具有驱动电路的泥砂清洗设备的制作方法
【专利摘要】提供一种具有驱动电路的泥砂清洗设备，其中驱动电路中的CPU板（1）包括控制模块、调理模块；该驱动电路的使用极大地提高了整套系统的良性运转。使用本实用新型的具有驱动电路的泥砂清洗设备实现了对含油泥沙的快速清洗，相比于现有泥砂清洗设备，工效提高3倍以上，并且油砂分离度比现有泥砂清洗设备高出3个数量级。
【专利说明】具有驱动电路的泥砂清洗设备
【技术领域】
[0001]本实用新型属于清洗机械领域，具体涉及具有驱动电路的泥砂清洗设备，其适用于处理量大的含油泥砂清洗处理。
【背景技术】
[0002]油田生产过程中清理贮油罐、脱水罐、污油罐等底部沉积物后产生大量油泥砂，油田含油泥砂的成分复杂，呈油、泥、砂、水多相混合状态，属固体废弃物，如何对油泥砂进行处理并做到无害化排放是许多油田面临的难题之一。
[0003]现有技术中，仅仅公开了一般的超声清洗设备，而没有公开专门适用于含油泥砂的清洗技术。例如在中国专利申请第94241529.9中公开的一种超声波清洗装置，其含有清洗桶、转轴以及传递旋转运动和扭矩的联接结构，在清洗桶的侧面含有超声波辐射器，在清洗桶中含有载物筐，在载物筐侧面含有网眼，载物筐底部有一段孔，转轴贯穿清洗桶的底部，插在载物筐的孔中，与孔形成间隙配合，传递旋转运动和扭矩的联接结构位于转轴与载物筐之间。
[0004]进一步地，现有泥砂清洗装置大多数没有自动控制机构，即使少量的现有泥砂清洗装置具有控制机构，其往往也是从国外购置。由于国外对我国的技术封锁，或者国外设备在某种程度上不适应国内生产环境，造成在后期维护上，不仅仅需要花费大量时间，还需要耗费大量外汇。
[0005]为了适应现代化环保工业的发展需要，泥砂清洗行业尤其是油田生产现场需要一种能够有效处理含油泥砂的快速处理装置，并能实现有效电气控制的且使处理后使油田含油泥砂符合国家规定的无害化排放标准要求。
实用新型内容
[0006]为了解决现有技术中的上述问题，本实用新型提出一种具有驱动电路的泥砂清洗设备，使用该设备可以实现油田含油泥砂的无害化处理。减少污染，降低生产成本，保护环境。
[0007]依据本实用新型的技术方案，所述具有驱动电路的泥砂清洗设备包括第三物料出口 101、第二螺旋输送机102、第二物料出口 103、第二出水口 104、溢油口 105、沉淀分离器106、第二物料进口 107、第一物料出口 108、第一螺旋输送机109、进水口 110、超声振板组合器111、第一出水口 112、第一物料进口 113、第三物料进口 114 ;其中第一螺旋输送机109呈一头高、一头低地倾斜放置且第一螺旋输送机109两端封闭,第一螺旋输送机109与水平面成一定水平夹角，在第一螺旋输送机109低端设置有第一物料进口 113,在第一螺旋输送机109高端设置有第一物料出口 108，第一物料出口 108开口向第二物料进口 107，第二物料进口 107为沉淀分离器106的进料口 ；沉淀分离器106上部为圆柱筒体形状，沉淀分离器106下部为倒锥体，倒锥体的下端为第二物料出口 103 ;在沉淀分离器106的圆柱筒体部分上下排列设置有溢油口 105、第二出水口 104。
[0008]优选地，驱动电路中的CPU板I包括控制模块、调理模块，其中调理模块接收电压反馈的信号后送入光电隔离模块IC10，然后进行滤波和调整，此后送入控制模块，控制模块输出两路控制信号，其中一路控制信号SG2去IGBT驱动板10中的驱动板核心模块IC5，另一控制信号SGl去IGBT驱动板10中的驱动板核心模块IC7。
[0009]进一步地，第二物料出口 103与第三物料进口 114连接，第三物料进口 114设置在第二螺旋输送机102低端，第二螺旋输送机102的高端设置有第三物料出口 101 ;从第三物料进口 114进入的物料经由第二螺旋输送机102螺旋输送传输到第三物料出口 101。
