CN201873562U - 加药装置及系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种加药装置及系统，该加药装置包括加药控制器和加药执行器，加药控制器上设置有气体入口和气体出口，气体入口与第一稳压气源相连通，加药控制器用于将第一稳压气源供给的气体调节为具有预定频率的脉冲气流，并从气体出口导出；加药执行器上设置有脉冲气体入口、原料药剂入口和定量药剂出口，脉冲气体入口与加药控制器的气体出口相连通，加药执行器用于在加药控制器供给的脉冲气流的作用下将预定量的原料药剂间隔地通过原料药剂入口吸入，并通过定量药剂出口排出。该加药系统包括药剂供给装置和本实用新型提供的加药装置。本实用新型提供的加药装置及系统为非用电设备，优化了井下矿井水处理过程，提高了安全性。

Description

加药装置及系统

技术领域

本实用新型涉及矿井水处理系统结构技术，尤其涉及一种加药装置及系统。

背景技术

矿井水是煤矿的开采过程中产生的，矿井水不经过处理就会成为巨大的污染源，但若其经过处理后就变成了宝贵的水资源。据统计，截止2006年我国矿井水年涌水量达到了42亿立方米，但利用率仅为26％。因此，对矿井水进行处理并加以利用，不但可防止水资源流失，避免对水环境造成污染，而且对于缓解矿区供水不足、改善矿区生态环境、最大限度地满足生产和生活用水需求具有重要意义。然而，由于井下生产的特殊性，大量的不能直接利用的矿井水需要抽排到地面，在地面处理后再输送到井下作为井下生产用水，这一排一供的过程中需要消耗大量的能源。目前我国矿井水吨水百米排水电耗约0.5kWh，以一个400米深的矿井日排水1万吨来计算，年耗电将达到730万kWh，并且随着煤矿开采深度的不断增加，耗电量将快速增加。在井下对矿井水进行处理，就地利用，不但可以解决煤矿井下生产过程中矿井水排放、供给的矛盾，而且可以节约大量的能耗，为节能减排做出巨大贡献。

目前矿井水净化处理的主要工艺流程是加药、混凝、沉淀和过滤，加药是该工艺流程的关键步骤，需要对药剂精确计量，准确投加。矿井水地面处理过程中的加药环节通常采用加药装置将一定浓度的药剂定量投加到需要处理的矿井水中，以将矿井水处理成生产用水。一般矿井水处理所用药品为固体或高浓度液体，需要通过药剂生成装置按照一定比例将药品加入水中稀释成药剂后使用。加药装置通常采用计量泵投加控制技术或单因子流动电流投加控制技术，其主要设备都包括流量计、浊度仪、精密计量泵、变频器及PLC等，这些设备大多为用电设备，要将其应用到井下均需要达到相关防爆等级要求，并通过“MA”认证。而目前市场上没有达到上述要求的相关设备，其研制与取证工作将是一个相当漫长的过程，限制了矿井水井下处理利用技术的发展。

实用新型内容

本实用新型提供一种加药装置及系统，以优化矿井水处理的操作过程，降低处理成本。

本实用新型提供一种加药装置，包括：

加药控制器，所述加药控制器上设置有气体入口和气体出口，所述气体入口与第一稳压气源相连通，所述加药控制器用于将所述第一稳压气源供给的气体调节为具有预定频率的脉冲气流，并从所述气体出口导出；

加药执行器，所述加药执行器上设置有脉冲气体入口、原料药剂入口和定量药剂出口，所述脉冲气体入口与所述加药控制器的气体出口相连通，所述加药执行器用于在所述加药控制器供给的脉冲气流的作用下将预定量的原料药剂间隔地通过所述原料药剂入口吸入，并通过所述定量药剂出口排出。

如上所述的加药装置，其中，

所述加药执行器包括一泵体；

所述泵体内设置有活塞，所述活塞的一端伸出所述泵体，所述活塞的另一端通过弹性元件与所述泵体的内壁底部连接；

所述原料药剂入口和所述定量药剂出口分别设置在所述泵体侧壁上，且位于所述活塞邻近所述弹性元件的一端，所述原料药剂入口和所述定量药剂出口均为单向阀。

本实用新型提供一种加药系统，包括用于提供原料药剂的药剂供给装置，还包括本实用新型提供的加药装置，所述药剂供给装置与所述加药执行器的原料药剂入口相连通以供给原料药剂。

