CN110227287A - 一种具有调速和排砂功能的旋流沉砂池 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种具有调速和排砂功能的旋流沉砂池，包括进水管、池体、出水管和支架，所述池体的上方设有调速机构，所述池体的下方设有排砂机构，所述调速机构包括动力室、气缸、第一轴承、驱动轴、调速组件、限位组件和若干叶轮，所述调速组件包括第一电机、锥形块和摩擦轮，所述排砂机构包括分离室、滤网、水箱、排水管、砂池和排砂组件，所述排砂组件包括第二电机、丝杆、第二轴承和刷板，该具有调速和排砂功能的旋流沉砂池，通过调速机构调整叶轮转动的速度，从而调整污水的流速，不仅如此，通过排砂机构将泥沙过滤后排出，提高了实用性。

Description

一种具有调速和排砂功能的旋流沉砂池

技术领域

本发明涉及污水处理设备领域，特别涉及一种具有调速和排砂功能的旋流沉砂池。

背景技术

污水在迁移、流动和汇集过程中不可避免会混入泥砂。污水中的砂如果不预先沉降分离去除，则会影响后续处理设备的运行。最主要的是磨损机泵、堵塞管网，干扰甚至破坏生化处理工艺过程。沉砂池主要用于去除污水中粒径大于0.2mm，密度大于2.65t/立方米的砂粒，以保护管道、阀门等设施免受磨损和阻塞。其工作原理是以重力分离为基础，故应控制沉砂池的进水流速，使得比重大的无机颗粒下沉，而有机悬浮颗粒能够随水流带走。沉砂池主要有平流沉砂池、曝气沉砂池、旋流沉砂池等。旋流沉砂池是利用机械力控制水流流态与流速、加速沙粒的沉淀并使有机物随水流带走的沉砂装置。

现有的旋流沉砂池需要调整水流的流速来达到最佳沉砂效果，而调速器的价格较高，增加了生产成本，不仅如此，现有的旋流沉砂池，砂斗内的砂子因被压实而抽排困难，降低了实用性。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：为了克服现有技术的不足，提供一种具有调速和排砂功能的旋流沉砂池。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种具有调速和排砂功能的旋流沉砂池，包括进水管、池体、出水管和支架，所述池体固定在支架的上方，所述进水管与池体的一侧的上部连通，所述出水管与池体的另一侧的下部连通，所述进水管内设有第一阀门，所述出水管内设有第二阀门，所述池体内的底部设有砂斗，所述池体的上方设有调速机构，所述池体的下方设有排砂机构，所述池体的外壁上固定有控制面板，所述控制面板内设有PLC，所述第一阀门和第二阀门均与PLC电连接；

所述调速机构包括动力室、气缸、第一轴承、驱动轴、调速组件、限位组件和若干叶轮，所述动力室固定在池体的上方，所述动力室的与池体的连接处设有第一通孔，所述气缸的缸体固定在动力室内的顶部，所述气缸的气杆与第一轴承的外圈固定连接，所述驱动轴竖向设置，所述驱动轴的顶端与第一轴承的内圈固定连接，所述驱动轴的底端穿过第一通孔设置在池体内，所述叶轮周向均匀分布在驱动轴的底端，所述调速组件和限位组件均设置在动力室内，所述调速组件位于限位组件与驱动轴之间，所述气缸与PLC电连接；

所述调速组件包括第一电机、锥形块和摩擦轮，所述第一电机通过限位组件与动力室的内壁连接，所述第一电机与锥形块的底部传动连接，所述摩擦轮固定在驱动轴上，所述摩擦轮与驱动轴同轴设置，所述摩擦轮抵靠在锥形块的锥面上，所述第一电机与PLC电连接；

所述排砂机构包括分离室、滤网、水箱、排水管、砂池和排砂组件，所述分离室固定在池体的下方，所述分离室与砂斗连通，所述分离室的与砂斗的连通处设有第三阀门，所述水箱和砂池分别固定在分离室的下方的两侧，所述排水管与水箱的下方连通，所述排水管内设有第四阀门，所述分离室的下方的靠近水箱的一侧设有出水口，所述滤网固定在出水口内，所述分离室的靠近砂池的一侧的下方设有出砂口，所述排砂组件设置在分离室内，所述第三阀门和第四阀门均与PLC电连接。

