TWI663002B - 反饋式水力漩流分離系統 - Google Patents

Abstract

本發明係提供一種反饋式水力漩流分離系統，該反饋式水力漩流分離系統係針對混合物中不同大小顆粒之物體進行分離與集收，而該反饋式水力漩流分離系統具有攪拌機構、分離機構與反饋監控機構；其中，該反饋監控機構具有分別設於該攪拌機構、分離機構間之流量偵測件、粒徑監測件及流量控制件，因此針對受到重金屬污染之土壤轉換為泥水進行分選處理，得以利用該等粒徑監測件、流量偵測件的設置，來適時針對該分選機構之泥水隨流速所排出之顆粒的流量、流速訊息進行分析回饋，以調整至適合之該泥水進給地流速與流量，有效達到所欲分離之顆粒粒度精準分離功效。

Description

反饋式水力漩流分離系統

本發明是有關於一種水力漩流分離系統設計，特別是一種反饋式水力漩流分離系統。

參閱圖1，習知攪拌分離裝置1包含有一攪拌機構11及一分離機構12；其中，該攪拌機構11具有一供重金屬污染之土壤(圖中未示出)容置之容器111，一伸置於該容器111內之作動件112，以及一設於該容器111底端用以與該分離機構12連接之輸接管113；另，該分離機構12具有一呈上寬下窄且內部開設有一容置空間122之錐形本體121，一設於該錐形本體121上且與該輸接管113連接之入口123，一設於該錐形本體121上方且一端伸入該錐形本體121內之集收管124，以及一設於該錐形本體121下方之承接斗125。

是以，在針對受到重金屬污染之該土壤進行處理時，將該等土壤以及與該土壤相對應之比例水量放置於該攪拌機構11之該容器111內，藉由該作動件112於該容器111內產生攪拌驅動，以使該土壤、水在混合作用中呈泥水態樣，同時並於攪拌過程中再注入一可於該容器111中產生壓力之氣體，以使該泥水受到壓力作用而以高流速方式進入該錐形本體121內，並利用該錐形本體121具有上寬下窄之設計，使該泥水進入該容置空間122後便產生強烈之高流速，且具有離心之水流漩流作用，同時以使泥水在前述之作用下快速分離出具有粗、細顆粒等二種區隔尺寸之顆粒粒徑的區分。

惟，實際使用後發現，習知該攪拌分離裝置1僅能藉由人為作動之方式，來針對水力漩流作動的控制，同時分離後之顆粒仍需透過一雷射分析才能確實所分離之顆粒粒徑係為所需的，因此在等待雷射分析之過程是需要約7天的等待期，雖然可有效分離出土壤粒徑，但分析期間過於耗時且效率差，故在分離效果不彰的情況下，又在單一流速狀況下是無法在短期間內有效且快速分離出較細顆粒物質，導致無法在一貫流程作業中精準有效地進行土壤粒徑之分離篩選，而造成有分離效果不佳之缺失，實有待改進。

因此，本發明之目的，是在提供一種反饋式水力漩流分離系統，其可針對進行水力漩流分選作用中之不同高低泥水流速進行監測與偵測，以適時針對高低泥水之流速所排出之顆粒的流量、流速訊息進行分析、反饋、調整，以達到精準地分離出不同顆粒粒度效果。

於是，本發明反饋式水力漩流分離系統包含有一攪拌機構，一分離機構，以及一分別與該攪拌機構、分離機構連接之反饋監控機構；其中，該反饋監控機構具有一設於該攪拌機構之輸送管與該分離機構之入口間之流量偵測件，二分別設於該分離機構之接收管與承接斗處之粒徑監測件，一設於該入口與輸送管間之流量控制件，以及一分別與該流量偵測件、粒徑監測件及流量控制件連接之控制裝置，故當該分離機構與該攪拌機構正針對受到重金屬污染之土壤進行泥水分選處理時，該反饋監控機構之控制裝置得以透過該流量偵測件、粒徑監測件分別針對流出之粒徑進行偵測與監測之訊息的傳送，以供該控制裝置針對所接收之偵測與監測訊息進行比對、分析，以適時針對所傳輸之狀況進行反饋改善，故可針對不同泥水進行水力漩流分離作業，且精準有效地分離出所欲顆粒粒度效果。

