保安过滤器滤芯分类回收及清洗再利用的集成设备和方法

技术领域

本发明涉及滤芯回收利用技术领域，具体为保安过滤器滤芯分类回收及清洗再利用的集成设备和方法。

背景技术

保安过滤器(Security Filters)是一种用于过滤水中杂质和污染物的设备，通常在供水系统中使用。保安过滤器滤芯回收是指收集和回收这些滤芯以进行再利用或有效处置。滤芯通常包含有价值的材料，如塑料和金属。回收这些滤芯可以减少资源的消耗和浪费，并为制造新的滤芯提供原材料。回收滤芯可以减少废物的产生和对环境的负面影响。滤芯中可能存在有害物质或重金属，如果不正确处理，可能会对土壤和水源造成污染。滤芯回收是可持续发展的一部分，可以帮助减少资源的消耗，降低环境影响，并促进循环经济的发展。

发明内容

本发明的目的在于提供保安过滤器滤芯分类回收及清洗再利用的集成设备和方法，能够在清洗环节对滤芯进行更加彻底的清洁。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

保安过滤器滤芯分类回收及清洗再利用的集成设备，包括主体支撑结构、设置在主体支撑结构上的清洗机构以及分拣识别机构；

主体支撑结构包括主体支撑底座，主体支撑底座顶部转动配合连接设有主体支撑环，主体支撑底座顶部固定设有竖直延伸的主体支撑柱，主体支撑柱上转动配合连接设有顶部支撑环；

清洗机构包括连接在主体支撑环顶部且开口朝上的清洗容纳筒，清洗容纳筒内固定设有清洗支撑柱；

清洗支撑柱内具有清洗液通道，清洗支撑柱外侧壁具有多个喷嘴容纳孔，喷嘴容纳孔内固定设有清洗喷嘴，清洗喷嘴与清洗液通道相连通；

顶部支撑环上设有清洗夹持机构，顶部支撑环上具有多个竖直贯通的夹持机构容纳孔，清洗夹持机构包括固定在夹持机构容纳孔内的清洗夹持支撑柱，清洗夹持支撑柱下端固定设有机械夹持爪；

清洗夹持支撑柱下端固定设有开口朝下的清洗密闭端盖；

清洗容纳筒外侧固定连接设有与其内部相连通的环形的清洗水外排环壳；

分拣识别机构包括水平放置的水平分拣盘，水平分拣盘外侧边缘固定设有多个沿其径向布置的水平分拣夹持爪；

与主体支撑底座固定相连设有附加支撑底座，附加支撑底座顶部固定设有附加支撑柱，水平分拣盘转动配合连接在附加支撑柱顶部。

优选地，主体支撑底座顶部具有环形的旋转容纳槽，旋转容纳槽内固定设有环形的旋转支撑轨道，旋转支撑轨道上转动配合连接设有旋转驱动环，主体支撑环固定连接在旋转驱动环顶部，旋转驱动环由伺服电机驱动绕主体支撑柱轴线转动。

优选地，主体支撑柱上固定设有旋转支撑盘，旋转支撑盘顶部固定设有环形的顶盘支撑轨道，顶盘支撑轨道上转动配合连接设有顶盘支撑环，顶部支撑环固定连接在顶盘支撑环顶部，顶盘支撑环由伺服电机驱动绕主体支撑柱轴线转动。

说明：利用伺服电机分别对旋转驱动环和顶盘支撑环进行同步驱动转动，带动清洗容纳筒以及清洗容纳筒内部的滤芯一起转动，利用离心作用将滤芯进行甩干。

优选地，清洗容纳筒通过清洗升降机构与主体支撑环相连，清洗升降机构包括主体支撑环顶部具有的多个开口朝上的清洗升降容纳孔，清洗升降容纳孔内滑动配合设有开口朝下的清洗升降支撑筒，清洗容纳筒一一对应固定连接在各个清洗升降支撑筒顶部；

