一种智能化油水分离罐除油装置的制造方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种智能化油水分离罐除油装置。油水分离罐的罐顶和罐底之间安装有包含步进电机、齿轮、齿带、滑块和导轨的液面检测机构，液面检测机构与油水识别模块电连接，并与油水分离模块管路连接，油水分离罐顶部安装有油气界面检测模块，油面上方的油相空间的油水分离罐罐壁安装有温度传感器和气压传感器；油水识别模块、油气界面检测模块、液面检测机构、温度传感器和气压传感器均连接到控制器，油水分离模块经继电器连接到控制器。本实用新型可自动检测油水气界面，实时高效排除油污，并对运行过程进行实时监控，保障安全生产。
【专利说明】
一种智能化油水分离罐除油装置
技术领域
[0001]本实用新型涉及一种智能化油水分离罐除油装置，属于污水处理技术领域。
【背景技术】
[0002]在生产国际化、全球化的趋势下，工业生产过程中的安全问题日益成为各行各业重点关注的对象。在钢铁、炼油、焦化、石化等工业生产过程中产生的含油污水若处理不当，油污长时间滞留在油水分离罐内，挥发出的油气积聚形成的油相空间极易遇明火而发生爆炸。在实际生产过程中，通常采用人工定期监控的传统方法，由于工作条件的限制，不能实现实时监控，发生突发情况时无法高效处理，对工业生产进程和工人的人身安全问题造成了严重影响。
[0003]目前，油水分离罐的处理方式多采用重力沉降法和旋流分离法。前者利用油水两相的密度差异在重力作用下分层，并通过沉降和过滤技术对罐内油污进行抽取，但此方式自动化程度低，流程较复杂；后者则通过离心分离技术将油水两相分离，成本低廉、结构简单，但分离效率较低，且不能分离液体中的固体悬浮物。
【实用新型内容】
[0004]为了克服现有油水分离罐除油方式存在的不足之处，本实用新型提供了一种智能化油水分离罐除油装置，能够智能识别油水分离罐中的油水气界面，高效排除油污，并对运行过程进行实时监控，保障生产的安全性。
[0005]本实用新型采用的技术方案是:
[0006]本实用新型包括油水识别模块、油水分离模块和油气界面检测模块，油水分离罐的罐顶和罐底之间安装有包含步进电机、齿轮、齿带、滑块和导轨的液面检测机构，液面检测机构与油水识别模块电连接，并与油水分离模块管路连接，油水分离罐顶部安装有油气界面检测模块，油面上方的油相空间的油水分离罐罐壁安装有温度传感器和气压传感器；油水识别模块、油气界面检测模块、液面检测机构、温度传感器和气压传感器均连接到控制器，油水分离模块经继电器连接到控制器。
[0007]所述的液面检测机构具体包括步进电机、齿轮、齿带、滑块以及竖直安装在油水分离罐罐顶和罐底之间的导轨，齿轮包括分别固定安装在油水分离罐罐顶的第一齿轮和油水分离罐罐底的第二齿轮，第一齿轮和第二齿轮之间连接有齿带，第一齿轮与步进电机同轴连接，滑块一端与齿带固定连接，滑块另一端套在导轨中，通过步进电机带动齿带运动进而带动滑块沿导轨上下移动;步进电机与控制器电连接；
[0008]滑块中部开有一道贯穿的水平通孔，滑块底面设有与水平通孔相通的倒锥形孔，倒锥形孔与油水分离模块连接，滑块水平通孔的侧方设有金属探头，金属探头固定连接到滑块上，金属探头经螺旋电缆与油水识别模块连接。
[0009]所述的油水识别模块包括电阻R2、电容Cl、灯LEDl、三极管Ql和三极管Q2，三极管Ql的基极依次经电阻R5和电阻Rl接地，三极管Ql的集电极依次经电阻R2和灯LEDl接电源正极，三极管Ql的发射极接地，电阻R5和电阻Rl之间引出作为金属探头的一端，金属探头的另一端连接到电源正极;三极管Q2的基极经电阻R4连接到三极管Ql的集电极，三极管Q2的发射极接地，三极管Q2的集电极依次经电阻R3和灯LED2接电源正极，电容Cl两端分别连接到三极管Q2的集电极和发射极并作为输出端。
[0010]所述的金属探头、滑块水平通孔下缘和倒锥形孔的上缘在同一水平面上。