圖1是習知攪拌分離裝置之示意圖。 圖2是本發明一較佳實施例之示意圖。 圖3是該較佳實施例之反饋監控模式之方塊示意圖。

有關本發明之前述及其他技術內容、特點與功效，在以下配合參考圖式之較佳實施例的詳細說明中，將可清楚的明白。

參閱圖2，本發明之一較佳實施例，該反饋式水力漩流分離系統3包含有一攪拌機構31，一分離機構32，以及一分別與該攪拌機構31、分離機構32連接之反饋監控機構33(圖中以簡圖表示)；其中，該攪拌機構31具有一容器311，一伸置於該容器311內之作動件312，以及一設於該容器311底端用以與該分離機構32連接之輸送管313，而前述該容器311可供欲進行攪拌之受重金屬污染之土壤置入，以及相對該土壤之重量對應注入適當比例之水量，而該作動件312即會在驅動作用下於該容器311中進行攪拌，使得該土壤與水在該作動件312的作動下於該容器311中混合呈泥水狀，同時在控制該作動件312的攪動速度設定，可依據混合之土壤與水之比例的不同，以進一步控制該作動件312之攪拌速度的驅動設定，同時在進行攪拌的過程中可適時於該容器311中注入一氣體(圖中未示)，利用所注入之氣體配合該作動件312的作動，而於該容器311內形成一壓力，以使受攪拌而形成之泥水受到壓力作用下經該輸送管313往該分離機構32處輸送。

接續前述，另，該分離機構32具有一呈上寬下窄且內部開設有一容置空間322之錐形本體321，一設於該錐形本體321上且與該輸送管313連接之入口323，一設於該錐形本體321上方且一端伸至於該錐形本體321內之集收管324，以及一設於該錐形本體321下方之承接斗325，而前述該入口323可承接經該輸送管313輸出之具有壓力之泥水至該容置空間322內，利用該錐形本體321所呈之上寬下窄的特殊設計，藉此能使該泥水進入該容置空間322後即瞬間形成具高流速水力漩流現象，且順沿該錐形本體321之特殊設置而於該容置空間322內產生一水流離心力作用，因此在水流離心力與高流速所形成之離沉下降力量，得以進一步使泥水中顆粒在流速中形出較重、較粗及較輕、較細之粒徑區分，即較輕、較細之顆粒會受到水力漩流所形成之離心力的水流作用往上升，而較重、較粗之顆粒便會順水力漩流離心力的作用而往下流沉，且分別透過該集收管324與該承接斗325向外排出。

最後，該反饋監控機構33具有一設於該入口323與該輸送管313間之流量偵測件331，二分別設於該集收管324與該承接斗325處之粒徑監測件332，一設於該入口323與該輸送管313間之流量控制件333，以及一分別與該流量偵測件331、粒徑監測件332及流量控制件333連結之控制裝置334；其中，該流量偵測件331可偵測由該入口323承接該輸送管313輸入之泥水的流量，同時該等粒徑監測件332可監測向該集收管324與該承接斗325之流速的變化，且將所偵測及監測所得之數據連結至該控制裝置334處，另，該控制裝置334內預先存有一預設值，以使該控制裝置334將所得之流量、流速之數據可與預設值進行比對、分析，以得出一比對結果，並適時針對結果發出一控制訊號連接至該流量控制件333，以使該流量控制件333接收到該控制裝置334的指示後於該入口323與該輸送管313間執行指示作動。

參閱圖2及圖3，使用時，集收已於事前先經過初步篩分後且小於2mm以下之固體粒子之受重金屬污染的土壤(圖中未示)，同時針對該土壤之重量備置相對應比例的水置入於該攪拌機構31之該容器311內，而後驅動該作動件312於該容器311內進行攪拌的作動，如此可使置於該容器311內之該土壤與水在該作動件312的攪拌下，進而混合呈如泥水態樣，這時更可在攪拌過程中於該容器311中注入一氣體(圖中未示)，利用該氣體的加入來增加該容器311內的壓力，使得攪拌中而形成的泥水在受到壓力的作用下，即以高流速之方式透過該輸送管313經該入口323進入該錐形本體321之容置空間322內，這時在該泥水流入該錐形本體321內的過程中，該流量偵測件331便會針對該泥水的流量進行偵測，且將偵測所得之數據連接至該控制裝置334，而該控制裝置334便會針對所接收之流量數據與預設於內之數據進行比對，以利後續針對該泥水之流速與流量進行控制調整，同時在該泥水進入該錐形本體321內時，便會受到該錐形本體321之上寬下窄之特殊設計影響，而於該容置空間322中產生具有強烈之高流速與離心力的水力漩流作用，藉由在水力漩流離心力與高流速所形成之離沉下降力量，進而使該泥水中顆粒在流速中形成出較重、較粗及較輕、較細之顆粒區分，即較輕、較細之顆粒會順延離心力之水流作用往上升，而較重、較粗之顆粒便會順水流離心而向下沉，這時設於該集收管324與該承接斗處325之該等粒徑監測件332，便會各別在該泥水分別形成往上升與向下沉的向外排出過程中，針對往上升之泥水流況與向下沉之泥水流況中的顆粒大小進行數據集收，且將該等泥水流況之顆粒大小的數據連接至該控制裝置334接收，使得該控制裝置334針對所接收之該泥水流況數據來與預設值進行比對、分析，此時若正監測往上升之該泥水流況中呈現出具有多數粒徑粗及大之顆粒時，這時該控制裝置334便會發出一控制訊號至該流量控制件333接收，以使該流量控制件333得以於該攪拌機構31與該分離機構32間，適當針對該泥水的輸入速度、流量進行調整控制，同時再藉由該流量偵測件331適時配合針對泥水流量輸入狀況進行偵測數據傳送，以利進行相互比對，藉以確實調整至適合該泥水進給地流入該容置空間322內之水力漩流速度。

