滑轮组增幅程控变流量发生器制造技术

本发明专利技术提供一种滑轮组增幅程控变流量发生器，属于水处理技术领域。该发生器包括恒位供水系统、变水位差出水系统以及流量曲线程序自控系统；恒位供水箱下部接三根出水软管，通过出水软管上电磁阀的不同开闭组合、调节阀的开度和高度调节器的联合作用，实现基准流量大小和流量增幅的变化；变水位差出水系统中的加、减速牵引电液推杆分别通过加、减速动滑轮组连接到牵引轮，实现加、减速牵引电液推杆的快速切换。工控机连接转换器、变频器以及电机，按照给定的水流量变化曲线使得出水流量呈任意所需波形变化。本发明专利技术能够模拟各种降雨雨型及工业污水的流量变化，实现对各种调量池、雨水调蓄池的调量效果进行量化评价与结构优化。

【技术实现步骤摘要】
滑轮组增幅程控变流量发生器
：本专利技术属于水处理
，具体涉及一种能产生出水流量呈任意给定波形变化的滑轮组增幅程控变流量发生器。
技术介绍
：污水处理厂中进水水量、水质的波动对后续水处理有很大危害，如：2004年绍兴污水处理厂一期工程的生化系统共受水质水量冲击7次，引起二沉池水质波动的天数有58天，物化加药操作控制难度较大。设置调节池作为调节水量、水质的构筑物，可以减少对后续水处理的危害。美国国家环保局(EPA)水体污染调查表明，约30％地表水体的污染物超标是由非点源污染造成的，在已实现污水二级处理的城市，水体BOD5年负荷中的40％～80％来自雨水径流；近年来，我国城市调蓄雨洪能力衰减，城市雨水得不到调蓄或滞留，导致排涝能力不足，城市内积水排向河道的时间加长，城市内涝问题越来越突出；雨水资源的收集与利用是城市开发水资源、节约用水、减轻城市洪涝灾害、缓解排水管道负担、减少污染负荷、改善城市水环境状态的有效措施。面对如此严重的雨水调蓄问题，雨水调蓄池以其适用性高与经济性佳在美国各州得到广泛应用，但是大部分都是基于经验法进行的设计，没有理论研究做基础，造成了不必要的工程浪费，且没有达到预期的设计效果。为了降低工程造价、提高调节能力，对调量池(雨水调蓄池)进行实验室水平的性能研究，需要模拟污水处理厂进水和雨水的水量变化情况，然而污水处理厂的进水水量和降雨量分布均随时间而不断变化；其中降雨量的分布一般随时间而产生的变化较大，常用的降雨量时程分布(即雨型)有：均匀雨型、Keifer和Chu雨型(芝加哥雨型)、SCS雨型、Huff雨型、Pilgrim和Cordery雨型、Yen和Chow雨型(三角形雨型)等。现有的水流量波动发生器的研究较少，Y.L.Zhang采用一种密度不均匀的凸轮对管道进行挤压，从而实现流量的波动，但要考虑管道发生弹性形变后的恢复能力；K.C.Leong采用圆盘转动曲轴带动活塞抽吸，改变流量；喻九阳采用凸轮连杆机构带动闸阀实现流量变动，但是根据阀门的流量特性曲线发现，闸阀阀门的开度与流量并不是呈线性关系；蒲家宁设计一种非圆盘的凸轮机构，不过每改变一次波动幅值就需要重新制作一种凸轮机构；张新喜采用电机驱动多孔圆盘转动，利用短管出流原理使得出水流量呈矩形波或正弦波变化。上述几种水流量波动发生器均不能实现出水流量变化曲线呈任意给定波形变化，且单一采用电液推杆、电机直联、皮带传动、变频调速、步进电机驱动等不能在同一台发生器上满足水流量快速和慢速变化。
技术实现思路