清洗升降容纳孔内设有清洗升降驱动杆，清洗升降驱动杆为电控伸缩杆，清洗升降驱动杆的外杆端部与清洗升降容纳孔内底部固定相连，清洗升降驱动杆的内杆端部与清洗升降支撑筒内顶部固定相连。

优选地，机械夹持爪通过夹持升降机构连接在夹持机构容纳孔中，夹持升降机构包括固定连接在夹持机构容纳孔内且开口朝下的夹持升降支撑筒，清洗夹持支撑柱滑动配合在夹持升降支撑筒中；

夹持升降支撑筒内设有夹持升降驱动杆，夹持升降驱动杆为电控伸缩杆，夹持升降驱动杆的外杆端部与夹持升降支撑筒内顶部固定相连，夹持升降驱动杆的内杆端部与清洗夹持支撑柱固定相连。

说明：清洗升降机构与夹持升降机构的配合使用，便于将滤芯密闭在清洗容纳筒与清洗密闭端盖组成的封闭空间内，避免清洗水外溢，以及降低清洗过程中的噪音。

优选地，清洗容纳筒内设有辅助清洗机构，辅助清洗机构包括固定在清洗容纳筒内的辅助清洗支撑环，辅助清洗支撑环下侧转动配合连接设有多根辅助清洗转轴，辅助清洗转轴上具有清洁毛刷，辅助清洗支撑环下侧固定连接设有多根超声震动杆。

说明：辅助清洗转轴由电机驱动转动，辅助清洗转轴利用清洁毛刷对滤芯进行清洗，同时利用超声震动杆对清洗水进行超声震动，有利于污物从滤芯上剥离。

优选地，清洗支撑柱通过清洗偏移机构连接在清洗容纳筒内底部，清洗偏移机构包括转动配合连接在清洗容纳筒内底部的清洗偏移支撑盘，清洗偏移支撑盘顶部具有沿其径向延伸的偏移轨道容纳槽，偏移轨道容纳槽内固定设有偏移支撑滑轨，偏移支撑滑轨上滑动配合设有偏移支撑滑块，清洗支撑柱固定连接在偏移支撑滑块顶部。

说明：偏移支撑滑块由伺服电机驱动沿偏移支撑滑轨移动，偏移支撑滑块带动清洗支撑柱一起偏移，调节清洗支撑柱与滤芯侧壁之间的距离，以实现各种强度的清洗效果。

优选地，水平分拣夹持爪通过夹持翻转机构与水平分拣盘相连，夹持翻转机构包括固定连接在水平分拣盘外侧边缘的翻转支撑环，翻转支撑环的轴线沿水平分拣盘的径向延伸，翻转支撑环内转动配合连接设有翻转支撑轴，翻转支撑轴由伺服电机驱动绕翻转支撑环的轴线转动，水平分拣夹持爪固定连接在翻转支撑轴端部。

说明：由伺服电机驱动翻转支撑轴绕翻转支撑环的轴线转动，翻转支撑轴带动水平分拣夹持爪连同滤芯一起转动翻转，使得滤芯上下两端进行颠倒，便于修正滤芯的朝向。

优选地，附加支撑底座上设有分拣转运机构，分拣转运机构包括竖直放置的转运支撑盘，转运支撑盘通过分拣转运支座转动配合连接在附加支撑底座上，转运支撑盘处于水平分拣盘下方；

转运支撑盘外侧固定设有多个沿其径向布置的分拣转运夹持爪；

转运支撑盘一侧设有分拣输送带，分拣输送带的支座固定连接在附加支撑底座上，分拣输送带的输送方向沿平行于转运支撑盘的轴线方向；

分拣输送带远离转运支撑盘的一侧设有分拣驱动顶杆，分拣驱动顶杆为电控伸缩杆，分拣驱动顶杆沿转运支撑盘的径向延伸，分拣驱动顶杆的外杆通过支撑柱固定连接在附加支撑底座顶部，分拣驱动顶杆的内杆端部固定设有分拣推送板；

