CN209829737U - 全数字海砂净化监测控制系统 - Google Patents

Abstract

一种全数字海砂净化监测控制系统，该全数字海砂净化监测控制系统包括清水补水罐以及臭氧供给装置，清水补水罐与臭氧供给装置与气液多相流泵连接，由气液多相流泵对臭氧气体以及清水进行混合，然后输送至反应混合罐内进行暂存，当需要对海砂进行净化时，臭氧水再从反应混合罐内输出到回转轮处。臭氧水通过臭氧水输出管能够输送至回转轮的洗砂水槽内，这样不仅能够实现传统的海砂水洗，同时还能够利用臭氧，对海砂中的氯离子进行高效去除。传统的海砂净化工艺需要使用大量的淡水经过多次冲洗，而且氯离子含量较高，淡化效果较差。本实用新型提出的海砂净化处理新工艺大大减少了淡水的用量，同时能有效降低氯离子含量，提高淡化效果。

Description

全数字海砂净化监测控制系统

技术领域

本实用新型实施例涉及海砂净化技术领域，具体涉及一种全数字海砂净化监测控制系统。

背景技术

河砂是一种重要的建筑材料，市场需求量非常大，目前我国每年消耗30亿吨以上的建筑用砂。

随着我国经济的快速发展，建设规模的日益扩大，特别是东南沿海地区城市进程的快速推进，导致很多沿海城市面临河砂资源枯竭的困境，许多地方已经出现河砂资源匮乏的现象。同时，为防止对自然景观和生态环境的严重破坏，各地已逐渐限制开采河砂。在我国东部沿海地区，人口稠密，经济发达，工程建设量大，当河砂资源出现供给不足问题，同时又没有其他砂源替代的情况下，开发利用当地的海砂资源成为经济发展的客观需要和历史发展的必然。因此，在沿海地区合理利用海砂资源，以缓解河砂资源不足的局面显得日益迫切。

然而，由于海砂含有氯化镁、氯化钠等盐份(俗称氯盐)，使用海砂搅拌混凝土、浇灌建筑物，混凝土中的钢筋会慢慢被海砂渗透出来的盐分腐蚀氧化，容易造成建筑物强度、硬度及承受力下降，严重影响建筑物的使用寿命。目前很多建筑企业担心海砂对混凝土钢筋的腐蚀，尚不敢使用海砂。因此，对氯离子的有效去除是海砂淡化的关键。

目前，国内外针对海砂中氯盐除去的最新技术措施主要有：海砂淡水冲洗法、钢筋阻锈剂法、钢筋镀膜法、混凝土配比优化法等，其中海砂淡水冲洗法是最为常用的方法。但淡水冲洗法需多次使用淡水重复冲洗，存在水资源利用率低，生产成本高，氯离子含量高等问题，尤其是在淡水资源缺乏的地区，海砂的传统净化工艺存在很大局限性。

实用新型内容

针对传统海砂淡化方法和工艺所存在的问题，如何提供一种能够实现在线监测，并且，淡化效率高的海砂净化系统，成为了本领域技术人员亟待解决的问题。

为了实现上述目的，本实用新型实施例提供如下技术方案：

本实用新型实施例提供了一种全数字海砂净化监测控制系统，该全数字海砂净化监测控制系统包括：

清水补水罐，所述清水补水罐包括有清水入水管以及清水出水管；

臭氧供给装置，所述臭氧供给装置包括有臭氧输出管；

气液多相流泵，所述气液多相流泵包括有气体接口、液体接口以及混合液出口，所述气体接口与所述臭氧输出管连接，所述液体接口与所述清水出水管连接，所述混合液出口连接有臭氧水输出管；

