專利名稱：柜式自動(dòng)加氯機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種柜式自動(dòng)加氯機(jī)，特別涉及一種按需要而準(zhǔn)確、線性地向液體中投加氣體的柜式自動(dòng)加氯機(jī)。
背景技術(shù)：
在人類社會(huì)的進(jìn)程中，水總是人類賴以生存的自然資源，也是萬物生命之源。但隨著工、農(nóng)業(yè)的現(xiàn)代迅速發(fā)展，不僅對(duì)水需求量日益增加，而且使生存環(huán)境受到破壞和污染，與此同時(shí)，人類的生活用水量也迅速增長，水質(zhì)要求越來越高。因此，水資源的綜合開發(fā)和合理利用幾乎成為一個(gè)永恒的主題，水處理行業(yè)急需自動(dòng)化、現(xiàn)代化以滿足水行業(yè)的極大需求，其水處理設(shè)備和自動(dòng)化設(shè)備已成為目前方興未艾的一個(gè)產(chǎn)業(yè)，以滿足人的生活需要。

發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型的目的在于提供一種柜式自動(dòng)加氯機(jī)，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制加氯設(shè)備具有準(zhǔn)確線性的投加和在不增加氣體投加量變換傳感器的前提下，具有氣體投加量實(shí)時(shí)采集、存貯、輸出功能以及控制器具有中、英文人機(jī)見面，以適應(yīng)國內(nèi)，外市場需要。
為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型提供一種柜式自動(dòng)加氯機(jī)，其特征在于，包括機(jī)柜；電動(dòng)執(zhí)行器，設(shè)置在所述機(jī)柜上，按相應(yīng)控制程序作相應(yīng)的運(yùn)動(dòng)；氣體投加器，設(shè)置在所述機(jī)柜中，包括有閥桿，所述氣體投加器一端連接到電動(dòng)執(zhí)行器，閥桿受電動(dòng)執(zhí)行器的推動(dòng)，而改變閥口開口的大?。徊顗赫{(diào)節(jié)器，設(shè)置在所述機(jī)柜中，所述差壓調(diào)節(jié)器一端連接到所述氣體投加器；兩塊真空壓力表，設(shè)置在所述機(jī)柜上，與所述差壓調(diào)節(jié)器聯(lián)通；
浮子氣體流量計(jì)，設(shè)置在所述機(jī)柜上，所述浮子氣體流量計(jì)一端連接到所述氣體投加器，另一端與所述差壓調(diào)節(jié)器聯(lián)通；控制器，設(shè)置在所述機(jī)柜上，所述控制器連接到所述電動(dòng)執(zhí)行器，給所述電動(dòng)執(zhí)行器發(fā)出控制指令。
控制器內(nèi)部設(shè)定的控制程序采用準(zhǔn)確的線性投加控制，其包含的控制算法數(shù)學(xué)模型包括以下表達(dá)式X=f-1(FvX)FvX=N·R2·[α-arcsin[(R-h/L·X)·sin(α)/R]]-R·(R-h/L·X)·sin[α-arcsin[(R-h/L·X)·sin(α)/R]]]]>式中Fvx——距閥芯零位(全關(guān)閉處)X處的V型槽開口面積[mm2]h——v型槽最大(距零位L處)深度[mm]L——v型槽槽長[mm]α——v型槽溝頂角半角[rad]R——閥芯半徑[mm]N——閥芯的槽數(shù)氣體投加量的數(shù)學(xué)表達(dá)式為Q=ρ·∫t1t2vvFvXdt]]>或Q=ρ·vv∫t1t2FvXdt]]>式中Fvx——t瞬刻氣體流經(jīng)閥口處的面積；(mm2)vv——?dú)怏w流經(jīng)閥口處的速度；(mm/s)t——?dú)怏w流經(jīng)閥口處的瞬時(shí)時(shí)刻；(s)ρ——?dú)怏w介質(zhì)的密度；(g/mm3)V型槽開口面積Fvx是距閥芯零位(閥口全關(guān)閉)處距離X的函數(shù)，即由上述數(shù)學(xué)模型控制算法來確定；開口面積的增量dFv是閥芯位移增量dX的函數(shù)，而dX是時(shí)間增量的dt的函數(shù)，即dX＝KdtK＝n電機(jī)·u·π·m·Z/60式中n電機(jī)——電機(jī)轉(zhuǎn)速；(r.p.m)；
