用于澄清器的片状件和片状件模块的制作方法

本发明属于用于处理例如但不限于在废水处理厂和饮用水处理厂中被呈悬浮固体形式的杂质污染的流出物的装置和设施的。更具体地，本发明的目的是意在用于片状件澄清器中的片状件以及意在用于片状件澄清器中的片状件模块。

背景技术：

1、澄清器是通常在用于净化流出物(即在工业设施中流动的液体)、用于移除存在于所述流出物中的悬浮固体杂质的过程中、并且特别是在废水净化和饮用水处理中使用的装置。

2、本发明中感兴趣的澄清器是“片状件”类型的，并且出于提高其性能的目的设置有片状件模块。将所述片状件模块结合在澄清器中使得待处理的流出物流速能够被提高或固体澄清效率能够被提高。

3、片状件是平行布置的板或型材，其限定了一系列通道。片状件在澄清池内部安装在中间高度处并且通常以倾斜取向覆盖池的整个表面，从而相对于水平面形成45°与65°之间的角度。

4、由于水从池的位于片状件下方的底部部分进入澄清器，并且经处理的水通过池的位于片状件上方的顶部部分排出，水必须循环通过由片状件形成的倾斜通道。该倾斜产生存在于水中的固体在每个片状件通道的下侧部上的积聚，从而加速固体朝向池的底部的澄清，在池的底部固体将被排出。现在没有大部分固体的水沿溢流通道的方向通过片状件通道的顶部区域离开片状件通道，水通过溢流通道离开池以继续处理过程。

5、片状件澄清器的主要问题及其效率降低的主要原因是不可能通过已安装片状件通道中的每个片状件通道和每一个片状件通道实现均匀向上的流。

6、为了使片状件适当地实现它们的功能，通过所述片状件的流必须在整个安装表面上尽可能均匀，换句话说，每个已安装片状件通道中的上升速度在所有已安装片状件通道中必须是相同的。通过片状件通道的理论速度将由进入池的流出物流量除以已安装片状件表面面积给出，该理论速度将是固体有足够时间到达片状件通道下侧部的速度。然而，在实践中，这种情况几乎从未出现。由于用于流出物输入的入口必须在池的底侧区域中的特定点处，因此这些入口流的方向平行于池的表面，并且随后它们必须向上改变它们的方向，穿过片状件并找到排出通道。由于承受速度的所有流出物中存在惯性，这意味着对于片状件的某些区域总是存在接纳更大的流的趋势，从而通过安装在这些区域中的片状件产生比理论设计速度高得多的上升速度。

7、此外，在其上固定有片状件或片状件模块的支承系统通常使用将提供必要强度的型材和承载梁制成。根据它们的几何形状和尺寸，这些支承系统的表面将成为在片状件模块下方出现的流通过的障碍，从而用作偏转器，并且产生其中片状件通道以非常高的上升速度工作的区域。

8、因此，在这些优先区域中，通常发现上升速度在设计速度的3倍与7倍之间。这意味着固体没有时间在这些区域中被澄清，从而通过其顶部出口离开片状件通道，这导致非常高的效率损失和过早结垢。鉴于水通过溢流通道的均匀排出，流动通过优先区域的水一旦已经通过片状件通道，就遵循片状件设施上的水平路径通过对应的溢流通道区域排出。效率损失是由于部分悬浮固体与经处理的水一起通过溢流通道排出，并且过早结垢是由于部分固体在这些水平路径期间沉积在片状件封装件及其结构上。

9、在大多数情况下，片状件澄清池具有下述区域：在所述区域中，片状件不是具有向上的流，而是不表现出任何流，或者甚至具有向下的流，以补偿经过优先区域的过量流。

10、由于通过不同片状件区域的速度的这些不平衡而导致的效率损失可能非常高，其中，最常见的值在性能损失的40％与60％之间。换句话说，它以均匀速度澄清了根据理论设计应该被澄清的固体的40％至60％。

