CN114210117A - 一种废水处理用防堵塞智能排污泵 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种废水处理用防堵塞智能排污泵，包括泵体、排污系统，所述泵体的内部中间固定安装有滤网，所述泵体的外侧位于滤网的右侧设置有反冲泵，所述反冲泵与泵体为管道连接，所述泵体的左侧设置有排入管道，所述泵体的右侧设置有排出管道，所述排入管道与排出管道上均设置有流速控制器，所述排入管道与排出管道的一侧均管道连接有单向阀，所述排入管道的内侧固定安装有剪切力传感器，所述剪切力传感器的上端固定安装有检测头，所述泵体的上侧设置有存杂箱，所述泵体的上侧轴承连接有封闭门，所述封闭门与泵体的轴承连接处设置有扭矩弹簧，所述泵体的上侧设置有挡块，本发明，具有可保护滤网和热量损失少的特点。
Description
技术领域
本发明涉及排污技术领域，具体为一种废水处理用防堵塞智能排污泵。
背景技术
现有的浴场中，废弃的污水一般需要通过换热器回收其热量，而如果废弃的污水不经过过滤处理，直接排入换热器中，很容易导致换热器堵塞，故而需要对浴场的废水进行过滤。
现有的过滤装置对滤网的伤害大，需要经常更换滤网，且不能实时污水经过泵体后的热量损失。
因此，设计可保护滤网和热量损失少的一种废水处理用防堵塞智能排污泵是很有必要的。
发明内容
本发明的目的在于提供一种废水处理用防堵塞智能排污泵，以解决上述背景技术中提出的问题。
为了解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：一种废水处理用防堵塞智能排污泵，包括泵体、排污系统，其特征在于：所述泵体的内部中间固定安装有滤网，所述泵体的外侧位于滤网的右侧设置有反冲泵，所述反冲泵与泵体为管道连接，所述泵体的左侧设置有排入管道，所述泵体的右侧设置有排出管道，所述排入管道与排出管道上均设置有流速控制器，所述排入管道与排出管道的一侧均管道连接有单向阀。
根据上述技术方案，所述排入管道的内侧固定安装有剪切力传感器，所述剪切力传感器的上端固定安装有检测头，所述泵体的上侧设置有存杂箱，所述泵体的上侧轴承连接有封闭门，所述封闭门与泵体的轴承连接处设置有扭矩弹簧，所述泵体的上侧设置有挡块，所述存杂箱的上侧固定安装有压缩气缸，所述压缩气缸的下侧设置有输出杆，所述输出杆的下侧固定安装有压缩板，所述存杂箱的外侧均匀设置有滤孔。
根据上述技术方案，所述排污系统包括检测模块、防堵模块、泵送模块、处理单元，所述检测单元与泵送单元电连接；
所述检测单元的作用在于检测排入的污水的温度、阻力、流量及流速，所述防堵单元的作用在于为污水过滤并避免滤网被堵塞，所述泵送模块的作用在于为污水提供动力且能控制污水的流速，所述处理模块的作用在于对过滤出来的污泥进行处理。
根据上述技术方案，所述检测模块包括流体检测单元、温度检测单元及阻力检测单元，所述防堵模块包括过滤单元、防堵单元，所述流体检测单元与过滤单元电连接；
所述流体检测单元的作用在于检测污水的流量与流速，所述温度检测单元的作用在于检测污水的温度，所述阻力检测单元的作用在于检测污水中固体杂质的含量，所述过滤单元的作用在于为污水过滤，所述防堵单元的作用在于避免过滤单元被堵塞。
根据上述技术方案，所述泵送模块包括泵送单元、控制单元，所述处理模块包括压缩单元、称量单元，所述阻力检测单元与控制单元电连接，所述称量单元与控制单元电连接；
所述泵送单元的作用在于泵送污水，为污水提供动力，所述控制单元的作用在于控制污水的流速，所述压缩单元的作用在于对过滤拦截下来的杂质进行压缩，所述称量单元的作用在于称量杂质的体积增量及重量增量。
根据上述技术方案，所述排污系统的工作过程包括如下步骤：
S1：排入管道吸入污水；
S2：阻力检测单元开始检测污水中固体物的含量，并根据固体物的含量控制污水的流量，避免对滤网的冲击力过大，影响其使用寿命；
S3：滤网对固体杂质进行拦截；
S4：根据污水中固体物的含量以及污水的流量，确定反冲频率；
