CN114956217B - 一种推进式自动净水装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种推进式自动净水装置，该装置包括位于下部的净化单元和位于上部的控制单元，两者连接为一体；所述净化单元包括筒体、上底板、下底板和两个侧板，上底板和下底板分别固定于筒体的顶部和底部，两个侧板位于筒体两侧并与上底板和下底板固定连接，且两个侧板旁均固定有浮筒；所述控制单元包括电机、电控箱、电推杆和置物盒，该装置用太阳能板供电，安装电控箱进行水质检测并自动投料，解决了不能及时处理污水、人工净水工作量大和水环境污染的问题，并具有结构简单，便于控制、自动化、绿色环保、节能减排的优点。
Description
技术领域
本发明属于水环境治理技术领域，尤其涉及一种推进式自动净水装置。
背景技术
近20年来，随着我国经济的快速发展，对水资源的开发、利用规模和速度都大大加强，影响了水环境生态的自然进化过程，对生态系统造成严重的破坏，水环境污染问题日益突出，水源保护与污染治理已成为我国环境保护的重点。
城市内公园湖泊作为城市地表径流甚至周围生活污水的受纳体，使得水中有机质、氮、磷等营养物质积累，而且水体多为静止或流动性差的封闭缓流水体，一般水环境容量小、水体自净能力低，雨季管道沉积物冲刷溢流入河，沉降河底，厌氧条件下产生硫化氢、氨气等异味气体，有雨污排口的湖体凹湾和支浜呈黑臭现象，湖体则呈重度富营养化，大面积爆发蓝绿藻，严重影响了城市水环境质量和水生态景观。当汇入湖泊的污水过多而超过湖水的自净能力时，湖水发生水质的变化，使湖泊环境严重恶化，虽然已经加大了污染源的控制，一定程度上遏制了污染和生态环境恶化的势头，但是仍需对已破坏的生态环境进行正向干预，对已污染的水源进行净化。
发明内容
本发明提供了一种推进式自动净水装置，该装置用太阳能供电，安装电控箱进行水质检测并自动投料，解决了不能及时处理污水、人工净水工作量大和水环境污染的问题，并具有结构简单，便于控制、自动化、绿色环保、节能减排的优点。
实现本发明上述目的所采用的技术方案为：
一种推进式自动净水装置，包括位于下部的净化单元和位于上部的控制单元，两者连接为一体；所述净化单元包括筒体、上底板、下底板和两个侧板，筒体外固定有用于加固的圆箍，上底板和下底板分别固定于圆箍的顶部和底部，两个侧板位于筒体的左右两侧并与上底板和下底板固定连接，且两个侧板旁均固定有浮筒；所述筒体的前后两侧为带镂空的圆盘，每个圆盘的中心均设有穿孔，筒体内设有至少一个螺旋桨，螺旋桨的主轴两端分别穿过筒体前后的穿孔并均与轴承连接，且其中一端向外延伸；所述上底板和筒体上还设有位置对应的投料口；所述控制单元包括电机、电控箱、电推杆和置物盒，四者均固定于上底板上且电推杆、置物盒和电机均与电控箱连接；所述电机位于主轴向外延伸的一侧并与延伸出的主轴连接；所述电控箱内设有蓄电池、电路板、GPS、控制芯片组、存储器和通信模块，电控箱还外接水质检测设备；所述电推杆上方固定有太阳能板，太阳能板与蓄电池连接；所述置物盒顶部设有用于储存净化药剂的加料口，底部设有与投料口匹配的漏斗，漏斗穿过上底板的投料口，且其底部设置的阀门控制板与筒体的投料口贴合，阀门控制板与电控箱连接，用于控制筒体的投料口的启闭。
所述筒体内设有两个螺旋桨，两个螺旋桨套在同一主轴上并同向旋转。
所述置物盒两侧设有供电机和电控箱卡合的槽位，电机和电控箱分别与置物盒的槽位卡合，电控箱固定于上底板上靠近投料口一侧。
