CN109956647A - 全自动跟踪太阳能污泥干燥系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种全自动跟踪太阳能污泥干燥系统，包括X‑Y移动工作台、双向太阳光跟踪装置、太阳能集热罩、传送链条、干燥桶、链条驱动机构和控制器；所述双向太阳光跟踪装置包括支撑结构、旋转机构以及仰角调整机构；所述干燥桶的外壁和内部分别设置有光传感器和湿度传感器；所述控制器分别与X‑Y移动工作台、旋转机构、仰角调整机构、链条驱动机构、光传感器和湿度传感器电连接。采用本申请的污泥干燥系统，不仅提高了干燥工艺的自动化程度，而且能实时自动跟踪太阳光，使其聚焦在干燥桶上进行干燥，从而更好的利用了太阳能聚热，进而更好、更有效地实现了对淤泥的干燥处理，在废弃淤泥处理中达到无害化、减量化及资源化的目的。
Description
技术领域
本发明涉及环保节能领域，具体涉及一种全自动跟踪太阳能污泥干燥系统。
背景技术
近年来，随着我国工业的快速发展与城镇建设的不断推进，由污水处理厂产生的具有腐烂、恶臭、难运输、难处置等问题的城市废弃淤泥必须进行减量化、稳定化、无害化和资源化等处理。而淤泥脱水成为解决上述废弃物污染的关键所在。目前对废弃淤泥脱水的所有方法中，生物法脱水的成本虽然低，但效果差、效率低；化学法脱水存在二次污染，而且脱水率低、成本高；此外，作为淤泥干燥最清洁的物理法，因运行成本太高而给企业的淤泥处理带来了沉重的负担，无法实现企业的低碳、环保生产。总结来说，目前对废弃污泥采用浓缩脱水、生化脱水后，污泥的含水率仍在40％以上，同时伴随着污泥体积庞大、运输费用高、污泥运输难度大以及占用处理场地大等问题，再者，处理后污泥仍达不到后续利用或深度处理的要求，并且传统的火力干燥方式既消耗能源，又对环境造成二次污染。
太阳能作为一种清洁、安全、廉价、可再生的绿色能源，取之不尽，用之不竭，不仅符合资源节约型、环境友好型社会发展，而且利用太阳能聚光形成局部高温，能破除覆盖淤泥表面的膜，杀死淤泥中的微生物，破坏活性淤泥体系中胞外聚合物(EPS)高度亲水团，从而实现对废弃淤泥的快速、无害化、干化处理。
目前所有的太阳能干燥技术干燥效果不明显且自动化程度很低。由此，开展太阳能聚集高温干燥污泥系统研究，设计污泥自动化干燥系统，实现淤泥高效热解，促进重金属有效固定以及产物可再利用方面均具有一定的优势，为废弃淤泥处理处置的无害化、减量化及资源化提供了一种新的有效途径，具有节能降耗和减碳的现实意义。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的是提供一种全自动跟踪太阳能污泥干燥系统，以便提高干燥工艺的自动化程度和实现实时自动跟踪太阳光聚焦干燥的功能，从而更好的利用太阳能聚热以更好、更有效地实现对淤泥的干燥处理，进而在废弃淤泥处理中达到无害化、减量化及资源化的目的。
本发明通过以下技术手段解决上述问题：一种全自动跟踪太阳能污泥干燥系统，包括X-Y移动工作台、设置在X-Y移动工作台上的双向太阳光跟踪装置、设置在双向太阳光跟踪装置上的太阳能集热罩、传送链条、间隔设置在传送链条上的多个干燥桶、链条驱动机构和控制器；所述双向太阳光跟踪装置包括支撑结构、带动太阳能集热罩旋转的旋转机构以及带动太阳能集热罩摆动的仰角调整机构；所述干燥桶的外壁设置有光传感器，干燥桶的内部设置有湿度传感器；所述控制器分别与X-Y移动工作台、旋转机构、仰角调整机构、链条驱动机构、光传感器和湿度传感器电连接。
进一步，所述支撑结构包括支撑底板、设置在支撑底板上的支撑套以及固定外套于支撑套的齿圈；所述旋转机构包括旋转平台、旋转芯轴和旋转驱动机构，所述旋转平台设置在支撑套的顶部，所述旋转芯轴上端穿过旋转平台且与旋转平台固定连接，旋转芯轴下端内套于支撑套且与支撑套支撑转动连接，所述旋转驱动机构包括设置在旋转平台顶部的旋转电机、设置在旋转电机输出轴的主动锥齿轮、竖直穿过旋转平台且与旋转平台支撑转动连接的传动轴、固定套设在传动轴顶部且与主动锥齿轮啮合传动的从动锥齿轮以及固定套设在传动轴底部且与齿圈啮合传动的行星齿轮；所述太阳能集热罩与旋转芯轴的顶部铰接。
