CN110075730B - 一种能够自动升降的潜水搅拌机 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种能够自动升降的潜水搅拌机，包括升降装置、定转数潜水搅拌机、位移传感器、功率监测仪、计时器以及控制器，所述升降装置用于调整定转数潜水搅拌机的位置，所述控制器根据位移传感器检测的潜水搅拌机的位置、计时器记录的潜水搅拌机在上位移点工作的时长、潜水搅拌机的输出功率通过升降装置调节潜水搅拌机的位置。本发明可实现根据搅拌池污水密度进行自动调节潜水搅拌器的工作位置，并加强了搅拌范围、效率、效果。

Description

一种能够自动升降的潜水搅拌机
技术领域
本发明涉及水力机械技术领域，具体涉及一种能够自动升降的潜水搅拌机。
背景技术
潜水搅拌机主要的作用是对池中的介质进行搅拌、混合，防止泥沙沉积，创建水、介质混合的流动。在处理城市污水、工业废水、农业污水方面有着广泛的应用。目前，普通的潜水搅拌器的安装形式固定，且没有对搅拌效果的反馈，搅拌的范围小、效果差，容易出现搅拌不充分、池底淤积严重的问题。
如授权公告号为CN203620532 U的一种潜水搅拌机的安装结构所述的安装结构，只能人为的对潜水搅拌机的工作位置进行调节，浪费人力资源并不能对污水池中底层的污水搅拌效果做出反馈评估，会导致池底搅拌不均匀、沉积的现象。
如授权公告号为CN207126483U的潜水搅拌机可调安装装置所述的安装结构，只能人为的对潜水搅拌机工作位置进行定位调整，定位不准确并且浪费人力资源，也不能对搅拌效果进行反馈评估。
发明内容
为了解决上述问题，本发明提出了一种能够自动升降的潜水搅拌机，具有可自动根据工况调整潜水搅拌机工作位置并精确定位的功能，并可以对污水池深层搅拌的效果进行反馈；本发明还提出了基于上述升降装置的控制系统，实现了自动化控制。
为了达到上述目的，本发明的技术方案是：
一种能够自动升降的潜水搅拌机，其特征在于，包括升降装置、定转数潜水搅拌机、位移传感器、功率监测仪、计时器以及控制器，所述升降装置用于调整定转数潜水搅拌机的位置，
所述功率监测仪安装在潜水搅拌机中，用于检测潜水搅拌机的输出功率；
所述位移传感器安装在能够检测潜水搅拌机位移的位置，用于检测潜水搅拌机的上位移点和下位移点；
所述计时器用于记录潜水搅拌机在上位移点工作的时长；
所述控制器根据位移传感器检测的潜水搅拌机的位置、计时器记录的潜水搅拌机在上位移点工作的时长、潜水搅拌机的输出功率通过升降装置调节潜水搅拌机的位置。
进一步地，所述升降装置为气动升降装置、液压升降装置、丝杆升降装置或者电动升降装置。
进一步地，所述控制器的控制策略为：当潜水搅拌机在上位移点时，计时器记录潜水搅拌机在上位移点工作的时长，当该时长达到设定时间后，控制器控制升降装置使潜水搅拌机向下移动到下位移点，并启动功率检测仪检测潜水搅拌机的输出功率；当潜水搅拌机的输出功率达到预设的功率阈值后，控制器控制升降装置使潜水搅拌机向上移动。
进一步地，所述升降装置包括固定在支架上的缸套，装在缸套内的活塞，装在活塞上并与定转数潜水搅拌机连接的连杆；所述缸套的上部由缸盖密封；缸盖上设有进气孔、排气孔，所述排气孔上装有排气阀；进气孔与空气压缩机出口连接，进气孔与空气压缩机之间设有阀门，所述控制器与空气压缩机、阀门、电机相连；所述连杆上设有止挡部，所述止挡部与支架之间设置弹簧。
进一步地，所述排气阀的开闭由安装在电机轴上杆件控制。
