泥沙聚沉分离设备及泥沙聚沉分离方法与流程

本发明涉及泥沙工程技术领域，尤其是泥沙聚沉分离设备及泥沙聚沉分离方法。

背景技术：

随着我国经济的发展，如今各种水利工程、航道工程、海洋工程、海滨泥沙工程也在快速地发展，在这些工程当中，都会涉及到泥沙工程，在泥沙工程中，不可避免地都要去处理混于水中的悬浮的泥沙，否则会产生泥沙利用不彻底、水沙环境不达标、对周围环境产生不利影响等问题。

施工单位往往采用待悬浮的泥沙自然沉降的方法来使水体达到排放标准，该办法需要耗费较多的时间。也有部分施工单位会利用絮凝剂来使水体中的泥沙聚沉，从而使水体的上层形成达到排放标准的清水、下层形成泥沙絮凝体，实现水体中泥沙的分离。相较于自然沉降的方法，利用絮凝剂能够更快速地使水体达到排放标准，但是在将絮凝剂投入到带有泥沙的水体中后，会出现絮凝剂分布不均匀、絮凝剂溶解速度慢的问题，因此仅仅是投入絮凝剂还并不能快速地使泥沙聚沉分离。

技术实现要素：

本发明的目的是提供泥沙聚沉分离设备及泥沙聚沉分离方法，具有能够加快水体中泥沙聚沉分离的效果。

本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：

泥沙聚沉分离设备，包括内部可形成沉沙池的机体，所述机体内设置有固定搅拌件和活动搅拌件，所述机体上设置有驱动固定搅拌件自转的驱动装置，所述固定搅拌件上设置有带动活动搅拌件绕其公转的从动结构，所述机体上设置有使公转的活动搅拌件同时自转的旋转结构。

通过采用上述技术方案，机体内形成的沉沙池用于装入水体和絮凝剂，然后通过驱动装置使固定搅拌件自转，从而使固定搅拌件进行搅拌，同时通过从动结构使活动搅拌件绕固定搅拌件公转，从而扩大活动搅拌件的搅拌范围，同时通过旋转结构使公转的活动搅拌件发生自转，从而使活动搅拌件进行搅拌，通过固定搅拌件和活动搅拌件的搅拌，使得投入到水体内的絮凝剂均匀分布，并加快絮凝剂的溶解速度，从而加快水体中泥沙聚沉分离的效果。

本发明进一步设置为：所述驱动装置包括设置在机体顶部并相接的电机和减速箱，所述减速箱伸出有输出轴，所述输出轴竖直向下贯穿机体的顶部；

所述固定搅拌件包括竖直设置的第一搅拌轴和设置在第一搅拌轴上的第一搅拌叶片，所述第二搅拌件设置有两个，所述活动搅拌件包括竖直设置的第二搅拌轴和设置在第二搅拌轴上的第二搅拌叶片；

所述从动结构包括中枢轴和与中枢轴连接的从动杆，所述中枢轴贯穿从动杆的中部，所述第一搅拌轴的上端通过中枢轴与减速箱的输出轴连接，所述减速箱的输出轴带动中枢轴、从动杆和第一搅拌轴同轴线转动，两根所述第二搅拌轴分别转动设置在从动杆的两端。

通过采用上述技术方案，减速箱的输出轴转动时，带动第一搅拌轴转动，从而使第一搅拌叶片在机体内对水体和絮凝剂进行搅拌，同时，减速箱的输出轴带动中枢轴和从动杆同轴线转动，从而使得两根第二搅拌轴绕第一搅拌轴公转，进而扩大第二搅拌叶片的搅拌范围。

本发明进一步设置为：所述中枢轴的底部设置有卡块，所述第一搅拌轴的上端设置有卡槽，所述卡槽与卡块相对设置，所述中枢轴的侧壁周向开设有多块嵌块，所述从动杆的顶部开设有供嵌块嵌入的嵌槽。

通过采用上述技术方案，中枢轴通过卡块与卡槽与第一搅拌轴同轴线转动，中枢轴通过嵌块和嵌槽与从动杆同轴线转动，从而使得减速箱的输出轴带动中枢轴、从动杆和第一搅拌轴同轴线转动。

本发明进一步设置为：所述旋转结构包括环形导轨，所述环形导轨水平设置在机体内，所述环形导轨的内侧沿周向设置有传动齿，两根所述第二搅拌轴上均固定设置有齿轮，所述齿轮与第二搅拌轴同轴线设置，所述齿轮与传动齿啮合。

