一種智能化油水分離罐除油裝置的制造方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種智能化油水分離罐除油裝置。油水分離罐的罐頂和罐底之間安裝有包含步進電機、齒輪、齒帶、滑塊和導軌的液面檢測機構，液面檢測機構與油水識別模塊電連接，并與油水分離模塊管路連接，油水分離罐頂部安裝有油氣界面檢測模塊，油面上方的油相空間的油水分離罐罐壁安裝有溫度傳感器和氣壓傳感器；油水識別模塊、油氣界面檢測模塊、液面檢測機構、溫度傳感器和氣壓傳感器均連接到控制器，油水分離模塊經繼電器連接到控制器。本實用新型可自動檢測油水氣界面，實時高效排除油污，并對運行過程進行實時監控，保障安全生產。
【專利說明】
一種智能化油水分離罐除油裝置
技術領域
[0001]本實用新型涉及一種智能化油水分離罐除油裝置，屬于污水處理技術領域。
【背景技術】
[0002]在生產國際化、全球化的趨勢下，工業生產過程中的安全問題日益成為各行各業重點關注的對象。在鋼鐵、煉油、焦化、石化等工業生產過程中產生的含油污水若處理不當，油污長時間滯留在油水分離罐內，揮發出的油氣積聚形成的油相空間極易遇明火而發生爆炸。在實際生產過程中，通常采用人工定期監控的傳統方法，由于工作條件的限制，不能實現實時監控，發生突發情況時無法高效處理，對工業生產進程和工人的人身安全問題造成了嚴重影響。
[0003]目前，油水分離罐的處理方式多采用重力沉降法和旋流分離法。前者利用油水兩相的密度差異在重力作用下分層，并通過沉降和過濾技術對罐內油污進行抽取，但此方式自動化程度低，流程較復雜；后者則通過離心分離技術將油水兩相分離，成本低廉、結構簡單，但分離效率較低，且不能分離液體中的固體懸浮物。
【實用新型內容】
[0004]為了克服現有油水分離罐除油方式存在的不足之處，本實用新型提供了一種智能化油水分離罐除油裝置，能夠智能識別油水分離罐中的油水氣界面，高效排除油污，并對運行過程進行實時監控，保障生產的安全性。
[0005]本實用新型采用的技術方案是:
[0006]本實用新型包括油水識別模塊、油水分離模塊和油氣界面檢測模塊，油水分離罐的罐頂和罐底之間安裝有包含步進電機、齒輪、齒帶、滑塊和導軌的液面檢測機構，液面檢測機構與油水識別模塊電連接，并與油水分離模塊管路連接，油水分離罐頂部安裝有油氣界面檢測模塊，油面上方的油相空間的油水分離罐罐壁安裝有溫度傳感器和氣壓傳感器；油水識別模塊、油氣界面檢測模塊、液面檢測機構、溫度傳感器和氣壓傳感器均連接到控制器，油水分離模塊經繼電器連接到控制器。
[0007]所述的液面檢測機構具體包括步進電機、齒輪、齒帶、滑塊以及豎直安裝在油水分離罐罐頂和罐底之間的導軌，齒輪包括分別固定安裝在油水分離罐罐頂的第一齒輪和油水分離罐罐底的第二齒輪，第一齒輪和第二齒輪之間連接有齒帶，第一齒輪與步進電機同軸連接，滑塊一端與齒帶固定連接，滑塊另一端套在導軌中，通過步進電機帶動齒帶運動進而帶動滑塊沿導軌上下移動;步進電機與控制器電連接；
[0008]滑塊中部開有一道貫穿的水平通孔，滑塊底面設有與水平通孔相通的倒錐形孔，倒錐形孔與油水分離模塊連接，滑塊水平通孔的側方設有金屬探頭，金屬探頭固定連接到滑塊上，金屬探頭經螺旋電纜與油水識別模塊連接。
[0009]所述的油水識別模塊包括電阻R2、電容Cl、燈LEDl、三極管Ql和三極管Q2，三極管Ql的基極依次經電阻R5和電阻Rl接地，三極管Ql的集電極依次經電阻R2和燈LEDl接電源正極，三極管Ql的發射極接地，電阻R5和電阻Rl之間引出作為金屬探頭的一端，金屬探頭的另一端連接到電源正極;三極管Q2的基極經電阻R4連接到三極管Ql的集電極，三極管Q2的發射極接地，三極管Q2的集電極依次經電阻R3和燈LED2接電源正極，電容Cl兩端分別連接到三極管Q2的集電極和發射極并作為輸出端。
[0010]所述的金屬探頭、滑塊水平通孔下緣和倒錐形孔的上緣在同一水平面上。
