CN108502991B - 一种用于工业废水处理的智能型电解气浮装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种用于工业废水处理的智能型电解气浮装置，包括电解池、第一电机、转盘、阴极、阳极、移动机构和清洁机构，移动机构包括移动板、第二电机和两个移动组件，移动组件包括齿轮、齿条和限位单元，清洁机构包括升降组件、升降板和两个清洁环，移动组件包括第二驱动轴、齿轮、齿条和限位单元，清洁环的内侧设有内环、若干毛刷和若干伸缩单元，该用于工业废水处理的智能型电解气浮装置通过第一电机带动阴极旋转，并通过移动机构实现了阴极的移动，使氢气泡的活动范围增大，扩大了设备的净化范围，不仅如此，通过清洁机构去除了阴极和阳极表面的污垢，使阴极和阳极能够充分接触废水，保证了电解反应的速率，提高了该设备的实用性。
Description
技术领域
本发明涉及水净化设备领域，特别涉及一种用于工业废水处理的智能型电解气浮装置。
背景技术
电解气浮是指在污水中通入直流电，污水中在阴极的表面产生大量的直径在18至90微米之间的微小氢气泡，氢气泡与废水中小悬浮粒子相粘附，形成整体密度小于水的“气泡颗粒”复合体，悬浮粒子随气泡一起浮升到水面，形成泡沫浮渣，从而使水中悬浮物得以分离的一种水处理方法，由于电解气浮具有设备简单、管理方便、节约资源、效果良好等特点，电解气浮装置是传统气浮机的理想替代品，已普遍用于工业废水处理中。
但是，现有的电解气浮装置在运行过程中，由于电极的位置保持不变，而氢气泡主要产生在阴极附近，导致氢气泡的活动和作用范围有限，气泡主要作用于阴极周围的污水，而对其他位置的污水，由于距离远，导致净化范围有限，不仅如此，在电解的过程中，电极的表面容易结垢，从而影响电极与污水的接触，不仅增加了功耗，而且减少了电极周围气泡的产生量，降低了现有的电解气浮装置的实用性。
发明内容
本发明要解决的技术问题是：为了克服现有技术的不足，提供一种用于工业废水处理的智能型电解气浮装置。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种用于工业废水处理的智能型电解气浮装置，包括电解池、进水管、出水管、控制器、顶板、第一电机、转盘、阴极、阳极、移动机构、清洁机构、蓄电池和两个支柱，所述进水管和出水管分别设置在电解池的两侧，所述进水管和出水管均与电解池连通，所述出水管内设有阀门，所述控制器固定在电解池上，所述控制器内设有PLC，两个支柱分别固定在电解池的上方的两端，所述顶板架设在两个支柱上，所述第一电机固定在顶板的下方，所述第一电机、转盘和移动机构从上而下依次设置，所述第一电机与转盘传动连接，所述移动机构与阴极的顶端传动连接，所述阳极的顶端固定在转盘的下方，所述蓄电池固定在转盘的上方，所述阴极和阳极均与PLC电连接，所述阀门和第一电机均与PLC电连接；
所述移动机构包括移动板、第二电机和两个移动组件，所述阴极的顶端固定在移动板的下方，所述第二电机固定在移动板的上方，所述第二电机与PLC电连接，两个移动组件分别位于第二电机的两侧，所述移动组件包括第二驱动轴、齿轮、齿条和限位单元，所述第二电机通过第二驱动轴与齿轮传动连接，所述齿条固定在转盘的下方，所述齿轮与齿条啮合，所述齿轮位于齿条的下方，所述限位单元设置在齿轮和第二电机之间；
所述清洁机构包括升降组件、升降板和两个清洁环，所述升降组件位于两个移动组件之间，所述升降组件与升降板传动连接，所述清洁环与升降板连接，两个清洁环分别与阴极和阳极对应；
