CN106018049B - 悬浮物可筛的泥水分离器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了悬浮物可筛的泥水分离器，包括筒状壳体和分离芯体，壳体底部设有入水口；所述分离芯体包括下分离板、上分离板和立板，下分离板与上分离板均倾斜，上分离板上端开设有絮状泥出口和悬浮颗粒出口，悬浮颗粒出口设有调高挡板用于调节水样流出方向；壳体侧壁上还设有检测水出水口，检测水出水口位于上、下分离板之间；壳体侧壁上还设有排废出水口，分离芯体内还设排水通道，排水通道将排废出水口与絮状泥出口连通。本发明中的水沫分离器结构小巧、可以快速将流动水中的气泡等不可溶的漂浮物进行分离，并对微溶的悬浮物进行筛选，达到检测标准，实现实时在线检测的目的。

Description

悬浮物可筛的泥水分离器

技术领域

本发明涉及净化设备，它是悬浮物可筛的泥水分离器。

背景技术

水是生命之源，人类在生活和生产活动中都离不开水。在工业用水中，用水及排水都要对水质进行掌控，需要水质检测。而排出的水中多含有不可溶的漂浮颗粒及不可溶的悬浊物，其中针对水质透光度的检测，需要将漂浮颗粒(包括气泡)等进行分离，而悬浊物需要留在水中对其进行检测。

在水质的检测过程中，检测人员需要对待检测的水进行水沫分离，才能对水的透光度等进行检测，由于待检测的水可能含有塑料泡沫颗粒、气泡以及其他不可溶的悬浊物时，需要检测人员将水进行静置，待其分离后才对水质进行检测。静置过程需要等待较长的时间，同时会使得水中的悬浊物沉淀，导致检测数据不是完全的准确。

其中，针对印染废水的处理问题，现有的处理技术主要依次通过物化处理、生化处理对印染废水处理，从而降解有害物质，达到排放标准。针对目前印染废水的物化处理，现有的物化处理工序基本由操作员手工操作来完成。首先将印染废水引入水池中，因为印染废水的pH不确定，因此一般先用石灰调节pH至碱性，再加入硫酸亚铁对废水进行絮凝沉淀处理。目前对印染废水前期处理需要根据肉眼判断是否出现充分絮凝，如果未充分絮凝，那么就表明我们在处理过程中药剂加入量出现问题，没有调整到位。一般情况下，将pH调整在9-11就能充分絮凝，经过沉淀池就分离出上清液。

针对如上的问题，公告号为CN203238083U中国专利就公开了一种自动调节处理药剂量的印染废水处理设备，但在实际处理过程中，由于pH计插入印染废水中很容易被杂质堵塞，致使pH计测量值和实际值出现过大的偏差，并且pH值是非线性的，控制精确度要求极高，导致控制系统架构不稳定。

当然，公开号为CN 104034702 A的中国发明专利公开说明书就公开了一种用于检测印染废水透光度的检测盒，该检测盒不仅可直接对进入其内的印染废水进行透光能力检测，测得光强弱的信号作为可利用的控制信号，以表达分离出上清液澄清度，并用来代替人眼观察印染废水是否充分絮凝。由于普通的分离是采用沉淀的方式进行分离，因此分离过程较为耗时间，现采用的方法是在絮凝的泥里面鼓入高压气泡，气泡和絮凝的絮状泥混合形成不溶于水的浮沫。

通过漂浮的方式让絮状泥和水分开，但是如何将絮状泥和水分开，并且同时取得清液仍旧待解决。

在透光度检测时，有两种检测标准：

初检标准：需要对不溶漂浮颗粒物(高分子塑料泡沫、气泡等)、不溶沉淀颗粒物(铁块、石子等)进行过滤筛选，剩余的部分悬浊颗粒物(微溶的气泡、泥粉、沙粒等)算入透光检测的检测标准内。因此，测量时仅需要对水样内的不溶漂浮颗粒物和不溶沉淀颗粒物进行分离。

精检标准：需要对不溶漂浮颗粒物(高分子塑料泡沫、气泡等)、不溶沉淀颗粒物(铁块、石子等)和悬浊颗粒物(小气泡泥粉、沙粒等)进行分离剔除。因此，测量时需要对水样内的不溶漂浮颗粒物、不溶沉淀颗粒物和悬浊颗粒物进行分离。

