一种自动化电化学反应室及其控制方法技术

本发明专利技术具体是一种自动化电化学反应室及其控制方法，解决了现有电化学反应室水处理时产水水质下降、产水水质不一致及电能消耗大的问题。一种自动化电化学反应室，主体部分包括反应室本体、进出水机构、除垢机构和除垢驱动机构；反应室本体包括内阴极筒、外阴极筒、阳极筒和阴极筒；反应室本体的底部设置有支撑连接机构；进出水机构包括外底壳、内底壳和环形集水槽；除垢机构包括除垢刷体与刷丝；除垢驱动机构包括丝杆，丝杆的底端部设置有丝杆制动机构；丝杆的外侧设置有花键轴，花键轴通过传动机构与除垢刷齿轮传动连接。本发明专利技术不仅能提高垢层除净率，而且能提高过水流速均匀度，同时可提高产水水质；减少设备的日常运行耗电电能。能。能。

【技术实现步骤摘要】
一种自动化电化学反应室及其控制方法


[0001]本专利技术涉及电化学水处理
，具体是一种自动化电化学反应室及其控制方法。

技术介绍

[0002]随着工业化生产规模的不断扩大，人与自然环境的矛盾日渐突出，人对环境的诉求渐进强烈，工业废水排放标准日趋严格。工业废水电化学处理技术是利用电化学水处理设备，通过阴阳极电解过程使废水产生一系列电化学反应，消除和转化水中有害物质，达到国家排水标准或工业用水标准。这是一种资源节约型、环境友好型的先进技术。近年来，随着人们环保意识、节水意识的增强，电化学废水处理技术以其独特的优势得到了长足发展。
[0003]然而实践表明，现有电化学反应室在应用于水处理时存在以下问题：一是电能消耗多，由于阴极筒和阳极筒套装间距太大，离子运移路程长，致使设备庞大，电能消耗增加；二是产水水质下降，这是因为目前大中型电化学反应室用的阴极板大且表面起伏不平，使用普通刷结构的除垢刷，切削宽度大且仿形性能不足，现行刮削除垢法每刮削一次，残留在低洼处的垢层就被刮刀挤压一次，垢层的密度、硬度、电阻值就增加一次，随着刮削次数的增加，残留垢层的密度变大，电阻增加，电流有效利用率低，导致产水水质下降；三是产水水质不一致，这是因为电化学反应区过水水流流速差异大，致使产水水质不一致，加之由于电化学反应室中心区的阴极筒和阳极筒的曲度大，电磁场分布不均匀度大，同样会带来产水水质的差异。