[0010]优选地，光电隔离模块IClO的输入端与电阻R26连接后将电压反馈信号接入，光电隔离模块IC1实现了强电输出部分与弱电控制部分的隔离，光电隔离模块IClO的输出端一端与基准电压UO相连，光电隔离模块IClO的另一端与电阻R25、电容C14、电阻R24、电阻R23、电容C13组成滤波电路与调理模块ICll的反向输入端相连。
[0011]优选地，超声振板组合器111为六组超声振板和一个封闭腔体组合而成，或者更多组超声振板和一个封闭腔体组合而成。
[0012]优选地，在超声振板组合器111上端板处设置有进水口 110，对应地在超声振板组合器111下端板处设置有第一出水口 112。
[0013]优选地，在第一物料出口 108处增加检测装置。
[0014]使用本实用新型的具有驱动电路的泥砂清洗设备实现了对含油泥沙的快速清洗，相比于现有技术的泥砂清洗设备，工效提高3倍以上，并且油砂分离度比现有技术的泥砂清洗设备高出3个数量级。
【专利附图】
【附图说明】
[0015]附图1是依据本实用新型的具有驱动电路的泥砂清洗设备的示意图。
[0016]附图2为依据本实用新型的驱动电路的电气元件连接示意图。
[0017]附图3为依据本实用新型的驱动电路中的IGBT驱动电路的示意图。
【具体实施方式】
[0018]下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通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，都属于本实用新型保护的范围。另外地，不应当将本实用新型的保护范围仅仅限制至下述具体结构或部件或具体参数。
[0019]如图1所示，本实用新型的具有驱动电路的泥砂清洗设备包括第三物料出口 101、第二螺旋输送机102、第二物料出口 103、第二出水口 104、溢油口 105、沉淀分离器106、第二物料进口 107、第一物料出口 108、第一螺旋输送机109、进水口 110、超声振板组合器111、第一出水口 112、第一物料进口 113、第三物料进口 114。
[0020]第一螺旋输送机109呈一头高、一头低地倾斜放置且第一螺旋输送机109两端封闭，第一螺旋输送机109与水平面(地面)成一定水平夹角，在第一螺旋输送机109低端(距离地面相对较近的一端)设置有第一物料进口 113，在第一螺旋输送机109高端(距离地面相对较高的一端)设置有第一物料出口 108，第一物料出口 108开口向第二物料进口 107，第二物料进口 107为沉淀分离器106的进料口 ；沉淀分离器106上部为圆柱筒体形状，沉淀分离器106下部为倒锥体(锥形斗)，倒锥体的下端为第二物料出口 103 ;在沉淀分离器106的圆柱筒体部分上下排列设置有溢油口 105、第二出水口 104。第二物料出口 103与第三物料进口 114连接，第三物料进口 114设置在第二螺旋输送机102低端(距离地面相对较近的一端)，第二螺旋输送机102的高端(距离地面相对较高的一端)设置有第三物料出口 101 ;从第三物料进口 114进入的物料经由第二螺旋输送机102螺旋输送传输到第三物料出口 101。
[0021]第二出水口 104用于调节沉淀分离器106水位，溢油口 105用于排出沉淀分离器106内漂浮于水面之上的油。也就是，通过第二出水口 104的调节，使沉淀分离器106内部的水位与第二出水口 104持平，或使沉淀分离器106内部的水位位于第二出水口 104之上且低于溢油口 105，此时就能够保证该沉淀分离器106能够正常工作。
[0022]在围绕第一螺旋输送机109的筒体外安装有超声振板组合器111，用于将含油污的泥沙分离。超声振板组合器111为六组超声振板和一个封闭腔体组合而成，或者更多组超声振板和一个封闭腔体组合而成。在超声振板组合器111上端板处设置有进水口 110，对应地在超声振板组合器111下端板处设置有第一出水口 112。在开启超声振板的同时，从进水口 110进水、从第一出水口 112出水，自动循环进水保证超声振板始终完全沉浸在液体中这样避免超声振板的损坏。超声振板可以单独工作，也可以组合工作。
