CN101967842A

CN101967842A - 一种高效斜板除沙取水装置

Info

Publication number: CN101967842A
Application number: CN 201010516052
Authority: CN
Inventors: 姜文超; 倪建华; 张智; 龙天渝; 胥标; 尹浩; 赵玉静
Original assignee: Chongqing University
Current assignee: Chongqing University
Priority date: 2010-10-22
Filing date: 2010-10-22
Publication date: 2011-02-09
Anticipated expiration: 2030-10-22
Also published as: CN101967842B

Abstract

本发明涉及一种高效斜板除沙取水装置，是用于给水工程和地表水水源热泵工程中的取水设备，其包括进水室、泥沙分离与自清室和出水室。进水室的室壁采用波纹型折板，开有无数进水孔和进水排沙两用孔。泥沙分离及自清室的上半部分是泥沙分离室，下半部分连接自清排沙斗和排沙管，在泥沙分离室内设置有沿水流方向左右对称布置的多块侧向流斜板，斜板斜向下布置，并在斜板上安装有与水流方向和斜板平面都垂直的翅片，在左右侧向流斜板的对称轴位置留有泥沙沉降廊道，通下部的自清排沙斗。本装置可广泛用于含漂浮物及泥沙较高的江河中，也可用于湖泊、水库等水体为水源的取水工程中，不仅能有效防止水中杂草等漂浮物的堵塞，还能高效去除水中的泥沙，可省去设置专门的沉砂池，简化后续水处理工艺，从而达到减轻水泵叶轮和后续水处理构筑物的磨损，节约基建投资、节省占地，降低取水成本的目的。

Description

一种高效斜板除沙取水装置

技术领域

本发明属于取水装置，具体地说是一种有效防草和高效除沙的高效斜板除沙取水装置。

背景技术

采用河流、湖泊等作为水源是我国许多地区水资源开发利用的重要形式，特别是在南方地区，受降雨期间地面冲刷影响，河流含沙量较高，且水体中水草等漂浮物众多，常常要么会堵塞取水装置部，要么会给后续的水泵、水处理设备等带来不利影响。因此，尽可能取得良好的地表水水源是城镇给水工程、地表水水源热泵工程的必要措施。

长期以来，为了取得含沙量较小的水质，并避免水草等漂浮物对取水装置的影响，在供水领域已经开发了许多取水装置部，如喇叭口式取水装置部、莲蓬头式取水装置部、蘑菇型取水装置部、鱼形罩式取水装置部以及常规斜板取水装置部和其他卧式取水装置部等。但这些取水装置部大颗粒的泥沙（如颗粒粒径大于0.1mm）或漂浮物的预防和去除，而对于细沙的去除效果不太理想，且常规的上向流式斜板取水装置部在使用上还受到水深的制约。根据有关报道，在长江流域，由于上游梯级水电站的建设，尽管其含沙量在洪水季节仍然很高，但是已经呈现出沙粒细化的趋势，使得目前所开发的取水装置部的除沙效率很低，从而在实际应用中常常难以达到预定目标。

发明内容

针对现有技术存在的上述问题，本发明的目的是提供一种具有高效去除水泥沙和有效防止水中杂草等漂浮物堵塞的高效斜板除沙取水装置。

本发明的目的是通过下述方案来达到;

一种高效斜板除沙取水装置，其包括有依次连通的进水室、泥沙分离与自清室和出水室三个部分。

其中，进水室位于取水装置最前端，其前部设有圆锥型前盖；泥沙分离与自清室位于取水装置中间，出水室连接在泥沙分离与自清室的后端，出水室末端接出出水管。

所述进水室的室壁采用波纹型折板，波纹方向与水流方向一致，在在波纹型折板上开有无数进水孔，并在进水室底部最低位置开有进水排沙两用孔；

所述泥沙分离与自清室的上半部分是泥沙分离室，下半部分连接自清排沙斗，自清排沙斗底部接排沙管，在泥沙分离室内设置有沿水流方向左右对称布置的多块侧向流斜板，侧向流斜板斜向下布置，并在所述斜板上安装有与水流方向和斜板平面都垂直的翼片（也可叫翅片），在左右侧向流斜板的对称轴位置留有泥沙沉降廊道，通下部的自清排沙斗。

进一步，在所述泥沙分离与自清室的前端设有导流区，在导流区的前端安装有导流板，导流板是由在其板面上密集均匀地钻有许多圆形孔的矩形孔板，导流板的左右边和上边三条边与泥沙分离与自清室的室壁连接，为了排沙导流板的下边与泥沙分离与自清室的室壁留有一定距离。