：本专利技术的目的是提供一种滑轮组增幅程控变流量发生器，该发生器出水流量呈任意给定波形变化，并且基准流量、变化率、波形、周期、峰值等可调，以实现在给定流量变化曲线下，模拟不同雨型和污水水量变化，对不同结构调量池(雨水调蓄池)的调量功能进行量化测试和评价，从而促进调量池(雨水调蓄池)的结构优化设计。本专利技术所提供的滑轮组增幅程控变流量发生器，其特征在于该流量发生器包括恒位供水系统、变水位差出水系统以及流量曲线程序自控系统。所述恒位供水系统包括供水箱1、恒位供水箱2、水泵、阀门以及管道，所述供水箱1与水泵相连经压水管通向所述恒位供水箱2中的进水缓冲槽，所述进水缓冲槽位于所述恒位供水箱2的进水管正下方并置于恒位液面以下，所述恒位供水箱2通过溢流管接回至所述供水箱1。所述变水位差出水系统包括淹没式溢流出水装置和滑轮加减速升降装置两部分；所述淹没式溢流出水装置包括基流出水软管4、第一随动出水软管5a、第二随动出水软管5b、溢流式供水箱9和溢流槽出水软管14；所述基流出水软管4、第一随动出水软管5a和第二随动出水软管5b连接在所述恒位供水箱2的下部，所述基流出水软管4连接电磁阀3并将出水口连接至高度调节器6，所述基流出水软管4的出水口位于所述溢流式供水箱9的液面以上，所述电磁阀3经中间继电器与工控机32相连；所述第一随动出水软管5a和第二随动出水软管5b分别连接第一电磁阀3a以及第二电磁阀3b，并将出水口固定于所述溢流式供水箱9的液面以下，所述第一电磁阀3a以及第二电磁阀3b经中间继电器与所述工控机32相连；所述溢流式供水箱9内设有恒位水堰10和溢流槽11，所述溢流槽11下部连接所述溢流槽出水软管14，所述溢流槽出水软管14的末端安装流量计15并将出水口接至调量池16，所述流量计15与工控机32相连；水箱吊架8将所述溢流式供水箱9套在内部并通过滑块12与导轨支架17相连；据此实现水位差的变化。所述滑轮加减速升降装置包括加速牵引电液推杆26、减速牵引电液推杆27、加速动滑轮组24和减速动滑轮组25。所述加速牵引电液推杆26的下端固定于地面，所述加速牵引电液推杆26的上端连接所述加速动滑轮组24，第一钢丝拉绳28a的一端固定于支架33的顶部，所述第一钢丝拉绳28a的另一端穿过所述加速动滑轮组24中的第一级动滑轮的下部后连接第二级动滑轮，第二钢丝拉绳28b的一端与所述支架33顶部固连后依次穿过加速动滑轮组24中的第二级动滑轮的下部、第一导向轮22的上部以及牵引轮21的下部，所述第二钢丝拉绳28b的另一端与所述减速动滑轮组25固连后依次穿过第二导向轮23的上部以及牵引轮21的下部，所述第一导向轮22以及所述第二导向轮23固定于所述支架33的顶部；所述减速牵引电液推杆27的下端固定于地面，所述减速牵引电液推杆27的上端连接第三钢丝拉绳28c，所述第三钢丝拉绳28c穿过所述减速动滑轮组25，所述第三钢丝拉绳28c的另一端固定于地面，其中加减速动滑轮组均可由多级动滑轮串联组成，扩大了电液推杆的控制速度的范围；所述牵引轮21向下的第四钢丝拉绳28d上固定磁铁19，线圈18弹性连接在磁铁19的外围，所述线圈18连接传感器20，所述传感器20的信号线连接到所述工控机32的I/O接口，所述第四钢丝拉绳28d下端连接所述水箱吊架8；据此，可以实现加、减速牵引电液推杆的快速切换，实现溢流式供水箱9成倍的加减速变化。