CN114130773A - 一种絮体沉降比测量装置的自动深度清洗装置及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种絮体沉降比测量装置的自动深度清洗装置及方法，包括测量流通池、进水进泥口、溢流口、排泥排污口、进样自动阀、自动取样阀、排泥排污自动阀、自动冲洗阀、清洗装置头部、螺纹驱动杆、步进电机、驱动杆固定支架、螺纹孔、监控摄像头、控制系统。本发明基于水力冲洗和机械擦洗双重同步作用，充分实现测量流通池的深度清洁，避免因测量流通池内壁污染造成数据采集单元无法准确捕捉数据突变点，可有效保证所需参数被连续准确测量，确保测量装置持续稳定运行，刷头更换操作简易，清洗过程直观可视，自动化程度高。本发明可作为一种模块化系统在多行业多领域的多种测量装置中应用。
Description
技术领域
本发明属于水处理技术领域，具体涉及一种絮体沉降比测量装置的自动深度清洗装置及方法。
背景技术
絮体沉降比是反应絮凝系统运行效果的重要参数之一，准确、便捷的获取该参数对指导水处理工艺系统的生产运行具有重要作用。现有技术中，为实现絮体的自动实时取样和絮体沉降比的实时监测分析，部分技术人员已开发出絮体沉降比自动测量装置，但在实际应用中当装置连续测量时，测量误差较大，究其原因是忽视了装置测量前后的彻底清洗维护工作。例如，CN201810624803.2《污泥沉降比在线自动监测装置》仅采取了依靠旋塞外压排除水样的机械式方法，CN201920720905.4《一种污泥沉降比在线自动检测装置》仅采取了简单的水力冲洗方法，若污泥密度较大、黏附性较强，则黏附在测量筒内壁的杂质无法有效清除，不仅不利于数据采集装置捕捉数据突变点，使得后续测量结果误差较大，还不利于测量装置的清洁保养，使用一段时期后，则只能人工拆下测量筒进行彻底清洗，这便与测量装置想要实现精准采样、连续测定的初衷相悖。申请人先期研究开发的CN202011183164.4《一种絮体沉降比自动测量装置及测量方法》中，以自动取样单元、数据自动采集单元和自动控制分析单元为基础，实现了实时取样、自动采集和实时分析等功能，但为了良好稳定的展现该测量装置高灵敏、低误差、连续实时测定的优点，完全达到自动化、智能化，则应不可避免的充分考虑测量装置的深度清洗功能。
鉴于以上原因，为了解决现有测量装置无法实现自动深度清洗、无法保证清洗效果、清洗不彻底影响装置后续测量精度等问题，亟需开发设计出一套深度清洁、全自动运行、清洗效果佳、可有效保证参数测量精度的清洗装置及方法。
发明内容
本发明的目的在于解决现有技术中的问题，提供一种絮体沉降比测量装置的自动深度清洗装置及方法，该发明解决了现有测量装置无法实现深度自动清洗、无法保证清洗效果、清洗不彻底影响装置后续测量精度等缺点，适用于多种水处理系统。
为达到上述目的，本发明采用以下技术方案予以实现：
一种絮体沉降比测量装置的自动深度清洗装置，其特征在于，包括测量流通池、清洗装置头部、监控摄像头和控制系统；
所述测量流通池上设置有进水进泥口、溢流口和排泥排污口；所述测量流通池的进水进泥口通过进水进泥管与前序反应池排泥系统相连；所述测量流通池的排泥排污口通过排泥排污管与废水收集系统相连；
所述清洗装置头部设置于测量流通池内部；所述清洗装置头部与螺纹驱动杆的一端相连，所述螺纹驱动杆的另一端与步进电机相连；
所述监控摄像头安装于测量流通池的一侧，用于实时记录清洗过程并反馈至控制系统；
所述控制系统分别与进样自动阀、自动取样阀、排泥排污自动阀、自动冲洗阀、步进电机和监控摄像头相连接；
所述进样自动阀和自动取样阀安装于进水进泥管上，所述排泥排污自动阀安装于排泥排污管上，所述进样自动阀与冲洗水系统之间的冲洗水管上设有自动冲洗阀；
所述控制系统控制自动阀门、步进电机、自动深度清洗程序等的启动和停止。
进一步的，所述清洗装置头部由刷头和刷头紧固支架组成，刷头内部有四个透水孔。
进一步的，所述清洗装置头部通过丝扣活接头与螺纹驱动杆的一端相连。