在泥沙分离与自清室中位于同一边的侧向流斜板两两之间的板间距离L₁为8~10cm，侧向流斜板与水平面的夹角为45°~70°，两两翼片之间的距离L₂为4~7cm。

另外，在自清排沙斗内还安装有背水流方向的半圆形挡水板，在排沙管内设有斜向下交错设置的挡水板。

还有，所述进水室的波纹型折板的波纹最好设计为半圆形，波纹型折板采用多块，拼装成横断面为矩形的进水室。

相比现有技术，本发明具有以下优点：

（1）同时具有防草、除沙和取水的功能，结构紧凑、体积小，耗材省，能够满足各种流量条件下的取水；

（2）由于采用了水力条件更好的波纹形进水室（尤其是半圆形波纹），可以有效地减少稻草等漂浮物的挂堵。同时在泥沙分离器内部安装了带翼片的侧向流斜板，其利用重力、流体阻力和惯性力对沙粒进行动态分离，因此可以高效去除粒径很小的沙粒，从而可以得到更好的出水水质；

（3）由于进一步采用了具有挡水板结构的自清排沙斗，使其除沙效率进一步提高，可以不再建沉沙池，不仅可以减轻水泵叶轮和后续水处理构筑物的磨损，还能够节约基建投资、节省占地，降低取水成本。

附图说明

图1是本发明的结构示意图。

图2是图1的A-A剖视图。

图3是图1的Ⅰ放大图。

图4是图1的Ⅱ放大图。

图中：1-圆锥体盖，2-进水室，3-导流区，4-导流板，5-泥沙分离与自清室，6-泥沙分离室，7-集水管，8-出水室，9-出水管，10-自清排沙斗，11-排沙管，12-侧向流斜板，13-翼片，14-泥沙沉降廊道，15-半圆形挡水板，16-斜向挡水板，17-波纹型折板，18-进水孔，19-进水排沙两用孔。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的说明。

如图1所示，本高效斜板除沙取水装置由进水室2、泥沙分离与自清室5和出水室8三个部分组成。进水室2位于取水装置最前端，其前部设有圆锥型前盖1。所述泥沙分离与自清室5位于取水装置中间，出水室8连接在泥沙分离与自清室5的后端，集水管7末端接出出水管9。

进水室2是采用四块波纹型折板17拼装成横断面为矩形的筒，波纹方向与水流方向一致，波纹为半圆形，参见图3和图4，在波纹型折板17上开有无数进水孔18，并在进水室2底部的波纹型折板17的最低位置开有进水排沙两用孔19。

参见图2，泥沙分离与自清室5的上半部分是泥沙分离室6，下半部分连接自清排沙斗10自清排沙斗10底部接排沙管11。在上半部分的泥沙分离室6内沿水流方向分左右对称布置侧向流斜板12，每一边的侧向流斜板12两两之间的板间距离为L₁8~10cm，最好为9cm，侧向流斜板12与水平面的夹角为45°~70°，最好采用60°，并且在侧向流斜板12上安装有与水流方向和斜板平面都垂直的翼片13，两两翼片之间的距离为L₂4~7cm，其中距离最好为6cm，斜板对称轴的位置设有泥沙沉降廊道14，使泥沙由廊道沉降至排沙斗。

泥沙分离与自清室5的下半部分是自清排沙斗10和排沙管11，其中自清排沙斗10内安装了背水流方向的半圆形挡水板15，排沙管11内设有斜向下交错布置的挡水板16。

在泥沙分离与自清室5的前端还设有导流区3，在导流区3的前端安装有导流板4，导流板4是一在其板面上密集均匀地钻有许多圆形孔的矩形孔板，导流板4的左右边和上边三条边与泥沙分离与自清室5的室壁连接，为了排沙导流板4的下边与泥沙分离与自清室5的室壁留有一定距离，形成排沙通道。

出水室8内设有表面钻有密集进水孔的集水管7，出水室8内的水通过集水管7收集后流入出水管9中。

本取水装置的使用方式：

将上述取水装置在河床基础上安装固定，取水装置轴心与水流方向平行安装，其中圆锥筒盖1正对水流流向，取水装置上方完全被水淹没，下方留有大于1m的排沙空间，两侧留有宽阔的水流通道。

取水时，当含有杂草等漂浮物的江水经过取水装置时，由于表面是半圆波纹形的进水室2的水力条件好，可以有效地减少杂草等漂浮物的挂堵，所以只有含泥沙的原水从进水孔18进入进水室2，水流在进水室2缓慢流动，水中大颗粒的沙粒会很快由于重力的作用沉淀到进水室2的底板上，再通过进水排沙两用孔19排出进水室2，这样可以有效地防止进水室底板上的进水孔被沉淀下来的泥沙堵塞。

