CN115490294A - 地埋式污水处理系统中链板式刮泥机故障预警装置及系统 - Google Patents

地埋式污水处理系统中链板式刮泥机故障预警装置及系统 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种地埋式污水处理系统中链板式刮泥机故障预警装置及系统，包括多个支撑轴、两条传动链条、电机、处理池和控制器。本发明通过多个接近感应器及时并直观的监测传动链条的运行状态，同时，还利用扭矩传感器监测主动轮的最大运行扭矩以及采用电流传感器监测电机运行时的电流大小，当传动链条出现脱轨、断裂、拉升变形等问题时，预警装置能够及时发出报警信号，并停止电机运行，及时止损并立即告知维护人员及时进行维护处理，避免设备出现无可挽回的损坏。

Description

地埋式污水处理系统中链板式刮泥机故障预警装置及系统
技术领域
本发明涉及污水处理技术领域，具体涉及一种地埋式污水处理系统中链板式刮泥机故障预警装置及系统。
背景技术
非金属链板式刮泥机是由电机及减速器、主动轮、从动轮、链条、非金属刮板、回程导轨、回程支撑轴、耐磨条等组成。电机减速器通过非金属链轮和传动链把扭矩传送到刮泥机装置的主动轮，非金属链条、从动链轮，带动底部刮板在池底和液面作匀速直线运动，将池底沉积的污泥刮至集泥斗，同时又将液面的浮渣撇至撇渣管，把池底沉积的污泥及液面的浮渣收集起进入到下一道工序。在日常运行中，需要时刻关注此类刮泥机的运行状态，尤其是当出现刮板偏移、断裂和失踪、跳链、断链等情况时，如果能够及时准确的发现，能够有效避免后续不必要的损失。当在地埋式污水处理系统中采用非金属链板式刮泥机时，由于整个污水处理系统采用地埋式构建，使得在巡查过程中无法直观获取非金属链板式刮泥机的运行状态，即便设置观察孔，由于地埋式结构的限制，通过这类观察孔往往无法观察到非金属链板式刮泥机的整体运行状况，导致发生的故障无法在巡查过程中发现，致使非金属链板式刮泥机出现故障后无法及时进行处理。
然而，在实际使用中发现，虽然非金属链板式刮泥机设有不少保护装置，例如，设有刮板链条纠偏装置、刮泥机过载剪断销保护和电机电流过载保护，但是这些刮泥机保护装置在实际运行过程中基本没有起到保护，在实际运行过程中，安装在地埋式污水处理系统中的刮泥机多次出现链条断裂、非金属刮板脱落、错位等问题，而这些保护措施没有起到任何保护作用和故障提示。
发明内容
针对现有技术存在的上述不足，本发明的目的在于提供一种地埋式污水处理系统中链板式刮泥机故障预警装置及系统，以解决现有技术地埋式污水处理系统中无法通过巡查及时发现刮泥机出现的故障、并且链板式刮泥机的保护装置完全没有起到任何保护作用、及故障提示的问题。
为了解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：
一种地埋式污水处理系统中链板式刮泥机故障预警装置，包括处理池，水平设于处理池相对两侧壁之间的多根支撑轴、两条传动链条、电机和控制器；多个支撑轴呈上下两排分布，并分别靠近处理池侧壁的上部与下部，支撑轴的两端分别与处理池的侧壁转动相连；在各支撑轴靠近其两端处分别固定设有一链轮，两条传动链条分别绕设在支撑轴两端的链轮外侧，其中，上排支撑轴与下排支撑轴之间的传动链条具有倾斜过渡形成的倾斜段；在传动链条外侧间隔设置有若干刮板，所述刮板同时与两条传动链条相连，并能随传动链条移动；电机的输出轴通过传动带与任一支撑轴相连，并能够带动支撑轴转动，从而驱动两条传动链条带动刮板在处理池内循环转动。
还包括两个接近感应器I，两个接近感应器I位于上排支撑轴的上方或下方，两个接近感应器I沿水平方向间隔分布，且两个接近感应器I之间的间距等于相邻两个刮板之间的间距，其中，接近感应器I的检测端朝向刮板方向，并能够由刮板触发；还包括一接近感应器II，接近感应器II位于传动链条外侧，并靠近传动链条的倾斜段，该接近感应器II的检测端朝向刮板方向，并能够由刮板触发。
