一种海洋石油污染纵向分析模拟装置的制造方法
一种海洋石油污染纵向分析模拟装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种海洋环境模拟装置，更具体的说，是涉及一种海洋石油污染纵向分析模拟装置。
【背景技术】
[0002]石油作为当今人类交通燃料的主要来源，开采量一直居高不下，由此引起一系列环境问题。除了造成油田土壤污染等问题外，还在开采、运输和贮存过程中造成水体污染。海洋石油污染作为海洋环境污染中最严重的一种情况，严重威胁着海洋生态安全，同时也通过海产品间接影响着人类的健康。石油污染问题已被联合国列入“21世纪重大议程”。
[0003]溢油事故发生后，石油在海洋环境中会发生一系列的物理、化学、生物等风化过程，主要包括铺展、蒸发、溶解、乳化、分散、吸附降解、生物降解、光化学氧化等，其在海洋中的存在形式主要分为3种:(1)漂浮在海面的残油，当溢油发生后，会迅速在海面上铺展形成油膜，一定厚度的油膜可以通过围油栏等物理方法有效的去除，但对于厚度小于0.3cm的残油效果较差，残油在风、波、流的作用下迀移性极强，当薄至0.1mm时，会逐步孤立并分散于海域。(2)溶解分散态，包括溶解和乳化状态，分散是海上溢油发生后，油膜分散形成小油滴进入海洋水体的过程。溢油发生后，油里的极性组分在海水中会有一个溶解的过程，油的溶解度的大小一般取决于油里极性组分的含量;乳化过程中水以小液滴的形式分散到油中，由于乳状液的生成，不仅增大了要处理的污染水体体积，而且由于粘度的增大也极大地增加了溢油清除的难度。(3)凝聚态残留物，包括焦油球和沉积物中的残留物，一旦原油沉积在底部，通常会被其他沉积物覆盖并且降解十分缓慢。
[0004]石油由17000多种有机物组成，每一种都有不同的挥发性、密度、溶解性等，开采自不同油田的石油又具有不同性质。可通过四组分分析法简单将石油分为饱和烃、芳香烃、胶质与沥青质。溢油、漏油事故发生后，对海洋生态环境造成溢油后海水石油污染进行详细分析具有重要的生态意义。国内外积极发表有关海洋溢油分析的模拟装置的专利(申请号200810211335.2,200910105645.0,201110377573等)，许多研究学者也设计水槽模拟吸油材料、生物菌剂等对海面溢油降解效果(Hassanshahian，Emtiazi , Caruso , &Cappel Ιο ,2014;Hassanshahian,Zeynalipour,Musa，2014;王_娜，2013)，然而现有专利与研究可以较好地研究漂浮在海面的残油与凝聚态残留物，针对海水中石油纵向分布研究因受装置的局限而不能有效开展，研究较少，Faksness等人在室外进行了高度约为lm的极地海水中石油成分分析$&1^11688&1^?1(1￥11^，2008)，因此设计能够用于室内实验的纵向分析装置具有重要的意义。
【发明内容】
[0005]本发明的目的是为了克服现有技术中的不足，提供一种操作简单，成本低的室内海洋石油污染纵向分析模拟装置。
[0006]本发明的目的是通过以下技术方案实现的:
[0007]一种海洋石油污染纵向分析模拟装置，有装置本体构成，所述装置本体包括支撑架和水槽，所述水槽由至少两个透明的有机玻璃管通过法兰相互连接构成，水槽底部设置有与水槽成一体结构的底座，所述底座放置于支撑架的上表面，支撑架的底部设置有用于调平的地脚螺栓;水槽的上部设置有带有进水控制阀的进水管，水槽的底部设置有穿过支撑架的带有排水控制阀的排水管，水槽的顶部设置有支撑板，所述支撑板上连接有伸入水槽内部的连接杆，所述连接杆的底部连接有造波片，所述支撑板上还设置有驱动电机，驱动电机上安装有用于拨动连接杆使造波片摆动的旋转叶片。