所述清洁环的内侧设有内环、若干毛刷和若干伸缩单元，两个内环中，其中一个内环套设在阴极上，另一个内环套设在阳极上，所述毛刷周向均匀分布在内环的内侧，所述伸缩单元周向均匀分布在内环和清洁环之间，所述伸缩单元包括弹簧和两个定位单元，所述弹簧的两端分别与内环和清洁环连接，两个定位单元分别位于弹簧的两侧，所述弹簧处于压缩状态。
作为优选，为了实现移动板的平稳移动，所述限位单元包括滑环和滑轨，所述滑环与移动板固定连接，所述滑轨的形状为U形，所述滑轨的两端固定在转盘的下方，所述滑环套设在滑轨上。
作为优选，为了实现升降板在竖直方向上的移动，所述升降组件包括第三电机和两个升降单元，所述第三电机固定在转盘的下方，所述第三电机与PLC电连接，两个升降单元分别位于第三电机的两侧，所述升降单元包括驱动单元、伸缩架、铰接块和两个连杆，所述第三电机通过驱动单元与伸缩架的顶端传动连接，所述伸缩架的底端的两侧分别通过两个连杆与铰接块铰接，所述铰接块固定在升降板的下方。
作为优选，为了驱动伸缩架伸缩，所述驱动单元包括缓冲块、移动块和第三驱动轴，所述缓冲块固定在转盘的下方，所述移动块和第三驱动轴均设置在第三电机和缓冲块之间，所述移动块套设在第三驱动轴上，所述移动块的与第三驱动轴的连接处设有与第三驱动轴匹配的螺纹，所述移动块和缓冲块分别与伸缩架的顶端的两侧铰接。
作为优选，为了防止内环发生偏移，所述定位单元包括定位杆和定位管，所述定位管固定在内环上，所述定位杆的一端固定在清洁环的内壁上，所述定位杆的另一端设置在定位管内，所述定位管与定位杆为间隙配合。
作为优选，为了辅助支撑转盘旋转，所述转盘的上方设有环形槽，所述环形槽与转盘同轴设置，所述顶板的下方设有若干滑动单元，所述滑动单元周向均匀分布在第一电机的外周，所述滑动单元包括滑块和吊杆，所述滑块通过吊杆与顶板固定连接，所述滑块设置在环形槽内，所述滑块与环形槽滑动连接。
作为优选，为了进一步保证转盘旋转的稳定性，所述环形槽为燕尾槽。
作为优选，为了使清洁环可沿着升降板滑动，所述升降板和清洁环之间设有两个连接单元，两个连接单元分别位于升降板的上方和下方，所述连接单元包括支架、滑动块和滑槽，所述滑槽设置在升降板上，所述滑动块通过支架与清洁环固定连接，所述滑动块设置在滑槽内，所述滑动块与滑槽滑动连接，所述滑槽为燕尾槽。
作为优选，为了保证第一电机的驱动力，所述第一电机为直流伺服电机。
作为优选，为了实现设备的节能环保，所述顶板为太阳能板。
本发明的有益效果是，该用于工业废水处理的智能型电解气浮装置通过第一电机带动阴极旋转，并通过移动机构实现了阴极的移动，使氢气泡的活动范围增大，从而扩大了设备的净化范围，与现有的移动机构相比，该移动机构在带动阴极移动的过程中保证了阴极移动的平稳性，不仅如此，通过清洁机构去除了阴极和阳极表面的污垢，使阴极和阳极能够充分接触废水，保证了电解反应的速率，与现有的清洁机构相比，该清洁机构结构灵活，在阴极移动的过程中，仍可以实现对阴极表面的清洁，从而提高了该设备的实用性。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1是本发明的用于工业废水处理的智能型电解气浮装置的结构示意图；
图2是本发明的用于工业废水处理的智能型电解气浮装置的移动机构的结构示意图；
图3是本发明的用于工业废水处理的智能型电解气浮装置的清洁机构的结构示意图；
图4是本发明的用于工业废水处理的智能型电解气浮装置的清洁环的结构示意图；
图5是本发明的用于工业废水处理的智能型电解气浮装置的清洁环与升降板的连接结构示意图；
图中：1.电解池，2.进水管，3.出水管，4.控制器，5.顶板，6.第一电机，7.转盘，8.阴极，9.阳极，10.蓄电池，11.支柱，12.移动板，13.第二电机，14.第二驱动轴，15.齿轮，16.齿条，17.升降板，18.清洁环，19.内环，20.毛刷，21.弹簧，22.滑环，23.滑轨，24.第三电机，25.伸缩架，26.铰接块，27.连杆，28.缓冲块，29.移动块，30.第三驱动轴，31.定位杆，32.定位管，33.滑动块，34.滑块，35.吊杆，36.支架。
