CN107142903B - 一种适用于沟渠的便携式波纹阻流生态净化堰 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种适用于沟渠的便携式波纹阻流生态净化堰，包括外框、横梁，所述外框为“U”形，横梁固定于外框上方中部；包括波纹板、固定板、滑动杆、填料球和防水布，所述四根滑动杆水平固定于外框之间，所述波纹板和固定板四角均有开孔并与滑动杆滑动连接，波纹板成对背向安装于固定板之间，所述填料球放置于波纹板夹缝中间，以水流方向为参照所述防水布设置于固定板与外框的前端；还包括电机、减速器、丝杆、推板、水位传感器和控制器，所述电机两端分别与减速器连接，所述丝杆一端与减速器连接，另一端与推板连接，所述水位传感器安装于外框前端，所述控制器固定于横梁上方。本发明集挡水堰与净化器功能于一体，且具有较好的便携性。

Description

一种适用于沟渠的便携式波纹阻流生态净化堰

技术领域

本发明涉及一种适用于沟渠的便携式波纹阻流生态净化堰，属于水环境保护技术领域。

背景技术

近年来，随着我国工业化的飞速发展和农业集约化程度的进一步提高，所产生的工业污水、农业污水及生活污水对水环境造成了严重的破坏。大量未经处理或处理不完全的污水通过各级河渠系统排入河流、湖泊等水体中，导致河流湖泊水体水质的全面恶化。对各级河渠系统进行污染物的源头截留净化成为了目前水环境保护的一项重要举措。

河道及其沟渠系统是城市自然环境和农业生态系统中的重要构成因素，拦水堰是河渠系统中常见的水利设施，其主要作用是截留部分上游来水以维持上游水位和进行水体交换。常见的堰体结构大都采用钢筋混凝土构建的实体型坝，建设简单，投资小，但此类拦水堰只具有单纯的拦水截流功能，无法适应河渠实时水流特点及河渠水体环境。因此开发一种能够自动适应和控制沟渠内水量变化的拦水堰是具有较好的实用价值的。

生物净化技术是目前广泛使用的一种污染物原位拦截技术，生物填料表面形成的活性生物膜对水体中的氮、磷等营养物质进行截留和固定，并通过生物膜表面附着的微生物将污染物进行分解代谢成为无害物质重新释放到水中，从而实现水质净化的目的。

将水利设施和水质净化装置集成与一体，开发一种具有生物水质净化功能的拦水堰，这将能更好的适应我国城乡水利建设及水环境保护的特点，降低工程建设投资，保护水体环境，具有较好的发展前景和应用价值。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是克服现有技术的缺陷，提供一种适用于沟渠的便携式波纹阻流生态净化堰，采用波纹阻流方式来控制沟渠水流量，并采用生物净化技术对过流污水进行截留与净化处理，可有效的降低污水中污染物质的浓度，具有净化效果好、安装方便、适应性强等优点。

为达到上述目的，本发明提供一种适用于沟渠的便携式波纹阻流生态净化堰，包括外框、防水装置、净化装置、水位监测装置和用于带动所述净化装置缩紧或张开的动力装置；所述净化装置包括两个推板、若干个滑动杆、填料球和若干个夹板，所述外框固定连接护岸，所述外框左侧壁和右侧壁上均分别开设一敞口，若干个所述夹板位于两个所述推板之间，若干个所述滑动杆两端固定连接所述外框，若干个所述滑动杆滑动连接所述夹板，所述夹板之间均填充多个填料球，两个所述推板螺纹连接所述动力装置；堰前水面位于所述净化装置左侧，所述净化装置的左前侧、左后侧均分别固定连接一所述防水装置，所述水位监测装置固定设置在护岸或所述外框上。