所述流量曲线程序自控系统包括工控机32、第一转换器31a、第二转换器31b、第一变频器29a和第二变频器29b；所述工控机32通过所述第一转换器31a以及第一变频器29a连接所述加速牵引电液推杆26上配置的电机，所述工控机32通过所述第二转换器31b以及第二变频器29b连接所述减速牵引电液推杆27上配置的电机，所述第一变频器29a以及第二变频器29b分别连接电源30；所述工控机32的分别连接电磁阀3、第一电磁阀3a、第二电磁阀3b、流量计15以及传感器20，向工控机32的专用控制程序输入给定流量曲线而实现自动控制的目的。本专利技术基于水力学中的短管淹没出流计算公式首先设计恒位供水箱，通过淹没出流的方式连接淹没式溢流出水装置，在供水液面保持不变的前提下，通过改变恒位供水箱液面与溢流式供水箱液面之间的液位差来改变溢流槽出水软管的出水流量。假定所需要产生的流量变化函数为Q(t)，由淹没出流公式可得水位差与出流量之间的函数关系为:由式(1)可以推导出恒位供水箱2液面与溢流式供水箱9液面之间的液位差:对式(2)两边求导，可以得出溢流式供水箱9的升降速度为:通常可用电液推杆来实现溢流式供水箱9的升降，但是由于电液推杆的调节速度范围有限，故利用加速动滑轮组24(m级)和减速动滑轮本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种滑轮组增幅程控变流量发生器，其特征在于该流量发生器包括恒位供水系统、变水位差出水系统以及流量曲线程序自控系统；所述恒位供水系统包括供水箱(1)、恒位供水箱(2)、水泵、阀门以及管道，所述供水箱(1)与水泵相连经压水管通向所述恒位供水箱(2)中的进水缓冲槽，所述进水缓冲槽位于所述恒位供水箱(2)的进水管正下方并置于恒位液面以下，所述恒位供水箱(2)通过溢流管接回至所述供水箱(1)；所述变水位差出水系统包括淹没式溢流出水装置和滑轮加减速升降装置两部分，所述淹没式溢流出水装置包括基流出水软管(4)、第一随动出水软管(5a)、第二随动出水软管(5b)、溢流式供水箱(9)以及溢流槽出水软管(14)；所述基流出水软管(4)、第一随动出水软管(5a)以及第二随动出水软管(5b)连接在所述恒位供水箱(2)的下部，所述基流出水软管(4)连接电磁阀(3)并将出水口连接至高度调节器(6)，所述基流出水软管(4)的出水口位于所述溢流式供水箱(9)的液面以上，所述电磁阀(3)经中间继电器与工控机(32)相连；所述第一随动出水软管(5a)以及所述第二随动出水软管(5b)分别连接第一电磁阀(3a)以及第二电磁阀(3b)，并将出水口固定于所述溢流式供水箱(9)的液面以下，所述第一电磁阀(3a)以及所述第二电磁阀(3b)经中间继电器与所述工控机(32)相连；所述溢流式供水箱(9)内设有恒位水堰(10)和溢流槽(11)，所述溢流槽11下部连接所述溢流槽出水软管(14)，所述溢流槽出水软管(14)的末端安装流量计(15)，并将出水口接至调量池(16)，所述流量计(15)与所述工控机(32)相连；水箱吊架(8)将所述溢流式供水箱(9)套在内部并通过滑块(12)与导轨支架(17)相连；所述滑轮加减速升降装置包括加速牵引电液推杆(26)、减速牵引电液推杆(27)、加速动滑轮组(24)以及减速动滑轮组(25)，所述加速牵引电液推杆(26)的下端固定于地面，所述加速牵引电液推杆(26)的上端连接所述加速动滑轮组(24)，第一钢丝拉绳(28a)的一端固定于支架(33)的顶部，所述第一钢丝拉绳(28a)的另一端穿过所述加速动滑轮组(24)中的第一级动滑轮的下部后连接第二级动滑轮，第二钢丝拉绳(28b)的一端与所述支架(33)顶部固连后依次穿过所述加速动滑轮组(24)中的第二级动滑轮的下部、