在透光度检测时，需要对高分子塑料泡沫颗粒物、不溶颗粒物进行分离之后再进行检测透光度

发明内容

本发明的发明目的是为了解决静置过程时间较长的问题，提供悬浮物可筛的泥水分离器；结构小巧、可以快速将流动水中的气泡等不可溶的漂浮物进行分离，达到检测标准，实现实时在线检测的目的，同时可以对微溶的悬浮物进行筛选。

为了实现上述发明目的，本发明采用了以下技术方案：悬浮物可筛的泥水分离器，包括筒状壳体和分离芯体，分离芯体被包裹于壳体内部，壳体底部设有入水口；所述分离芯体包括下分离板、上分离板和用于支撑上、下分离板的立板，下分离板与上分离板均朝同方向倾斜设置，下分离板位于壳体底部，下分离板外周与壳体内壁密封连接，下分离板上端开设有供流体向上通过的下板出口，所述上分离板位于下分离板上方，上分离板外周与壳体内壁密封连接，上分离板上端开设有供流体向上通过的絮状泥出口，絮状泥出口开口朝上且位于壳体顶部；

所述壳体侧壁上还设有检测水出水口，检测水出水口位于上分离板下端和下分离板下端之间；壳体侧壁上还设有排废出水口，分离芯体内还设有排水通道，所述排水通道将排废出水口与絮状泥出口连通，所述排废出水口位于上分离板下端的上方；

絮状泥出口位置高于排废出水口的上边沿；下板出口朝上，位置高于检测水出水口上边沿；所述絮状泥出口相对的一侧还设有悬浮颗粒出口，所述悬浮颗粒出口与上、下分离板之间的通道连通，悬浮颗粒出口设有可以用于调节悬浮颗粒出口高度的调高挡板，絮状泥出口位于下板出口的正上方，悬浮颗粒出口与排水通道。

优选的，所述壳体顶部还设有入水顶盖，所述入水顶盖与壳体呈同心等圆的中空圆柱体，所述取样水入水口位于入水顶盖的侧壁上，入水顶盖的底壁上设有顶盖注水口，顶盖注水口的开口上沿高于取样水入水口的上边沿；所述下分离板设有下板注水口，所述顶盖注水口和下板注水口之间设有用于连通二者的注水通道。

优选的，所述注水通道与顶盖注水口连接处设有斗状管道，注水通道流通截面面积小于顶盖注水口口径。

优选的，所述注水通道截面呈半圆形。

优选的，所述排水通道顶部开口设置，排水通道开口与絮状泥出口相通，入水顶盖底壁中部设有用于快速将多余水流入排水通道的溢水漏斗，所述溢水漏斗位于排水通道开口上方，溢水漏斗连通入水顶盖内腔与排水通道。

优选的，所述立板沿壳体轴线的边部设有用于增加结构强度的防断条。

优选的，所述立板之间设有用于增加结构强度的桥接板。

优选的，所述分离芯体、壳体和入水顶盖一体成型设置。

优选的，入水顶盖顶部设有开口呈杯状，入水顶盖开口处设有可拆卸的封盖。

进一步的，本发明还提出了一种上述悬浮物可筛的泥水分离器的使用方法：

1)入水：取来带高压气体的水样，将水样通过管道接入入水顶盖的入水口，水样依次通过入水口、顶盖注水口、注水通道、下板注水口，水样由下板注水口流出到达分离芯体的底部；

2)初次分离：进入分离芯体底部的水样，在水压的作用下向下板出口移动，水样及其中的不溶解漂浮物沿着下分离板移动至下板出口；水样及其中的不溶解漂浮物由下板出口向絮状泥出口移动，由于不溶解漂浮物受到向上的浮力会竖直向上飘动；

