專利名稱:漂流式污水計量裝置的制作方法
專利說明本實用新型屬于計量領域,具體涉及一種污水計量裝置,尤其是漂流式污水計量
直O(jiān)
背景技術:
污水計量排放、是改善環(huán)境的一個重要手段,由于污水中含有大量雜質、纖維、沉 淀物等,因此污水計量無法使用普通的流體計量器具;目前污水計量常采用的方法有容積 式計量和速度式計量二大類,其中速度式計量中包括超聲波流量計和電磁流量計,這二種 流量計價格都較高,并且超聲波流量計對測量介質有要求,而污水中雜質各異,污水管壁材 質也各異,因此影響到超聲波流量計的計量準確性,電磁流量計對介質的導電性和介質流 速均有要求,由于污水的雜質各異,因此導電性也不相同,并且污水的排放沒有連續(xù)性,當 污水排放流速很低時,電磁流量計的計量精度就會有很大偏差。
發(fā)明內容本實用新型的目的是推出一種不受介質和流速影響的計量精度較高的并且成本 較低的速度式污水計量方法。本實用新型的目的是這樣實現(xiàn)的它包括一個上部高凸的測量管段,測量管段的 一端是污水入口,測量管段的另一端是污水出口,在測量管段的頂部安裝有電機,電機出軸 傳動絲桿,絲桿上部處于測量管段外并帶有絲桿升降傳感裝置,伸入在測量管段內的絲桿 下部連接導行桿和測量水位的上、下電極,其特征是所述的導行桿上自污水出口端向污水 入口端依次安裝有漂浮器吸納機構、多個導行電磁鐵及漂浮器起始電磁鐵,在測量管段中 設有漂浮器。所述的漂浮器吸納機構上含有永磁鐵、電磁鐵和感應裝置。所述的測量水位的上、下電極連接電機控制電路和線圈輪番導通電路,線圈輪番 導通電路分別連接漂浮器吸納機構中的電磁鐵、導行電磁鐵和漂浮器起始電磁鐵,漂浮器 吸納機構的感應裝置接計數(shù)電路,計數(shù)電路和所述的絲桿升降傳感裝置連接計算電路。這樣,在測量管段接入污水管中后,接通工作電源,此時電機受電機控制電路控制 轉動并帶動絲桿升降,電機每次轉動至絲桿下部的測量水位的下電極接觸污水而上電極脫 離污水時停止,這樣,處于測量管段外的絲桿升降傳感裝置即能測得污水的即時水位,同時 絲桿升降時帶動導行桿升降,使導行桿一直處于污水水位上方一定距離的位置;漂浮器不 工作時被吸在漂浮器吸納機構的永磁鐵下,當電極測得測量管段內有水時,線圈輪番導通 電路工作,線圈輪番導通電路首先使漂浮器吸納機構的電磁鐵線圈得電,由于漂浮器吸納 機構的電磁鐵磁性設計的比永磁鐵強,漂浮器即被從漂浮器吸納機構的永磁鐵下吸引到漂 浮器吸納機構的電磁鐵下,然后線圈輪番導通電路使處于漂浮器吸納機構最近的第一個導 行電磁鐵得電,在此同時漂浮器吸納機構的電磁鐵失電,此時漂浮器被吸引到第一個導行 電磁鐵的下方,接著,線圈輪番導通電路又使第二個導行電磁鐵得電,同時第一個導行電磁鐵失電,此時漂浮器被吸引到第二個導行電磁鐵的下方,然后,第三個、第四個......,最
后,漂浮器被吸到漂浮器起始電磁鐵下方,此時漂浮器起始電磁鐵也失電,這樣,漂浮器在 自重作用下從處于測量管段的污水入口處的漂浮器起始電磁鐵下方落入污水中,由于漂浮 器的比重設計的比污水比重小,因此漂浮器落入污水后處于漂浮狀態(tài),并隨著污水水流同 行(雖漂浮器有空氣阻力等因素可能比水流略為滯后,但這滯后量極小,可以忽略不計數(shù) 或在計算時給于修正),當漂浮器在水流作用下漂流至接近測量管的污水出口處時,被處在 此處的漂浮器吸納機構的永磁鐵吸住,同時漂浮器吸納機構感應裝置產生 一個感生電流訊 號,該訊號被輸送到計數(shù)電路,計數(shù)電路計數(shù)一次,該計數(shù)數(shù)字被輸入到計算電路,計算電 