CN104436768A - 基于曲斜板的垂向分层水沙分离装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于曲斜板的垂向分层水沙分离装置，其特征在于：包括底端密闭的分离桶（1），所述分离桶（1）的内侧壁上设置有若干曲斜板螺旋带（2），所述曲斜板螺旋带（2）由若干呈螺旋状排布的曲斜板（3）组成，所述曲斜板（3）为倾斜设置，所述曲斜板（3）包括大弧端（4）和小弧端（5），所述大弧端（4）固定设置于所述分离桶（1）的侧壁上，所述小弧端（5）悬空位于所述分离桶（1）的内部，若干所述曲斜板（3）将所述分离桶（1）的内部分割成若干净化层（6）。本发明提供的一种基于曲斜板的垂向分层水沙分离装置，具有绿色环保、投资成本少、分离效率高等优点，在浑水分离清水领域具有广泛应用前景和推广价值。

Description

基于曲斜板的垂向分层水沙分离装置

技术领域

本发明涉及一种基于曲斜板的垂向分层水沙分离装置，尤其涉及一种能够有效地利用升降流和分层流原理在静态下对含有泥沙的固液两相流进行分离的装置，属于水利工程技术领域。

背景技术

国内外现有技术对水沙分离均采用外动力装置和化学药剂。新疆河流多属山溪性河流，含沙量大且粗细不均匀，河水中泥沙浓度达数十甚至数百千克每立方米，大颗粒泥沙粒径有的达到分米级，而细颗粒泥沙粒径有的小于0.05mm。这些细颗粒泥沙处理起来十分困难，目前动态条件下靠水力自身能量处理泥沙的工程很多，但对小于0.05mm 泥沙的处理却无能为力，这给工业用水及人民生活用水（特别是新疆多泥沙河流沿岸居住分散的牧区群众）带来极大的危害和诸多的不便，在农业用水方面，由于河水中含大量细颗粒泥沙，严重制约了农业喷滴灌等先进节水技术的推广和应用。

本发明的水沙分离装置，仅依靠动态浑水自身水力作用分离出清水，分离出的泥沙都由自身水力排除，而无须施加任何其他动力和化学药剂，其装置结构简单、造价低廉、运行费用低、管理方便。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，提供一种不需要加任何化学药剂，利用升降流和分层流原理在静态下有效分离水中细颗粒泥沙的装置；进一步地，提供一种绿色环保，无需外用能量，结构简单，成本低，净水效果好的基于曲斜板的垂向分层水沙分离装置。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：

一种基于曲斜板的垂向分层水沙分离装置，其特征在于：包括底端密闭的分离桶，所述分离桶的内侧壁上设置有若干曲斜板螺旋带，所述曲斜板螺旋带由若干呈螺旋状排布的曲斜板组成，所述曲斜板为圆扇型，所述曲斜板为倾斜设置，所述曲斜板包括大弧端和小弧端，所述大弧端固定设置于所述分离桶的侧壁上，所述小弧端悬空位于所述分离桶的内部，若干所述曲斜板将所述分离桶的内部分割成若干净化层，若干所述曲斜板螺旋带位于相同所述净化层上的若干所述曲斜板在同一水平面上。

所述曲斜板的倾斜角度的锐角均为与所述分离桶的底端呈45~60°，位于同一水平面上的若干所述曲斜板交错设置并覆盖所述净化层。

所述曲斜板螺旋带的个数为至少3个。

所述净化层的层数为至少4层。

所述大弧端上设置有若干孔洞。

分离桶侧壁与曲斜板连接处开设有若干孔洞，孔洞的设置能够加大下沙、上水面积，加速水沙分离。

所述分离桶的形状包括圆形或方形。

所述曲斜板螺旋带的个数为3个，所述净化层包括3个在同一水平面上的所述曲斜板，3个在同一水平面上的所述曲斜板为三向旋转斜板。

所述三向旋转斜板有螺旋桨叶片的功效。

本发明是在一个圆形或矩形管中垂向设置若干个螺旋带孔曲斜板，曲斜板与管壁之间构成清水上升和泥沙下降的互不干扰的通道，曲斜板的上表面为下沙面，曲斜板的下表面为上水面，泥沙在水中环向加速下沉，下沉速度快。 

本发明利用升降流和分层流原理在静态下对含有泥沙的固液两相流进行分离。该装置是在一个圆形管中垂向设置三向螺旋斜板，并在斜板与管壁接触之间开设孔洞，斜板与管壁之间构成清水上升和泥沙下降的互不干扰的通道，利用异重流原理将浑水中泥沙（包括粘土）分离并取出清水，其分离速度是泥沙在静态下沉降速度的1.5～4.0倍，与加絮凝剂进行水沙分离的速度相近。通过装置中分层斜板（即净化层）的布置破坏静水水体中絮凝，加速水沙分离。 从上述分析可知，三向旋转斜板的设置，可加速水沙分离，分离速度为普通标准沉沙槽的1.5～4.0 倍，有效加快了泥沙沉淀时间，安全绿色环保，上层清水净化后可供饮用。