进一步，所述仰角调整机构为倾斜设置的电动推杆，所述电动推杆的顶端与太阳能集热罩铰接，底端与旋转平台铰接。
进一步，所述旋转芯轴的下端通过轴承与支撑套转动连接，在支撑套的内壁形成支撑该轴承的凸台；所述传动轴也通过轴承与旋转平台转动连接，在旋转平台上也设置有支撑该轴承的凸台。
进一步，所述X-Y移动工作台包括X向底板、设置在X向底板上的X向导轨、与X向导轨滑动配合的Y向底板、驱动Y向底板沿X向滑动的X向丝杆步进电机、设置在Y向底板上的Y向导轨、与Y向导轨滑动配合的活动板以及驱动活动板沿Y向滑动的Y向丝杆步进电机，所述支撑底板设置在活动板上。
本发明的有益效果：本发明的全自动跟踪太阳能污泥干燥系统，包括X-Y移动工作台、设置在X-Y移动工作台上的双向太阳光跟踪装置、设置在双向太阳光跟踪装置上的太阳能集热罩、传送链条、间隔设置在传送链条上的多个干燥桶、链条驱动机构和控制器；所述双向太阳光跟踪装置包括支撑结构、带动太阳能集热罩旋转的旋转机构以及带动太阳能集热罩摆动的仰角调整机构；所述干燥桶的外壁设置有光传感器，干燥桶的内部设置有湿度传感器；所述控制器分别与X-Y移动工作台、旋转机构、仰角调整机构、链条驱动机构、光传感器和湿度传感器电连接。采用本申请的污泥干燥系统，不仅提高了干燥工艺的自动化程度，而且能实时自动跟踪太阳光，使其聚焦在干燥桶上进行干燥，从而更好的利用了太阳能聚热，进而更好、更有效地实现了对淤泥的干燥处理，在废弃淤泥处理中达到无害化、减量化及资源化的目的。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明作进一步描述。
图1为本申请的整体结构示意图；
图2为X-Y移动工作台的结构示意图；
图3为双向太阳光跟踪装置的结构示意图。
具体实施方式
以下将结合附图对本发明进行详细说明。
如图1所示，本发明公开了一种全自动跟踪太阳能污泥干燥系统，包括X-Y移动工作台1、双向太阳光跟踪装置2、太阳能集热罩3、传送链条4、与传送链条连接的多个干燥桶5、链条驱动机构和控制器。多个干燥桶沿传送链条的传送方向间隔布置。
如图2所示，所述X-Y移动工作台包括X向底板101、设置在X向底板上的X向导轨102、与X向导轨滑动配合的Y向底板103、驱动Y向底板沿X向滑动的X向丝杆步进电机104、设置在Y向底板上的Y向导轨105、与Y向导轨滑动配合的活动板106以及驱动活动板沿Y向滑动的Y向丝杆步进电机107。具体的工作原理为：X向丝杆步进电机的丝杆与Y向底板螺纹连接，X向丝杆步进电机的电机带动丝杆转动，利用丝杠传动原理，即可带动Y向底板沿X向滑动；Y向丝杆步进电机的丝杆与活动板螺纹连接，Y向丝杆步进电机的电机带动丝杆转动，利用丝杠传动原理，即可带动活动板沿Y向滑动。
如图3所示，所述双向太阳光跟踪装置包括支撑结构、带动太阳能集热罩旋转的旋转机构以及带动太阳能集热罩摆动的仰角调整机构。具体来说，所述支撑结构包括设置在活动板上的支撑底板201、设置在支撑底板上的支撑套202以及固定外套于支撑套的齿圈203。所述旋转机构包括旋转平台204、旋转芯轴205和旋转驱动机构；所述旋转平台设置在支撑套的顶部，所述旋转芯轴上端穿过旋转平台且与旋转平台固定连接，旋转芯轴下端内套于支撑套且与支撑套支撑转动连接，具体来说，旋转芯轴的下端通过轴承与支撑套转动连接，在支撑套的内壁形成支撑该轴承的凸台；所述旋转驱动机构包括设置在旋转平台顶部的旋转电机206、设置在旋转电机输出轴的主动锥齿轮207、竖直穿过旋转平台且与旋转平台支撑转动连接的传动轴208、固定套设在传动轴顶部且与主动锥齿轮啮合传动的从动锥齿轮209以及固定套设在传动轴底部且与齿圈啮合传动的行星齿轮210；所述传动轴也通过轴承与旋转平台转动连接，在旋转平台上也设置有支撑该轴承的凸台。所述太阳能集热罩的背部与旋转芯轴的顶部铰接，所述仰角调整机构为倾斜设置的电动推杆211，所述电动推杆的顶端与太阳能集热罩铰接，底端与旋转平台铰接。具体的旋转过程为：旋转电机启动，通过锥齿轮传动结构和齿轮齿圈传动结构，带动旋转平台、旋转芯轴和太阳能集热罩一起绕旋转芯轴的轴线旋转。具体的摆动过程为：电动推杆的电机启动，使电动推杆的丝杆轴向移动，从而拉动太阳能集热罩绕旋转芯轴顶部的铰接中心摆动。
