CN109205724B - 一种用于污水处理的高效气浮装置 - Google Patents

一种用于污水处理的高效气浮装置 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种用于污水处理的高效气浮装置,包括气浮池、气浮机、进气管、进水管、出水管、控制器、顶板、升降机构、第一电机、转轴、两个过滤机构和若干减速机构,过滤机构包括滤网、平板和收缩组件,收缩组件包括第二电机和两个收缩单元,收缩单元包括轴承、传动轴、线盘和拉线,减速机构包括若干减速组件,减速组件包括横板和若干减速单元,该用于污水处理的高效气浮装置通过减速机构降低气泡在水中的上升速度,使气泡有足够的时间接触并带动污水中的固体颗粒上浮,从而实现高效的净化处理,不仅如此,在排水时通过过滤机构使得浮渣停留在滤网表面,方便人们清理浮渣,达到固液分离目的,从而提高了设备的实用性。

Description

一种用于污水处理的高效气浮装置
技术领域
本发明涉及水污染治理设备领域,特别涉及一种用于污水处理的高效气浮装置。
背景技术
气浮是气浮机的一种简称,也可以作为一种专有名词使用,即水处理中的气浮法,是在水中形成高度分散的微小气泡,粘附废水中疏水基的固体或液体颗粒,形成水、气、颗粒三相混合体系,颗粒粘附气泡后,形成表观密度小于水的絮体而上浮到水面,形成浮渣层被刮除,从而实现固液或者液液分离的过程。
但是现有的气浮装置结构简单,在处理污水时,气浮池内底部的微小气泡直接在污水中向上移动,由于气泡的浮力大于所受的重力和水的阻力,因此在上浮过程中,气泡的速度逐渐增加,使得气泡停留在污水中的时间较少,难以充分与污水中的固体悬浮颗粒接触,因此需要气浮机产生大量气泡,增加气泡与固体颗粒的接触,且由于接触几率小,导致气浮效率低下,不仅如此,现有的气浮装置在使用时,必须在气浮池内通入污水到达固定的液位,污水液位过低或者过高时,刮渣机都无法作用到污水液面上的浮渣,进一步降低了现有的气浮装置的实用性。
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,提供一种用于污水处理的高效气浮装置。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:一种用于污水处理的高效气浮装置,包括气浮池、气浮机、进气管、进水管、出水管、控制器、顶板、升降机构、第一电机、转轴、两个过滤机构和若干减速机构,所述进水管和出水管分别固定在气浮池的两侧,所述出水管内设有阀门,所述气浮机固定在气浮池内的底部,所述控制器固定在气浮池上,所述控制器内设有PLC,所述顶板通过升降机构设置在气浮池的上方,所述第一电机固定在顶板的下方,所述第一电机与转轴的顶端传动连接,两个过滤机构分别位于转轴的两侧,所述减速机构从上而下依次均匀分布在转轴上,所述减速机构位于过滤机构的下方,所述气浮机、第一电机和阀门均与PLC电连接;
所述过滤机构包括滤网、平板和收缩组件,所述平板固定在转轴上,所述滤网位于平板的下方,所述滤网与转轴铰接,所述收缩组件设置在平板上,所述收缩组件与滤网传动连接,所述收缩组件包括第二电机和两个收缩单元,所述第二电机与PLC电连接,两个收缩单元分别位于第二电机的两侧,所述收缩单元包括轴承、传动轴、线盘和拉线,所述第二电机和轴承均固定在平板上,所述第二电机与传动轴的一端传动连接,所述传动轴的另一端设置在轴承内,所述线盘套设在传动轴上,所述拉线的一端设置在线盘上,所述拉线的另一端与滤网连接;
所述减速机构包括若干减速组件,所述减速组件周向均匀分布在转轴的外周,所述减速组件包括横板和若干减速单元,所述横板与转轴固定连接,所述减速单元均匀分布在横板的下方,所述减速单元包括减速块、弹簧和两个限位单元,所述减速块的形状为圆锥柱形,所述减速块的底面通过弹簧设置在横板的下方,两个限位单元分别位于弹簧的两侧,所述减速块内设有空腔。
