CN112845571B - 一种环境修复用化学药剂施加装置 - Google Patents

Abstract

一种环境修复用化学药剂施加装置，属于环境修复技术领域。多段投加管可拆卸连接，下端的外壁有投加孔，上端的有压力传感器及药液进液口，多个配药机构并联，配药机构的加药桶上有搅拌机、液位计、供水机构及出水过滤机构，出水过滤机构与加药泵连通，加药泵与射流器连通，射流器同时与工艺水及压注泵组连通，压注泵组与投加管连通，压注泵组、多个加药桶以及多组加药泵均设置在底座上，PLC控制机构与液位计、加药泵以及压注泵组信号传输连接。本发明既可以做土壤表面加药，也可以做土层较深的土壤的压注加药；智能化控制，操作简单；一体化撬装式结构，外观新型，结构合理，便于现场施工。

Description

一种环境修复用化学药剂施加装置

技术领域

本发明涉及一种环境修复用化学药剂施加装置，属于环境修复技术领域。

背景技术

环境修复一般可分为大气环境修复、水体环境修复、土壤环境修复及固体废物环境修复等几种类型。其中土壤修复是使遭受污染的土壤恢复正常功能的技术措施，土壤修复最常用的方法有物理法、化学法和生物法三种方法。

化学修复，是指利用化学分解或固定反应改变污染物的结构或降低污染物的迁移性和毒性的过程。主要是基于污染物化学行为改变的改良措施，如添加改良剂、抑制剂等化学物质降低土壤中污染物的水溶性、扩散性和生物有效性，从而使污染物得以降解或转化为低毒性、低移动性的形态。化学修复技术是通过沉淀、吸附、氧化-还原、催化氧化、质子传递、脱氯、聚合、水解等方法将土壤中污染物迁移性、有效性及毒性降低的修复技术。

对于土层较浅的土壤的修复，只需将还原药剂喷洒在土壤表面，然后进行耕翻，使还原药剂和土壤结合后达到修复效果即可。对于土层较深的土壤的修复，可采取钻孔压注加药，将氧化剂注入土壤中，通过氧化剂与污染物的混合以及反应，使污染物降解或导致其形态的变化。

常规的加药装置只能对较浅的土壤或较深的土壤进行单一修复，使用范围下，使用较为不便。

发明内容

为解决背景技术中存在的问题，本发明提供一种环境修复用化学药剂施加装置。

实现上述目的，本发明采取下述技术方案：一种环境修复用化学药剂施加装置，包括底座、压注泵组、PLC控制机构、药液投加机构、多组加药泵以及多个配药机构；所述药液投加机构包括压力传感器以及多段投加管；所述多段投加管上下并列可拆卸固定连接，位于最下端的投加管的外壁贯穿其厚度方向设有多个投加孔，位于最上端的投加管上设有压力传感器以及药液进液口，所述多个配药机构并联设置，且每个配药机构均包括加药桶、搅拌机、液位计、供水机构以及出水过滤机构；所述加药桶上设有搅拌机、液位计、供水机构以及出水过滤机构，所述出水过滤机构与对应的一组加药泵连通设置，多组所述加药泵的出液口均与射流器的进液口连通设置，且射流器的进液口同时与工艺水连通设置，所述射流器的出液口与压注泵组的进液口连通设置，所述压注泵组的出液口与位于顶端的投加管的药液进液口连通设置，压注泵组、多个加药桶以及多组加药泵均设置在底座上，所述PLC控制机构与液位计、加药泵以及压注泵组信号传输连接。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1、本发明既可以做土壤表面加药，也可以做土层较深的土壤的压注加药；

2、本发明智能化控制，操作简单；一体化撬装式结构，外观新型，结构合理，便于现场施工。

附图说明

图1是本发明的整体结构主视图；

图2是图1的俯视图；

图3是本发明的工艺流程示意图；

图4是药液投加机构的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是发明的一部分实施例，而不是全部的实施例，基于本发明中的实施例，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，都属于本发明保护的范围。

