CN110286070A - 一种全自动静沉装置及检测方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及制水净化领域，具体包括一种全自动静沉装置及检测方法。所述全自动静沉装置包括安装在工艺池池壁的固定支架、移动静沉罩体安装支架及移动静沉罩。设置驱动装置使得移动静沉罩可相对于安装支架运动，移动静沉罩体安装支架可相对于固定支架运动。本发明通过后台控制***实现远程控制实施，实现了静沉取样的自动化；本发明通过移动静沉罩与底盘形成闭合腔体对取样量进行定量并静沉，不受人员素质与技能的影响，保证取样的稳定性及准确性；本发明通过对静沉样品的浊度、温度及积泥厚度参数进行采集并传输于后台结合计算机大数据分析及合理调度，实现了精准投加制水药剂降低制水成本及科学指导工艺池排泥，实现了静沉实验的数据化与高效化。
Description
技术领域
本发明涉及制水净化领域，具体涉及用于水厂制水药剂投加后混凝反应监测的一种全自动静沉装置及检测方法。
背景技术
现有水厂制水药剂投加后混凝反应监测仅为一量筒状装置，靠人力以绳索捆绑后在工艺池中取样，取样后静置观察矾花生成效果及沉降速度，并分别在一定间隔时间取上清液实测浊度以判断其沉降效果，以此为依据作为调整投加药量的依据。现静沉设备、操作方式极为原始，每次需两人协同，操作不便。不论刮风下雨、烈日当空均需在室外进行，苦不堪言。且静沉效果受人员素质、技能影响，实验准确化不稳定。
因此，急需开发一种全自动静沉装置，实现静沉实验的自动化、数据化、高效化、准确化，减少人工投入提高工作效率。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是：针对上述存在的问题，提供一种全自动静沉装置及检测方法，解决静沉实验的自动进行，并且保证静沉实施的准确性，提高工作效率。
本发明采用的技术方案如下：
一种全自动静沉装置，包括安装在工艺池池壁的固定支架、移动静沉罩体安装支架及移动静沉罩；所述移动静沉罩体支架包括竖直支撑架，支撑架通过升降机构固定在固定支架上可以在固定支架上上下移动；竖直支撑架下端安装底盘，底盘上安装有若干定位导轨，竖直支撑架上端安装电动推杆固定支架；所述移动静沉罩呈倒式圆筒状，通过定位导轨安装在竖直支撑架上，移动静沉罩底部开口，底部可与竖直支撑架的底盘形成闭合腔体，圆筒顶部安装有电动推杆，电动推杆另一端与电动推杆固定支架连接，可驱动电动推杆使移动静沉罩在定位导轨上上下运动；所述移动静沉罩上表面通过开设安装孔安装有浊度仪与温度计，移动静沉罩表面设置矾花观察口和积泥测量观察口。所述升降机构和电动推杆可均由PLC自动控制***控制。同时将升降机构与电动推杆的控制、在线式浊度仪数据、传递至后台控制***实现远程数据可见、设备可控、画面可见，数据自动采集、记录；后台控制***包括检测现场的人机界面，中控室的上位机及与上位机连接的控制升降机构与电动推杆的PLC组件，各***、人机界面与上位机之间通过工业以太网连接。
进一步地，所述移动静沉罩体安装支架上，底盘与电动推杆固定支架之间安装有电动推杆稳固支架；所述电动推杆稳固支架上开设有电动推杆下端固定凹槽，电动推杆可卡合在电动推杆下端固定凹槽中；所述底盘与电动推杆稳固支架之间安装四根定位导轨，所述移动静沉罩的顶部与底部均设置定位盘，上下定位盘上各预留四个小孔与定位导轨位置相对应，便于将移动静沉罩安装在定位导轨上。所述移动静沉罩上表面可安装加强筋，加强筋上设置推杆支架安装孔用于安装电动推杆。进一步地，所述电动推杆稳固支架的下表面安装有摄像头。所述摄像头通信传递至上位机由显示器显示实时画面，可对静沉罩内矾花进行矾花状态的观察。
进一步地，所述移动静沉罩上表面开设有排气孔，保证静沉取样时的取样完整性及水面稳定性。