分拣推送板为一个C字形的凹槽结构。

说明：分拣转运机构便于将批量放置在分拣输送带上的滤芯转移输送到水平分拣夹持爪处，同时在此过程中将滤芯变换至处于竖直放置状态，便于进行下一步清洗。

优选地，如上述的保安过滤器滤芯分类回收及清洗再利用的集成设备，利用该设备进行滤芯回收及清洗的方法，包括以下步骤：

S1、将滤芯通过分拣输送带输送到分拣驱动顶杆位置，分拣输送带表面具有多对沿垂直于其传送方向延伸的限位约束条，使得滤芯在传送过程中始终垂直于分拣输送带的传送方向，即滤芯的轴线也始终平行于分拣驱动顶杆的轴线；

当滤芯被传送至与分拣驱动顶杆轴线平齐的位置，分拣驱动顶杆的内杆伸出带动分拣推送板将滤芯推动到分拣转运夹持爪中，随即分拣转运夹持爪将滤芯夹持住，由伺服电机驱动转运支撑盘转动，带动分拣转运夹持爪连同滤芯一起移动到水平分拣夹持爪处，然后水平分拣夹持爪将滤芯夹持住，同时分拣转运夹持爪将滤芯松开；

由伺服电机驱动翻转支撑轴绕翻转支撑环的轴线转动，翻转支撑轴带动水平分拣夹持爪连同滤芯一起转动翻转，使得滤芯上下两端进行颠倒，便于修正滤芯的朝向；

将滤芯按照竖直方向夹持在水平分拣夹持爪上，由伺服电机驱动水平分拣盘转动，带动水平分拣夹持爪连通滤芯一起移动至机械夹持爪下方；

然后机械夹持爪将滤芯夹持住，水平分拣夹持爪此时松开滤芯；

机械夹持爪将滤芯移动伸入到清洗容纳筒内，此时滤芯套在清洗支撑柱外侧，清洗密闭端盖密闭在清洗容纳筒顶部；

夹持升降驱动杆的内杆伸出带动清洗夹持支撑柱沿夹持升降支撑筒的轴线下移，清洗夹持支撑柱带动机械夹持爪连同滤芯一起下移，使滤芯伸入到清洗容纳筒内；

S2、通过管道向清洗液通道内输入清洗水，清洗液通道内的清洗水从各个清洗喷嘴中喷出，对滤芯进行清洗；

清洗后的废水将排入清洗水外排环壳中，再通过管道将废水输送到外部进行集中处理；

偏移支撑滑块由伺服电机驱动沿偏移支撑滑轨移动，偏移支撑滑块带动清洗支撑柱一起偏移，调节清洗支撑柱与滤芯侧壁之间的距离，以实现各种强度的清洗效果；

辅助清洗转轴由电机驱动转动，辅助清洗转轴利用清洁毛刷对滤芯进行清洗，同时利用超声震动杆对清洗水进行超声震动，有利于污物从滤芯上剥离；

S3、对滤芯清洗过后，先利用伺服电机分别对旋转驱动环和顶盘支撑环进行驱动转动，且旋转驱动环与顶盘支撑环的角速度相通；

旋转驱动环带动主体支撑环连同多个清洗容纳筒一起旋转，顶盘支撑环带动顶部支撑环连同多个清洗夹持支撑柱、机械夹持爪以及清洗容纳筒内部的滤芯一起转动，利用离心作用将滤芯进行甩干；