反应混合罐，所述反应混合罐与所述臭氧水输出管连接，所述反应混合罐上设置有臭氧水供给管路；

回转轮，所述回转轮包括有洗砂水槽，所述臭氧水供给管路与所述洗砂水槽连接。

优选地，本实用新型还包括有在线监控系统；

所述在线监控系统包括有用于对所述清水补水罐运行状态进行在线监测的第一监测组件以及控制主机，所述第一监测组件包括有设置于所述清水入水管上、用于对所述清水入水管内液压监测的第一压力传感器以及设置于所述清水出水管上、用于对所述清水出水管内液压监测的第二压力传感器，所述第一压力传感器以及所述第二压力传感器与所述控制主机信号连接。

优选地，本实用新型中所述第一监测组件还包括有液位计，所述液位计设置于所述清水补水罐上、用于对所述清水补水罐内部液位进行监测，所述液位计与所述控制主机信号连接。

优选地，本实用新型还包括有在线监控系统；

所述在线监控系统包括有用于对所述气液多相流泵上混合液出口出水压力进行监测的第三压力传感器以及控制主机，所述第三压力传感器设置于所述气液多相流泵的混合液出口上，所述第三压力传感器与所述控制主机信号连接。

优选地，本实用新型还包括有在线监控系统；

所述在线监控系统包括有用于对所述臭氧水供给管路内臭氧水的臭氧浓度进行监测的在线溶解臭氧检测仪以及控制主机，所述在线溶解臭氧检测仪设置于所述臭氧水供给管路上，所述在线溶解臭氧检测仪与所述控制主机信号连接。

优选地，本实用新型还包括有在线监控系统；

所述在线监控系统包括有用于对所述臭氧水供给管路内臭氧水的供给流量进行监测的电磁流量计以及控制主机，所述电磁流量计设置于所述臭氧水输出管上，所述电磁流量计与所述控制主机信号连接。

优选地，本实用新型于所述臭氧水供给管路上设置有水量调节阀。

优选地，本实用新型还包括有在线监控系统；

所述在线监控系统包括有用于对臭氧输出管内臭氧气体浓度进行监测的在线臭氧气体检测仪以及控制主机，所述在线臭氧气体检测仪设置于所述臭氧输出管上，所述在线臭氧气体检测仪与所述控制主机信号连接。

优选地，本实用新型还包括有通信系统，所述通信系统包括有能够连接到互联网的联网设备和/或能够与移动通信终端进行连接的无线通信设备；所述通信系统与所述控制主机信号连接。

优选地，本实用新型中，与所述控制主机连接有用于对系统运行状态进行显示的显示装置以及用于对系统运行异常进行报警的报警装置。

本实用新型实施例具有如下优点：

本实用新型实施例提供了一种全数字海砂净化监测控制系统，该全数字海砂净化监测控制系统包括清水补水罐以及臭氧供给装置，清水补水罐与臭氧供给装置与气液多相流泵连接，由气液多相流泵对臭氧气体以及清水进行混合，然后输送至反应混合罐内进行暂存，当需要对海砂进行净化时，臭氧水再从反应混合罐内输出到回转轮处。

通过上述结构设计，臭氧水通过臭氧水输出管能够输送至回转轮的洗砂水槽内，这样不仅能够实现传统的海砂水洗，同时还能够利用臭氧，对海砂中的氯离子进行高效去除。传统的海砂净化工艺需要使用大量的淡水经过多次冲洗，而且氯离子含量较高，淡化效果较差。本实用新型提出的海砂净化处理新工艺大大减少了淡水的用量，同时能有效降低氯离子含量，提高淡化效果。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型的实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是示例性的，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，还可以根据提供的附图引伸获得其它的实施附图。

本说明书所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本实用新型可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本实用新型所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本实用新型所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。

图1为本实用新型实施例中全数字海砂净化监测控制系统的结构示意图；

在图1中，部件名称与附图标记的对应关系为：

清水补水罐1、臭氧供给装置2、气液多相流泵3、反应混合罐4、

回转轮5、在线溶解臭氧检测仪6。

具体实施方式

以下由特定的具体实施例说明本实用新型的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本实用新型的其他优点及功效，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。

