公布日：2023.12.22
申請日：2023.06.05
分類號：B01F29/83(2022.01)I;B01F29/85(2022.01)I;B01F31/40(2022.01)I
摘要
本發(fā)明提供了一種污泥攪拌裝置及控制方法，包括支架組件；第一驅(qū)動組件，設(shè)置于支架組件上，第一驅(qū)動組件的輸出端連接有主動轉(zhuǎn)動輪；滾筒，底部設(shè)置有與主動轉(zhuǎn)動輪嚙合傳動的從動轉(zhuǎn)動輪，滾筒能夠隨從動轉(zhuǎn)動輪轉(zhuǎn)動；第二驅(qū)動組件、第三驅(qū)動組件和攪拌器組件，第二驅(qū)動組件設(shè)置于支架組件上，第三驅(qū)動組件和攪拌器組件均連接于第二驅(qū)動組件，第二驅(qū)動組件驅(qū)動第三驅(qū)動組件和攪拌器組件沿直線往復(fù)運動；攪拌器組件連接于第三驅(qū)動組件的輸出端，第三驅(qū)動組件驅(qū)動攪拌器組件升降運動；滾筒的頂部設(shè)置有預(yù)定路徑螺旋孔，滾筒轉(zhuǎn)動時，攪拌器組件沿支架組件滑動的同時沿預(yù)定路徑螺旋孔運動，第一驅(qū)動組件、第二驅(qū)動組件和第三驅(qū)動組件均連接于控制系統(tǒng)。
權(quán)利要求書
1.一種污泥攪拌裝置，其特征在于，包括：支架組件(1)；第一驅(qū)動組件(2)，其設(shè)置于所述支架組件(1)上，所述第一驅(qū)動組件(2)的輸出端連接有主動轉(zhuǎn)動輪(6)；滾筒(3)，其底部設(shè)置有與所述主動轉(zhuǎn)動輪(6)嚙合傳動的從動轉(zhuǎn)動輪(7)，所述滾筒(3)能夠隨所述從動轉(zhuǎn)動輪(7)轉(zhuǎn)動，所述滾筒(3)上設(shè)置有污泥進口；第二驅(qū)動組件(4)、第三驅(qū)動組件(9)和攪拌器組件(5)，所述第二驅(qū)動組件(4)設(shè)置于支架組件(1)上，所述第三驅(qū)動組件(9)和所述攪拌器組件(5)均連接于所述第二驅(qū)動組件(4)，所述第二驅(qū)動組件(4)驅(qū)動所述第三驅(qū)動組件(9)和所述攪拌器組件(5)沿直線往復(fù)運動；所述攪拌器組件(5)連接于所述第三驅(qū)動組件(9)的輸出端，所述第三驅(qū)動組件(9)驅(qū)動所述攪拌器組件(5)升降運動；所述滾筒(3)的頂部設(shè)置有預(yù)定路徑螺旋孔(100)，所述滾筒(3)轉(zhuǎn)動時，所述攪拌器組件(5)沿所述支架組件(1)滑動的同時沿預(yù)定路徑螺旋孔(100)運動；控制系統(tǒng)，所述第一驅(qū)動組件(2)、所述第二驅(qū)動組件(4)和所述第三驅(qū)動組件(9)均連接于所述控制系統(tǒng)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的污泥攪拌裝置，其特征在于，所述控制系統(tǒng)包括輸入模塊、輸出模塊和控制器，所述輸入模塊包括均連接于所述控制器的第一編碼器、第二編碼器、行程開關(guān)和顯示屏；所述第一編碼器用于測試攪拌器組件(5)的相對于所述支架組件(1)運動的直線速度及當前位置；所述第二編碼器用于測試滾筒(3)旋轉(zhuǎn)角度和角速度；所述支架組件(1)上安裝所述行程開關(guān)，所述行程開關(guān)用于控制所述攪拌器組件(5)相對于所述支架組件(1)直線運動；所述顯示屏用于人機交互；所述輸出模塊包括：均電連接于所述控制器的第一變頻器、第二變頻器和第三變頻器；所述第一變頻器用于控制所述第一驅(qū)動組件(2)工作，所述第二變頻器用于控制第二驅(qū)動組件(4)，所述第三變頻器控制所述第三驅(qū)動組件(9)工作。