流體中多尺寸障礙物一次分離設備的製作方法
2023-12-04 16:48:06
本發明涉及流體中混有的軟纖維毛髮纏繞物、柔性物、輕質物的分離去除新技術，能一次性去除液體中混有的多種粒徑障礙物，對較難處理的軟纖維毛髮也有較強的分離能力。可實現去除過程的自動化，適用於紡織、城市生活汙水處理、河湖治理、印染、化工等多個行業。
背景技術：
在進行市政汙水、工業廢水處理時，為了使後續處理設備不受到損壞和汙染或降低處理負荷，必須先將待處理汙水中混有的障礙物分離去除。現有的分離設備一般採用分級式，即不同粒徑的汙水障礙物需要用不同的設備來處理。就拿汙水處理廠最常用的格柵機來說，格柵機分為粗格柵和細格柵，為了達到對汙水中各種大小、性質障礙物的去除效果，必須採用不同規格的多臺設備配合處理，這不僅增加設備投入成本，而且也佔用了過多的場地。
在待處理汙水中諸多種類的障礙物裡，軟纖維、毛髮等易纏繞物是最難處理的，汙水處理廠一般用細格柵對其進行分離去除。格柵機作業的柵板為條縫狀的而不是網孔狀的，雖然柵縫橫向寬度很小但縱向上卻是開放式的，格柵機這種結構上的先天缺陷造成汙水中部分纖維毛髮物透過格柵機，這不僅導致後續其他設備被纏繞堵塞，而且用來去除細小纖維毛髮的細格柵機也會被纏繞堵塞，需要人工定期清理。現在市場上還沒有一款設備能夠有效的將軟纖維、毛髮等易纏繞物分離並排出的設備，這嚴重製約著相關行業的發展。
技術實現要素：
為了解決現有設備的單一粒徑處理能力以及對軟纖維毛髮等纏繞物處理能力的不足，本發明提供了一種流體中多尺寸障礙物一次分離設備，此設備能夠自動將水溶液、油等流體裡混有的多種尺寸障礙物用一臺設備一次分離出去，並且對軟纖維毛髮等易纏繞物有良好的處理能力。
本發明解決其技術問題所採用的技術方案是：流體中多尺寸障礙物一次分離設備是由進水渠，進水閘閥，多級處理系統，控制系統，出水渠，排渣口等組成。多級處理系統由多個獨立的單級處理單元組成，每個單級級處理單元結構相同，但處理規格不同，即每一級處理單元能分離出流體中不同尺寸的障礙物。流體中多尺寸障礙物一次分離設備上單級處理單元的數量和規格可根據待處理流體中障礙物的具體特徵和處理目的及預期效果而進行自由調整。
單級處理單元是由上、下層網框，上、下層刷板，上、下層擠壓板，絲槓，電機，等其他輔助構件組成。上層網框上有一排一端固定一端懸空的細鋼絲，下層網框上也有一排一端固定一端懸空的細鋼絲，上層網框面與下層網框面平行且上層網框上的鋼絲與下層網框上的鋼絲互相垂直並形成方形網孔狀的過濾網，待處理流體經此過濾網過濾後，流體中混有的纖維毛髮、柔性物、輕質物便附著在過濾網上了。過濾網的網孔尺寸由上層鋼絲與下層鋼絲的間距決定，這也決定了單級處理單元的處理規格。上層網框上安裝有上層刷板，上層刷板上鑽有小孔，其孔距，孔徑與上層鋼絲特徵相匹配，上層鋼絲均穿過上層刷板上的小孔，上層刷板以上層網框為導軌並在電機、絲槓的驅動下沿上層網框直線往復滑動。