11、此外，由于产生过早结垢，必须更频繁地停止池以进行清洁，这减少了处理厂的总容量并增加了维护成本。

12、最近已经开发了新的片状件，其几何形状被特别设计以解决上述问题，比如说例如由同一申请人持有的西班牙专利no.p201830839公开的那些片状件，并且该专利涉及“lamella for clarifier and a lamellar module for clarifier(用于澄清器的片状件和用于澄清器的片状件模块)”。

13、尽管p201830839中描述的片状件和片状件模块有效地解决了如在对应专利中所述的常见技术中存在的各种问题，但是它们没有完全消除由于通过已安装片状件的不同区域的上升速度的不均匀分布而导致的效率损失。

14、此外，还开发了其他装置来解决上述问题，比如说例如在专利no.p202031173中公开的那些装置，该专利也由同一申请人持有并且涉及“aflow balancing andsunscreendevice for lamellar clarifiers(用于片状件澄清器的流速平衡和防晒装置)”。

15、由p202031173公开的流速平衡装置意在解决片状件澄清器中速度不平衡的问题以及为模块提供防阳光保护。

16、该发明有效地解决了片状件模块上的太阳辐射的问题，但没有完全和确定地消除通过片状件澄清器的不同区域的流速不平衡。因此，为了使所述平衡装置实现最佳平衡，在水通过期间增加压降将是合适的，这是所述平衡装置的特征。

17、此外，由于它是附加部件，因此它使片状件模块承担额外的制造和组装成本。

18、另一方面，作为专利p201830839的目标的片状件模块在由构成其的片状件中的每个片状件界定的横向方向上表现出连续通道，从而改善由于通道内侧的速度梯度而产生的液压性能。在水分布沿池的纵向方向流动并因此垂直于通道方向的澄清池中，由根据专利p201830839的模块和根据申请p202031173的平衡器形成的组件表现出良好的性能，从而减少了最大速度与最小速度之间的差，并因此明显提高了澄清器的效率。

19、另一方面，当水分布横向于池时，水以较高的速度上升通过位于优先流动区域中的片状件，到达平衡器，并且该平衡器使流动通过其底部区域和模块的高区域的部分水沿通道的横向方向转向。在这种情况下，利用平衡器实现的效果降低，并且效率的提高较小。

20、同样，在一些片状件澄清器设施中，根据文献p202031173的平衡器其本身并不总是设法实现充分平衡通过所有已安装片状件的上升速度所需的压降，并且因此，能够去除溢流通道。

21、在任何片状件澄清技术中，通常改进的另一方面是由于在每个片状件通道的入口处发生的过渡长度而引起的性能损失。根据片状件下方的分布流到达片状件通道的入口的速度和角度，可能会出现湍流，该湍流持续每个片状件通道的总长度的一定距离，直到层流状态通过管道内完全平行的流线稳定为止。只有当满足该最后一个条件时，片状件管道中的澄清才是有效的；因此，在效率不够高的情况下，可能存在从其入口开始的一定长度的通道。根据入口速度、入射角和通道的几何形状，该过渡距离可以延长片状件通道总长度的10％至40％。

22、此外，片状件通道的入口区域积聚了在其排出过程中沿着通道的整个长度聚集的固体，并且因此其可用于流出物入口的截面减小。这增加了入口处的流出物的速度、湍流，并且再次有助于将上述过渡长度延长得比所需的更长。同样，固体在通道的底部部分中的这种积聚和上述速度的增加有利于通过向上流动夹带存在于该区域中的部分固体。

23、根据专利p201830839的片状件和片状件模块与根据文献p202031173的流速平衡和防晒装置一起使用，在具有纵向水分布的设施中表现出良好的性能，并且其中不平衡不会过度明显，非常适合于小型和中型澄清器。另一方面，在其不同区域之间表现出高速不平衡的大型池中不能实现期望的效率目标。

24、至于结垢，根据专利p201830839的片状件和片状件模块的性能在给定其纵向曲率的情况下是最佳的，但是另一方面，在其中由于前述不平衡而在某些区域中出现高速的设施中，过渡长度可能延长得比所需的更长。在这些条件下，会发生更明显的效率损失，因为片状件通道的该第一部分是由于其相对于水平面的较小倾斜角而对系统贡献最大容量的部分。