[0008]所述水槽上还设置有用于控制驱动电机运转的控制器。所述控制器上设置有
[0009]开关和调速装置。
[0010]所述水槽的顶部侧壁上设置有与连接杆顶部相连接的弹簧。
[0011 ]所述有机玻璃管之间的连接处还设置有塑胶垫圈。
[0012]所述水槽的直径为0.25-0.35m。所述水槽的高度为2-2.5m。
[0013]所述底座由正方形有机玻璃板构成。
[0014]所述地脚螺栓相对称的设置在支撑架四个角的底部。
[0015]与现有技术相比，本发明的技术方案所带来的有益效果是:
[0016]1.本发明中水槽由至少两个透明的有机玻璃管通过法兰相互连接构成，采用有机玻璃管可以方便实验观察和监测，有机玻璃管以分体形式通过法兰相互连接可有助于水槽拆卸后进行清洗及根据实际需要适当加高。
[0017]2.本发明中支撑架底部的四个角上分别设置有地脚螺栓，当水槽装水后，整体载重较大，因此可根据地脚螺栓调平以保证装置整体稳定可靠。
[0018]3.本发明水槽的顶部设置有支撑板，支撑板上活动连接有伸入水槽内部的连接杆，连接杆底部连接有造波片，支撑板上设置有带有旋转叶片的驱动电机，旋转叶片用于击打连接杆使造波片摆动，从而达到模拟海浪的效果，更接近海水的实际环境。
[0019]4.本发明水槽的上部和底部分别设置有带有控制阀的进水管和排水管，加水方便，实验完成后可通过排水管及时排尽海水以作清洗。
[0020]5.本发明装置可以在室内实现对海水中石油纵向分布的研究，结构简单、方便快捷，安全可靠。
【附图说明】
[0021]图1是本发明的结构示意图。
[0022]附图标记:1-水槽2-支撑架3-底座4-地脚螺栓5-进水管6_进水控制阀7_排水管8-排水控制阀9-支撑板10-连接杆11-造波片12-弹簧13-驱动电机14-控制器15-开关16-调速装置17-法兰18-旋转叶片
【具体实施方式】
[0023]下面结合附图对本发明作进一步的描述:
[0024]如图1所述，一种海洋石油污染纵向分析模拟装置，该装置包括支撑架2和水槽1，支撑架2由铁质材料制成，本实施例中水槽1的高度为2.7m，由两个长度分别为1.3m和1.4m长的透明有机玻璃管通过法兰17连接构成，有机玻璃管的直径为0.3m，有机玻璃管之间的连接处加有塑胶垫圈用以密封，采用有机玻璃管便于实验观察、监测，若要加高水槽1，可在上下两个有机玻璃管间添加一定高度的第三个有机玻璃管。
[0025]水槽1的底部设置有与水槽1成一体结构的底座3，底座3由正方形的有机玻璃板构成，底座3放置于支撑架2的上表面，支撑架2的形状与底座3的形状相契合，支撑架2的四个角的底部相对称的设置有用于调平的地脚螺栓4;水槽1的上部设置有带有进水控制阀6的进水管5，水槽1的底部中间位置设置有带有排水控制阀8的排水管7，支撑架2上开设有用于排水管通过的通孔，水槽1的顶部设置有支撑板9，本实施例中支撑板9也由有机玻璃制成，支撑板9上开设有孔，通过螺帽在孔内活动连接有伸入水槽内部的连接杆10，连接杆10的底部连接有造波片11，支撑板9上还设置有驱动电机13，驱动电机13上安装有旋转叶片18，旋转叶片18用于拨动连接杆10使造波片11摆动进行造波，从而模拟海浪，以更接近海水实际环境，本实施例中水槽1的顶部侧壁上设置有与连接杆10的顶端相连接的弹簧12，弹簧12的作用是将被旋转叶片18击开的连接杆10和造波片11拉回原位，实现造波片11在水槽1的水中反复造成波动;水槽1上设置有用于驱动电机13运转的控制器14，控制器14上设置有开关15和调速装置16。
