CN108212572A - 一种河道水质净化水力旋喷装置及其旋转喷头 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及河道水质处理领域，尤其涉及一种河道水质净化水力旋喷装置及其旋转喷头。河道水质净化水力旋喷装置包括供药剂流入的主管道，所述主管道上旋转安装有旋转喷头，所述旋转喷头包括喷头主体，喷头主体具有沿旋转喷头转动轴线延伸的轴向，喷头主体的内部设有流通通道，所述流通通道的进口设置在喷头主体的轴向端面，所述流通通道的出口设置在喷头主体的径向周面，所述旋转喷头上还设置有将水力转化为驱动旋转喷头绕着轴向旋转的旋转力的承压驱动结构，承压驱动结构包括承压螺旋面。本发明中的旋转喷头利用水力驱动，降低了能源消耗，也避免了传统方式在主管道上钻取出流孔导致药剂扩散不均的现象。

Description

一种河道水质净化水力旋喷装置及其旋转喷头
技术领域
本发明涉及河道水质处理领域，尤其涉及一种河道水质净化水力旋喷装置及其旋转喷头。
背景技术
水作为人类生命的源泉，是人类不可缺少的资源之一。就我国而言，我国的淡水资源总量位居世界第六，但是由于我国人口基数比较大，我国的人均水资源占有量仅为世界人均水资源占有量的四分之一。作为一个淡水资源本身就很缺乏的大国，近年来随着工业的发展，越来越多的河流又遭受污染，使得本来就很缺乏的水资源变得愈加短缺，如何将已经被污染的河流进行治理成为整个社会关注的问题。
目前，污水治理通常需要通过管道向河道水体中投加药剂、微生物制剂或者纯氧溶液等，现有技术管道系统的出流方式大多通过在管道上直接布置出流孔，流经管道系统中药剂、微生物剂或者纯氧溶液通过管道上的出流孔流入需要治理的水体中，上述出流方式的布置虽然简单便捷，但是也存在如下的问题：①出流时极易出现扩散不均匀的现象；②当沿着管道方向出流孔较多时，管道内的压力会随着管道的延伸方向呈现出降低的趋势，并且由于管道末端水深的增加，管道外侧的水压增大，管道末端极易出现药剂不出流的现象；③由于管道长期直埋水中，管道上的出流孔极易被各类污物或生物附着，造成淤堵不出流。
针对上述污染水体治理管道上布置药剂出流孔存在的诸多问题，提供一种全新的药剂出流方式成为一个亟需解决的问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种河道水质净化水力旋喷装置，用于解决现有技术中在污水治理管道上布置药剂出流孔存在药剂扩散不均的技术问题。本发明的目的还在于提供一种应用于上述旋喷装置的旋转喷头。
为实现上述目的，本发明的旋转喷头采用如下的技术方案：
所述旋转喷头包括喷头主体，喷头主体具有沿旋转喷头转动轴线延伸的轴向，喷头主体的内部设有流通通道，所述流通通道的进口设置在喷头主体的轴向端面，所述流通通道的出口设置在喷头主体的径向周面，所述旋转喷头上还设置有将水力转化为驱动旋转喷头绕着轴向旋转的旋转力的承压驱动结构，承压驱动结构包括承压螺旋面。
基于上述旋转喷头的进一步改进，所述流通通道包括位于所述进口与出口之间的渐扩腔段，所述渐扩腔段的内腔以靠近进口一侧为起点渐渐扩大。
优选的，所述渐扩腔段为球冠结构。
基于上述旋转喷头的进一步改进，所述承压驱动结构包括多个具有设定弧度的旋叶，各旋叶均具有所述的承压螺旋面，各旋叶以旋转喷头的转动轴线为中心沿周向间隔均布。
基于上述旋转喷头的进一步改进，各旋叶的厚度以所述旋转喷头的转动轴线为起点沿着相应旋叶的延伸方向逐渐加厚。
优选的，所述流通通道的进口连接有旋转连接器。
本发明的河道水质净化水力旋喷装置采用如下的技术方案：
河道水质净化水力旋喷装置包括供药剂流入的主管道，所述主管道上旋转安装有旋转喷头，所述旋转喷头包括喷头主体，喷头主体具有沿旋转喷头转动轴线延伸的轴向，喷头主体的内部设有流通通道，所述流通通道的进口设置在喷头主体的轴向端面，所述流通通道的出口设置在喷头主体的径向周面，所述旋转喷头上还设置有将水力转化为驱动旋转喷头绕着轴向旋转的旋转力的承压驱动结构，承压驱动结构包括承压螺旋面。