接近感应器I和接近感应器II分别与控制器相连，控制器通过接近感应器I获取相邻两块刮板分别经过接近感应器I的时间，通过接近感应器II检测刮板移动方向改变的时间点。当控制器监测到每两块刮板之间的运行时间，或者刮板改变移动方向的时间节点与设定值不同时，控制器关闭电机，并发出报警信号。
优选地，在处理池底部的一端设有一污泥收集槽，传动链条从上排支撑轴朝向远离污泥收集槽的方向倾斜向底层支撑轴移动，然后再朝向靠近污泥收集槽的方向移动，从而使传动链条带动刮板在处理池内循环转动。
优选地，上排支撑轴从处理池上排的一端沿其长度方向间隔分布至处理池上排的中部，使水平移动的传动链条从处理池上排中部位置倾斜向下、朝向远离污泥收集槽的一侧移动；以传动链条从上排支撑轴倾斜向下移动的拐点为高点，接近感应器I位于高点朝向靠近污泥收集槽的一侧。将接近感应器I设置在高点附近，是因为此处刮板的运动轨迹会发生改变，出现向下运动的轨迹，如果传动链条出现脱轨、断裂、拉升变形等问题时，这个位置点会最直观的反馈出传动链条出现的问题。而如果将接近感应器I设置在其他位置，对于传动链条发生问题时的反馈则会出现延迟，即不会立刻反馈传动链条已经出现故障，这种情况会导致装置已经发生损坏，即便停止电机，也已经造成装置受损，造成维修难度的同时也带来了经济上的损失。
优选地，接近感应器II设置传动链条的倾斜段的上段。将接近感应器II设置传动链条的倾斜段的上段，即将接近感应器II设置在传动链条从水平方向改为倾斜向下移动的拐点，也就是靠近高点的上方，在这一点刮板会从改变运动轨迹，一旦传动链条出现问题，在此处能够及时、直观的反馈出传动链条出现了问题。
优选地，还包括一电流传感器，该电流传感器与电机相连，用于获取电机运行时的电流大小，并将其发送至控制器；当控制器接收到电机运行电流大于设定值时，发出报警，同时停止设备运行。
优选地，所述电机的输出轴通过传动带与位于处理池上端的任一支撑轴相连。
优选地，电机安装在处理池靠近污泥收集槽一侧壁的上排，且电机轴与支撑轴的轴线方向一致；在电机轴上设置有一主动轮，电机能够带动主动轮绕电机轴的轴线转动；在电机下方的导管支架上设置有一从动轮，在主动轮和从动轮上绕设有一主动链条，且传动链条绕过该从动轮，电机带动主动轮和主动链条转动，从而带动从动轮和传动链条转动；在电机上还设有一减速箱，在减速箱与主动轮之间设有一扭矩传感器，用于检测主动轮传递的扭力，并将检测结果发送至控制器，当扭矩传感器的检测值大于设定值时，控制器关闭电机，并发出报警信号。
本发明还提供一种地埋式污水处理系统中链板式刮泥机故障预警系统，包括数据采集模块、数据处理模块和报警模块；其中，数据采集模块用于获取接近感应器I、接近感应器II、电流传感器和扭矩传感器监测到的数据，并将获取的数据发送至数据处理模块；数据处理模块用于将监测数据与设定值进行比较，当监测数据与设定值不同或不在设定的数值范围内时，关闭电机，并向报警模块发送信号；报警模块用于在接收到数据处理模块的信号后，发出报警信号。
与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：
1、本发明通过多个接近感应器及时并直观的监测传动链条的运行状态，当传动链条出现脱轨、断裂、拉升变形等问题时，预警装置能够及时发出报警信号，并停止电机运行，及时止损并立即告知维护人员及时进行维护处理，避免设备出现无可挽回的损坏。
2、本发明还通过扭矩传感器监测主动轮的最大运行扭矩，并利用电流传感器监测电机运行时的电流大小，当设备在运行中出现链条断裂、刮板脱落等问题时，主动轮的运行扭矩和电机运行时的电流大小会立即发生变化，通过扭矩传感器和电流传感器将变化信号及时反馈给控制器，使控制器能够及时停止电机运行并发出报警信号，使维护人员能够及时进行查看和维修。
附图说明
图1为本发明一种地埋式污水处理系统中链板式刮泥机故障预警装置的结构示意图。