25、总之，文献p201830839和p202031173中公开的改进非常适合于具有某些特征的设施，通常适合于通常表现出不太明显的不平衡的小型和中型澄清器。然而，在水分布中表现出非常明显的不平衡的大型设施的情况下，它们的结果不是那么有希望，这就是为什么仍然需要开发实现期望的容量和效率目标以及能够在没有溢流通道的情况下实现的片状件澄清装置的原因。

技术实现思路

1、本发明意在纠正或减少前述技术的问题以及为该技术提供额外的优点。

2、根据专利p201530891，其设计还具有用以确保和优化自动清洁设备的操作的必要特征。

3、为此，本发明的第一目的涉及一种用于澄清器的片状件，该片状件包括由单个件制成的矩形或方形板，其特征在于，板设置有：

4、-多个纵向直肋，所述纵向直肋从板的顶部部分延伸至板的底部边缘；

5、-多个纵向直折叠部，所述直折叠部中的每个直折叠部从板的顶部部分延伸至板的底部边缘并且所述直折叠部中的每个直折叠部置于一对纵向肋之间，使得包括在所述一对纵向肋之间的空间限定具有v形壁的突出部，该突出部沿矢状方向向前突出并且纵向直折叠部位于突出部的拐角上；

6、-多个翼，一个翼沿矢状方向布置在每个纵向直折叠部的前部部分上，并且一个翼另外沿矢状方向布置在每个纵向直折叠部的后部部分上；

7、-四个端翼，一个端翼沿矢状方向布置在板的纵向边缘中的每个纵向边缘的前部部分上，并且一个端翼另外沿矢状方向布置在板的纵向边缘中的每个纵向边缘的后部部分上；

8、-顶部横向折叠部，该顶部横向折叠部设置在板的顶部部分中并且限定平坦部分，平坦部分沿矢状方向从折叠点向后延伸恒定距离至板的顶部边缘；以及

9、-底部横向折叠部，该底部横向折叠部设置在板的底部部分中，使得所述底部部分沿所述矢状方向向后弯曲。

10、由于根据本发明的用于澄清器的并且在其自身结构中结合了流动均化系统的这些片状件的特定设计，可以显著减小不同片状件通道中的速度差，而不管它们是否位于优先流动区域中。因此，也避免了片状件通道以非常低的速度或负速度工作的区域。

11、此外，并且鉴于翼在片状件模块的整个宽度上形成彼此独立的通道，来自优先区域的流被防止以更高的速度上升并且然后移动通过模块的高区域并在均化系统下方移动。

12、以这种方式，在由根据本发明的片状件模块形成的片状件设施中，无论待澄清的流出物的分布的类型如何，无论是从池的头部纵向分布还是从池的侧部横向分布，都实现了改进的性能，并且此外，通过结合的均化系统的流的充分平衡将允许去除溢流通道，因为将不再需要水的均匀提取来实现所述平衡。

13、这使得所有片状件通道可以以接近平均设计速度的速度工作，使得存在于水中的固体将有时间到达每个片状件通道的下侧部，从而聚集在一起并通过片状件通道的底部开口朝向澄清器的基部离开片状件通道。以这种方式，片状件设施将以接近设计值的效率值操作。

14、通过防止以高速工作的通道的存在，降低了一些固体通过通道的顶部部分离开通道、从而产生当这些固体的一部分沉积在片状件设施的顶表面上时发生的通常的效率损失和过早结垢的可能性。这减少了片状件的维护和清洁任务。

15、此外，鉴于本发明的片状件，不管流出物分布流在片状件封装件下方到达片状件通道入口的取向如何，都可以通过缩短过渡长度来减少发生的湍流，以建立具有平行流线的稳定层流。这些湍流以及因此过渡长度与片状件通道的入口速度直接成正比；因此，通过减小将出现在位于优先区域中的通道中的入口速度，与入口速度相关联的过渡长度也被减小，从而优化了所有通道的性能并减小了与过渡长度相关联的效率损失。