[0011]所述的油水分離模塊包括吸油口、吸油軟管、排油口、排油閥、排油管道和吸油栗；吸油口的入口與滑塊的倒錐形孔相連，吸油口經吸油軟管和排油口連接，排油口依次經排油閥、排油管道后和吸油栗連接。
[0012]所述的油氣界面檢測模塊采用分別檢測油水分離罐罐頂相對油面距離的第一測距傳感器和油水分離罐內徑的第二測距傳感器，第一測距傳感器安置于油水分離罐罐頂內壁并水平放置;第二測距傳感器安置于油水分離罐罐壁上部并豎直放置。
[0013]本實用新型的油水識別模塊利用油水導電特性差異可自動識別油水分布，其金屬探頭固定于滑塊;位于罐頂和罐壁上部的油氣界面檢測模塊利用聲波的全反射現象用以檢測油面高度;油水分離模塊主要由吸油口、吸油軟管、排油口、排油閥、排油管道和吸油栗組成，其中吸油口固定于滑塊正下方;滑塊可通過步進電機和齒帶沿導軌垂直移動。當檢測到吸油口位于油中，控制器通過繼電器打開排油閥和吸油栗；當檢測到吸油口位于油相空間或水中，控制器通過繼電器關閉排油閥和吸油栗。
[0014]本實用新型的有益效果是:
[0015]本實用新型利用油水導電特性的差異和聲波全反射現象，能實現有效識別油水氣界面，判斷吸油口在油水中的分布位置，從而自動控制排油閥通斷及吸油栗工作狀態；同時利用高精度的溫度、氣壓傳感器對油水分離罐內溫度和氣壓進行實時監控。
[0016]本實用新型油水分離高效，能夠實時監控油水分離罐的運行狀態，保障生產安全。
【附圖說明】
[0017]圖1是本實用新型實施例的結構圖；
[0018]圖2是本實用新型電氣連接和機械連接的框圖；
[0019]圖3是滑塊的剖視圖和俯視圖；
[0020]圖4是油水識別模塊的電路圖。
[0021 ]圖中:油水識別模塊100，金屬探頭200，油氣界面檢測模塊300，第一、第二測距傳感器301、302，溫度傳感器400，氣壓傳感器500，控制器600，繼電器900，液面檢測機構1000，步進電機1100，齒輪1200，第一、二齒輪1201、1202，齒帶1300，滑塊1400，導軌1500，螺旋電纜1600，油水分離模塊1700，吸油口 1701，吸油軟管1702，排油口 1703，排油閥1704，排油管道1705，吸油栗1706，罐頂1800，罐壁1900，罐底2000，油相空間2100，油面2200，油2300，水2400 ο
【具體實施方式】
[0022]結合圖1至圖4，對本實用新型技術方案進行詳細說明:
[0023]如圖1所示，本實用新型包括油水識別模塊100、油水分離模塊1700和油氣界面檢測模塊300，油水分離罐內裝有水2400和油2300，由于油水氣密度差異，油2200位于水2400上層，油2200上層為油相空間2100，油水分離罐的罐頂1800和罐底2000之間安裝有包含步進電機1100、齒輪1200、齒帶1300、滑塊1400和導軌1500的液面檢測機構1000，液面檢測機構1000與油水識別模塊100電連接，并與油水分離模塊1700管路連接，油水分離罐的罐頂1800安裝有油氣界面檢測模塊300，油面2200上方的油相空間2100的油水分離罐罐壁1900安裝有溫度傳感器400和氣壓傳感器500。如圖2所示，油水識別模塊100、油氣界面檢測模塊300、液面檢測機構1000、繼電器900、溫度傳感器400和氣壓傳感器500均連接到控制器600，油水分離模塊1700經繼電器900連接到控制器600。
[0024]液面檢測機構1000具體包括步進電機1100、齒輪1200、齒帶1300、滑塊1400以及豎直安裝在油水分離罐罐頂1800和罐底2000之間的導軌1500，齒輪1200包括分別固定安裝在油水分離罐罐頂1800的第一齒輪1201和油水分離罐罐底2000的第二齒輪1202，第一齒輪1201和第二齒輪1202之間連接有齒帶1300，第一齒輪1201與步進精度高、扭矩大的步進電機1100同軸連接，第二齒輪1202可沿軸心自由滾動，滑塊1400—端與齒帶1300固定連接，滑塊1400另一端套在導軌1500中，通過步進電機1100帶動齒帶1300運動進而帶動滑塊1400沿導軌1500上下移動，步進電機1100連接到控制器600。