进一步地，所述控制器的控制电路包括：一条干路和与之串联的四条并联支路：第一支路、第二支路、第三支路、第四支路；
所述干路包括总开关FR、第一常闭开关SB1；
所述第一支路包括：依次串联的第一常开开关SB5-2、第二常闭开关SB2-1、计时器，第一常开开关SB5-2与第四副触点K4并联，形成自锁；当位移传感器检测到潜水搅拌机在上位移点时第一常开开关SB5-2触发；当计时器计时达到设定阈值时第二常闭开关SB2-1触发；
所述第二支路用于控制阀门、空气压缩机的工作状态，包括依次串联的第二常开开关SB2-2、第三常闭开关一SB3-1，阀门与空气压缩机并联后串联于第二支路中；第二常开开关SB2-2与第一副触点K1并联，形成自锁；当计时器计时达到设定阈值时第二常开开关SB2-2触发；当位移传感器检测到潜水搅拌机在下位移点时第三常闭开关一SB3-1触发；
所述第三支路用于控制电机的开关，包括依次串联的第三常开开关SB3-2、第四常开开关SB4-2、第五常闭开关一SB5-1、电机；第三常开开关SB3-2与第二副触点K2并联，形成自锁；第四常开开关SB4-2与第三副触点K3并联，形成自锁；当位移传感器检测到潜水搅拌机在下位移点时第三常开开关SB3-2触发；当功率监测仪检测到潜水搅拌机的输出功率达到预设的功率阈值后第四常开开关SB4-2触发；当位移传感器检测到潜水搅拌机在上位移点时第五常闭开关一SB5-1触发；
所述第四支路用于控制电机开关，包括依次串联的第六常开开关SB6、第四常闭开关SB4-1、第三常闭开关二SB3-1’、第五常闭开关二SB5-1’、电机；第六常开开关SB6为复位开关；第六常开开关SB6与第五副触点K5并联，形成自锁；当位移传感器检测到潜水搅拌机在下位移点时第三常闭开关二SB3-1’触发；当功率监测仪检测到潜水搅拌机的输出功率达到预设的功率阈值后第四常闭开关SB4-1触发；当位移传感器检测到潜水搅拌机在上位移点时第五常闭开关二SB5-1’触发。
进一步地，所述电机、空气压缩机均安装在上支架上部；所述缸套安装在上支架下部；上支架安装在右下支架与左下支架上，所述左下支架安装在地面上，所述右下支架安装在池底上；连杆穿过右下支架与左下支架之间的空隙。
进一步地，止挡部下部、右下支架与左下支架均设有弹簧座。
本发明所述的能够自动升降的潜水搅拌机，所述功率监测仪安装在潜水搅拌机中，用于检测潜水搅拌机的输出功率；本发明中将潜水搅拌机的输出功率作为所搅拌的液体浓度、粘度以及沉积程度，可根据工况人为设置功率反馈的阈值，控制池底密度和减少池底沉积。所述位移传感器可根据工况人为设置上、下位移点，控制定转数搅拌器的工作行程；安装在能够检测潜水搅拌机位移的位置，用于检测潜水搅拌机的上位移点和下位移点。所述计时器用于记录潜水搅拌机在上位移点工作的时长。所述控制器根据位移传感器检测的潜水搅拌机的位置、计时器记录的潜水搅拌机在上位移点工作的时长、潜水搅拌机的输出功率通过升降装置调节潜水搅拌机的位置。因此，本发明通过功率检测仪对潜水搅拌机的功率反馈、位移传感器的位移反馈和控制系统实现自动控制；可根据工况自动调整潜水搅拌器工作位置并精确定位的功能，加强了搅拌的范围、效率和效果。
另外，本发明中升降装置采用气动升降装置，缸套、缸盖内工作介质为空气，清洁、无污染，安全系数高。
所述弹簧支撑定转数潜水搅拌机，停止工作后不需要耗费其他的能源进行支撑，降低了消耗，增加稳定性。
附图说明
图1为本发明所述能够自动升降的潜水搅拌机—实施方式的剖视图。
图2为能够自动升降的潜水搅拌机—实施方式的电路控制图。
