劉 煥,孟凡召,李秀鍇,張爽爽,崔憲超

(山東華宇工學(xué)院機(jī)械工程學(xué)院,山東 德州 253034)

0 引言

各國(guó)對(duì)環(huán)境保護(hù)的重視程度在不斷提高,也制定了一系列水污染處理措施。我國(guó)水污染主要來源包括工業(yè)廢水、農(nóng)業(yè)廢水及生活污水,其中工業(yè)廢水排放量占總廢水排放量的50%以上,是水污染的主要源頭。需不斷完善水污染防治法律法規(guī)體系,提升污水處理能力。污染處理是對(duì)被污染或被使用后的水進(jìn)行處理,通常使用污水池進(jìn)行處理,但污水經(jīng)過一段時(shí)間沉淀后會(huì)在底部積累雜物及污泥,需對(duì)雜物進(jìn)行清理,利用排污閥排水。但污水池內(nèi)的雜物容易隨污水流出,無法實(shí)現(xiàn)集中處理。

為了解決以上問題,設(shè)計(jì)了一種易用型污染處理用清理裝置,通過排污閥排水,達(dá)到較好的污水處理效果。目前,污水處理成套設(shè)備還存在以下問題：①產(chǎn)需矛盾突出,污水處理設(shè)備的綜合生產(chǎn)能力無法滿足社會(huì)需求。②品種結(jié)構(gòu)落后,種類少,開發(fā)能力弱。除大型環(huán)保企業(yè)外,多數(shù)企業(yè)新產(chǎn)品開發(fā)能力不足。③處理設(shè)備龐大,無法靈活處理污水。

1 易用型污染處理用清理裝置的設(shè)計(jì)

設(shè)計(jì)了一種易用型污染處理用清理裝置,包括污水池,一側(cè)設(shè)有排污閥,內(nèi)壁相對(duì)于排污閥的位置設(shè)有過濾結(jié)構(gòu),達(dá)到排水過濾效果,避免出現(xiàn)將內(nèi)部雜物一同排出及無法集中處理等問題。污水池上表面設(shè)有輔助結(jié)構(gòu),清洗過濾箱時(shí)對(duì)排污閥具有臨時(shí)封堵效果,可提高排水效率。如圖1所示。

1.污水池;3.過濾結(jié)構(gòu);4.輔助結(jié)構(gòu)圖1 立體結(jié)構(gòu)Fig.1 Stereochemical structure

長(zhǎng)桿圓弧面滑動(dòng)連接支撐塊,支撐塊一側(cè)與污水池內(nèi)壁固定連接,過濾箱上表面固定連接拉手,移動(dòng)拉手帶動(dòng)過濾箱與收集板移動(dòng),起到方便移動(dòng)過濾箱的作用。長(zhǎng)方塊靠近收集板的一側(cè)固定連接支撐板,支撐板下表面固定連接擋板。如圖2所示。

301.收集板;302.過濾箱;305.長(zhǎng)桿;306.支撐塊;308.拉手;309.固定塊; 44.長(zhǎng)方塊;45.支撐板;46.擋板圖2 上方部分結(jié)構(gòu)Fig.2 Upper structure

收集板下表面與污水池滑動(dòng)連接,內(nèi)壁固定連接過濾箱,收集板上表面滑動(dòng)連接U形板,U形板兩側(cè)螺紋連接螺紋桿,螺紋桿圓弧面與收集板一側(cè)螺紋連接,U形板上表面固定連接長(zhǎng)桿,螺紋桿遠(yuǎn)離收集板的一端固定連接握把。如圖3所示。

1.污水池;3.過濾結(jié)構(gòu);301.收集板;302.過濾箱;303.U形板;304.螺紋桿;305.長(zhǎng)桿;307.握把圖3 圖2的A處放大圖Fig.3 Enlarged image at A in Figure 2

連接塊下表面與污水池固定連接,連接塊內(nèi)固定連接伺服電機(jī),伺服電機(jī)輸出端固定連接螺桿,螺桿圓弧面螺紋連接長(zhǎng)方塊,長(zhǎng)方塊底端與污水池滑動(dòng)連接,螺桿圓弧面滑動(dòng)連接矩形板,矩形板下表面與污水池固定連接,伺服電機(jī)帶動(dòng)螺桿在矩形板表面轉(zhuǎn)動(dòng),矩形板達(dá)到對(duì)螺桿的支撐效果。如圖4所示。

1.污水池;2.排污閥;302.過濾箱;41.連接塊;42.伺服電機(jī);43.螺桿;44.長(zhǎng)方塊;48.矩形板圖4 側(cè)視部分結(jié)構(gòu)Fig.4 Side view part of the structure

污水池上表面固定連接固定塊,固定塊內(nèi)滑動(dòng)插設(shè)插桿,長(zhǎng)桿圓弧面開設(shè)兩個(gè)插孔,長(zhǎng)桿圓弧面兩個(gè)插孔的內(nèi)壁尺寸均與插桿圓弧尺寸相適配,移動(dòng)插桿通過固定塊插入長(zhǎng)桿插孔內(nèi),達(dá)到對(duì)長(zhǎng)桿的限位效果,插桿圓弧面套有彈簧,彈簧兩端分別與固定塊及插桿固定連接,插桿帶動(dòng)彈簧移動(dòng)處于伸縮狀態(tài),借助彈簧彈力起到輔助固定插桿的作用。污水池上表面固定連接定位板,定位板表面與螺桿滑動(dòng)連接,螺桿轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)長(zhǎng)方塊與定位板貼合,通過定位板起到看不見污水池內(nèi)部時(shí),方便擋板對(duì)排污閥進(jìn)行快速定位的作用。如圖5所示。