路根據(jù)絲桿升降傳感裝置得到的水位高度、測量管段有效截面積及漂浮器漂流段的長度進 行計算,計算時加上漂浮器從漂浮器吸納機構傳遞到從漂浮器起始電磁鐵下落入污水的時 間段的流量值作為修正(此時間段非常短而且恒定,此時間段內水位和流速可以等同本次 漂流時的水位和流速),最后得到污水的即時流量,完成-個計量周期;隨即,當測量水位的 電極又測得測量管段內有污水時,重復上述過程即完成第二個計量周期,第二個計量周期 中的污水計量值累加第一個計量周期中的污水計量值,即是污水計量總值,這樣,只要測量 管段內有污水流動,上述過程就周而復始,每個計量周期中的計算數(shù)值加上前次計量總值, 即污水總計量值。測量管段內壁采用耐腐納米材料,以減少腐蝕和結垢。如果測量管段截 面寬度較寬,為了使漂浮器在漂流過程中發(fā)生偏移時也能被漂浮器吸納機構吸納,可以在 截面寬度上設置多個漂浮器吸納機構,每次傳遞先從兩邊的漂浮器吸納機構依次向中間的 漂浮器吸納機構得失電,使不管處于哪邊的被漂浮器吸納機構吸納到的漂浮器先傳遞到中 間的漂浮器吸納機構下,然后再按上述過程傳遞到漂浮器起始電磁鐵下,詳見實施例。本發(fā) 明的電源采用低壓電,可以利用市電和備用電瓶,也可以采用太陽能電池。下面結合實施例 對本發(fā)明作進一步說明。
圖1是本實用新型的結構原理圖。圖2是絲桿和限轉傳感塊截面圖。圖3是漂浮器吸納機構的實施方式。圖4是漂浮器吸納機構和導行電磁鐵在測量管段內的分布俯視圖。圖5是本實用新型的電路方框圖。
具體實施方式
圖1是本發(fā)明的其中一個實施例結構原理圖。圖1中的1是導行桿,2是支架,3 是傳動件,4是電機,5是絲桿凹槽,6是磁簧管,7是限轉傳感塊,8是傳動螺母,9是電極擦 拭塊,10是上電極,11是下電極,12是電極桿,13是漂浮器,14是漂浮器吸納機構,15是導 行電磁鐵,16是污水水位線,17是測量管段,18是絲桿,19是漂浮器起始電磁鐵。測量管段 17是一根上部高凸的和污水管相配的管段,測量管段17內壁可采用耐腐納米材料,以減少 結垢,測量管段17的左端是污水入口,測量管段17的右端是污水出口,圖中箭頭表示污水 流動方向,在測量管段17的管外頂部上固定有支架2,支架2上安裝有電機4,電機4的出 軸上裝有傳動件3,傳動件3和傳動螺母8相配,傳動螺母8的螺孔中有絲桿18,絲桿18上部處于測量管段外,絲桿18下部處于測量管段內,在絲桿18上有絲桿凹槽5,絲桿凹槽5內 自上至下均布著很多個磁簧管6,在支架2上絲桿凹槽5的側邊固定有限轉傳感塊7,限轉 傳感塊7和磁簧管6組成絲桿升降傳感裝置,限轉傳感塊7嵌入在絲桿凹槽5中(見圖2), 這樣當傳動螺母8轉動時,與其相配的絲桿18受限轉傳感塊7的限制不會轉動而只能作上 下升降,絲桿18的下部連接有導行桿1,絲桿18的升降帶動導行桿1升降,導行桿1 一直處 于污水水位線16上方一定距離的位置,并且設計成左高右低(這樣有利于漂浮器13自右 向左移動時逐漸脫離污水水面);導行桿1的最右端是電極桿12,電極桿12上安裝有上電 極10和下電極11,在導行桿1的電極桿12左邊是漂浮器吸納機構14,漂浮器吸納機構14 有多個,橫向布置(見圖3),以保證漂浮器13在漂流過程中發(fā)生偏移時也能被漂 浮器吸納 機構14吸納,在導行桿1上的漂浮器吸納機構14左邊,依次布有多個導行電磁鐵15,在導 行桿1的最左邊是漂浮器起始電磁鐵19,圖中的漂浮器吸納機構14下方是漂浮器13(漂浮 器起始電磁鐵19下方的用虛線表示的是該漂浮器13運行至漂浮器起始電磁鐵下方時的一 種狀態(tài)),從圖1中看到的漂浮器13,它的下部是一個半圓形浮球,半圓形浮球上部的中間 是一根細柱,細柱上固有一個鐵片,由于鐵片可被磁鐵吸引,因此平時漂浮器13被吸牢在 漂浮器吸納機構14的下方。