对甩干后的滤芯再进行干燥，对滤芯进行清洗过后，再向清洗液通道内通入干燥热空气，对滤芯进行快速干燥即可。

与现有技术相比，本发明的有益效果体现在以下几个方面：

1、本发明的设备具备高效的清洗能力，能够快速而彻底地对滤芯进行清洗，保证滤芯彻底清除杂质和污垢，以保证回收后滤芯的性能；

2、本发明的设备具备多样性功能，以适应不同种类、尺寸和类型的滤芯，满足特定的回收需求；

3、本发明的设备具备良好的环保可靠性能，尽可能避免有害物质的泄露以及新的污染物产生；

4、本发明的设备具有高安全性，防止设备发生意外的情况，可以为操作人员提供一个安全舒适的工作环境。

附图说明

图1是本发明的主视图；

图2是图1的俯视图；

图3是本发明清洗容纳筒的结构示意图；

图4是本发明清洗支撑柱的俯视图；

图5是本发明夹持升降机构的结构示意图；

图6是本发明夹持翻转机构的结构示意图。

图中，10-主体支撑结构、11-主体支撑底座、111-旋转容纳槽、112-旋转支撑轨道、113-旋转驱动环、12-主体支撑环、13-主体支撑柱、131-旋转支撑盘、132-顶盘支撑轨道、133-顶盘支撑环、14-顶部支撑环、191-附加支撑底座、192-附加支撑柱、20-清洗机构、21-清洗容纳筒、211-清洗水外排环壳、22-清洗支撑柱、221-清洗液通道、222-喷嘴容纳孔、220-清洗喷嘴、23-清洗夹持机构、231-清洗夹持支撑柱、232-机械夹持爪、233-清洗密闭端盖、241-清洗升降容纳孔、242-清洗升降支撑筒、243-清洗升降驱动杆、25-夹持升降机构、251-夹持升降支撑筒、252-夹持升降驱动杆、29-清洗偏移机构、291-清洗偏移支撑盘、292-偏移轨道容纳槽、293-偏移支撑滑轨、294-偏移支撑滑块、30-分拣识别机构、31-水平分拣盘、310-水平分拣夹持爪、32-分拣转运机构、320-分拣转运夹持爪、321-转运支撑盘、322-分拣转运支座、323-分拣输送带、324-分拣驱动顶杆、325-分拣推送板、33-夹持翻转机构、331-翻转支撑环、332-翻转支撑轴。

具体实施方式

下面结合图1-图6对本发明进行详细说明，为叙述方便，现对下文所说的方位规定如下：下文所说的上下左右前后方向与各自主视图或结构示意图本身投影关系的上下左右前后方向一致。

实施例1：

保安过滤器滤芯分类回收及清洗再利用的集成设备，如图1所示，包括主体支撑结构10、设置在主体支撑结构10上的清洗机构20以及分拣识别机构30；

主体支撑结构10包括主体支撑底座11，主体支撑底座11顶部转动配合连接设有主体支撑环12，主体支撑底座11顶部固定设有竖直延伸的主体支撑柱13，主体支撑柱13上转动配合连接设有顶部支撑环14；

如图1所示，主体支撑底座11顶部具有环形的旋转容纳槽111，旋转容纳槽111内固定设有环形的旋转支撑轨道112，旋转支撑轨道112上转动配合连接设有旋转驱动环113，主体支撑环12固定连接在旋转驱动环113顶部，旋转驱动环113由伺服电机驱动绕主体支撑柱13轴线转动。

如图1所示，主体支撑柱13上固定设有旋转支撑盘131，旋转支撑盘131顶部固定设有环形的顶盘支撑轨道132，顶盘支撑轨道132上转动配合连接设有顶盘支撑环133，顶部支撑环14固定连接在顶盘支撑环133顶部，顶盘支撑环133由伺服电机驱动绕主体支撑柱13轴线转动。

如图3所示，清洗机构20包括连接在主体支撑环12顶部且开口朝上的清洗容纳筒21，清洗容纳筒21内固定设有清洗支撑柱22；

如图4所示，清洗支撑柱22内具有清洗液通道221，清洗支撑柱22外侧壁具有多个喷嘴容纳孔222，喷嘴容纳孔222内固定设有清洗喷嘴220，清洗喷嘴220与清洗液通道221相连通；

