一种具有液位保护功能的微纳米曝气装置的制作方法

1.本发明涉及一种曝气装置，尤其是一种具有液位保护功能的微纳米曝气装置，属于水体环境保护专用设备技术领域。


背景技术：

2.微纳米气泡是介于微米气泡和纳米气泡之间的气泡体，与普通气泡相比具有更长的停留时间，且具有常规气泡所不具备的物理与化学特性。由于微纳米气泡在水中存在时间长，内部承载气体释放到水中的过程较慢，因此可实现对承载气体的充分利用；不仅可提供充足的活性氧以促进水中生物的新陈代谢活性，并可增强水中好氧微生物、浮游生物以及水生动物的生物活性，达到加速其对水体及底泥中污染物的生物降解过程，实现水质净化目的。通常微纳米气泡其制造方法包括：旋回切割、加压溶解、电化学、微孔加压、混合射流等。
3.目前在河道等水体治理领域，主要采用气液混合泵通过切割加压方式制取微纳米气泡。气液混合泵需安装在水面以上，具备一定的自吸能力，但由于河道、湖泊等自然水体中，水草、杂质众多，通过常见的初级过滤方式，时常有进水口堵塞，进而导致气液混合泵长时间空转而损坏的现象发生，因此需要针对这种情况提出一种具有液位保护功能的微纳米曝气装置。


技术实现要素：

4.本发明的目的：旨在提供一种具有液位保护功能的微纳米曝气装置，并通过设置的远程传输模块，在故障发生时能及时停机并发出远程报警，通知管理人员处理故障。
5.上述发明目的通过以下技术方案实现：
6.这种具有液位保护的微纳米曝气装置，包括机壳1、以及设置在机壳内的电控单元2、气液混合单元、输水管路元件组合、输气管路元件组合，其特征在于：
7.a、所述的电控单元2由设置在控制面板21上的电机综合保护器24、电机空气开关2、接触器26、熔断器27、控制模块28、4g通讯模块29、运行检测继电器31、气源继电器32、气源电源33、开关电源34、接线端子35组成；
8.b、所述的气液混合单元由气源14、电磁阀13、流量计12和上部配有自动排气阀11的高压溶气罐10以及气液混合泵8组成，所述的气源14送出气体通过电磁阀13、流量计12及输气管道9经气液混合泵8自高压溶气罐10的下部进入高压溶气罐10的内腔，在高压溶气罐10内与带压力水体充分混合、并使无法溶于水中的多余气体自设置于高压溶气罐10顶部的自动排气阀11排出，气液混合气体则通过设于高压溶气罐体中部的外接输水管路排出；
9.c、所述的管路元件组合包括输水管路6、进水阀5、y型过滤器37、超声液位传感器7、出水阀4、压力表3和压力表连接管38和输气管路39；所述的进水阀5的一端与设置在机壳1上的进水口16相连，所述的y型过滤器37安置在进水阀5的另一端，所述y型过滤器37出水端通过输水管路与气液混合泵组件中的气液混合泵8的进水口相连接，所述的超声液位传
感器7安置在y型过滤器37与气液混合泵8之间的输水管上；所述的压力表3布置于高压溶气罐10溶气出口之后、出水阀4之前的管路上，并通过压力表连接管38和输气管路39相连，最后经出水阀4与设置在机壳1上的出水口6相贯通；
10.d、所述的气路原件组合包含气源14、电磁阀13、流量计12、输气管39，其中所述的气源14安装固定在设备安装横板22上，气源的出口经电磁阀13的一端与一输气管39相连，所述的电磁阀13固定在设备安装立板30上，电磁阀13的另一端则通过输气管39与流量计12的进气口相连；同时所述的流量计12安装在仪表板23上，其出气口与气液混合泵8的进气口36通过一输气管39相连。
11.进一步地，所述的控制模块28内设有自动控制程序，该控制模块通过通讯线路与4g通讯模块29相连；用于接收超声液位传感器7、运行检测继电器31的检测信号；所述的控制模块28在本地模式运行中通过按钮操控气液混合泵8的启停。