具体实施方式
现在结合附图对本发明作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本发明的基本结构，因此其仅显示与本发明有关的构成。
如图1所示，一种用于工业废水处理的智能型电解气浮装置，包括电解池1、进水管2、出水管3、控制器4、顶板5、第一电机6、转盘7、阴极8、阳极9、移动机构、清洁机构、蓄电池10和两个支柱11，所述进水管2和出水管3分别设置在电解池1的两侧，所述进水管2和出水管3均与电解池1连通，所述出水管3内设有阀门，所述控制器4固定在电解池1上，所述控制器4内设有PLC，两个支柱11分别固定在电解池1的上方的两端，所述顶板5架设在两个支柱11上，所述第一电机6固定在顶板5的下方，所述第一电机6、转盘7和移动机构从上而下依次设置，所述第一电机6与转盘7传动连接，所述移动机构与阴极8的顶端传动连接，所述阳极9的顶端固定在转盘7的下方，所述蓄电池10固定在转盘7的上方，所述阴极8和阳极9均与PLC电连接，所述阀门和第一电机6均与PLC电连接；
该电解气浮装置在处理工业废水时，从进水管2将工业废水通入电解池1中，由蓄电池10给阴极8和阳极9供电，实现电解气浮的操作，在处理废水的过程中，PLC控制第一电机6启动，带动转盘7旋转，使下方的阴极8和阳极9发生转动，同时由移动机构带动阴极8移动，从而使阴极8的活动范围增大，进而扩大了氢气泡的活动范围，使氢气泡能够带动废水中各处的悬浮粒子漂浮到液面上方，实现了对工业废水的大范围的净化处理，为了保证阴极8和阳极9能够充分接触废水，通过清洁结构去除阴极8和阳极9表面的污垢，保证了电解反应的速率。
如图2所示，所述移动机构包括移动板12、第二电机13和两个移动组件，所述阴极8的顶端固定在移动板12的下方，所述第二电机13固定在移动板12的上方，所述第二电机13与PLC电连接，两个移动组件分别位于第二电机13的两侧，所述移动组件包括第二驱动轴14、齿轮15、齿条16和限位单元，所述第二电机13通过第二驱动轴14与齿轮15传动连接，所述齿条16固定在转盘7的下方，所述齿轮15与齿条16啮合，所述齿轮15位于齿条16的下方，所述限位单元设置在齿轮15和第二电机13之间；
当需要带动阴极8移动时，PLC控制第二电机13启动，通过两侧的第二驱动轴14带动齿轮15旋转，使齿轮15与齿条16发生作用，由于齿条16固定在转盘7的下方，从而使齿轮15沿着齿条16进行移动，进而带动第二电机13和移动板12发生平移，移动板12带动阴极8移动，通过限位单元保证了移动板12和阴极8移动的平稳性。
如图3所示，所述清洁机构包括升降组件、升降板17和两个清洁环18，所述升降组件位于两个移动组件之间，所述升降组件与升降板17传动连接，所述清洁环18与升降板17连接，两个清洁环18分别与阴极8和阳极9对应；
清洁机构中，通过升降组件带动升降板17在竖直方向上发生移动，从而使两个清洁环18分别沿着阴极8的轴线和阳极9的轴线进行移动，去除阴极8和阳极9表面的污垢，保证阴极8和阳极9能够充分与废水进行接触反应。
如图4所示，所述清洁环18的内侧设有内环19、若干毛刷20和若干伸缩单元，两个内环19中，其中一个内环19套设在阴极8上，另一个内环19套设在阳极9上，所述毛刷20周向均匀分布在内环19的内侧，所述伸缩单元周向均匀分布在内环19和清洁环18之间，所述伸缩单元包括弹簧21和两个定位单元，所述弹簧21的两端分别与内环19和清洁环18连接，两个定位单元分别位于弹簧21的两侧，所述弹簧21处于压缩状态。