3)悬浮筛选：调高挡板调节悬浮颗粒出口高度，控制水流由悬浮颗粒出口/絮状泥出口流出；

-当调高挡板上升使悬浮颗粒出口缺口高度大于絮状泥出口时，水流由絮状泥出口流出，漂浮物与悬浮物均由絮状泥出口流出，检测水出水口抽取的水中含有的悬浮颗粒物较少；

-当调高挡板下降使悬浮颗粒出口缺口高度小于絮状泥出口时，水流由悬浮颗粒出口流出，漂浮物集中于絮状泥出口，检测水出水口抽取的含有的悬浮颗粒物接近原水样；

4)二次分离及水样抽取：检测水出水口于上、下分离板之间的通道内抽取水样样本，被抽取的水样中含有少量的不溶解漂浮物和悬浊物，由于上、下分离板之间的通道倾斜向下，水样在移动过程中，漂浮物继续向上移动，漂浮物到达上分离板时停止向检测水出水口移动，之后漂浮物通过浮力沿上分离板缓慢向絮状泥出口移动；由于水样移动方向与浮沫移动方向相反，达到对漂浮物二次分离的目的；

5)集中于絮状泥出口/悬浮颗粒出口的漂浮物在后续水样的流动过程中，水位上升将漂浮物带入排水通道内，进入排水通道内的漂浮物从排废出水口流出。

与现有技术相比，采用了上述技术方案的悬浮物可筛的泥水分离器及其使用方法，具有如下有益效果：

一、分离芯体内的上分离板和下分离板可以对水中的浮沫进行二次分离，可以过滤掉大部分不可溶的漂浮颗粒物；检测水出水口位于上、下分离板两个下端之间，在检测水出水口抽取水样时，经过下分离板过滤的水流沿着上分离板向检测水出水口流动，浮沫受到浮力作用沿上分离板向上移动，水流流动方向与浮沫移动方向相反，进一步加强分离，使分离效果更为明显。

二、排废出水口通过排水通道与絮状泥出口连通，可以及时的将浮沫排出，避免分离芯体内浮沫堆积影响检测数据，使检测得到的数据更为准确可靠。

三、若是水流从顶部进入分离芯体(类似于向茶杯内倒水)，进入的水流会将液体表面的已经分离好的浮沫重新带入水中，造成分离效率低下。因此本发明中的入水口位于壳体的底部，由分离芯体的底部向上进行注水，浮沫的运动方向一直保持在延水流运动的方向，浮沫的运动较小，能够快速的沿分离板被分离出水，分离效率高速度快，可达到实时连续在线对水体质量进行检测的目的。

四、通过调节调高挡板的上下高度，控制絮状泥出口和悬浮颗粒出口的高度差，从而控制水样由絮状泥出口或者悬浮颗粒出口流出；

当调节挡板使悬浮颗粒出口变高时，水样由絮状泥出口流出，此时主流向为下板出口-絮状泥出口，此时大部分微溶气泡都跟随漂浮物流向絮状泥出口，检测水出水口抽取的水样将明显受到上分离板的第二次分离作用，抽取的水样中含有的悬浮气泡含量较少；

当调节挡板使悬浮颗粒出口变低时，水样由悬浮颗粒出口流出，此时主流向为下板出口-检测水出水口-悬浮颗粒出口，检测水出水口抽取的水样中大型漂浮颗粒将被上分离板分离，而其中的微溶气泡和悬浊物将跟随水流方向进行移动，受到上分离板的第二次分离作用较低，抽取的水样中含有的悬浮气泡含量与原水样最为接近。

五、上、下分离板、排水通道、絮状泥出口以及检测水出水口抽水的通道均集成于一个分离芯体内，分离芯体外部包裹筒状壳体，有效的缩小整个分离器的体积，有效降低空间占有率。

上述提到的浮沫包括气泡、带气泡的絮状泥、及其他不可溶的漂浮物。

附图说明

图1为本发明悬浮物可筛的泥水分离器的结构示意图；

图2为本发明悬浮物可筛的泥水分离器的侧剖图；

图3为本发明悬浮物可筛的泥水分离器的结构拆分图；

图4为图3的剖视图；

图5为本发明中分离芯体结构示意图；

图6为图5中A处的局部放大图；

图7为本发明中分离芯体结构示意图；

图8为图7中B处的局部放大图；

图9为本发明悬浮物可筛的泥水分离器的原理图(絮状泥出口水位高于悬浮颗粒出口)；

图10为本发明悬浮物可筛的泥水分离器的原理图(絮状泥出口水位低于悬浮颗粒出口)；

图11为本发明悬浮物可筛的泥水分离器的原理图(入水口注水过满)。

附图标记：1、封盖；2、入水顶盖；20、入水口；21、顶盖注水口；3、分离芯体；30、注水通道；32、下分离板；320、下板出口；321、下板注水口；33、上分离板；330、絮状泥出口；331悬浮颗粒出口；34、检测水出水口；35、排废出水口；36、排水围壁；360、调高挡板；37、排水通道；4、壳体；40、加强筋；41、桥接板；42、防断条；5、溢水漏斗。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步描述。

