CN109621493A - 油、水、沙的智能分离装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种油、水、沙的智能分离装置，包括储油容器，所述储油容器的内腔由竖直的过滤网分隔成为沉沙腔和油水分离腔，所述储油容器上设置有与沉沙腔相通的进料口，沉沙腔的底部设置有排沙口，所述排沙口连接有排沙泵，排沙口的上方设置有泥沙深度检测机构；油水分离腔的下部设置有排水口，排水口的顶部设置有第一密度传感器，且排水口上设置有第一电磁阀；所述排水口的上方设置有排油口，所述排油口的底部设置有第二密度传感器，且排油口上设置有第二电磁阀；所述泥沙深度检测机构、排沙泵、第一密度传感器、第一电磁阀、第二密度传感器和第二电磁阀均与控制系统电连接。本装置分离效果良好，实现自动化运行，人力投入少。

Description

油、水、沙的智能分离装置
技术领域
本发明涉及物料分离设备领域，具体涉及一种油、水、沙的智能分离装置。
背景技术
在工业领域中，一些大型设备(如变压器、高压电抗器)等都需要带油工作，在设备出现事故时，需要将油排放至油坑当中，再由油坑通过排油管道进入储油池。在排油过程中，由于自然气候条件的影响(如大气降水、风沙等)，流入储油池中的往往是油水混合物或者油水沙混合物。尤其是西北部地区，由于水资源缺乏，地表干燥，在与大气流动的相互作用下，地表上颗粒较小、质量较轻的物质被风裹挟和搬运，导致空气中含沙量较高，严重时甚至发生沙尘暴。基于此类风沙气候，对工业中带油设备的排油储油造成一定影响，即设备排油中混合大量的沙粒；此外，大气降水等因素又会导致设备排油中混合有水。因此设备排油经油坑流入排油管道的“油”普遍为油、水、沙的三相混合物。为更好的对混合物中不同物质的分类处理，就需要对其进行有效的分离。
目前常用静置分层的方法在储油池中进行油水沙的分离，再定期对储油池中静置于底层的泥沙进行清掏。但风沙中的沙粒普遍具有粒径小，质量轻的特点，采用传统的静置沉淀方式不仅沉淀时间长，沉淀效果不理想，导致最后排入雨水管道的水中仍然含有大量沙粒，而且定期的人工清掏也耗费人力。随着环保要求的提高和工业设备管理趋于无人化和智能化的发展趋势，开发一种分离效果良好又减小人力投入的油水沙分离装置具有较大的现实意义。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种分离效果良好又减小人力投入的油、水、沙的智能分离装置。
本发明解决技术问题所采用的技术方案是：油、水、沙的智能分离装置，包括储油容器，所述储油容器的内腔由竖直的过滤网分隔成为沉沙腔和油水分离腔，所述储油容器上设置有与沉沙腔相通的进料口，沉沙腔的底部设置有排沙口，所述排沙口连接有排沙泵，排沙口的上方设置有泥沙深度检测机构；油水分离腔的下部设置有排水口，排水口的顶部设置有第一密度传感器，且排水口上设置有第一电磁阀；所述排水口的上方设置有排油口，所述排油口的底部设置有第二密度传感器，且排油口上设置有第二电磁阀；所述泥沙深度检测机构、排沙泵、第一密度传感器、第一电磁阀、第二密度传感器和第二电磁阀均与控制系统电连接。
进一步地，所述泥沙深度检测机构包括位于沉沙腔一侧的感光器以及位于沉沙腔另一侧的光源发射器，所述感光器能够接收光源发射器发出的水平光，所述感光器与控制系统电连接。
进一步地，所述第一密度传感器和第二密度传感器均包括上电极板、下电极板、弹性管和浮力板，所述弹性管为多根且竖直设置，弹性管的内部填充有氯化钾溶液，弹性管的顶部设置有上导电线，底部设置有下导电线，上导电线和下导电线的一端均伸入弹性管内并与氯化钾溶液接触，且上导电线与上电极板相连，下导电线与下电极板相连，所述浮力板的密度大于水的密度，且浮力板通过拉线与下电极板相连。
进一步地，所述弹性管为橡胶管。
进一步地，所述浮力板为镀锌钢板。
进一步地，所述沉沙腔和油水分离腔的顶部均设置有液位检测组件。