请参考图1，图1为本实用新型实施例中全数字海砂净化监测控制系统的结构示意图。

本实用新型提供了一种全数字海砂净化监测控制系统，用于实现海砂的高效净化。

在本实用新型中，该全数字海砂净化监测控制系统包括如下组成部分：

1、清水补水罐

清水补水罐1采用不锈钢罐结构设计，或者是塑料罐。清水补水罐1的作用是装载净化水或者是去离子水，按工艺顺序，在清水补水罐1之前还设置有水过滤器，这样能够直接利用自然水作为水源。在清水补水罐1上设置有清水入水管以及清水出水管，清水入水管与水过滤器连接，经过水过滤器过滤后的水经过清水入水管输入到清水补水罐1内进行储存，当需要用水时，再由清水出水管输出。

本实用新型还能够在清水出水管上还设置有补水泵，以提供充足的清水补水量。

2、臭氧供给装置

臭氧供给装置2的主要作用是提供臭氧气体，在本实用新型中，臭氧供给装置2为臭氧发生器。

臭氧供给装置2包括有臭氧输出管，臭氧供给装置2所提供的臭氧气体能够通过臭氧输出管进行输出。

3、气液多相流泵

气液多相流泵3为一种能够实现气、液混合的设备，本实用新型所采用的气液多相流泵3，通过对气体接口的结构改进(例如扩大气体接口)，能够增加臭氧气体的输入量，从而保证臭氧水中的臭氧含量。

气液多相流泵3具有气液混合腔，在气液混合腔内设置有涡轮，在气液多相流泵3上开设有与气液混合腔连通的气体接口、液体接口以及混合液出口，气体接口与臭氧输出管连接，液体接口与清水出水管连接，在运行状态下，臭氧气体由气体接口进入到气液混合腔内，清水由液体接口进入到气液混合腔内，臭氧气体以及清水在涡轮作用下搅拌混合，然后由混合液出口输出，在混合液出口上连接有臭氧水输出管，臭氧水经过臭氧输出管输送至臭氧水暂存点(反应混合罐4)。

4、反应混合罐

反应混合罐4为具有承压能力的罐体，在反应混合罐4的顶部开设有排气阀门，臭氧水中溢出的臭氧气体能够通过排气阀门排出反应混合罐4。

反应混合罐4用于臭氧水的暂存，反应混合罐4与臭氧水输出管连接，反应混合罐4上设置有臭氧水供给管路，在臭氧水供给管路上设置有增压泵，用于增加臭氧水的输送压力。

5、回转轮

回转轮5采用海砂净化专用的回转轮，回转轮5包括有洗砂水槽以及安装在洗砂水槽上的过滤转轮，过滤转轮在洗砂水槽上转动，在其转动的同时对海砂进行搅拌以及能够将部分海砂捞出。

回转轮5包括有洗砂水槽，臭氧水供给管路与洗砂水槽连接。在回转轮5工作时，需要不断地向回转轮5的洗砂水槽中补充洗砂用的流体，在现有技术中，在对海砂进行净化时，需要向洗砂水槽中不断补充清水，利用清水对海砂进行冲洗。本实用新型与现有技术最大的不同在于设置了反应混合罐4以及臭氧水输出管，通过臭氧水输出管将反应混合罐4内的臭氧水输送至洗砂水槽中。臭氧水不仅具有清水对海砂的冲洗作用，同时还能够提供臭氧，利用臭氧对氯离子进行净化。

在上述结构设计中，清水补水罐1用于储存清水或者去离子水，臭氧供给装置2则用于提供臭氧气体，清水补水罐1内的水以及臭氧供给装置2提供的臭氧气体经过气液多相流泵3的混合能够形成臭氧水输送至反应混合罐4内进行暂存，反应混合罐4通过臭氧水输出管与回转轮5的洗砂水槽连接，能够在回转轮5洗砂时提供臭氧水。