清洁环18在移动过程中，清洁环18的内侧，通过弹簧21使内环19内侧的毛刷20抵靠在阴极8和阳极9的表面，使毛刷20在阴极8和阳极9的表面上移动，去除污垢，保证电解反应的顺利进行。
作为优选，为了实现移动板12的平稳移动，所述限位单元包括滑环22和滑轨23，所述滑环22与移动板12固定连接，所述滑轨23的形状为U形，所述滑轨23的两端固定在转盘7的下方，所述滑环22套设在滑轨23上。利用固定在转盘7下方的滑轨23固定了滑环22的移动方向，从而使移动板12的移动更为平稳。
如图3所示，所述升降组件包括第三电机24和两个升降单元，所述第三电机24固定在转盘7的下方，所述第三电机24与PLC电连接，两个升降单元分别位于第三电机24的两侧，所述升降单元包括驱动单元、伸缩架25、铰接块26和两个连杆27，所述第三电机24通过驱动单元与伸缩架25的顶端传动连接，所述伸缩架25的底端的两侧分别通过两个连杆27与铰接块26铰接，所述铰接块26固定在升降板17的下方。
升降组件中，PLC控制第三电机24启动，使驱动单元驱动伸缩架25的顶端，伸缩架25的顶端的两侧的距离发生变化，从而使伸缩架25的长度发生变化，进而通过铰接块26和两个连杆27使升降板17在竖直方向上移动。
作为优选，为了驱动伸缩架25伸缩，所述驱动单元包括缓冲块28、移动块29和第三驱动轴30，所述缓冲块28固定在转盘7的下方，所述移动块29和第三驱动轴30均设置在第三电机24和缓冲块28之间，所述移动块29套设在第三驱动轴30上，所述移动块29的与第三驱动轴30的连接处设有与第三驱动轴30匹配的螺纹，所述移动块29和缓冲块28分别与伸缩架25的顶端的两侧铰接。由于第三电机24启动，使得第三驱动轴30旋转，第三驱动轴30通过螺纹带动移动块29沿着第三驱动轴30的轴线移动，进而使移动块29和缓冲块28的距离发生变化，从而调节了伸缩架25的形状。
作为优选，为了防止内环19发生偏移，所述定位单元包括定位杆31和定位管32，所述定位管32固定在内环19上，所述定位杆31的一端固定在清洁环18的内壁上，所述定位杆31的另一端设置在定位管32内，所述定位管32与定位杆31为间隙配合。清洁环18在竖直方向上移动后，带动定位杆31在竖直方向上移动，从而带动定位管32和内环19移动，使内环19与清洁环18保持同步的升降。
作为优选，为了辅助支撑转盘7旋转，所述转盘7的上方设有环形槽，所述环形槽与转盘7同轴设置，所述顶板5的下方设有若干滑动单元，所述滑动单元周向均匀分布在第一电机6的外周，所述滑动单元包括滑块34和吊杆35，所述滑块34通过吊杆35与顶板5固定连接，所述滑块34设置在环形槽内，所述滑块34与环形槽滑动连接。利用吊杆35固定了滑块34的位置，转盘7上的环形槽与滑块34发生相对转动，从而通过滑块34和环形槽实现了转盘7的平稳旋转。
作为优选，为了进一步保证转盘7旋转的稳定性，所述环形槽为燕尾槽。将环形槽设计为燕尾槽，可防止滑块34与环形槽脱离，进一步保证了转盘7旋转的平稳性。
如图5所示，所述升降板17和清洁环18之间设有两个连接单元，两个连接单元分别位于升降板17的上方和下方，所述连接单元包括支架36、滑动块33和滑槽，所述滑槽设置在升降板17上，所述滑动块33通过支架36与清洁环18固定连接，所述滑动块33设置在滑槽内，所述滑动块33与滑槽滑动连接，所述滑槽为燕尾槽。
滑动块33可在滑槽内进行滑动，从而方便清洁环18相对于升降板17发生滑动，当升降板17在竖直方向上移动时，通过滑动块33和支架36带动清洁环18升降，使升降板17能够带动清洁环18在竖直方向上保持同步的移动。