S5：反冲后，杂质都被冲到存杂箱内部，此时对杂质进行压缩，并计算出其体积增量以及质量增量，根据体积增量以及质量增量对流量进行进一步的修正；
S6：检测管道内部污水的温度以及外部环境的温度，进而确定对污水的处理手段；
S7：经过过滤后的污水，排入换热器中，对污水的余热进行回收。
根据上述技术方案，上述步骤S2还包括以下步骤：
S21：检测污水的流速，进而得出污水的流速为：v流；
S22：检测剪切力传感器受到的剪切力大小F剪，并输入检测头的横截面积s；
S23：根据伯努利方程得出剪切力传感器检测到的剪切力大小F剪的计算公式为：
进而得出含有固体的污水的相对密度为：
再根据去除杂质的污水的密度ρ污，就可以得出污水中固体杂质的相对含量n，其计算公式为：
式中：n为固体杂质的相对含量，又因为固体杂质的相对含量越多，在相同的流速下，对滤网的冲击越大，需要通过固体杂质的相对含量对流速进行修正，修正方式如下：
式中：v修为修正后的流速，v标是滤网对应的安全流速。
根据上述技术方案，上述步骤S4中，由于反冲时，污水需要停止过滤，导致在停止过滤的过程中，有大量污水的热量被传递到空气中，导致大量的能量损失，且反冲时，需要大量的消耗反冲液，而长时间不反冲，又会导致滤网被大面积堵塞，导致污水的流速大幅度较低，进而需要对反冲的时机进行严格的控制，当污水的流量满足以下计算式时予以反冲：
式中：G安为滤网能过滤杂质又不会被堵塞拦截的杂质总量，可根据滤网的型号查表得出，v量为污水的流量；
进而可以得出反冲的时间间隔为：
经过时间t即进行以此反冲。
根据上述技术方案，上述步骤S5中，根据体积增量m以及质量增量V就可以得出杂质的密度
而浴室污水的杂质较为统一，大部分为灰尘与皮屑的混合物，进而可以得出杂质的预设密度，也即灰尘与皮屑的混合物的密度ρ预，将杂质的实际密度
与杂质的预设密度ρ预相比较得出其差值，根据二者的差值对流速进行调整：
当ρ杂-ρ预≤0时，判断杂质中可能混杂有部分难以溶解的油脂，由于油脂对滤网的冲击很小，进而可以得出此时可以适当的增大流速，而修正后的流速的计算公式为：
式中：v1为修正后的流速，σ为修正系数；
当0<ρ杂-ρ预≤1.2kg/m3时，判断杂质基本为灰尘与皮屑的混合物，此时，不对流速进行修正；
当1.2kg/m3<ρ杂-ρ预时，判断杂质中存在硬物，且硬物的数量较多，此时需要将流速调整到最低，避免大量的硬物对滤网造成损伤。
根据上述技术方案，上述步骤S6中，需要检测出污水的温度T1及外界环境的温度T2，进而得出污水在经过泵体时损失的能量J为：
式中：r热阻为排污泵整体的热阻，r为排污泵整体的长度，v最时污水的最终的平均流速；
根据损失的能量J可以做出相应的处理手段：
当J≤1000kj时，采用正常的过滤手段；而当J>1000kj，不对污水进行过滤，直接将污水排入换热器中，避免能量的大幅度损耗。
与现有技术相比，本发明所达到的有益效果是：本发明，可以实时检测污水中的杂质含量，进而对流速做出调节，避免对滤网造成损伤，还可以精确的确定反冲时间，避免能量的浪费，还可以实时检测污水在泵体中的能量损耗，避免污水在泵体中的能量损耗过大。
附图说明
附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：
图1是本发明的整体正面结构示意图；
图2是本发明的存杂箱立体结构示意图；
图3是本发明的系统结构示意图；
图中：1、泵体；2、滤网；3、反冲泵；4、排入管道；6、排出管道；7、流速控制器；8、剪切力传感器；9、检测头；10、单向阀；11、挡块；12、封闭门；13、存杂箱；131、滤孔；14、压缩气缸；15、压缩板。
具体实施方式
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，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做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。