通过研究可知：海砂中游离的氯离子与臭氧分子(O₃)接触时，就会分解臭氧分子而生成氧气(O₂₎和次氯酸根离子(ClO^-)或氯气(Cl₂)，其反应式如下：Cl^-+O₃→O₂+ClO^-；Cl^-+O₃→O₂+Cl₂。基于上述氯离子与臭氧分子的反应，本实用新型提供了一种全数字海砂净化监测控制系统，用于海砂的高效净化，本实用新型对于海砂中氯离子的去除是通过饱和臭氧水实现的。

通过上述结构设计，臭氧水通过臭氧水输出管能够输送至回转轮5的洗砂水槽内，这样不仅能够实现传统的海砂水洗，同时还能够利用臭氧，对海砂中的氯离子进行高效去除。传统的海砂净化工艺需要使用大量的淡水经过多次冲洗，而且氯离子含量较高，淡化效果较差。本实用新型提出的海砂净化处理新工艺大大减少了淡水的用量，同时能有效降低氯离子含量，提高淡化效果。

基于上述的系统构成，本实用新型还提供了在线监控系统，用于实现全数字海砂净化监测控制系统的在线监控。

具体地，在本实用新型的一个实施方式中，该在线监控系统包括有用于对清水补水罐1运行状态进行在线监测的第一监测组件以及控制主机，第一监测组件包括有设置于清水入水管上、用于对清水入水管内液压监测的第一压力传感器以及设置于清水出水管上、用于对清水出水管内液压监测的第二压力传感器，第一压力传感器以及第二压力传感器与控制主机信号连接。

第一压力传感器设置在清水入水管上，用于对流入清水补水罐1的清水输入状态进行监测，当发生管道堵塞情况时，清水入水管内水压升高，此时，第一压力传感器获取的压力信号就能够反映出该异常运行。

第二压力传感器设置在清水出水管上，用于对流出清水补水罐1的清水输出状态进行监测，当清水补水罐1内无水，或者是出现管道泄漏时，清水出水管就会无水流通过或者是少量水流通过，当发生上述情况时，清水出水管内水压降低甚至为零，此时，第二压力传感器获取的压力信号就能够反映出该异常运行。

上述的第一压力传感器以及第二压力传感器均是对清水补水罐1的运行状态进行监测的，一般情况下，清水补水罐1异常运行分为如下三种情况：1、清水入水异常，即补充到清水补水罐1内的清水补充异常，例如清水入水管发生堵塞；2、管道泄漏，即清水补水罐1的供水异常，即由清水补水罐1向外输送清水异常，例如管道或者管接头部位发生泄漏；3、清水补水罐1内液位异常，即清水补水罐1的入水与出水量不平衡，例如在一段时间内，入水量大于出水量时，清水补水罐1内液位就会过高，入水量小于出水量时，清水补水罐1内液位就会过低。对于第一种以及第二种情况，可以通过第一压力传感器以及第二压力传感器感知，对于第三种情况，本实用新型提供了液位计，液位计是一种能够对容器内部液位进行监测的测量装置，液位计包括有磁浮式、压力式、超声波式、雷达式。液位计设置于清水补水罐1上、用于对清水补水罐1内部液位进行监测，液位计与控制主机信号连接。

具体地，在本实用新型的一个实施方式中，该在线监控系统包括有用于对气液多相流泵3上混合液出口出水压力进行监测的第三压力传感器以及控制主机，第三压力传感器设置于气液多相流泵3的混合液出口上，第三压力传感器与控制主机信号连接。第三压力传感器的作用是对气液多相流泵3的运行状态进行监测，当气液多相流泵3运行状态发生异常时，例如气液多相流泵3的臭氧水输出量减少，气液多相流泵3的混合液出口处的液压降低，或者例如当臭氧水输出管发生堵塞时，气液多相流泵3的混合液出口处的液压升高。

