一种水力旋流除砂装置的制作方法

本实用新型涉及污水处理设备的技术领域，特别涉及一种水力旋流除砂装置。

背景技术：

污水处理是对污水进行净化，使其达到排入自然水体或再次使用的水质要求的过程。预处理工艺是污水处理过程中较为重要的一环，通常包括格栅处理、泵房提升和沉砂处理。其中，沉砂处理的目的是去除污水中裹挟的砂、石与大块颗粒物，以减少它们在后续构筑物中的沉降。如果没有经过沉砂处理，往往会造成设施淤砂，影响功效，造成磨损堵塞，影响管线设备的正常运行。

现阶段常用的沉砂处理方法主要包括旋流式沉砂池、平流式沉砂池、曝气沉砂池、多尔沉砂池和竖流式沉砂池等，如公布号为cn109292906a的中国专利公开了一种水力旋流除砂装置，包括分砂部和砂斗部；砂斗部设置于分砂部的下方；砂斗部与分砂部通过环形斜坡过渡连接；分砂部包括圆柱形腔体、中心轴筒、中心锥筒和悬浮套筒；悬浮套筒是设在装置内中上部的环形板；圆柱形腔体的中部外壁上设置有切向进水口；切向进水口附近圆柱形腔体的内壁上设置有导流板；导流板与切向进水方向呈130°～180°角；圆柱形腔体的上部周边分别设置有出水口和排渣口；圆柱形腔体内壁与悬浮套筒外壁之间形成环形浮渣收集区。

在实际使用时，水流通过切向入口进入旋流除砂装置的圆柱形腔体内，在导流板的引导下沿圆柱形腔体外周形成螺旋下降的离心旋流路径。在此过程中，砂粒在重力作用下沉降并被旋流卷扫聚集到底部中心的砂斗部，同时水中夹带的油污、漂浮物及悬浮物被旋流分离后上浮到悬浮套筒外侧和装置腔体内壁之间的环形浮渣收集区。下降水流到达装置中心锥筒后，开始绕中心轴筒缓慢向上旋转流入悬浮套筒内部，并继续螺旋攀升到上部出水汇水区后经出水口排出。由于水流在外周的旋流下降速度相对较高，在悬浮套筒内的旋流上升速度相对较低，这两个速度差形成的剪切区有助于较细颗粒的沉降。从污水中分离出来的砂粒沉积在砂斗部内，形成的砂水混合液用泵或气提方式输送到配套砂水分离器进行清洗和脱水，上部悬浮套筒外侧收集的浮渣则通过排渣口定期排放。

但是，砂粒长时间地沉积在砂斗部内之后容易结块，此时排砂泵难以将砂粒吸出，排砂效果较差。

技术实现要素：

本实用新型的目的是提供一种水力旋流除砂装置，具有能够在砂粒结块后将其打散，使排砂泵得以顺利地将砂粒吸出，高效排砂的优点。

本实用新型的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：

一种水力旋流除砂装置，包括沿竖直方向设置的圆形处理筒，所述圆形处理筒的侧壁上设有进水口和排渣管，圆形处理筒内设有悬浮筒和吸砂管，圆形处理筒底部设有沉砂斗，所述排渣管位于进水口上方，排渣管与悬浮筒在竖直方向上对齐，所述悬浮筒的侧壁顶部设有出水管，且出水管穿设于圆形处理筒的侧壁上，所述吸砂管沿竖直方向设置，吸砂管穿设于悬浮筒内，吸砂管底端延伸至沉砂斗处，还包括沿竖直方向设置的高压冲洗管，所述高压冲洗管穿设于悬浮筒内，高压冲洗管底端延伸至沉砂斗处，高压冲洗管顶端接有泵体。

通过采用上述技术方案，泵体向高压冲洗管内注入高压水流或者压缩空气，由高压冲洗管底端喷出，并冲击在沉砂斗内的砂粒上，能够在砂粒结块后将其打散，使排砂泵得以顺利地将砂粒吸出，高效排砂。

进一步的，所述圆形处理筒的内侧壁上设有环形滑轨、驱动齿轮和传动轴，所述滑轨与圆形处理筒同轴，滑轨的内侧壁上嵌设有滑移环，所述滑移环与滑轨同轴，滑移环沿自身周向滑动设置在滑轨上，滑移环的内侧壁上设有锯齿部和刮渣板，所述刮渣板与排渣管的高度齐平，所述驱动齿轮的轴线竖直，驱动齿轮转动架设在圆形处理筒上，驱动齿轮与锯齿部啮合，所述传动轴转动架设在圆形处理筒上，传动轴与驱动齿轮同轴，传动轴底端与驱动齿轮相连，顶端从圆形处理筒内穿出。

