CN111362327B - 预防河流污染的污水检测设备 - Google Patents

Abstract

本申请涉及污水处理技术领域，具体公开了预防河流污染的污水检测设备，其包括污水排管和预防池，污水排管上沿水流方向依次设置有主泵、加压泵、污水检测部和换向阀，通过切换换向阀可将污水分别导入河道和预防池内；污水检测部包括文丘里管和检测管，换向阀的污水进口连通出口段；检测管的一端连通入口段，检测管的另一端连通喉部，检测管内设有污水检测传感器，加压泵与污水检测传感器通过控制器信号连接；喉部内设有动力环，动力环与喉部的内壁滑动连接，动力环内嵌永磁体，喉部的外周设有线圈，动力环相对线圈向不同方向滑动，线圈内形成不同方向的电动势，通过该电动势可以控制换向阀切换。

Description

预防河流污染的污水检测设备

技术领域

本发明涉及污水处理技术领域，具体涉及预防河流污染的污水检测设备。

背景技术

现有水质在线监测系统的应用：如城市污水处理厂水质在线监测系统，由污水处理厂现场监测站、监测中心、管理中心和通讯网络系统组成。监测站一般设置在各期工程的进、出水口附近，一般每台分析仪器只分析一种水质指标，且需要配备一台水质采样器，当同一监测点需要监测多项水质指标时，需要配置几种不同的水质采样器来满足各在线监测分析仪器的需要。因为要得到比较准确的在线监测数据，在分析以前要对采集的样品进行预处理(设备结构复杂，成本高)。其工作过程是监测站设备连续不间断地按设定采样时间间隔，重复进行采样并预处理、在线监测分析、对分析数据采集并传输出去，如有水质参数超标，就报警并留取水样备实验室检测核对。也就是说，水质在线自动监测系统是先采样，后分析，当水质指标超标时再留样报警。

中国专利公开号：CN102637003A，公开日2012年月15日，公开了一种水污染监测自动采样决策系统，其特征在于，包括在线检测传感器、预处理电路、单片机、无线传输模块和采样装置；其中的在线检测传感器为含有PH值、电导率、溶解氧及浊度和温度的五个传感器组构成的在线监测传感系统，该在线监测传感系统通过预处理电路将采集的多路信号送入具有PH值、电导率、溶解氧及浊度、温度五个水质常规参数的绝对值和相对值算法的单片机信号输入端；该单片机通过接口电路与无线传输模块实现通信连接；该单片机的控制输出端通过接口电路与采样装置的驱动电路连接。

虽然现有的系统中设定了相应的传感器检测处理后的污水是否达标，但在处理后的污水未达标时，并为设置及时终止水排放的终止装置；因此，一旦污水处理设备出现故障，导致污水处理不达标时，就需要值班人员及时作出反应才能迅速终止不达标污水的排放。

发明内容

本发明的目的在于提供预防河流污染的污水检测设备，以在污水处理不达标时，及时终止污水排放。

预防河流污染的污水检测设备包括污水排管和预防池，污水排管上沿水流方向依次设置有主泵、加压泵、污水检测部和换向阀；所述换向阀包括污水进口、第一排口和第二排口，第一排口通向河道，第二排口连通预防池；

所述污水检测部包括文丘里管和检测管，文丘里管包括沿水流方向依次设置的入口段、喉部和出口段，所述换向阀的污水进口连通出口段；检测管的一端连通入口段，检测管的另一端连通喉部，检测管内设有污水检测传感器，加压泵为电控泵，加压泵与污水检测传感器通过控制器信号连接；

所述喉部内设有动力环，动力环与喉部的内壁滑动连接，且喉部的侧壁上设有位于换向阀和动力环之间的限位凸棱，限位凸棱和动力环之间设有压簧I；所述动力环内嵌有永磁体，且喉部的外周设有线圈，换向阀为电磁阀，电磁阀连接电源，且线圈通过三极管I和三极管II电连接换向阀以控制电磁阀换向。