1.污水池;305.長(zhǎng)桿;309.固定塊;310.插桿;311.彈簧;4.輔助結(jié)構(gòu);42.伺服電機(jī);43.螺桿;47.定位板圖5 圖4的B處放大圖Fig.5 Enlarged image at B in Figure 4

2 工作原理

排污時(shí),將拉手向靠近長(zhǎng)桿一側(cè)移動(dòng),拉手起到方便移動(dòng)過濾箱的作用,過濾箱通過拉手的移動(dòng)帶動(dòng)收集板移動(dòng),將收集板移動(dòng)到U形板內(nèi)壁,轉(zhuǎn)動(dòng)握把向靠近過濾箱的一側(cè)移動(dòng),螺紋桿通過握把轉(zhuǎn)動(dòng)從U形板一側(cè)進(jìn)入收集板表面,此時(shí)將U形板與收集板固定,將插桿通過固定塊向遠(yuǎn)離長(zhǎng)桿的一側(cè)移動(dòng),插桿從長(zhǎng)桿圓弧面插孔內(nèi)脫離,插桿達(dá)到對(duì)長(zhǎng)桿的限位效果,此時(shí)彈簧處于張開狀態(tài),借助彈簧彈力起到輔助固定插桿的作用,移動(dòng)長(zhǎng)桿從支撐塊表面通過U形板帶動(dòng)收集板移動(dòng),過濾箱通過收集板的移動(dòng)滑到污水池一側(cè)排污閥位置,松開插桿,此時(shí)彈簧處于收縮狀態(tài),帶動(dòng)插桿通過固定塊插入長(zhǎng)桿圓弧面插孔內(nèi),將污水排出。

將過濾箱從排污閥的位置移出后,打開連接塊上的伺服電機(jī),螺桿通過伺服電機(jī)的輸出端轉(zhuǎn)動(dòng)從矩形板表面滑動(dòng),達(dá)到對(duì)螺桿的支撐效果,長(zhǎng)方塊通過螺桿轉(zhuǎn)動(dòng)向靠近定位板的一側(cè)移動(dòng),支撐板通過長(zhǎng)方塊的移動(dòng)帶動(dòng)擋板移動(dòng),將長(zhǎng)方塊與定位板貼合后,定位板方便擋板對(duì)排污閥進(jìn)行遮擋,關(guān)閉伺服電機(jī),此時(shí)擋板與排污閥貼合,避免污泥進(jìn)入排污閥內(nèi)部。

當(dāng)過濾箱表面過濾的雜物掉落在收集板內(nèi)過多需要移出時(shí),將插桿通過固定塊向遠(yuǎn)離長(zhǎng)桿的一側(cè)移動(dòng),插桿從長(zhǎng)桿圓弧面插孔內(nèi)脫離,此時(shí)彈簧處于張開狀態(tài),移動(dòng)長(zhǎng)桿從支撐塊表面通過U形板帶動(dòng)收集板移動(dòng),過濾箱通過收集板的移動(dòng)從排污閥位置遠(yuǎn)離,松開插桿,此時(shí)彈簧處于收縮狀態(tài),帶動(dòng)插桿通過固定塊插入長(zhǎng)桿圓弧面插孔內(nèi),一手握住拉手后轉(zhuǎn)動(dòng)握把向遠(yuǎn)離過濾箱的一側(cè)移動(dòng),螺紋桿通過握把的轉(zhuǎn)動(dòng)從U形板一側(cè)與收集板脫離,移動(dòng)拉手帶動(dòng)過濾箱與收集板進(jìn)行處理,通過設(shè)置過濾結(jié)構(gòu),達(dá)到對(duì)排污閥進(jìn)行過濾的作用,從而提高排污效果。

3 特點(diǎn)優(yōu)勢(shì)及不足

一種易用型污染處理用清理裝置有助于處理、凈化污水,保護(hù)水源安全,實(shí)現(xiàn)環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展,具有污水處理的基本功能及清理池中垃圾、除淤等附加功能。未來會(huì)向著簡(jiǎn)易化、精準(zhǔn)化方向發(fā)展,彌補(bǔ)污染處理用清理裝置的不足,具有較大的市場(chǎng)價(jià)值。

該裝置具有以下特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì)：①具有高效的清理能力。實(shí)驗(yàn)表明,該裝置能夠有效去除多種污染物,包括生活污水中的各種垃圾、河水中的各種雜物等,清理效率高,能夠快速凈化水資源環(huán)境。②易于使用。設(shè)計(jì)中考慮了用戶需求及操作習(xí)慣,裝置使用簡(jiǎn)便,操作界面友好,不需專業(yè)技能即可輕松使用可迅速掌握操作技巧。③具有可移動(dòng)性。采用輕便材料和緊湊設(shè)計(jì),令裝置便于搬運(yùn)及遷移,適用于各種不同場(chǎng)景的污染處理,應(yīng)用廣泛。

但該裝置還存在一些局限性,其處理能力及范圍有待提升,在處理大規(guī)模、復(fù)雜的污染源時(shí)需進(jìn)一步優(yōu)化。裝置維護(hù)及運(yùn)行成本較高,需優(yōu)化裝置設(shè)計(jì),降低成本。未來,易用型污染處理用清理裝置將在環(huán)境污染治理中發(fā)揮重要作用,通過不斷改進(jìn),該裝置有望成為一種廣泛應(yīng)用的環(huán)境治理工具,為人們創(chuàng)造潔凈舒適的生活環(huán)境。