專利名稱：用于城市污水處理自動控制系統(tǒng)的超聲波液位測量裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型屬于污水處理技術領域，具體地說，尤其涉及用于城市污水處理自動
控制系統(tǒng)的超聲波液位測量裝置。
背景技術：
我國是一個干旱缺水嚴重的國家。淡水資源總量為28000億立方米，占全球水資 源的6%，僅次于巴西、俄羅斯和加拿大，居世界第四位，但人均只有2200立方米，僅為世界 平均水平的1/4、美國的1/5，在世界上名列121位，是全球13個人均水資源最貧乏的國家之一。 隨著我國城鎮(zhèn)城市化發(fā)展進程的加快，城市用水量不斷增大，城市缺水問題日趨 嚴重，而城市污水的大量排放，嚴重的水污染不僅降低了水體的使用功能，進一步加 劇了水 資源短缺的矛盾，對我國正在實施的可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略帶來了嚴重影響，而且還嚴重威脅到 城市居民的飲水安全和人民群眾的健康。因此，污水處理是防治水環(huán)境污染的重要技術措 施，是促進經濟與環(huán)境的協(xié)調發(fā)展、提高水資源利用率、確保我國經濟可持續(xù)發(fā)展具有重要 意義的事情。 然而，由于我國城市污水排放的復雜性，進入前池的污水含有大量的泥漿與飄浮 污物，形成厚度約100mm左右的污物飄浮覆蓋層，而污物飄浮覆蓋層又隨著進入前池的大 量污水流動在池面產生波動，導致目前的超聲波液位檢測探頭對污水池液位變化參數檢測 的數據與實際液位情況不符，即不具有真實性。前池液位檢測的可靠性差，使得前池污水 提升泵不能根據污水液位的變化實行自動控制調節(jié)，而被迫采用人工監(jiān)控操作，使本可以 根據前池污水液位高低變化進行自動控制污水提升泵運行的系統(tǒng)，不能有效發(fā)揮作用。不 僅浪費了設備系統(tǒng)的技術資源，給操作人員和管理部門帶來較大的體能、精神負擔，降低了 引進技術設備的使用效率，而且大大增加了企業(yè)的能源消耗，增大運行費用、降低了經營效 益。更重要的是給系統(tǒng)的運行安全帶來潛在隱患，一旦人工監(jiān)控發(fā)生失誤，將造成污水外溢 的嚴重事故。因此，為確保前池污水提升泵系統(tǒng)的運行安全，有效降低能耗和運行費用、提 高經營效益，解決前池液位測量不可靠的技術難題，盡快實現(xiàn)污水提升泵變頻節(jié)能自控運 行是十分必要的。
實用新型內容本實用新型所要解決的技術問題在于提供一種用于城市污水處理自動控制系統(tǒng) 的超聲波液位測量裝置，以確保液位檢測的可靠性。 本實用新型的技術方案如下一種用于城市污水處理自動控制系統(tǒng)的超聲波液位 測量裝置，包括安裝平臺和超聲波探頭，其關鍵在于在所述安裝平臺上安裝巻揚牽引機 構，該巻揚牽引機構上引出的鋼絲繩與伸縮測量筒連接，所述巻揚牽引機構通過鋼絲繩控 制伸縮測量筒伸縮，所述伸縮測量筒的頂部固定于安裝平臺上，在伸縮測量筒上端的內部 安裝超聲波探頭。[0007] 采用以上技術方案，巻揚牽引機構通過鋼絲繩可控制伸縮測量筒伸長，使伸縮測 量筒的下端伸入到污水處理廠前池的液面下，伸縮測量筒內的液面與前池的液面平齊，但 前池液面上漂浮的污物覆蓋層被屏蔽在伸縮測量筒的外面，同時，前池液面的波動不會影 響伸縮測量筒的液面，這樣保證了伸縮測量筒內檢測液面的平穩(wěn)，確保了通過超聲波探頭 測量液位的準確性和可靠性。巻揚牽引機構通過鋼絲繩還可以控制伸縮測量筒縮短，使伸 縮測量筒的下端脫離前池液面，以方便進行檢查、清洗和維護。 上述伸縮測量筒由濾錐體和至少3節(jié)筒體構成，其中下面一節(jié)筒體活套在與之相 鄰的上面一節(jié)筒體上，由兩筒體相鄰端設置的鍥口法蘭限位，最上面的一節(jié)筒體固定在安 裝平臺上，在最下面一節(jié)筒體的底部安裝濾錐體，該濾錐體上大下小，并且濾錐體和從上面 往下數第二節(jié)筒體的表面均分布有通孔。以上結構簡單可靠、拆裝方便，并且伸縮靈活。 