[0025]如圖3所示，滑塊1400中部開有一道貫穿的水平通孔，滑塊1400底面設有與水平通孔相通的倒錐形孔，倒錐形孔與油水分離模塊1700連接，滑塊1400水平通孔的側方設有金屬探頭200，金屬探頭200固定連接到滑塊1400上，金屬探頭200經螺旋電纜1600與油水識別模塊100連接。
[0026]螺旋電纜1600的上端穿出油水分離罐罐頂1800連接到油水識別模塊100，下端穿過滑塊1400與金屬探頭200連接。油水識別模塊100置于油水分離罐外，與螺旋電纜1600電性連接，1600可自由伸縮，方便滑塊1400上下移動。
[0027]如圖4所示，油水識別模塊100包括電阻R2、電容Cl、燈LEDl、三極管Ql和三極管Q2，三極管Ql的基極依次經電阻R5和電阻Rl接地，三極管Ql的集電極依次經電阻R2和燈LEDl接電源正極，三極管Ql的發射極接地，電阻R5和電阻Rl之間引出作為金屬探頭200的一端，金屬探頭200的另一端連接到電源正極;三極管Q2的基極經電阻R4連接到三極管Ql的集電極，三極管Q2的發射極接地，三極管Q2的集電極依次經電阻R3和燈LED2接電源正極，電容CI兩端分別連接到三極管Q2的集電極和發射極并作為輸出端。
[0028]金屬探頭200、滑塊1400水平通孔下緣和倒錐形孔的上緣在同一水平面上。
[0029]油水分離模塊1700包括吸油口1701、吸油軟管1702、排油口 1703排油閥1704、排油管道1705和吸油栗1706;吸油口 1701的入口與滑塊1400的倒錐形孔相連，吸油口 1701經吸油軟管1702和排油口 1703連接，排油口 1703依次經排油閥1704、排油管道1705后和吸油栗1706連接，各元件的接口之間氣密性良好。1704采用常閉電磁閥，不進行排油操作時，保持阻斷狀態。
[0030]油氣界面檢測模塊300采用分別檢測油水分離罐罐頂相對油面距離的第一測距傳感器301和油水分離罐內徑的第二測距傳感器302，第一測距傳感器301安置于油水分離罐罐頂1800內壁并水平放置;第二測距傳感器302安置于油水分離罐罐壁1900上部并豎直放置。將距離和內徑進行對照消除罐內溫度、氣壓及密度等干擾因素對距離測量的干擾，從而得出油面2200相對罐底2000的實際距離。
[0031]油水分離模塊1700的排油閥1704和吸油栗1706均與繼電器900電連接，通過控制器600控制1704和1706的工作狀態。
[0032]本實用新型的具體實施工作過程如下:
[0033]將油水分離罐靜置使得罐內出現分層現象，從上往下依次為油相空間2100、油2300 和水2400。
[0034]通過油氣界面檢測模塊300檢測計算獲得油面2200相對油水分離罐罐底2000的實際高度，第一測距傳感器301測量其相對油面2200的測量高度，第二測距傳感器302測量罐壁1900的測量內徑，由此獲得油面2200相對罐底2000的實際高度。
[0035]接著電機900通過齒帶1300將滑塊1400沿導軌1500移動到合適位置，使得金屬探頭200剛好浸沒于液體中。根據油水識別模塊100反饋的電平信息，控制滑塊1400繼續向上或者向下移動一定距離，再通過繼電器900打開排油閥1704和吸油栗1706，利用油水分離模塊1700進行排油操作。
[0036]由此，本實用新型利用了油水導電特性的差異和聲波全反射現象，能有效識別油水氣界面，自動實現油水分離，能實時監控油水分離罐的運行狀態，保障生產安全。
[0037]以上實施例僅用以說明本實用新型的技術方案而非限制，本領域普通技術人員對本實用新型的技術方案所做的其他修改或者等同替換，只要不脫離本實用新型技術方案的精神和范圍，均應涵蓋在本實用新型的權利要求范圍中。
【主權項】