作为优选，为了使锥形块抵靠在摩擦轮上，所述限位组件包括限位板和若干弹簧，所述第一电机与限位板固定连接，所述限位板通过弹簧与动力室的内壁固定连接，所述弹簧处于压缩状态。

作为优选，为了限制锥形块的移动方向，所述限位组件还包括限位杆和限位块，所述限位板上设有穿孔，所述限位杆的一端固定在动力室的内壁上，所述限位杆的另一端穿过穿孔与限位块固定连接。

作为优选，为了提高第一电机的驱动力，所述第一电机为直流伺服电机。

作为优选，为了将泥沙排出到分离室外，所述排砂组件包括第二电机、丝杆、第二轴承和刷板，所述第二轴承的外圈和第二电机均固定在分离室内，所述第二电机与丝杆的一端传动连接，所述丝杆的另一端与第二轴承的内圈固定连接，所述刷板套设在丝杆上，所述刷板的与丝杆的连接处设有与丝杆匹配的螺纹，所述刷板的下方抵靠在分离室内的底部，所述连接单元设置在刷板与出砂口之间，所述第二电机与PLC电连接。

作为优选，为了防止水流到砂池内，所述连接单元包括连杆和活塞，所述活塞的外周与出砂口的内壁密封连接，所述活塞通过连杆与刷板固定连接。

作为优选，为了提高活塞的密封性能，所述活塞的制作材料为橡胶。

作为优选，为了检测刷板到出砂口的距离，所述刷板上固定有距离传感器，所述距离传感器与PLC电连接。

作为优选，为了去除残留在泥沙中的水分，所述分离室的下方的靠近砂池的一侧设有加热器，所述加热器与PLC电连接。

作为优选，为了检测污水量，所述池体内的顶部设有液位传感器，所述液位传感器与PLC电连接。

本发明的有益效果是，该具有调速和排砂功能的旋流沉砂池，通过调速机构调整叶轮转动的速度，从而调整污水的流速，使泥沙更容易撞击到池体的内壁上，从而达到最佳沉砂效果，与现有的调速机构相比，该调速机构结构简单，设计巧妙，节约了成本，不仅如此，通过排砂机构将泥沙过滤后排出，与现有的排砂机构相比，该排砂机构操作便捷，自动化程度高，提高了实用性。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1是本发明的具有调速和排砂功能的旋流沉砂池的结构示意图；

图2是本发明的具有调速和排砂功能的旋流沉砂池的调速机构的结构示意图；

图3是本发明的具有调速和排砂功能的旋流沉砂池的排砂机构的结构示意图；

图4是本发明的具有调速和排砂功能的旋流沉砂池的排砂组件的结构示意图；

图中：1.进水管，2.池体，3.出水管，4.支架，5.砂斗，6.控制面板，7.动力室，8.气缸，9.第一轴承，10.驱动轴，11.叶轮，12.第一电机，13.锥形块，14.摩擦轮，15.限位板，16.弹簧，17.限位杆，18.限位块，19.分离室，20.滤网，21.水箱，22.排水管，23.砂池，24.第二电机，25.丝杆，26.第二轴承，27.刷板，28.连杆，29.活塞，30.距离传感器，31.液位传感器，32.加热器。

具体实施方式

现在结合附图对本发明作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本发明的基本结构，因此其仅显示与本发明有关的构成。

如图1所示，一种具有调速和排砂功能的旋流沉砂池，包括进水管1、池体2、出水管3和支架4，所述池体2固定在支架4的上方，所述进水管1与池体2的一侧的上部连通，所述出水管3与池体2的另一侧的下部连通，所述进水管1内设有第一阀门，所述出水管3内设有第二阀门，所述池体2内的底部设有砂斗5，所述池体2的上方设有调速机构，所述池体2的下方设有排砂机构，所述池体2的外壁上固定有控制面板6，所述控制面板6内设有PLC，所述第一阀门和第二阀门均与PLC电连接；

PLC，即可编程逻辑控制器，它采用一类可编程的存储器，用于其内部存储程序，执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数与算术操作等面向用户的指令，并通过数字或模拟式输入/输出控制各种类型的机械或生产过程，其实质是一种专用于工业控制的计算机，其硬件结构基本上与微型计算机相同，一般用于数据的处理以及指令的接收和输出，用于实现中央控制。