一种环境修复用化学药剂施加装置，是化学法土壤深层修复的药剂压注装置，实现自动定量加注，包括底座1、压注泵组8、PLC控制机构10、药液投加机构、多组加药泵7以及多个配药机构；所述药液投加机构包括压力传感器17以及多段投加管18；所述多段投加管18上下并列可拆卸固定连接，位于最下端的投加管18下端的外壁贯穿其厚度方向设有多个投加孔19，多段投加管18均为壁厚60mm的中空管状体，材质为316L不锈钢，每节长度为1000mm，施工时可根据钻孔深度，自由增加或缩短投加管10的长度，压注药液由投加孔19渗入泥土中；位于最上端的投加管18的上端设有压力传感器17以及药液进液口20，PLC控制机构10根据压力传感器17传输的压力的不同来控制压注泵的自动启停；所述多个配药机构并联设置，且每个配药机构均包括加药桶2、搅拌机3、液位计4、供水机构5以及出水过滤机构6；所述加药桶2上设有搅拌机3、液位计4、供水机构5以及出水过滤机构6，搅拌机3通过不锈钢连接板与加药桶2连接；供水机构5采用电磁阀14和手动截止阀二种控制模式与加药桶2连通；当加药桶2加水时，PLC控制机构10根据液位计4发出的信号，到达高液位后自动关闭电磁阀14，并报警；出水过滤机构6采用Y型过滤器，Y型过滤器是输送介质的管道***不可缺少的一种过滤机构，本机构的滤网为30～50目；所述出水过滤机构6与对应的一组加药泵7连通设置，多组所述加药泵7的出液口均与射流器9的进液口连通设置，且射流器9的进液口同时与工艺水连通设置，所述射流器9的出液口与压注泵组8的进液口连通设置，所述压注泵组8的出液口与位于顶端的投加管18的药液进液口20连通设置，压注泵组8、多个加药桶2以及多组加药泵7均设置在底座1上，底座1采用不锈钢型材制作，不锈钢型材制作的底座外观美观，坚固耐用，耐腐蚀性强，适合各种环境使用；设置多个加药桶2，可以实现多种药品的同时加注，加药桶2采用PP材质，容积为1000L，PP材质的加药桶2产品质轻、韧性好、耐化学性好；PP材质的耐热性最好，其热变形温度为80-100℃，PP材料也有良好的耐应力开裂性，有很高的弯曲疲劳寿命；所述PLC控制机构10与液位计4、电磁阀14、加药泵7以及压注泵组8信号传输连接。PLC控制机构10根据液位计4发出的信号控制电磁阀14、加药泵7、压注泵组8；根据药液投加机构上的压力传感器17发出的信号控制工艺供水、加药泵7以及压注泵组8。

每个所述加药桶2的底部均与底座1通过橡胶垫柔性连接，避免摩擦引起的磨损，每个所述加药泵7以及压注泵8均与底座1通过螺栓固定连接。

每个所述搅拌机3上均设有减速机，减速机采用K-H-V行星传动原理以及短辐摆线齿形相结合的新颖传动机械，此减速机具有强大的承载能力，高减速比，高传动效率，最小的体积，极低的噪音以及较长的使用寿命；在指定的运行范围内，减速机能连续运行；搅拌机3主轴及浆叶均采用316L不锈钢材质，这样可以适应各种药剂的腐蚀性。

所述液位计4为磁翻板液位计，磁翻板液位计利用浮力及磁耦合原理，将液位的变化线性地传递到指示器上，清晰地指示出液位的高度。指示器和贮罐是完全隔离的，因此绝对保证使用安全。

所述液位计4上设有液位报警开关以及干簧管式液位变送器。液位报警开关可实现液位上下控制、报警；液位变送器可将液位变化线性地转换成直流4～20mA输出，实现远距离的液位指示、检测、控制和记录。

每组所述加药泵7均包括两个并联设置的加药泵7，两个加药泵7一备一用；加药泵7采用耐腐蚀柱塞隔膜加药泵，柱塞隔膜计量泵是由驱动齿轮带动中空柱塞往复运动,并通过中空柱塞中的液压油驱动计量膜片。中空柱塞上有一个特殊设计的调节空,使柱塞内外的液压油相同。柱塞外面套有一可调节的用来关闭调节空的滑环。当调节孔关闭时,柱塞推动里面的液压油来驱动计量膜片。在每个行程中,被柱塞推动来驱动计量隔膜的液压油的量,正好等于被计量的介质的量。计量泵流量的调节,可通过柱塞法兰上的手动旋钮实现,也可通过变频器、伺服电机等实现。该计量泵的流量不随压力变化的而变化,在静态和工作状态下均可进行0-100％的线性调节。调节精度高。其中空柱塞不是固定在电机偏心轮上,在吸入行程中,柱塞被弹簧反弹回到零位置,从而有效防止了吸入介质在计量头中形成堵塞时给泵造成的损害。吸入阀在介质吸入过程中被打开,使介质流入计量头,在加压时吸入阀则切断。压力阀在介质加压过程中被打开，而在吸入过程中关闭以防止压出的介质回流入计量头。

所述压注泵组8包括两个并联设置的压注泵，两个压注泵一备一用，压注泵采用双螺杆螺杆泵，螺杆泵是一种回转式容积泵，具有自吸能力，结构简单、体积小、流量和压力脉动小、运转较平稳等特点；螺杆泵的流量可根据工况需要，进行变频调节，但排出压力不变，这样在各种工况下都能以设定压力进行压注加药。

所述压注泵组8的每个压注泵的出口处设有压力表11，既可现场直观，也可接入PLC控制机构10，实现远距离的压力指示和控制。

所述多段投加管18相互套接，位于外侧的投加管18的管壁沿径向设有螺纹通孔，所述螺纹通孔内旋接有顶丝，位于外侧的投加管18通过所述顶丝与位于内侧的投加管18紧固连接。

