土壤淋洗试验机总体及淋洗系统设计_张玮

土壤淋洗试验机总体及淋洗系统_张玮 ,,,,,,,, ,, 土壤淋洗试验机总体及淋洗系统设计 张 玮 )(辽宁沈阳,沈阳大学，,,,,, 采用淋洗及固液分离一体式设计，并根据淋洗摘 要:在污染土壤淋洗修复成套设备中，淋洗机为核心单元。现研发了一款淋洗机，机结构和工作过程，设计其淋洗污染土壤时的运行控制系统。该淋洗机主要由外筒、旋转内滚筒、支架、电动机和一些附件构成，其旋转内滚筒置于外筒内部，电动机带动内滚筒在装有水的外筒体内旋转，实现土壤淋洗，在淋洗结束后，通过内滚筒高速旋转产生的离心力来实现泥浆的固液分离。 关键词:淋洗机;淋洗系统;结构;控制系统 , 引言 异位土壤淋洗是指把污染土壤挖掘出来，通过筛分去除超大的组分并把土壤分为粗料和细料，然后用淋洗剂来清洗、去除污染物，再处理含有污染物的淋出液，并将洁净的土壤回填或运到其他地点。该技术操作的核心是通过水力学方式机械地悬浮或搅动土壤颗粒，土壤颗粒尺寸的最低下限是,(,,,，大于这个尺寸的石砾和粒子才会较易由该方式将污染物从土壤中洗去。通常将异位土壤淋洗技术用于——————————————————————————————————————————————— 降低受污染土壤量的预处理，主要与其他修复技术联合使用，当污染土壤中砂粒与砾石含量超过,异位土壤淋洗技术就会十分有效，而,,时，对于粘粒、粉粒含量超过,,,,,,,或者腐殖质含量较高的污染土壤，异位土壤淋洗技术分离去除效果较差。如何从淋出液中回收利用化学助剂，成为制约土壤淋洗技术广泛用于工程实践的一个主要问题，这中间主要涉及化学助剂的成本、如何实现土壤淋洗技术与其他修复技术的有效组合。在未来的土壤修复中，异位土壤淋洗技术具有较为广阔的应用前景。 图, 淋洗机结构示意图 ,—交流伺服电动机 ,—支架 ,—外筒 ,—旋转内滚筒 ,—主轴 离心式固液分离方案更加简洁高效，制造成本可操作性更强，较低，同时土壤淋洗和固液分离都在同一个装置中进行，处理起来不需要移动土壤，达到了淋洗与固液分离一体的效果，因此选择离心式固液分离方式。 , 淋洗机控制系统设计 ,(, 控制要求 通过对淋洗机淋洗污染土壤工作流程的了解，具体的淋洗()放入污染的土壤，为了淋洗机能安全机系统控制要求如下:,运行，在内筒的进料口安装一个传感器，当进料口打开时,,,(系统不能运行，进料口关闭时,,,系统可以正常运行;,)按，系统控制“清水注入电磁阀”打开，待清水下“土壤淋洗按钮”“注入至一定高度——————————————————————————————————————————————— 触碰到高水位传感器时，清水注入电磁阀”关闭，此时通过系统控制“淋洗剂注入电磁阀”打开，加入淋洗剂，时间控制加入量，电机运行，在此之前通过,,,设计程序设定、、;了电机转速(可调)淋洗时间(可调)电机运行方式(正反转)()按下“土壤漂洗”按钮，此时通过,,,,设计程序同时打开 、、“、可调)漂洗时间(可调)电机运清水注入电磁阀”电机转速(;(行方式(正反转)按钮，通过,固液分离”,)按下“,,设计程、、脱水时间(可调)电机运行方式为正序设定电机转速(可调)()按下“反冲”按钮，在土壤卸出之后，圆转运行或反转运行;,柱卧式内滚筒壁上的滤布会粘有一些土壤，需要用清水冲掉，以便下次更好地进行淋洗和固液分离。,(, 控制 为了实现淋洗机的自动化控制，通过对比继电器控制系统和,选择了后者作为控制系统对淋洗机进,,可编程控制系统，行控制。,其专为工业,,是一种数值运算操作电子控制系统，环境应用而设计，通过可编程存储器在内部进行存储、逻辑运算、计数、顺序控制、定时控制和算数 (下接) , 淋洗机总体结构设计 ,(, 整体设计 淋洗机是小型化移动式土壤淋洗成套设备的核心单元，它是用来淋洗污染土壤的设备。本文研发的淋洗机特点是污染土壤淋洗和固液分离采用一体机设计，整体结构呈卧式布局，由外筒、旋转内滚筒、——————————————————————————————————————————————— 支架、电动机及一些附件构成，旋转内滚筒在外筒体内由电动机带动旋转，外筒不转动并与固定支架连接，图,为淋洗机结构示意图。根据淋洗机的设计结构，旋转内滚筒的外壁由工业滤布构成，淋洗机淋洗污染土壤时土壤被装入内滚筒中，然后将其置入盛有淋洗剂和清水的外筒体中，使内滚筒在其中旋转，实现土壤淋洗。淋洗剂和清水能通过外壁的工业滤布渗透到内滚筒中，而为了防止内滚筒中污染土壤渗透到外筒需选择适合的工业滤布目数，此处需进行实验来确定。在淋洗污染土壤之后需要进行固液分离，由于本文采用淋洗和固液分离一体式设计，为内外滚筒双层结构，内滚筒高速离心旋转实现淋洗后泥浆的固液分离，同时外筒上的污水排水电磁阀将污水排掉，电动机控制内滚筒转速，实现不同的运行功能。 , 固液分离方式,( 接下来介绍一下固液分离方式的选择。常见的固液分离方式有,种，分别是静置式固液分离、挤压式固液分离以及离心式固液分离。淋洗机的设计形式为内外滚筒双层结构，由图采用卧式内滚筒在外筒内进行高速离心旋转，外筒固定 ,可知， 在支架上不动，只需电动机通过控制转速来实现固液分离。