12.进一步地，所述的控制面板21上还设有电源指示、运行指示、故障指示、气阀指示、气源指示、本地/远程切换开关、启动按钮、停止按钮、其余按按钮。
13.进一步地，所述的电控单元2的控制电路由分别并联在电源输出电路中的控制器、4g通讯模块、空气开关、熔断器、接触器、电机综合保护器、气液混合泵、超声液位传感器、气源电源、气源继电器、气源、电源开关组成；同时，所述的控制器的通过输出脚14依序和运行监测继电器和气液混合泵串接，并同时又通过控制器的输出接口15与接触器连接构成操控去液混合泵、电机综合保护器、熔断器和空气开关的电控支路；所述控制器的输出接口16与气源继电器连接，组成气源控制支路；所述控制器的输出接口13与超声液位传感器电连接；此外，所述的控制器的其它输出接口分别与电源指示灯、运行指示灯、气源指示灯、气阀指示灯、故障指示灯及相应的各类按钮开关连接。
14.进一步地，所述的机壳1为一外部设有机壳柜门19、机壳可拆卸背板20的矩形柜体，并在一侧的柜壁上设有出水口15、进水口16、安装固定孔17和进线孔18；所述的机壳1的内腔设有水平状设置的设备安装横板22、设备安装立板30、以及垂直于设备安装横板22)的用于安置仪表的仪表板。
15.根据以上技术方案提出的这种具有液位保护的微纳米曝气装置，将气源装置和微纳米曝气装置有效地整合在一起，不仅结构简单布局紧凑，并且具有以下特点：
16.1、集物联网技术与自动控制装置于一体，不仅可以实现内部气液混合泵、气阀的自动控制，同时具备远程通讯能力，即可实现远程控制设备的启停，还可实现远程报警功能；
17.2、通过将超声液位传感器布置于气液混合泵进水口前端，不仅有效简便地实现了具有自吸功能泵体的液位监测，并可在电控单元的的配合下正确判断进水管的通堵，能有效防止水泵长时间空转而产生的设备损坏；
18.3、通过具备液位保护功能的微纳米曝气装置，实现了对曝气装置的多重保护，更加适合河道、湖泊、人工水体等较为复杂水域使用。
附图说明
19.图1为本发明的内部装置结构示意图；
20.图2为本发明的外部结构形态示意图(1)；
21.图3为本发明的外部结构形态示意图(2)；
22.图4为本发明内部前视图；
23.图5为本发明电控单元内部布置图；
24.图6为本发明内部后视图；
25.图7为本发明内部左视图；
26.图8为本发明电控单元电路图；
27.图9为本发明控制程序流程图。
28.图中：
[0029]1‑
机壳；2
‑
电控单元；3
‑
压力表；4
‑
出水阀；5
‑
进水阀；6
‑
输水管路；7
‑
超声液位传感器；8
‑
气液混合泵；9
‑
输气管道；10
‑
高压溶气罐；11
‑
自动排气阀；12
‑
流量计；13
‑
电磁阀；14
‑
气源；15
‑
出水口；16
‑
进水口；17
‑
安装固定孔；18
‑
进线孔；19
‑
机壳柜门；20
‑
机壳可拆卸背板；21
‑
控制面板；22
‑
设备安装横板；23
‑
仪表板；24
‑
电机综合保护器；25
‑
空气开关；26
‑
接触器；27
‑
熔断器；28
‑
控制器；29
‑
4g通讯模块；30
‑
设备安装立板；31
‑
运行检测继电器；32
‑
气源继电器；33
‑
气源电源；34
‑
开关电源；35
‑
接线端子；36
‑
进气口；37
‑
y型过滤器；38
‑
压力表连接管；39
‑
输气管路。
具体实施方式
[0030]
根据以上技术方案提出的这种具有液位保护功能的微纳米曝气装置，其核心创意在于：
[0031]