图中：处理池1、支撑轴2、传动链条3、刮板4、电机5、接近感应器I 6、接近感应器II7、污泥收集槽8、高点9。
具体实施方式
下面将结合附图和实施例对本发明作进一步说明。
一、一种地埋式污水处理系统中链板式刮泥机故障预警装置
本发明所述故障检测预警装置如图1所示，包括处理池1，水平设于处理池相对两侧壁之间的多根支撑轴2、两条传动链条3、电机5和控制器。多个支撑轴呈上下两排分布，并分别靠近处理池侧壁的上部与下部，支撑轴的两端分别与处理池的侧壁转动相连。在各支撑轴靠近其两端处分别固定设有一链轮，两条传动链条分别绕设在支撑轴两端的链轮外侧，其中，上排支撑轴与下排支撑轴之间的传动链条具有倾斜过渡形成的倾斜段。在传动链条外侧间隔设置有若干刮板4，所述刮板同时与两条传动链条相连，并能随传动链条移动；电机的输出轴通过传动带与任一支撑轴相连，并能够带动支撑轴转动，从而驱动两条传动链条带动刮板在处理池内循环转动。
还包括两个接近感应器I 6，两个接近感应器I位于上排支撑轴的上方或下方，两个接近感应器I沿水平方向间隔分布，且两个接近感应器I之间的间距等于相邻两个刮板之间的间距，其中，接近感应器I的检测端朝向刮板方向，并能够由刮板触发。还包括一接近感应器II 7，接近感应器II位于传动链条外侧，并靠近传动链条的倾斜段，该接近感应器II的检测端朝向刮板方向，并能够由刮板触发。
接近感应器I和接近感应器II分别与控制器相连，控制器通过接近感应器I获取相邻两块刮板分别经过接近感应器I的时间，通过接近感应器II检测刮板移动方向改变的时间点。当控制器监测到每两块刮板之间的运行时间，或者刮板改变移动方向的时间节点与设定值不同时，控制器关闭电机，并发出报警信号。
在具体实施时，在处理池底部的一端设有一污泥收集槽8，传动链条从上排支撑轴朝向远离污泥收集槽的方向倾斜向底层支撑轴移动，然后再朝向靠近污泥收集槽的方向移动，从而使传动链条带动刮板在处理池内循环转动。传动链条带动刮板在处理池底部沿水平方向移动，将处理池底部的污泥刮入污泥收集槽内。
其中，上排支撑轴从处理池上排的一端沿其长度方向间隔分布至处理池上排的中部，使水平移动的传动链条从处理池上排中部位置倾斜向下、朝向远离污泥收集槽的一侧移动；以传动链条从上排支撑轴倾斜向下移动的拐点为高点9，接近感应器I位于高点朝向靠近污泥收集槽的一侧。将接近感应器I设置在高点附近，是因为此处刮板的运动轨迹会发生改变，出现向下运动的轨迹，如果传动链条出现脱轨、断裂、拉升变形等问题时，这个位置点会最直观的反馈出传动链条出现的问题。而如果将接近感应器I设置在其他位置，对于传动链条发生问题时的反馈则会出现延迟，即不会立刻反馈传动链条已经出现故障，这种情况会导致装置已经发生损坏，即便停止电机，也已经造成装置受损，造成维修难度的同时也带来了经济上的损失。接近感应器II设置传动链条的倾斜段的上段。将接近感应器II设置传动链条的倾斜段的上段，即将接近感应器II设置在传动链条从水平方向改为倾斜向下移动的拐点，也就是靠近高点的上方，在这一点刮板会从改变运动轨迹，一旦传动链条出现问题，在此处能够及时、直观的反馈出传动链条出现了问题。并且，如果出现刮板脱落、传动链条拉绳变形等问题时，接近感应器I和接近感应器II其中任何一个数据就会出现问题，这也使控制器能够及时接收接近感应器I和接近感应器II发送的信号，及时停止电机运行。还包括一电流传感器，该电流传感器与电机相连，用于获取电机运行时的电流大小，并将其发送至控制器；当控制器接收到电机运行电流大于设定值时，发出报警，同时停止设备运行。在对设备运行进行多次监控中意外发现，当出现链条断裂、刮板脱落等问题时，此时电机运行时的电流值出现异常，通过多次实验后发现，可对电机运行时的电流大小进行监控，一旦出现电机运行时电流值异常，设备必然出现了链条断裂、刮板脱落的问题，因此，对电机运行电流大小进行监控，能够及时发现设备是否出现问题。所述电机的输出轴通过传动带与位于处理池上端的任一支撑轴相连。