圖中的電極擦拭塊9用于上電極10和下電極11上升到此位 置時給其進行擦拭,以保證電極表面不被污物積封,(也可設計成每過一段時間,當測量管 段16中無污水排放時,絲桿上升,帶動上、下電極到此位置進行擦拭)。圖2是絲桿和限轉傳感塊截面圖。圖中的18是絲桿,6是磁簧管,5是絲桿凹槽,20 是磁塊,7是限轉傳感塊。限轉傳感塊7的左邊呈凹形,嵌入在絲桿凹槽5中,在絲桿凹槽5 內自上至下布有很多個固定在絲桿上的磁簧管6,這些磁簧管作為絲桿升降的一種標尺,限 轉傳感塊7的凹形內固定有磁塊20,這樣,當絲桿5升降時,絲桿凹槽5中必有一個磁簧管 處于磁塊20作用范圍內吸合,此吸合訊號被輸入到計算電路中,得到污水即時水位。圖3是漂浮器吸納機構的一種實施方式。圖中21是電磁鐵,23是線圈,24是代表 感應裝置的感應線圈,22是永磁鐵,感應線圈24繞制在永磁鐵22上,當漂浮器13漂流至永 磁鐵22下方時被永磁鐵22瞬間吸合,此時永磁鐵22的磁通量發(fā)生變化,感應線圈24內即 產生一個感生電流,此感生電流訊號被輸入至計數(shù)電路中,當電極測得測量管段內有水時, 線圈輪番導通電路工作,在線圈輪番導通電路控制下,線圈23內被輸入電流,電磁鐵21產 生磁性,此磁性設計得比永磁鐵22磁力大,因此電磁鐵21能將吸合在永磁鐵22下的漂浮 器吸合過來。(為使效果更好還可以在永磁鐵22上套入一個反極性線圈,在電磁鐵從永磁 鐵上吸合漂浮器的瞬間,在反極性線圈中接入一個直流電源,令其產生和永磁鐵18固有極 性相反的磁場,這樣永磁鐵磁力將減弱。)圖4是漂浮器吸納機構和導行電磁鐵在測量管段內的分布俯視圖。圖中19是漂 浮器起始電磁鐵,15是導行電磁鐵,它有多個。21是漂浮器吸納機構的電磁鐵,22是漂浮器 吸納機構的永磁鐵,漂浮器起始電磁鐵19是一個,導行電磁鐵15圖中畫有5個,圖中用I、 II、III、IV、V表示,但可以根據(jù)測量管段長度和導行電磁鐵磁力強弱對其數(shù)量進行增減,圖 中漂浮器吸納機構14畫有A、B、C、D、E共5個,此數(shù)量也可以根據(jù)測量管段的寬度進行增 減。漂浮器起始電磁鐵14設置多個的目的是一旦漂浮器13在漂流過程中發(fā)生偏移,也能 被處于側邊的漂浮器吸納機構吸納。圖5是本實施例的電路方框圖。圖1中的上電極10和下電極11連接電機控制電路和線圈輪番導通電路,如果初始時上電極10和下電極11同時浸在污水中,則電機控制電 路使電機4正轉,絲桿18上升至上電極10脫離污水后電機停轉,如果初始時上電極10和 下電極11都未浸入污水中,則電機控制電路使電機4反轉,絲桿18下降至下電極11接觸 污水后電機停轉,待上電極10脫離污水而下電極11接觸污水時,觸發(fā)線圈輪番導通電路工 作,線圈輪番導通電路首先使圖4中的A和E 二個漂浮器吸納機構的電磁鐵同時得電,這 樣,如果漂浮器13初始時被吸在漂浮器吸納機構A或E的永磁鐵下,此時將被吸引到漂浮 器吸納機構A或E的電磁鐵下,隨后線圈輪番導通電路又使漂浮器吸納機構B和D的電磁 鐵得電,與此同時漂浮器吸納機構A和E的電磁鐵失電,這樣,漂浮器13被吸引到了漂浮器 吸納機構B或D下(如果漂浮器13初始時就被吸在漂浮器吸納機構B或D的永磁鐵下,此 