所述电机通过电机架固定于上底板上，电机和主轴上均套有同步带轮，同步带轮之间套设有同步带，电机通过同步带和同步带轮带动螺旋桨。
所述圆箍为剖分式结构并通过螺栓进行组装。
所述浮筒为泡沫浮筒。
所述置物盒的加料口处设有可滑动的抽拉板。
所述上底板、下底板和侧板之间通过连接件固定连接。
所述水质检测设备为COD测定仪、BOD速测仪、TDS检测仪、PH检测仪中的一种或几种，且水质检测设备固定于下底板的连接件上。
与现有技术相比，本申请的有益效果在于：1、本发明通过将装置分为水下的净化单元和水上的控制单元，两者相互协作，完成无人操作自动化的净水作业，不仅能够及时解决水域内水污染的问题，避免水质随时间进一步恶化，还能节省人工和经济成本，同时通过自动追光的太阳能板为装置提供充足的用电，减少了外接电源或体积较大的蓄电池，精简了装置结构，具有结构简单，便于控制、自动化、绿色环保、节能减排的优点；
2、本发明的净化单元通过筒体内的螺旋桨形成环流，推动装置行驶，同时还能起搅拌作用，加速净化药剂溶解，筒体两侧镂空的圆盘能够阻挡水中大体积杂物进入筒体，保证螺旋桨的正常工作，延长装置使用寿命，另外置物盒加料口处可滑动的抽拉板便于放料，在筒体的投料口处贴合有阀门控制板，阀门控制板与电控箱连接，电控箱内预先设定有阀门控制板的开启时长，定时控制阻拦板的启闭，有效控制净化药剂的用量，避免用量过度造成的水污染；
3、本发明的电控箱内设有GPS、存储器和通信模块，能够记录净化区域图，便于水域生态管理，并通过水质检测设备对水质进行监测，为装置待机和工作状态提供数据支持，形成规范化的自动净水作业流程，并将工作数据通过通信模块传输至终端，便于工作人员记录、观察净水作业。
附图说明
图1为本发明提供的净水装置的结构示意图一；
图2为本发明提供的净水装置的结构示意图二；
图3为本发明提供的净水装置的局部侧视图；
图4为本发明提供的净水装置的局部结构示意图；
图5为本发明提供的净水装置的局部爆炸视图；
图6为本发明提供的上底板的结构示意图；
图7为本发明提供的置物盒的结构示意图一；
图8为本发明提供的置物盒的结构示意图二；
图9为本发明提供的筒体的结构示意图一；
图10为本发明提供的筒体的结构示意图二；
图11为图10的剖面视图一；
图12为图10的剖面视图二；
图13为本发明提供的安装水质检测设备的结构示意图一；
图14为本发明提供的安装水质检测设备的结构示意图二；
图中：1-筒体，2-上底板，3-下底板，4-侧板，5-圆箍，6-连接件，7-浮筒，8-圆盘，9-螺旋桨，10-主轴，11-轴承，12-电推杆，13-置物盒，14-电机，15-电控箱，16-太阳能板，17-投料口，18-同步带，19-漏斗，20-阀门控制板，21-抽拉板，22-TDS检测仪，23-PH检测仪。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。
如图1至图5所示，本实施例提供了一种推进式自动净水装置，包括位于下部的净化单元和位于上部的控制单元，两者连接为一体；所述净化单元包括筒体1、上底板2、下底板3和两个侧板4，筒体外固定有圆箍5，圆箍为剖分式结构，用于固定筒体和支撑装置整体，上底板和下底板分别与筒体顶部和底部的圆箍相固定，两个侧板位于筒体两侧并通过连接件6与上底板和下底板固定连接，且两个侧板旁均固定有泡沫材质的浮筒7；如图6、图9所示，所述上底板和筒体上还设有位置对应的投料口17，如图10至12所示，所述筒体两侧为带镂空的圆盘8，两侧的圆盘中心均设有穿孔，筒体内设有两个螺旋桨9，螺旋桨套在同一主轴10上并同向旋转，螺旋桨的主轴两端穿过穿孔且均与轴承连接，其中一端向外延伸，每个轴承11外均套有轴承座；