电机安装在处理池靠近污泥收集槽一侧壁的上排，且电机轴与支撑轴的轴线方向一致；在电机轴上设置有一主动轮，电机能够带动主动轮绕电机轴的轴线转动；在电机下方的导管支架上设置有一从动轮，在主动轮和从动轮上绕设有一主动链条，且传动链条绕过该从动轮，电机带动主动轮和主动链条转动，从而带动从动轮和传动链条转动；在电机上还设有一减速箱，在减速箱与主动轮之间设有一扭矩传感器，用于检测主动轮传递的扭力，并将检测结果发送至控制器，当扭矩传感器的检测值大于设定值时，控制器关闭电机，并发出报警信号。在本发明中，采用电机为动力，通过变速箱减速后带动主动轮运行。原本设备采用的是过载剪断销进行保护，但在实际运行中发现，当设备出现链条断裂、刮板脱落等问题时，过载剪断销从未起到过保护作用，在对设备进行多次改进和实际运行后发现，将过载剪断销改为扭矩传感器，通过实验得出刮泥机最大运行扭矩后，根据最大运行扭矩进行设定，利用扭矩传感器监测主动轮传递的扭力，当扭矩传感器监测大于设定值时，及时停止电机运行，同时发出报警信号，提醒维护人员及时对设备进行检修。
二、一种非金属刮泥机故障检测预警系统
所述预警系统包括数据采集模块、数据处理模块和报警模块；其中，数据采集模块用于获取接近感应器I、接近感应器II、电流传感器和扭矩传感器监测到的数据，并将获取的数据发送至数据处理模块；数据处理模块用于将监测数据与设定值进行比较，当监测数据与设定值不同或不在设定的数值范围内时，关闭电机，并向报警模块发送信号；报警模块用于在接收到数据处理模块的信号后，发出报警信号。在实际应用时，可通过PLC实现，通过PLC控制模块采集接近感应器I、接近感应器II、电流传感器和扭矩传感器监测到的数据，并将监测到的数据与设定值进行比较，从而及时做出判断。
工作过程：刮泥机开始正常运行，接近感应器I实时获取相邻两块刮板分别经过接近感应器I的时间，并将获取的时间发送至数据采集模块；接近感应器II获取刮板移动方向改变的时间点，并将获取的时间点发送至数据采集模块；电流传感器用于获取电机运行时的电流大小，并将获取的数据发送至数据采集模块；扭矩传感器用于检测主动轮传递的扭力大小，并将获取的数据发送至数据采集模块；数据采集模块将获取到的上述数据发送至数据处理模块，数据处理模块在接收数据采集模块发送的数据后，将获取的数据与设定值进行比较；如果获取的监测数据与设定值相同或者处于设定的数值范围内时，刮泥机继续正常运行；如果获取的检测数据与设定值不同或不在设定的数值范围内时，关闭电机，并向报警模块发送需要进行报警提示的信号，同时将异常数据的来源发送给报警模块；报警模块接收到数据处理模块的信号后，发出报警信号，同时提示异常数据的来源位置。
本发明通过多个接近感应器及时并直观的监测传动链条的运行状态，当传动链条出现脱轨、断裂、拉升变形等问题时，预警装置能够及时发出报警信号，并停止电机运行，及时止损并立即告知维护人员及时进行维护处理，避免设备出现无可挽回的损坏。本发明还通过扭矩传感器监测主动轮的最大运行扭矩，并利用电流传感器监测电机运行时的电流大小，当设备在运行中出现链条断裂、刮板脱落等问题时，主动轮的运行扭矩和电机运行时的电流大小会立即发生变化，通过扭矩传感器和电流传感器将变化信号及时反馈给控制器，使控制器能够及时停止电机运行并发出报警信号，使维护人员能够及时进行查看和维修。
最后需要说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制技术方案，本领域的普通技术人员应当理解，那些对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本技术方案的宗旨和范围，均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (8)