用户操作控制面板6，PLC控制第一阀门打开，污水从进水管1内进入到池体2内，经调速机构搅拌，泥沙受到离心力撞击到池体2的内壁上，然后落入砂斗5内，PLC再控制第二阀门打开，上层清液顺着出水管3流出到池体2外，再通过排砂机构将剩下的泥水排出并进行过滤分离。

如图2所示，所述调速机构包括动力室7、气缸8、第一轴承9、驱动轴10、调速组件、限位组件和若干叶轮11，所述动力室7固定在池体2的上方，所述动力室7的与池体2的连接处设有第一通孔，所述气缸8的缸体固定在动力室7内的顶部，所述气缸8的气杆与第一轴承9的外圈固定连接，所述驱动轴10竖向设置，所述驱动轴10的顶端与第一轴承9的内圈固定连接，所述驱动轴10的底端穿过第一通孔设置在池体2内，所述叶轮11周向均匀分布在驱动轴10的底端，所述调速组件和限位组件均设置在动力室7内，所述调速组件位于限位组件与驱动轴10之间，所述气缸8与PLC电连接；

所述调速组件包括第一电机12、锥形块13和摩擦轮14，所述第一电机12通过限位组件与动力室7的内壁连接，所述第一电机12与锥形块13的底部传动连接，所述摩擦轮14固定在驱动轴10上，所述摩擦轮14与驱动轴10同轴设置，所述摩擦轮14抵靠在锥形块13的锥面上，所述第一电机12与PLC电连接；

PLC控制气缸8的气杆带动第一轴承9向下移动，使摩擦轮14随着驱动轴10向下移动，同时限位组件使锥形块13抵靠在摩擦轮14上，PLC控制第一电机12驱动锥形块13转动，锥形块13带动摩擦轮14转动，由于锥形块13的锥面上的各处的线速度不同，摩擦轮14的转动速度会随着锥形块13的与摩擦轮14的接触点的位置变化而调整，从而调整驱动轴10和叶轮11的转速，使水流的流速得以调整。

如图3所示，所述排砂机构包括分离室19、滤网20、水箱21、排水管22、砂池23和排砂组件，所述分离室19固定在池体2的下方，所述分离室19与砂斗5连通，所述分离室19的与砂斗5的连通处设有第三阀门，所述水箱21和砂池23分别固定在分离室19的下方的两侧，所述排水管22与水箱21的下方连通，所述排水管22内设有第四阀门，所述分离室19的下方的靠近水箱21的一侧设有出水口，所述滤网20固定在出水口内，所述分离室19的靠近砂池23的一侧的下方设有出砂口，所述排砂组件设置在分离室19内，所述第三阀门和第四阀门均与PLC电连接。

PLC控制第三阀门打开，残余的水将泥沙冲入到分离室19内，水穿过滤网20渗透到水箱21内，PLC再控制第四阀门打开，水从排水管22内被排出，排砂组件将泥沙从出砂口推到砂池23内，从而实现排砂的功能。

作为优选，为了使锥形块13抵靠在摩擦轮14上，所述限位组件包括限位板15和若干弹簧16，所述第一电机12与限位板15固定连接，所述限位板15通过弹簧16与动力室7的内壁固定连接，所述弹簧16处于压缩状态。

由于弹簧16处于压缩状态，弹簧16会对限位板15产生推力，限位板15带动第一电机12靠近驱动轴10，第一电机12带动锥形块13抵靠在摩擦轮14上。

作为优选，为了限制锥形块13的移动方向，所述限位组件还包括限位杆17和限位块18，所述限位板15上设有穿孔，所述限位杆17的一端固定在动力室7的内壁上，所述限位杆17的另一端穿过穿孔与限位块18固定连接。

限位杆17限制了限位板15的移动方向，从而使第一电机12和锥形块13移动得更加平稳。

作为优选，为了提高第一电机12的驱动力，所述第一电机12为直流伺服电机。

如图1所示，所述排砂组件包括第二电机24、丝杆25、第二轴承26和刷板27，所述第二轴承26的外圈和均第二电机24固定在分离室19内，所述第二电机24与丝杆25的一端传动连接，所述丝杆25的另一端与第二轴承26的内圈固定连接，所述刷板27套设在丝杆25上，所述刷板27的与丝杆25的连接处设有与丝杆25匹配的螺纹，所述刷板27的下方抵靠在分离室19内的底部，所述连接单元设置在刷板27与出砂口之间，所述第二电机24与PLC电连接。