本发明提供的一种基于曲斜板的垂向分层水沙分离装置，根据静水异重流和絮凝的特性及泥沙在水中受重力作用自动加速、匀速、减速下沉的原理，加入曲斜板消除泥沙下沉时的匀速、减速运动，促使泥沙在水中一直加速下沉；净化层的设置减弱水的絮凝，加速水流向上运动，故下沙，上水的速度均得到了大大提升，分离速度是泥沙在静态下沉降速度的1.5～4.0倍，与加絮凝剂进行水沙分离的速度相近；孔洞的设置加大了下沙，上水的面积，进一步加速了沉降速度；曲斜板螺旋带的设置，使泥沙由上一层净化层的曲斜板上自动螺旋式下落至下一层净化层的曲斜板上，螺旋带的设置，给泥沙提供了一个环向加速下沉的路径，至少3个螺旋带的设置，给泥沙提供了至少3个环向加速下沉的路径，使泥沙沉降速度大大加快；3个螺旋带在同一水平面的净化层中包括3个曲斜板，3个曲斜板覆盖分离桶的横截面，此设置使沉降至下方的泥沙不易向上运动，阻碍了已下沉泥沙再次与水混合，净水效果好；本发明得到的清水对人体无害，也不会对周边环境造成污染，是一种绿色环保的分离装置，同时也降低了分离清水的投资成本，该装置还可应用于其它混合流体的重力分离领域。本发明提供的一种基于曲斜板的垂向分层水沙分离装置，具有绿色环保、投资成本少、分离效率高等优点，在浑水分离清水领域具有广泛应用前景和推广价值。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明中曲斜板的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作更进一步的说明。

如图1~2所示，一种基于曲斜板的垂向分层水沙分离装置，其特征在于：包括底端密闭的分离桶1，所述分离桶1的内侧壁上设置有若干曲斜板螺旋带2，所述曲斜板螺旋带2由若干呈螺旋状排布的曲斜板3组成，所述曲斜板3为倾斜设置，所述曲斜板3包括大弧端4和小弧端5，所述大弧端4固定设置于所述分离桶1的侧壁上，所述小弧端5悬空位于所述分离桶1的内部，若干所述曲斜板3将所述分离桶1的内部分割成若干净化层6，若干所述曲斜板螺旋带2位于相同所述净化层6上的若干所述曲斜板3在同一水平面上。

所述曲斜板3的倾斜角度的锐角均为与所述分离桶1的底端呈45°，位于同一水平面上的若干所述曲斜板3交错设置并覆盖所述净化层6。

所述曲斜板螺旋带2的个数为至少3个。

所述净化层6的层数为至少4层。

所述大弧端4上设置有若干孔洞7。

所述分离桶1的形状为圆形。

所述曲斜板螺旋带2的个数为3个，所述净化层6包括3个在同一水平面上的所述曲斜板3，3个在同一水平面上的所述曲斜板3为三向旋转斜板。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出：对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种基于曲斜板的垂向分层水沙分离装置，其特征在于：包括底端密闭的分离桶（1），所述分离桶（1）的内侧壁上设置有若干曲斜板螺旋带（2），所述曲斜板螺旋带（2）由若干呈螺旋状排布的曲斜板（3）组成，所述曲斜板（3）为倾斜设置，所述曲斜板（3）包括大弧端（4）和小弧端（5），所述大弧端（4）固定设置于所述分离桶（1）的侧壁上，所述小弧端（5）悬空位于所述分离桶（1）的内部，若干所述曲斜板（3）将所述分离桶（1）的内部分割成若干净化层（6），若干所述曲斜板螺旋带（2）位于相同所述净化层（6）上的若干所述曲斜板（3）在同一水平面上。

2.根据权利要求1所述的基于曲斜板的垂向分层水沙分离装置，其特征在于：所述曲斜板（3）的倾斜角度的锐角均为与所述分离桶（1）的底端呈45~60°，位于同一水平面上的若干所述曲斜板（3）交错设置并覆盖所述净化层（6）。

3.根据权利要求1所述的基于曲斜板的垂向分层水沙分离装置，其特征在于：所述曲斜板螺旋带（2）的个数为至少3个。

4.根据权利要求1所述的基于曲斜板的垂向分层水沙分离装置，其特征在于：所述净化层（6）的层数为至少4层。

5.根据权利要求1所述的基于曲斜板的垂向分层水沙分离装置，其特征在于：所述大弧端（4）上设置有若干孔洞（7）。

6.根据权利要求1所述的基于曲斜板的垂向分层水沙分离装置，其特征在于：所述分离桶（1）的形状包括圆形或方形。

7.根据权利要求1所述的基于曲斜板的垂向分层水沙分离装置，其特征在于：所述曲斜板螺旋带（2）的个数为3个，所述净化层（6）包括3个在同一水平面上的所述曲斜板（3），3个在同一水平面上的所述曲斜板（3）为三向旋转斜板。