本方案的原理在于：

在对污水完成处理进行排放时，主泵和加压泵同时启动，以增大排水水压，提高排水流速；由于主泵和加压泵同时启动，污水排管内水压增大，因此水的压力将作用在动力环上，以克服压簧I的弹力，使得动力环向出口段滑动；由于动力环内嵌永磁体，在动力环相对于线圈运动时，线圈内将形成感应电动势，且动力环运动方向改变，感应电动势的方向也将改变，即动力环朝向出口段运动，线圈内形成正向感应电动势，动力环背离出口段运动，线圈内形成反向的感应电动势。

将线圈内形成的感应电动势加载到三极管I和三级管II的栅极，可使三极管I和II导通。即动力环朝向出口段运动，三极管I导通，换向阀切换为连通污水排管和河道；动力环背离出口段运动，三级管II导通，换向阀切换为连通污水排管和预防池。

在主泵和加压泵均启动的情况下，文丘里管的入口段内将形成较大的水压，因此水流将快速经过喉部，从而使得喉部的压强降低，使得检测管的两端形成压力差，则在检测管内也会形成水流，检测管起到对污水取样的作用；并由污水检测传感器检测检测管内污水的杂质含量，并将相关数据反馈到控制器，在水中的各项杂质超标后，控制器将控制加压泵停止运行，从而污水排管内的水压降低，施加在动力环上的压力降低，则在压簧I的弹力作用下，动力环向入口段滑动，污水进入预防池内。

综上所述，本基础方案的有益效果在于：

（1）在污水排放不达标时，污水将排入到预防池内，避免污水污染河水；在水处理设备进行维护更新后，再排放到河道中；另外，在换向阀将污水排管和预防池连通时，加压泵始终处于关闭状态，预防池通常也设置在工厂内部，仅主泵工作即可满足短距离的输送；而在将污水泵入河道时，通常要对水进行长距离的输送，主泵和加压泵同时工作有利于水的长距离输送。

（2）由于污水排管在正常排放污水时，污水排管内形成急速高压的水流，以提高污水排放的效率，因此将污水检测传感器直接安装在污水排管内，使其长期受到高速水流的冲刷和挤压，极易导致污水检测传感器的损坏，导致维护成本升高；而将污水检测传感器安装在检测管内，由于水流在检测管内通过入口段和喉部的压差流动，且检测管相对于污水排管的直径更小，水流在检测管内流动的阻力相对在污水排管内流动的阻力更大，因此检测管内的水流流速较缓，有利于延长污水检测传感器的使用寿命。

优选方案一：作为对基础方案的进一步优化，所述动力环可封堵检测管和喉部的连接口，动力环向换向阀滑动，检测管和喉部的连接口导通，动力环向入口段滑动，检测管和喉部的连接口封堵；所述检测管与入口段通过第一单向阀连通，第一单向阀的进口连通入口段，第一单向阀的出口连通检测管，所述检测管上设有取液口，取液口上连接手动截止阀。

在优选方案一中，动力环向出口段滑动并处于稳定位置后，检测管和喉部的连接口导通，从而污水排管中的水流才可进入检测管内。而在加压泵关闭的情况下，加压环退回到靠近入口段的一端，此时动力环使得检测管和喉部的连接口封堵，且检测管与入口段通过第一单向阀连通；因此检测管所采集的水样将被隔离在取样管内，通过打开手动截止阀，可排出检测管内的水样，从而便于对污水中的成分进行分析，以便针对性的对设备进行维护。

优选方案二：作为对优选方案一的进一步优化，所述检测管与喉部连接的一端内部滑动连接有挤压杆，挤压杆的轴向设有若干通槽，并设有压簧II与挤压杆远离喉部的一端相抵；挤压杆朝向喉部一端设置为可伸入喉部的球面，动力环向入口段滑动将挤压杆压入检测管内；检测管内壁设有可与通槽配合的凸棱，挤压杆被压入检测管时，凸棱与通槽配合。

在优选方案二中，在动力环向出口段滑动将检测管和喉部的连接口导通时，挤压杆将伸入喉部内，此时，检测管通过挤压杆侧面的通槽连通喉部。在动力环向入口段滑动的过程中，动力环将挤压挤压杆的球面，从而使得挤压杆向检测管的内部滑动；同时，凸棱与通槽形成配合，挤压杆迅速将检测管阻断，且在挤压杆继续向检测管内部滑动时，挤压杆将对检测管内的水进行挤压，从而增大检测管内部的水压。由于检测管内部的水压增大，在打开手动截止阀时，便于检测管内部的水样排出。