技术实现思路

[0004]本专利技术为了解决现有电化学反应室水处理时产水水质下降、产水水质不一致及电能消耗大的问题，提供了一种自动化电化学反应室及其控制方法。
[0005]本专利技术是采用如下技术方案实现的：
[0006]一种自动化电化学反应室，包括主体部分与控制部分，所述主体部分包括反应室本体、进出水机构、除垢机构和除垢驱动机构；
[0007]所述反应室本体包括位于中部的圆柱形的内阴极筒，内阴极筒的外侧设置有与其同轴的外阴极筒，内阴极筒与外阴极筒之间设置有若干个与两者同轴且间隔分布的电极筒，电极筒是由交错分布的阴极筒与阳极筒组成的，且阳极筒和阴极筒、内阴极筒与外阴极筒呈交错分布；电极筒、内阴极筒、外阴极筒的底部设置有支撑连接机构；
[0008]所述进出水机构包括固定连接于外阴极筒底部的球缺状的外底壳、固定连接于内阴极筒底部的球缺状的内底壳和固定连接于外底壳外侧且上方开口的环形集水槽；外底壳的底部开设有进水排垢口，进水排垢口的底部沿竖向设置有固定连接于外底壳的排垢管，排垢管的底部设置有排垢电磁阀，排垢管的侧壁设置有与其连通且端部设有进水电磁阀的进水管；外底壳、内底壳、环形集水槽、进水排垢口、排垢管、内阴极筒呈同轴设置；环形集水槽的底部设置有与其连通且端部设有出水电磁阀的出水管；外阴极筒的外侧壁顶端一体设
置有环形的溢水唇板；
[0009]所述除垢机构包括设置于内阴极筒的外侧、外阴极筒的内侧、阴极筒的内外两侧的两个相对放置的圆柱形的除垢刷体，除垢刷体的圆周面下部滑动穿设有可沿除垢刷体的径向伸缩的刷丝；
[0010]所述除垢驱动机构包括沿竖向设置于内阴极筒内腔中部的丝杆，丝杆的下部通过双向推力球轴承转动支撑于内阴极筒的下部，丝杆的底端部设置有丝杆制动机构；丝杆的外侧设置有与其螺纹连接的花键轴，花键轴的外侧套设有花键套筒，花键套筒通过轴承座转动支撑于内阴极筒的顶部，花键套筒的底部固定装配有位于轴承座下方的花键套筒齿轮，轴承座的外侧设置有机座与其固定连接的减速电机，减速电机的输出轴上固定装配有与花键套筒齿轮啮合的减速电机齿轮；花键轴的顶端部固定套设有倒U形的除垢刷安装架，除垢刷体的上部均转动穿于除垢刷安装架，且除垢刷体的顶端部均固定装配有位于除垢刷安装架上方的除垢刷齿轮，花键轴通过传动机构与除垢刷齿轮传动连接；
[0011]所述控制部分包括微控制器，排垢电磁阀、进水电磁阀、出水电磁阀、减速电机、丝杆制动机构均与微控制器电连接。
[0012]进一步地，所述除垢刷体包括转动穿于除垢刷安装架的除垢刷转轴和固定连接于除垢刷转轴底部的刷杆，除垢刷齿轮固定装配于除垢刷转轴的顶端部；所述刷杆包括中空的圆柱形的刷杆壳，刷杆壳的下部开设有若干个刷丝通孔，刷丝一一对应地穿于刷丝通孔；所述刷丝包括若干个上下分布的刷丝组，任意两相邻刷丝组的刷丝沿刷杆的周向呈交错布置，且刷丝组的上下排布以M个刷丝组为一重复单元，M为大于等于二的正整数；每个刷丝组均包括2N根均匀分布的刷丝，N为大于等于二的正整数，位于同一刷丝组的2N根刷丝的内端部通过N个弹性过桥杆对应连接，所述弹性过桥杆呈与刷杆壳内侧壁贴合的圆弧状，并分布为Z列，Z＝MN；刷杆壳的内腔穿有刷芯杆，刷芯杆的侧面下部一体设置有Z个周向分布且竖向布置的凸棱条；Z个凸棱条一一对应地抵触于Z列弹性过桥杆的中部；刷芯杆的顶端部通过螺母安装有下表面紧贴刷杆壳上表面的限位板。
[0013]进一步地，刷杆壳的上部尺寸小于其下部尺寸，且其内侧壁的上部、下部通过锥形导向面衔接；刷杆壳的内侧壁底部呈锥形定位面；刷杆壳上部一体设置有方向朝内的导向凸台；刷芯杆的上部尺寸小于其下部尺寸，且其侧面的上部、下部通过与刷杆壳的锥形导向面形状匹配的导向锥面衔接，刷芯杆的侧面底部呈与刷杆壳的锥形定位面形状匹配的定位锥面，刷芯杆的侧面上部的一侧呈与导向凸台贴合的导向平面；凸棱条的底部共同开设有环形的导水孔，刷芯杆的底面开设有若干个与导水孔连通的泄水孔。
