CN213356984U - 一种多级加药装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种多级加药装置，包括：压板、第一连接杆、弹性连接件、套筒、套管、以及开闭机构，通过控制套管相对套筒上下移动来控制药剂包的释放，且在每次释放后恢复到初始状态，避免了药剂包的过度投放，降低了修复成本；在污染物传感器、控制装置以及驱动装置后，根据水污染物的浓度通过驱动装置来控制套管的上下移动，使整个检测和修复过程无需人工参与，智能化程度高，控制精确高。

Description

一种多级加药装置

技术领域

本实用新型属于污染检测修复技术领域，尤其涉及一种用于进行水污染检测和修复的多级加药装置。

背景技术

地下水是水环境系统的重要组成部分，是能够提供给人类使用的珍贵淡水资源，它主要是由于大气降水的直接入渗和地表水渗透到地下而形成。但随着全球性人口的增长及城市化、工业化进程的加快，地下水资源的需求量大幅增长、水资源污染及浪费等问题日趋严重，若进一步恶化，将严重威胁到生态环境的稳定及人类的生命安全。

常见的水资源污染修复方法为在被污染水体中投入药剂，通过药剂实现水净化的目的。现有的加药装置不能很好地控制药剂投放量，易导致药剂投放过量，提高了修复成本。而现有的地下水检测修复一体化装置设计连接性不强、自动化程度不高、准确度低、成本高、需要投入大量的人力和物力，因而不能满足社会经济可持续发展的要求。

实用新型内容

针对现有技术的不足，本实用新型提供一种多级加药装置。

本实用新型是通过如下的技术方案来解决上述技术问题的：一种多级加药装置，包括：压板、第一连接杆、弹性连接件、套筒、套管、以及开闭机构；所述套筒固定设置，且在套筒内设有多个上下连通的腔体，在每个所述腔体内均嵌入一套管；所述套筒通过弹性连接件与所述压板连接，每个所述套管通过第一连接杆与所述压板连接；在每个所述套管的下端口设有开闭机构，所述开闭机构关闭时，套管内的药剂不被释放，开闭机构打开时，套管内的药剂释放。

本实用新型的多级加药装置，在初始状态下，套管和开闭机构均位于套筒内，弹性连接件处于自由状态，套管内的药剂包不会被释放；当需要加药时（加药状态），给压板一向下的作用力，套筒固定，连接压板和套筒的弹性连接件压缩，套管在第一连接杆的作用下相对套筒向下运动，开闭机构脱离套筒并打开，套管内的药剂包通过开闭机构释放，给压板的作用力消失，在弹性连接件的弹力作用下，套管相对套筒向上运动，开闭机构被拉入套筒内，装置恢复到初始状态；该装置通过给压板的作用力实现了药剂包释放，再通过弹性连接件的弹力实现了套管和开闭机构的复位，可以根据水修复所需要的药剂包进行多次药剂包释放，实现了多级加药功能，能够很好地控制药剂包的投放量，避免了加药过量，降低了修复成本。

进一步地，所述装置还包括多个承力板，所述承力板的数量与套管的数量相同；每个套管对应的第一连接杆与所述承力板连接，所述承力板通过第二连接杆与所述压板连接。

承力板与套管对应，不仅增加了装置的美观，还使对压板的作用力均匀地转换到对承力板的作用力，尽可能使每根套管受力均匀。

进一步地，在所述套管的下端外侧设有第一外卡头，在所述腔体的下端内侧设有第一内卡头，通过第一外卡头和第一内卡头的配合使在加药状态时套管位于腔体内，开闭机构位于腔体外，避免了套管向下移动量过大，第一外卡头和第一内卡头起到了套管向下运动的限位作用。

优选地，在所述套管的上端外侧设有第二外卡头，在所述腔体的上端内侧设有第二内卡头，通过第二外卡头和第二内卡头的配合使在恢复到初始状态的过程中套管不被拉出腔体，第二外卡头和第二内卡头起到了套管向上运动的限位作用。

进一步地，所述开闭机构包括多个瓣片，每个所述瓣片的顶部与所述套管的下端口转动连接，在每个所述瓣片上均设有同性磁铁，在所述瓣片的顶部设有反L型结构，在瓣片的底部设有勾型结构。当开闭机构脱离腔体时，利用同性磁铁的排斥力使瓣片打开，从而使药剂包释放，在瓣片打开的同时反L型结构向内转动相同的角度，使反L型结构的顶部与下一个药剂包接触，有效阻止了下一个药剂包持续释放，确保每次加药操作每根套管只释放一个药剂包，进一步避免了一次加药操作药剂包的过量投放；在初始状态，开闭机构位于腔体内，由于腔体内壁的束缚使瓣片不能打开，且瓣片底部的勾型结构避免了药剂包的释放。