优先地，所述动力装置包括控制器、横梁、两个丝杆、两个减速器和电机；所述水位监测装置为水位传感器；两个所述推板包括前推板和后推板，若干个所述夹板位于所述前推板和所述后推板之间，所述前推板和所述后推板上均开设一滑孔，所述滑孔底壁高度高于所述夹板顶壁高度，所述横梁前端依次穿过所述后推板、所述前推板上的两个滑孔固定连接所述外框前侧壁，所述横梁后端固定连接所述外框后侧壁；所述电机为双输出轴电机，所述控制器、所述电机均固定设置在所述横梁上，两个丝杆为左丝杆和右丝杆，所述左丝杆和所述右丝杆关于所述电机对称分布，两个丝杆均分别转动连接所述横梁，所述左丝杆、所述右丝杆靠近所述电机处分别固定设置一所述减速器，所述电机左端输出轴与所述左丝杆上的减速器相互啮合，所述电机右端输出轴与所述右丝杆上的减速器相互啮合，所述推板分别与一所述丝杆螺纹连接；所述水位传感器位于堰前水面一侧，所述水位传感器固定设置在护岸或所述外框，所述控制器电连接所述电机、所述水位传感器。

优先地，所述夹板为波纹板，所述波纹板成对背靠背安装于固定板之间，所述波纹板之间配合形成的圆形槽之间均安置一所述填料球；所述波纹板为不锈钢材质，外观厚度5～7cm。

优先地，包括两个固定板，若干个所述夹板位于两个所述固定板之间，两个所述固定板位于两个所述推板之间，若干个所述滑动杆穿过两个所述固定板，所述前推板固定连接同侧的所述固定板，所述后推板固定连接同侧的所述固定板；所述固定板为工程塑料，所述固定板厚度为1cm；所述推板外形为倒置的T型，所述推板材质为不锈钢；所述固定板长宽高与所述夹板相等。

优先地，包括若干个脚钉，若干个所述脚钉固定设置在所述外框外底壁上，所述脚钉插入所述护岸中。

优先地，所述防水装置为防水布，所述防水布包括前防水布和后防水布，所述外框左后侧壁、所述外框左后底壁、后侧的固定板左边缘分别密封固定连接所述后防水布相对应的三个边缘，所述外框左前侧壁、所述外框左前底壁、前侧的固定板左边缘分别密封固定连接所述前防水布相对应的三个边缘，所述防水布为柔性尼龙材质，所述防水布宽度比所述夹板被极限压紧状态下的外框与固定板之间的间隙大10～20cm。

优先地，包括若干个弹簧，若干个弹簧均对称套设在所述滑动杆上，所述夹板与夹板之间均安置一个所述弹簧；所述弹簧为不锈钢材质。

优先地，包括若干个提环，若干个所述提环对称地固定设置在所述外框前顶壁和后顶壁上。

优先地，所述左丝杆上、所述右丝杆上外表面上均开设螺纹，所述前推板上开设配合所述左丝杆的左螺纹孔，所述后推板上开设配合所述右丝杆的右螺纹孔，所述左丝杆前端穿过所述左螺纹孔，所述右丝杆后端穿过所述右螺纹孔。

优先地，所述外框外形为“U”型，采用不锈钢板焊接而成；所述横梁为不锈钢方管，所述横梁两端与所述外框焊接；所述减速器为涡轮蜗杆减速器，减速比为60:1；所述填料球材质为聚烯烃塑料，所述填料球外形为镂空球形，球体外径小于波纹板啮合后形成的圆形槽4～6mm，球内装有聚氨酯基体的生物填料。

本发明所达到的有益效果：

1)本发明集成了拦水堰和水质净化器功能于一体，即可实现对河渠水流量和水位的控制，又可对河渠水体中的污染物进行拦截过滤和生物降解。

2)采用波纹阻流式过流方式，通过控制波纹板的间距可方便的调整堰体的透水率，从而达到水位控制的目的，控制方便。

3)采用填料球与波纹板的嵌合式结构，全部水流从波纹板缝隙中通过，不但有效的提高了水流在堰体内的水力停留时间，同时也增大了填料球与污水的反应接触面积，提高了净化效率。

4)本发明可自动测定堰前的水位高度以实时调控堰体的透水率，从而适应不同水流量的场合，具有较好的适应性。

5)本发明具有较好的便携性，且安装方便，对于沟渠应急性截污净污具有较好的灵活性。

本发明维护方便，定期更换填料球可使得本发明持续保持较高的水质净化效力。

附图说明

附图1是本发明的主视图；

附图2是本发明处于不透水状态的左视图；

附图3是本发明处于不透水状态的俯视图；

附图4是图1处于透水状态的A-A截面向视图；

附图5是图1处于透水状态的B-B截面向视图；

附图6是本发明中波纹板的示意图；

附图7是本发明中推板的示意图。

附图标记含义，1-堰前水面；2-防水布；3-外框；4-推板；5-左螺纹孔；6-横梁；7-填料球；8-波纹板；9-堰后水面；10-渠床；11-脚钉；12-水流方向；13-水位传感器；14-固定板；15-丝杆；16-减速器；17-弹簧；18-滑动杆；19-电机；20-护岸；21-提环；22-滑孔；23-控制器。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。