该 机电信息 ,,,,,期 ,,年第,,期总第,,, ,,,,,,,, ,, 步进电机的驱动采用,该驱,,,,,,,,,系列驱动器， ——————————————————————————————————————————————— 动器具有正反转输出、报警、复位等功能，与,,,的接口非常简 ,, 。为节省,,单,并具有良好的人机界面，选用,,的，,口， , 结语 该芯片测试分选机通过使用三菱,能够,系列,,,控制，通过使用步进电机控制旋转实现系统中各部分功能协调工作， 吸盘和分选机构实现了精确定位，达到了设计要求。通过人机界面实现了设备各部分的状态显示、动态修改相关、显示故障类型并报警等。实验，该测试分选机能 够满足生产需要，很大程度上提高了生产效率。 ,参考文献, ,,向晓汗，北京:化学王宝银(三菱系列,,,完全精通教程,,,(, 工业出版社，,,,,( ,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,，,, , ,(,,，,,,,,,,(,,, ,,,,, ,,,,,,,,,,,,,,(，,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,，,,,;,, ,,, ，():,,(,,,,,,,,;,,,,,,,,,，,,,,,,,,,, ,,, ,,,张素枝(电子工业基于,,,控制技术的电容测试分选机,,(, ——————————————————————————————————————————————— ():专用设备，,(,,,,,,,,,, ,,郑海红，荆萌，等(辛伟，,,,,,,,,薄膜电容测试分选机的结, ,():太原科技，构设计,,,(,,,,(,,,,, ,,,,,,,,,,,,触摸屏。通过触摸屏可方便地对控制对象 进行控制及运行监视，通过界面修改,,,内部寄存器的数值，从而修改系统中相应的设定值。 , 软件设计 初始化程序使两台步进电机,,,是整个系统控制的核心， 计数器等复位。由于芯使,,,中内部相关寄存器、,、,复位，片测试分选机工作时处于快节奏状态，可能会出现卡料及其他不正常情况，程序中设置了各种报警功能，通过,,,,界面可 程序中设 计了手动以监控整个系统安全运行。为了便于调试，功能。其程序总体结构图如图,所示。 ,,,,,,,, 收稿日期:,, ，徐银森(工程师，从事微男，江苏南通人，作者简介:,,,,—)电子器件的技术开发工作。 ，工程师，从事项目管理和技术男，江苏南通人，吴华(,,,—), 图, 程序总体结构图 ——————————————————————————————————————————————— 管理工作。 (上接) 运算等操作，并可输入和输出数字式和模拟式信号，控制各种大中小类型机械的生产过程。现在的,,,大多采用了微处理和半导体存储器代替传统的电子器件，并采用梯形图进行编程，所以能够灵活修改控制程序，即可以通过软件方式来实现包括机械生产流水线修改程序的目的。,,,应用领域非常广，上的电气控制系统和运行自动化系统等。 污染土壤的淋洗时间、漂洗时间、固液分离时间、反冲时间是通过定时器来设定的，在运行过程中，当定时器的输入条件满足时，当前值从,开始按一定的单位增加，当定时器的当前值达到用户设定值时，定时器发出动作指令，从而满足淋洗机对时间的要求;根据污染土壤淋洗工艺流程，如需选择淋洗、漂洗、固液分离和反冲工艺流程循环次数，可以运用,,,的计时计时器的使用和定时器基本相似，编程时输入计数器来实现， 设定值，计数器累计脉冲输入端信号上升沿的个数，当计数值达到用户设定值时，计数器发出动作指令，完成淋洗机修复污染土壤的工艺流程要求。 机带动内滚筒在装有水的外筒体内旋转，接着选 择了合适的固液分离方式，最后设计了土壤淋洗机的控制系统。 ,参考文献, ,,朱兰保，,盛蒂(重金属污染土壤生物修复技术研究进展,工——————————————————————————————————————————————— ,,( ():业安全与环保，,,,(,,,，,,,,,, ,,张学洪，朱义年(重金属污染土壤的植物修复技术研究刘杰，, ,北京:科学出版社，,,(,,,,( ,,吕青松，杨帆，等(重金属污染土壤淋洗技术研究进展蒋煜峰，, ,,():甘肃农业科技，,(,,,,，,,,,,,,(, ,,展漫军，卜现亭，等(一种污染土壤的淋洗修复设备:卢宁川，, ,,，中国，,,,,,,,,,,,,,,,(,(,,,,,,,, ,,寇宝泉，交流伺服电机及其控制,北京:机械工业程树康(,,,( 出版社，,,,,( ,,王春燕，北京:机械工业出版社，机械原理,陆凤仪(,,,,,(,,(,,常斗南(北京:机械工可编程序控制器原理?应用?实验,,,(, 业出版社，,,,,( ,,,,,,,,,, 收稿日期: ，张玮(硕士研究生，研究男，河南商丘人，作者简介:,,,,—)方向:特种加工工艺与应用。 ——————————————————————————————————————————————— , 结语 本文首先对土壤淋洗技术进行了简要介绍，然后在此基础上设计了淋洗机的整体结构，淋洗机主要由外筒、旋转内滚筒、支架、电动机和一些附件构成，旋转内滚筒置于外筒内部，电动 机电信息 ,,,,,期 ,,年第,,期总第,,, ———————————————————————————————————————————————