清洗容纳筒21通过清洗升降机构24与主体支撑环12相连，清洗升降机构24包括主体支撑环12顶部具有的多个开口朝上的清洗升降容纳孔241，清洗升降容纳孔241内滑动配合设有开口朝下的清洗升降支撑筒242，清洗容纳筒21一一对应固定连接在各个清洗升降支撑筒242顶部；

清洗升降容纳孔241内设有清洗升降驱动杆243，清洗升降驱动杆243为电控伸缩杆，清洗升降驱动杆243的外杆端部与清洗升降容纳孔241内底部固定相连，清洗升降驱动杆243的内杆端部与清洗升降支撑筒242内顶部固定相连。

顶部支撑环14上设有清洗夹持机构23，顶部支撑环14上具有多个竖直贯通的夹持机构容纳孔230，清洗夹持机构23包括固定在夹持机构容纳孔230内的清洗夹持支撑柱231，清洗夹持支撑柱231下端固定设有机械夹持爪232；

如图5所示，机械夹持爪232通过夹持升降机构25连接在夹持机构容纳孔230中，夹持升降机构25包括固定连接在夹持机构容纳孔230内且开口朝下的夹持升降支撑筒251，清洗夹持支撑柱231滑动配合在夹持升降支撑筒251中；

夹持升降支撑筒251内设有夹持升降驱动杆252，夹持升降驱动杆252为电控伸缩杆，夹持升降驱动杆252的外杆端部与夹持升降支撑筒251内顶部固定相连，夹持升降驱动杆252的内杆端部与清洗夹持支撑柱231固定相连。

清洗夹持支撑柱231下端固定设有开口朝下的清洗密闭端盖233；

清洗容纳筒21外侧固定连接设有与其内部相连通的环形的清洗水外排环壳211；

如图3所示，清洗容纳筒21内设有辅助清洗机构28，辅助清洗机构28包括固定在清洗容纳筒21内的辅助清洗支撑环281，辅助清洗支撑环281下侧转动配合连接设有多根辅助清洗转轴282，辅助清洗转轴282上具有清洁毛刷，辅助清洗支撑环281下侧固定连接设有多根超声震动杆283。

如图3所示，清洗支撑柱22通过清洗偏移机构29连接在清洗容纳筒21内底部，清洗偏移机构29包括转动配合连接在清洗容纳筒21内底部的清洗偏移支撑盘291，清洗偏移支撑盘291顶部具有沿其径向延伸的偏移轨道容纳槽292，偏移轨道容纳槽292内固定设有偏移支撑滑轨293，偏移支撑滑轨293上滑动配合设有偏移支撑滑块294，清洗支撑柱22固定连接在偏移支撑滑块294顶部。

分拣识别机构30包括水平放置的水平分拣盘31，水平分拣盘31外侧边缘固定设有多个沿其径向布置的水平分拣夹持爪310；

与主体支撑底座11固定相连设有附加支撑底座191，附加支撑底座191顶部固定设有附加支撑柱192，水平分拣盘31转动配合连接在附加支撑柱192顶部。

如图6所示，水平分拣夹持爪310通过夹持翻转机构33与水平分拣盘31相连，夹持翻转机构33包括固定连接在水平分拣盘31外侧边缘的翻转支撑环331，翻转支撑环331的轴线沿水平分拣盘31的径向延伸，翻转支撑环331内转动配合连接设有翻转支撑轴332，翻转支撑轴332由伺服电机驱动绕翻转支撑环331的轴线转动，水平分拣夹持爪310固定连接在翻转支撑轴332端部。

如图1所示，附加支撑底座191上设有分拣转运机构32，分拣转运机构32包括竖直放置的转运支撑盘321，转运支撑盘321通过分拣转运支座322转动配合连接在附加支撑底座191上，转运支撑盘321处于水平分拣盘31下方；