如图1至5所示，悬浮物可筛的泥水分离器，包括筒状壳体4和分离芯体3，分离芯体3被包裹于壳体4内部，壳体4底部设有入水口；

分离芯体3包括下分离板32、上分离板33和用于支撑上、下分离板的立板，下分离板32与上分离板33均朝同方向倾斜，下分离板32位于壳体4底部，下分离板32外周与壳体4内壁密封连接，下分离板32上端开设有供流体向上通过的下板出口320。

上分离板33位于下分离板32上方，上分离板33外周与壳体4内壁密封连接，上分离板33上端开设有供流体向上通过的絮状泥出口330，絮状泥出口330位于壳体4上方。

壳体4侧壁上还设有检测水出水口34，检测水出水口34位于上分离板33下端和下分离板32下端之间。

壳体4侧壁上还设有排废出水口35，分离芯体3内还设有排水通道37，排水通道37将排废出水口35与絮状泥出口330连通，分离芯体3内设有排水围壁36，排水围壁36与上分离板33共同围成排水通道37；排废出水口35位于上分离板33下端的上方。

壳体4顶部还设有入水顶盖2，入水顶盖2与壳体呈同心等圆的中空圆柱体，入水口20位于入水顶盖2的侧壁上，入水顶盖2的底壁设有顶盖注水口21，下分离板32设有下板注水口321，顶盖注水口21和下板注水口321之间设有用于连通二者的注水通道30。

絮状泥出口330相对的一侧还设有悬浮颗粒出口331，悬浮颗粒出口331设有可以滑动用于调节悬浮颗粒出口高度的调高挡板360，悬浮颗粒出口331与排水通道37；

如图9和图10所示，待检测的水由入水顶盖2上的入水口20进入，之后依次通过顶盖注水口21、注水通道30和下板注水口321于分离芯体底部流出，之后待检测的水流延下分离板32倾斜向上移动，由于检测水出水口34在抽取水流，经过下板出口320流清液与带气泡的絮状泥和气泡方向产生分离，水流进入上、下分离板之间，带气泡的絮状泥和气泡则继续向上移动漂浮至絮状泥出口330。

而被检测水出水口34抽取的水流，在移动过程中依旧存在少量的不可溶漂浮颗粒，在移动至检测水出水口34过程中，其沿上分离板33进行移动，其中的不可溶漂浮颗粒延上分离板33移动至絮状泥出口330，相当于进行总共两次分离，可以实现浮沫(带气泡的絮状泥、气泡及其他不可溶的漂浮物)与水的快速分离，实现水质实时监测的目的。

随着水流的继续注入，絮状泥出口330处的浮沫进入排水通道37内，并沿着排水通道37流向排废出水口35流出壳体。

如图7和图8所示，悬浮颗粒出口331设有调高挡板360，调高挡板360可以控制水流的主要流动方向，从而对水流内的悬浮物质进行控制，控制其内部的悬浮物质是否要进入检测流程。

如图9所示，当调高挡板360向上调节高度时，悬浮颗粒出口331的高度高于絮状泥出口330的高度，水流由絮状泥出口330流出，水流的主流向为由下板出口320流向絮状泥出口330，水流内的不可溶漂浮颗粒及悬浮颗粒物均从絮状泥出口330流出，检测水出水口34抽取检测水样时，抽取的悬浮颗粒物较少，可以用于检测水样中的可溶物含量。

如图10所示，当调高挡板360向下调节高度时，悬浮颗粒出口331的高度低于絮状泥出口330的高度，水流由悬浮颗粒出口331流出，水流的主流向为由下板出口320经过检测水出水口34并流向悬浮颗粒出口331，水流内的不可溶漂浮颗粒于下板出口320处向上移动，并集中于絮状泥出口330处，而其中悬浮颗粒物会随水流移动并经过检测水出水口34，此时抽取的水样中会含有较多量的悬浮颗粒物，可以用于检测水样的透光度。