具体地，在本实用新型的一个实施方式中，该在线监控系统包括有用于对臭氧水供给管路内臭氧水的臭氧浓度进行监测的在线溶解臭氧检测仪6以及控制主机，在线溶解臭氧检测仪6设置于臭氧水供给管路上，在线溶解臭氧检测仪6与控制主机信号连接。在线溶解臭氧监测仪即在线式水中臭氧检测仪，其能够对水中的臭氧溶解度进行在线监测，在线溶解臭氧监测仪的特点如下：1、具有多种供电方式，例如回路电源供电，交流电源供电，电池电源供电，回路电源型可提供单一的溶解臭氧测量值，交流电源型能采用PID控制方式，电池电源型可提供测量数据存储功能；2、双测量功能，可实现溶解臭氧值和PH同时测量和输出；3、可通过数据线进行双路测量值的输出。在线溶解臭氧监测仪的安装方式如下：在输送管路上设置一条监测旁路，将在线溶解臭氧监测仪安装到监测旁路上，监测旁路可以为一条安装到输送管路上的封闭式管路，即监测旁路的一端与输送管路连接，监测旁路的另一端安装到在线溶解臭氧监测仪上；监测旁路还可以为一条与输送管路并联的支路，即将监测旁路的两端与输送管路连通，将在线溶解臭氧监测仪直接安装到监测旁路上。

具体地，在本实用新型的一个实施方式中，该在线监控系统包括有用于对臭氧水供给管路内臭氧水的供给流量进行监测的电磁流量计以及控制主机，电磁流量计设置于臭氧水输出管上，电磁流量计与控制主机信号连接。

基于上述实施例，本实用新型于臭氧水供给管路上设置有水量调节阀。

具体地，在本实用新型的一个实施方式中，该在线监控系统包括有用于对臭氧输出管内臭氧气体浓度进行监测的在线臭氧气体检测仪以及控制主机，在线臭氧气体检测仪设置于臭氧输出管上，在线臭氧气体检测仪与控制主机信号连接。

为了实现本实用新型的远程控制，本实用新型还提供了通信系统，通信系统包括有能够连接到互联网的联网设备和/或能够与移动通信终端进行连接的无线通信设备；通信系统与控制主机信号连接。

具体地，与控制主机连接有用于对系统运行状态进行显示的显示装置以及用于对系统运行异常进行报警的报警装置。

控制主机主要由CPU、用于对电信号进行传输的数据总线以及通信接口组成，外部传感器通过通信接口接入到数据总线上，能够将其获得的监测信号发送给CPU。外部传感器(上述的在线溶解臭氧监测仪、电磁流量计以及压力传感器)一般包括有敏感元件以及转换电路组成，由敏感元件进行感知，敏感元件的感知模拟量由转换电路转变成数字量，数字量就能够通过数据总线发送给CPU。

本实用新型还提供了报警装置，用于对系统异常运行的报警，报警装置与控制主机控制连接。

在线溶解臭氧监测仪、电磁流量计以及压力传感器能够分别对输送管路内臭氧水的臭氧溶解量、臭氧水的输送流量以及臭氧水的输送压力进行实时监测，在控制主机内设置有控制阈值，当参数值大于或者小于控制阈值时，由控制主机控制报警装置发出警报。

本实用新型还提供了用于与移动通信设备进行无线通信的通信设备，通信设备与控制主机信号连接。通信设备具有与手机基带模块相近似的结构，其设置有射频电路以及基带模块CPU，基带模块CPU通过数据接口与控制主机连接，这样就能够通过通信设备对外发送报警信息或者接收控制信息给控制主机。

在本实用新型中，通信设备还可以为网关，其能够实现控制主机与互联网的连接，从而通过互联网或者数据云将监测信号或者是控制信号进行传送、接收。

虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施例对本实用新型作了详尽的描述，但在本实用新型基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本实用新型精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本实用新型要求保护的范围。