下層網框上安裝有下層刷板，下層刷板上鑽有小孔，其孔距，孔徑與下層鋼絲特徵相匹配，下層鋼絲均穿過下層刷板上的小孔，下層刷板以下層網框為導軌並在電機、絲槓的驅動下沿下層網框直線往復滑動。上層鋼絲的懸空端處安裝有上層擠壓板，上層擠壓板以上層網框為導軌可沿上層網框直線往復滑動，上層擠壓板與上層網框用彈簧相聯，上層擠壓板上有一槽，此槽支承上層鋼絲懸空端。下層網框上也安裝有下層擠壓板，其安裝方式與上層擠壓板類似。上層網框上固定有滑動軸，下層網框上有與滑動軸相配合的孔，上層網框與外界支承機架相聯而固定，下層網框可沿著滑動軸上下移動。下層網框與上層網框有兩個狀態，即分離與接合。當處於接合狀態時，上層鋼絲與下層鋼絲互相接觸形成過濾網；當上層網框與下層網框處於分離狀態時，上層鋼絲與下層鋼絲分開，此時上、下層刷板可沿著上、下層網框運動。
單級處理單元的工作過程為，待處理汙水由進水渠進入，此時上層網框與下層網框處於接合狀態，上層鋼絲與下層鋼絲也處在接合狀態並組成過濾網，待處理汙水經此過濾網處理，汙水裡含有的軟纖維毛髮、柔性物、輕質物等障礙物被分離了出來。待一段時間，通過安裝在上、下層擠壓板上的位移傳感器檢測過濾網的變形情況，由此判斷過濾網已經過濾出了汙水中混有的大量障礙物，此時進水閘閥關閉。在電機、絲槓的驅動下，上層刷板開始向上層鋼絲懸空端移動。上層刷板上固定有齒條，下層網框上安裝有齒輪、曲軸連杆機構，隨著上層刷板的的移動，在齒條、齒輪、曲軸連杆機構的驅動下，下層網框沿著滑動軸向下運動，先前附著在過濾網上的各種障礙物就被分開懸掛在上、下層鋼絲上了，此時上、下層網框處於分離狀態，上層刷板繼續移動，上層鋼絲上附著的各種汙水濾出物就被推著沿上層鋼絲向上層鋼絲懸空端移動，當碰到上層擠壓板時，在彈簧和運動著的上層刷板的作用下，上層濾出物被擠壓出水分，隨著上層刷板的繼續運動，障礙物從上層鋼絲懸空端離開上層鋼絲掉到下層盛接板上，此時下層刷板開始沿著下層網框向下層鋼絲懸空端移動，通過下層刷板的移動，下層鋼絲上附著的各種汙水濾出物以及下層盛接板上掉入的上層濾出物就被推著向下層鋼絲懸空端移動，與上層類似，經過擠壓，上、下層濾出物就被推入出渣口。上、下層刷板回到原位，在齒條、齒輪、曲軸連杆機構的驅動下，下層網框向上運動形成過濾網後停止運動，此時進水閘閥開啟，進入下一個工作循環。
流體中多尺寸障礙物一次分離設備的工作過程為：一次分離設備是由多個不同的單級處理單元組合而成，待處理汙水從進水渠進入一次分離設備，待處理汙水依次通過不同網孔尺寸的多個單級處理單元，待各級過濾網上積累了大量汙水障礙物時，進水閘閥關閉，各級處理單元開始工作，將附著在各級過濾網上的汙水障礙物推入出渣口，各級處理單元回到起始工作狀態，進水閥開啟，一次分離設備進入下個工作循環.
