CN102040322A

CN102040322A - 简易除砂装置及除砂系统

Info

Publication number: CN102040322A
Application number: CN 201010526968
Authority: CN
Inventors: 赵利君; 李建华; 刘安青
Original assignee: BEIJING YUANJINGHONG MECHANICAL EQUIPMENT Co Ltd
Current assignee: BEIJING YUANJINGHONG MECHANICAL EQUIPMENT Co Ltd
Priority date: 2010-10-29
Filing date: 2010-10-29
Publication date: 2011-05-04
Anticipated expiration: 2030-10-29
Also published as: CN102040322B

Abstract

本发明公开了一种简易除砂装置及除砂系统，其中，该除砂装置具有一壳体，该壳体具有一进料端及一出料端，该壳体内设有长条形的除砂槽，所述除砂槽的底面为由所述进料端向出料端方向向上倾斜的斜面。本发明的简易除砂装置通过控制含砂料液的流速、流向和除砂槽槽底的坡度，达到除砂的目的，不仅具有结构简单，安装方便，造价低的优点，而且其占地面积小，能够满足在狭小的空间中安装的需求，对于不同空间大小的现场具有更强的适应能力，提高了除砂效率，降低了除砂清砂的成本。

Description

简易除砂装置及除砂系统

技术领域

本发明涉及一种除砂装置，特别是指一种结构简单、安装简便、造价低的简易除砂装置及除砂系统。

背景技术

当前我国畜禽养殖场(如奶牛养殖场、养鸡场等畜禽养殖场)的大型沼气工程中，粪污发酵原料的含砂量过高，如不除去粪污中的砂，极易造成沼气工程管道堵塞，设备运转不正常，导致整个系统瘫痪。这些砂一般包含直径0.5～1.0毫米的粗砂，直径0.125～0.25毫米的细砂，直径0.05～0.005毫米的粉砂，还有直径小于0.005毫米的粘粒，这些砂子很难去除干净，尤其是细砂以下规格的砂子容易夹杂在粪便中。因此除砂环节在整个厌氧发酵处理过程中成了不可或缺而且是极为关键的一环。

但是目前除砂技术主要有机械除砂和人工清砂，而现有的除砂设备，不仅造价高，而且安装复杂，占地面积大；使用过程中不仅耗用人力，而且除砂效果难以保证，造成了物料的浪费。

以下是公开号为CN101475296A的专利“一种粪便除砂装置及除砂方法”，该粪便除砂装置，包括一个沉砂池，所述沉砂池通过可拆卸的闸门分割成多级溢流结构，粪便与水混合后通过沉砂池逐级溢流分离其中的砂子；该沉砂池可以长达100米左右，宽度适于车辆清理砂石，尤其适于大规模工业化处理粪便。

上述的粪便除砂装置采用多级溢流结构，沉砂池占地面积大，实施方式复杂，维修困难。其沉砂池内还设有搅拌、加热等设备，投资成本高，且清砂需要耗用大量的人力，无法用于位置狭小处；现在虽有许多的小型除砂装置，但其结构都过于复杂，装置中采用大量的搅拌器等中间设备，成本过高，不能满足结构简单且有效除砂的要求。

发明内容

本发明解决的技术问题是提供一种简易除砂装置及除砂系统，使其达到有效除砂的目的，且结构简单，安装简便，造价低。

本发明的技术解决方案是：

一种简易除砂装置，其中，该除砂装置具有一壳体，该壳体具有一进料端及一出料端，该壳体内设有长条形的除砂槽，所述除砂槽的底面为由所述进料端向出料端方向向上倾斜的斜面。

一种除砂系统，其中，该除砂系统包括：水泥除砂池、泵、混合调配池及如上所述的简易除砂装置；所述水泥除砂池与所述混合调配池连通设置，该简易除砂装置的进料口经由所述泵与该水泥除砂池的底部连通，该简易除砂装置的出料口则与该水泥除砂池的上部连通。

由以上说明得知，本发明与现有技术相比较，确实可达到如下的功效：

本发明的简易除砂装置通过控制含砂料液的流速、流向和除砂槽槽底的坡度，达到除砂的目的，不仅具有结构简单、安装方便、造价低的优点，而且其体积小，能够满足在狭小的空间中安装的需求，还可以根据具体空间的大小和需要处理的料液的含砂量而对其尺寸进行设定，以达到较优的除砂效率。除此以外，本发明的除砂槽槽底的斜坡结构还可以使清砂作业更为轻松方便。