优选方案三：作为对优选方案二的进一步优化，所述检测管连接第一单向阀的一端设有热电截止阀，热电截止阀的拉杆上连接双金属片，双金属片弯曲截止阀关闭；三极管II和换向阀组成的电路中串联有电热板，双金属片的一端固定在电热板上，动力环向出口段滑动，双金属片受热弯曲。

在优选方案三中，动力环向出口段滑动，双金属片弯曲，从而将使得热电截止阀处于关闭状态；而当动力环处于稳定状态后，电热板的温度逐渐降低，双金属片也将逐渐伸直，又使得热电截止阀处于打开状态；因此，在加压泵打开时，检测管要经过一段时间后才能导通，即检测管此时对污水排管内的水的采样具有迟滞的作用。由于污水排管内刚开始通过急速水流时，可能将原本吸附在污水排管上的残留物冲刷下来，从而导致加压泵刚打开时的污水存在不达标的情况，但经过短暂的时间后，污水排管内的水将处于达标状态。在本方案中，通过检测管暂缓对污水排管进行采样，可以避免加压泵无法正常启动的情况。

优选方案四：作为对优选方案三的进一步优化，所述检测管上设有进气单向阀，进气单向阀的进口与外部连通，进气单向阀的出口与检测管连通。在打开手动截止阀时，由于检测管内的水样呈高压状态，因此检测管内的水样将迅速从检测管内排出，从而导致检测管内产生负压区，则进气单向阀打开，在空气的推动下，有利于检测管内的水样排空。

优选方案五：作为对优选方案四的进一步优化，所述压簧II的一端固定在检测管内壁上，压簧II的另一端与挤压杆固定；压簧II处于自然伸长状态和压缩状态时，凸棱与通槽配合；压簧II处于拉伸状态时，凸棱与通槽脱离配合。

在优选方案五中，检测管和喉部的连接口连通，在检测管内部形成向喉部连通的水流，从而会促进挤压杆向喉部运动，则压簧II的呈拉伸状态。而在加压泵关闭时，污水排管内的水流减小，检测管两端的压差减小，第一单向阀无法被打开，此时压簧II处于自然伸长状态，从而可以促进挤压杆缩回检测管内。

附图说明

图1为本发明实施例的示意图；

图2为图1中A部分的放大图。

具体实施方式

下面通过具体实施方式进一步详细说明：

说明书附图中的附图标记包括：文丘里管10、入口段11、喉部12、出口段13、检测管21、第一单向阀22、热电截止阀23、手动截止阀24、进气单向阀25、动力环31、压簧I32、限位凸棱33、线圈34、挤压杆26、通槽261、半球面262、凸棱27、压簧II28、换向阀40、加压泵50。

实施例一：

预防河流污染的污水检测设备包括污水排管和预防池，如图1所示，污水排管上沿水流方向依次设置有主泵、加压泵50、污水检测部和换向阀40，主泵将经处理后的污水泵入污水排管内，而加压泵50用以提高污水排管内的水压。换向阀40为电磁阀，向电磁阀加载电信号可实现换向阀40的换向；换向阀40为两位三通阀，换向阀40包括污水进口、第一排口和第二排口，污水排管内的污水从污水进口进入换向阀40，然后根据换向阀40的状态从第一排口或第二排口排出，第一排口通向河道，第二排口连通预防池。

污水检测部包括文丘里管10和检测管21，文丘里管10为组成污水排管的一部分。文丘里管10包括沿水流方向依次设置的入口段11、喉部12和出口段13，其中喉部12的横截面积小于两端的入口段11和出口段13的横截面积，且换向阀40的污水进口连通出口段13。

