一种抽滤实验装置及方法

文档序号:1823501 发布日期:2021-11-12 浏览:15次 >En<

阅读说明:本技术 一种抽滤实验装置及方法 (Suction filtration experimental device and method ) 是由 林哲鑫 于 2021-07-04 设计创作,主要内容包括:本发明公开了一种抽滤实验装置及方法,属于建筑技术领域,使用毛细管,能够避免液滴在汇聚至量筒的过程中会产生涟漪波动,从而增强测量准确度;装置包括:瓶体,内部具有空腔,顶部开设开口,开口拆卸式连接瓶塞;漏斗,顶端开口铺设滤纸,底端开口穿过瓶塞进入瓶体;加压容器,拆卸式罩设于漏斗顶端,且能够将漏斗的顶端封闭,加压容器设有多个加压气体入口,每个加压气体入口分别连通一压力源;负压源,连通瓶体;主体呈螺旋状的测量管道,设于瓶体内,测量管道的入口位于漏斗正下方,测量管道还设有用于测量水位的水位测量装置;服务器,所述水位测量装置能够与服务器通信。(The invention discloses a suction filtration experimental device and a suction filtration experimental method, which belong to the technical field of buildings, and can avoid ripple fluctuation generated in the process of converging liquid drops to a measuring cylinder by using a capillary tube, so that the measurement accuracy is enhanced; the device comprises: the bottle body is internally provided with a cavity, the top of the bottle body is provided with an opening, and the opening is detachably connected with the bottle stopper; the filter paper is laid at the top opening of the funnel, and the bottom opening penetrates through the bottle stopper and enters the bottle body; the pressurization container is detachably covered at the top end of the funnel and can seal the top end of the funnel, the pressurization container is provided with a plurality of pressurization gas inlets, and each pressurization gas inlet is respectively communicated with a pressure source; the negative pressure source is communicated with the bottle body; the main body is a spiral measuring pipeline which is arranged in the bottle body, the inlet of the measuring pipeline is positioned right below the funnel, and the measuring pipeline is also provided with a water level measuring device for measuring the water level; a server, the water level measuring device being capable of communicating with the server.)

一种抽滤实验装置及方法

技术领域

本发明属于建筑技术领域,具体涉及一种抽滤实验装置及方法。

背景技术

市政污泥是城市市政污水处理厂在污水处理过程中产生的凝胶状废弃物,污泥未经处理随意排放堆置会造成严重的环境问题。国际上污泥的处置方式主要有土地利用、卫生填埋、焚烧、投海等,其中填埋处置对技术指标要求相对宽松,运行成本低,是现阶段污泥处置的主要方式。简易的单独填埋即污泥经过脱水消化后,直接倾倒于事先设置好的填埋坑中,形成污泥暂存库区。

发明人发现,目前导致污泥的含水率高、物理力学性质差,不仅达不到市政污泥的填埋标准,而且造成填埋场库容的日益紧张,更严重的是会埋下安全隐患,诸如深圳下坪垃圾填埋场和山西太原垃圾填埋场均发生过填埋体的流滑以及滑坡事故。

发明人认为,目前,国内外对于污泥的研究主要集中在剩余污泥的脱水性质以及脱水污泥的固化改性等方面。然而,对于关于填埋库区内降解污泥的相关系统性研究数据较少,此外不同地区污泥的差异性和不同的填埋方式也造成了填埋库区具有特异性,导致污泥库区的原位加固处理和减量化方案设计缺乏必要的试验参数。

因此,发明人认为,有必要对国内现有暂存库区的长期填埋污泥为研究对象,通过土工试验的手段获取污泥的物理力学性质并总结相关参数随地下空间位置的变化规律。同时,有必要对城市生活污泥采用生物化学等方式进行预调质,再联合机械压力对长期填埋污泥进行深度脱水,以减少污泥体积、降低污泥含水率,提高污泥力学性质,满足污泥的后续处置要求。为现有污泥暂存库区进一步的加固与减量提供必要的设计参数与依据。

