一种易用型污染处理用清理装置的设计

刘 焕,孟凡召,李秀锴,张爽爽,崔宪超

(山东华宇工学院机械工程学院,山东 德州 253034)

0 引言

各国对环境保护的重视程度在不断提高,也制定了一系列水污染处理措施。我国水污染主要来源包括工业废水、农业废水及生活污水,其中工业废水排放量占总废水排放量的50%以上,是水污染的主要源头。需不断完善水污染防治法律法规体系,提升污水处理能力。污染处理是对被污染或被使用后的水进行处理,通常使用污水池进行处理,但污水经过一段时间沉淀后会在底部积累杂物及污泥,需对杂物进行清理,利用排污阀排水。但污水池内的杂物容易随污水流出,无法实现集中处理。

为了解决以上问题,设计了一种易用型污染处理用清理装置,通过排污阀排水,达到较好的污水处理效果。目前,污水处理成套设备还存在以下问题：①产需矛盾突出,污水处理设备的综合生产能力无法满足社会需求。②品种结构落后,种类少,开发能力弱。除大型环保企业外,多数企业新产品开发能力不足。③处理设备庞大,无法灵活处理污水。

1 易用型污染处理用清理装置的设计

设计了一种易用型污染处理用清理装置,包括污水池,一侧设有排污阀,内壁相对于排污阀的位置设有过滤结构,达到排水过滤效果,避免出现将内部杂物一同排出及无法集中处理等问题。污水池上表面设有辅助结构,清洗过滤箱时对排污阀具有临时封堵效果,可提高排水效率。如图1所示。

1.污水池;3.过滤结构;4.辅助结构图1 立体结构Fig.1 Stereochemical structure

长杆圆弧面滑动连接支撑块,支撑块一侧与污水池内壁固定连接,过滤箱上表面固定连接拉手,移动拉手带动过滤箱与收集板移动,起到方便移动过滤箱的作用。长方块靠近收集板的一侧固定连接支撑板,支撑板下表面固定连接挡板。如图2所示。

301.收集板;302.过滤箱;305.长杆;306.支撑块;308.拉手;309.固定块; 44.长方块;45.支撑板;46.挡板图2 上方部分结构Fig.2 Upper structure

收集板下表面与污水池滑动连接,内壁固定连接过滤箱,收集板上表面滑动连接U形板,U形板两侧螺纹连接螺纹杆,螺纹杆圆弧面与收集板一侧螺纹连接,U形板上表面固定连接长杆,螺纹杆远离收集板的一端固定连接握把。如图3所示。

1.污水池;3.过滤结构;301.收集板;302.过滤箱;303.U形板;304.螺纹杆;305.长杆;307.握把图3 图2的A处放大图Fig.3 Enlarged image at A in Figure 2

连接块下表面与污水池固定连接,连接块内固定连接伺服电机,伺服电机输出端固定连接螺杆,螺杆圆弧面螺纹连接长方块,长方块底端与污水池滑动连接,螺杆圆弧面滑动连接矩形板,矩形板下表面与污水池固定连接,伺服电机带动螺杆在矩形板表面转动,矩形板达到对螺杆的支撑效果。如图4所示。

1.污水池;2.排污阀;302.过滤箱;41.连接块;42.伺服电机;43.螺杆;44.长方块;48.矩形板图4 侧视部分结构Fig.4 Side view part of the structure

污水池上表面固定连接固定块,固定块内滑动插设插杆,长杆圆弧面开设两个插孔,长杆圆弧面两个插孔的内壁尺寸均与插杆圆弧尺寸相适配,移动插杆通过固定块插入长杆插孔内,达到对长杆的限位效果,插杆圆弧面套有弹簧,弹簧两端分别与固定块及插杆固定连接,插杆带动弹簧移动处于伸缩状态,借助弹簧弹力起到辅助固定插杆的作用。污水池上表面固定连接定位板,定位板表面与螺杆滑动连接,螺杆转动带动长方块与定位板贴合,通过定位板起到看不见污水池内部时,方便挡板对排污阀进行快速定位的作用。如图5所示。

1.污水池;305.长杆;309.固定块;310.插杆;311.弹簧;4.辅助结构;42.伺服电机;43.螺杆;47.定位板图5 图4的B处放大图Fig.5 Enlarged image at B in Figure 4

2 工作原理

排污时,将拉手向靠近长杆一侧移动,拉手起到方便移动过滤箱的作用,过滤箱通过拉手的移动带动收集板移动,将收集板移动到U形板内壁,转动握把向靠近过滤箱的一侧移动,螺纹杆通过握把转动从U形板一侧进入收集板表面,此时将U形板与收集板固定,将插杆通过固定块向远离长杆的一侧移动,插杆从长杆圆弧面插孔内脱离,插杆达到对长杆的限位效果,此时弹簧处于张开状态,借助弹簧弹力起到辅助固定插杆的作用,移动长杆从支撑块表面通过U形板带动收集板移动,过滤箱通过收集板的移动滑到污水池一侧排污阀位置,松开插杆,此时弹簧处于收缩状态,带动插杆通过固定块插入长杆圆弧面插孔内,将污水排出。

将过滤箱从排污阀的位置移出后,打开连接块上的伺服电机,螺杆通过伺服电机的输出端转动从矩形板表面滑动,达到对螺杆的支撑效果,长方块通过螺杆转动向靠近定位板的一侧移动,支撑板通过长方块的移动带动挡板移动,将长方块与定位板贴合后,定位板方便挡板对排污阀进行遮挡,关闭伺服电机,此时挡板与排污阀贴合,避免污泥进入排污阀内部。

当过滤箱表面过滤的杂物掉落在收集板内过多需要移出时,将插杆通过固定块向远离长杆的一侧移动,插杆从长杆圆弧面插孔内脱离,此时弹簧处于张开状态,移动长杆从支撑块表面通过U形板带动收集板移动,过滤箱通过收集板的移动从排污阀位置远离,松开插杆,此时弹簧处于收缩状态,带动插杆通过固定块插入长杆圆弧面插孔内,一手握住拉手后转动握把向远离过滤箱的一侧移动,螺纹杆通过握把的转动从U形板一侧与收集板脱离,移动拉手带动过滤箱与收集板进行处理,通过设置过滤结构,达到对排污阀进行过滤的作用,从而提高排污效果。

3 特点优势及不足

一种易用型污染处理用清理装置有助于处理、净化污水,保护水源安全,实现环境的可持续发展,具有污水处理的基本功能及清理池中垃圾、除淤等附加功能。未来会向着简易化、精准化方向发展,弥补污染处理用清理装置的不足,具有较大的市场价值。

该装置具有以下特点和优势：①具有高效的清理能力。实验表明,该装置能够有效去除多种污染物,包括生活污水中的各种垃圾、河水中的各种杂物等,清理效率高,能够快速净化水资源环境。②易于使用。设计中考虑了用户需求及操作习惯,装置使用简便,操作界面友好,不需专业技能即可轻松使用可迅速掌握操作技巧。③具有可移动性。采用轻便材料和紧凑设计,令装置便于搬运及迁移,适用于各种不同场景的污染处理,应用广泛。

但该装置还存在一些局限性,其处理能力及范围有待提升,在处理大规模、复杂的污染源时需进一步优化。装置维护及运行成本较高,需优化装置设计,降低成本。未来,易用型污染处理用清理装置将在环境污染治理中发挥重要作用,通过不断改进,该装置有望成为一种广泛应用的环境治理工具,为人们创造洁净舒适的生活环境。