进一步的，所述螺纹驱动杆的另一端穿过驱动杆固定支架的螺纹孔与步进电机相连。
进一步的，所述进样自动阀、自动取样阀和自动冲洗阀通过进水进泥口与测量流通池相连。
进一步的，所述测量流通池通过溢流口与废水收集系统相连。
进一步的，所述排泥排污自动阀通过排泥排污口与测量流通池相连。
进一步的，所述装置的絮体沉降比测量装置的自动深度清洗方法，包括：
步骤一，自动深度清洗指令经控制系统下达后，排泥排污自动阀、进样自动阀、自动冲洗阀依次开启，冲洗水进入测量流通池内；与此同时，步进电机动作，通过螺纹驱动杆驱动清洗装置头部顺时针转动下行，下行时长t1秒后触碰到测量流通池的内底面；
步骤二，延时t2秒后，清洗装置头部逆时针转动上升，上升时长t1秒后到达测量流通池的外顶部，即初始停留位置；
步骤三，监控摄像头实时记录并反馈现场画面，通过控制系统在线联锁设定进样自动阀及自动冲洗阀的开启时长；
步骤四，自动深度清洗时长达到设定时间后，通过控制系统远程关闭进样自动阀，开启自动取样阀，对取样管路进行水力冲洗；
步骤五，达到设定时间后，控制系统依次远程关闭自动取样阀、自动冲洗阀和排泥排污自动阀。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
本发明具有流通池内壁水力冲洗、流通池内壁机械擦洗、流通池清洁效果反馈、取样管路水力冲洗等功能，基于水力冲洗和机械擦洗双重同步作用，充分实现测量流通池的深度清洁，避免因测量流通池内壁污染造成数据采集单元无法准确捕捉数据突变点，可有效保证所需参数被连续准确测量，确保测量装置持续稳定运行，刷头更换操作简易，清洗过程直观可视，自动化程度高。本发明可作为一种模块化系统在多行业多领域的多种测量流通池中应用，可应用于多种水处理系统，在电力、制药、市政、电镀等行业具有广阔的应用前景。
进一步的，清洗装置头部依靠步进电机的驱动上下往复移动，且在下行及上升过程中分别呈顺时针和逆时针转动，可避免清洗盲区并有效增强清洁效果。
进一步的，刷头采用软质韧性材料，可有效避免因刮伤测量流通池内壁而造成测量误差，且刷头直径略大于测量流通池内径，保证其在测量流通池内具有一定的填充度，从而有效增强清洗力度，保证清洁效果。
进一步的，软质刷头由支架紧固，长期运行后，若刷头出现永久性磨损或脏污时，仅需松开紧固螺丝，即可更换新刷头，操作简易。紧固支架采用不锈钢材质，耐腐蚀性较好且使用寿命较长。刷头内部有四个透水孔，便于清洗过程中清水流通并增大水力扰动，可有效保证水力清洗效果。
进一步的，自清洗装置基于水力冲洗和机械擦洗双重同步作用，可充分实现测量流通池的深度清洁，避免因测量流通池内壁污染造成数据采集单元无法准确捕捉数据突变点，可有效保证连续准确测量所需参数，确保测量装置持续稳定运行，自动化程度高。
进一步的，视频监控系统实时将清洗过程记录并反馈至控制系统，使得测量流通池的清洗全过程直观可视、清洁效果有据可循，同时可为设定自清洗装置的清洗时长提供依据，智能化程度高。
附图说明
为了更清楚的说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
图1为本发明的整体结构示意图；
图2为清洗装置头部俯视示意图。
其中：1-测量流通池；2-进水进泥口；3-溢流口；4-排泥排污口；5-进样自动阀；6-自动取样阀；7-排泥排污自动阀；8-自动冲洗阀；9-清洗装置头部；10-螺纹驱动杆；11-步进电机；12-驱动杆固定支架；13-螺纹孔；14-监控摄像头；15-控制系统；16-刷头；17-透水孔；18-刷头紧固支架；19-丝扣活接头。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
在本发明实施例的描述中，需要说明的是，若出现术语“上”、“下”、“水平”、“内”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