请参阅图1-3，本发明提供技术方案：一种废水处理用防堵塞智能排污泵，包括泵体1、排污系统，其特征在于：泵体1的内部中间固定安装有滤网2，泵体1的外侧位于滤网2的右侧设置有反冲泵3，反冲泵3与泵体1为管道连接，泵体1的左侧设置有排入管道4，泵体1的右侧设置有排出管道6，排入管道4与排出管道6上均设置有流速控制器7，排入管道4与排出管道6的一侧均管道连接有单向阀10；滤网2用于拦截污水中的杂质，反冲泵3用于通入反冲液体，冲洗滤网2，流速控制器7用于控制污水的流速，单向阀10均起单向导通作用。
排入管道4的内侧固定安装有剪切力传感器8，剪切力传感器8的上端固定安装有检测头9，泵体1的上侧设置有存杂箱13，泵体1的上侧轴承连接有封闭门12，封闭门12与泵体1的轴承连接处设置有扭矩弹簧，泵体1的上侧设置有挡块11，存杂箱13的上侧固定安装有压缩气缸14，压缩气缸14的下侧设置有输出杆，输出杆的下侧固定安装有压缩板15，存杂箱13的外侧均匀设置有滤孔131；剪切力传感器8用于检测剪切力，存杂箱13用于存储杂质，封闭门12在压力过大时打开，也即在反冲时打开，其他时候在扭矩弹簧的作用下保持关闭状态，挡块11用于使封闭门12只能单向打开，压缩气缸14带动输出杆伸出缩回，进而带动压缩板15压缩杂质。
排污系统包括检测模块、防堵模块、泵送模块、处理单元，检测单元与泵送单元电连接；
检测单元的作用在于检测排入的污水的温度、阻力、流量及流速，防堵单元的作用在于为污水过滤并避免滤网2被堵塞，泵送模块的作用在于为污水提供动力且能控制污水的流速，处理模块的作用在于对过滤出来的污泥进行处理。
检测模块包括流体检测单元、温度检测单元及阻力检测单元，防堵模块包括过滤单元、防堵单元，流体检测单元与过滤单元电连接；
流体检测单元的作用在于检测污水的流量与流速，温度检测单元的作用在于检测污水的温度，阻力检测单元的作用在于检测污水中固体杂质的含量，过滤单元的作用在于为污水过滤，防堵单元的作用在于避免过滤单元被堵塞。
泵送模块包括泵送单元、控制单元，处理模块包括压缩单元、称量单元，阻力检测单元与控制单元电连接，称量单元与控制单元电连接；
泵送单元的作用在于泵送污水，为污水提供动力，控制单元的作用在于控制污水的流速，压缩单元的作用在于对过滤拦截下来的杂质进行压缩，称量单元的作用在于称量杂质的体积增量及重量增量。
排污系统的工作过程包括如下步骤：
S1：排入管道4吸入污水；
S2：阻力检测单元开始检测污水中固体物的含量，并根据固体物的含量控制污水的流量，避免对滤网2的冲击力过大，影响其使用寿命；
S3：滤网2对固体杂质进行拦截；
S4：根据污水中固体物的含量以及污水的流量，确定反冲频率；
S5：反冲后，杂质都被冲到存杂箱13内部，此时对杂质进行压缩，并计算出其体积增量以及质量增量，根据体积增量以及质量增量对流量进行进一步的修正；
S6：检测管道内部污水的温度以及外部环境的温度，进而确定对污水的处理手段；
S7：经过过滤后的污水，排入换热器中，对污水的余热进行回收。
上述步骤S2还包括以下步骤：
S21：检测污水的流速，进而得出污水的流速为：v流；
S22：检测剪切力传感器8受到的剪切力大小F剪，并输入检测头9的横截面积s；
S23：根据伯努利方程得出剪切力传感器8检测到的剪切力大小F剪的计算公式为：
进而得出含有固体的污水的相对密度为：
再根据去除杂质的污水的密度ρ污，就可以得出污水中固体杂质的相对含量n，其计算公式为：
式中：n为固体杂质的相对含量，又因为固体杂质的相对含量越多，在相同的流速下，对滤网2的冲击越大，需要通过固体杂质的相对含量对流速进行修正，修正方式如下：
式中：v修为修正后的流速，v标是滤网2对应的安全流速。
上述步骤S4中，由于反冲时，污水需要停止过滤，导致在停止过滤的过程中，有大量污水的热量被传递到空气中，导致大量的能量损失，且反冲时，需要大量的消耗反冲液，而长时间不反冲，又会导致滤网2被大面积堵塞，导致污水的流速大幅度较低，进而需要对反冲的时机进行严格的控制，当污水的流量满足以下计算式时予以反冲：