作为优选,为了限制滤网的转动范围,所述收缩组件还包括支撑板,所述支撑板位于滤网的下方,所述支撑板与转轴固定连接。
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,为了驱动顶板升降,所述升降机构包括两个升降组件,两个升降组件分别位于气浮池的两侧,所述升降组件包括侧板和两个升降单元,所述侧板固定在气浮池上,两个升降单元分别位于侧板的两端的上方,所述升降单元包括第三电机、第一连杆和第二连杆,所述第三电机固定在侧板的上方,所述第三电机与PLC电连接,所述第三电机与第一连杆传动连接,所述第一连杆通过第二连杆与顶板铰接。
作为优选,为了保证顶板的平稳移动,所述升降组件还包括定向杆,所述定向杆位于两个升降单元之间,所述定向杆固定在顶板的下方,所述侧板套设在定向杆上。
作为优选,为了实现减速块的平稳升降,所述限位单元包括限位杆和限位块,所述限位块通过限位杆固定在减速块的上方,所述横板套设在限位杆上。
作为优选,为了保证减速块的下方有足够的微气泡,提供减速块向上移动的动力,所述减速块的顶部的竖向截面的形状为圆弧形,所述圆弧形的圆心位于圆弧形的下方。
作为优选,为了方便遥控操作,所述控制器内设有天线,所述天线与PLC电连接。
作为优选,为了实现设备的节能环保,所述顶板为光伏板。
作为优选,为了保证拉线的强度和韧性,所述拉线为碳素线。
本发明的有益效果是,该用于污水处理的高效气浮装置通过减速机构降低气泡在水中的上升速度,使气泡有足够的时间接触并带动污水中的固体颗粒上浮,从而实现高效的净化处理,与现有的减速机构相比,该减速机构还可改变气泡的位置,使得气泡充分与污水各处的杂物接触,实现对污水的均匀净化处理,不仅如此,在排水时通过过滤机构使得浮渣停留在滤网表面,方便人们清理浮渣,达到固液分离目的,从而提高了设备的实用性。
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是本发明的用于污水处理的高效气浮装置的结构示意图;
图2是本发明的用于污水处理的高效气浮装置的气浮池的剖视图;
图3是本发明的用于污水处理的高效气浮装置的收缩组件的结构示意图;
图4是图2的A部放大图;
图中:1.气浮池,2.气浮机,3.进气管,4.进水管,5.出水管,6.控制器,7.顶板,8.第一电机,9.转轴,10.滤网,11.平板,12.第二电机,13.轴承,14.传动轴,15.线盘,16.拉线,17.横板,18.减速块,19.弹簧,20.支撑板,21.侧板,22.第三电机,23.第一连杆,24.第二连杆,25.定向杆,26.限位杆,27.限位块。
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1-2所示,一种用于污水处理的高效气浮装置,包括气浮池1、气浮机2、进气管3、进水管4、出水管5、控制器6、顶板7、升降机构、第一电机8、转轴9、两个过滤机构和若干减速机构,所述进水管4和出水管5分别固定在气浮池1的两侧,所述出水管5内设有阀门,所述气浮机2固定在气浮池1内的底部,所述控制器6固定在气浮池1上,所述控制器6内设有PLC,所述顶板7通过升降机构设置在气浮池1的上方,所述第一电机8固定在顶板7的下方,所述第一电机8与转轴9的顶端传动连接,两个过滤机构分别位于转轴9的两侧,所述减速机构从上而下依次均匀分布在转轴9上,所述减速机构位于过滤机构的下方,所述气浮机2、第一电机8和阀门均与PLC电连接;