u——電機(jī)至齒條齒輪的速比；m——齒條齒輪模數(shù)；(mm)z——齒條齒輪齒數(shù)。
所述機(jī)柜具有流線型體，由抗腐耐酸材質(zhì)制成，包括前上蓋板、前下蓋板以及前上面板。所述控制器上設(shè)置有操作界面。所述控制器同時(shí)還與機(jī)柜外部的在線檢測儀連接。所述在線檢測儀包括余氯檢測儀和流量計(jì)。所述電動(dòng)執(zhí)行器、兩塊真空壓力表、浮子氣體流量計(jì)以及控制器均設(shè)置在所述機(jī)柜的前上面板上。


圖1A是體現(xiàn)本技術(shù)設(shè)備的外形輪廓及外形尺寸圖一；圖1B是體現(xiàn)本技術(shù)設(shè)備的外形輪廓及外形尺寸圖二；圖2是體現(xiàn)本技術(shù)設(shè)備控制器的前面板外形和按鍵布局及按鍵圖；圖3是描繪構(gòu)成柜式自動(dòng)氯機(jī)的部組件間關(guān)系結(jié)構(gòu)簡圖。
具體實(shí)施方式
如圖1A至圖3所示，本實(shí)用新型提供一種柜式自動(dòng)加氯機(jī)，包括機(jī)柜1，具有流線型體，由抗腐耐酸材質(zhì)制成，包括前上蓋板、前下蓋板以及前上面板；電動(dòng)執(zhí)行器2，設(shè)置在所述機(jī)柜1的前上面板上，按相應(yīng)控制程序作相應(yīng)的運(yùn)動(dòng)(在下文中說明)；氣體投加器3，設(shè)置在所述機(jī)柜1中，包括有閥桿，所述氣體投加器3一端連接到電動(dòng)執(zhí)行器2，閥桿受電動(dòng)執(zhí)行器2的推動(dòng)，而改變閥口開口的大??；差壓調(diào)節(jié)器4，設(shè)置在所述機(jī)柜1中，所述差壓調(diào)節(jié)器4一端連接到所述氣體投加器3；兩塊真空壓力表5，設(shè)置在所述機(jī)柜1的前上面板上，與所述差壓調(diào)節(jié)器4聯(lián)通；浮子氣體流量計(jì)6，設(shè)置在所述機(jī)柜1的前上面板上，所述浮子氣體流量計(jì)6一端連接到所述氣體投加器3，另一端與所述差壓調(diào)節(jié)器4聯(lián)通；控制器7，設(shè)置在所述機(jī)柜1的前上面板上，所述控制器7連接到所述電動(dòng)執(zhí)行器2，用以給所述電動(dòng)執(zhí)行器2發(fā)出控制指令，所述控制器7同時(shí)還與機(jī)柜1外部的在線檢測儀連接，在線檢測儀包括余氯檢測儀和流量計(jì)(圖中未示)，控制器7上設(shè)置有操作界面。
所述控制器7有三路輸入信號(hào)和兩路輸出信號(hào)，其中輸入信號(hào)一路是來自被監(jiān)控水質(zhì)的在線余氯檢測儀，4mA到20mA；一路是來自給水監(jiān)控其流量的在線流量檢測儀流量計(jì)，4mA到20mA；一路是來自描繪電動(dòng)執(zhí)行器2使氣體投加器3閥口開口的面積，即氣體投加量的反饋信號(hào)。
輸出信號(hào)一路是由控制器根據(jù)上述三路輸入信號(hào)和相應(yīng)控制程序，向電動(dòng)執(zhí)行器發(fā)出使投加器閥口開口面積到要求的信號(hào)；一路為mA輸出，為外接儀表提供4mA到20mA標(biāo)準(zhǔn)模擬信號(hào)。