式中：G安为滤网2能过滤杂质又不会被堵塞拦截的杂质总量，可根据滤网2的型号查表得出，v量为污水的流量；
进而可以得出反冲的时间间隔为：
经过时间t即进行以此反冲。
上述步骤S5中，根据体积增量m以及质量增量V就可以得出杂质的密度
而浴室污水的杂质较为统一，大部分为灰尘与皮屑的混合物，进而可以得出杂质的预设密度，也即灰尘与皮屑的混合物的密度ρ预，将杂质的实际密度
与杂质的预设密度ρ预相比较得出其差值，根据二者的差值对流速进行调整：
当ρ杂-ρ预≤0时，判断杂质中可能混杂有部分难以溶解的油脂，由于油脂对滤网2的冲击很小，进而可以得出此时可以适当的增大流速，而修正后的流速的计算公式为：
式中：v1为修正后的流速，σ为修正系数；
当0<ρ杂-ρ预≤1.2kg/m3时，判断杂质基本为灰尘与皮屑的混合物，此时，不对流速进行修正；
当1.2kg/m3<ρ杂-ρ预时，判断杂质中存在硬物，且硬物的数量较多，此时需要将流速调整到最低，避免大量的硬物对滤网2造成损伤。
上述步骤S6中，需要检测出污水的温度T1及外界环境的温度T2，进而得出污水在经过泵体时损失的能量J为：
式中：r热阻为排污泵整体的热阻，r为排污泵整体的长度，v最时污水的最终的平均流速；
根据损失的能量J可以做出相应的处理手段：
当J≤1000kj时，采用正常的过滤手段；而当J>1000kj，不对污水进行过滤，直接将污水排入换热器中，避免能量的大幅度损耗。
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。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 (10)
1.一种废水处理用防堵塞智能排污泵，包括泵体(1)、排污系统，其特征在于：所述泵体(1)的内部中间固定安装有滤网(2)，所述泵体(1)的外侧位于滤网(2)的右侧设置有反冲泵(3)，所述反冲泵(3)与泵体(1)为管道连接，所述泵体(1)的左侧设置有排入管道(4)，所述泵体(1)的右侧设置有排出管道(6)，所述排入管道(4)与排出管道(6)上均设置有流速控制器(7)，所述排入管道(4)与排出管道(6)的一侧均管道连接有单向阀(10)。
2.根据权利要求1所述的一种废水处理用防堵塞智能排污泵，其特征在于：所述排入管道(4)的内侧固定安装有剪切力传感器(8)，所述剪切力传感器(8)的上端固定安装有检测头(9)，所述泵体(1)的上侧设置有存杂箱(13)，所述泵体(1)的上侧轴承连接有封闭门(12)，所述封闭门(12)与泵体(1)的轴承连接处设置有扭矩弹簧，所述泵体(1)的上侧设置有挡块(11)，所述存杂箱(13)的上侧固定安装有压缩气缸(14)，所述压缩气缸(14)的下侧设置有输出杆，所述输出杆的下侧固定安装有压缩板(15)，所述存杂箱(13)的外侧均匀设置有滤孔(131)。
3.根据权利要求2所述的一种废水处理用防堵塞智能排污泵，其特征在于：所述排污系统包括检测模块、防堵模块、泵送模块、处理单元，所述检测单元与泵送单元电连接；
所述检测单元的作用在于检测排入的污水的温度、阻力、流量及流速，所述防堵单元的作用在于为污水过滤并避免滤网(2)被堵塞，所述泵送模块的作用在于为污水提供动力且能控制污水的流速，所述处理模块的作用在于对过滤出来的污泥进行处理。
4.根据权利要求3所述的一种废水处理用防堵塞智能排污泵，其特征在于：所述检测模块包括流体检测单元、温度检测单元及阻力检测单元，所述防堵模块包括过滤单元、防堵单元，所述流体检测单元与过滤单元电连接；
所述流体检测单元的作用在于检测污水的流量与流速，所述温度检测单元的作用在于检测污水的温度，所述阻力检测单元的作用在于检测污水中固体杂质的含量，所述过滤单元的作用在于为污水过滤，所述防堵单元的作用在于避免过滤单元被堵塞。
5.根据权利要求4所述的一种废水处理用防堵塞智能排污泵，其特征在于：所述泵送模块包括泵送单元、控制单元，所述处理模块包括压缩单元、称量单元，所述阻力检测单元与控制单元电连接，所述称量单元与控制单元电连接；