优选地，所述反L型结构的顶面为光滑圆弧面，有利于减少其与药剂包之间的摩擦，便于在回力（弹性力的反作用力）的作用下套管带动开闭机构回到套筒内。

进一步地，所述装置还包括监测修复池、污染物传感器、控制装置以及驱动装置；

所述污染物传感器、套筒分别设于所述监测修复池内；所述驱动装置的输出端与压板连接；所述污染物传感器、驱动装置的控制端分别与所述控制装置电性连接；所述控制装置根据污染物传感器检测的污染物浓度给所述驱动装置发送控制指令，驱动装置根据所述控制指令控制套管做上下移动，实现药剂包的多级释放。

采用污染物传感器检测监测修复池内地下水污染物的含量，当污染物传感器所检测到的污染物含量超过设定浓度值时，控制装置控制驱动装置动作，带动套管向下移动，释放套管或开闭机构内的药剂包，完成第一次药剂释放后，套管向上移动，恢复到初始状态（等待下一个药剂释放指令），直到监测修复池内的水污染物含量低于设定浓度值。该装置为检测和修复一体式结构，在整个检测和修复过程中，通过对药剂包的多级释放实现水质的检测和修复，无需人工参与，控制精确高，可以避免药剂的过量投放，降低了修复成本，提高了修复效率。

进一步地，所述驱动装置包括驱动电机和旋转机构，所述驱动电机的控制端与所述控制装置电性连接，驱动电机的输出轴与旋转机构连接，旋转机构的输出端与多级加药装置的压板连接。

进一步地，所述装置还包括与控制装置电性连接的水位检测传感器，当地下水从监测修复池的进水口流入并到达指定高度时，装置开始进行水质检测和修复操作。

进一步地，所述装置还包括太阳能电池板，所述太阳能电池板分别与污染物传感器、驱动装置以及控制装置电性连接，为各个部件结构提供电源。

有益效果

与现有技术相比，本实用新型所提供一种多级加药装置，通过控制套管相对套筒上下移动来控制药剂包的释放，且在每次释放后恢复到初始状态，避免了药剂包的过度投放，降低了修复成本；在污染物传感器、控制装置以及驱动装置后，根据水污染物的浓度通过驱动装置来控制套管的上下移动，使整个检测和修复过程无需人工参与，智能化程度高，控制精确高。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型的技术方案，下面将对实施例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本实用新型的一个实施例，对于本领域普通技术人员来说，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本实用新型实施例1中多级加药装置在初始状态或未加药状态的结构示意图；

图2是本实用新型实施例1中多级加药装置在加药状态的结构示意图；

图3是本实用新型实施例1中开闭机构在初始状态或未加药状态的结构示意图；

图4是本实用新型实施例1中开闭机构在加药状态的结构示意图；

图5是本实用新型实施例1中多级加药装置在初始状态或未加药状态的立体图；

图6是本实用新型实施例1中多级加药装置在加药状态的立体图；

图7是本实用新型实施例2中多级加药装置的结构示意图；

图8是本实用新型实施例2中多级加药装置的电气原理图；

其中，1-监测池，2-水位检测传感器，3-第一污染物传感器，4-太阳能电池板，5-控制装置，6-导水管，7-无线通讯模块，8-驱动电机，9-旋转机构，10-导向轴，11-多级加药装置，12-第二污染物传感器，13-修复池，14-远程控制中心，15-压板，16-第二连接杆，17-承力板，18-弹性连接件，19-套管，20--药剂包，21-套筒，22-瓣片，23-第一外卡头，24-第一内卡头，25-反L型结构，26-磁铁，27-勾型结构，28-腔体，29-第一连接杆。

具体实施方式

下面结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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作出创造性劳动的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。

实施例1

如图1和2所示，多级加药装置11包括压板15、第二连接杆16、第一连接杆29、承力板17、套筒21、套管19、弹性连接件18以及开闭机构；套筒21固定设置，且在套筒21内设有多个上下连通的腔体28，在每个腔体28内均嵌入一套管19，套筒21通过弹性连接件18与承力板17连接，每个套管19通过第一连接杆29与承力板17连接，每块承力板17通过第二连接杆16与压板15连接；在每个套管19的下端口转动连接有开闭机构；每个套管内装有多个相互独立的药剂包。套管19、承力板17以及开闭机构的数量相同，且一一对应，未加药状态（开闭机构关闭）时，套管19和开闭机构位于腔体28内，弹性连接件18处于自由状态；加药状态（开闭机构打开）时，套管19在压板的作用下相对套筒21向下移动，使开闭机构位于腔体28外，开闭机构打开，药剂包被释放。