转运支撑盘321外侧固定设有多个沿其径向布置的分拣转运夹持爪320；

转运支撑盘321一侧设有分拣输送带323，分拣输送带323的支座固定连接在附加支撑底座191上，分拣输送带323的输送方向沿平行于转运支撑盘321的轴线方向；

分拣输送带323远离转运支撑盘321的一侧设有分拣驱动顶杆324，分拣驱动顶杆324为电控伸缩杆，分拣驱动顶杆324沿转运支撑盘321的径向延伸，分拣驱动顶杆324的外杆通过支撑柱固定连接在附加支撑底座191顶部，分拣驱动顶杆324的内杆端部固定设有分拣推送板325；

分拣推送板325为一个C字形的凹槽结构。

实施例2：

基于实施例1的保安过滤器滤芯分类回收及清洗再利用的集成设备进行滤芯回收及清洗的方法，包括以下步骤：

S1、将滤芯通过分拣输送带323输送到分拣驱动顶杆324位置，分拣输送带323表面具有多对沿垂直于其传送方向延伸的限位约束条，使得滤芯在传送过程中始终垂直于分拣输送带323的传送方向，即滤芯的轴线也始终平行于分拣驱动顶杆324的轴线；

当滤芯被传送至与分拣驱动顶杆324轴线平齐的位置，分拣驱动顶杆324的内杆伸出带动分拣推送板325将滤芯推动到分拣转运夹持爪320中，随即分拣转运夹持爪320将滤芯夹持住，由伺服电机驱动转运支撑盘321转动，带动分拣转运夹持爪320连同滤芯一起移动到水平分拣夹持爪310处，然后水平分拣夹持爪310将滤芯夹持住，同时分拣转运夹持爪320将滤芯松开；

由伺服电机驱动翻转支撑轴332绕翻转支撑环331的轴线转动，翻转支撑轴332带动水平分拣夹持爪310连同滤芯一起转动翻转，使得滤芯上下两端进行颠倒，便于修正滤芯的朝向；

将滤芯按照竖直方向夹持在水平分拣夹持爪310上，由伺服电机驱动水平分拣盘31转动，带动水平分拣夹持爪310连通滤芯一起移动至机械夹持爪232下方；

然后机械夹持爪232将滤芯夹持住，水平分拣夹持爪310此时松开滤芯；

机械夹持爪232将滤芯移动伸入到清洗容纳筒21内，此时滤芯套在清洗支撑柱22外侧，清洗密闭端盖233密闭在清洗容纳筒21顶部；

夹持升降驱动杆252的内杆伸出带动清洗夹持支撑柱231沿夹持升降支撑筒251的轴线下移，清洗夹持支撑柱231带动机械夹持爪232连同滤芯一起下移，使滤芯伸入到清洗容纳筒21内；

S2、通过管道向清洗液通道221内输入清洗水，清洗液通道221内的清洗水从各个清洗喷嘴220中喷出，对滤芯进行清洗；

清洗后的废水将排入清洗水外排环壳211中，再通过管道将废水输送到外部进行集中处理；

偏移支撑滑块294由伺服电机驱动沿偏移支撑滑轨293移动，偏移支撑滑块294带动清洗支撑柱22一起偏移，调节清洗支撑柱22与滤芯侧壁之间的距离，以实现各种强度的清洗效果；

辅助清洗转轴282由电机驱动转动，辅助清洗转轴282利用清洁毛刷对滤芯进行清洗，同时利用超声震动杆283对清洗水进行超声震动，有利于污物从滤芯上剥离；

S3、对滤芯清洗过后，先利用伺服电机分别对旋转驱动环113和顶盘支撑环133进行驱动转动，且旋转驱动环113与顶盘支撑环133的角速度相通；

旋转驱动环113带动主体支撑环12连同多个清洗容纳筒21一起旋转，顶盘支撑环133带动顶部支撑环14连同多个清洗夹持支撑柱231、机械夹持爪232以及清洗容纳筒21内部的滤芯一起转动，利用离心作用将滤芯进行甩干；

对甩干后的滤芯再进行干燥，对滤芯进行清洗过后，再向清洗液通道221内通入干燥热空气，对滤芯进行快速干燥即可。