CN108591053A - 一种污泥螺杆泵进料口防堵破桥方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种污泥螺杆泵进料口防堵破桥方法，该方法中涉及的装置是由称重传感器、泵体、进料斗、高压喷嘴组、连通管、电磁阀组、空压机、电机、进料口、出料口，PLC控制器组成。利用PLC控制器设定的基于进料重量的空压机开关和电磁阀组启闭条件，在进料斗中的进料达到喂料重量的临界条件时，PLC控制器开启空压机和电磁阀组，实现高压喷嘴组工作，有规律地高压吹气能有效破坏进料的积聚和架桥特性，实现防堵破桥功能，确保了污泥螺杆泵的高效平稳运行。利用PLC控制器的通信端口功能，实现了对污泥螺杆泵运行的远程监测和控制。有效降低设备的磨损率，提升运行的稳定性，结构简单，制造和运行维护成本较低，实现了无人值守，节约人工，减少故障率，提高生产效率。
Description
技术领域
本发明属于污水处理技术领域，特别地涉及一种污泥螺杆泵进料口防堵破桥方法。
背景技术
在污水处理工艺中，一般采用螺杆泵完成脱水污泥的输送。由于脱水污泥粘性很大，容易板结、成团，因此在料斗与输送泵连接口之间常常会出现污泥架空而无法顺利入泵的情况，此种情况称之为“架桥”。而且，污泥粘连在料斗壁上难以顺畅下行，导致排泥的速度跟不上污泥喂入速度，料斗泥位将上升，造成料斗堵塞。同时，由于污泥喂入量较少，不足以填充定转子之间的间隙，还会导致干磨损发生，造成定转子磨损严重。由于现有的污泥螺杆泵存在的上述结构缺陷，影响设备的运行效率，增加人工疏通的成本和时间。设备的磨损导致故障率较高，加大运维成本，也制约了“无人值守厂区”的构建。
专利申请号为201520154550.9的中国专利公开了“一种脱水污泥破桥处理装置”，在进料斗中安装两组驱动轴与设置在进料斗外的两台驱动电机的转轴联接，在进料斗内的两组驱动轴上相互交错地安装有多片搅拌叶片，利用搅拌叶片旋转搅拌实现防堵破桥的功能。该装置在一定程度上起到了破桥的作用，但难以彻底地解决进料口堵塞和定转子磨损的难题。而且结构复杂，制造和运行维护成本较高，不能解决污泥喂入量与螺杆泵输送量一致性问题，污泥螺杆泵仍然经常处于干运行状态。
发明内容
本发明的目的在于，提供一种污泥螺杆泵进料口防堵破桥方法，该方法中涉及的装置是由称重传感器、泵体、进料斗、高压喷嘴组、连通管、电磁阀组、空压机、电机、进料口、出料口，PLC控制器组成，通过设置于泵体上的称重传感器实时采集进料喂入量数据，利用PLC控制器设定的基于重量的空压机开关和电磁阀组启闭条件，根据喂料重量向空压机和电磁阀组发出启闭指令。当进料斗中的进料达到喂料重量的临界条件时，PLC控制器开启空压机和电磁阀组，实现高压喷嘴组工作，高压吹气能有效破坏进料的积聚和架桥特性。在高压喷嘴组的防堵破桥功能的作用下，确保了污泥螺杆泵的高效平稳运行。同时，利用控制器PLC的通信端口功能，实现了对污泥螺杆泵运行的远程监测和控制。
本发明有效地解决了污泥螺杆泵进料架桥堵塞难题，实现了防堵破桥功能，降低设备的磨损率，增强了污泥螺杆泵运行的稳定性与对进料干湿度的鲁棒性。结构简单，制造和运行维护成本较低，实现了无人值守，通过节约人工和降低故障率提高了生产效率。
本发明所述的一种污泥螺杆泵进料口防堵破桥方法，该方法中涉及的装置是由称重传感器、泵体、进料斗、高压喷嘴组、连通管、电磁阀组、空压机、电机、进料口、出料口，PLC控制器组成，称重传感器(1)设置于泵体(2)的底部，在进料斗(3)内设置有若干个用于破坏进料积聚特性的高压喷嘴组(4)，高压喷嘴组(4)通过连通管(5)与设置在进料斗(3)外的空压机(7)连通，在连通管(5)上设置有电磁阀组(6)；PLC控制器的数据输入端通过数据线与称重传感器(1)连接，PLC控制器的控制端通过控制线分别与空压机(7)的开关和电磁阀组(6)的控制端连接；PLC控制器的通信端口通过有线或无线通讯方式将数据传输到远程后台监控系统；
具体操作按下列步骤进行：
a、根据积累的实验数据及实际操作经验，建立进料喂入量与污泥螺杆泵排泥量最佳关系参数模型，依据相关参数模型对PLC控制器设定或调整基于进料重量的空压机7和电磁阀组6的启闭条件；
b、PLC控制器对称重传感器(1)、电磁阀组(6)、空压机(7)和电机(8)进行初始化检测，确保各设备处于正常状态；
c、称重传感器(1)实时采集污泥螺杆泵进料斗(3)的进料量数据并传送到PLC控制器；