排水通道37顶部开口设置，排水通道37开口与絮状泥出口330相通，入水顶盖2底壁中部设有用于快速将多余水流入排水通道的溢水漏斗5，溢水漏斗5位于排水通道37开口上方，溢水漏斗5连通入水顶盖2内腔与排水通道37。

如图11所示，当入水口20注水过快时，注水通道30无法快速的将入水顶盖2内的所有水样完全送入分离芯体内，导致入水顶盖2的水位升高，当水位没过溢水漏斗5时，水从溢水漏斗5流向排水通道37，将多余的水样及时排除分离器，避免水样从分离器内溢出，造成周围漏水，保证使用的安全。

入水顶盖2顶部设有开口呈杯状，入水顶盖2开口处设有可拆卸的封盖1。封盖1可以启闭，打开封盖1后使用者可以对入水顶盖2和分离芯体内的物件(如溢水漏斗5和排水通道37等)进行操作，可以疏通堵塞、调节调高挡板360高度等。

注水通道30与顶盖注水口21连接处设有斗状管道300，注水通道30流通截面面积小于顶盖注水口21口径。注水通道30截面呈半圆形。

顶盖注水口21至注水通道30水流的流通截面若是瞬间变窄，极易导致水样中的泥沙等堵塞注水通道30，因此通过增设斗状管道300用于过渡，加快斗状管道300过渡处的流动速度，使泥沙能够快速流动，防止滞留现象，避免堵塞。

如图5和图6所示，立板沿壳体轴线的边部设有用于增加结构强度的防断条42，通过增设防断条42，形成三角边，有效防止断裂。立板之间设有用于增加结构强度的桥接板41，桥接板41连接各个相邻的立板，增强连接提高强度。立板与壳体底面之间还设有用于增加结构强度的加强筋40。

分离芯体3、壳体4和入水顶盖2一体成型设置，由于分离芯体3的结构较为复杂，需要通过3D打印机将分离芯体3进行打印，一体成型设置后，顺便将分离芯体3相连的壳体4和入水顶盖2同时进行打印，可以有效提高水沫分离器的密封性。

以上是本发明的优选实施方式，对于本领域的普通技术人员来说不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干变型和改进，这些也应视为本发明的保护范围。

Claims (8)

1.悬浮物可筛的泥水分离器，其特征在于：包括筒状壳体（4）和分离芯体（3），分离芯体（3）被包裹于壳体（4）内部，壳体（4）底部设有入水口；

-所述分离芯体（3）包括下分离板（32）、上分离板（33）和用于支撑上、下分离板的立板，下分离板（32）与上分离板（33）均朝同方向倾斜设置，下分离板（32）位于壳体（4）底部，下分离板（32）外周与壳体（4）内壁密封连接，下分离板（32）上端开设有供流体向上通过的下板出口（320），

-所述上分离板（33）位于下分离板（32）上方，上分离板（33）外周与壳体（4）内壁密封连接，上分离板（33）上端开设有供流体向上通过的絮状泥出口（330），絮状泥出口（330）开口朝上且位于壳体（4）顶部；

-所述壳体（4）侧壁上还设有检测水出水口（34），检测水出水口（34）位于上分离板（33）下端和下分离板（32）下端之间；

-壳体（4）侧壁上还设有排废出水口（35），分离芯体（3）内还设有排水通道（37），所述排水通道（37）将排废出水口（35）与絮状泥出口（330）连通，所述排废出水口（35）位于上分离板（33）下端的上方；

絮状泥出口（330）位置高于排废出水口（35）的上边沿；下板出口（320）朝上，位置高于检测水出水口（34）上边沿；

-所述絮状泥出口（330）相对的一侧还设有悬浮颗粒出口（331），所述悬浮颗粒出口（331）与上、下分离板之间的通道连通，悬浮颗粒出口（331）设有用于调节悬浮颗粒出口（331）高度的调高挡板（360），絮状泥出口（330）位于下板出口（320）的正上方，悬浮颗粒出口（331）与排水通道（37）连通；所述立板沿壳体轴线的边部设有用于增加结构强度的防断条（42）；所述立板之间设有用于增加结构强度的桥接板（41）。