该气浮装置在处理污水时,将污水通过进水管4通入气浮池1中,而后通过控制器6操作设备运行,由升降机构带动顶板7向下移动,使得减速机构和过滤机构都位于污水的液位下方,过滤机构收缩,而后PLC控制气浮机2启动,通过进气管3从外部引入空气,进行压缩后,在气浮池1内的底部产生大量的微小气泡,同时PLC控制第一电机8启动,通过转轴9带动减速机构转动,利用减速机构与向上移动的微小气泡接触,减缓微小气泡上升的速度,使得气泡有更多的时间在污水中上浮,便于气泡与固体颗粒杂质充分接触,从而提高设备的处理效率,在气浮完成后,PLC控制过滤机构运行,使得过滤机构中的滤网10展开,而后PLC控制出水管5内的阀门打开,污水从出水管5排出,而污水液位上的浮渣由于无法通过滤网10,随着污水的液位下降,浮渣停留在滤网10上,而后升降机构带动顶板7向上移动,使得滤网10上移,便于人们清理滤网10上的浮渣,从而实现了固液分离,提高了设备的实用性。
如图2-3所示,所述过滤机构包括滤网10、平板11和收缩组件,所述平板11固定在转轴9上,所述滤网10位于平板11的下方,所述滤网10与转轴9铰接,所述收缩组件设置在平板11上,所述收缩组件与滤网10传动连接,所述收缩组件包括第二电机12和两个收缩单元,所述第二电机12与PLC电连接,两个收缩单元分别位于第二电机12的两侧,所述收缩单元包括轴承13、传动轴14、线盘15和拉线16,所述第二电机12和轴承13均固定在平板11上,所述第二电机12与传动轴14的一端传动连接,所述传动轴14的另一端设置在轴承13内,所述线盘15套设在传动轴14上,所述拉线16的一端设置在线盘15上,所述拉线16的另一端与滤网10连接;
在气浮池1内通入污水后,平板11上的收缩组件带动滤网10向上转动,靠近转轴9,便于气浮机2产生的微小气泡带动水中的杂质上浮至液面处形成浮渣,在气浮完成后,PLC控制收缩组件运行,而后进行排水,随着污水液位的下降,污水液面上的浮渣由于无法通过滤网10,而停留在滤网10的上方,污水则从出水管5排出,收缩组件运行时,PLC控制第二电机12启动,带动传动轴14在轴承13的支撑作用下转动,实现线盘15旋转,进而收紧或者放松拉线16,通过拉线16使得滤网10转动。
所述减速机构包括若干减速组件,所述减速组件周向均匀分布在转轴9的外周,所述减速组件包括横板17和若干减速单元,所述横板17与转轴9固定连接,所述减速单元均匀分布在横板17的下方,所述减速单元包括减速块18、弹簧19和两个限位单元,所述减速块18的形状为圆锥柱形,所述减速块18的底面通过弹簧19设置在横板17的下方,两个限位单元分别位于弹簧19的两侧,所述减速块18内设有空腔。
减速机构由多个减速组件构成,减速组件中,横板17的位置固定在转轴9上,随着转轴9的转动而在水平方向上转动,横板17带动减速单元中的减速块18转动,在气浮机2运行后,气浮机2在污水的底部产生大量微小气泡,气泡上浮与圆锥柱形的减速块18的顶部接触,对减速块18产生向上的推力,多个气泡积聚在一起,气泡聚积足够多时,气泡对减速块18的推力和污水的浮力大于减速块18的重力和弹簧19的压力之和,使得减速块18向上移动,同时由于气泡停留在减速块18的顶部,从而降低了气泡的上升速度,随着气泡堆积,气泡的体积增大,部分小气泡沿着减速块18的锥面向上浮动,在浮动过程中,减速块18随着横板17保持旋转的状态,减速块18的圆锥面带动上浮的气泡转动,改变气泡的上浮位置,使得气泡在减速后还能分布在污水中的各处,进而便于带动污水内各处的固体颗粒杂质上浮,以达到对污水净化的目的。
作为优选,为了限制滤网10的转动范围,所述收缩组件还包括支撑板20,所述支撑板20位于滤网10的下方,所述支撑板20与转轴9固定连接。在拉线16放松时,通过固定在转轴9上的支撑板20防止滤网10向下转动,从而限制了滤网10的转动范围。
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8的驱动力,所述第一电机8为直流伺服电机。