作为优选，为了防止水流到砂池23内，所述连接单元包括连杆28和活塞29，所述活塞29的外周与出砂口的内壁密封连接，所述活塞29通过连杆28与刷板27固定连接。

PLC控制第二电机24驱动丝杆25转动，使刷板27向出砂口的方向移动，刷板27通过连杆28带动活塞29脱离出砂口，并将泥沙推入砂池23内。

作为优选，为了提高活塞29的密封性能，所述活塞29的制作材料为橡胶。

作为优选，为了检测刷板27到出砂口的距离，所述刷板27上固定有距离传感器30，所述距离传感器30与PLC电连接。

距离传感器30检测刷板27到出砂口的距离，并发送信号给PLC，PLC收到信号后，控制第二电机24转动，丝杆25转动，从而调整刷板27的位置，便于刷板27将泥沙排入砂池23内。

作为优选，为了去除残留在泥沙中的水分，所述分离室19的下方的靠近砂池23的一侧设有加热器32，所述加热器32与PLC电连接。

分离室19内的水通过滤网20流入水箱21后，PLC控制加热器32对泥沙进行加热，进一步去除残留在泥沙中的水分。

作为优选，为了检测污水量，所述池体2内的顶部设有液位传感器31，所述液位传感器31与PLC电连接。

液位传感器31检测污水的液面高度，并发送信号给PLC，PLC收到信号后，控制污水的流入量和流出量。

操作控制面板6，PLC控制第一阀门打开，污水从进水管1内进入到池体2内，PLC控制气缸8的气杆带动第一轴承9向下移动，使摩擦轮14随着驱动轴10向下移动，同时弹簧16带动限位板15向驱动轴10的方向靠近，第一电机12随之带动锥形块13抵靠在摩擦轮14上，PLC控制第一电机12驱动锥形块13转动，锥形块13带动摩擦轮14转动，摩擦轮14随着第一轴承9上下移动时，摩擦轮14的转速随着锥形块13的与摩擦轮14的接触点的位置变化而调整，从而调整驱动轴10和叶轮11的转速，使水流的流速得以调整，泥沙受到离心力撞击到池体2的内壁上，然后落入砂斗5内，PLC再控制第二阀门打开，上层清液顺着出水管3流出到池体2外，PLC再控制第三阀门，残余的水将泥沙冲入到分离室19内，水穿过滤网20渗透到水箱21内，PLC再控制第四阀门打开，水从排水管22内被排出，PLC控制第二电机24驱动丝杆25转动，使刷板27向出砂口的方向移动，刷板27通过连杆28带动活塞29脱离出砂口，刷板27将泥沙从出砂口推入砂池23内。

与现有技术相比，该具有调速和排砂功能的旋流沉砂池，通过调速机构调整叶轮11转动的速度，从而调整污水的流速，使泥沙更容易撞击到池体2的内壁上，从而达到最佳沉砂效果，与现有的调速机构相比，该调速机构结构简单，设计巧妙，节约了成本，不仅如此，通过排砂机构将泥沙过滤后排出，与现有的排砂机构相比，该排砂机构操作便捷，自动化程度高，提高了实用性。

以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。

Claims (10)

1.一种具有调速和排砂功能的旋流沉砂池，包括进水管(1)、池体(2)、出水管(3)和支架(4)，所述池体(2)固定在支架(4)的上方，所述进水管与池体(2)的一侧的上部连通，所述出水管(3)与池体(2)的另一侧的下部连通，所述进水管(1)内设有第一阀门，所述出水管(3)内设有第二阀门，所述池体(2)内的底部设有砂斗(5)，其特征在于，所述池体(2)的上方设有调速机构，所述池体(2)的下方设有排砂机构，所述池体(2)的外壁上固定有控制面板(6)，所述控制面板(6)内设有PLC，所述第一阀门和第二阀门均与PLC电连接；