Claims (10)

1.一种全数字海砂净化监测控制系统，其特征在于，包括：

清水补水罐(1)，所述清水补水罐包括有清水入水管以及清水出水管；

臭氧供给装置(2)，所述臭氧供给装置包括有臭氧输出管；

气液多相流泵(3)，所述气液多相流泵包括有气体接口、液体接口以及混合液出口，所述气体接口与所述臭氧输出管连接，所述液体接口与所述清水出水管连接，所述混合液出口连接有臭氧水输出管；

反应混合罐(4)，所述反应混合罐与所述臭氧水输出管连接，所述反应混合罐上设置有臭氧水供给管路；

回转轮(5)，所述回转轮包括有洗砂水槽，所述臭氧水供给管路与所述洗砂水槽连接。

2.根据权利要求1所述的全数字海砂净化监测控制系统，其特征在于，

还包括有在线监控系统；

所述在线监控系统包括有用于对所述清水补水罐运行状态进行在线监测的第一监测组件以及控制主机，所述第一监测组件包括有设置于所述清水入水管上、用于对所述清水入水管内液压监测的第一压力传感器以及设置于所述清水出水管上、用于对所述清水出水管内液压监测的第二压力传感器，所述第一压力传感器以及所述第二压力传感器与所述控制主机信号连接。

3.根据权利要求2所述的全数字海砂净化监测控制系统，其特征在于，

所述第一监测组件还包括有液位计，所述液位计设置于所述清水补水罐上、用于对所述清水补水罐内部液位进行监测，所述液位计与所述控制主机信号连接。

4.根据权利要求1所述的全数字海砂净化监测控制系统，其特征在于，

还包括有在线监控系统；

所述在线监控系统包括有用于对所述气液多相流泵上混合液出口出水压力进行监测的第三压力传感器以及控制主机，所述第三压力传感器设置于所述气液多相流泵的混合液出口上，所述第三压力传感器与所述控制主机信号连接。

5.根据权利要求1所述的全数字海砂净化监测控制系统，其特征在于，

还包括有在线监控系统；

所述在线监控系统包括有用于对所述臭氧水供给管路内臭氧水的臭氧浓度进行监测的在线溶解臭氧检测仪(6)以及控制主机，所述在线溶解臭氧检测仪设置于所述臭氧水供给管路上，所述在线溶解臭氧检测仪与所述控制主机信号连接。

6.根据权利要求1所述的全数字海砂净化监测控制系统，其特征在于，

还包括有在线监控系统；

所述在线监控系统包括有用于对所述臭氧水供给管路内臭氧水的供给流量进行监测的电磁流量计以及控制主机，所述电磁流量计设置于所述臭氧水输出管上，所述电磁流量计与所述控制主机信号连接。

7.根据权利要求6所述的全数字海砂净化监测控制系统，其特征在于，

于所述臭氧水供给管路上设置有水量调节阀。

8.根据权利要求1所述的全数字海砂净化监测控制系统，其特征在于，

还包括有在线监控系统；

所述在线监控系统包括有用于对臭氧输出管内臭氧气体浓度进行监测的在线臭氧气体检测仪以及控制主机，所述在线臭氧气体检测仪设置于所述臭氧输出管上，所述在线臭氧气体检测仪与所述控制主机信号连接。

9.根据权利要求1至8任一项所述的全数字海砂净化监测控制系统，其特征在于，

还包括有通信系统，所述通信系统包括有能够连接到互联网的联网设备和/或能够与移动通信终端进行连接的无线通信设备；

所述通信系统与所述控制主机信号连接。

10.根据权利要求1至8任一项所述的全数字海砂净化监测控制系统，其特征在于，

与所述控制主机连接有用于对系统运行状态进行显示的显示装置以及用于对系统运行异常进行报警的报警装置。