如图1所示,所述升降机构包括两个升降组件,两个升降组件分别位于气浮池1的两侧,所述升降组件包括侧板21和两个升降单元,所述侧板21固定在气浮池1上,两个升降单元分别位于侧板21的两端的上方,所述升降单元包括第三电机22、第一连杆23和第二连杆24,所述第三电机22固定在侧板21的上方,所述第三电机22与PLC电连接,所述第三电机22与第一连杆23传动连接,所述第一连杆23通过第二连杆24与顶板7铰接。
升降机构运行时,由PLC控制固定在侧板21上的第三电机22启动,带动第一连杆23转动,第一连杆23通过第二连杆24作用在顶板7上,使得顶板7进行升降移动。
作为优选,为了保证顶板7的平稳移动,所述升降组件还包括定向杆25,所述定向杆25位于两个升降单元之间,所述定向杆25固定在顶板7的下方,所述侧板21套设在定向杆25上。由于固定位置的侧板21套设在定向杆25上,使得定向杆25发生位移时以自身轴线进行移动,进而当顶板7升降移动时,随着定向杆25的固定方向移动保持平稳的升降移动。
作为优选,为了实现减速块18的平稳升降,所述限位单元包括限位杆26和限位块27,所述限位块27通过限位杆26固定在减速块18的上方,所述横板17套设在限位杆26上。当气泡作用在减速块18上带动减速块18移动时,限位杆26同步移动,由于限位杆26穿过横板17,进而固定了减速块18的移动方向,通过限位块27限制了减速块18的移动范围,防止限位杆26脱离横板17。
作为优选,为了保证减速块18的下方有足够的微气泡,提供减速块18向上移动的动力,所述减速块18的顶部的竖向截面的形状为圆弧形,所述圆弧形的圆心位于圆弧形的下方。采用这种形状设计有利于减速块18的顶部的下方能够容纳足够的微小气泡,便于支撑减速块18向上移动。
作为优选,为了方便遥控操作,所述控制器6内设有天线,所述天线与PLC电连接。管理人员可通过手机电脑等遥控装置要天线发送无线信号,天线在接收信号后将信号传递给PLC,PLC根据信号内容控制设备运行。
作为优选,为了实现设备的节能环保所述顶板7为光伏板。利用顶板7可在晴朗的白天进行光伏发电,提供设备运行的电能,进而实现设备的节能环保。
作为优选,利用碳素线强度高韧性良好的特点,为了保证拉线16的强度和韧性,所述拉线16为碳素线。
该高效气浮装置运行时,第一电机8带动转轴9转动,控制减速块18转动,同时气浮机2运行,在污水的底部产生大量微小气泡,气泡上浮,接触到减速块18后,降低上升速度,使得微小气泡有足够的时间与污水中的固体颗粒接触,带动固体颗粒上浮至液面形成浮渣,同时利用减速块18转动改变减速块18的位置,从而调节气泡的位置,使得气泡作用于污水的各处,进一步提高了处理效率,在气浮完成后,收缩组件运行,带动滤网10向下转动,而后打开阀门,由出水管5排水,随着污水液位的下降,浮渣停留在滤网10上,而后升降组件带动顶板7上升,方便人们清理浮渣,进而实现了污水的固液分离,达到净化的目的,从而提高了设备的实用性。
与现有技术相比,该用于污水处理的高效气浮装置通过减速机构降低气泡在水中的上升速度,使气泡有足够的时间接触并带动污水中的固体颗粒上浮,从而实现高效的净化处理,与现有的减速机构相比,该减速机构还可改变气泡的位置,使得气泡充分与污水各处的杂物接触,实现对污水的均匀净化处理,不仅如此,在排水时通过过滤机构使得浮渣停留在滤网10表面,方便人们清理浮渣,达到固液分离目的,从而提高了设备的实用性。
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)

1.一种用于污水处理的高效气浮装置,其特征在于,包括气浮池(1)、气浮机(2)、进气管(3)、进水管(4)、出水管(5)、控制器(6)、顶板(7)、升降机构、第一电机(8)、转轴(9)、两个过滤机构和若干减速机构,所述进水管(4)和出水管(5)分别固定在气浮池(1)的两侧,所述出水管(5)内设有阀门,所述气浮机(2)固定在气浮池(1)内的底部,所述控制器(6)固定在气浮池(1)上,所述控制器(6)内设有PLC,所述顶板(7)通过升降机构设置在气浮池(1)的上方,所述第一电机(8)固定在顶板(7)的下方,所述第一电机(8)与转轴(9)的顶端传动连接,两个过滤机构分别位于转轴(9)的两侧,所述减速机构从上而下依次均匀分布在转轴(9)上,所述减速机构位于过滤机构的下方,所述气浮机(2)、第一电机(8)和阀门均与PLC电连接;