图3为本发明能够自动升降的潜水搅拌机—实施方式的流程图。
图中：1.缸盖、2.空气阀门、3.空气压缩机、4.管道、5.进气孔、6.缸套、7.上支架、8.连接螺钉、9.杆件、10.下支架、11.潜水搅拌机、12.弹簧、13.弹簧座、14.活塞、15.排气阀、16.排气孔、17.电机、18.连杆、19.位移传感器、20.左下支架、21.功率监测仪。
具体实施方式
下面结合附图以及具体实施例对本发明作进一步的说明，但本发明的保护范围并不限于此。
本发明所述的能够自动升降的潜水搅拌机，包括升降装置、定转数潜水搅拌机11、位移传感器19、功率监测仪21、计时器以及控制器，所述升降装置用于调整定转数潜水搅拌机11的位置。所述升降装置可以选用气动升降装置、液压升降装置、丝杆升降装置或者电动升降装置。
如图1所示，本实施例中的升降装置采用气动升降装置，包括固定在支架上的缸套6，装在缸套6内的活塞14，装在活塞14上并与定转数潜水搅拌机11连接的连杆9；所述缸套6的上部由缸盖1密封；缸盖1上设有进气孔5、排气孔16，所述排气孔16上装有排气阀15；进气孔5与空气压缩机3出口连接，进气孔5与空气压缩机3之间设有阀门2，所述排气阀15的开闭由安装在电机17轴上杆件18控制，所述控制器与空气压缩机3、阀门2、电机17相连；所述连杆9上设有止挡部，所述止挡部与支架之间设置弹簧12。
所述电机17、空气压缩机3均安装在上支架7上部；所述缸套6安装在上支架7下部；上支架7安装在右下支架10与左下支架20上，所述左下支架20安装在地面上，所述右下支架10安装在池底上；连杆9穿过右下支架10与左下支架之间的空隙。止挡部下部、右下支架10与左下支架均设有弹簧座，所述弹簧12安装在两个弹簧座13之间。
所述功率监测仪21安装在潜水搅拌机11中，用于检测潜水搅拌机11的输出功率。所述位移传感器19安装在能够检测潜水搅拌机11位移的位置，用于检测潜水搅拌机11的上位移点和下位移点。所述计时器用于记录潜水搅拌机11在上位移点工作的时长
所述控制器根据位移传感器19检测的潜水搅拌机11的位置、计时器记录的潜水搅拌机11在上位移点工作的时长、潜水搅拌机11的输出功率通过升降装置调节潜水搅拌机11的位置。
所述控制器的控制策略为：当潜水搅拌机11在上位移点时，计时器记录潜水搅拌机11在上位移点工作的时长，当该时长达到设定时间后，控制器控制升降装置使潜水搅拌机11向下移动到下位移点，并启动功率检测仪21检测潜水搅拌机11的输出功率；当潜水搅拌机11的输出功率达到预设的功率阈值后，控制器控制升降装置使潜水搅拌机11向上移动。
如图2所示，所述控制器的控制电路包括：一条干路和与之串联的四条并联支路：第一支路、第二支路、第三支路、第四支路；
所述干路包括总开关FR、第一常闭开关SB1；
所述第一支路包括：依次串联的第一常开开关SB5-2、第二常闭开关SB2-1、计时器，第一常开开关SB5-2与第四副触点K4并联，形成自锁；当位移传感器19检测到潜水搅拌机11在上位移点时第一常开开关SB5-2触发；当计时器计时达到设定阈值时第二常闭开关SB2-1触发；
所述第二支路用于控制阀门、空气压缩机的工作状态，包括依次串联的第二常开开关SB2-2、第三常闭开关一SB3-1，阀门与空气压缩机并联后串联于第二支路中；第二常开开关SB2-2与第一副触点K1并联，形成自锁；当计时器计时达到设定阈值时第二常开开关SB2-2触发；当位移传感器19检测到潜水搅拌机11在下位移点时第三常闭开关一SB3-1触发；
