智能制剂变量加药机及相应洗砂废水智能浓密机组的制作方法

1.本实用新型属于洗砂废水处理用智能浓密机组技术领域，涉及一种智能制剂变量加药机（即加絮凝剂机）。


背景技术：

2.自动浓密机组，包括自动浓密机、物料输送泵、自动加药机；洗砂废水自动浓密机组，即洗砂废水处理用自动浓密机组，适用于低浓物料（包括洗砂废水）絮凝后浓缩——将含固量为15%左右的低浓物料絮凝后通过重力沉降浓缩为含固量为55%的底流沉淀物（细砂泥），供压滤机等终端脱水设备后续处理；砂石广泛用于建筑混凝土、需求量巨大，洗砂废水处理的目的是达标排放、并回收细砂；絮凝的目的是为了使物料中的微粒集聚变大形成絮团，从而加快物料粒子的聚沉、提高生产效率，合理节约絮凝剂是砂石行业降本增效的重点。
3.自动加药机，即自动加絮凝剂机，包括搅拌机及其药液搅拌桶、药粉预溶机构；药粉预溶机构，即絮凝剂粉末预溶解机构，包括药粉储仓、螺旋输药装置、减速电机、药粉预溶器，能产生旋流水膜；用于将絮凝剂药粉制成絮凝剂药液、并定量加入浓密池。絮凝剂粉末是聚丙烯酰胺粉末，很难一步溶解于水，絮凝剂溶液的制备除了需要搅拌强度、水温等条件外，还必须采取正确的分步溶解工艺——先湿化预溶成浆、再溶化稀释成液；湿化预溶成浆，是将药粉与少量的水（水膜）混合，使药粉湿化（扩散）并药粉团搅碎成浆；溶化稀释成液，是对药浆再加水搅拌溶化，稀释成一定含量的絮凝剂液；如直接将药粉加入水，部分药粉会落水成团漂浮在水面上（因药粉团比重轻），药粉团被水膜包裹很难搅拌开。
4.现有的自动加药机，存在以下缺陷：（1）螺旋输药装置及减速电机，为非变频电机驱动的螺旋输药装置，并缺少配套的絮凝团沉降监测仪器，药粉添加量不能随物料絮凝团沉降速度（浓缩效果）的变化而变化（即不能智能调节加药量），时常造成絮凝剂浪费、且浓密效果不稳定；（2）药粉预溶器，为多层水膜式絮凝剂粉末预溶器，进水压力、流量等参数不能随药粉添加量的变化而变化（即不能智能调节进水参数），存在絮凝剂粉末全部预溶解，部分药粉成团落入药液搅拌桶浮在水上的现象，而末溶药粉团被水膜包裹很难搅拌开，造成药粉浪费并影响后续搅拌时间和絮凝剂浓度（搅拌效率和效果），最终影响物料浓密效果；是砂石行业一直渴望解决但始终未能获得成功的智能节药增效技术难题。


技术实现要素：

5.本实用新型的目的是克服现有自动加药机的缺陷，解决非变频电机驱动的螺旋输药装置不能智能调节加药量、絮凝剂粉末预溶器不能智能调节进水（溶剂）参数、造成絮凝剂浪费且浓密效果不稳定的技术问题，提供一种智能制剂变量加药机及相应洗砂废水智能浓密机组；相应洗砂废水智能浓密机组——指使用本实用新型智能制剂变量加药机的洗砂废水智能浓密机组，因专利名称字数有限而简称。
6.本实用新型解决现有技术问题所采用的创新技术方案是：一种智能制剂变量加药
机，即智能调节加药量及溶剂（进水）参数的制剂加药机；总体技术方案的要点是：创新的总体构造与现有技术相比，其具有突出的实质性特点在于：（1）在现有自动加药机的基础上，将非变频电机驱动的螺旋输药装置改进成变频电机驱动的螺旋输药装置，同时增设配套的絮凝光电监测装置（即末溶药粉团漂浮与物料絮凝团沉降监测仪），通过絮凝光电监测装置在线实时监测浓密过程的物料絮凝团沉降速度和pcl程控系统控制，即时调整变频电机转速、相应调节螺旋输药装置的加药量，使加药量最小化、絮凝团沉降速度最优化；（2）在现有自动加药机的基础上，将药粉预溶器的三层水膜进水阀改进为自动调节阀，通过絮凝光电监测装置在线实时监测浓密过程的末溶药粉团漂浮量和pcl程控系统控制，自动调节三层水膜进水参数（包括压力、流量、温度），使进水参数和药粉预溶最优化，合理节约絮凝剂用量、并提高浓密效率和效果；从而，解决了非变频电机驱动的药粉输送装置不能智能调节加药量、药粉预溶器不能智能调节进水（溶剂）参数、造成絮凝剂浪费且浓密效果不稳定的技术问题。具体设计方案如下：