上述濾錐體通過快裝法蘭與最下面的一節(jié)筒體連接，該濾錐體的底面向上凸起， 形成小錐體，該小錐體與濾錐體的夾角處設有縫隙。濾錐體拆裝快捷、容易，并且能減少污 泥在其內部沉積。 上述巻揚牽引機構由電動機、減速器和滾筒構成，其中電動機的輸出軸與減速器 的輸入端連接，減速器的輸出端與滾筒內的中心軸連接，在滾筒上繞套有兩根鋼絲繩，這兩 根鋼絲繩分別穿過最下面一節(jié)筒體底部相對側的套環(huán)，引入伸縮測量筒內，并固定在最上 面一節(jié)筒體底端的內壁上。電動機正反運轉可通過減速器帶動滾筒旋轉，使鋼絲繩上拉或 下放伸縮測量筒的最下面一節(jié)筒體，以實現(xiàn)伸縮測量筒的縮短或伸長；通過兩根鋼絲繩作 用于伸縮測量筒上，可以確保伸縮測量筒伸縮的穩(wěn)定性和可靠性。 為了防止鋼絲繩在水平面內左右晃動，上述每根根鋼絲繩配備有兩個水平導向輪，
這兩個水平導向輪相互錯位，并分居在對應鋼絲繩的兩側，該鋼絲繩從水平導向輪上繞過。 為了防止鋼絲繩在垂直面內左右晃動，上述每根根鋼絲繩還配備有一個垂直導向 輪，鋼絲繩從垂直導向輪上繞過。 本實用新型的有益效果是 1、利用流體工程學液體水的粘滯性和液層間內摩擦力及氣動阻尼機理，通過伸縮 測量筒的機械和物理作用，有效屏蔽污物漂浮覆蓋層對超聲波探頭波束反射的影響，確保 反射波束是污水的真實液面。 2、能有效消除前池污水液面較大波動的影響，保持超聲波探頭檢測污水液面的穩(wěn) 定，保證了測量的準確性和可靠性。 3、確保裝置外部不被污水池污水腐蝕，性能可靠，使用壽命長。 4、結構簡單，有利于正常的檢查、清洗、拆裝和維護。
圖1為本實用新型的結構示意圖。 圖2為本實用新型中伸縮測量筒的結構以及伸縮測量筒與鋼絲繩的連接圖。 圖3為本實用新型中巻揚牽引機構以及水平、垂直導向輪的布置示意圖。
具體實施方式
以下結合附圖和實施例對本實用新型作進一步說明[0022] 如圖1、圖2和圖3所示，安裝平臺1設置在污水處理廠污水前池的上方，在安裝平 臺1上安裝巻揚牽引機構，該巻揚牽引機構由電動機5、減速器6和滾筒7構成，其中電動機 5的輸出軸與減速器6的輸入端連接，減速器6的輸出端與滾筒7內的中心軸連接，在滾筒 7上繞套有兩根鋼絲繩3，這兩根鋼絲繩均與伸縮測量筒4連接。所述伸縮測量筒4由濾錐 體4b和至少3節(jié)筒體4a構成，筒體4a的節(jié)數根據實際需要確定，本實施例中筒體4a為5 節(jié)。其中下面一節(jié)筒體活套在與之相鄰的上面一節(jié)筒體上，由兩筒體相鄰端設置的鍥口法 蘭限位，最上面的一節(jié)筒體4a固定在安裝平臺1上，該最上面一節(jié)筒體4a頂端的內部安裝 超聲波探頭2。在最下面一節(jié)筒體4a的底部安裝濾錐體4b，該濾錐體4b上大下小，并且濾 錐體4b和從上面往下數第二節(jié)筒體4a的表面均分布有若干個通孔，第二節(jié)筒體4a的通孔 總面積大于濾錐體4b上的通孔總面積。 從圖1、圖2中可知，濾錐體4b通過快裝法蘭與最下面的一節(jié)筒體4a連接，該濾錐 體4b的底面向上凸起，形成小錐體，該小錐體與濾錐體4b的夾角處設有縫隙。所述兩根鋼 絲繩3分別穿過最下面一節(jié)筒體4a底部相對側的套環(huán)，引入伸縮測量筒4內，并固定在最 上面一節(jié)筒體4a底端的內壁上，在中間各筒體4a的內、外壁上也設置有套環(huán)，鋼絲繩從該 套環(huán)中穿過。 從圖1、圖2中進一步可知，所述每根根鋼絲繩3配備有兩個水平導向輪8和一個 垂直導向輪9，各導向輪均安裝在安裝平臺l上。所述兩個水平導向輪8相互錯位，并分居 在對應鋼絲繩3的兩側，該鋼絲繩3從水平導向輪8上繞過后，再從垂直導向輪9上繞過。 水平導向輪8和垂直導向輪9結合，防止鋼絲繩3發(fā)生晃動。同時，在水平導向輪8的旁邊 還設置有張緊機構，鋼絲繩3從該張緊機構中穿過，通過張緊機構的作用，可以確保鋼絲繩 3保持張緊。 