发明人发现,现有技术的难点在于,真空抽滤装置的惊喜控制,依托于对真空泵的精细控制,这就需要多人配合操作,这同时也造成了以下几个具体缺陷:

1、测量时需要两个以上人一齐配合,且需要人工读数;读数精准度低。

2、由于目前采用的测量装置一般为量筒,因此液滴在汇聚至量筒的过程中会产生波动,从而影响读数的精准度。

3、现有滤纸内壁容易挂浆,导致取出泥渣时较为费力。

4、现有的测量系统,需要使用负压源形成吸力,而负压源在工作的过程中,其振动会影响滤液体积的准确读取

发明内容

针对现有技术存在的不足,本发明的目的是提供一种抽滤实验装置及方法,通过对现有装置进行针对性改进,使用毛细管,能够避免液滴在汇聚至量筒的过程中会产生涟漪波动,从而增强测量准确度。

为了实现上述目的,本发明是通过如下的技术方案来实现:

第一方面,本发明的技术方案提供了一种抽滤实验装置,包括:

瓶体,内部具有空腔,顶部开设开口,开口拆卸式连接瓶塞;

漏斗,顶端开口铺设滤纸,底端开口穿过瓶塞进入瓶体;

加压容器,拆卸式罩设于漏斗顶端,且能够将漏斗的顶端封闭,加压容器设有多个加压气体入口,每个加压气体入口分别连通一压力源;

负压源,连通瓶体;

主体呈螺旋状的测量管道,设于瓶体内,测量管道的入口位于漏斗正下方,测量管道还设有用于测量水位的水位测量装置;

服务器,所述水位测量装置能够与服务器通信。

进一步的,所述测量管道的主体为毛细管,毛细管连接一筒状体,筒状体设有开口以作为测量管道的入口。

进一步的,所述毛细管设有多个,且多个毛细管平行设置。

进一步的,所述负压源通过负压管道连通所述瓶体,所述负压管道上设有用于测量气体流量的流量计,负压源和流量计均能够与所述服务器通信。

进一步的,所述滤纸呈与所述的漏斗想匹配的形状,所述滤纸紧贴于所述漏斗。

进一步的,所述加压容器呈盒状,所述加压容器底面设有空口,所述加压容器的开口扣接于所述漏斗顶端。

进一步的,所述加压容的上底面开设有数量大于3个的加压气体入口,每个加压气体入口均通过加压管道分别连通一压力源。

进一步的,所述压力源为气泵。

进一步的,所述瓶体呈直筒状,所述测量管道的主体部分的中轴线平行于所述瓶体的中轴线。

第二方面,本发明的技术方案还提供了一种抽滤实验方法,使用如第一方面所述抽滤实验装置,包括如下步骤:

组装所述抽滤实验装置,并保持漏斗顶部开口开放;

将污泥置于滤纸之上;

将加压容器覆盖并连接于漏斗顶部开口;

启动服务器;

启动压力源;

启动负压源;

从服务器中读取读数。

上述本发明的技术方案的有益效果如下:

本发明中,首先使用自动化的测量手段,结合液位计的进行测量,测量时一人操作即可自动完成,并自动获取读数;其次,本发明中,使用毛细管代替常规的测量筒,毛细管的内径能够适应水的粘着力,避免水与筒壁过于贴合,更有利于精准测量;同时,本发明中,使用毛细管,能够避免液滴在汇聚至量筒的过程中会产生涟漪波动;本发明中还使用模块化的具有疏水层的滤纸,更有利于清洁泥渣;最后,本发明中的同时使用加压和抽吸的方法,更有利于整体实验的快速开展。

附图说明

构成本发明的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解,本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明,并不构成对本发明的不当限定。

图1是本发明根据一个或多个实施方式的第一视角的整体装置示意图;

