CN104941266A - 一种复合式离心泥沙旋流分离装置 - Google Patents

Abstract

一种复合式离心泥沙旋流分离装置，包括自上至下依次连接的动力搅拌腔体、旋流分离腔体和沉沙水出水罐，三者内部相通；动力搅拌腔体的外侧设置有切向进水口，内壁上在切向进水口处设置有导流板，动力搅拌腔的内部设置有搅拌机构；旋流分离腔体内设置有溢流出水管，溢流出水管的下端伸出沉沙水出水罐并与溢流水出水口连接；沉沙出水罐的底部设置有沉沙水出水口。该装置将机械旋流和水力旋流合二为一，不受进水流量和流速的限制，操控简单方便，结构紧凑，能有效去除高浊水中大颗粒泥沙物质，提高稳定性。具有能有效去除原水中的大颗粒泥沙、适用范围广、占地面积小，处理效果不受进水水力条件限制且稳定性高的特点。

Description

一种复合式离心泥沙旋流分离装置

技术领域

本发明涉及一种复合式离心旋流分离装置，属于饮用水处理技术领域。

背景技术

我国是一个自然灾害多发的国家，地震、洪涝、干旱、泥石流等自然灾害以及各种人为因素造成的突发性水污染事故引起的水源污染、大范围供水中断等问题频频发生。突发性水污染事件通常能在瞬间（或短时间内）产生超出水体自净能力的大量污染物质，与一般的环境污染相比，具有发生突然、扩散迅速、危害严重及污染物不明等特点，不仅对宝贵的水资源造成了污染和破坏，而且严重威胁了人民群众的身体健康。

其中针对由地震或泥石流等灾害产生的高浊度污染水进行处理时，要先通过预处理工艺将原水中大部分泥沙进行去除，然后再进行其他处理工艺，并且预处理工艺对泥沙去除效果的好与坏，对后续工艺将产生重要的影响。

现有的预处理高浊水工艺中一般的水力旋流器去除原水中大颗粒泥沙，是靠高速水流和较大的流量产生的水力冲击作用进行高速旋转，在离心力的作用下，固相颗粒在离心力的作用下具有向旋流器壁沉降的趋向，粗颗粒由于受到较大的离心力作用，向旋流器壁面运动并随外旋流从旋流器底部排出形成底流；细颗粒则由于所受的离心力较小，来不及沉降就随内旋流从溢流管排出形成溢流，通过底流和溢流从而进行不同介质的分离。

但是在出现紧急情况时，进水的水力条件是未知的，不可预知性大，也就是进水流量和流速不稳定，当流量和流速较小时，并不一定会产生使水力旋流器高速旋转的水力条件，此时水力旋流器就失去了它的作用，也就达不到预期处理效果。

发明内容

针对现有水力旋流器在应急水预处理技术应用中存在的问题，本发明提供一种能够有效去除原水中的大颗粒泥沙、适用范围广、占地面积小、处理效果不受进水水力条件限制且稳定性好的复合式离心泥沙旋流分离装置。

本发明的复合式离心泥沙旋流分离装置，采用以下技术方案：

该装置，包括自上至下依次连接的动力搅拌腔体、旋流分离腔体和沉沙水出水罐，三者内部相通；动力搅拌腔体的外侧设置有切向进水口，内壁上在切向进水口处设置有导流板，动力搅拌腔的内部设置有搅拌机构；旋流分离腔体内设置有溢流出水管，溢流出水管的下端伸出沉沙水出水罐并与溢流水出水口连接；沉沙出水罐的底部设置有沉沙水出水口。

所述旋流分离腔体呈倒锥形，

所述旋流分离腔体和沉沙水出水罐之间连接有稳定支架。

所述沉沙水出水罐横向布置，以更好地承受重力，保证整个装置的抗压能力。

所述沉沙水出水罐的底部设置有承重支架。

所述搅拌机构包括电机和水流挡板，水流挡板上设置有转轴并设置有搅拌叶片，转轴与电机连接。所述搅拌叶片呈三角形。

所述溢流出水管与旋流分离腔体之间设置有固定支杆，以增加溢流出水管的稳定性。

所述溢流水出水口和沉沙水出水口处均设有调节阀门，便于流量的调节以及应对不同水质时控制两个出口的启闭。

    根据进水流速决定是否启动搅拌机构，高浊度原水由进水口进入，原水在高流速或搅拌机构的作用力下，沿着旋流分离腔体内壁高速旋转，产生了旋流分离的水力条件。在旋流分离腔体内较大颗粒由于受到较大的离心力作用，向壁面运动并随外旋流沿着内壁经流入沉沙出水罐，从沉沙出水口排出；细颗粒则由于所受的离心力较小，来不及沉降就随内旋流进入溢流出水管，从溢流出水口排出，进入其它处理单元，从而完成了泥沙的旋流分离。

本发明将机械旋流和水力旋流合二为一，巧妙结合了水力和机械旋流的复合式作用，当进水流速足够大的时候，直接靠水力旋流使泥沙分离。水力条件不满足时，可开启机械搅拌装置提升进水旋流速度，达到泥沙分离的水力条件。这样装置的处理效果不受进水流量和流速的限制，操控简单方便，结构紧凑。排出水能统一收集，也可根据原水水质的不同状况调节阀门的开关，以最好的工况进行原水去除泥沙处理，能有效去除高浊水中大颗粒泥沙物质，提高稳定性。具有能有效去除原水中的大颗粒泥沙、适用范围广、占地面积小，处理效果不受进水水力条件限制且稳定性高的特点。