反之，若正監測向下沉之該泥水流況中呈現具有多數粒徑細及小之顆粒時，這時該控制裝置334便會發出一控制訊號至該流量控制件333接收，以使該流量控制件333得以控制減緩該泥水輸入該容置空間322內之速度，以針對該容置空間322內之水力漩流之速度進行適當的調整，因此藉由該等粒徑監測件332與流量偵測件331適時將所監測、偵測之數據反饋至該控制裝置334接收，以使該控制裝置334得以依據反饋接收之訊息需求，進一步改善流速與流量的調配控制，並適時增加或減緩該容置空間322內之水力漩流速度，如此一來便可大大有效且確實精準地分離出泥水中之不同顆粒粒度效果；是以，應用不同之流速偵測、監測等反饋之訊息來與預設之數值進行比對、分析，以適時針對所傳輸之狀況進行反饋改善，進而有效達到自動控制流速、流量，使得土壤顆粒粒徑之分離篩選得以於短時間內在一貫化之作業進行，不但可針對不同泥水適合進行水力漩流分離作業，對於受到重金屬污染之土壤進行分離篩選作用，更可有效將含重金屬顆粒較細之粒徑與大粒徑之土壤，以分別完全獨立篩選出，以進行後續處理，且精準有效地分離出所欲顆粒粒度效果。

歸納前述，本發明反饋式水力漩流分離系統，藉由具有反饋監控機構之設置，係有別習知僅能單一分離篩選流程之作業，其不僅利用流量偵測件及粒徑監測件的設置，以針對進行分離作業之上升之泥水流況與向下沉之泥水流況進行數據集收，且將該等泥水流況之數據連接至該控制裝置接收，並與預設值進行比對、分析，以使該反饋監控機構之控制裝置得以依據監測、偵測所得之訊息，依需求改善流速與流量，來適時增加或減緩分離機構之容置空間內之水力漩流速度，進而有效達到自動控制流速、流量，使得土壤顆粒粒徑之分離篩選得以有效於短時間內在一貫化之作業進行，且有精準地分離出不同顆粒粒度效果，故確實能達到本發明之目的。

惟以上所述者，僅為說明本發明之較佳實施例而已，當不能以此限定本發明實施之範圍，即大凡依本發明申請專利範圍及發明說明書內容所作之簡單的等效變化與修飾，皆應仍屬本發明專利涵蓋之範圍內。

(習知) 1 攪拌分離裝置 11 攪拌機構 12 分離機構 111 容器 112 作動件 113 輸接管 121 錐形本體 122 容置空間 123 入口 124 集收管 125 承接斗

(本發明)

3‧‧‧反饋式水力漩流分離系統

31‧‧‧攪拌機構

32‧‧‧分離機構

33‧‧‧反饋監控機構

311‧‧‧容器

312‧‧‧作動件

313‧‧‧輸送管

321‧‧‧錐形本體

322‧‧‧容置空間

323‧‧‧入口

324‧‧‧集收管

325‧‧‧承接斗

331‧‧‧流量偵測件

332‧‧‧粒徑監測件

333‧‧‧流量控制件

334‧‧‧控制裝置

Claims (1)

1. 一種反饋式水力漩流分離系統，其用以針對受到重金屬污染之土壤進行處理，該反饋式水力漩流分離系統包含有一攪拌機構，以及一分離機構；其中，該攪拌機構具有一容器，一伸置於該容器內之作動件，以及一設於該容器底端用以與該分離機構連接之輸送管；另，該分離機構具有一呈上寬下窄且內部開設有一容置空間之錐形本體，一設於該錐形本體上且與該輸送管連接之入口，一設於該錐形本體上方且一端伸入該錐形本體內之集收管，以及一設於該錐形本體下方之承接斗，而前述該容器可供小粒徑之污染土壤與水混合進入，使該集收管可集收較輕與較細顆粒，而承接斗可承接較粗之顆粒；其特徵在於：該反饋式水力漩流分離系統另設有一分別與該攪拌機構、分離機構連接之反饋監控機構，而該反饋監控機構具一設於該入口與該輸送管間之流量偵測件，二分別設於該集收管與承接斗處之粒徑監測件，一設於該入口與該輸送管間之流量控制件，以及一分別與該流量偵測件、粒徑監測件及流量控制件連結之控制裝置，利用該流量偵測件、粒徑監測件分別針對流出之粒徑進行偵測與監測訊息的傳送，以使該控制裝置針對所接收之偵測、監測訊息來與預設於該控制裝置內之預設值進行比對、分析，並依據結果發出一控制指令以連動該流量控制件產生相對作動。