通过采用上述技术方案，转动传动轴，带动驱动齿轮旋转，进而使滑移环在滑轨上旋转，与滑移环相连的刮渣板随之移动；排渣时，远离排渣管位置处的悬浮垃圾和油脂不易流入排渣管，排渣效率较低，设置刮渣板后，可以借助刮渣板将圆形处理筒内侧壁与悬浮筒外侧壁之间的悬浮垃圾和油脂推向排渣管，既能加快排渣速度，也能实现无死角排渣。

进一步的，所述传动轴、驱动齿轮、滑轨和刮渣板等结构成对设置，且两块刮渣板分别位于出水管与排渣管连线的两侧，所述圆形处理筒的内侧壁上设有限位挡块，所述限位挡块成对设置在排渣管两侧，且限位挡块位于排渣管上方，所述刮渣板上设有限位杆。

通过采用上述技术方案，悬浮筒内外的液面高度相近，出水管与排渣管的高度也相同，会对刮渣板的转动造成阻碍，故设置两块刮渣板，分别从出水管两侧刮向排渣管，并在接近排渣管的位置处时被限位挡块拦截，能够稳定有效地将悬浮垃圾和油脂推向排渣管。

进一步的，所述悬浮筒的外侧壁上成对设有导渣板，所述导渣板远离悬浮筒轴心的一端朝向排渣管倾斜设置。

通过采用上述技术方案，刮渣板将悬浮垃圾和油脂推至排渣管处时，悬浮垃圾和油脂冲击在导渣板上，并沿导渣板滑向排渣管，顺利进入排渣管内，避免排渣管两侧的悬浮垃圾和油脂相互碰撞或者交错滑开。

进一步的，所述滑移环上转动架设有转轴，所述刮渣板通过转轴与滑移环相连，所述转轴沿滑移环的径线方向设置，转轴上套设有用于驱使刮渣板背向排渣管翻转的复位弹簧，转轴朝向出水口一侧设有限位板，所述限位板与滑移环固接，限位板与刮渣板相抵。

通过采用上述技术方案，刮渣板通过转轴转动架设在滑移环上，当刮渣板朝向排渣管移动时，受到悬浮垃圾和油脂的阻力，背向排渣管翻转，并与限位板相抵，刮渣板保持竖直，能够有效地刮动悬浮垃圾和油脂，当刮渣板背向排渣管移动时，其受到的阻力克服复位弹簧的弹力，驱使刮渣板朝向排渣管翻转，刮渣板底端向上抬升，不易将残留在排渣管与出水管之间的悬浮垃圾和油脂推力排渣管，当刮渣板停止移动后，复位弹簧驱使刮渣板翻转至与限位板相抵，恢复竖直。

进一步的，所述圆形处理筒的外侧壁上设有溢流池，所述溢流池的侧壁上设有进水管和出水口，溢流池内设有溢流板，所述进水管和进水口位于溢流板一侧，所述出水口和出水管位于溢流板另一侧，所述排渣管不与溢流池连通。

通过采用上述技术方案，当进水流量过大或进行设备维护时，污水不经过圆形处理筒内，而是直接越过溢流板，然后从溢流池上的出水口排出，以保证设备安全或者方便维护。

进一步的，所述进水管的管口处设有调节阀门。

通过采用上述技术方案，设置调节阀门，对进入圆形处理筒内的污水流量进行控制，避免其超出圆形处理筒除砂能力的上限。

进一步的，所述圆形处理筒顶端设有盖板，所述盖板上穿设有臭气收集管。

通过采用上述技术方案，设置盖板后，整个污水处理过程在封闭环境中进行，臭气不会逸散至圆形处理筒附近的区域，而是由臭气收集管排至臭气处理管网内。

综上所述，本实用新型具有以下有益效果：

1.能够在砂粒结块后将其打散，使排砂泵得以顺利地将砂粒吸出，高效排砂；

2.通过设置刮渣板，能够大大加快排渣速度，同时实现无死角排渣；

3.池内无搅拌叶片，无减速电机，全部依靠水力自身的推动产生涡流，在最大程度上使设备简化；

4.具有结构设计简单合理、占地面积小、造价低、能耗低、维护成本低、自动化程度高、耐冲击负荷能力大等优点，能够有效的提高除砂效率，同时还能够去除水中夹杂的浮渣及油脂等污染物质。