1.一種智能化油水分離罐除油裝置，其特征在于:包括安裝在油水分離罐上的油水識別模塊(100)、油水分離模塊(1700)和油氣界面檢測模塊(300)，油水分離罐的罐頂(1800)和底部之間安裝有包含步進電機(I 100)、齒輪(1200)、齒帶(1300)滑塊(1400)和導軌(1500)的液面檢測機構(1000)，液面檢測機構(1000)與油水識別模塊(100)電連接，并與油水分離模塊(1700)管路連接，油水分離罐罐頂(1800)安裝有油氣界面檢測模塊(300)，油面(2200)上方的油相空間(2100)的油水分離罐罐壁(1900)安裝有溫度傳感器(400)和氣壓傳感器(500);油水識別模塊(100)、油氣界面檢測模塊(300)、液面檢測機構(1000)、溫度傳感器(400)和氣壓傳感器(500)均連接到控制器(600)，油水分離模塊(1700)經繼電器(900)連接到控制器(600)。2.根據權利要求1所述的一種智能化油水分離罐除油裝置，其特征在于:所述的液面檢測機構(1000)具體包括步進電機(I 100)、齒輪(1200)、齒帶(1300)、滑塊(1400)以及豎直安裝在油水分離罐罐頂(1800)和罐底(2000)之間的導軌(1500)，齒輪(1200)包括分別固定安裝在油水分離罐罐頂(1800)的第一齒輪(1201)和油水分離罐罐底(2000)的第二齒輪(1202)，第一齒輪(1201)和第二齒輪(1202)之間連接有齒帶(1300)，第一齒輪(1201)與步進電機(1100)同軸連接，滑塊(1400)—端與齒帶(1300)固定連接，滑塊(1400)另一端套在導軌(1500)中，通過步進電機(I 100)帶動齒帶(1300)運動進而帶動滑塊(1400)沿導軌(1500)上下移動;步進電機(1100)與控制器(600)電連接;滑塊(1400)中部開有一道貫穿的水平通孔，滑塊(1400)底面設有與水平通孔相通的倒錐形孔，倒錐形孔與油水分離模塊(1700)連接，滑塊(1400)水平通孔的側方設有金屬探頭(200)，金屬探頭(200)固定連接到滑塊(1400)上，金屬探頭(200)經螺旋電纜(1600)與油水識別模塊(100)連接。3.根據權利要求2所述的一種智能化油水分離罐除油裝置，其特征在于:所述的油水識別模塊(100)包括電阻R2、電容Cl、燈LEDl、三極管Ql和三極管Q2，三極管Ql的基極依次經電阻R5和電阻Rl接地，三極管Ql的集電極依次經電阻R2和燈LEDl接電源正極，三極管Ql的發射極接地，電阻R5和電阻Rl之間引出作為金屬探頭(200)的一端，金屬探頭(200)的另一端連接到電源正極;三極管Q2的基極經電阻R4連接到三極管Ql的集電極，三極管Q2的發射極接地，三極管Q2的集電極依次經電阻R3和燈LED2接電源正極，電容CI兩端分別連接到三極管Q2的集電極和發射極并作為輸出端。4.根據權利要求2所述的一種智能化油水分離罐除油裝置，其特征在于:所述的金屬探頭(200)、滑塊(1400)水平通孔下緣和倒錐形孔的上緣在同一水平面上。5.根據權利要求2所述的一種智能化油水分離罐除油裝置，其特征在于:所述的油水分離模塊(1700)包括吸油口(1701)、吸油軟管(1702)、排油口(1703)、排油閥(1704)、排油管道(1705)和吸油栗(1706);吸油口(I701)的入口與滑塊(1400)的倒錐形孔相連，吸油口(1701)經吸油軟管(1702)和排油口(1703)連接，排油口(1703)依次經排油閥(1704)、排油管道(1705)后和吸油栗(1706)連接。6.根據權利要求1所述的一種智能化油水分離罐除油裝置，其特征在于:所述的油氣界面檢測模塊(300)采用分別檢測油水分離罐罐頂(1800)相對于油面(2200)距離的第一測距傳感器(301)和油水分離罐內徑的第二測距傳感器(302)，第一測距傳感器(301)安置于油水分離罐罐頂(1800)內壁并水平放置；第二測距傳感器(302)安置于油水分離罐罐壁(1900)上部并豎直放置。
【文檔編號】B01D17/032GK205627186SQ201620245290
【公開日】2016年10月12日
【申請日】2016年3月28日
【發明人】洪淼, 金浩哲
【申請人】浙江理工大學