[0026]本发明的使用过程如下:
[0027]首先保证法兰17将有机玻璃管连接密闭，然后调节地脚螺栓4使装置整体保持水平，关闭排水控制阀8，开通进水控制阀6，通过进水管5向水槽1加注约177L的模拟海水，水面高度约为2.5m，调节造波片11高度，使其能够深入至液面以下；
[0028]投加石油等污染物以及制备的材料等，连接电源，开动开关15，通过调速装置16调节转速，使驱动电机13上的旋转叶片18能够稳定运行，实验运行期间可通过透明的有机玻璃管观察实验现象；
[0029]运行结束后关闭电源开关15，打开排水控制阀8排水，排净水后拆开法兰17对装置进行彻底清洗。
[0030]本发明装置开辟了新思路，可对海洋溢油纵向分析进行室内实验，清楚观察石油在海水中的变化过程，进一步深化分析海洋溢油分布及治理过程。
【主权项】
1.一种海洋石油污染纵向分析模拟装置，有装置本体构成，其特征在于，所述装置本体包括支撑架和水槽，所述水槽由至少两个透明的有机玻璃管通过法兰相互连接构成，水槽底部设置有与水槽成一体结构的底座，所述底座放置于支撑架的上表面，支撑架的底部设置有用于调平的地脚螺栓;水槽的上部设置有带有进水控制阀的进水管，水槽的底部设置有穿过支撑架的带有排水控制阀的排水管，水槽的顶部设置有支撑板，所述支撑板上连接有伸入水槽内部的连接杆，所述连接杆的底部连接有造波片，所述支撑板上还设置有驱动电机，驱动电机上安装有用于拨动连接杆使造波片摆动的旋转叶片。2.根据权利要求1所述的一种海洋石油污染纵向分析模拟装置，其特征在于，所述水槽上还设置有用于控制驱动电机运转的控制器。3.根据权利要求2所述的一种海洋石油污染纵向分析模拟装置，其特征在于，所述控制器上设置有开关和调速装置。4.根据权利要求1所述的一种海洋石油污染纵向分析模拟装置，其特征在于，所述水槽的顶部侧壁上设置有与连接杆顶部相连接的弹簧。5.根据权利要求1所述的一种海洋石油污染纵向分析模拟装置，其特征在于，所述有机玻璃管之间的连接处还设置有塑胶垫圈。6.根据权利要求1所述的一种海洋石油污染纵向分析模拟装置，其特征在于，所述水槽的直径为0.25-0.35m。7.根据权利要求1或6所述的一种海洋石油污染纵向分析模拟装置，其特征在于，所述水槽的高度为2-2.5m。8.根据权利要求1所述的一种海洋石油污染纵向分析模拟装置，其特征在于，所述底座由正方形有机玻璃板构成。9.根据权利要求1所述的一种海洋石油污染纵向分析模拟装置，其特征在于，所述地脚螺栓相对称的设置在支撑架四个角的底部。
【专利摘要】本发明公开了一种海洋石油污染纵向分析模拟装置，有装置本体构成，所述装置本体包括支撑架和水槽，所述水槽由至少两个透明的有机玻璃管通过法兰相互连接构成，水槽底部设置有与水槽成一体结构的底座，底座放置于支撑架的上表面，支撑架的底部设置有用于调平的地脚螺栓；水槽的上部设置有带有进水控制阀的进水管，水槽的底部设置有穿过支撑架的带有排水控制阀的排水管，水槽的顶部设置有支撑板，支撑板上连接有伸入水槽内部的连接杆，所述连接杆的底部连接有造波片，支撑板上还设置有驱动电机，驱动电机上安装有用于拨动连接杆使造波片摆动的旋转叶片。本发明装置可以在室内实现对海水中石油纵向分布的研究，结构简单、方便快捷，安全可靠。
【IPC分类】G01N13/00, G01N33/28
【公开号】CN105486611
【申请号】CN201510987621
【发明人】赵林, 阿堤姆, 李鑫斐, 高平强
【申请人】天津大学
【公开日】2016年4月13日
【申请日】2015年12月23日
