(19)国家知识产权局 (12)发明 专利 (10)授权公告 号 (45)授权公告日 (21)申请 号 202110581831.2 (22)申请日 2021.05.26 (65)同一申请的已公布的文献号 申请公布号 CN 113230917 A (43)申请公布日 2021.08.10 (73)专利权人 北京工业大 学 地址 100124 北京市朝阳区平乐园10 0号 (72)发明人 李星　赵嘉珩　杜鹏　杨艳玲　 (74)专利代理 机构 北京思海天达知识产权代理 有限公司 1 1203 专利代理师 张立改 (51)Int.Cl. B01F 25/431(2022.01) B01F 35/21(2022.01) B01F 35/22(2022.01)C02F 1/52(2006.01) G06F 30/27(2020.01) G06F 30/28(2020.01) G06F 113/08(2020.01) G06F 119/14(2020.01) (56)对比文件 CN 1966134 A,20 07.05.23 CN 101293690 A,20 08.10.29 CN 208482 285 U,2019.02.12 US 20182 97861 A1,2018.10.18 US 2011162742 A1,201 1.07.07 审查员 孟东 (54)发明名称 一种可调式静态水力混合方法与测控系统 (57)摘要 一种可调式静态水力混合方法与测控系统， 属于水处理设备与调控技术领域。 本发明专利能 够通过流量计和压力传感器实时监测可调式静 态管道混合器的进水流量和进出水压力值的变 化， 经微电脑自控系统建立的相关性函数综合计 算进水流量、 水头损失、 可调式混合部件开闭角 度θ、 静态管道混合器局部阻力系数的对应数 值， 得到不同流量条件下的速度梯度(G值)， 与经 过检测和验证的额定流量G0值进行对比， 对混合 效率进行判别与综合评估后， 由微电脑自控系统 控制自动调节装置调控可调式混合部件的开闭 角度θ， 使得G值稳定在G0值或处在最佳阈值范 围内。 权利要求书1页 说明书5页 附图1页 CN 113230917 B 2022.09.09 CN 113230917 B 1.一种可调式静态水力混合测控系 统， 其特征在于， 包括进水管(1)、 流量计(2)、 可调 式静态管道混合器(3)、 可调式混合部件(4)、 第一压力传感器(5)、 药剂投加管(6)、 自动调 节装置(7)、 第二压力传 感器(8)、 出水管(9)、 微电脑自控系统(10)， 其中自动调节装置(7) 通过传动轴与可调式静态管道混合器(3)内部的可调式混合部件(4)相连， 进水管(1)和出 水管(9)分别与可调式静态管道混合器(3)的前后两端连接； 与进水管(1)连接的可调式静 态管道混合器(3)前端配有流量计(2)、 第一压力传感器(5)、 药剂 投加管(6)； 与出水管(9) 连接的可调式静态管道混合器(3)后端配有第二压力传感器(8)； 流量计、 第一压力传感器、 第二压力传感器、 自动调节装置分别通过测控信号线与微电脑自控系统相连； 当进水管(1)的流量在额定值范围时， 流量计(2)的流量数据以及第一压力传感器(5) 与第二压力传感器(8)检测 到的可调式静态管道混合器(3)进出水压力数据传输至微电脑 自控系统(10)； 通过微电脑自控系统(10)综合计算并建立进水流量、 水头损失h、 可调式混 合部件(4)开闭角度θ、 可调式静态管道混合器(3)局 部阻力系数ζ 的相关性函数模型， 得到 额定流量条件下的标准速度梯度G0值， 并由微电脑自控系统(10)设定出可调式混合部件 (4)的标准 开闭角度 θ， 进 而确定出G0值的最佳阈值范围； 当进水管(1)的流量发生改变时， 流量计(2)的流量数据以及第一压力传感器(5)与第 二压力传感器(8)检测到的可调式静态管道混合器(3)进出水压力数据传输至微电脑自控 系统(10)， 通过微电脑自控系统(10)建立的相关性函数模型综合计算进水流量、 水头损失 h、 可调式混合部件(4)开闭角度θ、 可调式静态管道混合器(3)局 部阻力系数ζ 的对应数值， 得到不同流量条件下的速度梯度G值， 并与设定的标准速度梯度G0值进行对比后， 由微电脑 自控系统(10)控制自动调节装置(7)调控可调式混合部件(4)的开闭角度θ， 使得G值处在G0 值的最佳阈值范围内。 