作品名稱:智能海洋垃圾收集器
學校名稱:唐山學院
參賽隊伍:獵豹聯盟
參賽學生:高志國 徐京陽 張楷偉
指導老師:秦紅星
第一個是單向開口膜,即對垃圾的“束縛”,所謂“束縛”就是避免已收集的垃圾再次脫離收集器。依據心臟瓣膜的原理,與自行車氣門芯原理相同。在收集器口放一個倒立的硬片薄膜, 在受到吸力后,薄膜受力向內打開,形成通道;在平常沒有受力的情況下是聚攏在一塊的,呈封閉狀態,避免垃圾脫離。
第二個是智能蓄水倉,根據潛水艇上浮下沉的原理 :通過改變自身重量實現上浮下沉。潛艇有多個蓄水倉。當潛艇要下潛時向蓄水艙中注水,使潛艇重量增加超過它的排水量,潛艇就下潛;當潛艇要上浮時蓄水艙向外排水,使潛艇重量減小小于它的排水量,潛艇就上浮。所以給裝置也加裝多個蓄水倉,通過控制蓄水倉進出水量,進而控制裝置的重量來控制裝置整體的沉浮,達到更好的垃圾收集效果。
第三個是凈水濾膜裝置,在回收垃圾的同時也可對局部的水域進行凈化。濾膜利用石墨烯包裹的聚苯硫醚纖維膜,具有優異的耐化學性和疏水性,可實現全天候高效油水分離和快速吸附原油。利用凈水濾膜裝置,加強了垃圾收集裝置的可用性和多用性,在更好的利用裝置空間的情況下更大程度的增加了垃圾收集裝置的多功能性。
第四個是節能自供電裝置,為了使裝置有更長的續航時間,團隊為垃圾收集器安裝了節能自供電的裝置,為了提高自供電的效率,我們選擇了單晶硅太陽能板,利用光—電直接轉換方式是利用光電效應,將太陽輻射能直接轉換成電能,從而提高垃圾收集裝置的續航能力,進而收集更多、更遠處的垃圾。
工作原理為:在我們日常生活中經常可以看到這樣的現象:當水面出現漩渦時,周圍的水或漂浮物就會涌向它。這一現象的原理是漩渦處水流速度加快,壓強變小,而旋渦邊緣水流速度較慢,壓強較大,旋渦中心的壓力遠遠小于旋渦邊緣的壓力,當物體接近旋渦時,在內外壓強差的作用下就會被一股很大的力吸入水底。由此原理我們產生了利用旋渦吸力原理收集海洋垃圾的想法。在一個圓錐臺樣式的垃圾桶正下方開口并加一個離心泵,使其持續工作,在桶口處的水面便會產生漩渦,從而使周圍的垃圾漂浮物流進桶內,再進行固液分離,垃圾漂浮物留在桶內,海水由離心泵再送回海洋中,往復循環,進而實現收集海洋垃圾的功能。