[0014]进一步地，刷丝的侧面端部开设有两个相对设置的切削槽；弹性过桥杆的直径小于刷丝的直径；
[0015]所述刷丝在自由状态下，刷丝切削端到刷杆轴线的距离r的数值满足公式(a)：
[0016]r≥s+w
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(a)
[0017]式中，s是刷丝切削端到阴极筒、内阴极筒或外阴极筒表面的距离，单位为mm；w为阴极筒、内阴极筒或外阴极筒表面高低起伏的最大跳动量，单位为mm；所述阴极筒、内阴极筒或外阴极筒的表面为不带垢层的表面；
[0018]刷丝排布时，上下相邻两个刷丝组的设置间距小于等于单个刷丝有效切削宽度h；
[0019]除垢工作时，刷丝自转速度和刷丝在阴极筒、内阴极筒或外阴极筒表面的滑动速
度的数值满足公式(b)：(b)
[0020]式中，n为刷丝自转速度，单位为转/s；r
ym
为有效切削阶段刷丝切削端到刷杆轴线的最大距离，单位为mm，且r
ym
≤r；v为刷丝在阴极筒、内阴极筒或外阴极筒表面的滑动速度，该滑动速度为刷丝自转线速度与公转线速度之和，单位为mm/s；α为位于同一刷丝组的相邻两根刷丝之间的夹角，单位为度；ξ为有效切削阶段刷丝的最小伸缩量，单位为mm。
[0021]进一步地，所述支撑连接机构包括R根沿外阴极筒的周向均匀分布且径向布置的倒L形的支撑管，R为大于等于二的正整数；阴极筒、内阴极筒的底部均固定贴合于支撑管的外侧壁；排垢电磁阀、出水电磁阀均高于支撑管的竖直段底端，支撑管的水平段内端与内阴极筒内腔相连通；支撑管的侧本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种自动化电化学反应室，其特征在于：包括主体部分与控制部分，所述主体部分包括反应室本体、进出水机构、除垢机构和除垢驱动机构；所述反应室本体包括位于中部的圆柱形的内阴极筒(1)，内阴极筒(1)的外侧设置有与其同轴的外阴极筒(2)，内阴极筒(1)与外阴极筒(2)之间设置有若干个与两者同轴且间隔分布的电极筒，电极筒是由交错分布的阴极筒(3)与阳极筒(4)组成的，且阳极筒(4)和阴极筒(3)、内阴极筒(1)与外阴极筒(2)呈交错分布；电极筒、内阴极筒(1)、外阴极筒(2)的底部设置有支撑连接机构；所述进出水机构包括固定连接于外阴极筒(2)底部的球缺状的外底壳(32)、固定连接于内阴极筒(1)底部的球缺状的内底壳(33)和固定连接于外底壳(32)外侧且上方开口的环形集水槽(34)；外底壳(32)的底部开设有进水排垢口(35)，进水排垢口(35)的底部沿竖向设置有固定连接于外底壳(32)的排垢管(36)，排垢管(36)的底部设置有排垢电磁阀(37)，排垢管(36)的侧壁设置有与其连通且端部设有进水电磁阀(38)的进水管(39)；外底壳(32)、内底壳(33)、环形集水槽(34)、进水排垢口(35)、排垢管(36)、内阴极筒(1)呈同轴设置；环形集水槽(34)的底部设置有与其连通且端部设有出水电磁阀(40)的出水管(41)；外阴极筒(2)的外侧壁顶端一体设置有环形的溢水唇板(42)；所述除垢机构包括设置于内阴极筒(1)的外侧、外阴极筒(2)的内侧、阴极筒(3)的内外两侧的两个相对放置的圆柱形的除垢刷体，除垢刷体的圆周面下部滑动穿设有可沿除垢刷体的径向伸缩的刷丝(5)；所述除垢驱动机构包括沿竖向设置于内阴极筒(1)内腔中部的丝杆(6)，丝杆(6)的下部通过双向推力球轴承(7)转动支撑于内阴极筒(1)的下部，丝杆(6)的底端部设置有丝杆制动机构；丝杆(6)的外侧设置有与其螺纹连接的花键轴(8)，花键轴(8)的外侧套设有花键套筒(9)，花键套筒(9)通过轴承座(10)转动支撑于内阴极筒(1)的顶部，花键套筒(9)的底部固定装配有位于轴承座(10)下方的花键套筒齿轮(11)，轴承座(10)的外侧设置有机座与其固定连接的减速电机(12)，减速电机(12)的输出轴上固定装配有与花键套筒齿轮(11)啮合的减速电机齿轮(13)；花键轴(8)的顶端部固定套设有倒U形的除垢刷安装架(14)，除垢刷体的上部均转动穿于除垢刷安装架(14)，且除垢刷体的顶端部均固定装配有位于除垢刷安装架(14)上方的除垢刷齿轮(15)，花键轴(8)通过传动机构与除垢刷齿轮(15)传动连接；所述控制部分包括微控制器，排垢电磁阀(37)、进水电磁阀(38)、出水电磁阀(40)、减速电机(12)、丝杆制动机构均与微控制器电连接。