多功能垃圾箱设计 - 图文(4)

2025-07-14

泰山学院本科毕业论文

头飞散,使液体雾化。

3.3超声波杀菌器的结构和参数

超声波杀菌器主要由超声波发生器、超声换能器(扬声器)和药液箱组成,其结构如图6。药液箱中是杀菌药物。

为了实现超声波的杀菌的最优化,应该考虑到超声波的声强﹑波形﹑频率以及杀菌的时间。

3.3.1声强

为了在液体中产生空化作用 ,声强的必要条件是大于空化作用的阙值。据研究调查,起杀菌作用的最低值为1瓦/平方米。声强增大,空化作用增强,杀菌效果增强。但是超过某一界限时,空化气泡可能增大,但是却超出声强的压制反而不能崩溃,反而降低了空化作用。空化作用所使用的声强范围是1—6瓦/平方米。

3.3.2频率

随着超声波在液体中的传播,超声波的空化作用也增强,杀菌效果越好。但是随着频率升高,声波的传播的衰减增强,因此,为了获得同样的杀菌效果,必须要更多的能量。有实验证实,使用400khz的超声波要比使用10khz消耗的功率高10倍。一般选择20—50khz的频率。

3.3.3波形

超声波波形和连续波形和脉冲波形。连续波形时,可以连续杀菌。脉冲波则是间段的,研究表明使用混合波要比单一波好得多。同样的能量下,混合波可达到更好的杀菌效果。

3.3.4杀菌时间

杀菌的效果与杀菌时间成正比。但是随着时间的增加,杀菌的效果并没有明显增加,达到一个饱和值。因此杀菌时间一般定在10min左右。

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图6超声波杀菌器原理图

3.4超声波发生器设计 3.4.1.超声波发生器选择

超声波发生器也称作超声波电源,它是用来产生超声频电能并向超声换能器提供的装置。

图7超声波发生器原理电路图

按工作原理,可以把它分为数电和模电两大类。本设计采用模拟电路,即振荡-放大型超声波发生器,其结构如图8所示,是一个振荡电路放大器,有震荡﹑

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放大﹑匹配电路和电源组成。

图8振荡-放大型超声波发生器结构图

震荡条件:图9中,正反馈时Xi=0,若1端接一频率和幅度一定的正弦波信号Xa,经过放大器和反馈电路所构成的环路输出后,在输出端2得到反馈信号Xf与Xa在大小和相位上都一致,就可以除去外接信号Xa,把1、2两端连接在一起而形成闭环系统,输出端与开环时一样的输入信号,即Xf=Xa。其平衡条件

??是振幅:

AF??=AF=1相位角:?a+ ?f=2n? n=0,1,2,3??。这样接通

电源后,振荡器最后可趋于平衡。

图9振荡器方框图

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3.4.2振荡器选用

考虑到振荡器的价格和使用的优越性。选用TL494型号的。将其CT和RT脚

接特定元件即可震荡。振荡频率由公式

f1?6H= 0.817RC?1.42?10(Z)决定。

3.4.3放大器选用

放大器其作用是将震荡信号调节至所需电平。目前所使用的放大器是晶体管放大器,其特点是体积小、效率高、重量轻。晶体管工作在伏安特性曲线的有源区。

3.4.4匹配电路选用

超声波发生器有一个匹配器,区别于其他的放大器。起调谐作用。使用一定的阻抗元件与负载中的频率成谐振。只有阻抗变换和调谐同时进行了调整。整个系统才是达到了匹配,换能器才能正常工作[10]。

3.4.5换能器选择设计

目前采用的换能器有两种:磁致伸缩换能器和压电换能器。目前主要采用压电换能器。其特点是材料便宜,声电换能率高,制造简易。电压换能器种类较多,如圆柱形、喇叭形等。超声波杀菌器主要选用喇叭形。一般主要用来声电转换,超声波换能的参数包括共振频率、电声效率、阻抗特性、发射接收灵敏度等等。必须根据具体情况选择不同的换能器[11]。

3.4.6药液箱的设计

药液箱相当于一个加湿器,它是以超声波换能的方法产生高频震动使水面产生雾化,在雾化的过程中产生水雾不断向周围蒸发。

药液箱由内箱和外壳组成。内箱的箱底外表粘结超声换能器,箱内盛杀菌液.药液箱一般用耐腐蚀的不锈钢板制成。粘有换能器的辐射板所承受的电功率强度一般低于1.5 W/cm2(用压电换能器时.大多数应在0.5~1 w/cm2之间)。

4 渗沥液处理

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4.1问题简述

我国处理垃圾的主要方式之一是卫生填埋,但是在回收填埋之前,必须要做的就是对垃圾渗沥液进行处理。在垃圾箱中,厌氧发酵﹑有机物分解﹑生活污水等产生多种代谢物质,形成高浓度的有机废水,会对环境造成二次污染,对水﹑土壤﹑大气等都会产生不同程度的污染。因此,在垃圾回收之前,必须对渗沥液进行严格的处理。

4.1.1垃圾渗沥液的特点

(1)成分复杂。不仅含有耗氧的有机污染物,各类金属和植物营养元素。 (2)有机物污染物含量高。有很多很难降解的脂类,萘﹑菲等非氯化芳香族化合物,苯类化合物等等

(3)重金属含量大。至少含有十多种金属离子,其中的重金属离子会对生物造成严重的污染。

(4)微生物营养元素比例失衡[12]。

4.2.2垃圾渗沥液的预处理技术

由于以上特点,故应该采用适当的处理方式除去氮﹑COD以及重金属,提高其可化性,有助于后续处理。国内外的处理方案有与城市污水合并处理,回罐处理,以及独立的场内完全处理。一般的处理技术有吸附法,厌氧法,吹脱法[13],化学混凝沉淀法。本论文主要采用吸附法。

在废水处理中,常用的吸附剂有活性炭、沸石、粉煤灰等,其中以活性炭最为常用。吸附处理法主要用于除去水中难降解的有机物﹑金属离子和色度。

4.2活性炭的概述 4.2.1活性炭简述

它是一种经过特殊处理的炭,具有无数细小孔隙,表面积巨大,每克活性炭的表面积大约为500--1500平方米。它是一种非常优良的吸附剂,是利用各种优良木炭作为原料,经过物理化学方法对原料进行破碎、过筛、催化剂活化、漂洗、

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