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的污泥攪拌裝置，其特征在于，所述從動轉(zhuǎn)動輪(7)設(shè)置于所述滾筒(3)的側(cè)壁的底部。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的污泥攪拌裝置，其特征在于，所述第三驅(qū)動組件(9)包括：支撐座(91)，其滑動設(shè)置于所述第二驅(qū)動組件(4)上；蝸輪蝸桿電機(92)，其設(shè)置于所述支撐座(91)上，所述蝸輪蝸桿電機(92)的輸出端連接于所述攪拌器組件(5)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的污泥攪拌裝置，其特征在于，所述攪拌器組件(5)包括：攪拌棒(51)，其一端與所述蝸輪蝸桿電機(92)的輸出端嚙合傳動，以升降運動，所述攪拌器的另一端伸入所述滾筒(3)內(nèi)；螺旋槳葉片(52)，其設(shè)置于所述攪拌棒(51)伸入所述滾筒(3)的一端，所述攪拌棒(51)旋轉(zhuǎn)以帶動所述螺旋槳葉片(52)攪拌所述滾筒(3)內(nèi)的污泥。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的污泥攪拌裝置，其特征在于，所述第一驅(qū)動組件(2)包括：驅(qū)動電機座(21)，其設(shè)置于支架組件(1)上；第一減速電機(22)，其設(shè)置于所述驅(qū)動電機座(21)上，所述第一減速電機(22)的輸出端連接于所述主動轉(zhuǎn)動輪(6)。
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的污泥攪拌裝置，其特征在于，所述第二驅(qū)動組件(4)組件包括：第二驅(qū)動電機(41)，其設(shè)置于所述支架組件(1)上；絲桿(42)，其連接于所述第二驅(qū)動電機(41)的輸出端，且轉(zhuǎn)動設(shè)置于所述支架組件(1)上；移動塊(43)，其與所述絲桿(42)轉(zhuǎn)動連接，所述支撐座(91)連接所述移動塊(43)，所述移動塊(43)帶動所述支撐座(91)沿所述絲桿(42)移動。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的污泥攪拌裝置，其特征在于，所述污泥攪拌裝置還包括：輔助轉(zhuǎn)動支架(81)，其設(shè)置于所述支架組件(1)上，且位于所述從動轉(zhuǎn)動輪(7)的下方；輔助轉(zhuǎn)動輪(82)，其設(shè)置于所述輔助轉(zhuǎn)動支架(81)上，所述輔助轉(zhuǎn)動輪(82)的軸向沿所述從動轉(zhuǎn)動輪(7)的徑向設(shè)置，所述輔助轉(zhuǎn)動輪(82)支撐所述滾筒(3)轉(zhuǎn)動。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的污泥攪拌裝置，其特征在于，所述預(yù)定路徑螺旋孔(100)的路徑曲線為：
其中，R為t時刻螺旋路線的半徑；V為攪拌棒(51)沿所述支架組件(1)移動的速度；t為滾筒(3)旋轉(zhuǎn)一周的時間；θ為滾筒(3)旋轉(zhuǎn)的角度；d為攪拌棒(51)底部的螺旋槳葉片(52)的最大直徑。