在套管19的下端外侧设有第一外卡头23，在腔体28的下端内侧设有第一内卡头24，通过第一外卡头23和第一内卡头24的配合使在加药状态时套管19位于腔体28内，开闭机构位于腔体28外，避免了套管19向下移动量过大，第一外卡头23和第一内卡头24起到了套管19向下运动的限位作用。在套管19的上端外侧设有第二外卡头，在腔体28的上端内侧设有第二内卡头，通过第二外卡头和第二内卡头的配合使在恢复到初始状态的过程中套管19不被拉出腔体28，第二外卡头和第二内卡头起到了套管19向上运动的限位作用。

本实施例中，套筒21为防水圆柱体型套筒21，用于保护套管19免于损坏以及防止药剂包20泄露。套筒21内腔体28的数量、承力板17数量、套管19数量以及开闭机构均为5个，每个套管19内存放有多个相互独立的药剂包20，针对污染物的不同成分，多个套管19可以实现不同药剂包20的组合。采用弹性连接件18（例如弹簧）将承力板17与套筒21连接，在初始状态时，弹性连接件18为自由状态；在加药状态时，弹性连接件18为压缩状态，当开闭机构脱离腔体28并打开时，压板15的作用力消失，弹性连接件18为恢复到自由状态只能向上运动（第一外卡头23和第一内卡头24的限位作用不能向下运动），其弹性力带动开闭机构缩回到腔体28内，无需压板15的反作用力（对压板15的向上拉力），节约了能源。为了使弹性连接件18能够将开闭机构拉回到腔体28内，弹性连接件18的弹性系数应较大，并远远大于同性磁铁26间的排斥力。弹性连接件18也可以作为辅助作用力，协助压板15的反作用力（向上拉压板15）带动套管19和开闭机构相对套筒21向上移动，同样可使多级加药装置11恢复到初始状态。

如图3和4所示，开闭机构包括六个大小相同且为扇形的瓣片22，每个瓣片22的顶部与套管19的下端口转动连接，在每个瓣片22的下部均设有同性磁铁26，在瓣片22的顶部设有反L型结构25，在瓣片22的底部设有勾型结构27，反L型结构25和勾型结构27并不需要每个瓣片22都设置，只要相对立的两个或两个以上的瓣片22上设置即可，以能够保证在初始状态时药剂包20不被释放，在加药状态时，下一个药剂包20不被持续释放为准。反L型结构25的顶面为光滑圆弧面，有利于减少其与药剂包20之间的摩擦，便于在弹性力或反作用力下套管19带动开闭机构回到套筒21内。反L型结构25可以设置在瓣片22顶部（不与套管19下端口接触），也可以与瓣片22顶部、套管19的下端口通过一个旋转轴转动连接在一起，当采用旋转轴连接时，连接处的反L型结构25的表面为半球状拱形结构，该半球状拱形结构与套管19紧密接触，保证了瓣片22在套管19底部的灵活转动。

瓣片22的长度与药剂包20（球形药剂包）的长度或直径、每根套管一次投入量有关，如果每个开闭机构每次只释放一个药剂包，那么瓣片22的长度略小于或等于药剂包的直径或长度，如果每个开闭机构每次释放一组药剂包（每组至少包括两个药剂包），那么瓣片22的长度略小于或等于每组药剂包的总直径或长度。

如图6所示，当开闭机构脱离腔体28时，利用同性磁铁26的排斥力使瓣片22打开，从而使药剂包20释放，在瓣片22打开的同时反L型结构25向套管19内转动相同的角度，使反L型结构25的顶部与下一个药剂包20接触，有效阻止了下一个药剂包20持续释放，确保每次加药操作每根套管19只释放一个或一组药剂包20，避免了一次加药操作药剂包20的过量投放；如图5所示，当开闭机构位于腔体28内，由于腔体28内壁的束缚使瓣片22不能打开，且瓣片22底部的勾型结构27避免了药剂包20的释放。

开闭机构的每个瓣片22顶部还可以与套管19的下端口通过扭转弹簧转动连接，扭转弹簧的结构如夹子中间弹簧的结构，此时无需同性磁铁，当开闭机构脱离腔体时，在扭转弹簧的作用下，瓣片22打开。