作为优选，利用直流伺服电机驱动力强的特点，为了保证第一电机6的驱动力，所述第一电机6为直流伺服电机。
作为优选，为了实现设备的节能环保，所述顶板5为太阳能板。顶板5在晴朗的白天可进行光伏发电，将电能储藏在蓄电池10中，供阴极8和阳极9通电进行电解，实现了设备的节能环保。
该电解气浮装置在处理工业废水时，通过第一电机6带动转盘7下方的阴极8和阳极9转动，并利用移动机构中的第二电机13驱动齿轮15旋转，使齿轮15发生移动，进而带动移动板12和阴极8移动，扩大了氢气泡的活动范围，从而提高了设备的净化范围，不仅如此，通过升降组件带动升降板17进行升降，使两个清洁环18分别沿着阴极8的轴线和阳极9的轴线进行升降，利用内环19的内侧的毛刷20去除阴极8和阳极9表面的污垢，使阴极8和阳极9能够充分接触废水，保证了电解反应的速率，提高了该电解气浮装置的实用性。
与现有技术相比，该用于工业废水处理的智能型电解气浮装置通过第一电机6带动阴极8旋转，并通过移动机构实现了阴极8的移动，使氢气泡的活动范围增大，从而扩大了设备的净化范围，与现有的移动机构相比，该移动机构在带动阴极8移动的过程中保证了阴极8移动的平稳性，不仅如此，通过清洁机构去除了阴极8和阳极9表面的污垢，使阴极8和阳极9能够充分接触废水，保证了电解反应的速率，与现有的清洁机构相比，该清洁机构结构灵活，在阴极8移动的过程中，仍可以实现对阴极8表面的清洁，从而提高了该设备的实用性。
以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。
Claims (10)
1.一种用于工业废水处理的智能型电解气浮装置，其特征在于，包括电解池(1)、进水管(2)、出水管(3)、控制器(4)、顶板(5)、第一电机(6)、转盘(7)、阴极(8)、阳极(9)、移动机构、清洁机构、蓄电池(10)和两个支柱(11)，所述进水管(2)和出水管(3)分别设置在电解池(1)的两侧，所述进水管(2)和出水管(3)均与电解池(1)连通，所述出水管(3)内设有阀门，所述控制器(4)固定在电解池(1)上，所述控制器(4)内设有PLC，两个支柱(11)分别固定在电解池(1)的上方的两端，所述顶板(5)架设在两个支柱(11)上，所述第一电机(6)固定在顶板(5)的下方，所述第一电机(6)、转盘(7)和移动机构从上而下依次设置，所述第一电机(6)与转盘(7)传动连接，所述移动机构与阴极(8)的顶端传动连接，所述阳极(9)的顶端固定在转盘(7)的下方，所述蓄电池(10)固定在转盘(7)的上方，所述阴极(8)和阳极(9)均与PLC电连接，所述阀门和第一电机(6)均与PLC电连接；
所述移动机构包括移动板(12)、第二电机(13)和两个移动组件，所述阴极(8)的顶端固定在移动板(12)的下方，所述第二电机(13)固定在移动板(12)的上方，所述第二电机(13)与PLC电连接，两个移动组件分别位于第二电机(13)的两侧，所述移动组件包括第二驱动轴(14)、齿轮(15)、齿条(16)和限位单元，所述第二电机(13)通过第二驱动轴(14)与齿轮(15)传动连接，所述齿条(16)固定在转盘(7)的下方，所述齿轮(15)与齿条(16)啮合，所述齿轮(15)位于齿条(16)的下方，所述限位单元设置在齿轮(15)和第二电机(13)之间；
所述清洁机构包括升降组件、升降板(17)和两个清洁环(18)，所述升降组件位于两个移动组件之间，所述升降组件与升降板(17)传动连接，所述清洁环(18)与升降板(17)连接，两个清洁环(18)分别与阴极(8)和阳极(9)对应；