[0011]所述的油水分离模块包括吸油口、吸油软管、排油口、排油阀、排油管道和吸油栗；吸油口的入口与滑块的倒锥形孔相连，吸油口经吸油软管和排油口连接，排油口依次经排油阀、排油管道后和吸油栗连接。
[0012]所述的油气界面检测模块采用分别检测油水分离罐罐顶相对油面距离的第一测距传感器和油水分离罐内径的第二测距传感器，第一测距传感器安置于油水分离罐罐顶内壁并水平放置;第二测距传感器安置于油水分离罐罐壁上部并竖直放置。
[0013]本实用新型的油水识别模块利用油水导电特性差异可自动识别油水分布，其金属探头固定于滑块;位于罐顶和罐壁上部的油气界面检测模块利用声波的全反射现象用以检测油面高度;油水分离模块主要由吸油口、吸油软管、排油口、排油阀、排油管道和吸油栗组成，其中吸油口固定于滑块正下方;滑块可通过步进电机和齿带沿导轨垂直移动。当检测到吸油口位于油中，控制器通过继电器打开排油阀和吸油栗；当检测到吸油口位于油相空间或水中，控制器通过继电器关闭排油阀和吸油栗。
[0014]本实用新型的有益效果是:
[0015]本实用新型利用油水导电特性的差异和声波全反射现象，能实现有效识别油水气界面，判断吸油口在油水中的分布位置，从而自动控制排油阀通断及吸油栗工作状态；同时利用高精度的温度、气压传感器对油水分离罐内温度和气压进行实时监控。
[0016]本实用新型油水分离高效，能够实时监控油水分离罐的运行状态，保障生产安全。
【附图说明】
[0017]图1是本实用新型实施例的结构图；
[0018]图2是本实用新型电气连接和机械连接的框图；
[0019]图3是滑块的剖视图和俯视图；
[0020]图4是油水识别模块的电路图。
[0021 ]图中:油水识别模块100，金属探头200，油气界面检测模块300，第一、第二测距传感器301、302，温度传感器400，气压传感器500，控制器600，继电器900，液面检测机构1000，步进电机1100，齿轮1200，第一、二齿轮1201、1202，齿带1300，滑块1400，导轨1500，螺旋电缆1600，油水分离模块1700，吸油口 1701，吸油软管1702，排油口 1703，排油阀1704，排油管道1705，吸油栗1706，罐顶1800，罐壁1900，罐底2000，油相空间2100，油面2200，油2300，水2400 ο
【具体实施方式】
[0022]结合图1至图4，对本实用新型技术方案进行详细说明:
[0023]如图1所示，本实用新型包括油水识别模块100、油水分离模块1700和油气界面检测模块300，油水分离罐内装有水2400和油2300，由于油水气密度差异，油2200位于水2400上层，油2200上层为油相空间2100，油水分离罐的罐顶1800和罐底2000之间安装有包含步进电机1100、齿轮1200、齿带1300、滑块1400和导轨1500的液面检测机构1000，液面检测机构1000与油水识别模块100电连接，并与油水分离模块1700管路连接，油水分离罐的罐顶1800安装有油气界面检测模块300，油面2200上方的油相空间2100的油水分离罐罐壁1900安装有温度传感器400和气压传感器500。如图2所示，油水识别模块100、油气界面检测模块300、液面检测机构1000、继电器900、温度传感器400和气压传感器500均连接到控制器600，油水分离模块1700经继电器900连接到控制器600。
[0024]液面检测机构1000具体包括步进电机1100、齿轮1200、齿带1300、滑块1400以及竖直安装在油水分离罐罐顶1800和罐底2000之间的导轨1500，齿轮1200包括分别固定安装在油水分离罐罐顶1800的第一齿轮1201和油水分离罐罐底2000的第二齿轮1202，第一齿轮1201和第二齿轮1202之间连接有齿带1300，第一齿轮1201与步进精度高、扭矩大的步进电机1100同轴连接，第二齿轮1202可沿轴心自由滚动，滑块1400—端与齿带1300固定连接，滑块1400另一端套在导轨1500中，通过步进电机1100带动齿带1300运动进而带动滑块1400沿导轨1500上下移动，步进电机1100连接到控制器600。