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种海洋环境模拟装置，更具体的说，是涉及一种海洋石油污染纵向分析模拟装置。
【背景技术】
[0002]石油作为当今人类交通燃料的主要来源，开采量一直居高不下，由此引起一系列环境问题。除了造成油田土壤污染等问题外，还在开采、运输和贮存过程中造成水体污染。海洋石油污染作为海洋环境污染中最严重的一种情况，严重威胁着海洋生态安全，同时也通过海产品间接影响着人类的健康。石油污染问题已被联合国列入“21世纪重大议程”。
[0003]溢油事故发生后，石油在海洋环境中会发生一系列的物理、化学、生物等风化过程，主要包括铺展、蒸发、溶解、乳化、分散、吸附降解、生物降解、光化学氧化等，其在海洋中的存在形式主要分为3种:(1)漂浮在海面的残油，当溢油发生后，会迅速在海面上铺展形成油膜，一定厚度的油膜可以通过围油栏等物理方法有效的去除，但对于厚度小于0.3cm的残油效果较差，残油在风、波、流的作用下迀移性极强，当薄至0.1mm时，会逐步孤立并分散于海域。(2)溶解分散态，包括溶解和乳化状态，分散是海上溢油发生后，油膜分散形成小油滴进入海洋水体的过程。溢油发生后，油里的极性组分在海水中会有一个溶解的过程，油的溶解度的大小一般取决于油里极性组分的含量;乳化过程中水以小液滴的形式分散到油中，由于乳状液的生成，不仅增大了要处理的污染水体体积，而且由于粘度的增大也极大地增加了溢油清除的难度。(3)凝聚态残留物，包括焦油球和沉积物中的残留物，一旦原油沉积在底部，通常会被其他沉积物覆盖并且降解十分缓慢。
[0004]石油由17000多种有机物组成，每一种都有不同的挥发性、密度、溶解性等，开采自不同油田的石油又具有不同性质。可通过四组分分析法简单将石油分为饱和烃、芳香烃、胶质与沥青质。溢油、漏油事故发生后，对海洋生态环境造成溢油后海水石油污染进行详细分析具有重要的生态意义。国内外积极发表有关海洋溢油分析的模拟装置的专利(申请号200810211335.2,200910105645.0,201110377573等)，许多研究学者也设计水槽模拟吸油材料、生物菌剂等对海面溢油降解效果(Hassanshahian，Emtiazi , Caruso , &Cappel Ιο ,2014;Hassanshahian,Zeynalipour,Musa，2014;王_娜，2013)，然而现有专利与研究可以较好地研究漂浮在海面的残油与凝聚态残留物，针对海水中石油纵向分布研究因受装置的局限而不能有效开展，研究较少，Faksness等人在室外进行了高度约为lm的极地海水中石油成分分析$&1^11688&1^?1(1￥11^，2008)，因此设计能够用于室内实验的纵向分析装置具有重要的意义。
【发明内容】
[0005]本发明的目的是为了克服现有技术中的不足，提供一种操作简单，成本低的室内海洋石油污染纵向分析模拟装置。
[0006]本发明的目的是通过以下技术方案实现的:
[0007]一种海洋石油污染纵向分析模拟装置，有装置本体构成，所述装置本体包括支撑架和水槽，所述水槽由至少两个透明的有机玻璃管通过法兰相互连接构成，水槽底部设置有与水槽成一体结构的底座，所述底座放置于支撑架的上表面，支撑架的底部设置有用于调平的地脚螺栓;水槽的上部设置有带有进水控制阀的进水管，水槽的底部设置有穿过支撑架的带有排水控制阀的排水管，水槽的顶部设置有支撑板，所述支撑板上连接有伸入水槽内部的连接杆，所述连接杆的底部连接有造波片，所述支撑板上还设置有驱动电机，驱动电机上安装有用于拨动连接杆使造波片摆动的旋转叶片。