附图说明

图1是实施例的整体结构示意图；

图2是实施例的纵向剖面图；

图3是实施例的俯视图；

图4是实施例中出水口处的横向剖面图；

图5是实施例中圆形处理筒的内部结构示意图；

图6是实施例中滑轨、滑移环、驱动齿轮、传动轴之间连接关系示意图；

图7是实施例中滑移环、刮板之间连接关系示意图

图8是实施例中排渣管处的横向剖面图。

图中，1、圆形处理筒；2、排渣管；3、悬浮筒；4、吸砂管；5、高压冲洗管；6、泵体；7、溢流池；8、盖板；9、支撑架；10、中心锥桶；101、进水口；102、沉砂斗；103、滑轨；104、驱动齿轮；105、传动轴；106、滑移环；107、锯齿部；108、刮渣板；109、限位挡块；110、限位杆；111、转轴；112、复位弹簧；113、限位板；114、手柄；115、导流板；31、出水管；32、导渣板；71、进水管；72、出水口；73、溢流板；74、调节阀门；81、臭气收集管。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型作进一步详细说明。

实施例：

一种水力旋流除砂装置，如图1和图2所示，包括沿竖直方向设置的圆形处理筒1，其底端封闭，顶端设有盖板8。圆形处理筒1内部设有支撑架9、悬浮筒3、中心锥桶10、沉砂斗102，且上述结构由上之下依次排列。此外，圆形处理筒1的侧壁上设有排渣管2、进水口101和溢流池7。

如图1和图3所示，溢流池7半包围设置在圆形处理筒1外，并避开排渣管2，其顶端与圆形处理筒1顶端齐平，底端低于进水口101。此外，溢流池7一端接有进水管71，另一端开设有出水口72，中部架设有溢流板73。

如图3所示，进水管71的管口处设置有调节阀门74，借助调节阀门74可以对污水的流量进行控制。

如图1和图3所示，溢流板73两侧分别与圆形处理筒1的外侧壁和溢流池7的内侧壁固接，底端与溢流池7的内壁底面固接，顶端低于溢流池7的上表面，将溢流池7分隔为两处区域。进水管71和出水口72分别位于溢流板73两侧，进水口101与进水管71位于溢流板73的同一侧。

在正常运行时，污水由进水管71流入溢流池7内，被溢流板73拦截，只能从进水口101流入圆形处理筒1。当进水流量过大或设备维护时，部分或者全部污水漫过溢流板73后直接从出水口72排出，不经过圆形处理筒1内，以保证设备安全或方便维护。

如图4所示，圆形处理筒1的内侧壁上架设有导流板115，且导流板115位于进水口101处。污水由进水口101进入圆形处理筒1内之后，冲击在导流板115上，沿圆形处理筒1的切线方向流动，形成向下的旋流。

由于水流沿圆形处理筒1的内壁呈螺旋状下降，其方向时刻在变化，污水中密度较大的固体颗粒由于自身惯性被甩向圆形处理筒1的内侧壁，最终在圆形处理筒1底端的沉砂斗102内聚集。

如图2和图5所示，中心锥桶10底端敞口设置，与沉砂斗102正对，顶端与悬浮筒3连接，随悬浮筒3吊装在支撑架9下方。支撑架9分为两层，下层与悬浮筒3固接，上层与圆形处理筒1的内壁固接。

如图3和图5所示，悬浮筒3的侧壁顶端接有出水管31，出水管31背向悬浮筒3的一端从圆形处理筒1的侧壁穿出，与溢流池7连通，且出水管31和出水口72位于溢流板73的同一侧。

经过初步净化的水流在中心锥桶10的导流作用下从底部向上沿着中心锥桶10进入悬浮筒3内，并在悬浮筒3和中心锥桶10内部的空间呈螺旋形上升。由于该上升流的旋流速度小于外围下降流的旋流速度，二者接触面形成剪切层，进一步使细小的颗粒沉降下来。经过再次净化后的污水从出水管31流入溢流池7，然后由出水口72排出。

如图1和图2所示，吸砂管4和高压冲洗管5并排设置，二者轴线竖直，其顶端向上穿出盖板8，中部穿设于悬浮筒3和中心锥桶10内，底端则延伸至沉砂斗102处。

如图1和图2所示，高压冲洗管5顶端接有泵体6，泵体6向高压冲洗管5内注入高压水流或者压缩空气，然后从高压冲洗管5底端喷出，冲击在沉砂斗102内，可以有效地将板结后的砂粒冲散。抽吸泵（图中未画出）与吸砂管4顶端相连，二者配合可以将沉砂斗102内的砂粒抽吸移除。