所述控制单元包括电推杆12、置物盒13、电机14和电控箱15，四者均位于上底板上且电推杆、置物盒和电机均与电控箱连接；所述电控箱内设有蓄电池、电路板、GPS、控制芯片组、存储器和通信模块，通信模块可采用有线传输或无线远程传输的方式将存储器内的数据导出，电控箱还外接TDS检测仪22和PH检测仪23，安装的结构示意图如图13、图14所示，用于检测水质；
所述电推杆设有四个并分别固定于上底板的四个顶角处，电推杆上方固定有太阳能板16，太阳能板与蓄电池连接，电推杆和太阳能板具有自动追光功能，追光过程中，电推杆伸缩从而调整太阳能板的倾斜角度；
如图7、图8所示，所述置物盒两侧设有供电机和电控箱卡合的槽位，电机和电控箱分别与置物盒的槽位卡合，其中电控箱固定于上底板上靠近投料口一侧，电机通过电机架固定于主轴向外延伸的一侧并与延伸出的主轴连接，电机和主轴上均套有同步带轮，同步带轮之间套设有同步带，电机通过同步带18和同步带轮带动螺旋桨，置物盒顶部设有用于储存净化药剂的加料口，加料口处设有抽拉板21，底部设有与投料口匹配的漏斗19，漏斗穿过上底板的投料口，且其底部设置的阀门控制板与筒体的投料口贴合，阀门控制板20与电控箱连接，用于控制筒体的投料口的启闭。
工作原理：在将装置投放至作业水域之前，通过抽拉板打开置物盒，添加用于净化水质的溶解性固体作为净化药剂；然后将装置放入工作水域，装置通过浮筒漂浮在水面上，净化单元位于水下，控制单元位于水上，太阳能板和电推杆自动追光以获取较多的电能，蓄电池对电能进行储存同时为装置提供用电，装置此时为待机状态，待机状态下，螺旋桨为静止状态，装置漂浮在水面自由移动，以节省蓄电池电量；
漂浮过程中，TDS检测仪和PH检测仪采集水域相关数据，当检查到某一水域的数据值为电控箱内预先设定的需要工作的数值时，装置进入工作状态，工作状态下，电控箱控制阀门控制板开启预先设定的时长(如5～10秒，本实施例设定为5秒)，5秒后，阀门控制板关闭，置物盒内的溶解性固体在阀门控制板开启过程中落入筒体，并控制电机启动带动螺旋桨搅拌，搅拌过程中，加速溶解性固体溶解同时，水流的环流效应为装置提供推进动力使得装置缓速前进行驶，搅拌固定时长后(如2～10分钟，本实施例设定为5分钟)，搅拌5分钟后，若TDS检测仪和PH检测仪再次采集的数据未达到预先设定的净化后的水质标准值，重复开启阀门控制板投放溶解性固体，5秒后，阀门控制板关闭，上述净化过程循环至检测的数值达到水质标准值停止，此次循环作业结束，与此同时，GPS记录上述净化轨迹形成净化区域图并存储至存储器，通过通信模块远程传输至移动终端，便于工作人员实时监控装置定位及工作情况。
Claims (9)
1.一种推进式自动净水装置，其特征在于：包括位于下部的净化单元和位于上部的控制单元，两者连接为一体；
所述净化单元包括筒体、上底板、下底板和两个侧板，筒体外固定有用于加固的圆箍，上底板和下底板分别固定于圆箍的顶部和底部，两个侧板位于筒体的左右两侧并与上底板和下底板固定连接，且两个侧板旁均固定有浮筒；所述筒体的前后两侧为带镂空的圆盘，每个圆盘的中心均设有穿孔，筒体内设有至少一个螺旋桨，螺旋桨的主轴两端分别穿过筒体前后的穿孔并均与轴承连接，且其中一端向外延伸；所述上底板和筒体上还设有位置对应的投料口；