[0023]具体的工作流程为:将含油泥砂的物料倒入第一物料进口 113，在第一物料进口113处设置有晒网，晒网可以阻挡直径超过50mm的大颗粒物进入。物料进入第一螺旋输送机109后在螺旋轴的转动带动下螺旋叶片不断挤压物料使其不断抬升，当经过超声振板组合器111时超声会作用在物料上，使得泥砂等颗粒物与油污分离。含油泥砂通过超声振板组合器的时间为5?10分钟，然后含油泥砂通过第一物料出口 108排出落入到第二物料进口 107，物料经由第二物料进口 107直接落入沉淀分离器106内。在沉淀分离器106内，使用40摄氏度以上且在水沸腾(汽化)温度之下的水作用，优选50摄氏度的水，使得物料中的油污漂浮到水面上而颗粒物泥砂则沉淀到底部的锥形斗的位置，油污在液位抬高后会通过溢油口 105排出；颗粒物泥砂会经过第二物料出口 103到达第三物料114进口处，经过第二螺旋输送机102的不停旋转可以将沉淀的泥砂全部通过第三物料出口排出101。
[0024]往往超声的使用环境都是在箱体内活着罐体内不但其使用效率和其实际效果都不能达到最佳，所开发的此类产品将超声的布置方式进行了较好的调整使其利用率得到较大的提高并且在物料的旋转不断摩擦过程中进行大功率的超声作用不但节省了时间，同时还节省了电力资源。
[0025]进一步地，可以在第一物料出口 108处增加检测装置，来判定经过超声分离后的油水分离效果。第一螺旋输送机109的功率为3kw、转速5?8转/分钟，含油泥砂的含油率高时取转速上限，含油率低时取转速下限。在本实用新型的具体实施例中，第一螺旋输送机109的输送机管径为400mm，螺旋叶片采用实心轴的形式叶片，螺旋线的螺距为280mm。当系统开始运行时，第一螺旋输送机就开始运转，第一螺旋输送机停机五分钟后系统才可以停止运行。
[0026]第二螺旋输送机下端维修第二螺旋输送机功率1.2kw转速30?40转/分钟当系统开始运行时输送机就开始运转，系统停机五分钟后输送机才可以停止运行。
[0027]本实用新型的驱动电路用于根据第一物料进口 113的进料量来控制第一螺旋输送机109的输送速度，并适时检测沉淀分离器106内的物料积累程度，以便于调整第一螺旋输送机109的输送速度,从而使整个系统良性运转。
[0028]图2为驱动电路的电气元件连接图；驱动电路的主要部件为CPU板。CPU板包括控制模块、调理模块，其中调理模块接收电压反馈的信号后送入光电隔离模块，然后进行滤波，并进行调整，此后送入控制模块，控制模块输出两路控制信号，其中一路控制信号SG2去IGBT驱动板10中的驱动板核心模块IC5，另一控制信号SGl去IGBT驱动板10中的驱动板核心模块IC7。
[0029]光电隔离模块IClO的输入端与电阻R26连接后将电压反馈信号接入，光电隔离模块IClO实现了强电输出部分与弱电控制部分的隔离，光电隔离模块IClO的输出端一端与基准电压UO相连，光电隔离模块IClO的另一端与电阻R25、电容C14、电阻R24、电阻R23、电容C13组成滤波电路与调理模块ICll的反向输入端相连。
[0030]调理模块ICll的同向输入端接一个可调电位器Wl作为门槛电压的调整值，调理模块ICll的输出端与反向输入端接一个电容C12构成比例积分电路，同时调理模块ICll的输出端经过一个电阻R22与控制模块IC9的管脚2相连。