此外，若出现术语“水平”，并不表示要求部件绝对水平，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。
在本发明实施例的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，若出现术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
下面结合附图对本发明做进一步详细描述：
参见图1和图2，为本发明一种絮体沉降比测量装置的自动深度清洗装置的整体结构示意图及清洗装置头部详图，包括：测量流通池1、进水进泥口2、溢流口3、排泥排污口4、进样自动阀5、自动取样阀6、排泥排污自动阀7、自动冲洗阀8、清洗装置头部9、螺纹驱动杆10、步进电机11、驱动杆固定支架12、螺纹孔13、监控摄像头14、控制系统15、刷头16、透水孔17、刷头紧固支架18、丝扣活接头19。测量流通池1的进水进泥口2、溢流口3和排泥排污口4分别与进水进泥管、溢流管和排泥排污管相连。进水进泥管上设有进样自动阀5和自动取样阀6，排泥排污管上设有排泥排污自动阀7，冲洗水管上设有自动冲洗阀8。清洗装置头部9主要由刷头16和刷头紧固支架18组成，刷头16内部有四个透水孔17。螺纹驱动杆10的一端通过丝扣活接头19与清洗装置头部9相连，螺纹驱动杆10的另一端穿过驱动杆固定支架12的螺纹孔13与步进电机11相连。清洗装置的水力冲洗和机械擦洗通过控制系统15实现同步动作，清洗过程通过监控摄像头14实时记录并反馈至控制系统15，有效保证了整套测量装置的持续稳定运行，自动化程度高。
本发明的工作过程如下：
自动深度清洗指令经控制系统15下达后，排泥排污自动阀7、进样自动阀5、自动冲洗阀8依次开启，冲洗水进入测量流通池1内。与此同时，步进电机11动作，通过螺纹驱动杆10驱动清洗装置头部9顺时针转动下行，下行时长t1秒后触碰到测量流通池1的内底面，延时t2秒后，清洗装置头部9逆时针转动上升，上升时长t1秒后到达测量流通池1的外顶部，即初始停留位置，如此为一个机械擦洗周期T。在此过程中，刷头16的外边缘充分与测量流通池1的内壁充分摩擦，由于刷头16采用软质韧性材料且直径略大于测量流通池1内径，可在不刮伤测量流通池1内壁的前提下有效实现机械擦洗。机械擦洗周期内，冲洗水持续通过刷头16内部的四个透水孔17进入测量流通池1内冲洗其内壁，操作人员可根据监控摄像头14实时记录并反馈的现场画面远程判断清洗效果，通过控制系统15在线联锁设定进样自动阀5及自动冲洗阀8的开启时长，即水力冲洗时长T2，该时长为清洗周期T1的n倍，也即整套清洗装置深度清洗测量流通池的总时长T，如此，实现水力冲洗和机械擦洗的双重同步作用。自动深度清洗时长达到设定时间T后，通过控制系统15远程关闭进样自动阀5，开启自动取样阀6，对取样管路进行水力冲洗，冲洗时长T3可在线设定，达到设定时间T3后，控制系统15依次远程关闭自动取样阀6、自动冲洗阀8和排泥排污自动阀7，自动深度清洗步骤全部完成。通过以上步骤，可实现测量装置的全自动深度清洗，有效保证参数测量精度和整套测量装置的持续稳定运行，自动化程度高。其中，清洗装置头部9触碰到测量流通池1内底面后的延时时间t2、清洗周期T1的正整数倍数n、取样管路水力冲洗时长T3均由调试过程确定，可在控制系统15内在线设定。
在本发明的某一优选实施例中，装置的工作过程满足一定要求，即：
t1＝h/ν (A)
T1＝2×t1+t2 (B)
T2＝n×T1 (C)
T＝T2 (D)
其中，t1为清洗装置头部9下行或上升时间，h为清洗装置头部9的初始停留位置距测量流通池1内底面的高度，ν为步进电机11驱动清洗装置头部9下行或上升的速度，T1为机械擦洗周期，t2为清洗装置头部9触碰到测量流通池1内底面后的延时时间，T2为水力冲洗时长，n为正整数倍数，T为测量流通池深度清洗总时长。