所述控制单元包括电机、电控箱、电推杆和置物盒，四者均固定于上底板上且电推杆、置物盒和电机均与电控箱连接；所述电机位于主轴向外延伸的一侧并与延伸出的主轴连接；所述电控箱内设有蓄电池、电路板、GPS、控制芯片组、存储器和通信模块，电控箱还外接水质检测设备；所述电推杆上方固定有太阳能板，太阳能板与蓄电池连接；所述置物盒顶部设有用于储存净化药剂的加料口，底部设有与投料口匹配的漏斗，漏斗穿过上底板的投料口，且其底部设置的阀门控制板与筒体的投料口贴合，阀门控制板与电控箱连接，用于控制筒体的投料口的启闭；
利用所述推进式自动净水装置进行水体净化的方法如下：
（1）、在将推进式自动净水装置投放至作业水域之前，通过抽拉板打开置物盒，添加用于净化水质的溶解性固体作为净化药剂；
（2）、将装置放入工作水域，装置通过浮筒漂浮在水面上，净化单元位于水下，控制单元位于水上，太阳能板和电推杆自动追光以获取较多的电能，蓄电池对电能进行储存同时为装置提供用电，装置此时为待机状态，待机状态下，螺旋桨为静止状态，装置漂浮在水面自由移动，以节省蓄电池电量；
（3）、漂浮过程中，TDS检测仪和PH检测仪采集水域相关数据，当检查到某一水域的数据值为电控箱内预先设定的需要工作的数值时，装置进入工作状态，工作状态下，电控箱控制阀门控制板开启预先设定的时长5~10秒，时间到达后阀门控制板关闭，置物盒内的溶解性固体在阀门控制板开启过程中落入筒体，并控制电机启动带动螺旋桨搅拌，搅拌过程中，加速溶解性固体溶解同时，水流的环流效应为装置提供推进动力使得装置缓速前进行驶，搅拌时长2~10分钟；
（4）、搅拌完毕后，若TDS检测仪和PH检测仪再次采集的数据未达到预先设定的净化后的水质标准值，重复开启阀门控制板投放溶解性固体；
（5）、上述净化过程循环至检测的数值达到水质标准值停止，此次循环作业结束，与此同时，GPS记录上述净化轨迹形成净化区域图并存储至存储器，通过通信模块远程传输至移动终端，便于工作人员实时监控装置定位及工作情况。
2.根据权利要求1所述的推进式自动净水装置，其特征在于：所述筒体内设有两个螺旋桨，两个螺旋桨套在同一主轴上并同向旋转。
3.根据权利要求1所述的推进式自动净水装置，其特征在于：所述置物盒两侧设有供电机和电控箱卡合的槽位，电机和电控箱分别与置物盒的槽位卡合，电控箱固定于上底板上靠近投料口一侧。
4.根据权利要求1所述的推进式自动净水装置，其特征在于：所述电机通过电机架固定于上底板上，电机和主轴上均套有同步带轮，同步带轮之间套设有同步带，电机通过同步带和同步带轮带动螺旋桨。
5.根据权利要求1所述的推进式自动净水装置，其特征在于：所述圆箍为剖分式结构并通过螺栓进行组装。
6.根据权利要求1所述的推进式自动净水装置，其特征在于：所述浮筒为泡沫浮筒。
7.根据权利要求1所述的推进式自动净水装置，其特征在于：所述置物盒的加料口处设有可滑动的抽拉板。
8.根据权利要求1所述的推进式自动净水装置，其特征在于：所述上底板、下底板和侧板之间通过连接件固定连接。
9.根据权利要求1所述的推进式自动净水装置，其特征在于：所述水质检测设备为COD测定仪、BOD速测仪、TDS检测仪、PH检测仪中的一种或几种，且水质检测设备固定于下底板的连接件上。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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