10.一種污泥攪拌裝置控制方法，其特征在于，用于控制權(quán)利要求2-9任一項所述的污泥攪拌裝置工作，其包括：S1.將預(yù)定比例的污泥與調(diào)理劑經(jīng)污泥入口放入滾筒(3)，此時攪拌器組件(5)位于所述滾筒(3)的正中間位置；S2.第三變頻器控制所述第三驅(qū)動組件(9)工作，第一編碼器將速度信號傳輸至控制器，第二編碼器將角度信號傳輸至所述控制器；S3.控制器根據(jù)所接收的信號計算分析出此刻所述攪拌器組件(5)的所述預(yù)定路徑螺旋孔(100)半徑R，并將該信號轉(zhuǎn)化成控制信號，分別經(jīng)第一變頻器傳送至第一驅(qū)動組件(2)，第二變頻器傳送至第二驅(qū)動組件(4)工作，實現(xiàn)攪拌器組件(5)的運動；S4.所述攪拌器組件(5)和滾筒(3)運動至控制系統(tǒng)的行程開關(guān)后，所述第二驅(qū)動組件(4)驅(qū)動所述攪拌器組件(5)相對于所述支架組件(1)反向移動；S5.完成攪拌，攪拌器組件(5)回至初始位置，停止工作。
發(fā)明內(nèi)容
針對現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，本發(fā)明的目的在于提供一種螺旋行走路線的污泥攪拌裝置，以提高滾筒內(nèi)的污泥的攪拌效果。
本發(fā)明的另一目的在于提供一種用于控制該污泥攪拌裝置的控制方法，以改變污泥攪拌裝置內(nèi)的攪拌器組件的運動路徑，從而提高污泥攪拌裝置攪拌污泥的攪拌效果。
為達此目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：
本發(fā)明提供一種污泥攪拌裝置，包括：
支架組件；
第一驅(qū)動組件，其設(shè)置于所述支架組件上，所述第一驅(qū)動組件的輸出端連接有主動轉(zhuǎn)動輪；
滾筒，其底部設(shè)置有與所述主動轉(zhuǎn)動輪嚙合傳動的從動轉(zhuǎn)動輪，所述滾筒能夠隨所述從動轉(zhuǎn)動輪轉(zhuǎn)動，所述滾筒上設(shè)置有污泥進口；
第二驅(qū)動組件、第三驅(qū)動組件和攪拌器組件，所述第二驅(qū)動組件設(shè)置于支架組件上，所述第三驅(qū)動組件和所述攪拌器組件均連接于所述第二驅(qū)動組件，所述第二驅(qū)動組件驅(qū)動所述第三驅(qū)動組件和所述攪拌器組件沿直線往復(fù)運動；
所述攪拌器組件連接于所述第三驅(qū)動組件的輸出端，所述第三驅(qū)動組件驅(qū)動所述攪拌器組件升降運動；
所述滾筒的頂部設(shè)置有預(yù)定路徑螺旋孔，所述滾筒轉(zhuǎn)動時，所述攪拌器組件沿所述支架組件滑動的同時沿預(yù)定路徑螺旋孔運動；
控制系統(tǒng)，所述第一驅(qū)動組件、所述第二驅(qū)動組件和所述第三驅(qū)動組件均連接于所述控制系統(tǒng)。
作為優(yōu)選地，所述控制系統(tǒng)包括輸入模塊、輸出模塊和控制器，所述輸入模塊包括均連接于所述控制器的第一編碼器、第二編碼器、行程開關(guān)和顯示屏；
所述第一編碼器用于測試攪拌器組件的相對于所述支架組件運動的直線速度及當前位置；
所述第二編碼器用于測試滾筒旋轉(zhuǎn)角度和角速度；
所述支架組件上安裝所述行程開關(guān)，所述行程開關(guān)用于控制所述攪拌器組件相對于所述支架組件直線運動；
所述顯示屏用于人機交互；
所述輸出模塊包括：均電連接于所述控制器的第一變頻器、第二變頻器和第三變頻器；
所述第一變頻器用于控制所述第一驅(qū)動組件工作，所述第二變頻器用于控制第二驅(qū)動組件，所述第三變頻器控制所述第三驅(qū)動組件工作。
作為優(yōu)選地，所述從動轉(zhuǎn)動輪設(shè)置于所述滾筒的側(cè)壁的底部。
作為優(yōu)選地，所述第三驅(qū)動組件包括：
支撐座，其滑動設(shè)置于所述第二驅(qū)動組件上；
蝸輪蝸桿電機，其設(shè)置于所述支撐座上，所述蝸輪蝸桿電機的輸出端連接于所述攪拌器組件。
作為優(yōu)選地，所述攪拌器組件包括：