检测管21的一端通过第一单向阀22连接入口段11，第一单向阀22的进口与入口段11连通，第一单向阀22的出口与检测管21连通；检测管21的另一端为连通喉部12的控制端。喉部12内滑动连接有动力环31，喉部12靠近出口段13的一端设有限位凸棱33，在动力环31和限位凸棱33之间设有压簧I32I；在入口段11的压力增大时，水流可冲击动力环31向出口段13运动。在喉部12靠近入口段11的一端设有限位台阶，在入口的压力减小时，在压簧I32压力作用下，动力环31将向入口段11一端滑动，此时限位台阶对动力环31具有限位作用，以防止动力环31脱离喉部12。另外，动力环31还具有导通和阻断控制端的作用，具体为在动力环31的侧壁上设有一个开口，在主泵和加压泵50同时工作时，动力环31向出口段13运动并保持稳定后，动力环31上的开口与与检测管21的控制端相对，以使检测管21与喉部12连通；而在仅有主泵工作或主泵与加压泵50均不工作的情况下，动力环31与限位台阶接触，此时动力环31与检测管21的端部相对，从而检测管21无法与喉部12连通。

如图2所示，检测管21的控制端内滑动连接有挤压杆26，挤压杆26的轴向设有若干通槽261，且挤压杆26通过压簧II28与检测管21连接；压簧II28的一段与检测管21的内部固定，压簧II28的另一端与挤压杆26固定。在主泵和加压泵50同时工作时，入口段11和喉部12产生较大的压差，该压差克服压簧I32的开启压力，从而在检测管21内形成水流，该水流还具有冲击挤压杆26的作用，从而此时压簧II28将处于拉伸状态。而在仅有主泵处于工作状态时，入口段11内部的压力减小，喉部12内水流流速也降低，从而入口段11与喉部12的压差相对较小，该压差无法开启第一单向阀22；因此在加压泵50关闭的瞬间，检测管21内不再有水流通过，压簧II28处于自然伸直状态，即在加压泵50关闭的瞬间，挤压杆26将向检测管21内缩回一段距离。在检测管21控制端的内壁上还设有凸棱27，当压簧II28处于压缩状态时，凸棱27与挤压杆26的通槽261配合；当压簧II28处于拉伸状态时，凹槽与挤压杆26不配合，从而通槽261将检测管21和喉部12连通；而在压簧II28处于自然伸长状态时，凸棱27和凹槽重叠1-2mm。在挤压杆26朝向喉部12一端设置为球面，在加压泵50关闭的瞬间，压簧II28处于自然伸长状态，且挤压杆26仅有球面的部分位于动力环31的开口中；因此，在动力环31向入口段11滑动的过程中，动力环31开口的侧壁还会挤压挤压杆26的球面，从而将挤压杆26完成压入检测管21内，使得检测管21内部压力增大。

在喉部12的外周缠绕有线圈34，且动力环31内嵌有永磁体；当动力环31相对于线圈34运动时，线圈34内将形成感应电动势。而动力环31运动的方向改变，线圈34内形成的感应电动势的方向也会随之改变。在本方案中，以动力环31向出口段13滑动，线圈34内形成的感应电动势的方向为正向；以动力环31向入口段11滑动，线圈34内形成的感应电动势的方向为负向。

换向阀40通过三级管连接直流电源，且三级管共设有两个，分别为三级管I和三级管II，三级管I和三极管II不同时导通，且三级管I和三级管II分别导通时，经过换向阀40的电流方向不同，即通过三极管I和三级管II分别导通，可以控制换向阀40换向。当三极管I导通，换向阀40的污水进口和第二排口连通；当三级管II导通，换向阀40的污水进口和第一排口导通。另外，将在线圈34内形成的电动势加载在三极管的栅极上，即可控制三级管的通断；具体为线圈34内形成正向感应电动势时，三级管II导通，线圈34内形成负向感应电动势时，三级管I导通。

检测管21连接第一单向阀22的一端设有热电截止阀23，热电截止阀23的拉杆上连接双金属片，双金属片受热弯曲将拉动热电截止阀23的拉杆使其关闭，而双金属片变冷伸直后，热电截止阀23打开。三极管II和换向阀40组成的电路中串联有电热板，双金属片的一端固定在电热板上，动力环31向出口段13滑动，双金属片受热弯曲；从而在三级管II导通时，电热板同时会发热使得双金属片弯曲，即三级管II导通的同时热电截止阀23关闭。具体为动力环31向出口段13滑动到动力环31稳定的时间段内，热电截止阀23处于关闭状态；随后电热板的温度逐渐降低，热电截止阀23处于又打开状态；即在加压泵50打开时，检测管21要经过一段时间后才能导通，从而防止前期污水排管中不稳定的水流进入检测管21内。