2.按照权利要求1所述的一种可调式静态水力混合测控系统， 其特征在于， 可调式混合 部件为桨叶式、 折板式、 波纹板式、 螺旋式、 螺带式、 交叉板式、 辐条式或内置翼片式， 可调节 开闭角度 θ 范围为0 ° ‑90°。 3.按照权利要求1所述的一种可调式静态水力混合测控系统， 其特征在于， 第 一压力传 感器设置在可调式静态管道混合器的进水管上， 第二压力 传感器设置在可调式静态管道混 合器的出 水管上。权　利　要　求　书 1/1 页 2 CN 113230917 B 2一种可调式静态 水力混合方法与测控系统 技术领域 [0001]本发明属于水处理技术领域， 具体是涉及 一种用于水处理混凝过程的可调式静态 水力混合方法与测控系统。 背景技术 [0002]近年来， 随着我国经济的高速发展， 水资源短缺和浪费现象越来越严重。 为有效解 决水资源危机问题， 国家和行业 都出台了相关的政 策和规定， 要求各种城镇、 乡村、 小区、 建 筑等区域都要充分利用给水水源以及雨水、 中水等非传统水源， 近年来广大农村、 乡镇以及 城镇的小区、 公共建筑等也建立了众多小型水处理设施。 由于这些小规模水处理设施服务 的规模较少， 昼夜用水量会有较大幅度的波动， 因此水处理设施的运行工况和处理水量也 经常需要根据用水量的变化进行不同程度的调节， 以降低制水和供 水的成本与费用。 [0003]混凝在水处理工艺中是极为重要的处理单元， 水中的悬浮颗粒、 胶体颗粒、 部分有 机物等污染物都需要经过混凝、 反应、 沉淀、 过滤等过程得到去除。 混凝过程最关键的环节 是投加的混凝剂等药剂必须在短时间内与原水进行快速、 充分地混合， 以便进行高效的混 凝、 反应， 更好地形成絮体进 行沉淀、 过滤。 混凝效果与混合过程密切相关， 为达到良好的混 凝效果必须严格控制混凝剂等药剂投加到原水中的混合过程和混合技术参数， 其中最关键 的混合控制参数为速度梯度(G值)。 [0004]最常用的混合方式主要有水力混合与机械混合， 其中水力混合具有适用范围广、 结构简单、 成本低、 运维方便等特点， 已具有巨大的应用市场。 传统的静态管道混合器采用 固定式的混合与导流部件， 只能适用于额定的进 水流量范围， 当进 水流量较低时， 混合 强度 会显著下降， G值 都无法满足要求， 造成混合效率大幅度下降， 混凝效果显著降低， 产水水质 明显变差。 如何改进静态管道混合器使得不同流量条件下的混合效率始终保持在最佳范 围， 一直是业界的技 术难题。 发明内容 [0005]本发明专利的目的在于针对进水流量变化幅度大、 常规静态管道混合器的流量适 用范围小、 混凝效果不佳 的问题， 提出一种 可以根据进水流量变化幅度进行随动调节的可 调式静态水力混合方法与测控系统。 [0006]一种可调式静态水力混合方法与测控系统， 其特征在于， 由水力混合调节装置和 混合效率测控系统组成， 包括进 水管(1)、 流量计(2)、 可调式静态管道混合器(3)、 可调式混 合部件(4)、 第一压力传 感器(5)、 药剂 投加管(6)、 自动调节装置(7)、 第二压力传感器(8)、 出水管(9)、 微电脑自控系统(10)， 其中自动调节装置(7)通过传动轴与可调式静态管道混 合器(3)内部的可调式混合部件(4)相连， 进水管(1)和出水管(9)分别与可调式静态管道混 合器(3)的前后两端连接； 与进水管(1)连接的可调式静态管道混合器(3)前端配有流量计 (2)、 第一压力传感器(5)、 药剂 投加管(6)； 与出水管(9)连接的可调式静态管道混合器(3) 后端配有第二压力 传感器(8)； 流量计、 第一压力 传感器、 第二压力 传感器、 自动调节装置 分说　明　书 1/5 页 3 CN 113230917 B 3