[0031]控制模块IC9为CPU的核心器件，电流反馈信号I直接与控制模块IC9的I脚相连，控制模块IC9的5脚与7脚之间接电阻R28，电阻R28是用来调整两路信号轮流导通的死区时间，同时控制模块IC9的5脚经电容ClO接地，控制模块IC9的6脚经电阻R27接地；控制信号SG1、SG2的频率由电容ClO和电阻R27的值决定；控制模块IC9的15脚接电源V5，控制模块IC9的12脚接地，控制模块IC9的15脚与控制模块IC9的13脚之间接电阻R31用来限制输出电流的强度，控制模块IC9的9脚与控制模块IC9的I脚之间经电容Cll连接构成补偿网络；控制模块IC9的8脚经电解电容C15接地，实现软启动的功能；控制模块IC9的10脚接收来自IGBT驱动板的故障信号，用来及时关断控制信号SG1、SG2，保护IGBT模块；而且电阻R29、电容C09并联后一端接控制模块IC9的10脚，电阻R29、电容C09并联后另一端接地；电阻R30与发光二极管D09串联后一端接控制模块IC9的10脚，另一端接地；控制模块IC9的11脚和控制模块IC9的14脚分别以交替的导通的形式给IGBT驱动电路提供信号。
[0032]图3为驱动电路中的IGBT驱动电路的示意图:IGBT驱动板包括4个核心控制模块IC5、IC6、IC7、IC8，4个故障反馈的光电隔离模块IC1、IC2、IC3、IC4以及故障信号输出模块KZ ;其中核心控制模块IC5、IC6串联后用于接收到CPU板发出的控制信号SG2后、经过核心控制模块IC5、IC6信号处理后发出2路驱动信号分别给2个IGBT驱动；核心控制模块IC7、IC8串联后用于接收到CPU板发出的控制信号SGl后、经过核心控制模块IC7、IC8信号处理后发出2路驱动信号分别给2个IGBT驱动；
[0033]在工作过程中如果出现故障后，4个核心控制模块IC5、IC6、IC7、IC8就发出故障信号给4个故障反馈的光电隔离模块ICl、IC2、IC3、IC4，故障反馈的光电隔离模块ICl、IC2、IC3、IC4将故障信号处理送到故障信号输出模块KZ,最后故障信号输出模块的输出端接入CPU板内控制模块IC9的故障信号输入端。
[0034]故障反馈光电隔离模块ICl的输入端与电阻R17相连后接入核心控制模块IC5的4脚，故障反馈光电隔离模块ICl另一个输入端又与核心控制模块IC5的8脚相连，然后故障反馈光电隔离模块ICl的输出端分别与故障反馈光电隔离模块IC2、IC3、IC4的输出端并联；故障反馈光电隔离模块IC2的输入端与电阻R20相连后接入核心控制模块IC6的4脚，故障反馈光电隔离模块IC2另一个输入端又与核心控制模块IC6的8脚相连，然后故障反馈光电隔离模块IC2的输出端分别与故障反馈光电隔离模块IC1、IC3、IC4的输出端并联；故障反馈光电隔离模块IC3的输入端与电阻R18相连后接入核心控制模块IC7的4脚，故障反馈光电隔离模块IC3另一个输入端又与核心控制模块IC7的8脚相连，然后故障反馈光电隔离模块IC3的输出端分别与故障反馈光电隔离模块IC1、IC2、IC4的输出端并联；故障反馈光电隔离模块IC4的输入端与电阻R19相连后接入核心控制模块IC7的4脚，故障反馈光电隔离模块IC4另一个输入端又与核心控制模块IC7的8脚相连，然后故障反馈光电隔离模块IC4的输出端分别与故障反馈光电隔离模块IC1、IC2、IC3的输出端并联。
[0035]使用晶闸管作为故障信号输出模块KZ，晶闸管的阳极经电阻R21连接后与门极同时接到故障反馈光电隔离模块IC1、IC2、IC3、IC4的两个输出端上，阴极与CPU板控制模块IC9的10脚连接，阳极接基准电压W。
[0036]核心控制模块IC5、IC6、IC7、IC8中，来自CPU板的控制信号SGl接到核心控制模块IC7的14脚，核心控制模块IC7的13脚接核心控制模块IC8的14脚，核心控制模块IC8的13脚接地，这样核心控制模块IC7、IC8的输入端相串联；同时核心控制模块IC7输出信号给IGBT驱动板IGBT2，核心控制模块IC8输出信号给IGBT驱动板IGBT3 ;稳压二极管DZ09的阳极与核心控制模块IC7的I脚相连，稳压二极管DZ09的阴极与核心控制模块IC7的6脚连接；电阻R06、二极管D05、二极管D06串联后分别与核心控制模块IC7的I脚和IGBT驱动板IGBT2的集电极C2相连；核心控制模块IC7的5脚与IGBT驱动板IGBT2的栅极G2之间接一个栅极电阻R02，栅极G2与发射极E2之间接一保护电阻R14和两个稳压二极管DZl1、DZ12;核心控制模块IC7的4脚和电源V3连接，核心控制模块IC7的6脚和电源N3连接，稳压二极管DZlO和电阻RlO串联后稳压二极管DZlO的阳极与核心控制模块IC7的4脚连接，电阻RlO的另一端与核心控制模块IC7的6脚连接；电解电容C05与稳压二极管DZlO并联、电解电容C06与电阻RlO并联。稳压二极管DZlO的阴极与发射极E2连接，核心控制模块IC7的4脚经一个电阻R18与故障反馈光电隔离模块IC3的输入端相连，核心控制模块IC7的8脚与故障反馈光电隔离模块IC3的另一个输入端相连。稳压二极管DZ13的阳极与核心控制模块IC8的I脚相连，稳压二极管DZ13的阴极与核心控制模块IC8的6脚连接；电阻R07、二极管D07、二极管D08串联后分别与核心控制模块IC8的I脚和IGBT驱动板IGBT3的集电极C3相连；核心控制模块IC8的5脚与IGBT驱动板IGBT3的栅极G3之间接一个栅极电阻R03，栅极G3与发射极E3之间接一保护电阻R15和两个稳压二极管DZ15、DZ16;核心控制模块IC8的4脚和电源V4连接，核心控制模块IC8的6脚和电源N4连接；稳压二极管DZ14和电阻Rll串联后稳压二极管DZ14的阳极与核心控制模块IC8的4脚连接，电阻Rll的另一端与核心控制模块IC8的6脚连接；电解电容C07与稳压二极管DZ14并联、电解电容C08与电阻Rll并联，稳压二极管DZ14的阴极与发射极E3连接，核心控制模块IC8的4脚经一个电阻R18与故障反馈光电隔离模块IC4的输入端相连，核心控制模块IC8的8脚与故障反馈光电隔离模块IC4的另一个输入端相连。
[0037]同样在图3中，来自CPU板的信号SG2接到核心控制模块IC5的14脚，核心控制模块IC5的13脚接集成块IC6的14脚，核心控制模块IC6的13脚接地，这样两个核心控制模块IC5、IC6的输入端相串联，同时核心控制模块IC5输出信号给IGBT驱动板IGBT1，核心控制模块IC6输出信号给IGBT驱动板IGBT4 ;稳压二极管DZOl的阳极与核心控制模块IC5的I脚相连，稳压二极管DZOl的阴极与核心控制模块IC5的6脚连接；电阻R05、二极管D01、二极管D02串联后分别与核心控制模块IC5的I脚和IGBT驱动板IGBTl的集电极Cl相连；核心控制模块IC5的5脚与IGBT驱动板IGBTl的栅极Gl之间接一个栅极电阻ROl，栅极Gl与发射极El之间接一保护电阻R13和两个稳压二极管DZ03、DZ04;核心控制模块IC5的4脚和电源Vl连接，核心控制模块IC5的6脚和电源NI连接；稳压二极管DZ02和电阻R09串联后稳压二极管DZ02的阳极与核心控制模块IC5的4脚连接，电阻R09的另一端与核心控制模块IC5的6脚连接；电解电容COl与稳压二极管DZ02并联、电解电容C02与电阻R09并联，稳压二极管DZ02的阴极与发射极El连接；核心控制模块IC5的4脚经一个电阻R17与故障反馈光电隔离模块ICl的输入端相连，核心控制模块IC5的8脚与故障反馈光电隔离模块ICl的另一个输入端相连。稳压二极管DZ05的阳极与核心控制模块IC6的I脚相连，稳压二极管DZ05的阴极与核心控制模块IC6的6脚连接；电阻R08、二极管D03、二极管D04串联后分别与核心控制模块IC6的I脚和IGBT驱动板IGBT4的集电极C4相连；核心控制模块IC6的5脚与IGBT驱动板IGBT4的栅极G4之间接一个栅极电阻R04，栅极G4与发射极E4之间接一保护电阻R16和两个稳压二极管DZ07、DZ08;核心控制模块IC6的4脚和电源V2连接，核心控制模块IC6的6脚和电源N2连接；稳压二极管DZ06和电阻R12串联后稳压二极管DZ06的阳极与核心控制模块IC6的4脚连接，电阻R12的另一端与核心控制模块IC6的6脚连接；电解电容C03与稳压二极管DZ06并联、电解电容C04与电阻R12并联，稳压二极管DZ06的阴极与发射极E4连接，核心控制模块IC6的4脚经一个电阻R20与故障反馈光电隔离模块IC2的输入端相连，核心控制模块IC6的8脚与故障反馈光电隔离模块IC2的另一个输入端相连。