检测管21内设有污水检测传感器，污水检测传感器可以包括PH检测传感器、导电率传感器、浓度传感器等；污水检测传感器通过控制器连接加压泵50，污水检测传感器检测检测管21内污水的杂质含量，并将相关数据反馈到控制器，在水中的各项杂质超标后，控制器将控制加压泵50停止运行，从而污水排管内的水压降低。

检测管21上设有进气单向阀25和手动截止阀24，进气单向阀25的进口与外部连通，进气单向阀25的出口与检测管21连通。打开手动截止阀24时，由于检测管21内的水样呈高压状态，因此检测管21内的水样将迅速从检测管21内排出，使得检测管21内形成负压区，则进气单向阀25打开，在空气的推动下，促进检测管21内的水样排处。

实施例二：

实施例二与实施例一的区别在于，在实施例二中，以N沟道mos管开关电路替代三级管I和三极管II组成的电路，mos管开关电路为目前市面上具有封装的常规产品，因此采用mos管开关电路便于对电子元件进行维护、替换。

以上所述的仅是本发明的实施例，方案中公知的具体结构及特性等常识在此未作过多描述。应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明结构的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本发明的保护范围，这些都不会影响本发明实施的效果和专利的实用性。本申请要求的保护范围应当以其权利要求的内容为准，说明书中的具体实施方式等记载可以用于解释权利要求的内容。

Claims (2)

1.预防河流污染的污水检测设备，其特征在于：包括污水排管和预防池，污水排管上沿水流方向依次设置有主泵、加压泵、污水检测部和换向阀；所述换向阀包括污水进口、第一排口和第二排口，第一排口通向河道，第二排口连通预防池；

所述污水检测部包括文丘里管和检测管，文丘里管包括沿水流方向依次设置的入口段、喉部和出口段，所述换向阀的污水进口连通出口段；检测管的一端连通入口段，检测管的另一端连通喉部，检测管内设有污水检测传感器，加压泵为电控泵，加压泵与污水检测传感器通过控制器信号连接；

所述喉部内设有动力环，动力环与喉部的内壁滑动连接，且喉部的侧壁上设有位于换向阀和动力环之间的限位凸棱，限位凸棱和动力环之间设有压簧I；所述动力环内嵌有永磁体，且喉部的外周设有线圈，换向阀为电磁阀，电磁阀连接电源，且线圈通过三极管I和三极管II电连接换向阀以控制电磁阀换向；

所述动力环可封堵检测管和喉部的连接口，动力环向换向阀滑动，检测管和喉部的连接口导通，动力环向入口段滑动，检测管和喉部的连接口封堵；所述检测管与入口段通过第一单向阀连通，第一单向阀的进口连通入口段，第一单向阀的出口连通检测管，所述检测管上设有取液口，取液口上连接手动截止阀；

所述检测管与喉部连接的一端内部滑动连接有挤压杆，挤压杆的轴向设有若干通槽，并设有压簧II与挤压杆远离喉部的一端相抵；挤压杆朝向喉部一端设置为可伸入喉部的球面，动力环向入口段滑动将挤压杆压入检测管内；检测管内壁设有可与通槽配合的凸棱，挤压杆被压入检测管时，凸棱与通槽配合；

所述检测管上设有进气单向阀，进气单向阀的进口与外部连通，进气单向阀的出口与检测管连通；

所述压簧II的一端固定在检测管内壁上，压簧II的另一端与挤压杆固定；压簧II处于自然伸长状态和压缩状态时，凸棱与通槽配合；压簧II处于拉伸状态时，凸棱与通槽脱离配合。

2.根据权利要求1所述的预防河流污染的污水检测设备，其特征在于：所述检测管连接第一单向阀的一端设有热电截止阀，热电截止阀的拉杆上连接双金属片，双金属片弯曲截止阀关闭；三极管II和换向阀组成的电路中串联有电热板，双金属片的一端固定在电热板上，动力环向出口段滑动，双金属片受热弯曲。

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