所述清洁环(18)的内侧设有内环(19)、若干毛刷(20)和若干伸缩单元，两个内环(19)中，其中一个内环(19)套设在阴极(8)上，另一个内环(19)套设在阳极(9)上，所述毛刷(20)周向均匀分布在内环(19)的内侧，所述伸缩单元周向均匀分布在内环(19)和清洁环(18)之间，所述伸缩单元包括弹簧(21)和两个定位单元，所述弹簧(21)的两端分别与内环(19)和清洁环(18)连接，两个定位单元分别位于弹簧(21)的两侧，所述弹簧(21)处于压缩状态。
2.如权利要求1所述的用于工业废水处理的智能型电解气浮装置，其特征在于，所述限位单元包括滑环(22)和滑轨(23)，所述滑环(22)与移动板(12)固定连接，所述滑轨(23)的形状为U形，所述滑轨(23)的两端固定在转盘(7)的下方，所述滑环(22)套设在滑轨(23)上。
3.如权利要求1所述的用于工业废水处理的智能型电解气浮装置，其特征在于，所述升降组件包括第三电机(24)和两个升降单元，所述第三电机(24)固定在转盘(7)的下方，所述第三电机(24)与PLC电连接，两个升降单元分别位于第三电机(24)的两侧，所述升降单元包括驱动单元、伸缩架(25)、铰接块(26)和两个连杆(27)，所述第三电机(24)通过驱动单元与伸缩架(25)的顶端传动连接，所述伸缩架(25)的底端的两侧分别通过两个连杆(27)与铰接块(26)铰接，所述铰接块(26)固定在升降板(17)的下方。
4.如权利要求3所述的用于工业废水处理的智能型电解气浮装置，其特征在于，所述驱动单元包括缓冲块(28)、移动块(29)和第三驱动轴(30)，所述缓冲块(28)固定在转盘(7)的下方，所述移动块(29)和第三驱动轴(30)均设置在第三电机(24)和缓冲块(28)之间，所述移动块(29)套设在第三驱动轴(30)上，所述移动块(29)的与第三驱动轴(30)的连接处设有与第三驱动轴(30)匹配的螺纹，所述移动块(29)和缓冲块(28)分别与伸缩架(25)的顶端的两侧铰接。
5.如权利要求1所述的用于工业废水处理的智能型电解气浮装置，其特征在于，所述定位单元包括定位杆(31)和定位管(32)，所述定位管(32)固定在内环(19)上，所述定位杆(31)的一端固定在清洁环(18)的内壁上，所述定位杆(31)的另一端设置在定位管(32)内，所述定位管(32)与定位杆(31)为间隙配合。
6.如权利要求1所述的用于工业废水处理的智能型电解气浮装置，其特征在于，所述转盘(7)的上方设有环形槽，所述环形槽与转盘(7)同轴设置，所述顶板(5)的下方设有若干滑动单元，所述滑动单元周向均匀分布在第一电机(6)的外周，所述滑动单元包括滑块(34)和吊杆(35)，所述滑块(34)通过吊杆(35)与顶板(5)固定连接，所述滑块(34)设置在环形槽内，所述滑块(34)与环形槽滑动连接。
7.如权利要求6所述的用于工业废水处理的智能型电解气浮装置，其特征在于，所述环形槽为燕尾槽。
8.如权利要求1所述的用于工业废水处理的智能型电解气浮装置，其特征在于，所述升降板(17)和清洁环(18)之间设有两个连接单元，两个连接单元分别位于升降板(17)的上方和下方，所述连接单元包括支架(36)、滑动块(33)和滑槽，所述滑槽设置在升降板(17)上，所述滑动块(33)通过支架(36)与清洁环(18)固定连接，所述滑动块(33)设置在滑槽内，所述滑动块(33)与滑槽滑动连接，所述滑槽为燕尾槽。
9.如权利要求1所述的用于工业废水处理的智能型电解气浮装置，其特征在于，所述第一电机(6)为直流伺服电机。
10.如权利要求1所述的用于工业废水处理的智能型电解气浮装置，其特征在于，所述顶板(5)为太阳能板。
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