時漂浮器13也將被吸引到漂浮器吸納機構B或D的電磁鐵下),接著漂浮器吸納機構C的 電磁鐵得電,與此同時漂浮器吸納機構B和D的電磁鐵失電,這樣,漂浮器13又被傳遞到 了漂浮器吸納機構C下(如果漂浮器13初始時就被吸在漂浮器吸納機構C的永磁鐵下,此 時漂浮器13也將被吸引到漂浮器吸納機構C的電磁鐵下),然后線圈輪番導通電路使離漂 浮器吸納機構C最近的右邊第一個導行電磁鐵I得電,漂浮器吸納機構C的電磁鐵失電, 此時漂浮器13被吸引到導行電磁鐵I下方,隨后,線圈輪番導通電路又使導行電磁鐵II得 電,同時導行電磁鐵I失電,此時漂浮器13被吸引到導行電磁鐵II的下方,然后,III、IV、
V......,最后,漂浮器13被吸到漂浮器起 始電磁鐵19下方(圖1中用虛線表示的漂浮器
位置),隨即,漂浮器起始電磁鐵19也失電,這樣,漂浮器13在自重作用下落入污水中,由于 漂浮器13的比重設計的比污水比重小,且下重上輕,因此漂浮器13落入污水后處于漂浮狀 態(tài),并隨著污水水流同行,當漂浮器13在水流作用下漂流至漂浮器吸納機構14的下方時, 被漂浮器吸納機構14中的永磁鐵22吸住,同時漂浮器吸納機構14中的感應線圈24產生一 個感生電流訊號,該感應線圈24接計數(shù)電路,此感生電流訊號被輸送到計數(shù)電路,計數(shù)電 路連接計算電路,同時計算電路連接絲桿升降傳感裝置,絲桿升降傳感裝置將得到的水位 訊號也輸入到計算電路,這樣,當計數(shù)電路有訊號輸入到計算電路時,計算電路根據(jù)漂浮器 13漂流段的長度、測量管段17內的有效截面積及水位高度進行計算,計算時加上漂浮器從 漂浮器吸納機構到從漂浮器起始電磁鐵下落入污水的時間修正值,最后得到污水計量值, 完成一個計量周期;此時,如果下電極11依然接觸到污水,則漂浮器13又重復上述過程漂 流一次(此次漂浮器吸納機構的得失電可以從上一周期產生感生電流訊號的漂浮器吸納 機構開始,時間修正值也按相應時間進行修正),完成第二個計量周期,第二個計量周期中 的污水計量值累加第一個計量周期中的污水計量值,即是污水計量總值,只要測量管段17 內有污水流動,上述過程就周而復始,每次計量數(shù)值加上前次計量總值,即污水總計量值。 本實用新型的電源采用低壓電,可以利用市電和備用電瓶,也可以采用太陽能電 池。
權利要求漂流式污水計量裝置,它包括一個上部高凸的測量管段,測量管段的一端是污水入口,測量管段的另一端是污水出口,在測量管段的頂部安裝有電機,電機出軸傳動絲桿,絲桿上部處于測量管段外并帶有絲桿升降傳感裝置,伸入在測量管段內的絲桿下部連接導行桿和測量水位的上、下電極,其特征是所述的導行桿上自污水出口端向污水入口端依次安裝有漂浮器吸納機構、多個導行電磁鐵及漂浮器起始電磁鐵,在測量管段中設有漂浮器。
專利摘要漂流式污水計量裝置,它包括一個上部高凸的測量管段,測量管段的一端是污水入口,測量管段的另一端是污水出口,在測量管段的頂部安裝有電機,電機出軸傳動絲桿,絲桿上部處于測量管段外并帶有絲桿升降傳感裝置,伸入在測量管段內的絲桿下部連接導行桿和測量水位的上、下電極,其特征是所述的導行桿上自污水出口端向污水入口端依次安裝有漂浮器吸納機構、多個導行電磁鐵及漂浮器起始電磁鐵,在測量管段中設有漂浮器。這種污水計量裝置不受介質和流速影響,計量精度較高,成本較低。
文檔編號G01F1/56GK201731922SQ20102026639
公開日2011年2月2日 申請日期2010年7月12日 優(yōu)先權日2010年7月12日
發(fā)明者傅雅芬, 陳宜中 申請人:陳宜中