另外，包含有简易除砂装置的本发明的除砂系统，在其对含砂料液进行一次除砂后，再通过简易除砂装置进行了二次除砂，使除砂效果显著提高，减少了料液中有机物的浪费，并且进一步简化了清砂作业，使清砂作业变得轻松快捷；包含了简易除砂装置的本发明的除砂系统占地面积小，对于不同空间大小的现场具有更强的适应能力，提高了除砂效率，降低了除砂清砂的成本。

附图说明

图1为本发明的简易除砂装置的第一实施例的结构示意图；

图2为本发明的简易除砂装置的第一实施例的俯视结构示意图；

图3为本发明的简易除砂装置的出料端被提起时的示意图；

图4为本发明的简易除砂装置的进料端被提起时的示意图；

图5为本发明的简易除砂装置的第二实施例的结构的示意图；

图6为本发明的简易除砂装置的第二实施例的俯视结构的示意图；

图7为本发明的除砂系统的一实施例的除砂间平面布置示意图；

图8为本发明的除砂系统的除砂工艺流程图。

主要元件标号说明：

M：除砂装置 S：除砂间

1：壳体 I：进料端 O：出料端

11：除砂槽 111：第一段槽体 112：第二段槽体

12：沉砂斗 121：平面 122：弧形侧壁

13：引流管 14：第一接合部 15：第二接合部

16：连通口 17：排水口 18：出水口

2：混合调配池 3：水泥沉砂池 4：泵

5：电动提升机 51：挂钩

具体实施方式

本发明提出一种简易除砂装置，该除砂装置具有一壳体，该壳体具有一进料端及一出料端，该壳体内设有长条形的除砂槽，所述除砂槽的底面为由所述进料端向出料端方向向上倾斜的斜面。

借由上述结构，本发明能够以极其简易的结构实现有效的除砂效果，其中，通过与水流方向相反的向下倾斜的除砂槽槽底斜面，更能够有效的加强混合料液中的砂石在流动过程中的沉淀效果，使料液中砂石含量大幅降低，同时也能够使清砂作业更为简便。

为了对本发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图说明本发明的具体实施方式。

图1及图2为本发明简易除砂装置的第一实施例的结构示意图，如图所示，该除砂装置M具有一壳体1，壳体1具有进料端I及出料端O；进料端I及出料端O分别设有进料口及出料口，简易除砂装置M的壳体1内设有长条形的除砂槽11，除砂槽11的底面为由进料端I向出料端O方向向上倾斜的斜面，形成了与由进料端I向出料端O的料液流动方向相反的倒坡结构，由此，在进料口通入料液后，料液中的砂子与污水中的有机质一起随水流平流向出料端O的出料口的过程中，本实施例的简易除砂装置M能够利用除砂槽11的倒坡底面来截留比重相对较大的无机颗粒，有效的达到利用除砂槽11槽底斜面截留、沉淀除砂的目的。

为了使本除砂装置M获得更好的除砂效果，较佳地，本实施例于除砂装置M除砂槽11靠近进料端I的底部还设有一沉砂斗12。在进料口通入混合料液(一般为畜牧场含砂的粪污，含有砂子、粪污和水等)时，料液于除砂槽11靠近进料端I的端部区域(沉砂斗12及其上方区域)形成涡流，利用类似水利涡流，使有机物和砂子在涡流的作用下分离，并且在重力作用下使砂子下沉，向池底移动而落入沉砂斗12中，而较轻的有机物则在沉砂斗12上方与砂子分离，从而使泥砂和有机物在进入除砂槽11并形成涡流的过程中分开而达到初步沉淀除砂的目的；经过初步沉淀除砂的混合料液继续沿着除砂槽11向出料端O平流而进入下一步的沉淀除砂过程。较佳地，该沉砂斗12的底面为一正方型平面121，本实施例中，其面积为0.25m²，且沉砂斗12的斗壁与该平面的倾角大于或等于55°，从而使除砂槽11靠近进料端I的端部区域具有较好的涡流效果。