7.主要部件的构造：智能制剂变量加药机，主要由药液制剂箱、药粉预溶机构、搅拌机构组成，并增设配套的絮凝光电监测装置，除电机外主材采用不锈钢材料；所述的药粉预溶机构，包括药粉储仓、螺旋输药装置、变频调速电机、药粉预溶器及其自动调节阀，具有智能调节加药量和溶剂参数、并将絮凝剂粉末均匀撒在水膜上预溶成药浆的功能；所述的搅拌机构，包括搅拌减速电机、搅拌轴、框式搅拌桨，具有将预溶的药浆再加水搅拌溶化、稀释成一定含量的絮凝剂液的功能；所述的絮凝光电监测装置，包括袖珍透明容器、气动控制系统、光电检测仪器、容器清洗泵，具有在线实时监测浓密过程的末溶药粉团漂浮量和物料絮凝团沉降速度的功能。
8.创新零部件的构造、功能；所述的药粉预溶器，具有上切向进水口、中锥面进水口、下分散进水口，三个进水口均配置自动调节阀，在pcl系统控制下能自动调节进水参数、并形成上中下三层旋流水膜，使絮凝剂粉末在多层水膜上全部预溶解；所述的变频减速电机，在pcl系统控制下调整变频电机转速、相应调节螺旋输药装置的加药量；所述的药液制剂箱，为长方体箱，其容积为浓缩池的1
‰
。
9.主要零部件的连接关系是：（1）药粉预溶机构的组装：在智能制剂变量加药机总装时进行，药粉预溶器安装在药液制剂箱左端箱盖上，药粉储仓利用支架安装在药粉预溶器右旁相应位置上，螺旋输药装置安装在药粉储仓中并与药粉预溶器对接，变频调速电机安装在药粉储仓右侧并与螺旋输药装置连接，保证两者的双轴同心；（2）两台搅拌机构利用加强筋并排安装在药液制剂箱中间与右端箱盖上，保证双框式搅拌桨互不干涉；（3）絮凝光电监测装置安装在浓缩池的桥架上；智能制剂变量加药机及絮凝光电监测装置联通plc程控系统；具有按物料絮凝团沉降速度相应调节加药量和按末溶药粉团漂浮量相应调节溶剂参数，使用药量最小化、浓密效率和效果最优化的功能。
10.智能调节加药量和溶剂参数原理：（1）絮凝光电监测装置在线实时监测浓密过程的末溶药粉团漂浮量和物料絮凝团沉降速度，并将监测的数据信号传递plc程控系统；（2）plc控制系统实时比对检测数据（物料絮凝团沉降速度）与设计参数，智能控制变频电机转速、相应调节螺旋输药装置的加药量；（3）plc控制系统实时比对检测数据（末溶药粉团漂浮量）与设计参数，智能控制药粉预溶器的自动调节阀开口度、相应调节形成三层旋流水膜的进水参数（包括压力、流量、温度）；水温变化原理是，流体压力被紊流或粘滞摩擦所消耗，将
压力转化为热能，使水温略为升高。
11.本实用新型还提供一种洗砂废水智能浓密机组，该智能浓密机组使用本实用新型提供的智能制剂变量加药机，主要由自动浓密机、物料输送泵、智能制剂变量加药机、絮凝光电监测装置、plc程控系统等组成；具有实时比对检测数据与设计参数、智能控制洗砂废水浓密参数——进料量、加药量、浓缩效果（浓密机转速）的功能。
12.本实用新型提供的智能制剂变量加药机及相应洗砂废水智能浓密机组，显著的进步是具有智能调节加药量和溶剂参数的优点；有益效果是：（1）通过增设配套的絮凝光电监测装置和改进变频电机驱动的螺旋输药装置，实现智能调节加药量，使用药量最小化、浓密效率和效果最优化；（2）通过增设配套的絮凝光电监测装置和改进药粉预溶器的自动调节阀，实现智能调节三层水膜进水参数，使药液制剂效果最优化；提高了洗砂废水处理用浓密机组的自动化水平，智能节药增效。
附图说明
13.图1为本实用新型智能制剂变量加药机示意图。
14.图2为本实用新型智能制剂变量加药机的药粉预溶机构示意图。
15.图3为本实用新型智能制剂变量加药机与相应洗砂废水智能浓密机组联接示意图。
16.附图标记：1
‑