2.根据权利要求1所述的悬浮物可筛的泥水分离器，其特征在于：所述壳体（4）顶部还设有入水顶盖（2），所述入水顶盖（2）与壳体呈同心等圆的中空圆柱体，入水顶盖（2）的侧壁上设有取样水入水口（20），入水顶盖（2）的底壁上设有顶盖注水口（21），顶盖注水口（21）的开口上沿高于取样水入水口（20）的上边沿；所述下分离板（32）设有下板注水口（321），所述顶盖注水口（21）和下板注水口（321）之间设有用于连通二者的注水通道（30）。

3.根据权利要求2所述的悬浮物可筛的泥水分离器，其特征在于：所述注水通道（30）与顶盖注水口（21）连接处设有斗状管道（300），注水通道（30）流通截面面积小于顶盖注水口（21）口径。

4.根据权利要求3所述的悬浮物可筛的泥水分离器，其特征在于：所述注水通道（30）截面呈半圆形。

5.根据权利要求1所述的悬浮物可筛的泥水分离器，其特征在于：所述排水通道（37）顶部开口设置，排水通道（37）开口与絮状泥出口（330）相通，入水顶盖（2）底壁中部设有用于快速将多余水流入排水通道的溢水漏斗（5），所述溢水漏斗（5）位于排水通道（37）开口上方，溢水漏斗（5）连通入水顶盖（2）内腔与排水通道（37）。

6.根据权利要求2所述的悬浮物可筛的泥水分离器，其特征在于：所述分离芯体（3）、壳体（4）和入水顶盖（2）一体成型设置。

7.根据权利要求2所述的悬浮物可筛的泥水分离器，其特征在于：入水顶盖（2）顶部设有开口呈杯状，入水顶盖（2）开口处设有可拆卸的封盖（1）。

8.权利要求2-7中任意一项提到的悬浮物可筛的泥水分离器的使用方法：

1）入水：取来带高压气体的水样，将水样通过管道接入入水顶盖（2）的入水口（20），水样依次通过入水口（20）、顶盖注水口（21）、注水通道（30）、下板注水口（321），水样由下板注水口（321）流出到达分离芯体（3）的底部；

2）初次分离：进入分离芯体（3）底部的水样，在水压的作用下向下板出口（320）移动，水样及其中的不溶解漂浮物沿着下分离板（32）移动至下板出口（320）；水样及其中的不溶解漂浮物由下板出口（320）向絮状泥出口（330）移动，由于不溶解漂浮物受到向上的浮力会竖直向上飘动；

3）悬浮筛选：调高挡板（360）调节悬浮颗粒出口（331）高度，控制水流由悬浮颗粒出口（331）/絮状泥出口（330）流出；

-当调高挡板（360）上升使悬浮颗粒出口（331）缺口高度大于絮状泥出口（330）时，水流由絮状泥出口（330）流出，漂浮物与悬浮物均由絮状泥出口流出，检测水出水口（34）抽取的水中含有的悬浮颗粒物较少；

-当调高挡板（360）下降使悬浮颗粒出口（331）缺口高度小于絮状泥出口（330）时，水流由悬浮颗粒出口（331）流出，漂浮物集中于絮状泥出口，检测水出水口（34）抽取的含有的悬浮颗粒物接近原水样；

4）二次分离及水样抽取：检测水出水口（34）于上、下分离板之间的通道内抽取水样样本，被抽取的水样中含有少量的不溶解漂浮物和悬浊物，由于上、下分离板之间的通道倾斜向下，水样在移动过程中，漂浮物继续向上移动，漂浮物到达上分离板（33）时停止向检测水出水口（34）移动，之后漂浮物通过浮力沿上分离板（33）缓慢向絮状泥出口（330）移动；由于水样移动方向与浮沫移动方向相反，达到对漂浮物二次分离的目的；

5）集中于絮状泥出口（330）/悬浮颗粒出口（331）的漂浮物在后续水样的流动过程中，水位上升将漂浮物带入排水通道（37）内，进入排水通道内的漂浮物从排废出水口（35）流出。