本實用新型的工作原理如下 電動機5正向運轉，并通過減速器6帶動滾筒7正向旋轉，使鋼絲繩3下放伸縮測 量筒4的最下面一節(jié)筒體，在重力的作用下，縮測量筒4向下伸長，伸縮測量筒4的下端伸 入到污水處理廠前池的液面下，伸縮測量筒4內的液面與前池的液面平齊，但前池液面上 漂浮的污物覆蓋層被屏蔽在伸縮測量筒4的外面，同時，前池液面的波動不會影響伸縮測 量筒4的液面，這樣保證了伸縮測量筒4內檢測液面的平穩(wěn)，確保了通過超聲波探頭測量液 位的準確性和可靠性。 電動機5反向運轉，并通過減速器6帶動滾筒7反向旋轉，使鋼絲繩3上拉伸縮測 量筒4的最下面一節(jié)筒體，縮測量筒4向上縮短，使伸縮測量筒4的下端脫離前池液面，以 方便進行檢查、清洗和維護。
權利要求一種用于城市污水處理自動控制系統(tǒng)的超聲波液位測量裝置，包括安裝平臺(1)和超聲波探頭(2)，其特征在于在所述安裝平臺(1)上安裝卷揚牽引機構，該卷揚牽引機構上引出的鋼絲繩(3)與伸縮測量筒(4)連接，所述卷揚牽引機構通過鋼絲繩(3)控制伸縮測量筒(4)伸縮，所述伸縮測量筒(4)的頂部固定于安裝平臺(1)上，在伸縮測量筒(4)上端的內部安裝超聲波探頭(2)。
2. 根據權利要求1所述的用于城市污水處理自動控制系統(tǒng)的超聲波液位測量裝置，其 特征在于所述伸縮測量筒(4)由濾錐體(4b)和至少3節(jié)筒體(4a)構成，其中下面一節(jié)筒 體活套在與之相鄰的上面一節(jié)筒體上，由兩筒體相鄰端設置的鍥口法蘭限位，最上面的一 節(jié)筒體(4a)固定在安裝平臺(1)上，在最下面一節(jié)筒體(4a)的底部安裝濾錐體(4b)，該濾 錐體(4b)上大下小，并且濾錐體(4b)和從上面往下數第二節(jié)筒體(4a)的表面均分布有通 孔。
3. 根據權利要求2所述的用于城市污水處理自動控制系統(tǒng)的超聲波液位測量裝置，其 特征在于所述濾錐體(4b)通過快裝法蘭與最下面的一節(jié)筒體(4a)連接，該濾錐體(4b) 的底面向上凸起，形成小錐體，該小錐體與濾錐體(4b)的夾角處設有縫隙。
4. 根據權利要求2所述的用于城市污水處理自動控制系統(tǒng)的超聲波液位測量裝置，其 特征在于所述巻揚牽引機構由電動機(5)、減速器(6)和滾筒(7)構成，其中電動機(5)的 輸出軸與減速器(6)的輸入端連接，減速器(6)的輸出端與滾筒(7)內的中心軸連接，在滾 筒(7)上繞套有兩根鋼絲繩(3)，這兩根鋼絲繩(3)分別穿過最下面一節(jié)筒體(4a)底部相 對側的套環(huán)，引入伸縮測量筒(4)內，并固定在最上面一節(jié)筒體(4a)底端的內壁上。
5. 根據權利要求4所述的用于城市污水處理自動控制系統(tǒng)的超聲波液位測量裝置，其 特征在于所述每根根鋼絲繩(3)配備有兩個水平導向輪(8)，這兩個水平導向輪(8)相互 錯位，并分居在對應鋼絲繩(3)的兩側，該鋼絲繩(3)從水平導向輪(8)上繞過。
6. 根據權利要求4或5所述的用于城市污水處理自動控制系統(tǒng)的超聲波液位測量裝 置，其特征在于所述每根根鋼絲繩(3)還配備有一個垂直導向輪(9)，鋼絲繩(3)從垂直 導向輪(9)上繞過。
專利摘要一種用于城市污水處理自動控制系統(tǒng)的超聲波液位測量裝置，包括安裝平臺(1)和超聲波探頭(2)，在所述安裝平臺(1)上安裝卷揚牽引機構，該卷揚牽引機構上引出的鋼絲繩(3)與伸縮測量筒(4)連接，所述卷揚牽引機構通過鋼絲繩(3)控制伸縮測量筒(4)伸縮，所述伸縮測量筒(4)的頂部固定于安裝平臺(1)上，在伸縮測量筒(4)上端的內部安裝超聲波探頭(2)。本實用新型有效屏蔽了污物漂浮覆蓋層對超聲波探頭波束反射的影響，并消除了前池污水液面較大波動的影響，確保反射波束是污水的真實液面，保證了測量的準確性和可靠性。同時，本實用新型性能可靠，使用壽命長；結構簡單，有利于正常的檢查、清洗、拆裝和維護。
文檔編號G01F23/296GK201463987SQ20092012877
公開日2010年5月12日 申請日期2009年9月8日 優(yōu)先權日2009年9月8日
發(fā)明者劉華 申請人:重慶凱萊科技發(fā)展有限公司