該系統的控制系統用plc、位置開關、位移傳感器等常規器件實現。
本發明的有益效果是，能用單臺設備一次性分離出流體中混有的多種尺寸障礙物，並且對軟纖維、毛髮等易纏繞物有很好的處理能力，該裝置結構簡單、穩定可靠、維護方便。
附圖說明
以下結合附圖進一步對本發明進行詳細說明：
圖1為流體中多尺寸障礙物一次分離設備；
圖2為單級處理單元上、下層機架接合狀態；
圖3為單級處理單元上、下層機架分離狀態(為表達清楚，圖示上、下層網框分離距離大於實際情況)；
圖4為絲槓、齒條、齒輪、曲軸連杆機構等局部視圖。
圖中：1.進水渠；2.電葫蘆；3.進水閘閥；4.一級粗處理單元；5.二級細處理單元；6.螺旋輸送機排渣系統；7.排水渠；11.單級上層網框；12.單級下層網框；13.滑動軸；14.過濾網；15.齒條；16.齒輪；17.曲軸連杆機構；18.上層絲槓傳動系統；19.上層電機；20.上層鋼絲；21；上層刷板；22.上層擠壓板；23.上層位置開關a；24.上層位置開關b；25.上層位置開關c；26.上層彈簧；27.上層皮帶傳動系統；31.下層電機；32.下層位置開關a；33.下層位置開關b；34.下層位置開關c；35.下層絲槓傳動系統；36.下層鋼絲；37.下層刷板；38.下層擠壓板；39.下層盛接板；40下層皮帶傳動系統；41.下層彈簧。
具體實施方式
圖1為流體中多尺寸障礙物一次分離設備的安裝示意圖，流體中多尺寸障礙物一次分離設備是由進水渠(1)，電葫蘆(2)，進水閘閥(3)，多級處理系統，螺旋輸送機排渣系統(6)，出水渠(7)，控制系統，等組成。多級處理系統由多個獨立的單級處理單元組成，每一個單級處理單元結構上相同，但處理規格不同，即每一級處理單元能分離出流體中不同尺寸的障礙物。圖1所示的多級處理系統由一級粗處理單元(4)和二級細處理單元(5)組成。每臺一次分離設備上單級處理單元數量和規格可根據待處理流體中障礙物的具體情況和預期處理效果進行調整。
待處理汙水由進水渠(1)流入分離設備，待處理汙水依次流過一級粗處理單元(4)和二級細處理單元(5)，汙水中的軟纖維毛髮被分離出來後掉入螺旋輸排渣系統(6)排出，經處理後的汙水進入排水渠(7)排出。
多尺寸障礙物一次分離設備的作業部分是由多個單級處理單元組成的，單級處理單元如圖2、3、4所示。單級上層網框(11)與承載機架相聯而固定。上層鋼絲(20)一端與上層網框(11)固定，另一端懸空。下層鋼絲(36)一端與單級下層網框(12)固定，另一端懸空。滑動軸(13)安裝在單級上層網框(11)上，單級下層網框(12)上有孔與滑動軸(13)配合併可以相對於單級上層網框(11)上下滑動，這使得上層鋼絲(20)與下層鋼絲(36)有兩個狀態，即分離與接合，當二者處於接合狀態時，上層鋼絲(20)和下層鋼絲(36)構成了過濾網(14)。上層鋼絲(20)的間距和下層鋼絲(36)的間距決定了過濾網(14)的網孔大小，這也決定單級處理單元的處理規格。上層刷板(21)以單級上層網框(11)為導軌可直線往復運動，上層刷板(21)上均布有小孔，其孔徑、孔距與上層鋼絲(20)特徵相一致，上層鋼絲(20)穿過上層刷板(21)上的各小孔。下層刷板(37)以單級下層網框(12)為導軌並可直線往復運動，下層刷板(37)上均布有小孔，其孔徑、孔距與下層鋼絲(36)特徵相一致，下層鋼絲(36)穿過下層刷板(37)上的各小孔。上層擠壓板(22)以單級上層網框(11)為導軌並可直線往復運動，上層擠壓板(22)通過上層彈簧(26)限位在上層鋼絲(20)懸空端處，上層擠壓板(22)上有一槽，上層鋼絲(20)懸空端穿過此槽，上層擠壓板(22)支承上層鋼絲(20)懸空端。下層擠壓板(38)以單級下層網框(12)為導軌並可直線往復運動，下層擠壓板(38)通過下層彈簧(41)限位在下層鋼絲(36)懸空端處，下層擠壓板(38)上有一槽，下層鋼絲(36)懸空端穿過此槽，下層擠壓板(38)支承下層鋼絲(36)懸空端。