通过采用上述技术方案，当第二搅拌轴绕第一搅拌轴公转时，第二搅拌轴上的齿轮在环形导轨的传动齿上啮合转动，齿轮带动第二搅拌轴同轴线转动，使得第二搅拌轴自转，从而使得第二搅拌叶片在机体内对水体和絮凝剂进行搅拌，进而加快水体中泥沙的聚沉分离速度。

本发明进一步设置为：所述机体包括罩体和底座，所述罩体通过液压缸可升降地设置在底座的顶部，所述罩体上设置有进水筒和出水筒，所述罩体的横切面呈圆环形，所述底座的横切面呈圆形，所述底座的顶部设置有横切面呈圆环形的围板，所述围板的外侧壁与罩体的内侧壁贴合，所述环形导轨上设置有同时带动第一搅拌轴和第二搅拌轴升降的连杆。

通过采用上述技术方案，当罩体下降至与底座的顶部抵触时，罩体与底座之间形成沉沙池，供水体中的泥沙进行聚沉分离，分离后的清水通过出水筒出水，分离后的泥沙絮凝体聚沉在围板之间，通过液压缸使罩体、第一搅拌件和第二搅拌件升起，便于人们清理聚沉的泥沙絮凝体。

本发明进一步设置为：所述环形导轨的底部设置有环形底板，所述环形底板的内侧面设置有环形滑槽，所述连杆水平设置，所述第一搅拌轴和两根第二搅拌轴均贯穿连杆，所述第一搅拌轴和第二搅拌轴上均同轴线地设置有顶块，所述顶块的底部与连杆的顶部抵触，所述连杆的两端设置有滑块，两个所述滑块均滑移设置在环形滑槽内。

通过采用上述技术方案，当两根第二搅拌轴绕第一搅拌轴公转时，连杆跟随两根第二搅拌轴做圆周运动，且连杆的两端滑块在滑槽内滑移，当罩体升起时，带动环形导轨下方的环形底板升起，从而带动连杆升起，进而带动第一搅拌轴和第二搅拌轴同时升起，便于人们对聚沉的泥沙絮凝体进行清理。

本发明进一步设置为：所述罩体的底部设置有环形的密封圈。

通过采用上述技术方案，密封圈提高了罩体与底座之间的密封性，避免或者减少罩体与底座之间的缝隙出现漏水的情况。

本发明进一步设置为：所述罩体的侧壁设置有可视窗。

通过采用上述技术方案，可视窗的设置便于人们观察机体内的水位。

本发明的泥沙聚沉分离方法包括以下步骤：

步骤一：操作液压缸调整罩体的高度，将罩体与底座抵紧；

步骤二：关闭出水筒，从进水筒往机体内进水，然后投入絮凝剂；

步骤三：打开电机，利用固定搅拌件和活动搅拌件对水体和絮凝剂进行搅拌；

步骤四：关闭电机，待机体内的水体静置5至10分钟；

步骤五：打开出水筒，待出水筒停止出水后，操作液压钢使罩体升起至最高高度；

步骤六：对底座进行清理。

通过上述技术方案：固定搅拌件和活动搅拌件对机体内的水体和絮凝剂进行充分的搅拌，使絮凝剂在水体内均匀分布，并加快絮凝剂的溶解速度，从而加快水体中泥沙的聚沉分离的速度，另外，可升起的罩体便于对底座进行清理。

综上所述，本发明具有以下有益效果：

1、固定搅拌件和活动搅拌件对机体内的水体和絮凝剂进行搅拌，由于活动搅拌件可绕固定搅拌件公转，使得水体与絮凝剂的搅拌更充分，从而使得絮凝剂在水体中分布更均匀，并加快了絮凝剂在水体中的溶解速度，进而加快水体中泥沙的聚沉分离速度；