2.根据权利要求1所述的一种自动化电化学反应室，其特征在于：所述除垢刷体包括转动穿于除垢刷安装架(14)的除垢刷转轴和固定连接于除垢刷转轴底部的刷杆，除垢刷齿轮(15)固定装配于除垢刷转轴的顶端部；所述刷杆包括中空的圆柱形的刷杆壳(45)，刷杆壳(45)的下部开设有若干个刷丝通孔(46)，刷丝(5)一一对应地穿于刷丝通孔(46)；所述刷丝(5)包括若干个上下分布的刷丝组，任意两相邻刷丝组的刷丝(5)沿刷杆的周向呈交错布置，且刷丝组的上下排布以M个刷丝组为一重复单元，M为大于等于二的正整数；每个刷丝组均包括2N根均匀分布的刷丝(5)，N为大于等于二的正整数，位于同一刷丝组的2N根刷丝(5)的内端部通过N个弹性过桥杆(47)对应连接，所述弹性过桥杆(47)呈与刷杆壳(45)内侧壁贴合的圆弧状，并分布为Z列，Z＝MN；刷杆壳(45)的内腔穿有刷芯杆(48)，刷芯杆(48)的侧面下部一体设置有Z个周向分布且竖向布置的凸棱条(49)；Z个凸棱条(49)一一对应地抵触
于Z列弹性过桥杆(47)的中部；刷芯杆(48)的顶端部通过螺母安装有下表面紧贴刷杆壳(45)上表面的限位板(50)。3.根据权利要求2所述的一种自动化电化学反应室，其特征在于：刷杆壳(45)的上部尺寸小于其下部尺寸，且其内侧壁的上部、下部通过锥形导向面衔接；刷杆壳(45)的内侧壁底部呈锥形定位面；刷杆壳(45)上部一体设置有方向朝内的导向凸台(51)；刷芯杆(48)的上部尺寸小于其下部尺寸，且其侧面的上部、下部通过与刷杆壳(45)的锥形导向面形状匹配的导向锥面衔接，刷芯杆(48)的侧面底部呈与刷杆壳(45)的锥形定位面形状匹配的定位锥面，刷芯杆(48)的侧面上部的一侧呈与导向凸台(51)贴合的导向平面；凸棱条(49)的底部共同开设有环形的导水孔，刷芯杆(48)的底面开设有若干个与导水孔连通的泄水孔(52)。4.根据权利要求3所述的一种自动化电化学反应室，其特征在于：刷丝(5)的侧面端部开设有两个相对设置的切削槽(53)；弹性过桥杆(47)的直径小于刷丝(5)的直径；所述刷丝(5)在自由状态下，刷丝(5)切削端到刷杆轴线的距离r的数值满足公式(a)：r≥s+w
ꢀꢀꢀꢀ
(a)式中，s是刷丝(5)切削端到阴极筒(3)、内阴极筒(1)或外阴极筒(2)表面的距离，单位为mm；w为阴极筒(3)、内阴极筒(1)或外阴极筒(2)表面高低起伏的最大跳动量，单位为mm；刷丝(5)排布时，上下相邻两个刷丝组的设置间距小于等于单个刷丝(5)有效切削宽度h；除垢工作时，刷丝(5)自转速度和刷丝(5)在阴极筒(3)、内阴极筒(1)或外阴极筒(2)表面的滑动速度的数值满足公式(b)：式中，n为刷丝(5)自转速度，单位为转/s；r
ym
为有效切削阶段刷丝(5)切削端到刷杆轴线的最大距离，单位为mm，且r
ym
≤r；v为刷丝(5)在阴极筒(3)、内阴极筒(1)或外阴极筒(2)表面的滑动速度，该滑动速度为刷丝(5)自转线速度与公转线速度之和，单位为mm/s；α为位于同一刷丝组的相邻两根刷丝(5)之间的夹角，单位为度；ξ为有效切削阶段刷丝(5)的最小伸缩量，单位为mm。5.根据权利要求1所述的一种自动化电化学反应室，其特征在于：所述支撑连接机构包括R根沿外阴极筒(2)的周向均匀...

【专利技术属性】
技术研发人员：张教，郭俊，侯博霆，杨作红，
申请(专利权)人：海南和风佳会电化学工程技术股份有限公司，
类型：发明
国别省市：