第一导向轮22的上部以及牵引轮21的下部，所述第二钢丝拉绳(28b)的另一端与所述减速动滑轮组(25)固连后依次穿过第二导向轮(23)的上部以及所述牵引轮(21)的下部，所述第一导向轮(22)以及所述第二导向轮(23)固定于所述支架(33)的顶部；所述减速牵引电液推杆(27)的下端固定于地面，所述减速牵引电液推杆(27)的上端连接第三钢丝拉绳(28c)，所述第三钢丝拉绳(28c)穿过所述减速动滑轮组(25)，所述第三钢丝拉绳(28c)的另一端固定于地面，所述牵引轮(21)向下的第四钢丝拉绳28d上固定磁铁(19)，线圈(18)弹性连接在所述磁铁(19)的外围，所述线圈(18)连接传感器(20)，所述传感器(20)的信号线连接到所述工控机(32)的I/O接口，所述第四钢丝拉绳(28d)下端连接所述水箱吊架(8)；所述流量曲线程序自控系统包括工控机(32)、第一转换器(31a)、第二转换器(31b)、第一变频器(29a)以及第二变频器(29b)；所述工控机(32)通过所述第一转换器(31a)以及所述第一变频器(29a)连接所述加速牵引电液推杆(26)上配置的电机，所述工控机(32)通过所述第二转换器(31b)以及第二变频器(29b)连接所述减速牵引电液推杆(27)上配置的电机，所述第一变频器(29a)以及所述第二变频器(29b)分别连接电源(30)。...

【技术特征摘要】
1.一种滑轮组增幅程控变流量发生器，其特征在于该流量发生器包括恒位供水系统、变水位差出水系统以及流量曲线程序自控系统；所述恒位供水系统包括供水箱(1)、恒位供水箱(2)、水泵、阀门以及管道，所述供水箱(1)与水泵相连经压水管通向所述恒位供水箱(2)中的进水缓冲槽，所述进水缓冲槽位于所述恒位供水箱(2)的进水管正下方并置于恒位液面以下，所述恒位供水箱(2)通过溢流管接回至所述供水箱(1)；所述变水位差出水系统包括淹没式溢流出水装置和滑轮加减速升降装置两部分，所述淹没式溢流出水装置包括基流出水软管(4)、第一随动出水软管(5a)、第二随动出水软管(5b)、溢流式供水箱(9)以及溢流槽出水软管(14)；所述基流出水软管(4)、第一随动出水软管(5a)以及第二随动出水软管(5b)连接在所述恒位供水箱(2)的下部，所述基流出水软管(4)连接电磁阀(3)并将出水口连接至高度调节器(6)，所述基流出水软管(4)的出水口位于所述溢流式供水箱(9)的液面以上，所述电磁阀(3)经中间继电器与工控机(32)相连；所述第一随动出水软管(5a)以及所述第二随动出水软管(5b)分别连接第一电磁阀(3a)以及第二电磁阀(3b)，并将出水口固定于所述溢流式供水箱(9)的液面以下，所述第一电磁阀(3a)以及所述第二电磁阀(3b)经中间继电器与所述工控机(32)相连；所述溢流式供水箱(9)内设有恒位水堰(10)和溢流槽(11)，所述溢流槽(11)下部连接所述溢流槽出水软管(14)，所述溢流槽出水软管(14)的末端安装流量计(15)，并将出水口接至调量池(16)，所述流量计(15)与所述工控机(32)相连；水箱吊架(8)将所述溢流式供水箱(9)套在内部并通过滑块(12)与导轨支架(17)相连；所述滑轮加减速升降装置包括加速牵引电液推杆(26)、减速牵引电液推杆(27)、加速动滑轮组(24)以...

【专利技术属性】
技术研发人员：张新喜，陈逸梅，王保，汪明明，刘凯，
申请(专利权)人：安徽工业大学，
类型：发明
国别省市：安徽;34