以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种絮体沉降比测量装置的自动深度清洗装置，其特征在于，包括测量流通池(1)、清洗装置头部(9)、监控摄像头(14)和控制系统(15)；
所述测量流通池(1)上设置有进水进泥口(2)、溢流口(3)和排泥排污口(4)；所述测量流通池(1)的进水进泥口(2)通过进水进泥管与前序反应池排泥系统相连；所述测量流通池(1)的排泥排污口(4)通过排泥排污管与废水收集系统相连；
所述清洗装置头部(9)设置于测量流通池(1)内部；所述清洗装置头部(9)与螺纹驱动杆(10)的一端相连，所述螺纹驱动杆(10)的另一端与步进电机(11)相连；
所述监控摄像头(14)安装于测量流通池(1)的一侧，用于实时记录清洗过程并反馈至控制系统(15)；
所述控制系统(15)分别与进样自动阀(5)、自动取样阀(6)、排泥排污自动阀(7)、自动冲洗阀(8)、步进电机(11)和监控摄像头(14)相连接；
所述进样自动阀(5)和自动取样阀(6)安装于进水进泥管上，所述排泥排污自动阀(7)安装于排泥排污管上，所述进样自动阀(5)与冲洗水系统之间的冲洗水管上设有自动冲洗阀(8)；
所述控制系统(15)控制自动阀门、步进电机(11)、自动深度清洗程序等的启动和停止。
2.根据权利要求1所述的一种絮体沉降比测量装置的自动深度清洗装置，其特征在于，所述清洗装置头部(9)由刷头(16)和刷头紧固支架(18)组成，刷头(16)内部有四个透水孔(17)。
3.根据权利要求1所述的一种絮体沉降比测量装置的自动深度清洗装置，其特征在于，所述清洗装置头部(9)通过丝扣活接头(19)与螺纹驱动杆(10)的一端相连。
4.根据权利要求1所述的一种絮体沉降比测量装置的自动深度清洗装置，其特征在于，所述螺纹驱动杆(10)的另一端穿过驱动杆固定支架(12)的螺纹孔(13)与步进电机(11)相连。
5.根据权利要求1所述的一种絮体沉降比测量装置的自动深度清洗装置，其特征在于，所述进样自动阀(5)、自动取样阀(6)和自动冲洗阀(8)通过进水进泥口(2)与测量流通池(1)相连。
6.根据权利要求1所述的一种絮体沉降比测量装置的自动深度清洗装置，其特征在于，所述测量流通池(1)通过溢流口(3)与废水收集系统相连。
7.根据权利要求1所述的一种絮体沉降比测量装置的自动深度清洗装置，其特征在于，所述排泥排污自动阀(7)通过排泥排污口(4)与测量流通池(1)相连。
8.一种基于权利要求1-7任一项所述装置的絮体沉降比测量装置的自动深度清洗方法，其特征在于，包括：
步骤一，自动深度清洗指令经控制系统(15)下达后，排泥排污自动阀(7)、进样自动阀(5)、自动冲洗阀(8)依次开启，冲洗水进入测量流通池(1)内；与此同时，步进电机(11)动作，通过螺纹驱动杆(10)驱动清洗装置头部(9)顺时针转动下行，下行时长t1秒后触碰到测量流通池(1)的内底面；
步骤二，延时t2秒后，清洗装置头部(9)逆时针转动上升，上升时长t1秒后到达测量流通池(1)的外顶部，即初始停留位置；
步骤三，监控摄像头(14)实时记录并反馈现场画面，通过控制系统(15)在线联锁设定进样自动阀(5)及自动冲洗阀(8)的开启时长；
步骤四，自动深度清洗时长达到设定时间后，通过控制系统(15)远程关闭进样自动阀(5)，开启自动取样阀(6)，对取样管路进行水力冲洗；
步骤五，达到设定时间后，控制系统(15)依次远程关闭自动取样阀(6)、自动冲洗阀(8)和排泥排污自动阀(7)。
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2021
- 2021-11-24 CN CN202111406866.9A patent/CN114130773A/zh active Pending
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