作为选择，所述固定支架上设置有滑槽，支撑架嵌合在固定支架的滑槽内，支撑架可由动力设备如电机驱动在固定支架上移动。
进一步地，所述移动静沉罩可由透明材料制成，移动静沉罩外表面安装有可拆卸的外壳。移动静沉罩可由透明材料如PMMA或PC等制成，便于对取样效果及矾花状况进行观察；移动静沉罩外表可装有硬质的可拆卸的外壳，外壳上开设安装孔使得移动静沉罩固定在定位导轨上。作为优选方案，此时若移动静沉罩体安装支架安装摄像头，则可通过摄像头观察整个移动静沉罩中的取样及分析情况。
进一步地，所述竖直支撑架的底盘上开设有与移动静沉罩大小匹配的环槽，所述环槽内设置有容置密封圈，可加强底盘与移动静沉罩配合后密封。保证底盘与移动静沉罩闭合后不漏液，提高测试稳定与准确性。
进一步地，所述固定支架两侧间隔设置有开设有安装孔的安装部，可通过膨胀螺钉将穿入安装部将固定支架安装在所需监测的工艺池池壁。
本发明还包括一种辅助静沉实验装置进行静沉实验的方法，包括以下步骤；
1)静沉取样，在设备初始化或上一次检测运行结束后移动静沉罩与移动静沉罩体安装支架的底盘处于闭合状态，在设定检测周期到后，由后台控制***发出控制信号，移动静沉罩在电动推杆作用力下上升直至完全脱离检测水体，延时后移动静沉罩在电动推杆作用力下下降直至与移动静沉罩体安装支架的底盘接触形成一个密封腔体达到检测水样的置换；
2)数据获取，当腔体内的水样与检测水体隔离后，***计时器功能启动，根据预先设定的采样时间点对样品的浊度温度进行记录，形成一个与时间相关的采样信息；驱动移动静沉罩体安装支架相对于固定支架向上匀速运动至移动静沉罩浮出水面，通过人工或摄像头进行矾花的观测；与此同时***将静沉整个过程数据通过工业以太网传输至上位机进行显示和存储在数据库软件中；
3)数据分析及调度，在现场人机界面和中控室上位机可生成实时数据曲线图和历史数据查看曲线图；比较当前趋势图和历史平均趋势图变化及斜率差异，并传输给调度室的后台调度***，供调度室调整药耗参考；通过测量测试周期结束后的静沉装置底部积泥厚度，计算积泥量可指导工艺池排泥周期的调整。曲线绘制可由控制***的软件自动绘制完成，无需人工取点绘制，完全实现数据采集及分析的自动化。
进一步地，后台控制***除自动运行模式外，还具备手动检测模式和单周期自动强制运行模式。
由于采取了上述方案，本发明的有益效果为：与现有技术相比，本发明不需要操作人员进行现场取样，可通过后台自控程序实现远程控制实施，实现了静沉取样的自动化；本发明取样通过移动静沉罩与底盘形成闭合腔体对取样量进行定量并静沉，不受人员素质与技能的影响，保证取样的稳定性及准确性；本发明通过仪器及人工对静沉样品的浊度、温度及积泥厚度参数进行采集并可传输于后台结合计算机大数据分析，调度室获取数据并配合，同时实现了精准投加制水药剂降低制水成本及科学指导工艺池排泥实现了静沉实验的数据化与高效化。
附图说明
图1是实施例的固定支架示意图；
图2是实施例的移动静沉罩体安装支架示意图；
图3是实施例的移动静沉罩示意图；
图4是实施例的全自动静沉装置组装后的示意图。
图中标记：1为固定支架、2为滑槽、3为安装部、四为竖直支撑架、5为底盘、6为电动推杆固定支架、7为电动推杆稳固支架、8为定位导轨、9为电动推杆下端固定凹槽、10为移动静沉罩、11为定位盘、12为安装孔、13为矾花观察口、14为排气孔、15为加强筋、16为推杆支架安装孔、17为电动推杆、18为在线浊度仪。
具体实施方式
本说明书中公开的任一特征，除非特别叙述，均可被其他等效或具有类似目的的替代特征加以替换。即，除非特别叙述，每个特征只是一系列等效或类似特征中的一个例子而已。
实施例1
本实施例通过与附图相结合来详细说明辅助静沉实验装置的技术方案与实施情况。
如图1所示为固定支架1，固定支架中部开设有贯通的滑槽2，固定支架1两侧焊接有带安装孔的安装部3，通过膨胀螺钉可将固定支架1安装在工艺池的池壁。