有益效果：本发明通过在主管道上设置旋转喷头，旋转喷头可以在水力的驱动下发生中心旋转运动，经由主管道的药剂在旋转喷头旋转运动的作用下均匀的向河道中扩散出去，本发明中的旋转喷头利用水力驱动，降低了能源消耗，也避免了传统方式在主管道上钻取出流孔导致药剂扩散不均的现象。
基于上述河道水质净化水力旋喷装置的进一步改进，所述流通通道包括位于所述进口与出口之间的渐扩腔段，所述渐扩腔段的内腔以靠近进口一侧为起点渐渐扩大。渐扩腔段作为药剂暂时的储存空间，具有平稳药剂流态的作用，并且也避免旋转喷头旋转过快导致经由支管或导流管供给不足的情况。
优选的，所述渐扩腔段为球冠结构。
基于上述河道水质净化水力旋喷装置的进一步改进，所述承压驱动结构包括多个具有设定弧度的旋叶，各旋叶均具有所述的承压螺旋面，各旋叶以旋转喷头的转动轴线为中心沿周向间隔均布。此种旋叶的布置方式能够将水力充分转化为驱动旋转喷头旋转的旋转力。
基于上述河道水质净化水力旋喷装置的进一步改进，各旋叶的厚度以所述旋转喷头的转动轴线为起点沿着相应旋叶的延伸方向逐渐加厚。旋叶四周边缘较厚，使得旋叶在旋转过程中具有更大的离心力，旋叶的驱动效果更加强劲。
基于上述河道水质净化水力旋喷装置的进一步改进，所述流通通道的进口连接有旋转连接器。旋转连接器的设置方便旋转喷头的旋转安装。
基于上述河道水质净化水力旋喷装置的进一步改进，所述主管道上沿着其延伸方向设置有至少一个支管，旋转喷头通过所述旋转连接器一一对应的旋转安装在所述支管上。
附图说明
图1为本发明的实施例1的河道水质净化水力旋喷装置的整体结构示意图；
图2为图1中A方向的旋转喷头示意图；
图3为本发明实施例1的改进的河道水质净化水力旋喷装置的旋叶布置图；
图中：1-主管道，2-支管，3-导流管，4-旋转密封环，5-流通通道，6-渐扩腔段，7-旋叶。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的实施方式作进一步说明。
本发明的河道水质净化水力旋喷装置的具体实施例1：
河道水质净化水力旋喷装置包括垂直于河道水面延伸向下的主管道1，主管道1上按照主管道1延伸长度等间隔布置有多个支管2，各个支管2直接焊接在主管道1的相应位置，上述各支管2的轴向方向与主管道1的轴向方向均互相垂直，支管2上远离主管道1的另一端连接有导流管3，导流管3构成所述旋转连接器，导流管3的中部位置安装有旋转密封环4，导流管3上远离支管2的另一端固定连接有喷头主体，喷头主体包括一段形似帽子的帽子结构，帽子结构包括帽盖和帽檐，帽檐为具有一定厚度的扁平状圆柱体，帽盖内部为球冠形空腔，球冠形空腔构成所述渐扩腔段6，渐扩腔段6可以将经由主管道1和支管2流入旋转喷头的药剂暂时存储于渐扩腔段6内，从而达到平稳药剂流态的作用。导流管3与帽盖的帽顶部位固定连接，导流管3的内侧通道与渐扩腔段6相连通。导流管3的轴向垂直于扁平状圆柱体的底面，扁平状圆柱体的内部布置有四个流通通道5，四个流通通道5在帽檐周向上间隔90°进行布置，四个流通通道5均与渐扩腔段6相连通，四个流通通道5的延伸方向均沿着扁平状圆柱体的径向方向进行延伸，四个流通通道5的轴心位于扁平状圆柱体的同一径向截面内。
需要说明的是，在本实施例中，导流管3和支管2的口径一致，导流管3和喷头主体组成的旋转喷头可相对于支管2产生绕着导流管3轴线的中心旋转运动。四个流通通道5径向截面面积之和等于导流管3横截面积的1/2；流通通道5的孔道长度等于渐扩腔段6的垂直于导流管3轴向的最大圆形截面的半径。
扁平状圆柱体远离帽盖部分的另一侧底面固定安装或焊接有承压驱动结构，承压驱动结构包括四个旋叶7，旋叶7为具有一定弧度的楔形片，旋叶具有设定弧度的曲面构成所述承压螺旋面，四个旋叶7以扁平状圆柱体的底面圆心为中心向四周等间隔延伸，相邻两个旋叶7间隔的角度为90°，四个旋叶7的楔形尖端均朝向扁平状圆柱体的底面圆心，四个旋叶7较厚的一侧位于扁平状圆柱体的底面边缘位置。需要说明的是，旋叶7位于扁平状圆柱体底面边缘处的最大厚度介于扁平状圆柱体底面半径的1/3～1/2。
