CN105587032B - 雨水管道用旋流沉砂池 - Google Patents

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Abstract

雨水管道用旋流沉砂池，本发明涉及一种安装在雨水排水系统中，用于将水中砂粒等颗粒物通过沉淀方式去除的装置，包括进水管1，出水管2，中心筒3，池体4，集砂斗5和消能格栅6，池体4的上部为圆柱形，下部为上大下小的圆台形，圆形池体4下面与圆柱形集砂斗5连接，在集砂斗5内的上部空间设置消能格栅6。含砂水流沿切向进入圆形池体4，旋转向下流动，再通过中心筒3向上流动，最后通过出水管2流出；水中密度较大的颗粒物向下沉淀于池体4下部的圆台侧面上并在重力作用下落入集砂斗5中，消能格栅6用于消减水流对集砂斗5中水体的扰动，避免已经沉淀下来的颗粒物再次悬浮而随水流逸出。

Description

雨水管道用旋流沉砂池
技术领域
本发明属于城市排水技术领域，具体是一种旋流沉砂池，用于雨水管道系统中，通过沉淀方式去除水中砂粒等颗粒物。
背景技术
由于暴雨冲刷、路面运输遗撒等原因，雨水中会含有一定量的重质固体颗粒物，这些固体颗粒物进入管道并沉积下来，就会造成排水不畅，是城市内涝的主要成因之一。因此，去除水中砂粒，是城市排水领域中一项重要需求。目前在雨水管系中，广泛采用的是沉砂井结构来滞留水中重质颗粒物。沉砂井是在排水管道一定位置上设置的井状构筑物，井底高程低于管底高程，含砂水流通过时由于过流断面加大而流速降低，造成了有利于砂粒下沉的流动状态，砂粒沉降于井底，在管网养护时清淘出去；但是，研究观测和管网淤塞的事实表明，目前在用沉砂井结构的除砂效果并不理想。针对这一问题，也有一些新开发技术，例如中国专利CN203393835U。分流制雨水排放口末端拦污沉砂井；CN204411885U。一种居住小区污水格栅沉砂池，CN204395624U。一种双层过滤沉砂池等，这些技术旨在通过物理拦截方式除砂，但除砂效果提升的同时必然加大水流阻力，严重影响系统泄洪能力，依然不能解决城市内涝问题。
发明内容
本发明所述雨水用旋流沉砂池，旨在解决砂粒有效沉淀和大流量下水流阻力问题。
本发明解决问题所采用的技术方案是：所述旋流沉砂池包括一进水管，一出水管，一中心筒，一池体，一集砂斗和一消能格栅。圆形池体的上部为圆柱形，下部为上大下小的圆台形，池体下面与集砂斗连接，在集砂斗内上部空间设置消能格栅；进水管沿逆时针方向与沉砂池上部圆柱形池体内圆相切；中心筒上边缘高程低于进水管上缘高程，但高于进水管下缘高程，中心筒与出水管相连接。消能格栅具有横断面为网格状，纵向一定高度的类似蜂窝状结构物。
附图说明
下面结合附图对本发明作进一步说明。
图1是本发明原理示意图，图2是所述旋流沉砂池局部轴剖面图，图3是俯视图，图4是所述消能格栅示意图。本发明的外形并不受示意图的限制，仅外形改变也属于本专利的保护范围。
本发明包括进水管1，出水管2，中心筒3，池体4，集砂斗5和消能格栅6，池体4的上部为圆柱形，下部为上大下小的圆台形，圆台下面与集砂斗5连接，在集砂斗5内的上部空间设置消能格栅6，中心筒3上边缘高程低于进水管1上缘高程，但高于进水管1下缘高程。
本发明的工作原理：含砂水流沿切向进入圆形池体4的内部空间并边旋转边向下流动，再通过中心筒3向上流动，最后通过出水管2流出。在水流边旋转边向下流动过程中，水中重质颗粒物在离心力作用向外运动，特别是在圆台形状部分，圆周运动半径减小导致的科里奥利力（Coriolis force）和过流面积减小导致速度加大对离心力起到双重强化作用，加速重质颗粒物从水中分离出去。颗粒物斜向下沉淀于池体4下部的圆台侧面上并在重力作用下落入集砂斗5中，消能格栅6可消减水流对集砂斗5中水体的扰动，避免已经沉淀下来的颗粒物再次悬浮并随水流逸出。中心筒3上边缘高程低于进水管1上缘高程，但高于进水管1下缘高程，其目的在于使中心筒3上边缘形成一个环形薄壁堰，流量较小时，进水管1中水位较低，环形薄壁堰阻挡水流直接进入中心筒3，而是强制向下作旋流运动，加大了有效水力停留时间和颗粒物与固体壁面的碰撞机会，有利于颗粒物沉淀；暴雨时流量大，进水管1水位高，当高于中心筒3上边缘时，水流直接进入中心筒3而后直接进入出水管2，水流阻力自动大幅降低，有利于泄洪。
具体实施方式
图1是实施方式示意图，包括进水管1，出水管2，中心筒3，池体4，集砂斗5和消能格栅6，池体4和集砂斗5采用钢筋混凝土现浇或金属板材焊接或工程塑料注塑结构，消能格栅6和中心筒3采用耐蚀金属材料或工程塑料，中心筒3上边缘高程低于进水管1上缘高程，但高于进水管1下缘高程，例如与进水管1的轴线平齐。
实施本发明所带来的有益效果：第一、在小流量下，水中重质颗粒物可有效沉淀；第二、在大流量下，水流阻力自动变小，有利于泄洪；第三、有效避免沉淀后的颗粒物再次悬浮而随水流逸出。
应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明专利原理的前提下，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专利的保护范围。

Claims (1)

1.一种雨水管道用旋流沉砂池，包括一进水管，一出水管，一中心筒，一圆形池体，一集砂斗，一消能格栅；圆形池体的上部为圆柱形，下部为上大下小的圆台形，池体下面与集砂斗连接，在集砂斗内上部空间设置消能格栅，进水管沿逆时针方向与沉砂池上部圆柱形池体内圆相切；其特征在于中心筒的上边缘高程低于进水管上缘高程，但高于进水管下缘高程，中心筒与出水管相连接；所述消能格栅是具有横断面为网格状，纵向一定高度的结构物。
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