一种适用于水处理的同轴搅拌装置

    技术2024-11-08  58


    本发明涉及水处理,具体涉及一种适用于水处理的同轴搅拌装置。


    背景技术:

    1、水处理的本质是采取相关的物理反应或化学反应使水质得到净化的过程,为了加快处理速度,现行水处理设备中需要同步设置搅拌组件,其原理是利用扇轮等结构带动水质进行流动,促进固体沉淀或与化学药剂接触等效果。

    2、现行搅拌组件采用单一搅拌轴配合单一叶轮或同轴多叶轮结构,需要说明的是:水质的流动方式仅仅与搅拌组件的物理特性(转速、叶轮安装方式/位置)有关,难以满足水处理过程中的多样性,如:水处理过程中因化学反应产生絮状物等固体,水质的物理特性(粘度、密度等)发生变化,特别是因为絮状物等固体与水质之间的密度差/粘度差导致所需要的搅拌速度或搅拌方式均存在差异,可以理解的是:同轴多叶轮结构中的单一叶轮结构维持的单一搅动方式是无法满足上述的使用要求的,主要是无法维持反向/差速的搅拌要求,对此本申请提出了一种解决方案。


    技术实现思路

    1、本发明的目的在于提供一种适用于水处理的同轴搅拌装置,用于解决现行水处理过程采用的搅拌方式无法适用多样性的使用要求,可以理解为:现行搅拌方式仅仅维持单一流动方式,主要是无法维持反向/差速的搅拌要求。

    2、本发明的目的可以通过以下技术方案实现:一种适用于水处理的同轴搅拌装置,包括升降座、总成套、驱动电机和容器,所述总成套安装在升降座的输出端位置上,所述驱动电机安装在总成套的外部位置上,所述总成套内部沿上侧内壁、下侧内壁和靠近驱动电机的内壁位置上分别转动安装有上锥轮、下锥轮和主动锥轮,且总成套上安装有控制组件,所述主动锥轮与上锥轮、下锥轮之间均啮合,所述驱动电机的输出轴末端与主动锥轮中心点之间固定连接;

    3、所述上锥轮、下锥轮的中心点位置上分别安装有内套杆和外套杆,所述内套杆在外套杆内部且内套杆与外套杆之间为滑动连接,且内套杆下端位置上装有安装套,所述安装套内部转动安装有永磁块杆,所述永磁块杆和外套杆末端位置上均安装有扇轮,所述外套杆上滑动安装有漏水板,所述扇轮和漏水板位于容器内部,所述安装套内部上端安装有电源块,所述电源块下侧连接有绕组线圈,所述内套杆位于外套杆下侧的圆周外壁位置上安装有橡皮套。

    4、进一步设置为:所述扇轮和漏水板的直径小于容器内直径,且漏水板的横截面呈倒圆锥状,所述漏水板下侧表面位置上安装有多个浮囊。

    5、进一步设置为:所述内套杆对应橡皮套的外壁位置上开设有多个气槽。

    6、进一步设置为:所述内套杆与橡皮套之间设置有多个定向滚珠,所述内套杆的外壁位置上开设有对应定向滚珠的环槽,所述定向滚珠的圆心与橡皮套中心点处于同一平面。

    7、进一步设置为:所述内套杆与总成套之间为转动连接,所述总成套上表面对应内套杆的上侧位置上安装有气盒,所述内套杆与气盒之间为转动连接,所述气盒上表面位置上转动安装有电力安装座,所述电力安装座上设置有球形接子,且电力安装座与电源块之间为电性连接,所述总成套上表面位置上安装有支架,所述电力安装座与支架之间为固定连接。

    8、进一步设置为:所述气盒外壁一侧位置上安装有气管,所述控制组件中包含有控制器、气体压力传感器、电源组件和电流传感器,所述气体压力传感器的传动端与气管之间相连接,所述球形接子与电源组件和电流传感器之间相连接。

    9、进一步设置为:在使用过程中,由驱动电机带动主动锥轮旋转后同步带动上锥轮和下锥轮旋转,通过两个扇轮进行旋转动作,旋转动作中包括单级搅拌和双级搅拌两种运行模式:

    10、单级搅拌:绕组线圈处于断电且无磁状态,在内套杆带动安装座旋转时,安装座无法带动永磁块杆进行旋转;

    11、双级搅拌:绕组线圈处于通电且生磁状态,绕组线圈的磁场方向与内套杆的旋转方向相反,在内套杆带动安装座旋转时,安装座同步带动永磁块杆进行旋转;

    12、在单级搅拌和双级搅拌两种运行模式,通过气体压力传感器检测橡皮套内部的压力变值,并通过控制器设置关联控制动作的运行系统,运行系统在运行过程中包含如下部分:

    13、s1:采集橡皮套的压力变值,与压力变值建立压力-旋转阻力的一阶模型,并同步记录绕组线圈的通电电流,且同步建立电-磁-旋转阻力的二阶模型;

    14、s2:根据压力变值和一阶模型生成搅拌状态能力系数,并将搅拌状态能力系数发送到二阶模型中,根据二阶模型控制绕组线圈的通电电流,通过通电电流控制内套杆上的扇轮的旋转转速。

    15、本发明具备下述有益效果:

    16、1、本发明是以锥齿轮相互啮合时的传动方式实现同轴搅拌的目的,具体是以主动齿轮同步带动上锥轮和下锥轮进行同速不同向的旋转方式,从而以内套杆和安装座上的扇轮进行搅拌,在此基础之上,结合到外套杆上漏水板结合浮囊的浮力,用来“抵消”搅拌过程中形成的水旋,以及用来滤除低密度杂质;