16、同样，入口区域中片状件通道的相对于水平面的较大倾斜度将防止过渡区域超出片状件的底部折叠部延伸至片状件通道的工作区域。通道的这种较大倾斜度也将有利于在该入口区域中的固体的排出，从而避免上述积聚，增加可用于入口流的通过截面，降低其速度、湍流并减少过渡长度以及通过入口流出物的流动对部分固体的夹带。

17、在根据本发明的片状件的优选实施方式中，设置在纵向直折叠部上的翼和设置在纵向边缘上的端翼两者均从板的顶部部分延伸至板的底部边缘。

18、另一方面，单件式板优选地是使用塑料注射技术制造的塑料板。

19、聚丙烯(pp)、丙烯腈丁二烯苯乙烯(abs)、聚苯乙烯(ps)、再生塑料或其组合是用于制造根据本发明的片状件的单件式板的优选塑料材料的非限制性示例。

20、在这个意义上，重要的是要指出，无论是塑料挤出还是塑料热成型都将不允许片状件配备有复杂的几何形状、比如本发明所述的那些几何形状。为片状件配备不同的厚度、穿孔、纵向折叠部加横向折叠部、不同位置的肋等对于存在于现有技术中的那些前面提及的技术而言是不可能的。

21、在本发明的优选实施方式中，片状件包括至少一个纵向直结构折叠部，所述结构折叠部设置有翼并且从板的顶部部分延伸至板的底部边缘，所述结构折叠部置于一对纵向直肋之间，使得包括在所述一对纵向肋之间的空间限定具有v形壁的结构突出部，该结构突出部沿矢状方向向前突出并且结构折叠部位于结构突出部的拐角上，由结构突出部的v形壁限定的角度比由常规突出部的壁限定的角度更尖锐，以便提供必要的机械强度。

22、结构折叠部优选地配备有更大的厚度并且配备有至少一个锚固点，所述至少一个锚固点包括意在容纳支承元件的穿孔。所述穿孔优选地是锥形的。

23、在本发明的优选实施方式中，片状件包括至少一个结构折叠部，所述至少一个结构折叠部配备有包括最靠近顶部横向折叠部的穿孔的顶部锚固点以及包括位于其底部部分中且位于底部横向折叠部下方的穿孔的底部锚固点。

24、优选地，片状件还包括多个结构翼，一个结构翼沿矢状方向布置在每个纵向直结构折叠部的前部部分上，并且一个结构翼另外沿矢状方向布置在每个纵向直结构折叠部的后部部分上。

25、此外，甚至更优选地，板的顶部部分的平坦部分在其两个纵向边缘中的每个纵向边缘上设置有顶部纵向封闭件。

26、同样地，对于板所包括的纵向直肋中的每个纵向直肋，优选地设置有v形偏转器，所述v形偏转器布置在顶部横向折叠部的平坦部分的底平面中。

27、鉴于片状件的平坦部分的部分重叠，v形偏转器搁置在相邻片状件的平坦部分的顶表面上并实现若干功能：一方面，v形偏转器部分地封闭流出物通过以将压降增加到在所有已安装模块中实现流速平衡所需的值并改善澄清过程。此外，v形偏转器允许收集和引导由自动清洁设备、例如诸如为西班牙专利p201530891中公开的那些自动清洁设备的自动清洁设备的喷嘴产生的流。

28、相邻片状件之间的所述重叠是有利的，因为它还减少了到达片状件通道内部的阳光的量，因此减少了其中的藻类生长和微生物过程的问题。

29、甚至更优选地，顶部横向折叠部的平坦部分的底表面设置有多个突出部，所述突出部中的每个突出部与板的纵向直折叠部中的一个纵向直折叠部或纵向直结构折叠部中的一个纵向直结构折叠部对准。

30、本发明的第二方面涉及一种用于澄清器的片状件模块，该片状件模块包括两个或更多个根据本发明的第一方面的片状件，片状件彼此平行布置而不直接接触并且附接至支承元件。