如上所述的加药系统，其中，所述药剂供给装置包括溶药箱和储药箱，

所述溶药箱上设置有加药口、加水口和第一药剂出口，所述溶药箱内设置有搅拌装置，所述搅拌装置包括搅拌执行器，所述搅拌装置上设置有动力源入口，所述动力源入口与第二稳压气源相连通，所述搅拌执行器在所述第二稳压气源的作用下将预定比例的水和药品搅拌均匀后生成所述原料药剂，并将所述原料药剂通过所述第一药剂出口排出至所述储药箱；

所述储药箱上设置有药剂入口和第二药剂出口，所述药剂入口与所述溶药箱的第一药剂出口相连通，所述第二药剂出口与所述加药执行器的原料药剂入口相连通。

如上所述的加药系统，其中，所述搅拌执行器为穿孔曝气管，所述穿孔曝气管固定在所述溶药箱中。

如上所述的加药系统，其中，还包括：

气源处理器，所述气源处理器上设置有气源入口、第一稳压气源出口和第二稳压气源出口，所述气源处理器内设置有干燥装置、过滤装置和稳压装置，所述气源入口与气源连接且连接至所述干燥装置，所述第一稳压气源出口和所述第二稳压气源出口分别开设在所述稳压装置上，所述第一稳压气源出口与所述加药控制器的气体入口相连通，所述第二稳压气源出口与所述搅拌装置的动力源入口相连通。

如上所述的加药系统，其中，所述气源处理器还包括第一调节阀和第二调节阀，分别设在所述第一稳压气源出口和所述第二稳压气源出口处，所述第一调节阀用于调节所述第一稳压气源的气压，所述第二调节阀用于调节所述第二稳压气源的气压。

如上所述的加药系统，其中，所述储药箱上还设置有放空口。

由上述技术方案可知，本实用新型提供的加药装置及系统，以气源为动力来控制定量加药，无需电源，且操作简单，不仅提高了井下矿井水处理的安全性，也优化了矿井水处理的操作过程，降低了处理成本。

附图说明

图1为本实用新型实施例一提供的加药装置结构示意图；

图2为本实用新型实施例二提供的加药执行器的结构示意图；

图3为本实用新型实施例三提供的加药系统的结构示意图。

附图标记：

1-加药控制器；    2-加药执行器；3-溶药箱；

4-储药箱；        5-加药装置；  6-搅拌装置；

11-加水阀；       12-放药阀；   13-放空阀；

21-泵体；         22-活塞；     23-原料药剂入口；

24-定量药剂出口； 25-弹性元件； G1-第一稳压气源；

G2-第二稳压气源； GP-脉冲气流； FN-原料药剂；

FQ-定量药剂。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。需要说明的是，在附图或说明书中，相似或相同的元件皆使用相同的附图标记。

实施例一

图1为本实用新型实施例一提供的加药装置结构示意图，如图1所示，该加药装置包括加药控制器1和加药执行器2，加药控制器1上设置有气体入口和气体出口，气体入口与第一稳压气源G1相连通，加药控制器1用于将第一稳压气源G1供给的气体调节为具有预定频率的脉冲气流GP，并从气体出口导出。具体的，加药控制器1上设置有旋钮，通过旋钮可以对脉冲气流GP的频率进行调节，脉冲气流GP的频率可以根据所加药剂量来设定。加药执行器2上设置有脉冲气体入口、原料药剂入口和定量药剂出口，脉冲气体入口与加药控制器1的气体出口相连通，加药执行器2用于在加药控制器1供给的脉冲气流GP的作用下将预定量的原料药剂FN间隔地通过原料药剂入口吸入，并将定量药剂FQ通过定量药剂出口排出。

本实用新型提供的加药装置为非用电设备，通过将气源作为动力源来实现药剂的定量投加，适用于煤矿井下环境，提高了井下矿井水处理的安全性，优化了矿井水处理的操作过程，降低了处理成本。