    17、2、进一步说明的是:在同轴搅拌的基础之上,以橡皮套的压力变值形成压力-旋转阻力的一阶模型、再结合到绕组线圈的通电电流形成电-磁-旋转阻力的二阶模型,以一阶模型和二阶模型对整体搅拌过程进行运行控制,具体是根据橡皮套内部的压力变值,间接判断液体搅拌过程中的旋转阻力,并借由旋转阻力的变化,调节上锥轮中扇轮的旋转方式或旋转转速,具体是通过改变绕组线圈中的通电电流大小,实现同轴不同速或不同向的搅拌过程,其目的是维持更佳的搅拌效果。



    技术特征:

    1.一种适用于水处理的同轴搅拌装置,包括升降座(2)、总成套(4)、驱动电机(5)和容器(1),其特征在于,所述总成套(4)安装在升降座(2)的输出端位置上,所述驱动电机(5)安装在总成套(4)的外部位置上,所述总成套(4)内部沿上侧内壁、下侧内壁和靠近驱动电机(5)的内壁位置上分别转动安装有上锥轮(13)、下锥轮(14)和主动锥轮(15),且总成套(4)上安装有控制组件(3),所述主动锥轮(15)与上锥轮(13)、下锥轮(14)之间均啮合,所述驱动电机(5)的输出轴末端与主动锥轮(15)中心点之间固定连接;

    2.根据权利要求1所述的一种适用于水处理的同轴搅拌装置,其特征在于,所述外套杆(8)上滑动安装有漏水板(9),所述扇轮(10)和漏水板(9)位于容器(1)内部,所述安装套(12)内部上端安装有电源块(22),所述电源块(22)下侧连接有绕组线圈(23),所述内套杆(11)位于外套杆(8)下侧的圆周外壁位置上安装有橡皮套(20)。

    3.根据权利要求2所述的一种适用于水处理的同轴搅拌装置,其特征在于,所述扇轮(10)和漏水板(9)的直径小于容器(1)内直径,且漏水板(9)的横截面呈倒圆锥状,所述漏水板(9)下侧表面位置上安装有多个浮囊(16)。

    4.根据权利要求1所述的一种适用于水处理的同轴搅拌装置,其特征在于,所述内套杆(11)对应橡皮套(20)的外壁位置上开设有多个气槽(21)。

    5.根据权利要求3所述的一种适用于水处理的同轴搅拌装置,其特征在于,所述内套杆(11)与橡皮套(20)之间设置有多个定向滚珠(19),所述内套杆(11)的外壁位置上开设有对应定向滚珠(19)的环槽。

    6.根据权利要求5所述的一种适用于水处理的同轴搅拌装置,其特征在于,所述定向滚珠(19)的圆心与橡皮套(20)中心点处于同一平面。

    7.根据权利要求1所述的一种适用于水处理的同轴搅拌装置,其特征在于,所述内套杆(11)与总成套(4)之间为转动连接,所述总成套(4)上表面对应内套杆(11)的上侧位置上安装有气盒(6),所述内套杆(11)与气盒(6)之间为转动连接。

    8.根据权利要求7所述的一种适用于水处理的同轴搅拌装置,其特征在于,所述气盒(6)上表面位置上转动安装有电力安装座(17),所述电力安装座(17)上设置有球形接子(18),且电力安装座(17)与电源块(22)之间为电性连接,所述总成套(4)上表面位置上安装有支架(7),所述电力安装座(17)与支架(7)之间为固定连接。

    9.根据权利要求8所述的一种适用于水处理的同轴搅拌装置,其特征在于,所述气盒(6)外壁一侧位置上安装有气管,所述控制组件(3)中包含有控制器、气体压力传感器、电源组件和电流传感器,所述气体压力传感器的传动端与气管之间相连接,所述球形接子(18)与电源组件和电流传感器之间相连接。

    10.根据权利要求1~9任一项所述的一种适用于水处理的同轴搅拌装置,其特征在于,在使用过程中,由驱动电机(5)带动主动锥轮(15)旋转后同步带动上锥轮(13)和下锥轮(14)旋转,通过两个扇轮(10)进行旋转动作,旋转动作中包括单级搅拌和双级搅拌两种运行模式:


    技术总结
    本发明公开了一种适用于水处理的同轴搅拌装置,涉及水处理技术领域,本发明是以锥齿轮啮合为基本原理实现同轴搅拌的目的,以上锥轮和下锥轮上的两个扇轮进行搅拌动作,在此基础之上,结合到漏水板的浮力用来滤除液体表面存在的杂质,且根据压力-旋转阻力的一阶模型、电‑磁‑旋转阻力的二阶模型进行整体运行控制,具体是根据橡皮套内部的压力变值,间接判断液体搅拌过程中的旋转阻力,并借由旋转阻力的变化,调节上锥轮中扇轮的旋转方式或旋转转速,具体是通过改变绕组线圈中的通电电流大小,实现同轴不同速或不同向的搅拌过程,其目的是维持更佳的搅拌效果,且满足不同搅拌要求。

    技术研发人员:王均,刘宁,罗林波,银熙炉,朱诗杰,罗陶涛,焦国盈,徐家年,郭晓乐,侯学军
    受保护的技术使用者:重庆科技大学
    技术研发日:
    技术公布日:2024/10/24
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