图2是本发明根据一个或多个实施方式的第二视角的整体装置示意图;

图3是本发明根据一个或多个实施方式的部分细节示意图;

图4是本发明根据一个或多个实施方式的主视示意图;

图5是本发明根据一个或多个实施方式的俯视示意图;

图6是本发明根据一个或多个实施方式的后视示意图。

图中:1、瓶体,2、漏斗,21、漏斗椎体,22、漏斗颈,3、加压容器,4、加压管道,41、第一加压管道,42、第二加压管道,43、第三加压管道,5、瓶塞,6、测量管道,61、筒状体,62、毛细管,7、负压管道,8、压力源,81、第一压力源,82、第二压力源,83、第三压力源,9、负压源。

为显示各部位位置而夸大了互相间间距或尺寸,示意图仅作示意使用。

具体实施方式

应该指出,以下详细说明都是例示性的,旨在对本发明提供进一步的说明。除非另有指明,本发明使用的所有技术和科学术语具有与本发明所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。

术语解释部分:本发明中的术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或为一体;可以是机械连接,也可以是电连接,可以是直接连接,也可以是通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部连接,或者两个元件的相互作用关系,对于本领域的普通技术人员而言,可以根据具体情况理解上述术语在本发明的具体含义。

还应该指出的是,以下实施例之间可以任意组合。

实施例1

本发明的一种典型实施方式中,本实施例公开了一种抽滤实验装置,包括:

瓶体1,内部具有空腔,顶部开设开口,开口拆卸式连接瓶塞5;

漏斗2,顶端开口铺设滤纸,底端开口穿过瓶塞5进入瓶体1;

加压容器3,拆卸式罩设于漏斗2顶端,且能够将漏斗2的顶端封闭,加压容器3设有多个加压气体入口,每个加压气体入口分别连通一压力源8;

负压源9,连通瓶体1;

主体呈螺旋状的测量管道6,设于瓶体1内,测量管道6的入口位于漏斗2正下方,测量管道6还设有用于测量水位的水位测量装置;

服务器,水位测量装置能够与服务器通信。

需要注意的是,这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式,而非意图限制根据本发明的示例性实施方式。如在这里所使用的,除非本发明另外明确指出,否则单数形式也意图包括复数形式,此外,还应当理解的是,当在本实施例中使用术语“包含”和/或“包括”时,其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

具体的,本实施例中所使用的瓶体1,可以为现有的实验室之中常用的窄口瓶,现有的窄口瓶一般使用玻璃材质,其在开口处往往具有小口,以用于安装瓶塞5,在安装瓶塞5后,其可以通过密闭的方式将瓶内空间和瓶外空间进行隔离,其气密性通常可以避免瓶内的气体逃逸,从而,本领域技术人员可以利用瓶内和瓶外的压差将城市淤泥中的水分与固形物进行分离。

此处需要对城市淤泥进行介绍,城市淤泥理论上可以看做一种多相混合物,其包括水以及固形物,本实施例中的装置的目的就是将水和固形物进行分离。

测量管道6的主体为毛细管62,毛细管62连接一筒状体61,筒状体61设有开口以作为测量管道6的入口。

请参考图3,图3中示出了测量管道6的具体结构,具体的,测量管道6实际上为由多个管道组成的、利用帕斯卡原理进行测量的管道,此处的帕斯卡原理是指,不可压缩静止流体中任一点受外力产生压强增值后,此压强增值瞬时间传至静止流体各点;在本实施例中,一共设有4个毛细管62,为了便于表明其形态,本实施例中将其命名为螺旋毛细管62,四个螺旋毛细管62的规格相同,此处的规格是指,螺旋毛细管62的内径、螺距、外壳厚度、螺纹半径;四个螺旋毛细管62圆周阵列于筒状体61,阵列的圆心角为90°,由于采用四个规格相同的螺旋毛细管62,因此便于计算四个螺旋毛细管62的储水量,以便于测量和读数。