如图2所示为移动静沉罩体安装支架，所述移动静沉罩体支架包括竖直支撑架4，所述竖直支撑架4下端安装底盘5，上端安装电动推杆固定支架6，中部安装电动推杆稳固支架7；所述底盘5与电动推杆稳固支架6之间安装四根定位导轨8，所述电动推杆稳固支架6上开设有电动推杆下端固定凹槽9；
如图3所示为移动静沉罩10，所述移动静沉罩10呈倒式圆筒状，所述移动静沉罩10的下部开口，移动静沉罩10的罩体顶部与底部均设置上定位盘11，上下定位盘11上各预留四个小孔与定位导轨8位置相对应，所述移动静沉罩10上表面通过开设有预留安装孔12用于安装有浊度仪与温度计，在本实施例中可只设计一个安装孔12，选择带有温度探头的在线浊度仪(图中未示出)，移动静沉罩10表面还设置矾花观察口13及排气孔14。所述矾花观察口13可为在移动移动静沉罩的侧面设置透明视窗，此透明视窗还可用作积泥测量与观察。所述移动静沉罩10的上表面可安装加强筋15，加强筋15上设置推杆支架安装孔16用于安装电动推杆。
如图4所示，所述辅助静沉实验装置的组装方式如下，移动静沉罩体支架的竖直支撑架4嵌合在固定支架1的滑槽2内，竖直支撑架4可由电机驱动在固定支架1上移动；所述移动静沉罩10通过定位盘11安装在竖直支撑架4上的定位导轨8上，将在线浊度仪18安装在移动静沉罩10的上表面安装孔中，所述移动静沉罩10的顶部安装有电动推杆17，电动推杆17的中下部卡合在电动推杆下端固定凹槽9中，电动推杆17另一端与电动推杆固定支架6连接，可驱动电动推杆17使移动静沉罩10在定位导轨8上上下运动。后台控制***包括检测现场的人机界面，中控室的可为上位机及与上位机连接的控制升降机构与电动推杆的PLC组件，各***、人机界面与上位机之间通过工业以太网连接。所述电机与电动推杆17由PLC组件控制，同时以太网将升降机构电机和推杆电机的控制、在线式浊度仪数据、摄像头画面传递至人机界面与上位机实现远程数据可见、设备可控、画面可见，数据自动采集、记录。
在一个优选的方案中，所述电动推杆稳固支架7的下表面安装有摄像头(未示出)。所述摄像头通信连接有控制***的显示器，可对准矾花观察口进行矾花状态的观察。
在一个优选的方案中，所述底盘5上开设有与移动静沉罩10大小匹配的环槽(未示出)，所述环槽内设置有容置密封圈，可加强底盘与移动静沉罩配合后密封。
在一个优选的方案中，所述移动静沉罩10可由透明材料PMMA制成，便于对取样效果、矾花状况及积泥测量的观察。
采用上述辅助静沉实验装置进行静沉实验，包括以下步骤；
1)静沉取样，在设备初始化或上一次检测运行结束后移动静沉罩10与移动静沉罩体安装支架的底盘5处于闭合状态，例如设定间隔4小时为一个检测周期，由后台控制***的PLC组件发出控制信号，移动静沉罩在电动推杆作用力下上升直至完全脱离检测水体，延时后移动静沉罩10在电动推杆17作用力下下降直至与移动静沉罩体安装支架的底盘5接触形成一个密封腔体达到检测水样的置换；
2)数据获取，当腔体内的水样与检测水体隔离后，***计时器功能启动，根据预先设定的采样时间点对样品的浊度温度进行记录，形成一个与时间相关的采样信息；采样时间选择为腔体内的水样与检测水体隔离后的0min、5min、10min、15min的水样数据；驱动移动静沉罩体安装支架相对于固定支架向上匀速运动至移动静沉罩浮出水面，通过人工或摄像头进行矾花的观测；与此同时***将静沉整个过程数据通过工业以太网传输至上位机进行显示和存储在数据库软件中；
3)数据分析及调度，在现场人机界面和中控室上位机可生成实时数据曲线图和历史数据查看曲线图；比较当前趋势图和历史平均趋势图变化及斜率差异，并传输给调度室的rsv后台调度***，供调度室调整药耗参考；通过测量测试周期结束后的静沉装置底部积泥厚度，计算积泥量可指导工艺池排泥周期的调整。曲线绘制可由控制***的软件自动绘制完成，无需人工取点绘制，完全实现数据采集及分析的自动化。