所述第三支路用于控制电机17的开关，包括依次串联的第三常开开关SB3-2、第四常开开关SB4-2、第五常闭开关一SB5-1、电机；第三常开开关SB3-2与第二副触点K2并联，形成自锁；第四常开开关SB4-2与第三副触点K3并联，形成自锁；当位移传感器19检测到潜水搅拌机11在下位移点时第三常开开关SB3-2触发；当功率监测仪21检测到潜水搅拌机11的输出功率达到预设的功率阈值后第四常开开关SB4-2触发；当位移传感器19检测到潜水搅拌机11在上位移点时第五常闭开关一SB5-1触发；
所述第四支路用于控制电机17开关，包括依次串联的第六常开开关SB6、第四常闭开关SB4-1、第三常闭开关二SB3-1’、第五常闭开关二SB5-1’、电机；第六常开开关SB6为复位开关；第六常开开关SB6与第五副触点K5并联，形成自锁；当位移传感器19检测到潜水搅拌机11在下位移点时第三常闭开关二SB3-1’触发；当功率监测仪21检测到潜水搅拌机11的输出功率达到预设的功率阈值后第四常闭开关SB4-1触发；当位移传感器19检测到潜水搅拌机11在上位移点时第五常闭开关二SB5-1’触发。
如图3所示，本发明的工作过程分两个阶段：关闭阶段、工作阶段。
位移传感器的上下位移反馈点需要人为设定，并可以此来调节工作行程，满足不同的工况要求。
功率传感器的功率反馈监测点需要人为设定，并可以此来控制池底搅拌后的密度，并满足不同的工况要求。此处设置为额定功率P的1.1倍。
关闭阶段：定转数潜水搅拌机11停止工作，空气压缩机3关闭，阀门2关闭，电机17关闭，杆件18处于90°，排气阀15关闭；位移传感器19关闭，功率监测仪21关闭；电路总开关FR处于断开状态；定转数潜水搅拌机11由弹簧来支撑。
工作阶段：分为三种情况：
情况一：当处于位移传感器19的上位移点时启动。
行程一：此时，位移传感器19进行上位移点的反馈，从而电路第一支路中的第一常开开关SB5-2闭合，并与第四副触点K4形成自锁，第一支路为通路，计时器开始工作计时。此时，第二常开开关SB2-2处于断开状态、第三常开开关SB3-2处于断开状态、第五常闭开关SB5-1处于断开状态，因此第二第三第四支路为断路状态，进而空气压缩机3、阀门2、电机17、排气阀15处于关闭状态，进而定转数潜水搅拌机11在上位移点工作。
行程二：当计时器计时结束时，由计时器控制的第一支路的第二常闭开关SB2-1断开，第四副触点K4处恢复断开状态，第一支路处于断路状态，计时器关闭；第二支路的第二常开开关SB2-2闭合，第二支路为通路，并与第一副触点K1形成自锁，确保第二支路在定转数搅拌机11到达下位移点前一直为通路，进而阀门2打开、空气压缩机3工作；此时，第三常开开关SB3-2处于断开状态、第六常开开关SB6处于断开状态，因此第三、四支路处于断开状态，电机17处于关闭状态，排气阀15处于关闭状态。进而空气压缩机3将高压气体输送进入缸套6、缸盖1内，进而高压气体与外界形成压差，推动活塞14向下运动，从而带动连杆9与定转数潜水搅拌机11向下运动。