2、固定搅拌件的自转、活动搅拌件的公转和活动搅拌件的自转均通过同一电机驱动，减少了电机的设置，并使得固定搅拌件与活动搅拌件的搅拌同步工作。

3、罩体可升降并带动固定搅拌件和活动搅拌件进行升降，便于人们对聚沉在底座的围板内的泥沙絮凝体进行清理。

4、罩体的底部设置有密封圈，提高了罩体与底座之间的密封性，可避免或减少罩体与底座之间的缝隙出现漏水的情况。

5、可视窗的设置便于人们观察机体内的水位。

附图说明

图1是本实施例中泥沙聚沉分离设备的整体示意图；

图2是本实施例中泥沙聚沉分离设备的剖视图；

图3是图2的a处放大图；

图4是本实施例中泥沙聚沉分离设备的爆炸图；

图5是图4的b处放大图；

图6是图4的c处放大图。

图中：1、底座；11、围板；2、罩体；21、密封圈；211、环状凸缘；212、环状凹槽；22、进水筒；221、进水部；222、连接部；23、爬梯；24、出水筒；241、阀门；25、可视窗；26、通气孔；27、减速箱；28、电机；3、液压缸；4、沉沙池；5、中枢轴；51、卡块；52、嵌块；6、第一搅拌轴；61、第一搅拌叶片；62、卡槽；7、从动杆；71、嵌槽；8、第二搅拌轴；81、第二搅拌叶片；82、齿轮；9、环形导轨；91、传动齿；92、环形底板；921、环形滑槽；10、连杆；101、滑块；12、顶块。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本发明进行详细描述。

如图1和图2所示，泥沙聚沉分离设备包括底座1和罩体2，底座1的横切面呈圆形，底座1的顶部设置有呈环状的围板11，围板11与底座1的中心线重合。罩体2设置在底座1的上方，罩体2的横切面呈环形，罩体2的外径与底座1的直径相等，罩体2的内壁可与围板11的外壁贴合。底座1与罩体2之间连接有两个液压缸3，两个液压缸3在圆周方向上相对，通过液压缸3使得罩体2可升降，当罩体2下降至与底座1抵触时，罩体2与底座1之间形成沉沙池4，沉沙池4用于容置水体和絮凝剂，当罩体2上升后，罩体2远离底座1，便于人们对底座1的内部进行清洁。

如图2和图3所示，罩体2的底部设置有环状的密封圈21，罩体2的底部设置有环状凸缘211，密封圈21的顶部开设有环状凹槽212，环状凹槽212对应环状凸缘211设置，密封圈21通过环状凹槽212和环状凸缘211套设在罩体2的底部，密封圈21的设置能够提高罩体2与底座1之间相互抵触时的密封性。

如图1和图2所示，罩体2的侧壁设置有进水筒22，进水筒22靠近罩体2的顶部设置。进水筒22包括进水部221和连接部222，进水部221呈上大下小的直角梯形状，连接部222呈矩形，连接部222的一侧与罩体2固定连接，连接部222上远离罩体2的一侧与进水部221的直角面固定连接，进水部221、连接部222与罩体2之间依次连通，进水筒22用于往沉沙池4内进水以及投入絮凝剂。罩体2的侧壁沿竖直方向设置有爬梯23，爬梯23设置在进水筒22的一侧，爬梯23的设置便于人们通过进水筒22往沉沙池4内进水以及投入絮凝剂。

如图1所示，罩体2的侧壁设置有出水筒24，出水筒24靠近罩体2的底部固定设置，出水筒24呈圆柱筒状，出水筒24与罩体2连通，出水筒24上设置有带手轮的阀门241，出水筒24用于沉沙池4的出水，阀门241用于控制出水筒24的启闭。

如图1所示，罩体2的侧壁设置有两个可视窗25，两个可视窗25均呈矩形，两个可视窗25的长度方向均与竖直方向平行，两个可视窗25在同一竖直方向上排列分布，可视窗25的设置用于观察沉沙池4内的水位。

如图1所示，罩体2的顶部设置有多个通气孔26，多个通气孔26绕罩体2的轴线环形阵列设置，通气孔26的设置用于保持沉沙池4内气压的稳定性。

如图1、图2和图5所示，罩体2顶部的中心位置设置有减速箱27，减速箱27的顶部设置有电机28，电机28与减速箱27相接，减速箱27的输出轴竖直向下贯穿罩体2的顶部。如图4和图5所示，减速箱27的输出轴的下端固定连接有同轴线的中枢轴5。中枢轴5的下方设置有第一搅拌轴6，第一搅拌轴6与中枢轴5同轴线，第一搅拌轴6的侧壁沿竖直方向设置有第一搅拌叶片61。中枢轴5的下端设置有呈矩形状的卡块51，第一搅拌轴6的上端开设有与卡块51对应的卡槽62，卡块51插入设置在卡槽62内，使得当减速箱27的输出轴驱动中枢轴5转动时，中枢轴5带动第一搅拌轴6自转，从而使得第一搅拌叶片61对沉沙池4内的水体和絮凝剂进行搅拌。