所述过滤机构包括滤网(10)、平板(11)和收缩组件,所述平板(11)固定在转轴(9)上,所述滤网(10)位于平板(11)的下方,所述滤网(10)与转轴(9)铰接,所述收缩组件设置在平板(11)上,所述收缩组件与滤网(10)传动连接,所述收缩组件包括第二电机(12)和两个收缩单元,所述第二电机(12)与PLC电连接,两个收缩单元分别位于第二电机(12)的两侧,所述收缩单元包括轴承(13)、传动轴(14)、线盘(15)和拉线(16),所述第二电机(12)和轴承(13)均固定在平板(11)上,所述第二电机(12)与传动轴(14)的一端传动连接,所述传动轴(14)的另一端设置在轴承(13)内,所述线盘(15)套设在传动轴(14)上,所述拉线(16)的一端设置在线盘(15)上,所述拉线(16)的另一端与滤网(10)连接;
所述减速机构包括若干减速组件,所述减速组件周向均匀分布在转轴(9)的外周,所述减速组件包括横板(17)和若干减速单元,所述横板(17)与转轴(9)固定连接,所述减速单元均匀分布在横板(17)的下方,所述减速单元包括减速块(18)、弹簧(19)和两个限位单元,所述减速块(18)的形状为圆锥柱形,所述减速块(18)的底面通过弹簧(19)设置在横板(17)的下方,两个限位单元分别位于弹簧(19)的两侧,所述减速块(18)内设有空腔。
2.如权利要求1所述的用于污水处理的高效气浮装置,其特征在于,所述收缩组件还包括支撑板(20),所述支撑板(20)位于滤网(10)的下方,所述支撑板(20)与转轴(9)固定连接。
3.如权利要求1所述的用于污水处理的高效气浮装置,其特征在于,所述第一电机(8)为直流伺服电机。
4.如权利要求1所述的用于污水处理的高效气浮装置,其特征在于,所述升降机构包括两个升降组件,两个升降组件分别位于气浮池(1)的两侧,所述升降组件包括侧板(21)和两个升降单元,所述侧板(21)固定在气浮池(1)上,两个升降单元分别位于侧板(21)的两端的上方,所述升降单元包括第三电机(22)、第一连杆(23)和第二连杆(24),所述第三电机(22)固定在侧板(21)的上方,所述第三电机(22)与PLC电连接,所述第三电机(22)与第一连杆(23)传动连接,所述第一连杆(23)通过第二连杆(24)与顶板(7)铰接。
5.如权利要求4所述的用于污水处理的高效气浮装置,其特征在于,所述升降组件还包括定向杆(25),所述定向杆(25)位于两个升降单元之间,所述定向杆(25)固定在顶板(7)的下方,所述侧板(21)套设在定向杆(25)上。
6.如权利要求1所述的用于污水处理的高效气浮装置,其特征在于,所述限位单元包括限位杆(26)和限位块(27),所述限位块(27)通过限位杆(26)固定在减速块(18)的上方,所述横板(17)套设在限位杆(26)上。
7.如权利要求1所述的用于污水处理的高效气浮装置,其特征在于,所述减速块(18)的顶部的竖向截面的形状为圆弧形,所述圆弧形的圆心位于圆弧形的下方。
8.如权利要求1所述的用于污水处理的高效气浮装置,其特征在于,所述控制器(6)内设有天线,所述天线与PLC电连接。
9.如权利要求1所述的用于污水处理的高效气浮装置,其特征在于,所述顶板(7)为光伏板。
10.如权利要求1所述的用于污水处理的高效气浮装置,其特征在于,所述拉线(16)为碳素线。
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