所述干燥桶的外壁设置有光传感器，干燥桶的内部设置有湿度传感器；所述控制器分别与X向丝杆步进电机、Y向丝杆步进电机、旋转电机、电动推杆、链条驱动机构、光传感器和湿度传感器电连接。
干燥污泥时，污泥盛装在干燥桶内，通过传送链条带动干燥桶传动，初始状态时，使太阳能集热罩的聚光面的焦点落在污泥干燥桶，随着干燥过程的进行，太阳光入射角度发生变化，光传感器感受到光强度的变化，将信号反馈给控制器，控制器协同控制X-Y移动工作台、旋转机构和仰角调整机构，以便调整太阳能集热罩的位置、高度角和方位角，使太阳能集热罩的聚光面的焦点始终落在污泥干燥桶，这样就大大提高了集热效率和干燥效率，当污泥干燥达到干燥标准时，湿度传感器将信号反馈给控制器，控制器控制链条驱动机构响应，传送链条启动，以便送进新污泥干燥桶，送出已干燥的污泥干燥桶。
综上所述，采用本申请的污泥干燥系统，不仅提高了干燥工艺的自动化程度，而且能实时自动跟踪太阳光，使其聚焦在干燥桶上进行干燥，从而更好的利用了太阳能聚热，进而更好、更有效地实现了对淤泥的干燥处理，在废弃淤泥处理中达到无害化、减量化及资源化的目的。
最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。
Claims (5)
1.一种全自动跟踪太阳能污泥干燥系统，其特征在于：包括X-Y移动工作台、设置在X-Y移动工作台上的双向太阳光跟踪装置、设置在双向太阳光跟踪装置上的太阳能集热罩、传送链条、间隔设置在传送链条上的多个干燥桶、链条驱动机构和控制器；所述双向太阳光跟踪装置包括支撑结构、带动太阳能集热罩旋转的旋转机构以及带动太阳能集热罩摆动的仰角调整机构；所述干燥桶的外壁设置有光传感器，干燥桶的内部设置有湿度传感器；所述控制器分别与X-Y移动工作台、旋转机构、仰角调整机构、链条驱动机构、光传感器和湿度传感器电连接。
2.根据权利要求1所述的全自动跟踪太阳能污泥干燥系统，其特征在于：所述支撑结构包括支撑底板、设置在支撑底板上的支撑套以及固定外套于支撑套的齿圈；所述旋转机构包括旋转平台、旋转芯轴和旋转驱动机构，所述旋转平台设置在支撑套的顶部，所述旋转芯轴上端穿过旋转平台且与旋转平台固定连接，旋转芯轴下端内套于支撑套且与支撑套支撑转动连接，所述旋转驱动机构包括设置在旋转平台顶部的旋转电机、设置在旋转电机输出轴的主动锥齿轮、竖直穿过旋转平台且与旋转平台支撑转动连接的传动轴、固定套设在传动轴顶部且与主动锥齿轮啮合传动的从动锥齿轮以及固定套设在传动轴底部且与齿圈啮合传动的行星齿轮；所述太阳能集热罩与旋转芯轴的顶部铰接。
3.根据权利要求2所述的全自动跟踪太阳能污泥干燥系统，其特征在于：所述仰角调整机构为倾斜设置的电动推杆，所述电动推杆的顶端与太阳能集热罩铰接，底端与旋转平台铰接。
4.根据权利要求3所述的全自动跟踪太阳能污泥干燥系统，其特征在于：所述旋转芯轴的下端通过轴承与支撑套转动连接，在支撑套的内壁形成支撑该轴承的凸台；所述传动轴也通过轴承与旋转平台转动连接，在旋转平台上也设置有支撑该轴承的凸台。
5.根据权利要求2-4任意一项所述的全自动跟踪太阳能污泥干燥系统，其特征在于：所述X-Y移动工作台包括X向底板、设置在X向底板上的X向导轨、与X向导轨滑动配合的Y向底板、驱动Y向底板沿X向滑动的X向丝杆步进电机、设置在Y向底板上的Y向导轨、与Y向导轨滑动配合的活动板以及驱动活动板沿Y向滑动的Y向丝杆步进电机，所述支撑底板设置在活动板上。
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