[0008]所述水槽上还设置有用于控制驱动电机运转的控制器。所述控制器上设置有
[0009]开关和调速装置。
[0010]所述水槽的顶部侧壁上设置有与连接杆顶部相连接的弹簧。
[0011 ]所述有机玻璃管之间的连接处还设置有塑胶垫圈。
[0012]所述水槽的直径为0.25-0.35m。所述水槽的高度为2-2.5m。
[0013]所述底座由正方形有机玻璃板构成。
[0014]所述地脚螺栓相对称的设置在支撑架四个角的底部。
[0015]与现有技术相比，本发明的技术方案所带来的有益效果是:
[0016]1.本发明中水槽由至少两个透明的有机玻璃管通过法兰相互连接构成，采用有机玻璃管可以方便实验观察和监测，有机玻璃管以分体形式通过法兰相互连接可有助于水槽拆卸后进行清洗及根据实际需要适当加高。
[0017]2.本发明中支撑架底部的四个角上分别设置有地脚螺栓，当水槽装水后，整体载重较大，因此可根据地脚螺栓调平以保证装置整体稳定可靠。
[0018]3.本发明水槽的顶部设置有支撑板，支撑板上活动连接有伸入水槽内部的连接杆，连接杆底部连接有造波片，支撑板上设置有带有旋转叶片的驱动电机，旋转叶片用于击打连接杆使造波片摆动，从而达到模拟海浪的效果，更接近海水的实际环境。
[0019]4.本发明水槽的上部和底部分别设置有带有控制阀的进水管和排水管，加水方便，实验完成后可通过排水管及时排尽海水以作清洗。
[0020]5.本发明装置可以在室内实现对海水中石油纵向分布的研究，结构简单、方便快捷，安全可靠。
【附图说明】
[0021]图1是本发明的结构示意图。
[0022]附图标记:1-水槽2-支撑架3-底座4-地脚螺栓5-进水管6_进水控制阀7_排水管8-排水控制阀9-支撑板10-连接杆11-造波片12-弹簧13-驱动电机14-控制器15-开关16-调速装置17-法兰18-旋转叶片
【具体实施方式】
[0023]下面结合附图对本发明作进一步的描述:
[0024]如图1所述，一种海洋石油污染纵向分析模拟装置，该装置包括支撑架2和水槽1，支撑架2由铁质材料制成，本实施例中水槽1的高度为2.7m，由两个长度分别为1.3m和1.4m长的透明有机玻璃管通过法兰17连接构成，有机玻璃管的直径为0.3m，有机玻璃管之间的连接处加有塑胶垫圈用以密封，采用有机玻璃管便于实验观察、监测，若要加高水槽1，可在上下两个有机玻璃管间添加一定高度的第三个有机玻璃管。
[0025]水槽1的底部设置有与水槽1成一体结构的底座3，底座3由正方形的有机玻璃板构成，底座3放置于支撑架2的上表面，支撑架2的形状与底座3的形状相契合，支撑架2的四个角的底部相对称的设置有用于调平的地脚螺栓4;水槽1的上部设置有带有进水控制阀6的进水管5，水槽1的底部中间位置设置有带有排水控制阀8的排水管7，支撑架2上开设有用于排水管通过的通孔，水槽1的顶部设置有支撑板9，本实施例中支撑板9也由有机玻璃制成，支撑板9上开设有孔，通过螺帽在孔内活动连接有伸入水槽内部的连接杆10，连接杆10的底部连接有造波片11，支撑板9上还设置有驱动电机13，驱动电机13上安装有旋转叶片18，旋转叶片18用于拨动连接杆10使造波片11摆动进行造波，从而模拟海浪，以更接近海水实际环境，本实施例中水槽1的顶部侧壁上设置有与连接杆10的顶端相连接的弹簧12，弹簧12的作用是将被旋转叶片18击开的连接杆10和造波片11拉回原位，实现造波片11在水槽1的水中反复造成波动;水槽1上设置有用于驱动电机13运转的控制器14，控制器14上设置有开关15和调速装置16。
[0026]本发明的使用过程如下:
[0027]首先保证法兰17将有机玻璃管连接密闭，然后调节地脚螺栓4使装置整体保持水平，关闭排水控制阀8，开通进水控制阀6，通过进水管5向水槽1加注约177L的模拟海水，水面高度约为2.5m，调节造波片11高度，使其能够深入至液面以下；
[0028]投加石油等污染物以及制备的材料等，连接电源，开动开关15，通过调速装置16调节转速，使驱动电机13上的旋转叶片18能够稳定运行，实验运行期间可通过透明的有机玻璃管观察实验现象；
[0029]运行结束后关闭电源开关15，打开排水控制阀8排水，排净水后拆开法兰17对装置进行彻底清洗。
[0030]本发明装置开辟了新思路，可对海洋溢油纵向分析进行室内实验，清楚观察石油在海水中的变化过程，进一步深化分析海洋溢油分布及治理过程。
【主权项】
1.一种海洋石油污染纵向分析模拟装置，有装置本体构成，其特征在于，所述装置本体包括支撑架和水槽，所述水槽由至少两个透明的有机玻璃管通过法兰相互连接构成，水槽底部设置有与水槽成一体结构的底座，所述底座放置于支撑架的上表面，支撑架的底部设置有用于调平的地脚螺栓;水槽的上部设置有带有进水控制阀的进水管，水槽的底部设置有穿过支撑架的带有排水控制阀的排水管，水槽的顶部设置有支撑板，所述支撑板上连接有伸入水槽内部的连接杆，所述连接杆的底部连接有造波片，所述支撑板上还设置有驱动电机，驱动电机上安装有用于拨动连接杆使造波片摆动的旋转叶片。2.根据权利要求1所述的一种海洋石油污染纵向分析模拟装置，其特征在于，所述水槽上还设置有用于控制驱动电机运转的控制器。3.根据权利要求2所述的一种海洋石油污染纵向分析模拟装置，其特征在于，所述控制器上设置有开关和调速装置。4.根据权利要求1所述的一种海洋石油污染纵向分析模拟装置，其特征在于，所述水槽的顶部侧壁上设置有与连接杆顶部相连接的弹簧。5.根据权利要求1所述的一种海洋石油污染纵向分析模拟装置，其特征在于，所述有机玻璃管之间的连接处还设置有塑胶垫圈。6.根据权利要求1所述的一种海洋石油污染纵向分析模拟装置，其特征在于，所述水槽的直径为0.25-0.35m。7.根据权利要求1或6所述的一种海洋石油污染纵向分析模拟装置，其特征在于，所述水槽的高度为2-2.5m。8.根据权利要求1所述的一种海洋石油污染纵向分析模拟装置，其特征在于，所述底座由正方形有机玻璃板构成。9.根据权利要求1所述的一种海洋石油污染纵向分析模拟装置，其特征在于，所述地脚螺栓相对称的设置在支撑架四个角的底部。
【专利摘要】本发明公开了一种海洋石油污染纵向分析模拟装置，有装置本体构成，所述装置本体包括支撑架和水槽，所述水槽由至少两个透明的有机玻璃管通过法兰相互连接构成，水槽底部设置有与水槽成一体结构的底座，底座放置于支撑架的上表面，支撑架的底部设置有用于调平的地脚螺栓；水槽的上部设置有带有进水控制阀的进水管，水槽的底部设置有穿过支撑架的带有排水控制阀的排水管，水槽的顶部设置有支撑板，支撑板上连接有伸入水槽内部的连接杆，所述连接杆的底部连接有造波片，支撑板上还设置有驱动电机，驱动电机上安装有用于拨动连接杆使造波片摆动的旋转叶片。本发明装置可以在室内实现对海水中石油纵向分布的研究，结构简单、方便快捷，安全可靠。
【IPC分类】G01N13/00, G01N33/28
【公开号】CN105486611
【申请号】CN201510987621
【发明人】赵林, 阿堤姆, 李鑫斐, 高平强
【申请人】天津大学
【公开日】2016年4月13日
【申请日】2015年12月23日
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