[0025]如图3所示，滑块1400中部开有一道贯穿的水平通孔，滑块1400底面设有与水平通孔相通的倒锥形孔，倒锥形孔与油水分离模块1700连接，滑块1400水平通孔的侧方设有金属探头200，金属探头200固定连接到滑块1400上，金属探头200经螺旋电缆1600与油水识别模块100连接。
[0026]螺旋电缆1600的上端穿出油水分离罐罐顶1800连接到油水识别模块100，下端穿过滑块1400与金属探头200连接。油水识别模块100置于油水分离罐外，与螺旋电缆1600电性连接，1600可自由伸缩，方便滑块1400上下移动。
[0027]如图4所示，油水识别模块100包括电阻R2、电容Cl、灯LEDl、三极管Ql和三极管Q2，三极管Ql的基极依次经电阻R5和电阻Rl接地，三极管Ql的集电极依次经电阻R2和灯LEDl接电源正极，三极管Ql的发射极接地，电阻R5和电阻Rl之间引出作为金属探头200的一端，金属探头200的另一端连接到电源正极;三极管Q2的基极经电阻R4连接到三极管Ql的集电极，三极管Q2的发射极接地，三极管Q2的集电极依次经电阻R3和灯LED2接电源正极，电容CI两端分别连接到三极管Q2的集电极和发射极并作为输出端。
[0028]金属探头200、滑块1400水平通孔下缘和倒锥形孔的上缘在同一水平面上。
[0029]油水分离模块1700包括吸油口1701、吸油软管1702、排油口 1703排油阀1704、排油管道1705和吸油栗1706;吸油口 1701的入口与滑块1400的倒锥形孔相连，吸油口 1701经吸油软管1702和排油口 1703连接，排油口 1703依次经排油阀1704、排油管道1705后和吸油栗1706连接，各元件的接口之间气密性良好。1704采用常闭电磁阀，不进行排油操作时，保持阻断状态。
[0030]油气界面检测模块300采用分别检测油水分离罐罐顶相对油面距离的第一测距传感器301和油水分离罐内径的第二测距传感器302，第一测距传感器301安置于油水分离罐罐顶1800内壁并水平放置;第二测距传感器302安置于油水分离罐罐壁1900上部并竖直放置。将距离和内径进行对照消除罐内温度、气压及密度等干扰因素对距离测量的干扰，从而得出油面2200相对罐底2000的实际距离。
[0031]油水分离模块1700的排油阀1704和吸油栗1706均与继电器900电连接，通过控制器600控制1704和1706的工作状态。
[0032]本实用新型的具体实施工作过程如下:
[0033]将油水分离罐静置使得罐内出现分层现象，从上往下依次为油相空间2100、油2300 和水2400。
[0034]通过油气界面检测模块300检测计算获得油面2200相对油水分离罐罐底2000的实际高度，第一测距传感器301测量其相对油面2200的测量高度，第二测距传感器302测量罐壁1900的测量内径，由此获得油面2200相对罐底2000的实际高度。
[0035]接着电机900通过齿带1300将滑块1400沿导轨1500移动到合适位置，使得金属探头200刚好浸没于液体中。根据油水识别模块100反馈的电平信息，控制滑块1400继续向上或者向下移动一定距离，再通过继电器900打开排油阀1704和吸油栗1706，利用油水分离模块1700进行排油操作。
[0036]由此，本实用新型利用了油水导电特性的差异和声波全反射现象，能有效识别油水气界面，自动实现油水分离，能实时监控油水分离罐的运行状态，保障生产安全。
[0037]以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制，本领域普通技术人员对本实用新型的技术方案所做的其他修改或者等同替换，只要不脱离本实用新型技术方案的精神和范围，均应涵盖在本实用新型的权利要求范围中。
【主权项】