如图4和图5所示，中枢轴5固定连接有从动杆7，从动杆7水平设置，中枢轴5贯穿从动杆7的中部，中枢轴5的侧壁周向设置有四个嵌块52，从动杆7的中部设置有分别与四个嵌块52对应的嵌槽71，嵌块52嵌入嵌槽71内，使得当中枢轴5转动时，中枢轴5带动从动杆7同轴线转动。

如图2和图4所示，从动杆7的两端分别转动设置有第二搅拌轴8，两根第二搅拌轴8的长度方向均与第一搅拌轴6平行，两根第二搅拌轴8均通过上端与从动杆7连接。两根第二搅拌轴8的侧壁均沿竖直方向设置有第二搅拌叶片81。当从动杆7跟随中枢轴5转动时，从动杆7带动两根第二搅拌轴8绕第一搅拌轴6公转，从而扩大第二搅拌叶片81的搅拌范围。

如图2和4所示，罩体2内固定设置有环形导轨9，环形导轨9与罩体2中心线重合，环形导轨9的外径等于罩体2的内径，环形导轨9的内侧面沿周向设置有传动齿91。两根第二搅拌轴8上均固定设置有齿轮82，使齿轮82设置有两个，两个齿轮82分别与第二搅拌轴8同轴线设置，两个齿轮82均靠近从动杆7的底部设置，两个齿轮82均与传动齿91啮合。当两根第二搅拌轴8绕第一搅拌轴6公转时，第二搅拌轴8上的齿轮82在环形导轨9的传动齿91上啮合转动，两个齿轮82分别带动两根第二搅拌轴8自转，使得第二搅拌叶片81对沉沙池4内的水体和絮凝剂进行搅拌。由于第一搅拌轴6和两根第二搅拌轴8通过同一电机28驱动而同时进行搅拌，且两根第二搅拌轴8绕第一搅拌轴6公转以扩大搅拌位置，因此沉沙池4内的水体和絮凝剂受到充分的搅拌，使得絮凝剂在水体内均匀分布，并加快絮凝剂在水体内的溶解速度，从而加快水体中的泥沙聚沉分离的速度。

如图4和图6所示，环形导轨9的底部设置有环形底板92，环形底板92与环形导轨9中心线重合，环形导轨9的内壁设置有环形滑槽921，环形滑槽921与环形底板92中心线重合。第一搅拌轴6与两根第二搅拌轴8之间连接有连杆10，连杆10水平设置，第一搅拌轴6和两根第二搅拌轴8均竖直贯穿连杆10，其中，第一搅拌轴6贯穿连杆10的中部。连杆10长度方向上的两端均设置有半圆形的滑块101，滑块101滑移设置在环形滑槽921内，使得当两根第二搅拌轴8绕第一搅拌轴6公转时，两根第二搅拌轴8带动连杆10绕第一搅拌轴6旋转。如图2所示，第一搅拌轴6和第二搅拌轴8上固定设置有呈圆柱状的顶块12，使得顶块12设置有三个，三个顶块12分别与第一搅拌轴6和两根第二搅拌轴8同轴线，三个顶块12的底部均与连杆10的顶部抵触，使得当罩体2升起时，连杆10带动第一搅拌轴6和两根第二搅拌轴8升起，从而便于人们对聚沉在底座1的围板11之间的泥沙絮凝体进行清理。

本发明公开的泥沙聚沉分离方法包括以下步骤：

步骤一：操作液压缸3调整罩体2的高度，将罩体2与底座1抵紧；

步骤二：通过操作阀门241来关闭出水筒24，从进水筒22往沉沙池4内进水，进水完毕后，从进水筒22往沉沙池4内投入絮凝剂；

步骤三：打开电机28，利用固定搅拌件和活动搅拌件对水体和絮凝剂进行搅拌，搅拌时间持续两分钟；

步骤四：关闭电机28，待沉沙池4内的水体静置5至10分钟；

步骤五：通过操作阀门241来打开出水筒24，待出水筒24停止出水后，操作液压钢使罩体2升起至最高高度；

步骤六：对底座1的围板11内的泥沙絮凝体进行清理。

通过上述泥沙聚沉分离方法，固定搅拌件和活动搅拌件对机体内的水体和絮凝剂进行充分的搅拌，使絮凝剂在水体内均匀分布，并加快絮凝剂的溶解速度，从而加快水体中泥沙的聚沉分离的速度，另外，可升起的罩体2便于对底座1进行清理。

本具体实施方式的实施例均为本发明的较佳实施例，并非依此限制本发明的保护范围，故：凡依本发明的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本发明的保护范围之内。