一种适用于沟渠的便携式波纹阻流生态净化堰，包括外框3、防水装置、净化装置、水位监测装置和用于带动所述净化装置缩紧或张开的动力装置；所述净化装置包括两个推板4、若干个滑动杆18、填料球7和若干个夹板，所述外框3固定连接护岸20，所述外框3左侧壁和右侧壁上均分别开设一敞口，若干个所述夹板位于两个所述推板之间，若干个所述滑动杆18两端固定连接所述外框3，若干个所述滑动杆18滑动连接所述夹板，所述夹板之间均填充多个填料球7，两个所述推板4螺纹连接所述动力装置；堰前水面1位于所述净化装置左侧，所述净化装置的左前侧、左后侧均分别固定连接一所述防水装置，所述水位监测装置固定设置在护岸20或所述外框3上。

进一步地，所述动力装置包括控制器23、横梁6、两个丝杆15、两个减速器16和电机19；所述水位监测装置为水位传感器13；两个所述推板4包括前推板和后推板，若干个所述夹板位于所述前推板和所述后推板之间，所述前推板和所述后推板上均开设一滑孔22，所述滑孔22底壁高度高于所述夹板顶壁高度，所述横梁6前端依次穿过所述后推板、所述前推板上的两个滑孔22固定连接所述外框3前侧壁，所述横梁6后端固定连接所述外框3后侧壁；所述电机19为双输出轴电机，所述控制器23、所述电机19均固定设置在所述横梁6上，两个丝杆15为左丝杆和右丝杆，所述左丝杆和所述右丝杆关于所述电机19对称分布，两个丝杆15均分别转动连接所述横梁6，所述左丝杆、所述右丝杆靠近所述电机19处分别固定设置一所述减速器16，所述电机19左端输出轴与所述左丝杆上的减速器16相互啮合，所述电机19右端输出轴与所述右丝杆上的减速器16相互啮合，所述推板4分别与一所述丝杆15螺纹连接；所述水位传感器13位于堰前水面1一侧，所述水位传感器13固定设置在护岸或所述外框，所述控制器23电连接所述电机19、所述水位传感器13。

进一步地，所述夹板为波纹板8，所述波纹板8成对背靠背安装于固定板14之间，所述波纹板8之间配合形成的圆形槽之间均安置一所述填料球7；所述波纹板8为不锈钢材质，外观厚度5～7cm。

进一步地，包括两个固定板14，若干个所述夹板位于两个所述固定板14之间，两个所述固定板14位于两个所述推板4之间，若干个所述滑动杆18穿过两个所述固定板14，所述前推板固定连接同侧的所述固定板14，所述后推板固定连接同侧的所述固定板14；所述固定板14为工程塑料，所述固定板14厚度为1cm；所述推板4外形为倒置的T型，所述推板4材质为不锈钢；所述固定板14长宽高与所述夹板相等。

进一步地，包括若干个脚钉11，若干个所述脚钉11固定设置在所述外框3外底壁上，所述脚钉11插入所述护岸20中。

进一步地，所述防水装置为防水布2，所述防水布2包括前防水布和后防水布，所述外框3左后侧壁、所述外框3左后底壁、后侧的固定板14左边缘分别密封固定连接所述后防水布相对应的三个边缘，所述外框3左前侧壁、所述外框3左前底壁、前侧的固定板14左边缘分别密封固定连接所述前防水布相对应的三个边缘，所述防水布2为柔性尼龙材质，所述防水布2宽度比所述夹板被极限压紧状态下的外框3与固定板14之间的间隙大10～20cm。

进一步地，包括若干个弹簧17，若干个弹簧17均对称套设在所述滑动杆18上，所述夹板与夹板之间均安置一个所述弹簧17；所述弹簧17为不锈钢材质。

进一步地，包括若干个提环21，若干个所述提环21对称地固定设置在所述外框3前顶壁和后顶壁上。

进一步地，所述左丝杆上、所述右丝杆上外表面上均开设螺纹，所述前推板上开设配合所述左丝杆的左螺纹孔5，所述后推板上开设配合所述右丝杆的右螺纹孔，所述左丝杆前端穿过所述左螺纹孔5，所述右丝杆后端穿过所述右螺纹孔。