实施例2

如图7和8所示，本实用新型所提供的一种多级加药装置，包括监测池1、修复池13、第一污染物传感器3、第二污染物传感器12、水位检测传感器2、控制装置5、驱动装置、压板15、第二连接杆16、第一连接杆29、承力板17、套筒21、套管19、弹性连接件18以及开闭机构；套筒21固定设置于修复池13内，且在套筒21内设有多个上下连通的腔体28，在每个腔体28内均嵌入一套管19，套筒21通过弹性连接件18与承力板17连接，每个套管19通过第一连接杆29与承力板17连接，每块承力板17通过第二连接杆16与压板15连接；在每个套管19的下端口转动连接有开闭机构；第一污染物传感器3、第二污染物传感器12分别设于监测池1、修复池13内；驱动装置的输出端与压板15连接；第一污染物传感器3、第二污染物传感器12、水位检测传感器2、驱动装置的控制端分别与控制装置5电性连接；在控制装置5的控制下，驱动装置带动套管19做上下移动。本实施例中，监测修复池包括监测池1和修复池13，监测池1通过导水管6与修复池13连通；污染物传感器包括第一污染物传感器3和第二污染物传感器12。

控制装置5包括单片机、以及分别与单片机电性连接的无线通讯模块7、显示屏和操作面板。单片机采用精简指令集（RISC）结构的Microchip单片机，所选型号为PIC12C508，Harvard双总线结构，具有传输速度快、低功耗、价格实惠、体积小等诸多优点，是一台功能相当丰富的智能化控制器。单片机作为装置的主控部分，用于接收水位检测信号，根据水位检测信号发出指令启动第一污染物传感器3的检测功能，再根据第一污染物传感器3和第二污染物传感器12的污染物浓度对驱动装置进行控制，从而进行药剂包20释放控制。

在操作面板上设有四个指示灯和操作按键，四个指示灯分别用于指示第一污染物传感器3、第二污染物传感器12、水位检测传感器2以及驱动装置的工作状态，便于在故障时分析故障位置。检测及修复数据通过串口通信传输给显示屏，并通过无线通讯模块7传输至远程控制中心14，以便监测人员及时查看检测及修复结果。第一污染物传感器3、第二污染物传感器12、水位检测传感器2以及远程控制中心14均通过无线通讯模块7与单片机进行通信，便于各部件之间的通信连接。

地下水通过监测池1的进水口流入监测池1内，在其进水口处设有滤膜，能够滤除大于滤孔直径的物理性污染物，如悬浮物、胶体、泥沙等大体积物质，以降低水的浊度。该装置还包括太阳能电池板4，太阳能电池板4与各个用电部件连接，为整个装置提供电源，节省了能源。

本实施中，驱动装置包括驱动电机8和旋转机构9，驱动电机8的控制端与单片机的输出端电性连接，驱动电机8的输出轴与旋转机构9连接，旋转机构9的输出端通过导向轴10与多级加药装置11的压板15连接。旋转机构9可以为丝杠副，也可以由垂直啮合的两根旋转铰接轴构成。旋转机构9为丝杠副时，丝杠副、导向轴10以及多级加药装置11在同一竖直线上（如图3所示），丝杠副将驱动电机8的转动转化为直线移动，从而控制多级加药装置11的套管19上下移动。旋转机构9为由垂直啮合的两根旋转铰接轴构成时，其中一根旋转铰接轴与驱动电机8的输出端连接，另一根旋转铰接轴与导向轴10连接，驱动电机8的转动带动其中一根旋转铰接轴转动，从而使另一根旋转铰接轴沿着其中一根旋转铰接轴的转动而做上下移动，从而控制多级加药装置11的套管19上下移动。

本实施例中，水位检测传感器、无线通讯模块、太阳能电池板、单片机、污染物传感器、显示屏、驱动电机以及旋转机构等部件均可以根据需要选择市面上在售的型号，再将这些部件按照本实用新型描述的连接方式连接即可构成本实用新型的电控制部分，无需进行内部电路原理图的设计。本实用新型所涉及到的计算机程序均为现有技术，例如根据水位检测传感器的检测信号使单片机发出触发信号（触发污染物传感器开始检测）的程序，根据污染物传感器的检测信号使单片机发出控制指令的程序。

本实用新型的多级加药装置的工作过程为：

1、水位检测传感器2采集监测池1的水位，当水位达到设定高度时，水位检测传感器2对应的指示灯亮，单片机根据该水位检测信号发送指令给第一污染物传感器3，启动第一污染物传感器3的检测动作。