进一步地，所述液位检测组件包括绕线基座和导线，所述绕线基座包括连接柱和两根绕线柱，连接柱和两根绕线柱组成凹形分布，所述导线按相同的环绕方向依次缠绕两根绕线柱并在两根绕线柱外形成线圈，绕线基座的下方设置有浮槽，所述浮槽内设置有感应片。
进一步地，所述浮槽的两侧设置有竖直的滑轨，所述浮槽与滑轨滑动配合。
进一步地，所述绕线基座由多块硅钢片胶粘连接而成。
进一步地，所述储油容器的顶部设置有盖板。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：利用油、水、沙的密度不同且互不相溶的特点，利用过滤网，将沙从油和水中分离出来，在通过静置分层使油水分开，最后利用第一密度传感器和第二密度传感器自动识别油和水，通过控制系统自动地开关第一电磁阀和第二电磁阀。此外，泥沙深度检测机构能够检测泥沙的沉积深度，当深度达到设定值时，控制系统控制排沙泵自动运行，实现油、水、沙的自动排出。本装置不需要人力干预，是一种电控智能装置，既可实现分离混合物中各种物质的目的；又可以对不同物质进行分类处理，还可以减少人力的参与，比传统的做法更经济、更合理、更方便，实现了油水沙分离的效率化和智能化。
附图说明
图1是本发明的整体示意图。
图2是第一密度传感器和第二密度传感器的示意图。
图3是液位检测组件的示意图。
附图标记：1—储油容器；2—过滤网；3—沉沙腔；4—油水分离腔；5—进料口；6—排水口；7—排油口；8—排沙口；9—排沙泵；10—第一电磁阀；11—第一密度传感器；12—第二密度传感器；13—第二电磁阀；14—控制系统；15—感光器；16—光源发射器；17—上电极板；18—下电极板；19—浮力板；20—弹性管；21—上导电线；22—下导电线；23—拉线；24—绕线基座；25—导线；26—浮槽；27—感应片；28—滑轨；29—盖板。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
如图1所示，本发明的油、水、沙的智能分离装置，包括储油容器1，所述储油容器1的内腔由竖直的过滤网2分隔成为沉沙腔3和油水分离腔4，所述储油容器1上设置有与沉沙腔3相通的进料口5，沉沙腔3的底部设置有排沙口8，所述排沙口8连接有排沙泵9，排沙口8的上方设置有泥沙深度检测机构；油水分离腔4的下部设置有排水口6，排水口6的顶部设置有第一密度传感器11，且排水口6上设置有第一电磁阀10；所述排水口6的上方设置有排油口7，所述排油口7的底部设置有第二密度传感器12，且排油口7上设置有第二电磁阀13；所述泥沙深度检测机构、排沙泵9、第一密度传感器11、第一电磁阀10、第二密度传感器12和第二电磁阀13均与控制系统14电连接。
储油容器1采用混凝土、金属或者塑料材质的储油池，过滤网2可采用一般的不锈钢丝过滤网，优选采用自清洁过滤网，当滤孔堵塞时，能够自动的对过滤网2进行清洗，以保证长久的过滤效果。排沙泵9用于抽走泥沙，采用现有的砂浆泵。控制系统14采用现有的PLC或者单片机控制系统即可。
本装置的工作过程为：储油容器1中没有液体时，排沙泵9、第一电磁阀10和第二电磁阀13保持关闭，第一密度传感器11、第二密度传感器12以及泥沙深度检测机构保持开启状态。当带油设备排放的油与自然中沙和水的混合物通过进料口5进入沉沙腔3时，过滤网2对泥沙进行阻挡，使泥沙停留在沉沙腔3中并沉入沉沙腔3的底部，而油和水则能通过过滤网2进入油水分离腔4，首先实现固液分离。泥沙深度检测机构检测泥沙的沉积深度，当泥沙的沉积深度达到设定值时，泥沙深度检测机构将信号传输至控制系统14，控制系统14控制排沙泵9运行，将泥沙抽走。油和水进入油水分离腔4后，由于密度差异，油漂浮在水面上，第一密度传感器11检测排水口6处的液体密度并将信号传输至控制系统14，控制系统14根据检测信息进行判断，如果检测到的液体密度等于水的密度，则控制第一电磁阀10开启，水从排水口6排出，随着液面下降，当油下降到排水口6时，第一密度传感器11检测到的密度小于水的密度，控制系统14控制第一电磁阀10关闭。同理，第二密度传感器12检测排油口7处的液体密度，当检测到的液体密度等于油的密度时，控制系统14控制第二电磁阀13开启，如果检测到的密度等于水的密度时，控制系统14控制第二电磁阀13闭合。这样，就能够实现油、水自动地分离和排出。