柜式自動(dòng)加氯機(jī)的控制器7其內(nèi)部設(shè)定的控制程序采用準(zhǔn)確的線性投加控制，其中，氣體的投加量按氣體投加器3的閥口開口面積大小進(jìn)行控制，而不是按閥芯的位移來控制，控制器7的控制程序所包含的控制算法數(shù)學(xué)模型包括以下表達(dá)式X=f-1(FvX)FvX=N·R2·[α-arcsin[(R-h/L·X)·sin(α)/R]]-R·(R-h/L·X)·sin[α-arcsin[(R-h/L·X)·sin(α)/R]]]]>式中Fvx——距閥芯零位(全關(guān)閉處)X處的V型槽開口面積[mm2]h——v型槽最大(距零位L處)深度[mm]L——v型槽槽長[mm]α——v型槽溝頂角半角[rad]R——閥芯半徑[mm]N——閥芯的槽數(shù)氣體投加量的數(shù)學(xué)表達(dá)式為Q=ρ·∫t1t2vvFvXdt]]>其中，由于vv為常量，所以上述也可以寫成Q=ρ·vv∫t1t2FvXdt]]>式中Fvx——t瞬刻氣體流經(jīng)閥口處的面積；(mm2)vv——?dú)怏w流經(jīng)閥口處的速度；(mm/s)t——?dú)怏w流經(jīng)閥口處的瞬時(shí)時(shí)刻；(s)
ρ——?dú)怏w介質(zhì)的密度。(g/mm3)V型槽開口面積Fvx是距閥芯零位(閥口全關(guān)閉)處距離X的函數(shù)，即由上述數(shù)學(xué)模型控制算法來確定。
開口面積的增量dFv是閥芯位移增量dX的函數(shù)，而dX是時(shí)間增量的dt的函數(shù)，即dX＝KdtK＝n電機(jī)·u·π·m·Z/60式中n電機(jī)——電機(jī)轉(zhuǎn)速；(r.p.m)；u——電機(jī)至齒條齒輪的速比；m——齒條齒輪模數(shù)；(mm)z——齒條齒輪齒數(shù)。
本實(shí)用新型的柜式自動(dòng)加氯機(jī)工作過程的描述柜式自動(dòng)加氯機(jī)的控制器，根據(jù)在線檢測儀，即余氯檢測儀和流量計(jì)的檢測信號(hào)實(shí)際值與設(shè)定值的差值，其中余氯值、流量信號(hào)4mA到20mA，向電動(dòng)執(zhí)行器發(fā)出指令，使其按相應(yīng)控制程序作相應(yīng)的運(yùn)動(dòng)，進(jìn)而推動(dòng)投加器的閥桿，改變閥口開口的大小即改變氯氣體的投加量，從而使水中的余氯值，逐漸調(diào)節(jié)到要求值或設(shè)定值。
本實(shí)用新型的柜式自動(dòng)加氯機(jī)具有以下控制功能根據(jù)水中的余氯值與要求值的偏差，自動(dòng)增、減投加量，直到偏差小于允許值；根據(jù)水的流量的變化，準(zhǔn)確線性比例增、減氯氣投加量；既根據(jù)余氯值的變化，又同時(shí)根據(jù)流量的變化，進(jìn)行復(fù)合環(huán)路控制，直到余氯值達(dá)到要求和余氯、流量雙信號(hào)饋前控制功能。
權(quán)利要求1.一種柜式自動(dòng)加氯機(jī)，其特征在于，包括機(jī)柜；電動(dòng)執(zhí)行器，設(shè)置在所述機(jī)柜上，按相應(yīng)控制程序作相應(yīng)的運(yùn)動(dòng)；氣體投加器，設(shè)置在所述機(jī)柜中，包括有閥桿，所述氣體投加器一端連接到電動(dòng)執(zhí)行器，閥桿受電動(dòng)執(zhí)行器的推動(dòng)，而改變閥口開口的大??；差壓調(diào)節(jié)器，設(shè)置在所述機(jī)柜中，所述差壓調(diào)節(jié)器一端連接到所述氣體投加器；兩塊真空壓力表，設(shè)置在所述機(jī)柜上，與所述差壓調(diào)節(jié)器聯(lián)通；浮子氣體流量計(jì)，設(shè)置在所述機(jī)柜上，所述浮子氣體流量計(jì)一端連接到所述氣體投加器，另一端與所述差壓調(diào)節(jié)器聯(lián)通；控制器，設(shè)置在所述機(jī)柜上，所述控制器連接到所述電動(dòng)執(zhí)行器，給所述電動(dòng)執(zhí)行器發(fā)出控制指令。