具体的,本实施例中的装置还包括设于筒状体61内部的液位计作为水位测量装置(图中未示出),液位计可以实现自动测量液面高度的目的,其具体原理以及与服务器的连接情况均为本领域的常规技术,本实施例中不再赘述。但是仍需要说明的是,本实施例中的液位计实际上还连接一信号发射器以及供电电池,现有技术中,此种液位计通常命名为无线远传液位计。

毛细管62设有多个,且多个毛细管62平行设置。

可以理解的是,此处的平行是指,四个圆周阵列于筒状件的毛细管62之间是平行的,此种平行的空间几何关系为空间内曲线之间的平行。

本实施例中,除了液位计以外,仍然在筒状件和毛细管62设有刻度,可以理解的是,通过在任一毛细管62或者的筒状件即可获取液位读数。

负压源9通过负压管道7连通瓶体1,负压管道7上设有用于测量气体流量的流量计(图中未示出),负压源9和流量计均能够与服务器通信。

具体的,本实施例中的负压源9可以采用微型吸气泵。

滤纸呈与的漏斗2想匹配的形状,滤纸紧贴于漏斗2。

具体的,本实施例中的滤纸表面设有疏水层,以便于后期在实验结束后将的泥渣从滤纸上清理出来。

请参考图1~图5,本实施例中的加压容器3呈盒状,加压容器3底面设有空口,加压容器3的开口扣接于漏斗2顶端。具体的,本实施例中的加压容器3呈扁圆柱状,在图1~图5中的方位中,需要注意的是,为了方便叙述,本实施例中如果出现“上”、“下”、“左”、“右”字样,仅表示与附图本身的上、下、左、右方向一致,并不对结构起限定作用,仅仅是为了便于描述本发明和简化描述,而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位,以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本发明的限制;因此,在图1~图5中的方位中,加压容器3的下方设有开口。

更加具体的,本实施例中的漏斗2可以采用常规漏斗2或者布氏漏斗2,以常规漏斗2为例,其包括漏斗椎体21和漏斗颈22,其漏斗椎体21的上端为开口端,开口端开设的开口外缘呈圆形,则本实施例中加压容器3的下端开设的开口周缘为略大于的漏斗椎体21所开设的开口端的圆形开口。

为了进一步实现密封,上述漏斗椎体21的上端的开口安装有密封圈。

在又一实施例中,上述加压容器3的下端开设的开口安装有密封圈。

加压容的上底面开设有数量大于3个的加压气体入口,每个加压气体入口均通过加压管道4分别连通一压力源8。

具体的,请参考图1~图6,本实施例中加压容器3开设有3个的加压气体入口,3个加压气体入口分别连通第一加压管道41、第二加压管道42和第三加压管道43,而,第一加压管道41还连通第一压力源81,第二加压管道42还连通第二压力源82,第三加压管道43还连通第三压力源83。

本实施例中,压力源8为气泵。

在又一实施例中,压力源8还可以为手动气筒。

在又一实施例中,压力源8还可以为脚踩式气泵。

本实施例中,瓶体1呈锥形瓶状,测量管道6的主体部分的中轴线平行于瓶体1的中轴线。

在又一实施例中,瓶体1呈直筒状,测量管道6的主体部分的中轴线平行于瓶体1的中轴线。

实施例2

本发明的一种典型实施方式中,本实施例公开了一种抽滤实验方法,使用如实施例1所述的抽滤实验装置,包括如下步骤:

组装所述抽滤实验装置,并保持漏斗2顶部开口开放;

将污泥置于滤纸之上;

将加压容器3覆盖并连接于漏斗2顶部开口;

启动服务器;

根据实验要求,选择第一压力源81~第三压力源83中任意一个或几个,启动压力源8;

启动负压源9;

从服务器中读取读数;或者人工读取读数。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已,并不用于限制本发明,对于本领域的技术人员来说,本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。

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