉量自动增大来完成收集。
41.当水面垃圾桶外的水位降低时，水位计组件16感应到水位降低，装置根据水位降低信号启动升降装置14的下降功能，使装置整体下降至合适的水位。当水位升高时，水位计组件16感应到水位升高，装置根据水位升高信号启动升降装置14的升高功能，使装置整体升高至合适的水位。
42.实施例2
43.如图5所示，实施例2与实施例1的不同之处在于：实施例2的外桶3的部分侧壁3.1为倾斜的，没有实施例1中的台阶部3.12。采用实施例2的外桶结构，同样实现了外桶3内的水容积形成为上大下小的结构，沿着竖直向下的方向，外桶3内的一定高度范围内的水容积
逐渐减小(单位高度的水容积逐渐减小)，使得水泵6拟抽出的水容积与外桶3内水面的下降高度呈现出斜率变化的非线性关系，如图6所示。
44.实施例3
45.如图7所示，实施例3与实施例1的不同之处在于：实施例3的外桶3的部分侧壁3.1包括相互连接的若干竖直部3.13和若干台阶部3.12，竖直部3.13和台阶部3.12交替设置。采用实施例3的外桶结构，同样实现了外桶3内的水容积形成为上大下小的结构，沿着竖直向下的方向，外桶3内的一定高度范围(该高度范围选择竖直部3.13的竖直高度)内的水容积逐渐减小(单位高度的水容积逐渐减小)，使得水泵6拟抽出的水容积与外桶3内水面的下降高度呈现出斜率变化的非线性关系，如图8所示。
46.实施例4
47.如图9所示，实施例4与实施例1的不同之处在于：实施例4的外桶3的侧壁3.1是竖直的，侧壁3.1内表面上固定设置有填充物18，沿着竖直向下的方向，填充物18的一定高度范围内的体积逐渐减增大。采用实施例4的外桶和填充物，同样实现了外桶3内的水容积形成为上大下小的结构，沿着竖直向下的方向，外桶3内的一定高度范围内的水容积逐渐减小(单位高度的水容积逐渐减小)，使得水泵6拟抽出的水容积与外桶3内水面的下降高度呈现出斜率变化的非线性关系。需要说明的是，侧壁3.1也可以不是竖直的。
48.上面结合附图对本实用新型的实施例进行了描述，在不冲突的情况下，本实用新型中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。本实用新型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，而不是局限性的，本领域的普通技术人员在本实用新型的启示下，在不脱离本实用新型宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，这些均属于本实用新型的保护范围之内。

技术特征：
1.一种水面垃圾桶，其包括沉浮内桶(1)、外桶(3)、过滤网(5)、密封筒(4)和水泵(6)，所述沉浮内桶(1)可上下浮动地设置在所述外桶(3)内，所述密封筒(4)设置在所述沉浮内桶(1)和所述外桶(3)之间，所述过滤网(5)安装在所述沉浮内桶(1)内，所述水泵(6)用于抽取所述外桶(3)中的水，其特征在于，沿着竖直向下的方向，至少部分所述外桶(3)内的一定高度范围内的水容积逐渐减小。2.根据权利要求1所述的一种水面垃圾桶，其特征在于，所述外桶(3)的至少部分侧壁(3.1)为倾斜的；或者所述外桶(3)的至少部分侧壁(3.1)包括相互连接的若干倾斜部(3.11)和若干台阶部(3.12)，所述倾斜部(3.11)和所述台阶部(3.12)交替设置；或者所述外桶(3)的至少部分侧壁(3.1)包括相互连接的若干竖直部(3.13)和台阶部(3.12)，所述竖直部(3.13)和所述台阶部(3.12)交替设置；或者所述外桶(3)的侧壁(3.1)内表面上固定设置有填充物(18)，沿着竖直向下的方向，所述填充物(18)的一定高度范围内的体积逐渐减增大。3.根据权利要求1或2所述的一种水面垃圾桶，其特征在于，所述外桶(3)固定设置在外桶底座(17)上，所述外桶底座(17)设置在升降装置(14)上，所述升降装置(14)固定设置支架(15)上。4.根据权利要求3所述的一种水面垃圾桶，其特征在于，所述支架(15)上还设置有水位计(16)。5.根据权利要求1或2所述的一种水面垃圾桶，其特征在于，所述沉浮内桶(1)的外侧面上设置有限位件(7)，所述外桶(3)上设置有上限位块(8)和下限位块(9)，所述上限位块(8)和下限位块(9)分别用于限制所述限位件(7)的上极限位置和下极限位置。6.根据权利要求1或2所述的一种水面垃圾桶，其特征在于，所述外桶(3)包括侧壁(3.1)和上盖(2)，所述密封筒(4)的上端与所述上盖(2)密封连接，所述密封筒(4)的下端与所述沉浮内桶(1)外侧面或者限位件(7)密封连接。7.根据权利要求6所述的一种水面垃圾桶，其特征在于，还包括有呼吸管(10)，所述呼吸管(10)的下端连通至所述沉浮内桶(1)和所述外桶(3)之间的上部空间(11)，所述呼吸管(10)的上端位于水面之上。8.根据权利要求1或2所述的一种水面垃圾桶，其特征在于，所述外桶(3)的内壁上设置有导向机构，所述导向机构用于引导所述沉浮内桶(1)相对于所述外桶(3)移动。9.根据权利要求8所述的一种水面垃圾桶，其特征在于，所述导向机构为滚轮(12)或者导槽。10.根据权利要求1或2所述的一种水面垃圾桶，其特征在于，还包括有辅助筒(13)，所述辅助筒(13)与所述外桶(3)固定连接，所述辅助筒(13)位于所述沉浮内桶(1)和所述过滤网(5)之间，所述辅助筒(13)具有网孔结构。

技术总结
本实用新型公开了一种水面垃圾桶，其包括沉浮内桶、外桶、过滤网、密封筒和水泵，所述沉浮内桶可上下浮动地设置在所述外桶内，所述密封筒设置在所述沉浮内桶和所述外桶之间，所述过滤网安装在所述沉浮内桶内，所述水泵用于抽取所述外桶中的水；沿着竖直向下的方向，至少部分所述外桶内的一定高度范围内的水容积逐渐减小。本实用新型通过对水泵拟抽出的外桶中的水的容积空间结构进行上大下小的设计，使得水泵拟抽出的水容积与桶内水面的下降高度呈现出斜率变化的非线性关系；提高了对桶口入水量变化的敏感度，对水面漂浮物反应更灵敏，能及时感应不同体积水面漂浮物的靠近而自动灵敏做出不同幅度的沉浮内桶下沉动作。敏做出不同幅度的沉浮内桶下沉动作。敏做出不同幅度的沉浮内桶下沉动作。


技术研发人员：喻全胜 李洪超 易志成
受保护的技术使用者：长沙中联重科环境产业有限公司
技术研发日：2023.04.23
技术公布日：2023/7/17