1、在气液混合泵进水口的前端设置超声液位传感器，用于监测进水管的堵塞与否；
[0032]
2、通过控制模块的设置使电控单元具备远程通讯能力，不仅当故障发生时能够及时停机，而且还能发出远程警报。
[0033]
以下根据说明书附图进一步阐述本发明，并给出本发明的实施例。
[0034]
这种具有液位保护功能的微纳米曝气装置，包括机壳1、以及设置在机壳1内的电控单元2、气液混合单元、输水管路元件组合、输气管路元件组合。
[0035]
图2和图3给出的是这种具有液位保护的微纳米曝气装置的外形结构，所述的机壳1外部设置有机壳柜门19、机壳可拆卸背板20、出水口15、进水口16、进线孔18及安装固定孔17。
[0036]
图1、图4、图5和图6给出的是机壳1内部的组成构件的布局示意图：内部设置有仪表板23、通过设置在机壳1内的设备安装横板22和设备安装立板30分割成多个设备安置功能区。其中所述的仪表板23用于安装固定压力表3和流量机12，所述的设备安装立板30用于安装固定电控单元2中的各种电气控制元件。
[0037]
如图1、图4、图给出的是气混单元、管路元件的组成构件的分布及互相之间的连接关系结构示意图。
[0038]
其中：所述的气液混合单元由气源14、电磁阀13、流量计12和上部配有自动排气阀11的高压溶气罐10以及气液混合泵8组成，所述的气源14送出气体通过电磁阀13、流量计12及输气管道9经气液混合泵8自高压溶气罐10的下部进入高压溶气罐10的内腔，在高压溶气罐10内与带压力水体充分混合、并使无法溶于水中的多余气体自设置于高压溶气罐10顶部
的自动排气阀11排出，气液混合气体则通过设于罐体中部的外接输水管路排出。
[0039]
其中：所述的管路元件组合包括输水管路6、进水阀5、y型过滤器37、超声液位传感器7、出水阀4、压力表3和压力表连接管38和输气管路39；所述的进水阀5的一端与设置在机壳1上的进水口16相连，所述的y型过滤器37安置在进水阀5的另一端，所述y型过滤器37出水端通过输水管路与气液混合泵组件中的气液混合泵8的进水口相连接，所述的超声液位传感器7安置在y型过滤器37与气液混合泵8之间的输水管上；所述的压力表3布置于高压溶气罐10溶气出口之后、出水阀4之前的管路上，并通过压力表连接管38和输气管路39相连，最后经出水阀4与设置在机壳1上的出水口6相贯通。
[0040]
图5给出的是本发明电控单元的组成构分布衔接关系示意图；图8给出的是电控单元的控制电路结构图。
[0041]
如图5所示的电控单元由设置在控制面板21上的电机综合保护器24、电机空气开关2、接触器26、熔断器27、控制模块28、4g通讯模块29、运行检测继电器31、气源继电器32、气源电源33、开关电源34、接线端子35组成。
[0042]
如图8所示的这种电控单元的控制电路结构图，该控制电路由分别并联在电源输出电路中的控制器、4g通讯模块、空气开关、熔断器、接触器、电机综合保护器、气液混合泵、超声液位传感器、气源电源、气源继电器、气源、电源开关组成；同时，所述的控制器的通过输出脚14依序和运行监测继电器和气液混合泵串接，并同时又通过控制器的输出接口15与接触器连接构成操控去液混合泵、电机综合保护器、熔断器和空气开关的电控支路；所述控制器的输出接口16与气源继电器连接，组成气源控制支路；所述控制器的输出接口13与超声液位传感器电连接；此外，所述的控制器的其它输出接口分别与电源指示灯、运行指示灯、气源指示灯、气阀指示灯、故障指示灯及相应的各类按钮开关连接。
[0043]
图6和图7和图1分别给出了本发明的气路原件组合及输水管路的结构示意图。