本发明并不局限于前述的具体实施方式。本发明扩展到任何在本说明书中披露的新特征或任何新的组合，以及披露的任一新的方法或过程的步骤或任何新的组合。
Claims (10)
1.一种全自动静沉装置，其特征在于：包括安装在工艺池池壁的固定支架、移动静沉罩体安装支架及移动静沉罩；所述移动静沉罩体支架包括竖直支撑架，支撑架通过升降机构固定在固定支架上可以在固定支架上上下移动；竖直支撑架下端安装底盘，底盘上安装有若干定位导轨，竖直支撑架上端安装电动推杆固定支架；所述移动静沉罩呈倒式圆筒状，通过定位导轨安装在竖直支撑架上，移动静沉罩底部开口，底部可与竖直支撑架的底盘形成闭合腔体，圆筒顶部安装有电动推杆，电动推杆另一端与电动推杆固定支架连接，可驱动电动推杆使移动静沉罩在定位导轨上上下运动；所述移动静沉罩上表面通过开设安装孔安装有浊度仪与温度计，移动静沉罩表面设置矾花观察口和积泥测量观察口；所述升降机构与电动推杆与后台控制***信号连接。
2.根据权利要求1所述的全自动静沉装置，其特征在于：所述移动静沉罩体安装支架上，底盘与电动推杆固定支架之间安装有电动推杆稳固支架；所述电动推杆稳固支架上开设有电动推杆下端固定凹槽，电动推杆可卡合在电动推杆下端固定凹槽中；所述底盘与电动推杆稳固支架之间安装四根定位导轨，所述移动静沉罩的顶部与底部均设置定位盘，上下定位盘上各预留四个小孔与定位导轨位置相对应，便于将移动静沉罩安装在定位导轨上；所述移动静沉罩上表面可安装加强筋，加强筋上设置推杆支架安装孔用于安装电动推杆。
3.根据权利要求1所述的全自动静沉装置，其特征在于：所述移动静沉罩上表面开设有排气孔。
4.根据权利要求1所述的全自动静沉装置，其特征在于：所述固定支架上设置有滑槽，支撑架嵌合在固定支架的滑槽内，支撑架可由动力设备驱动在固定支架上移动。
5.根据权利要求1所述的全自动静沉装置，其特征在于：所述移动静沉罩可由透明材料制成，移动静沉罩外表面安装有可拆卸的外壳。
6.根据权利要求2所述的全自动静沉装置，其特征在于：所述电动推杆稳固支架的下表面安装有摄像头。
7.根据权利要求2所述的全自动静沉装置，其特征在于：所述竖直支撑架的底盘上开设有与移动静沉罩大小匹配的环槽，所述环槽内设置有容置密封圈，可加强底盘与移动静沉罩配合后密封。
8.根据权利要求1-7任一项所述的全自动静沉装置，其特征在于：所述固定支架两侧间隔设置有开设有安装孔的安装部，可通过膨胀螺钉将穿入安装部将固定支架安装在所需监测的工艺池池壁。
9.一种利用权利要求1-8的全自动静沉装置进行水样检测的方法，其特征在于，包括以下步骤；
1)静沉取样，在设备初始化或上一次检测运行结束后移动静沉罩与移动静沉罩体安装支架的底盘处于闭合状态，在设定检测周期到后，由后台控制***发出控制信号，移动静沉罩在电动推杆作用力下上升直至完全脱离检测水体，延时后移动静沉罩在电动推杆作用力下下降直至与移动静沉罩体安装支架的底盘接触形成一个密封腔体达到检测水样的置换；
2)数据获取，当腔体内的水样与检测水体隔离后，后台控制***计时器功能启动，根据预先设定的采样时间点对样品的浊度温度进行记录，形成一个与时间相关的采样信息；驱动移动静沉罩体安装支架相对于固定支架向上匀速运动至移动静沉罩浮出水面，通过人工或摄像头进行矾花的观测；与此同时***将静沉整个过程数据通过工业以太网传输至上位机进行显示和存储在数据库软件中；
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10.根据权利要求9所述的静沉实验的方法，其特征在于：后台控制***除自动运行模式外，还具备手动检测模式和单周期自动强制运行模式。
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