为了增强除砂装置M进料端I的涡流作用，使初步沉淀除砂效果更好，本发明的简易除砂装置M的沉砂斗12及除砂槽11靠近该壳体进料端I的侧壁形成一圆弧形侧壁122，使料液在沉砂斗12内流动时，沿着弧形侧壁122形成更强的涡流而增强上方料液涡流作用，加强砂子与有机物的分离。

较优地，本实施例的简易除砂装置M于除砂槽11的一内侧壁设有引流管13，该引流管13沿着该内侧壁向进料端I延伸，且具有一向下倾斜的角度，该引流管的出口为该除砂装置M的进料口。如图所示，引流管13设置于除砂槽11的内侧壁上，其出口对应设置于沉砂斗12上方，引流管13出口所流出的料液沿着侧壁流向除砂槽11靠近进料端I的端部区域，使其能够依靠该端部区域形成更强的涡流，且借由引流管朝向进料端方向具有一向下倾斜的角度，使该端部区域的涡流形成向下偏移的涡旋方向，进一步增强了涡流作用，而使本发明的简易除砂装置M的初步沉淀除砂效果更为显著。

较优地，本实施例的简易除砂装置M的出料口设于壳体1出料端O的端壁上，且为溢流式出料口，引流管13的出口与该溢流式出料口的最底沿平齐，也就是说，引流管13的出口与除砂过程中除砂槽11中的液面平齐，使引流管13中的料液流出时与除砂槽11中的液体不存在落差，而使料液能够沿着引流管13预设的倾斜角度向除砂槽11流出，避免料液流出时形成垂直向下的流入方向，保证了除砂槽11靠近进料端I的端部区域能够形成较强的涡流作用。

本发明的简易除砂装置M在沉淀除砂完毕后，可以采用人工手动清砂将砂子清除，在除砂装置的清砂过程中，借由本发明的除砂槽11槽底为倒坡的设计可以使操作人员刮砂更轻松，在清砂时更容易的将砂子刮落清出，不仅能减少操作人员的体力消耗，而且还能有效提高清砂效率。

较优地，本实施例中，该简易除砂装置M还包括有电动提升机5，且除砂装置的进料端设有第一接合部14，出料端设有第二接合部15，该电动提升机5的线缆能够向上提升地与所述第一接合部14或第二接合部连接15。具体的说，本实施例中的除砂装置M，其进料端I外侧顶部设有第一接合部14，而于出料端O外侧的底部设有第二接合部15，所述第一接合部14及第二接合部15能够供电动提升机5的线缆连接设置。如图3所示，在执行清砂作业时，通过电动提升机5的线缆连接除砂装置M的第二接合部15，并以进料端I为支点而将除砂装置M的出料端O拉升，其拉升的最高高度为除砂装置M的长度，当电动提升机5将出料端拉升至接近最高高度时，除砂装置M整体接近竖直状态，操作人员可以更容易的将除砂槽M中的沉淀的砂子全部倒入清砂车而清理出除砂槽，非常方便。

另外，为了不浪费除砂槽11内被处理原料中的有机质，提高沉砂效率，如图4所示，清砂作业前可先利用电动提升机5与除砂装置M的第一接合部14连接，以出料端O为支点，将除砂装置M的进料端I慢慢抬起，而使残留在除砂槽11上层液面附近的上清液通过出料口尽可能的倾倒出去，然后再以进料端I为支点提升出料端O进行清砂作业，这样不仅能够减少清出的砂子中所含有的水分，还降低了原料料中有机质的浪费，大大提高了清砂效率。

本实施例中，由于在清砂作业时，除砂装置M被提升的高度接近整个除砂槽11的长度，同时为了便于分别提拉除砂装置M的两端，故，该电动提升机5以大于除砂装置的长度的高度设置于除砂装置M上方，电动提升机5可设置于除砂装置上方的天花板上或者设置一支架将其固定于除砂槽的上方，但电动提升机5的设置并不以上述方式为限，只要能够便于电动提升机5提拉除砂装置两端升起足够高度即可。较佳的，电动提升机5的挂钩51为双挂钩，可同时连接除砂装置进料端I(或出料端O)两侧的第一接合部14(或第二接合部15)。