2、第一污染物传感器3采集监测池1内水污染物浓度，并将该污染物浓度信号发送单片机，单片机比较该污染物浓度信号与设定浓度，如果超过设定浓度，则单片机输出控制指令控制驱动电机8动作，带动旋转机构9动作，从而通过导向轴10、压板15、第二连接杆16以及承力板17推动套管19相对套筒21向下移动，当第一外卡头23与第一内卡头24接触时套管19不再向下移动，开闭机构脱离套筒21的束缚，在磁铁26的排斥力作用下打开，开闭机构内第一个药剂包20释放，第二个药剂包20由于在反L型结构25的抵触下不被释放（如图2和4所示），当完成一个药剂包20释放后，驱动电机8不动作，在弹性连接件18的弹力下将开闭机构拉回腔体28内，使多级加药装置11恢复到初始状态（如图1和3所示）。在初始状态时，套管19和开闭机构均在腔体28内，且弹性连接件18为自由状态。

3、第二污染物传感器12采集修复池13内水污染物浓度，并将该污染物浓度信号发送单片机，单片机比较该污染物浓度信号与设定浓度，如果超过设定浓度，则单片机输出控制指令控制驱动电机8动作，带动旋转机构9动作，从而通过导向轴10、压板15、第二连接杆16以及承力板17推动套管19相对套筒21向下移动，当第一外卡头23与第一内卡头24接触时套管19不再向下移动，开闭机构脱离套筒21的束缚，在磁铁26的排斥力作用下打开，开闭机构内第一个药剂包20释放，第二个药剂包20由于在反L型结构25的抵触下不被释放，当完成一个药剂包20释放后，驱动电机8不动作，在弹性连接件18的弹力下将开闭机构拉回腔体28内，使多级加药装置11恢复到初始状态。

4、循环步骤3，直到修复池13内水污染物浓度达到设定浓度或达到修复要求。

以上所揭露的仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到变化或变型，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种多级加药装置，其特征在于，包括：压板、第一连接杆、弹性连接件、套筒、套管、以及开闭机构；所述套筒固定设置，且在套筒内设有多个上下连通的腔体，在每个所述腔体内均嵌入一套管；所述套筒通过弹性连接件与所述压板连接，每个所述套管通过第一连接杆与所述压板连接；在每个所述套管的下端口设有开闭机构，所述开闭机构关闭时，套管内的药剂不被释放，开闭机构打开时，套管内的药剂释放。

2.如权利要求1所述的一种多级加药装置，其特征在于：还包括多个承力板，所述承力板的数量与套管的数量相同；每个套管对应的第一连接杆与所述承力板连接，所述承力板通过第二连接杆与所述压板连接。

3.如权利要求1所述的一种多级加药装置，其特征在于：在所述套管的下端外侧设有第一外卡头，在所述腔体的下端内侧设有第一内卡头。

4.如权利要求1所述的一种多级加药装置，其特征在于：在所述套管的上端外侧设有第二外卡头，在所述腔体的上端内侧设有第二内卡头。

5.如权利要求1-4中任一项所述的一种多级加药装置，其特征在于：所述开闭机构包括多个瓣片，每个所述瓣片的顶部与所述套管的下端口转动连接，在每个所述瓣片上均设有同性磁铁，在所述瓣片的顶部设有反L型结构，在瓣片的底部设有勾型结构。

6.如权利要求5所述的一种多级加药装置，其特征在于：所述反L型结构的顶面为光滑圆弧面。

7.如权利要求1所述的一种多级加药装置，其特征在于：还包括监测修复池、污染物传感器、控制装置以及驱动装置；

所述污染物传感器、套筒分别设于所述监测修复池内；所述驱动装置的输出端与所述压板连接；所述污染物传感器、驱动装置的控制端分别与所述控制装置电性连接。

8.如权利要求7所述的一种多级加药装置，其特征在于：所述驱动装置包括驱动电机和旋转机构，所述驱动电机的控制端与所述控制装置电性连接，驱动电机的输出轴与旋转机构连接，旋转机构的输出端与压板连接。

9.如权利要求7所述的一种多级加药装置，其特征在于：还包括与所述控制装置电性连接的水位检测传感器。

10.如权利要求7-9中任一项所述的一种多级加药装置，其特征在于：还包括太阳能电池板，所述太阳能电池板分别与污染物传感器、驱动装置以及控制装置电性连接。

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