攪拌棒，其一端與所述蝸輪蝸桿電機的輸出端嚙合傳動，以升降運動，所述攪拌器的另一端伸入所述滾筒內(nèi)；
螺旋槳葉片，其設(shè)置于所述攪拌棒伸入所述滾筒的一端，所述攪拌棒旋轉(zhuǎn)以帶動所述螺旋槳葉片攪拌所述滾筒內(nèi)的污泥。
作為優(yōu)選地，所述第一驅(qū)動組件包括：
驅(qū)動電機座，其設(shè)置于支架組件上；
第一減速電機，其設(shè)置于所述驅(qū)動電機座上，所述第一減速電機的輸出端連接于所述主動轉(zhuǎn)動輪。
作為優(yōu)選地，所述第二驅(qū)動組件組件包括：
第二驅(qū)動電機，其設(shè)置于所述支架組件上；
絲桿，其連接于所述第二驅(qū)動電機的輸出端，且轉(zhuǎn)動設(shè)置于所述支架組件上；
移動塊，其與所述絲桿轉(zhuǎn)動連接，所述支撐座連接所述移動塊，所述移動塊帶動所述支撐座沿所述絲桿移動。
作為優(yōu)選地，所述污泥攪拌裝置還包括：
輔助轉(zhuǎn)動支架，其設(shè)置于所述支架組件上，且位于所述從動轉(zhuǎn)動輪的下方；
輔助轉(zhuǎn)動輪，其設(shè)置于所述輔助轉(zhuǎn)動支架上，所述輔助轉(zhuǎn)動輪的軸向沿所述從動轉(zhuǎn)動輪的徑向設(shè)置，所述輔助轉(zhuǎn)動輪支撐所述滾筒轉(zhuǎn)動。
作為優(yōu)選地，所述預(yù)定路徑螺旋孔的路徑曲線為：
其中，R為t時刻螺旋路線的半徑；
V為攪拌棒沿所述支架組件移動的速度；
t為滾筒旋轉(zhuǎn)一周的時間；
θ為滾筒旋轉(zhuǎn)的角度；
d為攪拌棒底部的螺旋槳葉片的最大直徑。
本發(fā)明還提供了一種污泥攪拌裝置控制方法，用于控制所述的污泥攪拌裝置工作，其包括：
S1.將預(yù)定比例的污泥與調(diào)理劑經(jīng)污泥入口放入滾筒，此時攪拌器組件位于所述滾筒的正中間位置；
S2.第三變頻器控制所述第三驅(qū)動組件工作，第一編碼器將速度信號傳輸至控制器，第二編碼器將角度信號傳輸至所述控制器；
S3.控制器根據(jù)所接收的信號計算分析出此刻所述攪拌器組件的所述預(yù)定路徑螺旋孔半徑R，并將該信號轉(zhuǎn)化成控制信號，分別經(jīng)第一變頻器傳送至第一驅(qū)動組件，第二變頻器傳送至第二驅(qū)動組件工作，實現(xiàn)攪拌器組件的運動；
S4.所述攪拌器組件和滾筒運動至控制系統(tǒng)的行程開關(guān)后，所述第二驅(qū)動組件驅(qū)動所述攪拌器組件相對于所述支架組件反向移動；
S5.完成攪拌，攪拌器組件回至初始位置，停止工作。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下有益效果：
本發(fā)明中控制系統(tǒng)用于控制上述第一驅(qū)動組件、第二驅(qū)動組件和第三驅(qū)動組件工作，第一驅(qū)動組件驅(qū)動主動轉(zhuǎn)動輪轉(zhuǎn)動，并帶動從動轉(zhuǎn)動輪轉(zhuǎn)動，從而是滾筒繞自身軸線旋轉(zhuǎn)。第二驅(qū)動組件驅(qū)動第三驅(qū)動組件和攪拌器組件同時沿直線方向運動，以使攪拌器組件在滾筒內(nèi)沿直線當下運動。此外，第三驅(qū)動組件驅(qū)動攪拌器組件沿豎直方向升降運動。
因此，攪拌器組件在滾筒轉(zhuǎn)動的同時，同時還能夠沿直線方向運動和升降運動，攪拌器組件在滾筒內(nèi)沿預(yù)定路徑螺旋孔運動，攪拌器組件在滾筒內(nèi)的工作狀態(tài)為動態(tài)，能夠攪拌滾筒的側(cè)面的污泥，從而全面均勻的攪拌滾筒內(nèi)污泥，攪拌均勻，攪拌效率高。
（發(fā)明人：葉捷;高育森;周順桂;劉永躍;劉怡彤;王楷清）