1.一种地埋式污水处理系统中链板式刮泥机故障预警装置，包括处理池（1），水平设于处理池相对两侧壁之间的多根支撑轴（2）、两条传动链条（3）、电机（5）和控制器；多个支撑轴呈上下两排分布，并分别靠近处理池侧壁的上部与下部，支撑轴的两端分别与处理池的侧壁转动相连；在各支撑轴靠近其两端处分别固定设有一链轮，两条传动链条分别绕设在支撑轴两端的链轮外侧，其中，上排支撑轴与下排支撑轴之间的传动链条具有倾斜过渡形成的倾斜段；在传动链条外侧间隔设置有若干刮板（4），所述刮板同时与两条传动链条相连，并能随传动链条移动；电机的输出轴通过传动带与任一支撑轴相连，并能够带动支撑轴转动，从而驱动两条传动链条带动刮板在处理池内循环转动；
其特征在于，还包括两个接近感应器I（6），两个接近感应器I位于上排支撑轴的上方或下方，两个接近感应器I沿水平方向间隔分布，且两个接近感应器I之间的间距等于相邻两个刮板之间的间距，其中，接近感应器I的检测端朝向刮板方向，并能够由刮板触发；还包括一接近感应器II（7），接近感应器II位于传动链条外侧，并靠近传动链条的倾斜段，该接近感应器II的检测端朝向刮板方向，并能够由刮板触发；
接近感应器I和接近感应器II分别与控制器相连，控制器通过接近感应器I获取相邻两块刮板分别经过接近感应器I的时间，通过接近感应器II检测刮板移动方向改变的时间点；
当控制器监测到每两块刮板之间的运行时间，或者刮板改变移动方向的时间节点与设定值不同时，控制器关闭电机，并发出报警信号。
2.根据权利要求1所述地埋式污水处理系统中链板式刮泥机故障预警装置，其特征在于，在处理池底部的一端设有一污泥收集槽（8），传动链条从上排支撑轴朝向远离污泥收集槽的方向倾斜向底层支撑轴移动，然后再朝向靠近污泥收集槽的方向移动，从而使传动链条带动刮板在处理池内循环转动。
3.根据权利要求2所述地埋式污水处理系统中链板式刮泥机故障预警装置，其特征在于，上排支撑轴从处理池上排的一端沿其长度方向间隔分布至处理池上排的中部，使水平移动的传动链条从处理池上排中部位置倾斜向下、朝向远离污泥收集槽的一侧移动；以传动链条从上排支撑轴倾斜向下移动的拐点为高点（9），接近感应器I位于高点朝向靠近污泥收集槽的一侧。
4.根据权利要求2所述地埋式污水处理系统中链板式刮泥机故障预警装置，其特征在于，接近感应器II设置传动链条的倾斜段的上段。
5.根据权利要求1所述地埋式污水处理系统中链板式刮泥机故障预警装置，其特征在于，还包括一电流传感器，该电流传感器与电机相连，用于获取电机运行时的电流大小，并将其发送至控制器；当控制器接收到电机运行电流大于设定值时，发出报警，同时停止设备运行。
6.根据权利要求1所述地埋式污水处理系统中链板式刮泥机故障预警装置，其特征在于，所述电机的输出轴通过传动带与位于处理池上端的任一支撑轴相连。
7.根据权利要求6所述地埋式污水处理系统中链板式刮泥机故障预警装置，其特征在于，电机安装在处理池靠近污泥收集槽一侧壁的上排，且电机轴与支撑轴的轴线方向一致；在电机轴上设置有一主动轮，电机能够带动主动轮绕电机轴的轴线转动；在电机下方的导管支架上设置有一从动轮，在主动轮和从动轮上绕设有一主动链条，且传动链条绕过该从动轮，电机带动主动轮和主动链条转动，从而带动从动轮和传动链条转动；在电机上还设有一减速箱，在减速箱与主动轮之间设有一扭矩传感器，用于检测主动轮传递的扭力，并将检测结果发送至控制器，当扭矩传感器的检测值大于设定值时，控制器关闭电机，并发出报警信号。
8.一种地埋式污水处理系统中链板式刮泥机故障预警系统，其特征在于，包括数据采集模块、数据处理模块和报警模块；其中，数据采集模块用于获取接近感应器I、接近感应器II、电流传感器和扭矩传感器监测到的数据，并将获取的数据发送至数据处理模块；数据处理模块用于将监测数据与设定值进行比较，当监测数据与设定值不同或不在设定的数值范围内时，关闭电机，并向报警模块发送信号；报警模块用于在接收到数据处理模块的信号后，发出报警信号。
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