31、在根据本发明的用于澄清器的片状件模块的优选实施方式中，片状件布置成使得：

32、-片状件中的每个片状件的板的底部部分相对于水平面具有65°与80°之间的倾斜度，并且板的包括在顶部横向折叠部与底部横向折叠部之间的中间部分相对于水平面具有45°与65°之间的倾斜度；并且

33、-片状件中的每个片状件的板的顶部部分的平坦部分与水平面形成包括在1°与10°之间的角度。

34、在先前段落中描述的构型意味着设置在每个片状件模块中的片状件具有以下特征：

35、-片状件彼此平行，从而在其工作位置中相对于水平面以45°与65°之间的角度限定其主纵向方向(中间区域)；

36、-片状件限定由每个纵向直肋的两侧上的平面的表面和位于纵向折叠部上的翼界定的多个独立的片状件通道，纵向折叠部在多个独立的片状件通道之间完成中间分隔；

37、-所述片状件通道在其包括在底部边缘与底部横向折叠部之间的底部区域中相对于水平面具有65°与80°之间的倾斜度，即，大于在其中间区域中具有的倾斜度；

38、-另外，片状件通道在其底部区域中和底部横向折叠部之前具有侧开口。开口由设置在纵向直折叠部中的翼、设置在纵向边缘中的端翼以及在适当情况下设置在结构折叠部中的结构翼产生；

39、-由顶部横向折叠部限定的平坦部分相对于水平面表现出小角度(包括在1°与10°之间)，这允许其与位于其紧后方的片状件的平坦部分的一部分重叠，从而将均化系统结合到其自身的结构中；

40、-这种重叠减小了可用于水的通过的截面，从而产生其速度的增加并因此产生其压降的增加，这就是为什么它用作集成到片状件模块本身中的流速平衡系统的原因。此外，重叠有助于防止太阳辐射。

41、在本发明的优选实施方式中，片状件模块的特征在于：

42、-片状件中的每个片状件设置有至少一个纵向结构折叠部，纵向结构折叠部配备有包括最靠近顶部横向折叠部的穿孔的顶部锚固点以及包括位于所述纵向结构折叠部的底部部分中的穿孔的底部锚固点；并且

43、-支承元件包括至少两组螺纹杆，第一组螺纹杆布置成使得第一组螺纹杆穿过片状件的顶部锚固点中的穿孔，并且第二组螺纹杆布置成使得第二组螺纹杆穿过片状件的底部锚固点中的穿孔。

44、此外，片状件模块还优选地包括：

45、-至少一个顶部间隔件，所述顶部间隔件布置在片状件的顶部锚固点处，所述顶部间隔件设置有通孔，以允许第一组螺纹杆中的至少一个螺纹杆穿过该通孔；以及

46、-至少一个底部间隔件，所述底部间隔件布置在片状件的底部锚固点处，所述底部间隔件设置有通孔，以允许第二组螺纹杆中的至少一个螺纹杆穿过该通孔。

47、这些间隔件优选地设置有截头圆锥形衬套，所述截头圆锥形衬套意在容纳至少一个螺纹杆并穿过片状件与设置在另一相邻间隔件中的至少另一个衬套接合。在间隔件与片状件中的每个片状件的支承及紧固区域中，所述间隔件优选地具有倾斜度，一旦片状件模块已经被组装，该倾斜度将确定片状件中的每个片状件的取向。

48、优选地，端部件将在片状件模块的端部中的每个端部处完成支承元件，从而为其配备有垂直于螺纹杆的竖向平面，该竖向平面将有助于正确支承紧固装置、优选为螺母，其将固定组件。

49、布置在片状件的底部边缘附近的底部间隔件优选地设置有用于联接至支承基部的联接装置。

50、所述支承基部意在安置在澄清器的池的内部，并且除了用作用以支承模块的基部之外，支承基部还用作防浮选装置。

51、在本发明的优选实施方式中，支承基部包括至少一个倒t形型材，用于联接底部间隔件的联接装置将容纳在该倒t形型材中。