單級處理單元的工作過程為，待處理汙水由進水渠(1)進入，通過由上層鋼絲(20)和下層鋼絲(36)處在接合狀態並組成的過濾網(14)，汙水裡含有的軟纖維毛髮、柔性物、輕質物等障礙物被過濾網(14)分離了出來，處理後的汙水由排水渠(7)排出。安裝在上層擠壓板(22)與下層擠壓板(38)上的位移傳感器檢測過濾網(14)的變形，以此判斷過濾網(14)上濾出汙水中障礙物的多少，當過濾網(14)的變形量到達預設值時，電葫蘆(2)通電，進水閘閥(3)關閉，此時進水渠(1)停止進水(進水渠(1)的深度大於所流淌汙水的深度，關閉進水閘閥(3)一小段時間不會有安全問題)，汙水停止流入過濾網(14)，上層電機(19)通電正轉通過上層皮帶傳動系統(27)帶動單級上層網框(11)上的兩組絲槓傳動系統(18)同步工作，從而驅動上層刷板(21)沿著單級上層網框(11)向著上層鋼絲(20)懸空端移動，上層刷板(21)上固定有齒條(15)，通過與齒輪(16)嚙合傳動，帶動曲軸連杆機構(17)驅動單級下層網框(12)沿著滑動軸(13)向下移動(此處配合關係如圖4所示)，先前附著在過濾網(14)上的各種濾出物就被分開懸掛在上層鋼絲(20)和下層鋼絲(36)上了，此時單級上層鋼絲(20)與單級下層鋼絲(36)處於分離狀態。上層刷板(21)繼續向前移動，上層鋼絲(20)上附著的各種汙水濾出物就被推著向上層鋼絲(20)懸空端移動，當上層濾出物碰到上層擠壓板(22)時，隨著上層刷板(21)的運動以及與上層擠壓板(22)相連的上層彈簧的壓縮，上層濾出物的水分被擠壓出來。當上層刷板(21)到達位上層位置開關c(25)處(已離開上層鋼絲20)時，上層電機(19)開始反轉，上層刷板(21)向起始位置運動，在壓縮著的上層彈簧(26)和上層擠壓板(22)與單級上層網框(11)之間摩擦阻力的作用下，上層擠壓板(22)向起始位置運動但速度小於上層刷板(21)，上層濾出物就掉到下層盛接板(39)上了。上層刷板(21)向起始位置運動，當到達上層位置開關b(24)處時停止運動，下層電機(31)通電正轉，通過下層皮帶傳動系統(40)帶動單級下層網框(12)上的兩組下層絲槓傳動系統(35)同步工作，從而驅動下層刷板(37)沿著單級下層網框(12)向下層鋼絲(36)懸空端運動，下層鋼絲(36)上附著的各種汙水濾出物以及下層盛接板(39)上的上層濾出物就被推著向下層鋼絲(36)懸空端移動，當濾出物碰到下層擠壓板(38)時，隨著下層刷板(38)的運動以及與下層擠壓板(38)相連的下層彈簧(41)的壓縮，下層濾出物的水分被擠壓出來。當下層刷板(37)到達下層位置開關c(34)處(已離開下層鋼絲36)時，下層電機(31)開始反轉，在皮帶與絲槓的作用下，下層刷板(37)向起始位置運動，在壓縮著的下層彈簧(41)和下層擠壓板(38)與單級下層網框(12)之間的摩擦阻力作用下，下層擠壓板(38)向起始位置運動但速度小於下層刷板(37)，上、下層濾出物就掉到螺旋輸送機排渣系統(6)裡了。下層刷板37向起始位置運動到達下層位置開關b(33)處時暫停運動，待下層擠壓板(38)在壓縮著的下層彈簧(41)的作用下回到起始位置(此時下層刷板(37)支承著下層鋼絲(36)懸空端，故能保證下層鋼絲(36)懸空端進入下層刷板(37)上的槽)，到預定時間，下層刷板(37)繼續向起始位置運動，當到達下層位置開關a(32)處時停止運動，此時上層電機(19)開始反轉(上層擠壓板22已順利回到起始位置)，在皮帶、絲槓的作用下，上層刷板(21)沿著單級上層網框(11)向起始位置運動，通過上層刷板(21)上固定的齒條(15)與齒輪(16)嚙合傳動，帶動曲軸連杆機構(17)驅動單級下層網框(12)向上運動。當上層刷板(21)到達上層位置開關a(23)處時，上層電機(19)停止轉動，上層刷板(21)停止運動，單級上層網框(11)和單級下層網框(12)處於接合狀態，上層鋼絲(20)和下層鋼絲(36)形成過濾網14。電葫蘆(2)通電，進水閘閥(3)開啟，汙水從進水渠(1)流入單級處理單元，進入下一個工作循環。
多障礙物一次分離設備的控制系統由plc，位置開關，位移傳感器等其他輔助器件組成。