本发明的简易除砂装置M大小尺寸可因应不同现场的料液状况进行具体的设定。较佳的，本发明的简易除砂装置的除砂槽11为长条形，便于料液在沉砂装置中流动时间较长，使比重较大的砂子在流动过程中沉淀，除砂槽11的长度可以根据实际情况设定，太长则浪费，而且会使清砂作业中电动提升机的扬程过高而不容易操作，太短则起不到除砂效果，其较佳长度一般为3～6m，而宽度则不小于1m；为了尽可能的提升本发明的简易除砂装置的除砂效率，鉴于整个除砂槽11的沉砂容量和斜面截留无机颗粒的效果，较佳的，除砂槽11底部斜面的坡度范围为0.01～0.05。同时，出料口底沿(液面高度)与除砂槽11斜面最低处的距离为有效水深，其范围为0.25～1m，其中，沉砂斗12处的有效水深为0.25～1.2m。出料口底沿与除砂槽11侧壁上边缘的距离为超高距离，其数值大于或等于0.3m，用以防范特殊情况的发生而导致料液从出料口以外的地方溢出而提供除砂槽内高度的裕量。本实施例的简易除砂装置可以通过适当的控制料液的流速而使料液在除砂装置中达到预期的沉淀效果，较佳的，该进料口的最大流速为0.3m/s，且该进料口料液的流入为间歇性的，由此使料液于除砂槽11内的流速限定在0.1～0.3m/s，料液在除砂槽11中停留的时间大约为30～60s，使之具有充分的沉淀时间。

在实际应用中，本发明的除砂装置可以根据现场混合料液实际情况(原料总量、含沙量等指标)作具体的设定，例如降低有效水深或者缩短倒坡除砂槽的长度。现列举一个包括具体设计参数的具体实施例。本具体实施例中，设定一天处理含固量10％(其中固体中含砂30％)的原料100t，即大约含砂3t，则本具体实施例的简易除砂装置设置为：除砂槽长6m，宽1.215m，超高0.4m，有效水深1m，沉砂斗深0.5m，整个除砂装置的有效利用容积为6.4m³，采用前述参数的简易除砂装置，其一天处理可收集的沉砂量约为6m³，即该除砂装置应该一天清砂一次。以上应用实施例并不作为本发明的限定，本发明也可以设置为一天清理两次或两天清理一次等等，根据具体情况和需要而定。

为了适应不同现场空间大小的要求，本发明的简易除砂装置可以进行适当的变形，如图3及图4所示，为本发明的简易除砂装置的第二实施例的结构示意图，该除砂装置具有一壳体，该壳体具有一进料端I及一出料端O，该壳体内设有长条形的除砂槽，所述除砂槽的底面为由所述进料端I向出料端O方向向上倾斜的斜面。本实施例中，除砂槽包括呈折叠而并列设置的第一段槽体111及第二段槽体112，且两段槽体于所述折叠处设有连通口16而呈连通状态。通过上述结构，使本实施例的简易除砂装置M在特定的空间大小内能够得到流动距离较长的除砂槽，达成除砂目的，使除砂槽的设置变得更灵活，从而能够满足不同场地沉淀除砂的需求。

较佳地，该除砂装置还可于进料端上方设置有与泵连接的管路作为进料口而直接将料液输送到除砂槽中，进料端I底部还可设有排水口17，该排水口17设有过滤装置，用以开始通入料液一段时间内或沉淀完成后排出除砂槽中的剩余水分，并阻隔沉淀的砂子而允许水流通过；出料端设有出料口18，且出料口18可为溢流式结构。

本领域的技术人员根据前述理解可知，该除砂槽还可以具有三段以上的槽体，根据现场场地的限制而向不同方向形成折叠结构。

本发明的简易除砂装置的壳体较佳是由钢铁材料制成，但并不以此为限，也可以使用不易被腐蚀且强度足够的其他材料。

本发明还提出一种包含上述简易除砂装置的除砂系统，其中，该除砂系统包括：水泥除砂池3，简易除砂装置M、泵4及混合调配池2；水泥除砂池3与混合调配池2连通设置，简易除砂装置M的进料口经由泵4与水泥除砂池3的底部连通，简易除砂装置M的出料口则与水泥除砂池3的上部连通。