[0044]
所述的气路原件组合包含气源14、电磁阀13、流量计12、输气管39，其中所述的气源14安装固定在设备安装横板22上，气源的出口经电磁阀13的一端与一输气管39相连，所述的电磁阀13固定在设备安装立板30上，电磁阀13的另一端则通过输气管39与流量计12的进气口相连；同时所述的流量计12安装在仪表板23上，其出气口与气液混合泵8的进气口36通过一输气管39相连。
[0045]
如图1所示，所述的气液混合泵包括气液混合泵8、高压溶气罐10、自动排气阀11。进一步的气液混合泵8上设置有进气口36，其中的高压溶气罐10安装于气液混合泵8出水口之上，自动排气阀11安装于高压溶气罐10顶部，所述的自动排气阀11作用为排出溶气过程中的多余气体，且必须水平安装。
[0046]
从图6中看出，所述的输水管路元件，包含进水阀5、y型过滤器37、超声液位传感器7、出水阀4、压力表3、压力表连接管38。所述的进水阀5与机壳1的上的进水口17相连，进一步的y型过滤器37布置于进水阀5的后部，进一步的y型过滤器37的出水端通过管路与气液混合泵8的进水口相连，进一步的超声液位传感器7布置于y型过滤器37和气液混合泵8进水口之间的管路之上。所述压力表3布置于高压溶气罐10出水口之后，通过压力表连接管38与管路相连，安装于仪表板23之上。所述的压力表3之后安装出水阀4，并经出水阀4的另一端与机壳1的出水口16相连。
[0047]
图7及图1给出的是显示输气单元结构的本装置的侧向截面图，所述的输气单元件
组件，包含气源14、电磁阀13、流量计12、输气管路39。其中所述的气源14安装固定于设备安装横板22之上，出气口与电磁阀13一端通过气管39相连，进一步的所述电磁阀13安装固定于设备安装立板30之上，另一端通过气管39与流量计12的进气口相连，进一步的电磁阀13线路连接至电控单元2中的控制模块28；同时所述的流量计12的出气口与气液混合泵8上的的进气口36通过气管39相连，安装固定于仪表板之上。
[0048]
图9给出了本发明的操作流程示意图。
[0049]
以下结合附图9描述一下本发明的操作流程：
[0050]
在选择远程操控时随着系统启动，在完成系统初始化以后，可以根据现场的需要选择本地或远程控制两种形式进行。在选择本地操控时，系统接收控制板21上的启动停止按钮信号来达到该系统的启动或者停止两种操作方式。在选择远程操控时，本系统接收4g通讯模块29传输的网络信号来控制系统的启停。当系统接收到启动信号后，进一步的检测运行监测继电器31有无动作，用以判断水泵是否正常运行，若无动作则发出故障报警，此时控制面板21上的故障灯亮，同时通过4g通讯模块29给远程终端发送运行故障报警信号。若有动作则说明水泵在正常运行，进一步的在30s内检测超声液位传感器7有无液位信号，用以判断输水管路是否堵塞，若有液位信号，则说明输水管路正常，延时30s后打开电磁阀13和气源继电器32，使气源通过流量计12和电磁阀13将气体输入高压溶气罐10；此时表明本系统进入正常运行状态。若无也微信号，则说明输水管路出现堵塞，此时系统发出故障报警，控制面板21上的故障灯发出亮光，同时通过4g通信模块29给远程终端发送液位故障报警信号；当系统接收到停止信号后，进一步的断开气源继电器32，随着电磁阀的关闭，气路被切断，经延迟30s后，通过控制接触器26停止水泵的运行。
[0051]
以上仅仅是本技术人依据本发明技术方案给出的具体实施例，任何本行业的普通技术人员参照本技术方案作出的不具备实质性创新内容的改进，均应视为属于本发明保护的范畴。