泥沙深度检测机构可以是红外传感器等，优选的，所述泥沙深度检测机构包括位于沉沙腔3一侧的感光器15以及位于沉沙腔3另一侧的光源发射器16，所述感光器15能够接收光源发射器16发出的水平光，所述感光器15与控制系统14电连接。光线能够穿透油和水，但无法穿透泥沙，将光源发射器16和感光器15安装在合适的高度，保证感光器15能够接收到光源发射器16发出的光线，当泥沙的深度到达感光器15时，感光器15被泥沙阻挡而无法接收到光线，此时，感光器15将信号传输至控制系统14，控制系统14控制排沙泵9运行，将泥沙抽出。
第一密度传感器11和第二密度传感器12可采用现有任意一种用于检测液体密度的传感器，优选的，如图2所示，所述第一密度传感器11和第二密度传感器12均包括上电极板17、下电极板18、弹性管20和浮力板19，所述弹性管20为多根且竖直设置，弹性管20的内部填充有氯化钾溶液，弹性管20的顶部设置有上导电线21，底部设置有下导电线22，上导电线21和下导电线22的一端均伸入弹性管20内并与氯化钾溶液接触，且上导电线21与上电极板17相连，下导电线22与下电极板18相连，所述浮力板19的密度大于水的密度，且浮力板19通过拉线23与下电极板18相连。上电极板17和下电极板18采用导电板，浮力板19采用密度较大的板，如镀锌钢板，密度远大于水，能够在水中对弹性管20施加较大的拉力。弹性管20采用弹性好的柔性管，优选采用橡胶管。上电极板17、下电极板18和弹性管20安装在密封的外壳中，浮力板19位于外壳之外。本传感器的检测原理为：浮力板19在自重状态下会对上部橡皮管产生向下的拉力，使橡皮管被拉长，由于橡皮管截面和长度的变化，其内部饱和KCl溶液的电导率会发生变化。当被测液体漫过浮力板时，此时在浮力作用下，镀锌钢板对橡皮管的拉力减小，管内KCl溶液的电导率增加。由于浮力板重力是确定不变的，而浮力会因液体的密度改变而改变，浮力板对橡皮管的拉力为其所受重力和浮力之差，所以对应不同密度的液体橡皮管内KCl溶液的电导率不同，最终通过导线接入数字电桥测出的电导率可反映液体密度，数字电桥再与控制系统14电连接，件检测结果传输至控制系统14。
使用一段时间后，过滤网2的滤孔可能会堵塞，滤孔堵塞后，需要对过滤网2进行清洗，为了便于判断过滤网2是否被堵塞，所述沉沙腔3和油水分离腔4的内部均设置有液位检测组件。两个液位检测组件分别检测沉沙腔3和油水分离腔4中的液体液位，如果沉沙腔3中的液体液位高于油水分离腔4的液体液位，则说明过滤网2被堵塞，需要进行清洗。
液位检测组件可以是现有的各种液位计等，优选的，如图3所示，所述液位检测组件包括绕线基座24和导线25，所述绕线基座24包括连接柱和两根绕线柱，连接柱和两根绕线柱组成凹形分布，所述导线25按相同的环绕方向依次缠绕两根绕线柱并在两根绕线柱外形成线圈，绕线基座24的下方设置有浮槽26，所述浮槽26内设置有感应片27。绕线基座24采用导电的材质，如铁芯等，优选地，绕线基座24由多块硅钢片胶粘连接而成。导线25采用由绝缘皮包覆的铜线。浮槽26能够漂浮在液面上，用于支撑感应片27。使用时，绕线基座24固定在储油容器1的顶部，将导线25的两端接入数字电桥的正负两极，且使感应片27漂浮在液面，并且感应片27要正对线圈。为确保感应片27始终正对电感线圈，所述浮槽26的两侧设置有竖直的滑轨28，所述浮槽26与滑轨28滑动配合，滑轨28起到限位的作用，当液位变化时，浮槽26只能够上下直线运动，保证保感应片27始终正对电感线圈。由于感应线圈的电感量与其本身和感应片27之间的距离有关，所以液面上升或者下降引起的感应片27的位置变化最终可通过线圈的电感量表示，通过测试通过线圈的电感量即可确定感应片27到线圈的距离，进而计算出液面高度。