以应用于一牧场的本发明的除砂系统为例，如图5及图6所示，为本发明的除砂系统的一实施例的除砂间平面布置结构示意图及除砂工艺流程图。除砂系统设置在于一除砂间S中，如图所示，其中，该除砂系统中所设置的简易除砂装置采用前述本发明的简易除砂装置的第二实施例的结构。

该除砂系统的具体工作过程是：牧场所收集的粪便污水输送入除砂间S中的水泥除砂池3，经搅拌器搅拌混合均匀后，水泥除砂池3的上层料液溢流进入混合调配池2，而水泥沉砂池3底部沉下的砂子连同部分料液则通过泵4抽取至简易除砂装置M中，在简易除砂装置M的沉淀除砂过程中，其上层料液通过简易除砂装置M的出料口18溢流返回水泥沉砂池3中，并与水泥沉砂池3中的上层料液一同流入混合调配池2。而简易除砂装置M中所沉淀的砂子，可以通过定期人工清理的方式将其清理出除砂系统。

以上所述仅为本发明示意性的具体实施方式，并非用以限定本发明的范围。任何本领域的技术人员，在不脱离本发明的构思和原则的前提下所作出的等同变化与修改，均应属于本发明保护的范围。

Claims

1.一种简易除砂装置，其特征在于，该除砂装置具有一壳体，该壳体具有一进料端及一出料端，该壳体内设有长条形的除砂槽，所述除砂槽的底面为由所述进料端向出料端方向向上倾斜的斜面。

2.如权利要求1所述的简易除砂装置，其特征在于，所述除砂装置靠近该进料端的底部设有一沉砂斗，该沉砂斗的底面为一平面，且该沉砂斗的斗壁与该平面的倾角大于或等于55°。

3.如权利要求2所述的简易除砂装置，其特征在于，该沉砂斗及除砂槽靠近该壳体进料端的侧壁为一圆弧型侧壁。

4.如权利要求1所述的简易除砂装置，其特征在于，该除砂槽的一内侧壁设有一引流管，该引流管沿着该内侧壁向所述进料端延伸，且具有一向下倾斜的角度，以该引流管的出口为该除砂装置的进料口。

5.如权利要求1所述的简易除砂装置，其特征在于，所述壳体出料端的端壁设有一出料口，该出料口为溢流口。

6.如权利要求1所述的简易除砂装置，其特征在于，所述进料端设有第一接合部，所述出料端设有第二接合部，该除砂装置包括有电动提升机，该电动提升机的线缆能够向上提升地与所述第一接合部或第二接合部连接。

7.如权利要求1所述的简易除砂装置，其特征在于，该除砂槽的长度范围为3～6m，所述斜面坡度范围为0.01～0.05，该除砂装置的进料端设有进料口，其出料端设有出料口，该出料口底沿与除砂槽斜面最低处的距离为有效水深，其范围为0.25～1m，所述出料口底沿与除砂槽侧壁顶部的距离为超高距离，其数值大于或等于0.3m，该进料口的最大进水流速为0.3m/s。

8.如权利要求3所述的简易除砂装置，其特征在于，所述壳体出料端的端壁设有一出料口，该出料口为溢流口；所述进料端设有第一接合部，所述出料端设有第二接合部，该除砂装置包括有电动提升机，该电动提升机的线缆能够向上提升地与所述第一接合部或第二接合部连接；该除砂槽的长度范围为3～6m，所述斜面坡度范围为0.01～0.05，该除砂装置的进料端设有进料口，其出料端设有出料口，该出料口底沿与除砂槽斜面最低处的距离为有效水深，其范围为0.25～1m，所述出料口底沿与除砂槽侧壁顶部的距离为超高距离，其数值大于或等于0.3m，该进料口的最大进水流速为0.3m/s；该除砂装置的壳体由钢铁制成；所述引流管的出口与所述溢流口底沿的高度相平。

9.如权利要求1所述的简易除砂装置，其特征在于，所述除砂槽包括呈折叠而并列设置的第一段槽体及第二段槽体，且所述两段槽体于所述折叠处设有连通口。

10.一种除砂系统，其特征在于，该除砂系统包括：水泥除砂池、权利要求1至9任一项所述的简易除砂装置、泵及混合调配池；所述水泥除砂池与所述混合调配池连通设置，该简易除砂装置的进料口经由所述泵与该水泥除砂池的底部连通，该简易除砂装置的出料口则与该水泥除砂池的上部连通。