附图说明

图1是本发明复合式离心泥沙旋流分离装置的外观结构示意图。

图2是本发明复合式离心泥沙旋流分离装置的内部剖视图。

图3是图1中沿A-A剖视图。

图4是图1中沿B-B剖视图。

图5是本发明中搅拌机构的结构示意图。

图6是本发明中导流板的结构示意图。

图中：1、进水口，2、电机，3、壳体，4、转轴，5、搅拌叶片，6、水流挡板，7、动力搅拌腔体，8、旋流分离腔体，9、溢流出水管，10、固定支杆，11、稳定支架，12、沉沙水出水罐，13、沉沙水出水口，14、溢流水出水口，15、导流板，16、承重支架。

具体实施方式

本发明的复合式旋流泥沙分离装置，如图1所示，主要包括自上至下依次连接的动力搅拌腔体7、旋流分离腔体8和沉沙水出水罐12，各连接处密封，三者内部相通。旋流分离腔体8和沉沙水出水罐12之间连接有稳定支架11。沉沙水出水罐12横向布置，以更好地承受重力，保证整个装置的抗压能力。沉沙水出水罐12的底部设置有承重支架16。

如图2和图3所示，动力搅拌腔体7的外侧设置有切向进水口1，内壁上在切向进水口1处设置有一段导流板15（其结构参见图3和图6）。动力搅拌腔体7的顶部连接有罩壳3，由罩壳3密封。动力搅拌腔7的内部设置有搅拌机构，该搅拌机构包括电机2和水流挡板6，电机2安装在罩壳3上，水流挡板6上设置有转轴4并分布有搅拌叶片5（参见图5），搅拌叶片5呈三角形，转轴4与电机2连接。设置水流挡板6的目的是为了防止某些情况下进水从两个搅拌叶片5的中间流入动力搅拌腔体7内部。

如图2和图4所示，旋流分离腔体8呈倒锥形，其内设置有溢流出水管9，溢流出水管9固定连接在旋流分离腔体8的底部，其四周与旋流分离腔体8的底部之间设置有固定支杆10，以增加溢流出水管9的稳定性。溢流出水管9的上端处于动力搅拌腔体7和旋流分离腔体8的连接处，贯穿整个旋流分离腔体8与泥沙水出水罐12，下端伸出沉沙水出水罐12，通过弯头与溢流水出水口14连接。沉沙出水罐12的外侧底部设置有沉沙水出水口13。设置溢流水出水口14和沉沙水出水口13两个不同的出水口，实现了将沉沙水和溢流水集中的排放，使整个脱泥沙处理过程变得方便快捷。溢流水出水口14和沉沙水出水口13处均设有调节阀门，便于流量的调节以及应对不同水质时控制两个出口的启闭。

上述装置的运行过程如下所述：

将进水口1与外部进水管道连接，启动电机2，带动转轴4高速旋转，与转轴4固定连接的水流挡板6和搅拌叶片5也随之高速旋转。当进水流速足够大的时候，也可不用开启电机2，直接靠水力旋流进行泥沙分离。原水通过进水口1沿导流板15上部进入动力搅拌腔体7的内部，经搅拌叶片6的高速旋转力的作用下，沿着腔壁高速旋转。形成旋流分离的水力条件的原水进入旋流分离腔8后在离心力的作用下，较大颗粒受到较大的离心力作用，向旋流分离腔体8内壁运动并随外旋流沿内壁流下，经旋流分离腔体8底部进入沉沙出水罐12，并从沉沙出水口13排出；细颗粒则由于所受的离心力较小，来不及沉降就随内旋流进入溢流出水管9，经溢流出水口14流出。从而完成了泥沙的旋流分离。溢流出水通过管道进入其他处理单元，再进行后续处理。

Claims (9)

1.一种复合式离心泥沙旋流分离装置，其特征是，包括自上至下依次连接的动力搅拌腔体、旋流分离腔体和沉沙水出水罐，三者内部相通；动力搅拌腔体的外侧设置有切向进水口，内壁上在切向进水口处设置有导流板，动力搅拌腔的内部设置有搅拌机构；旋流分离腔体内设置有溢流出水管，溢流出水管的下端伸出沉沙水出水罐并与溢流水出水口连接；沉沙出水罐的底部设置有沉沙水出水口。

2.根据权利要求1所述的复合式离心泥沙旋流分离装置，其特征是，所述旋流分离腔体呈倒锥形。

3.根据权利要求1所述的复合式离心泥沙旋流分离装置，其特征是，所述旋流分离腔体和沉沙水出水罐之间连接有稳定支架。

4.根据权利要求1所述的复合式离心泥沙旋流分离装置，其特征是，所述沉沙水出水罐横向布置。

5.根据权利要求1所述的复合式离心泥沙旋流分离装置，其特征是，所述沉沙水出水罐的底部设置有承重支架。

6.根据权利要求1所述的复合式离心泥沙旋流分离装置，其特征是，所述搅拌机构包括电机和水流挡板，水流挡板上设置有转轴并设置有搅拌叶片，转轴与电机连接。

7.根据权利要求6所述的复合式离心泥沙旋流分离装置，其特征是，所述搅拌叶片呈三角形。

8.根据权利要求1所述的复合式离心泥沙旋流分离装置，其特征是，所述溢流出水管与旋流分离腔体之间设置有固定支杆。

9.根据权利要求1所述的复合式离心泥沙旋流分离装置，其特征是，所述溢流水出水口和沉沙水出水口处均设有调节阀门。