实施例二

图2为本实用新型实施例二提供的加药执行器的结构示意图，如图2所示，在本实施例中，加药执行器的一种具体结构可以为：加药执行器包括一泵体21，泵体21内设置有活塞22，活塞22的一端伸出泵体21，活塞22的另一端通过弹性元件25与泵体21的内壁底部连接，活塞22在脉冲气流GP和弹性元件25的驱动下作往复运动，原料药剂入口23和定量药剂出口24分别设置在泵体21侧壁上，且位于活塞22邻近弹性元件25的一端，原料药剂入口23和定量药剂出口24均为单向阀，以在脉冲气流GP驱动活塞22时拉伸弹性元件25，通过原料药剂入口23吸入原料药剂，并在脉冲气流GP停止驱动时，活塞22在弹性元件25的反作用力的驱动下将原料药剂通过定量药剂出口24排出。

加药执行器的具体工作过程为：脉冲气流GP推动活塞22运动，活塞22压缩与其连接的弹性元件25，弹性元件25具体可以为弹簧，但并不以此为限。原料药剂通过原料药剂入口23被吸入，填充泵体21。当脉冲气流GP停止时，活塞22在弹性元件25的作用下往回运动，推动原料药剂通过定量药剂出口24排出。具体的可以通过设定脉冲气流GP的压力来设置一次吸入原料药剂的量。该加药执行器结构简单，操作方便。

本实施例提供了一种加药执行器的具体实施方式，本领域技术人员也可以通过其他方式来实现加药执行器，如加药执行器的结构还可以为：活塞的一端伸出泵体，在脉冲气流的驱动下沿竖直方向作往复运动，活塞的另一端也为自由端。泵体下部设置有两个单向阀分别作为原料药剂入口和定量药剂出口。当脉冲气流驱动活塞时，活塞向上运动，原料药剂通过原料药剂入口被吸入，填充泵体。当脉冲气流停止时，活塞在自身重力的作用下推动原料药剂通过定量药剂出口排出。

实施例三

图3为本实用新型实施例三提供的加药系统的结构示意图，如图3所示，该加药系统包括用于提供原料药剂的药剂供给装置和本实用新型任意实施例提供的加药装置5，药剂供给装置与加药执行器的原料药剂入口相连通以供给原料药剂。

在本实施例中，药剂供给装置具体可以包括溶药箱3和储药箱4，溶药箱3上设置有加药口、加水口和第一药剂出口，加水口可以具体通过加水阀11与加水管路连通，溶药箱3内设置有搅拌装置6，搅拌装置6包括搅拌执行器，搅拌装置6上设置有动力源入口，动力源入口与第二稳压气源G2相连通，搅拌执行器在第二稳压气源G2的作用下将预定比例的水和药品搅拌均匀后生成原料药剂，并将原料药剂通过第一药剂出口排出至储药箱4；储药箱4上设置有药剂入口和第二药剂出口，药剂入口与溶药箱3的第一药剂出口相连通，第二药剂出口与加药执行器的原料药剂入口相连通。

溶药箱3和储药箱4具体可以由不锈钢板制作，满足坚固、防腐的要求。本领域技术人员也可以选择其他能够达到防腐性和稳定性要求的材料来制作溶药箱3和储药箱4，并不以本实施例为限。优选地，溶药箱3设置在储药箱4的上部，并通过放药阀12与储药箱4连通，溶药箱3中的药剂通过重力作用即可排入到储药箱4中，无需增设动力装置。

在本实施例中，搅拌执行器具体可以为穿孔曝气管，穿孔曝气管固定在溶药箱3中。穿孔曝气管上的孔径大小可以根据溶药箱3所需服务面积来设定，以达到可以对溶药箱3中的液体均匀搅拌为目的。具体还可以通过设置控制阀组来对驱动搅拌执行器的气体进行控制调节。

在本实施例中，储药箱4上还设置有放空口，放空口上具体设置有放空阀13，当储药箱4中需要储存不同浓度的原料药剂时，可以通过放空口将储药箱4中的原始的原料药剂排空后，再由溶药箱3注入新的原料药剂。溶药箱3上也可以设置放空口，用于排空溶药箱3中的原料药剂。