进一步地，所述外框3外形为“U”型，采用不锈钢板焊接而成；所述横梁6为不锈钢方管，所述横梁6两端与所述外框3焊接；所述减速器16为涡轮蜗杆减速器，减速比为60:1；所述填料球7材质为聚烯烃塑料，所述填料球7外形为镂空球形，球体外径小于波纹板啮合后形成的圆形槽4～6mm，球内装有聚氨酯基体的生物填料。

本发明的工作原理：

将堰体安装于沟渠中，在控制器23上设定好堰前水面1的水位高度，堰体即可开始自动工作。由于堰体入口两侧被防水布2密封，水流全部从波纹板8间的间隙通过。本发明中波纹板8采用成对背向安装方式，使得板间间隙形成连续的宽窄变化，这种结构有利于增加对水流的阻力，从而有效地提高水流在堰体内的水力停留时间。水流在波纹板8间流动过程中与内嵌的填料球7充分接触，水体中的N、P等污染物质被不断地被填料球7吸附降解，从而达到对沟渠内的污水进行净化处理的目的。

堰体在运行过程中水位传感器13实时监测堰前水面1的水位高度，并将水位信号传输给控制器23。当堰前实际水位低于设定水位高度值时，表明此时堰体的透水率过高，控制器23驱动电机19带动减速器16和丝杆15正向转动，并推动两侧推板4相向运动，从而带动两侧的固定板14向中部运动，波纹板8间的弹簧17被压缩，使得波纹板8的间隙减小，从而使得堰体的透水率降低，堰前水位逐渐回升至设定水位。

当堰前实际水位高于设定水位高度值时，表明此时堰体的透水率过小，控制器23驱动电机19带动减速器16和丝杆15反向转动，从而推动两侧推板4背向运动。在波纹板8间的弹簧17的作用下，波纹板8的间隙增大，从而使得堰体的透水率升高，堰前水位逐渐回落至设定水位。

在设定堰前水面1水位高度时还应考虑水体的污染程度，较高的水位设定值会降低堰体的过流量，有利于提高堰体的净化能力。而较低的水位设定值会提高堰体的过流量，净化能力也会随之下降。

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，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种适用于沟渠的便携式波纹阻流生态净化堰，其特征在于，包括外框(3)、防水装置、净化装置、水位监测装置和用于带动所述净化装置缩紧或张开的动力装置；所述净化装置包括两个推板(4)、若干个滑动杆(18)、填料球(7)和若干个夹板，所述外框(3)固定连接护岸(20)，所述外框(3)左侧壁和右侧壁上均分别开设一敞口，若干个所述夹板位于两个所述推板之间，若干个所述滑动杆(18)两端固定连接所述外框(3)，若干个所述滑动杆(18)滑动连接所述夹板，所述夹板之间均填充多个填料球(7)，两个所述推板(4)螺纹连接所述动力装置；堰前水面(1)位于所述净化装置左侧，所述净化装置的左前侧、左后侧均分别固定连接一所述防水装置，所述水位监测装置固定设置在护岸(20)或所述外框(3)上。

2.根据权利要求1所述的一种适用于沟渠的便携式波纹阻流生态净化堰，其特征在于，所述动力装置包括控制器(23)、横梁(6)、两个丝杆(15)、两个减速器(16)和电机(19)；所述水位监测装置为水位传感器(13)；两个所述推板(4)包括前推板和后推板，若干个所述夹板位于所述前推板和所述后推板之间，所述前推板和所述后推板上均开设一滑孔(22)，所述滑孔(22)底壁高度高于所述夹板顶壁高度，所述横梁(6)前端依次穿过所述后推板、所述前推板上的两个滑孔(22)固定连接所述外框(3)前侧壁，所述横梁(6)后端固定连接所述外框(3)后侧壁；所述电机(19)为双输出轴电机，所述控制器(23)、所述电机(19)均固定设置在所述横梁(6)上，两个丝杆(15)为左丝杆和右丝杆，所述左丝杆和所述右丝杆关于所述电机(19)对称分布，两个丝杆(15)均分别转动连接所述横梁(6)，所述左丝杆、所述右丝杆靠近所述电机(19)处分别固定设置一所述减速器(16)，所述电机(19)左端输出轴与所述左丝杆上的减速器(16)相互啮合，所述电机(19)右端输出轴与所述右丝杆上的减速器(16)相互啮合，所述推板(4)分别与一所述丝杆(15)螺纹连接；所述水位传感器(13)位于堰前水面(1)一侧，所述水位传感器(13)固定设置在护岸(20)或所述外框(3)，所述控制器(23)电连接所述电机(19)、所述水位传感器(13)。