行程三：当向下运动至下位移点时，位移传感器19进行下位移点的反馈，从而电路第二支路中的第三常闭开关SB3-1断开，第二支路断路，进而第一副触点K1处的自锁恢复，阀门2、空气压缩机3关闭；第一常开开关处于断开状态、第六常开开关处于断开状态，因此第一、四支路处于断开状态；第三支路第三常开开关SB3-2闭合，第四常开开关SB4-2根据功率监测仪21的反馈进行控制，当下位移点处的密度高于搅拌池上层密度时，由于密度越高，从而受到的扭矩越大，再根据潜水搅拌机中的定转数电机的特性，扭矩变大而保持转数不变，则功率上升。当功率反馈高于监测点的功率时，第三支路中的第四常开开关SB4-2依旧保持常开状态，从而第三支路处于断路状态，电机17、排气阀15处于关闭状态。进而定转数潜水搅拌机11保持在下位移点工作，直到密度降低到可以使反馈的功率低于监测点1.1P的功率。当功率反馈低于监测点的功率时，第三支路的第四常开开关SB4-2闭合，并且在第二副触点K2与第三副触点K3处形成自锁，从而确保在到达上位移点前第三支路处于通路状态；第一、二、四支路处于短路状态。电机17工作，从90°转至0°，进而排气阀15打开。缸套6、缸盖1内高压气体由排气孔16排出，从而与外界的压差降低，活塞14向上运动，带动连杆9、定转数潜水搅拌机11向上运动。
行程四：当向上运动至上位移点时，位移传感器19进行上位移点的反馈，从而第三支路的第五常闭开关SB5-1断开，第三支路为断路，从而电机17关闭，从0°转至90°，进而排气阀15关闭；第二、四支路处于断路状态；第一支路第一常开开关SB5-2闭合，第一支路为通路，进而计时器开始计时，并重复之前的进程。
情况二：当处于位移传感器19的下位移点时启动。从情况一的行程三开始工作，并依照情况一的四个行程循环工作。
情况三：当处于位移传感器19的上位移点和下位移点之间时启动。第一、二、三支路处于断开状态，启动第六常开开关SB6，第四支路为通路，并且与第五副触点形成自锁，从而电机17工作，进而排气阀15打开。缸套6、缸盖1内高压气体由排气孔16排出，从而与外界的压差降低，活塞14向上运动，带动连杆9、定转数潜水搅拌机11向上运动。当向上运动至上位移点时，位移传感器19进行上位移点的反馈，从而第二、三、四支路处于断路状态；第一支路第一常开开关SB5-2闭合，第一支路为通路，进而计时器开始计时，并按照情况一的四个行程进行循环工作。
所述实施例为本发明的优选的实施方式，但本发明并不限于上述实施方式，在不背离本发明的实质内容的情况下，本领域技术人员能够做出的任何显而易见的改进、替换或变型均属于本发明的保护范围。

Claims (5)

1.一种能够自动升降的潜水搅拌机，其特征在于，包括升降装置、定转数潜水搅拌机(11)、位移传感器(19)、功率监测仪(21)、计时器以及控制器，所述升降装置用于调整定转数潜水搅拌机(11)的位置，
所述功率监测仪(21)安装在潜水搅拌机(11)中，用于检测潜水搅拌机(11)的输出功率；
所述位移传感器(19)安装在能够检测潜水搅拌机(11)位移的位置，用于检测潜水搅拌机(11)的上位移点和下位移点；
所述计时器用于记录潜水搅拌机(11)在上位移点工作的时长；
所述控制器根据位移传感器(19)检测的潜水搅拌机(11)的位置、计时器记录的潜水搅拌机(11)在上位移点工作的时长、潜水搅拌机(11)的输出功率通过升降装置调节潜水搅拌机(11)的位置；
所述升降装置包括固定在支架上的缸套(6)，装在缸套(6)内的活塞(14)，装在活塞(14)上并与定转数潜水搅拌机(11)连接的连杆(9)；所述缸套(6)的上部由缸盖(1)密封；缸盖(1)上设有进气孔(5)、排气孔(16)，所述排气孔(16)上装有排气阀(15)；进气孔(5)与空气压缩机(3)出口连接，进气孔(5)与空气压缩机(3)之间设有阀门(2)，所述控制器与空气压缩机(3)、阀门(2)、电机(17)相连；所述连杆(9)上设有止挡部，所述止挡部与支架之间设置弹簧(12)；