药液制剂箱，2
‑
药粉预溶机构，3
‑
搅拌机构，4
‑
智能制剂变量加药机（本实用新型），11
‑
药粉预溶器, 12
‑
药粉储仓，13
‑
螺旋输送装置,14
‑
变频调速电机，21
‑
浓缩池，22
‑
泥耙机构，23
‑
絮凝光电监测装置，24
‑
plc程控柜（即plc程控系统），25
‑
进料泵（即物料输送泵）。
具体实施方式
17.下面结合本实用新型智能制剂变量加药机及相应洗砂废水智能浓密机组实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行描述，显然，所描述的实施例仅是本实用新型优选的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型的实施例，本领域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，如加药量和溶剂参数调节方式相同、结构相似的智能制剂变量加药机，都属于本实用新型的保护范围。
18.实施例1
19.一种智能制剂变量加药机4，即智能调节加药量及溶剂（进水）参数的制剂加药机；创新的总体实施方案的要点是：（1）在现有自动加药机的基础上，将非变频电机驱动的螺旋输药装置13改进成变频电机14驱动的螺旋输药装置13，同时增设配套的絮凝光电监测装置23（即末溶药粉团漂浮与物料絮凝团沉降监测仪），通过絮凝光电监测装置23在线实时监测浓密过程的物料絮凝团沉降速度和pcl程控系统24控制，即时调整变频电机14转速、相应调节螺旋输药装置13的加药量，使加药量最小化、絮凝团沉降速度最优化；（2）在现有自动加药机的基础上，将药粉预溶器1的三层水膜进水阀改进为自动调节阀，通过絮凝光电监测装置23在线实时监测浓密过程的末溶药粉团漂浮量和pcl程控系统24控制，自动调节三层水膜进水参数（包括压力、流量、温度），使进水参数和药粉预溶最优化，合理节约絮凝剂用量、并提高浓密效率和效果。
20.具体实施方案是：智能制剂变量加药机4，主要由药液制剂箱1、药粉预溶机构2、搅拌机构3组成，并增设配套的絮凝光电监测装置23，除电机外主材采用不锈钢材料；智能制剂变量加药机4及絮凝光电监测装置23联通plc程控系统24，具有按物料絮凝团沉降速度相应调节加药量和按末溶药粉团漂浮量相应调节溶剂参数，使用药量最小化、浓密效率和效果最优化的功能；详细说明如下：
21.所述的药液制剂箱1，为长方体箱，其容积为浓缩池的1
‰
；用作药液制剂的容器、并支撑性安装药粉预溶机构2和搅拌机构3。
22.所述的药粉预溶机构2，包括药粉预溶器11及其自动调节阀、药粉储仓12、螺旋输药装置13、变频调速电机14。在智能制剂变量加药机4总装时进行，药粉预溶器11安装在药液制剂箱1左端箱盖上，药粉储仓12利用支架安装在药粉预溶器11右旁相应位置上，螺旋输药装置13安装在药粉储仓12中并与药粉预溶器11对接，变频调速电机14安装在药粉储仓12右侧并与螺旋输药装置13连接，保证两者的双轴同心。具有智能调节加药量和溶剂参数、并将絮凝剂粉末均匀撒在水膜上预溶成药浆的功能，即用于随机应变（随浓密参数的变化而变化）将絮凝剂粉末均匀撒在水膜上预溶成药浆。
23.所述的药粉预溶器11，具有上切向进水口、中锥面进水口、下分散进水口，三个进水口均配置自动调节阀；用于在pcl系统24控制下能自动调节进水参数、并形成上中下三层旋流水膜，使絮凝剂粉末在多层水膜上全部预溶解。
24.所述的变频调速电机14，包括电机、变频器；用于驱动螺旋输药装置13并在pcl系统24控制下调整变频电机14转速、相应调节螺旋输药装置13的加药量。