如图1和图2所示，排渣管2位于进水口101上方，沿竖直方向上与悬浮筒3对齐。

在砂粒向下沉降的同时，密度较小的悬浮垃圾和油脂也在水力旋流作用下向上移动，并逐渐上升至圆形处理筒1与悬浮筒3之间的表层水面。该区域为死水区，污水流动幅度小，悬浮垃圾和油脂可以在该处聚集，然后由排渣管2集中排出。

如图5和图6所示，为了增强排渣效果，圆形处理筒1的内壁上成对设置有滑轨103、驱动齿轮104和传动轴105等结构。

如图5和图6所示，两条滑轨103均呈环形，与圆形处理筒1同轴，并沿竖直方向排列在上层支撑架9与出水管31之间。驱动齿轮104的轴线竖直，转动架设在圆形处理筒1的内侧壁上，分别与两条滑轨103齐平，且位于出水管31两侧。沿竖直方向设置的传动轴105转动架设在圆形处理筒1的内侧壁上，与对应的驱动齿轮104同轴，其底端与驱动齿轮104相连，顶端穿过盖板8，并接有手柄114。

如图6所示，滑轨103的内侧壁上嵌设有滑移环106，滑移环106与滑轨103同轴，沿自身周向滑动设置在滑轨103上，且滑移环106的内侧壁上设有与驱动齿轮104相啮合的锯齿部107。通过手柄114使传动轴105转动，进而带动驱动齿轮104旋转，即可使滑移环106沿自身周向滑动。

如图7所示，滑移环106的内侧壁上转动架设有转轴111，转轴111沿滑移环106的径线方向设置，并位于驱动齿轮104背向出水管31的一侧。此外，转轴111上套设有复位弹簧112，转轴111朝向滑移环106轴心的一端固接有刮渣板108。复位弹簧112一端与滑移环106相连，另一端与刮渣板108背向驱动齿轮104的一侧相抵，驱使刮渣板108朝向驱动齿轮104翻转。

如图7所示，滑移环106的内侧壁上还固设有限位板113，限位板113位于转轴111与出水管31之间，并与刮渣板108相抵。复位弹簧112驱使刮渣板108朝向驱动齿轮104翻转时，受限位板113限制，刮渣板108只能翻转至竖直状态。

如图6和图8所示，刮渣板108的高度与排渣管2齐平，驱使滑移环106转动时，带动刮渣板108在出水管31与排渣管2之间移动，将悬浮垃圾和油脂推向排渣管2，加快排渣速度的同时实现无死角排渣。

如图6和图8所示，两块刮渣板108分别用于清理出水管31和排渣管2连线两侧的区域，其在移动过程中始终不会越过排渣管2，因此，在圆形处理筒1的内壁上固接有两个限位挡块109。两个限位挡块109位于排渣管2的两侧上方，刮渣板108的上表面则固接有与之配合的限位杆110。

当刮渣板108移动至排渣管2一侧时，限位杆110与限位挡块109相抵，刮渣板108无法继续移动，此时操作人员即可反向旋拧手柄114。

如图8所示，悬浮筒3的外侧壁上固接有两块导渣板32，两块导渣板32均沿竖直方向设置，位于悬浮筒3和排渣管2连线的两侧，且导渣板32远离悬浮筒3轴心的一端朝向排渣管2倾斜。

刮渣板108停止移动后，悬浮垃圾和油脂由于自身惯性，冲击在导渣板32上，并被导向排渣管2，排渣管2两侧的悬浮垃圾和油脂不会相互冲撞。

如图1和图2所示，盖板8长期保持在关闭状态，其上穿设有臭气收集管81，且臭气收集管81与厂区臭气处理管网相连。

具体实施过程：

降雨期间产生的雨水径流或待处理的污水通过进水管71流入溢流池7，然后通过进水口101进入圆形处理筒1，在进水导流板115的作用下形成一个向下的旋流。水流沿着池壁呈螺旋状下降，在此过程中由于重力和离心力的作用，砂砾逐渐在沉砂斗102沉降下来。此后经过初步净化的水流在中心锥桶10的导流作用下从底部向上进入悬浮筒3内，在悬浮筒3和中心锥桶10内的空间内螺旋上升。上升流的旋流速度小于外围的下降流旋流速度，在二者的接触面形成剪切层，能够进一步使细小的颗粒沉降下来。经过再次净化后的水从出水管31流入溢流池7，最后通过出水口72排出。

本具体实施例仅仅是对本实用新型的解释，其并不是对本实用新型的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本实用新型的权利要求范围内都受到专利法的保护。