d、进料斗(3)的进料重量不超过设定的临界条件时，污泥螺杆泵保持常规运行状态；
e、当进料斗(3)的进料重量超过设定的临界条件时，PLC控制器启动电磁阀组(6)和空压机(7)的开关开启，高压喷嘴组(4)工作；
f、当进料斗(3)的进料重量回到设定的临界条件之下时，PLC控制器向电磁阀组(6)和空压机(7)发出关闭指令，高压喷嘴组4停止工作，污泥螺杆泵返回常规运行状态d；
g、实时数据通过PLC控制器的通信端口同步传输到远程后台监控系统，对污泥螺杆泵的运行实施远程监测和控制。
附图说明
图1为本发明运行流程示意图；
图2为本发明装置结构示意图。
图例：1、称重传感器，2、泵体，3、进料斗，4、高压喷嘴组，5、连通管，6、电磁阀组，7、空压机，8、电机，9、进料口，10、出料口，PLC控制器。
具体实施方式
以下结合幅图进一步描述并给出实施例，本发明不受下述实施例的限制，可根据本发明的技术方案与实际情况来确定具体的实施方式。
实施例
本发明所述的一种污泥螺杆泵进料口防堵破桥方法，该方法中涉及的装置是由称重传感器、泵体、进料斗、高压喷嘴组、连通管、电磁阀组、空压机、电机、进料口、出料口，PLC控制器组成，称重传感器1设置于泵体2的底部，在进料斗3内设置有若干个用于破坏进料积聚特性的高压喷嘴组4，高压喷嘴组4通过连通管5与设置在进料斗3外的空压机7连接，在连通管5上设置有电磁阀组6；PLC控制器的数据输入端通过数据线与称重传感器1连接，PLC控制器的控制端通过控制线分别与空压机7的开关和电磁阀组6的控制端连接；PLC控制器的通信端口通过有线或无线通讯方式传输数据到远程后台监控系统；
如图1所示，具体操作按下列步骤进行：
a、根据积累的实验数据及实际操作经验，建立进料喂入量与污泥螺杆泵排泥量最佳关系参数模型，依据相关参数模型对PLC控制器设定或调整基于进料重量的空压机7和电磁阀组6的启闭条件；
b、PLC控制器对称重传感器1、电磁阀组6、空压机7和电机8进行初始化检测，确保各设备处于正常状态后启动；
c、称重传感器1实时采集污泥螺杆泵进料斗3的进料量数据并通过具备8位采集精度AI模块传送到PLC控制器；
d、进料斗3的进料重量不超过设定的临界条件时，污泥螺杆泵保持常规运行状态；
e、当进料斗3的进料重量超过设定的临界条件时(可优选设定为：重量大于120kg)，PLC控制器指令电磁阀组6和空压机7开启，高压喷嘴组4工作(应保持喷嘴处压力不小于0.8Mpa)；
f、当进料斗3的进料重量回到设定的临界条件之下时，PLC控制器向电磁阀组6和空压机7发出关闭指令，高压喷嘴组4停止工作，污泥螺杆泵返回常规运行状态d；
g、实时数据通过PLC控制器的通信端口同步传输到远程后台监控系统，采用PLC控制器自带以太网端口，利用Modbus-TCP协议进行数据传输，实现对污泥螺杆泵的运行实施远程监测和控制；
如图2所示，本方法中涉及的装置是通过在传统的污泥螺杆泵上加装了称重传感器1、高压喷嘴组4、电磁阀组6、空压机7和控制器PLC，借以实现进料口的防堵破桥功能。PLC控制器为本方法的核心部件，其承担了整个系统的数据监测分析和运行控制，根据积累的实验数据及实际操作经验，制定出基于进料重量的电磁阀组6空压机7的启闭条件的相关参数，并将制定的相关参数设置到PLC控制器中，称重传感器1安装在泵体2支撑架的底部，用于实时采集重量变化的数据，通过数据线连接到控制器PLC的数据输入端，采集进料喂入量数据并实时传送至PLC控制器，称重传感器1可选择最小分辨率为5kg的重量传感器，为确保数据的稳定性和准确性，称重传感器1的安装数量至少为4个，高压喷嘴组4固定在进料斗3的内侧壁上，利用连通管5连通到固定于进料斗3外的空压机7，高压喷嘴组4可优选扁口喷嘴，安装时喷嘴向下，朝向进料口9的方向，安装数量至少为4个以上(保证每面进料斗3的内侧壁上至少安装一个)，以此获得更好的破坏进料积聚效果；在高压喷嘴4与空压机7之间的连通管5上安装相应参数的电磁阀组6，用于控制高压喷嘴组4的启闭，连通管5可选用空气软管，空压机7固定于泵体2上，或选择固定于泵体2的旁边，空压机7可优选所供压力为0.8Mpa的空压机；
PLC控制器的控制端分别通过控制线连接到空压机7的开关和电磁阀组6的控制端，同时，PLC控制器的通信端口通过有线或无线方式连接到远程后台监控系统，可将现场运行数据实时传输到远程后台监控系统，实现对污泥螺杆泵运行的远程监测和控制，达到无人值守的目标；