3.根据权利要求2所述的一种适用于沟渠的便携式波纹阻流生态净化堰，其特征在于，所述夹板为波纹板(8)，所述波纹板(8)成对背靠背安装于固定板(14)之间，所述波纹板(8)之间配合形成的圆形槽之间均安置一所述填料球(7)；所述波纹板(8)为不锈钢材质，外观厚度5～7cm。

4.根据权利要求2所述的一种适用于沟渠的便携式波纹阻流生态净化堰，其特征在于，包括两个固定板(14)，若干个所述夹板位于两个所述固定板(14)之间，两个所述固定板(14)位于两个所述推板(4)之间，若干个所述滑动杆(18)穿过两个所述固定板(14)，所述前推板固定连接同侧的所述固定板(14)，所述后推板固定连接同侧的所述固定板(14)；所述固定板(14)为工程塑料，所述固定板(14)厚度为1cm；所述推板(4)外形为倒置的T型，所述推板( 4) 材质为不锈钢；所述固定板(14)长宽高与所述夹板相等。

5.根据权利要求1所述的一种适用于沟渠的便携式波纹阻流生态净化堰，其特征在于，包括若干个脚钉(11)，若干个所述脚钉(11)固定设置在所述外框(3)外底壁上，所述脚钉(11)插入所述护岸(20)中。

6.根据权利要求4所述的一种适用于沟渠的便携式波纹阻流生态净化堰，其特征在于，所述防水装置为防水布(2)，所述防水布(2)包括前防水布和后防水布，所述外框(3)左后侧壁、所述外框(3)左后底壁、后侧的固定板(14)左边缘分别密封固定连接所述后防水布相对应的三个边缘，所述外框(3)左前侧壁、所述外框(3)左前底壁、前侧的固定板(14)左边缘分别密封固定连接所述前防水布相对应的三个边缘，所述防水布(2)为柔性尼龙材质，所述防水布(2)宽度比所述夹板被极限压紧状态下的外框(3)与固定板(14)之间的间隙大10～20cm。

7.根据权利要求1所述的一种适用于沟渠的便携式波纹阻流生态净化堰，其特征在于，包括若干个弹簧(17)，若干个弹簧(17)均对称套设在所述滑动杆(18)上，所述夹板与夹板之间均安置一个所述弹簧(17)；所述弹簧(17)为不锈钢材质。

8.根据权利要求1所述的一种适用于沟渠的便携式波纹阻流生态净化堰，其特征在于，包括若干个提环(21)，若干个所述提环(21)对称地固定设置在所述外框(3)前顶壁和后顶壁上。

9.根据权利要求2所述的一种适用于沟渠的便携式波纹阻流生态净化堰，其特征在于，所述左丝杆上、所述右丝杆上外表面上均开设螺纹，所述前推板上开设配合所述左丝杆的左螺纹孔(5)，所述后推板上开设配合所述右丝杆的右螺纹孔，所述左丝杆前端穿过所述左螺纹孔(5)，所述右丝杆后端穿过所述右螺纹孔。

10.根据权利要求3所述的一种适用于沟渠的便携式波纹阻流生态净化堰，其特征在于，所述外框(3)外形为“U”型，采用不锈钢板焊接而成；所述横梁(6)为不锈钢方管，所述横梁(6)两端与所述外框(3)焊接；所述减速器(16)为涡轮蜗杆减速器，减速比为60:1；所述填料球(7)材质为聚烯烃塑料，所述填料球(7)外形为镂空球形，球体外径小于波纹板啮合后形成的圆形槽4～6mm，球内装有聚氨酯基体的生物填料。