在本实施例中，加药系统还可以包括气源处理器，气源处理器上设置有气源入口、第一稳压气源出口和第二稳压气源出口，气源处理器内设置有干燥装置、过滤装置和稳压装置，气源入口与气源连接且连接至干燥装置，第一稳压气源出口和第二稳压气源出口分别开设在稳压装置上，第一稳压气源出口与加药控制器的气体入口相连通，第二稳压气源出口与搅拌装置的动力源入口相连通，气源经过干燥装置、过滤装置和稳压装置处理后分成两路，以形成第一稳压气源和第二稳压气源。气源处理器具体还可以包括第一调节阀和第二调节阀，分别设在第一稳压气源出口和所述第二稳压气源出口处，第一调节阀用于调节第一稳压气源的气压，第二调节阀用于调节第二稳压气源的气压。

本实用新型提供的加药装置及系统，通过气源作为动力源来实现原料药剂的定量投加，加药控制器和加药执行器皆为非用电设备，适用于井下防爆环境，提高了井下矿井水处理的安全性。且结构简单，优化了矿井水处理过程，降低了设备成本，易于工业推广。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述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；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (8)

1.一种加药装置，其特征在于，包括：

加药控制器，所述加药控制器上设置有气体入口和气体出口，所述气体入口与第一稳压气源相连通，所述加药控制器用于将所述第一稳压气源供给的气体调节为具有预定频率的脉冲气流，并从所述气体出口导出；

加药执行器，所述加药执行器上设置有脉冲气体入口、原料药剂入口和定量药剂出口，所述脉冲气体入口与所述加药控制器的气体出口相连通，所述加药执行器用于在所述加药控制器供给的脉冲气流的作用下将预定量的原料药剂间隔地通过所述原料药剂入口吸入，并通过所述定量药剂出口排出。

2.根据权利要求1所述的加药装置，其特征在于：

所述加药执行器包括一泵体；

所述泵体内设置有活塞，所述活塞的一端伸出所述泵体，所述活塞的另一端通过弹性元件与所述泵体的内壁底部连接；

所述原料药剂入口和所述定量药剂出口分别设置在所述泵体侧壁上，且位于所述活塞邻近所述弹性元件的一端，所述原料药剂入口和所述定量药剂出口均为单向阀。

3.一种加药系统，包括用于提供原料药剂的药剂供给装置，其特征在于：还包括权利要求1或2所述的加药装置，所述药剂供给装置与所述加药执行器的原料药剂入口相连通以供给原料药剂。

4.根据权利要求3所述的加药系统，其特征在于：所述药剂供给装置包括溶药箱和储药箱，

所述溶药箱上设置有加药口、加水口和第一药剂出口，所述溶药箱内设置有搅拌装置，所述搅拌装置包括搅拌执行器，所述搅拌装置上设置有动力源入口，所述动力源入口与第二稳压气源相连通，所述搅拌执行器在所述第二稳压气源的作用下将预定比例的水和药品搅拌均匀后生成所述原料药剂，并将所述原料药剂通过所述第一药剂出口排出至所述储药箱；

所述储药箱上设置有药剂入口和第二药剂出口，所述药剂入口与所述溶药箱的第一药剂出口相连通，所述第二药剂出口与所述加药执行器的原料药剂入口相连通。

5.根据权利要求4所述的加药系统，其特征在于：所述搅拌执行器为穿孔曝气管，所述穿孔曝气管固定在所述溶药箱中。

6.根据权利要求4所述的加药系统，其特征在于，还包括：

气源处理器，所述气源处理器上设置有气源入口、第一稳压气源出口和第二稳压气源出口，所述气源处理器内设置有干燥装置、过滤装置和稳压装置，所述气源入口与气源连接且连接至所述干燥装置，所述第一稳压气源出口和所述第二稳压气源出口分别开设在所述稳压装置上，所述第一稳压气源出口与所述加药控制器的气体入口相连通，所述第二稳压气源出口与所述搅拌装置的动力源入口相连通。

7.根据权利要求6所述的加药系统，其特征在于：所述气源处理器还包括第一调节阀和第二调节阀，分别设在所述第一稳压气源出口和所述第二稳压气源出口处，所述第一调节阀用于调节所述第一稳压气源的气压，所述第二调节阀用于调节所述第二稳压气源的气压。

8.根据权利要求4所述的加药系统，其特征在于：所述储药箱上还设置有放空口。

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