所述调速机构包括动力室(7)、气缸(8)、第一轴承(9)、驱动轴(10)、调速组件、限位组件和若干叶轮(11)，所述动力室(7)固定在池体(2)的上方，所述动力室(7)的与池体(2)的连接处设有第一通孔，所述气缸(8)的缸体固定在动力室(7)内的顶部，所述气缸(8)的气杆与第一轴承(9)的外圈固定连接，所述驱动轴(10)竖向设置，所述驱动轴(10)的顶端与第一轴承(9)的内圈固定连接，所述驱动轴(10)的底端穿过第一通孔设置在池体(2)内，所述叶轮(11)周向均匀分布在驱动轴(10)的底端，所述调速组件和限位组件均设置在动力室(7)内，所述调速组件位于限位组件与驱动轴(10)之间，所述气缸(8)与PLC电连接；

所述调速组件包括第一电机(12)、锥形块(13)和摩擦轮(14)，所述第一电机(12)通过限位组件与动力室(7)的内壁连接，所述第一电机(12)与锥形块(13)的底部传动连接，所述摩擦轮(14)固定在驱动轴(10)上，所述摩擦轮(14)与驱动轴(10)同轴设置，所述摩擦轮(14)抵靠在锥形块(13)的锥面上，所述第一电机(12)与PLC电连接；

所述排砂机构包括分离室(19)、滤网(20)、水箱(21)、排水管(22)、砂池(23)和排砂组件，所述分离室(19)固定在池体(2)的下方，所述分离室(19)与砂斗(5)连通，所述分离室(19)的与砂斗(5)的连通处设有第三阀门，所述水箱(21)和砂池(23)分别固定在分离室(19)的下方的两侧，所述排水管(22)与水箱(21)的下方连通，所述排水管(22)内设有第四阀门，所述分离室(19)的下方的靠近水箱(21)的一侧设有出水口，所述滤网(20)固定在出水口内，所述分离室(19)的靠近砂池(23)的一侧的下方设有出砂口，所述排砂组件设置在分离室(19)内，所述第三阀门和第四阀门均与PLC电连接。

2.如权利要求1所述的具有调速和排砂功能的旋流沉砂池，其特征在于，所述限位组件包括限位板(15)和若干弹簧(16)，所述第一电机(12)与限位板(15)固定连接，所述限位板(15)通过弹簧(16)与动力室(7)的内壁固定连接，所述弹簧(16)处于压缩状态。

3.如权利要求2所述的具有调速和排砂功能的旋流沉砂池，其特征在于，所述限位组件还包括限位杆(17)和限位块(18)，所述限位板(15)上设有穿孔，所述限位杆(17)的一端固定在动力室(7)的内壁上，所述限位杆(17)的另一端穿过穿孔与限位块(18)固定连接。

4.如权利要求1所述的具有调速和排砂功能的旋流沉砂池，其特征在于，所述第一电机(12)为直流伺服电机。

5.如权利要求1所述的具有调速和排砂功能的旋流沉砂池，其特征在于，所述排砂组件包括第二电机(24)、丝杆(25)、第二轴承(26)和刷板(27)，所述第二轴承(26)的外圈和第二电机(24)均固定在分离室(19)内，所述第二电机(24)与丝杆(25)的一端传动连接，所述丝杆(25)的另一端与第二轴承(26)的内圈固定连接，所述刷板(27)套设在丝杆(25)上，所述刷板(27)的与丝杆(25)的连接处设有与丝杆(25)匹配的螺纹，所述刷板(27)的下方抵靠在分离室(19)内的底部，所述连接单元设置在刷板(27)与出砂口之间，所述第二电机(24)与PLC电连接。

6.如权利要求5所述的具有调速和排砂功能的旋流沉砂池，其特征在于，所述连接单元包括连杆(28)和活塞(29)，所述活塞(29)的外周与出砂口的内壁密封连接，所述活塞(29)通过连杆(28)与刷板(27)固定连接。

7.如权利要求6所述的具有调速和排砂功能的旋流沉砂池，其特征在于，所述活塞(29)的制作材料为橡胶。

8.如权利要求5所述的具有调速和排砂功能的旋流沉砂池，其特征在于，所述刷板(27)上固定有距离传感器(30)，所述距离传感器(30)与PLC电连接。

9.如权利要求1所述的具有调速和排砂功能的旋流沉砂池，其特征在于，所述分离室(19)的下方的靠近砂池(23)的一侧设有加热器(32)，所述加热器(32)与PLC电连接。

10.如权利要求1所述的具有调速和排砂功能的旋流沉砂池，其特征在于，所述池体(21)内的顶部设有液位传感器(31)，所述液位传感器(31)与PLC电连接。