25.所述的搅拌机构3，包括搅拌减速电机、搅拌轴、框式搅拌桨，两台搅拌机构3利用加强筋并排安装在药液制剂箱1中间与右端箱盖上，保证双框式搅拌桨互不干涉；具有将预溶的药浆再加水搅拌溶化、稀释成一定含量的絮凝剂液的功能，即用于将预溶的药浆再加水搅拌溶化、稀释成一定含量的絮凝剂液。
26.所述的絮凝光电监测装置23，包括袖珍透明容器、气动控制系统、光电检测仪器、容器清洗泵，絮凝光电监测装置23安装在浓缩池21的桥架上；具有在线实时监测浓密过程的末溶药粉团漂浮量和物料絮凝团沉降速度的功能。
27.本实用新型提供的智能制剂变量加药机4，具有智能调节加药量和溶剂参数的优点；解决了非变频电机驱动的药粉输送装置13不能智能调节加药量、药粉预溶器11不能智能调节进水（溶剂）参数、造成絮凝剂浪费且浓密效果不稳定的技术问题；提高了智能制剂变量加药机的自动化水平，智能节药增效。
28.实施例2
29.一种洗砂废水智能浓密机组，使用本实用新型提供的智能制剂变量加药机4，主要由自动浓密机、物料输送泵25、智能制剂变量加药机4、絮凝光电监测装置23、plc程控系统24等组成；自动浓密机，包括浓缩池21及其桥架和混合进料溜槽、泥耙机构22及其减速电机、沉淀物阻力测量仪；适用于低浓度洗砂废水絮凝后浓缩——将含固量为15%左右的低浓物料絮凝后通过重力沉降浓缩为含固量为55%的底流沉淀物（细砂泥），供压滤机等终端脱水设备后续处理。
30.洗砂废水智能浓密机组的总装：浓缩池21及其桥架建造在物料源的进料泵25与压滤机（终端脱水设备）之间的地面上，最大直径100米；泥耙机构22及其减速电机安装在浓缩
池21的桥架上；絮凝光电监测装置23安装在浓缩池21的桥架上位于进料口旁；进料泵的输出口联通浓密机的混合进料溜槽；智能制剂变量加药机4安装在浓密机旁，其药液输出口联通浓密机的混合进料溜槽；plc程控柜24（即plc程控系统）安装在浓密机旁，联通浓密机组各受控设备和絮凝光电监测装置23；具有实时比对检测数据与设计参数、智能控制洗砂废水浓密参数——进料量、加药量、浓缩效果（包括智能控制浓密机转速）的功能。
31.洗砂废水智能浓密机组的工作过程是：（1）进料泵25将洗砂废水抽入浓缩池21的混合进料溜槽，同时智能制剂变量加药机4将药液加入混合进料溜槽，洗砂废水和药液在混合进料溜槽中流动混合、快速絮凝后输入浓缩池21；（2）浓缩池21里的混合物料在絮凝剂的作用下加快沉降；絮凝光电监测装置23在线实时监测浓密过程的末溶药粉团漂浮量和物料絮凝团沉降速度，泥耙机构22的阻力测量仪实时监测底流沉淀物浓度，并将监测的各种数据信号传递plc程控系统24；（3）plc控制系统24实时比对检测数据（物料絮凝团沉降速度）与设计参数，智能控制药粉预溶机构2的变频电机14转速、相应调节螺旋输药装置23的加药量；（4）plc控制系统24实时比对检测数据（末溶药粉团漂浮量）与设计参数，智能控制药粉预溶器11的自动调节阀开口度、相应调节形成三层旋流水膜的进水参数（包括压力、流量、温度）；（5）plc控制系统24实时比对检测数据（底流沉淀物浓度）与设计参数，智能控制进料泵25和泥耙机构22的变频电机转速、相应调节进料量和浓缩效果；泥耙机构22慢速运转、转耙将增稠的沉淀物从卸料口卸出送往压滤机（终端脱水设备），澄清液从溢流口溢出。
32.本实用新型提供的洗砂废水智能浓密机组，具有智能调节加药量和溶剂参数的优点；有益效果是：（1）通过增设配套的絮凝光电监测装置23和改进加药机4变频电机驱动的螺旋输药装置13，实现智能调节加药量，使用药量最小化、浓密效率和效果最优化；（2）通过增设配套的絮凝光电监测装置23和改进加药机药粉预溶器11的自动调节阀，实现智能调节三层水膜进水参数，使药液制剂效果最优化；提高了洗砂废水处理用浓密机组的自动化水平，经反复实验节约絮凝剂用量80%以上，智能节药增效。