本发明的人工手动操作的实施方法：

首先将PLC控制机构10的操作模式切换至手动操作模式，而后根据要求手动启停每个设备，当遇到高、底液位和高、低压力时即自动报警并自动停止运行。

本发明的自动操作的实施方法：

S1：配药；

S101：打开配药机构供水的电磁阀14，根据配药量加水至额定水量；

S102：启动搅拌机3，加入药剂充分搅拌，直至药剂完全溶解。

本发明设置多台配药机构，可按工艺要求同时加注多种药品。

S2：将手动操作模式切换至自动操作模式；

S3：按配药的浓度设置好每穴的加药量；

S4：根据工况要求，设置好药液投加机构启、停压力值；

S5：点击“启动”，加药***即开始自动化运行。

运行过程中如遇到过高液位、过底液位和过高压力、过低压力时即自动报警并自动停止运行。

本发明的工作流程：

配制好的药液从加药桶2通过Y型的出水过滤机构6后进入加药泵7，药液经过止回阀16打至射流器9，工艺给水进入射流器9，工艺水在射流器9中和药液混合后流经球阀15，进入压注泵组8，混合药液经压注泵组8将药液输送到药液投加机构。

药液投加时，当药液投加机构的压力大于设定压力时，压注泵自动停止，压力下降至设定压力时，压注泵自动开启，直至每个加药点的加药量达到额定加药量时即可切换至另一个加药点进行药液加注。

加药运行时仅需兼职人员值守。

PLC控制机构10采用西门子S7-200CN CPU2266ES7216-2BD23-0XB8。

在运行过程中，PLC控制机构10根据液位计4发出的信号，到达底液位后自动关闭加药泵7、压注泵组8以及工艺给水并报警；

在运行过程中，当每穴加药孔达到设定加药量后，PLC控制机构10自动关闭加药泵7、压注泵组8以及关闭工艺给水并报警；

在运行过程中，当药液投加机构的压力大于设定压力后，PLC控制机构10自动关闭加药泵7、压注泵组8以及关闭工艺给水，当药液投加机构的压力小于设定压力后，自动开启加药泵7、压注泵组8以及关闭工艺给水；

根据每穴需要的加药量，按配药的浓度来设置每穴加药时间；根据每穴的深度，来设定药液投加器压力的大小。

本发明撬块式组装，灵活轻巧，便于施工，适应各种施工场合；智能化控制，自动控制加药量，做到精准加药；自动控制加注压力，压注不外溢；自动化程度高，减少劳动力的投入；由于药液投加装置设计的独特性，药剂渗透性好，每穴的加注时间短，生产效率高。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同条件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (8)

1.一种环境修复用化学药剂施加装置，其特征在于：包括底座(1)、压注泵组(8)、PLC控制机构(10)、药液投加机构、多组加药泵(7)以及多个配药机构；所述药液投加机构包括压力传感器(17)以及多段投加管(18)；所述多段投加管(18)上下并列可拆卸固定连接，多段投加管(18)相互套接，位于外侧的投加管(18)的管壁沿径向设有螺纹通孔，所述螺纹通孔内旋接有顶丝，位于外侧的投加管(18)通过所述顶丝与位于内侧的投加管(18)紧固连接，位于最下端的投加管(18)的外壁贯穿其厚度方向设有多个投加孔(19)，位于最上端的投加管(18)上设有压力传感器(17)以及药液进液口(20)，所述多个配药机构并联设置，且每个配药机构均包括加药桶(2)、搅拌机(3)、液位计(4)、供水机构(5)以及出水过滤机构(6)；所述加药桶(2)上设有搅拌机(3)、液位计(4)、供水机构(5)以及出水过滤机构(6)，所述出水过滤机构(6)与对应的一组加药泵(7)连通设置，多组所述加药泵(7)的出液口均与射流器(9)的进液口连通设置，且射流器(9)的进液口同时与工艺水连通设置，所述射流器(9)的出液口与压注泵组(8)的进液口连通设置，所述压注泵组(8)的出液口与位于顶端的投加管(18)的药液进液口(20)连通设置，压注泵组(8)、多个加药桶(2)以及多组加药泵(7)均设置在底座(1)上，所述PLC控制机构(10)与液位计(4)、加药泵(7)以及压注泵组(8)信号传输连接。

2.根据权利要求1所述的一种环境修复用化学药剂施加装置，其特征在于：每个所述加药桶(2)均与底座(1)柔性连接，每个所述加药泵(7)以及压注泵(8)均与底座(1)固定连接。

3.根据权利要求2所述的一种环境修复用化学药剂施加装置，其特征在于：每个所述搅拌机(3)上均设有减速机。

4.根据权利要求2或3所述的一种环境修复用化学药剂施加装置，其特征在于：所述液位计(4)为磁翻板液位计。

5.根据权利要求4所述的一种环境修复用化学药剂施加装置，其特征在于：所述液位计(4)上设有液位报警开关以及干簧管式液位变送器。

6.根据权利要求5所述的一种环境修复用化学药剂施加装置，其特征在于：每组所述加药泵(7)均包括两个并联设置的加药泵(7)。

7.根据权利要求5所述的一种环境修复用化学药剂施加装置，其特征在于：所述压注泵组(8)包括两个并联设置的压注泵。

8.根据权利要求7所述的一种环境修复用化学药剂施加装置，其特征在于：所述压注泵组(8)的每个压注泵的出口处设有压力表(11)。

Images