所述储油容器1的顶部设置有可拆卸的盖板29，盖板29能够起到防尘防水的作用。
本装置不需要人力干预，是一种电控智能装置，既可实现分离混合物中各种物质的目的；又可以对不同物质进行分类处理，还可以减少人力的参与，比传统的做法更经济、更合理、更方便，实现了油水沙分离的效率化和智能化。

Claims (10)

1.油、水、沙的智能分离装置，其特征在于，包括储油容器(1)，所述储油容器(1)的内腔由竖直的过滤网(2)分隔成为沉沙腔(3)和油水分离腔(4)，所述储油容器(1)上设置有与沉沙腔(3)相通的进料口(5)，沉沙腔(3)的底部设置有排沙口(8)，所述排沙口(8)连接有排沙泵(9)，排沙口(8)的上方设置有泥沙深度检测机构；油水分离腔(4)的下部设置有排水口(6)，排水口(6)的顶部设置有第一密度传感器(11)，且排水口(6)上设置有第一电磁阀(10)；所述排水口(6)的上方设置有排油口(7)，所述排油口(7)的底部设置有第二密度传感器(12)，且排油口(7)上设置有第二电磁阀(13)；所述泥沙深度检测机构、排沙泵(9)、第一密度传感器(11)、第一电磁阀(10)、第二密度传感器(12)和第二电磁阀(13)均与控制系统(14)电连接。
2.根据权利要求1所述的油、水、沙的智能分离装置，其特征在于，所述泥沙深度检测机构包括位于沉沙腔(3)一侧的感光器(15)以及位于沉沙腔(3)另一侧的光源发射器(16)，所述感光器(15)能够接收光源发射器(16)发出的水平光，所述感光器(15)与控制系统(14)电连接。
3.根据权利要求1所述的油、水、沙的智能分离装置，其特征在于，所述第一密度传感器(11)和第二密度传感器(12)均包括上电极板(17)、下电极板(18)、弹性管(20)和浮力板(19)，所述弹性管(20)为多根且竖直设置，弹性管(20)的内部填充有氯化钾溶液，弹性管(20)的顶部设置有上导电线(21)，底部设置有下导电线(22)，上导电线(21)和下导电线(22)的一端均伸入弹性管(20)内并与氯化钾溶液接触，且上导电线(21)与上电极板(17)相连，下导电线(22)与下电极板(18)相连，所述浮力板(19)的密度大于水的密度，且浮力板(19)通过拉线(23)与下电极板(18)相连。
4.根据权利要求3所述的油、水、沙的智能分离装置，其特征在于，所述弹性管(20)为橡胶管。
5.根据权利要求3所述的油、水、沙的智能分离装置，其特征在于，所述浮力板(19)为镀锌钢板。
6.根据权利要求1所述的油、水、沙的智能分离装置，其特征在于，所述沉沙腔(3)和油水分离腔(4)的内部均设置有液位检测组件。
7.根据权利要求6所述的油、水、沙的智能分离装置，其特征在于，所述液位检测组件包括绕线基座(24)和导线(25)，所述绕线基座(24)包括连接柱和两根绕线柱，连接柱和两根绕线柱组成凹形分布，所述导线(25)按相同的环绕方向依次缠绕两根绕线柱并在两根绕线柱外形成线圈，绕线基座(24)的下方设置有浮槽(26)，所述浮槽(26)内设置有感应片(27)。
8.根据权利要求7所述的油、水、沙的智能分离装置，其特征在于，所述浮槽(26)的两侧设置有竖直的滑轨(28)，所述浮槽(26)与滑轨(28)滑动配合。
9.根据权利要求7所述的油、水、沙的智能分离装置，其特征在于，所述绕线基座(24)由多块硅钢片胶粘连接而成。
10.根据权利要求7所述的油、水、沙的智能分离装置，其特征在于，所述储油容器(1)的顶部设置有盖板(29)。
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