2.如權(quán)利要求1所述的柜式自動(dòng)加氯機(jī)，其特征在于控制器內(nèi)部設(shè)定的控制程序采用準(zhǔn)確的線性投加控制，其包含的控制算法數(shù)學(xué)模型包括以下表達(dá)式X=f-1(FvX)FvX=N·R2·[α-arcsin[(R-hL·X)·sin(α)R]]-R·(R-hL·X)·sin[α-arcsin[(R-hL·X)·sin(α)R]]]]>式中Fvx——距閥芯零位(全關(guān)閉處)X處的V型槽開口面積[mm2]h——v型槽最大(距零位L處)深度[mm]L——v型槽槽長[mm]α——v型槽溝頂角半角[rad]R——閥芯半徑[mm]N——閥芯的槽數(shù)
3.如權(quán)利要求1所述的柜式自動(dòng)加氯機(jī)，其特征在于氣體投加量的數(shù)學(xué)表達(dá)式為Q=ρ·∫12vvFvXdt]]>或Q=ρ·vv∫12FvXdt]]>式中Fvx——t瞬刻氣體流經(jīng)閥口處的面積；(mm2)vv——?dú)怏w流經(jīng)閥口處的速度；(mm/s)t——?dú)怏w流經(jīng)閥口處的瞬時(shí)時(shí)刻；(s)ρ——?dú)怏w介質(zhì)的密度；(g/mm3)V型槽開口面積Fvx是距閥芯零位(閥口全關(guān)閉)處距離X的函數(shù)，即由上述數(shù)學(xué)模型控制算法來確定；開口面積的增量dFv是閥芯位移增量dX的函數(shù)，而dX是時(shí)間增量的dt的函數(shù)，即dX＝KdtK＝n電機(jī)·u·π·m·Z/60式中n電機(jī)——電機(jī)轉(zhuǎn)速；(r.p.m)；u——電機(jī)至齒條齒輪的速比；m——齒條齒輪模數(shù)；(mm)z——齒條齒輪齒數(shù)。
4.如權(quán)利要求1所述的柜式自動(dòng)加氯機(jī)，其特征在于所述機(jī)柜具有流線型體，由抗腐耐酸材質(zhì)制成，包括前上蓋板、前下蓋板以及前上面板。
5.如權(quán)利要求1所述的柜式自動(dòng)加氯機(jī)，其特征在于所述控制器上設(shè)置有操作界面。
6.如權(quán)利要求1所述的柜式自動(dòng)加氯機(jī)，其特征在于所述控制器同時(shí)還與機(jī)柜外部的在線檢測儀連接。
7.如權(quán)利要求6所述的柜式自動(dòng)加氯機(jī)，其特征在于所述在線檢測儀包括余氯檢測儀和流量計(jì)。
8.如權(quán)利要求1所述的柜式自動(dòng)加氯機(jī)，其特征在于所述電動(dòng)執(zhí)行器、兩塊真空壓力表、浮子氣體流量計(jì)以及控制器均設(shè)置在所述機(jī)柜的前上面板上。
專利摘要一種用于向水中自動(dòng)、準(zhǔn)備投加氯氣的加氯設(shè)備，包括機(jī)柜；電動(dòng)執(zhí)行器，按相應(yīng)控制程序作相應(yīng)的運(yùn)動(dòng)；氣體投加器，包括有閥桿，所述氣體投加器一端連接到電動(dòng)執(zhí)行器，閥桿受電動(dòng)執(zhí)行器的推動(dòng)，而改變閥口開口的大小；差壓調(diào)節(jié)器，所述差壓調(diào)節(jié)器一端連接到所述氣體投加器；兩塊真空壓力表，與所述差壓調(diào)節(jié)器聯(lián)通；浮子氣體流量計(jì)，所述浮子氣體流量計(jì)一端連接到所述氣體投加器，另一端與所述差壓調(diào)節(jié)器聯(lián)通；控制器，所述控制器連接到所述電動(dòng)執(zhí)行器，給所述電動(dòng)執(zhí)行器發(fā)出控制指令。它根據(jù)在線檢測儀的反饋的信號(hào)來完成自動(dòng)投加所需的氣體量。
文檔編號(hào)C02F1/50GK2804076SQ0325300
公開日2006年8月9日 申請(qǐng)日期2003年9月27日 優(yōu)先權(quán)日2003年9月27日
發(fā)明者劉福永, 周文祿, 范又功, 賀平 申請(qǐng)人:北京安國水道自控工程技術(shù)有限公司