1.一种智能化油水分离罐除油装置，其特征在于:包括安装在油水分离罐上的油水识别模块(100)、油水分离模块(1700)和油气界面检测模块(300)，油水分离罐的罐顶(1800)和底部之间安装有包含步进电机(I 100)、齿轮(1200)、齿带(1300)滑块(1400)和导轨(1500)的液面检测机构(1000)，液面检测机构(1000)与油水识别模块(100)电连接，并与油水分离模块(1700)管路连接，油水分离罐罐顶(1800)安装有油气界面检测模块(300)，油面(2200)上方的油相空间(2100)的油水分离罐罐壁(1900)安装有温度传感器(400)和气压传感器(500);油水识别模块(100)、油气界面检测模块(300)、液面检测机构(1000)、温度传感器(400)和气压传感器(500)均连接到控制器(600)，油水分离模块(1700)经继电器(900)连接到控制器(600)。2.根据权利要求1所述的一种智能化油水分离罐除油装置，其特征在于:所述的液面检测机构(1000)具体包括步进电机(I 100)、齿轮(1200)、齿带(1300)、滑块(1400)以及竖直安装在油水分离罐罐顶(1800)和罐底(2000)之间的导轨(1500)，齿轮(1200)包括分别固定安装在油水分离罐罐顶(1800)的第一齿轮(1201)和油水分离罐罐底(2000)的第二齿轮(1202)，第一齿轮(1201)和第二齿轮(1202)之间连接有齿带(1300)，第一齿轮(1201)与步进电机(1100)同轴连接，滑块(1400)—端与齿带(1300)固定连接，滑块(1400)另一端套在导轨(1500)中，通过步进电机(I 100)带动齿带(1300)运动进而带动滑块(1400)沿导轨(1500)上下移动;步进电机(1100)与控制器(600)电连接;滑块(1400)中部开有一道贯穿的水平通孔，滑块(1400)底面设有与水平通孔相通的倒锥形孔，倒锥形孔与油水分离模块(1700)连接，滑块(1400)水平通孔的侧方设有金属探头(200)，金属探头(200)固定连接到滑块(1400)上，金属探头(200)经螺旋电缆(1600)与油水识别模块(100)连接。3.根据权利要求2所述的一种智能化油水分离罐除油装置，其特征在于:所述的油水识别模块(100)包括电阻R2、电容Cl、灯LEDl、三极管Ql和三极管Q2，三极管Ql的基极依次经电阻R5和电阻Rl接地，三极管Ql的集电极依次经电阻R2和灯LEDl接电源正极，三极管Ql的发射极接地，电阻R5和电阻Rl之间引出作为金属探头(200)的一端，金属探头(200)的另一端连接到电源正极;三极管Q2的基极经电阻R4连接到三极管Ql的集电极，三极管Q2的发射极接地，三极管Q2的集电极依次经电阻R3和灯LED2接电源正极，电容CI两端分别连接到三极管Q2的集电极和发射极并作为输出端。4.根据权利要求2所述的一种智能化油水分离罐除油装置，其特征在于:所述的金属探头(200)、滑块(1400)水平通孔下缘和倒锥形孔的上缘在同一水平面上。5.根据权利要求2所述的一种智能化油水分离罐除油装置，其特征在于:所述的油水分离模块(1700)包括吸油口(1701)、吸油软管(1702)、排油口(1703)、排油阀(1704)、排油管道(1705)和吸油栗(1706);吸油口(I701)的入口与滑块(1400)的倒锥形孔相连，吸油口(1701)经吸油软管(1702)和排油口(1703)连接，排油口(1703)依次经排油阀(1704)、排油管道(1705)后和吸油栗(1706)连接。6.根据权利要求1所述的一种智能化油水分离罐除油装置，其特征在于:所述的油气界面检测模块(300)采用分别检测油水分离罐罐顶(1800)相对于油面(2200)距离的第一测距传感器(301)和油水分离罐内径的第二测距传感器(302)，第一测距传感器(301)安置于油水分离罐罐顶(1800)内壁并水平放置；第二测距传感器(302)安置于油水分离罐罐壁(1900)上部并竖直放置。
【文档编号】B01D17/032GK205627186SQ201620245290
【公开日】2016年10月12日
【申请日】2016年3月28日
【发明人】洪淼, 金浩哲
【申请人】浙江理工大学