所述泵送单元的作用在于泵送污水，为污水提供动力，所述控制单元的作用在于控制污水的流速，所述压缩单元的作用在于对过滤拦截下来的杂质进行压缩，所述称量单元的作用在于称量杂质的体积增量及重量增量。
6.根据权利要求5所述的一种废水处理用防堵塞智能排污泵，其特征在于：所述排污系统的工作过程包括如下步骤：
S1：排入管道(4)吸入污水；
S2：阻力检测单元开始检测污水中固体物的含量，并根据固体物的含量控制污水的流量，避免对滤网(2)的冲击力过大，影响其使用寿命；
S3：滤网(2)对固体杂质进行拦截；
S4：根据污水中固体物的含量以及污水的流量，确定反冲频率；
S5：反冲后，杂质都被冲到存杂箱(13)内部，此时对杂质进行压缩，并计算出其体积增量以及质量增量，根据体积增量以及质量增量对流量进行进一步的修正；
S6：检测管道内部污水的温度以及外部环境的温度，进而确定对污水的处理手段；
S7：经过过滤后的污水，排入换热器中，对污水的余热进行回收。
7.根据权利要求6所述的一种废水处理用防堵塞智能排污泵，其特征在于：上述步骤S2还包括以下步骤：
S21：检测污水的流速，进而得出污水的流速为：v流；
S22：检测剪切力传感器(8)受到的剪切力大小F剪，并输入检测头(9)的横截面积s；
S23：根据伯努利方程得出剪切力传感器(8)检测到的剪切力大小F剪的计算公式为：
进而得出含有固体的污水的相对密度为：
再根据去除杂质的污水的密度ρ污，就可以得出污水中固体杂质的相对含量n，其计算公式为：
式中：n为固体杂质的相对含量，又因为固体杂质的相对含量越多，在相同的流速下，对滤网(2)的冲击越大，需要通过固体杂质的相对含量对流速进行修正，修正方式如下：
式中：v修为修正后的流速，v标是滤网(2)对应的安全流速。
8.根据权利要求7所述的一种废水处理用防堵塞智能排污泵，其特征在于：上述步骤S4中，由于反冲时，污水需要停止过滤，导致在停止过滤的过程中，有大量污水的热量被传递到空气中，导致大量的能量损失，且反冲时，需要大量的消耗反冲液，而长时间不反冲，又会导致滤网(2)被大面积堵塞，导致污水的流速大幅度较低，进而需要对反冲的时机进行严格的控制，当污水的流量满足以下计算式时予以反冲：
式中：G安为滤网(2)能过滤杂质又不会被堵塞拦截的杂质总量，可根据滤网(2)的型号查表得出，v量为污水的流量；
进而可以得出反冲的时间间隔为：
经过时间t即进行以此反冲。
9.根据权利要求8所述的一种废水处理用防堵塞智能排污泵，其特征在于：上述步骤S5中，根据体积增量m以及质量增量V就可以得出杂质的密度
而浴室污水的杂质较为统一，大部分为灰尘与皮屑的混合物，进而可以得出杂质的预设密度，也即灰尘与皮屑的混合物的密度ρ预，将杂质的实际密度
与杂质的预设密度ρ预相比较得出其差值，根据二者的差值对流速进行调整：
当ρ杂-ρ预≤0时，判断杂质中可能混杂有部分难以溶解的油脂，由于油脂对滤网(2)的冲击很小，进而可以得出此时可以适当的增大流速，而修正后的流速的计算公式为：
式中：v1为修正后的流速，σ为修正系数；
当0<ρ杂-ρ预≤1.2kg/m3时，判断杂质基本为灰尘与皮屑的混合物，此时，不对流速进行修正；
当1.2kg/m3<ρ杂-ρ预时，判断杂质中存在硬物，且硬物的数量较多，此时需要将流速调整到最低，避免大量的硬物对滤网(2)造成损伤。
10.根据权利要求9所述的一种废水处理用防堵塞智能排污泵，其特征在于：上述步骤S6中，需要检测出污水的温度T1及外界环境的温度T2，进而得出污水在经过泵体时损失的能量J为：
式中：r热阻为排污泵整体的热阻，r为排污泵整体的长度，v最时污水的最终的平均流速；
根据损失的能量J可以做出相应的处理手段：
当J≤1000kj时，采用正常的过滤手段；而当J>1000kj，不对污水进行过滤，直接将污水排入换热器中，避免能量的大幅度损耗。
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