进而水流通过导流区3内的导流板4，导流板4通过其表面均匀密集的圆形进水孔把水流流态调节均匀和稳定，然后均匀流速的水流进入泥沙分离室6中，泥沙分离室6是由侧向流斜板12和在斜板上安装有与水流方向和斜板平面都垂直的翼片13对称布置组成，翼片斜板是利用重力、流体阻力和惯性力对沙粒进行动态分离，表面负荷很低，因此可以把原水中粒径很小的沙粒从原水中分离沉淀到侧向流斜板12上并且在斜板上慢慢滑降，而斜板对称轴的位置设有泥沙沉降廊道14，所以滑降下的沙粒可以通过泥沙沉降廊道14汇集到自清排沙斗10中，直至通过排沙管11排出。在自清排沙斗10和排沙管11内的水是相对静止的，而在自清排沙斗10内设置的半圆形挡水板15、排沙管11内设置的挡水板16的作用与止回阀的作用一样，使沙可出不可进，因为沙的比重大于水，所以沙能源源不断地排出，从而达到高效除沙的目的。

大部分沙粒被去除的原水继续往前流动，经过导流板进入出水室8，最后通过集水管7进入出水管9的是仅含极度细小沙粒的安全原水。

本发明外形为矩形，外部材料可以采用普通碳钢或不锈钢板，内部翼片斜板可采用塑料板。本发明设计合理，结构紧凑，制造容易。可广泛用于杂草等漂浮物较多、泥沙含量较高特别是细沙含量较高的江河中，不仅能够有效地防止水中杂草等漂浮物的堵塞，还能够高效地去除水中的泥沙，可以省去建设专门的沉沙池（预沉池），从而可以简化后续水处理工艺，达到减轻水泵叶轮和后续水处理构筑物的磨损，节约基建投资、节省占地，降低取水成本的目的。

Claims

1.一种高效斜板除沙取水装置，其包括有依次连通的进水室（2）、泥沙分离与自清室（5）和出水室（8）三个部分；

其特征在于，所述进水室（2）位于取水装置最前端，其前部设有圆锥型前盖（1）；所述泥沙分离与自清室（5）位于取水装置中间，所述出水室（8）连接在泥沙分离与自清室（5）的后端，出水室（8）末端接出出水管（9）；

所述进水室（2）的室壁采用波纹型折板（17），波纹方向与水流方向一致，在波纹型折板（17）上开有无数进水孔（18），并在进水室（2）底部最低位置开有进水排沙两用孔（19）；

所述泥沙分离与自清室（5）的上半部分是泥沙分离室（6），下半部分连接自清排沙斗（10）自清排沙斗（10）底部接排沙管（11），在泥沙分离室（6）内设置有沿水流方向左右对称布置的多块侧向流斜板（12），侧向流斜板（12）斜向下布置，并在所述侧向流斜板（12）上安装有与水流方向和斜板平面都垂直的翼片（13），在左右侧向流斜板（12）的对称轴位置留有泥沙沉降廊道（14），通下部的自清排沙斗（10）。

2.根据权利要求1所述的高效斜板除沙取水装置，其特征在于：在所述泥沙分离与自清室（5）的前端设有导流区（3），在导流区（3）的前部安装有导流板（4），导流板4是一在其板面上密集均匀地钻有孔的孔板，导流板（4）的左右两侧和上部三条边与泥沙分离与自清室（5）的室壁连接，导流板（4）的下边与泥沙分离与自清室（5）的室壁留有一排沙通道。

3.根据权利要求1或2所述的高效斜板除沙取水装置，其特征在于，所述左右对称布置的多块侧向流斜板（12）在同一边的侧向流斜板（12）两两之间的板间距离L₁为8~10cm，侧向流斜板（12）与水平面的夹角为45°~70°，两两翼片（13）之间的距离L₂为4~7cm。

4.根据权利要求3所述的高效斜板除沙取水装置，其特征在于，所述左右对称布置的多块侧向流斜板（12）在同一边的侧向流斜板（12）两两之间的板间距离L₁为9cm，侧向流斜板（12）与水平面的夹角为60°，两两翼片（13）之间的距离L₂为6cm。

5.根据权利要求3所述的高效斜板除沙取水装置，其特征在于，所述自清排沙斗（10）内安装有背水流方向的半圆形挡水板（15），在排沙管（11）内设有斜向下交错布置的挡水板（16）。

6.根据权利要求1或2所述的高效斜板除沙取水装置，其特征在于，所述进水室（2）的波纹型折板（17）的波纹是半圆形，波纹型折板（17）采用多块，拼装成横断面为矩形的进水室（2）。