所述排气阀(15)的开闭由安装在电机(17)轴上杆件(18)控制；
所述控制器的控制电路包括：一条干路和与之串联的四条并联支路：第一支路、第二支路、第三支路、第四支路；
所述干路包括总开关FR、第一常闭开关SB1；
所述第一支路包括：依次串联的第一常开开关SB5-2、第二常闭开关SB2-1、计时器，第一常开开关SB5-2与第四副触点K4并联，形成自锁；当位移传感器(19)检测到潜水搅拌机(11)在上位移点时第一常开开关SB5-2触发；当计时器计时达到设定阈值时第二常闭开关SB2-1触发；
所述第二支路用于控制阀门、空气压缩机的工作状态，包括依次串联的第二常开开关SB2-2、第三常闭开关一SB3-1，阀门与空气压缩机并联后串联于第二支路中；第二常开开关SB2-2与第一副触点K1并联，形成自锁；当计时器计时达到设定阈值时第二常开开关SB2-2触发；当位移传感器(19)检测到潜水搅拌机(11)在下位移点时第三常闭开关一SB3-1触发；
所述第三支路用于控制电机(17)的开关，包括依次串联的第三常开开关SB3-2、第四常开开关SB4-2、第五常闭开关一SB5-1、电机；第三常开开关SB3-2与第二副触点K2并联，形成自锁；第四常开开关SB4-2与第三副触点K3并联，形成自锁；当位移传感器(19)检测到潜水搅拌机(11)在下位移点时第三常开开关SB3-2触发；当功率监测仪(21)检测到潜水搅拌机(11)的输出功率达到预设的功率阈值后第四常开开关SB4-2触发；当位移传感器(19)检测到潜水搅拌机(11)在上位移点时第五常闭开关一SB5-1触发；
所述第四支路用于控制电机(17)开关，包括依次串联的第六常开开关SB6、第四常闭开关SB4-1、第三常闭开关二SB3-1’、第五常闭开关二SB5-1’、电机；第六常开开关SB6为复位开关；第六常开开关SB6与第五副触点K5并联，形成自锁；当位移传感器(19)检测到潜水搅拌机(11)在下位移点时第三常闭开关二SB3-1’触发；当功率监测仪(21)检测到潜水搅拌机(11)的输出功率达到预设的功率阈值后第四常闭开关SB4-1触发；当位移传感器(19)检测到潜水搅拌机(11)在上位移点时第五常闭开关二SB5-1’触发。
2.根据权利要求1所述的能够自动升降的潜水搅拌机，其特征在于，所述升降装置为气动升降装置、液压升降装置、丝杆升降装置或者电动升降装置。
3.根据权利要求1所述的能够自动升降的潜水搅拌机，其特征在于，所述控制器的控制策略为：当潜水搅拌机(11)在上位移点时，计时器记录潜水搅拌机(11)在上位移点工作的时长，当该时长达到设定时间后，控制器控制升降装置使潜水搅拌机(11)向下移动到下位移点，并启动功率检测仪(21)检测潜水搅拌机(11)的输出功率；当潜水搅拌机(11)的输出功率达到预设的功率阈值后，控制器控制升降装置使潜水搅拌机(11)向上移动。
4.如权利要求1所述的能够自动升降的潜水搅拌机，其特征在于，所述电机(17)、空气压缩机(3)均安装在上支架(7)上部；所述缸套(6)安装在上支架(7)下部；上支架(7)安装在右下支架(10)与左下支架(20)上，所述左下支架(20)安装在地面上，所述右下支架(10)安装在池底上；连杆(9)穿过右下支架(10)与左下支架之间的空隙。
5.如权利要求4所述的能够自动升降的潜水搅拌机，其特征在于，止挡部下部、右下支架(10)与左下支架均设有弹簧座。
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