本实施例选用部件的相关厂家和参数信息参见表1：
表1本实施例选用部件的相关厂家和参数信息
| 名称 | 型号或参数、生产厂家信息 |
| 控制器PLC | 施耐德Twido系列TWDLCAE40DRF |
| 称重传感器1 | 梅特勒-托利多SWB505 MultiMount，分辨率5kg，输出4-20mA |
| 高压喷嘴组4 | 不锈钢材料，喷嘴口4cm*0.4cm |
| 电磁阀组6 | 220V，动作时间0.05s |
| 空压机7 | 工作压力0-2Mpa 220V |
在污泥螺杆泵运行中，进料斗3的进料重量不超过设定的临界条件时，污泥螺杆泵保持常规运行状态；在进料斗3中的进料达到重量的临界条件时，PLC控制器开启空压机7和电磁阀组6，实现高压喷嘴组4工作，高压喷嘴组4有规律地高压吹气能有效破坏进料的积聚和架桥特性，实现防堵功能；当进料低于重量的临界条件时，PLC控制器向空压机7和电磁阀组6发出关闭指令，高压喷嘴组4停止工作，污泥螺杆泵恢复常规运行状态；当进料再次达到重量的临界条件时，PLC控制器再度开启空压机7和电磁阀组6，使高压喷嘴组4进入工作状态；如此循环运行，可以确保污泥螺杆泵运行始终保持在高效和稳定的状态。同时，利用PLC控制器的通信端口功能，实现了对污泥螺杆泵运行的远程监测和控制；
参见表2：利用本发明的一种污泥螺杆泵进料口防堵破桥方法对乌鲁木齐市城北再生水厂现运行的污泥螺杆泵(耐驰牌：流量2.0-5.03m3/h，输送介质滑移速度1.2m/s)(表2中的“改造前”)进行了技术改进(表2中的“改造后”)，并进行了6个月的生产运行；与传统的污泥螺杆泵相比，在降低定转子的磨损率和防止进料口堵塞方面，利用本方法改进的污泥螺杆泵都取得了突出的效果，显著降低了人工成本，确保了污泥螺杆泵的平稳运行，提高了生产效率，同时为构建无人值守厂区创造了良好的条件；
表2 2018年上半年乌鲁木齐市城北再生水厂污泥螺杆泵运行参数对比表
注：平均运行频率数据为2017.12.29-2018.6.6,定转子更换次数根据改造前平均每三个月更换一次得出，进料口堵塞次数根据改造前平均每周堵塞一次得出。
以上技术特征构成了本发明的最佳实施例，其具有较强的适应性和最佳实施效果，可根据实际需要增减非必要技术特征，来满足不同情况的需要。
Claims (1)
1.一种污泥螺杆泵进料口防堵破桥方法，其特征在于该方法中涉及的装置是由称重传感器、泵体、进料斗、高压喷嘴组、连通管、电磁阀组、空压机、电机、进料口、出料口，PLC控制器组成，称重传感器（1）设置于泵体（2）的底部，在进料斗（3）内设置有若干个用于破坏进料积聚特性的高压喷嘴组（4），高压喷嘴组（4）通过连通管（5）与设置在进料斗（3）外的空压机（7）连通，在连通管（5）上设置有电磁阀组（6）；PLC控制器的数据输入端通过数据线与称重传感器（1）连接，PLC控制器的控制端通过控制线分别与空压机（7）的开关和电磁阀组（6）的控制端连接；PLC控制器的通信端口通过有线或无线通讯方式将数据传输到远程后台监控系统；具体操作按下列步骤进行：
a、根据积累的实验数据及实际操作经验，建立进料喂入量与污泥螺杆泵排泥量最佳关系参数模型，依据相关参数模型对PLC控制器设定或调整基于进料重量的空压机7和电磁阀组6的启闭条件；
b、PLC控制器对称重传感器（1）、电磁阀组（6）、空压机（7）和电机（8）进行初始化检测，确保各设备处于正常状态后启动；
c、称重传感器（1）实时采集污泥螺杆泵进料斗（3）的进料量数据并传送到PLC控制器；
d、进料斗（3）的进料重量不超过设定的临界条件时，污泥螺杆泵保持常规运行状态；
e、当进料斗（3）的进料重量超过设定的临界条件时，PLC控制器启动电磁阀组（6）和空压机（7）的开关开启，高压喷嘴组（4）工作；
f、当进料斗（3）的进料重量回到设定的临界条件之下时，PLC控制器向电磁阀组（6）和空压机（7）发出关闭指令，高压喷嘴组4停止工作，污泥螺杆泵返回常规运行状态d；
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| CN108591053B (zh) | 2023-09-26 |
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Legal Events
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