[0038]以上所述，仅为本实用新型较佳的【具体实施方式】，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本【技术领域】的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。本领域普通的技术人员可以理解，在不背离所附权利要求定义的本实用新型的精神和范围的情况下，可以在形式和细节中做出各种各样的修改。
【权利要求】
1.一种具有驱动电路的泥砂清洗设备，其特征在于，其包括第三物料出口(101)、第二螺旋输送机(102)、第二物料出口(103、第二出水口(104)、溢油口(105)、沉淀分离器(106)、第二物料进口 (107)、第一物料出口 (108)、第一螺旋输送机(109)、进水口 (110)、超声振板组合器(111)、第一出水口(112)、第一物料进口(113)、第三物料进口(114);其中，第一螺旋输送机(109)呈一头高、一头低地倾斜放置且第一螺旋输送机(109)两端封闭,第一螺旋输送机(109)与水平面成一定水平夹角，在第一螺旋输送机(109)低端设置有第一物料进口(113)，在第一螺旋输送机(109)高端设置有第一物料出口(108)，第一物料出口(108)开口向第二物料进口(107)，第二物料进口(107)为沉淀分离器(106)的进料口 ；沉淀分离器(106)上部为圆柱筒体形状，沉淀分离器(106)下部为倒锥体，倒锥体的下端为第二物料出口(103);在沉淀分离器(106)的圆柱筒体部分上下排列设置有溢油口(105)、第二出水口 (104)； 其中，第二物料出口(103)与第三物料进口(114)连接，第三物料进口(114)设置在第二螺旋输送机(102)低端，第二螺旋输送机(102)的高端设置有第三物料出口(101);从第三物料进口(114)进入的物料经由第二螺旋输送机(102)螺旋输送传输到第三物料出口(101)； 超声振板组合器(111)为六组超声振板和一个封闭腔体组合而成，或者更多组超声振板和一个封闭腔体组合而成；在超声振板组合器(111)上端板处设置有进水口(110)，对应地在超声振板组合器(111)下端板处设置有第一出水口(112);在第一物料出口(108)处设置检测装置； 驱动电路用于根据第一物料进口(113)的进料量来控制第一螺旋输送机(109)的输送速度； 所述驱动电路中的CPU板(I)包括控制模块、调理模块，其中调理模块接收电压反馈的信号后送入光电隔离模块IC10，然后进行滤波和调整，此后送入控制模块，控制模块输出两路控制信号，其中一路控制信号SG2去IGBT驱动板(10)中的驱动板核心模块IC5，另一控制信号SGl去IGBT驱动板(10)中的驱动板核心模块IC7。
2.根据权利要求1所述的具有驱动电路的泥砂清洗设备，其特征在于，光电隔离模块IClO的输入端与电阻R26连接后将电压反馈信号接入，光电隔离模块IClO实现了强电输出部分与弱电控制部分的隔离，光电隔离模块IC1的输出端一端与基准电压UO相连,光电隔离模块IClO的另一端与电阻R25、电容C14、电阻R24、电阻R23、电容C13组成滤波电路与调理模块ICll的反向输入端相连。
【文档编号】C02F11/00GK203855495SQ201420201863
【公开日】2014年10月1日 申请日期:2014年4月23日 优先权日:2014年4月23日
【发明者】赵婧文 申请人:赵婧文