上述河道水质净化水力旋喷装置在使用时，将安装完毕的整体装置置于需要治理的河道中，主管道1的轴向垂直于河道的水平面，主管道1沿着竖直方向延伸，旋转喷头布置有承压驱动结构的一侧与河道水流的方向相对，承压驱动结构的旋叶7会将河流的水力转化为驱动旋转喷头的旋转力，依次经由主管道1、支管2、导流管3、渐扩腔段6以及流通通道5的药剂在旋转喷头旋转力的作用下被均匀的喷洒至河流中，从而实现对河流的净化和治理。
针对上述实施例1的进一步改进，支管可以与喷头主体直接相连，在支管与主管道的接口位置布置有使得支管与喷头主体同步自由转动的结构或者在支管与喷头主体的接口位置布置有使得喷头主体自由旋转的结构。
针对上述实施例1的进一步改进，支管的轴向与主管道的轴向不互相垂直，支管轴向与主管道轴向呈一定的夹角进行布置。
针对上述实施例1的进一步改进，渐扩腔段的形状可以为棱锥状，例如三棱锥、四棱锥等，棱锥的顶部与支管或导流管连通。
针对上述实施例1的进一步改进，流通通道的数量可以根据实际需要进行增加或减少；承压驱动结构中旋叶的数量可以根据实际情况进行增加和减少。
针对上述实施例1的进一步改进，旋叶可以为螺旋桨叶片，如图3所示，旋叶7可以设置喷头主体的径向周面，这样喷头主体不需要直接朝向水流方向也可以发生旋转。
本发明的旋转喷头的实施例：其结构与上述河道水质净化水力旋喷装置中旋转喷头的具体结构相同，此处不再赘述。

Claims (10)

1.旋转喷头，其特征在于：所述旋转喷头包括喷头主体，喷头主体具有沿旋转喷头转动轴线延伸的轴向，喷头主体的内部设有流通通道，所述流通通道的进口设置在喷头主体的轴向端面，所述流通通道的出口设置在喷头主体的径向周面，所述旋转喷头上还设置有将水力转化为驱动旋转喷头绕着轴向旋转的旋转力的承压驱动结构，承压驱动结构包括承压螺旋面。
2.根据权利要求1所述的旋转喷头，其特征在于：所述流通通道包括位于所述进口与出口之间的渐扩腔段，所述渐扩腔段的内腔以靠近进口一侧为起点渐渐扩大。
3.根据权利要求2所述的旋转喷头，其特征在于：所述渐扩腔段为球冠结构。
4.根据权利要求1或2或3所述的旋转喷头，其特征在于：所述承压驱动结构包括多个具有设定弧度的旋叶，各旋叶均具有所述的承压螺旋面，各旋叶以所述旋转喷头的转动轴线为中心沿周向间隔均布。
5.根据权利要求4所述的旋转喷头，其特征在于：各旋叶的厚度以所述旋转喷头的转动轴线为起点沿着相应旋叶的延伸方向逐渐加厚。
6.根据权利要求5所述的旋转喷头，其特征在于：所述流通通道的进口连接有旋转连接器。
7.河道水质净化水力旋喷装置，包括供药剂流入的主管道，其特征在于：所述主管道上旋转安装有旋转喷头，所述旋转喷头包括喷头主体，喷头主体具有沿旋转喷头转动轴线延伸的轴向，喷头主体的内部设有流通通道，所述流通通道的进口设置在喷头主体的轴向端面，所述流通通道的出口设置在喷头主体的径向周面，所述旋转喷头上还设置有将水力转化为驱动旋转喷头绕着轴向旋转的旋转力的承压驱动结构，承压驱动结构包括承压螺旋面。
8.根据权利要求7所述的河道水质净化水力旋喷装置，其特征在于：所述流通通道包括位于所述进口与出口之间的渐扩腔段，所述渐扩腔段的内腔以靠近进口一侧为起点渐渐扩大。
9.根据权利要求8所述的河道水质净化水力旋喷装置，其特征在于：所述渐扩腔段为球冠结构。
10.根据权利要求7或8或9所述的河道水质净化水力旋喷装置，其特征在于：所述承压驱动结构包括多个具有设定弧度的旋叶，各旋叶均具有所述的承压螺旋面，各旋叶以所述旋转喷头的转动轴线为中心沿周向间隔均布。
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