CN110252028B - 水利工程用泥砂分离装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了水利工程用泥砂分离装置，包括带有进浆口和沉淀口的分离罐体，分离罐体的顶端设置有驱动电机，驱动电机驱动连接有插入分离罐体的旋流驱动叶，分离罐体从上至下依次包括上锥段、圆筒段、倒锥段，旋流驱动叶与倒锥段之间设置有锥形的泥砂分离网，进浆口设置在圆筒段的侧壁上，沉淀口包括设置在倒锥段锥底的泥浆口和砂砾口，圆筒段的侧壁上设置有连接变频水泵的补水口，圆筒段与上锥段之间设置有与补水口相连的补水旋流器，上锥段内设置有环绕搅拌轴的杂质过滤网，杂质过滤网的顶端设置有与变频水泵连接的循环水管。本发明不仅能将泥、砂及密度较小的杂质进行分离，而且在旋流分离的过程中能够分别排出。

Description

水利工程用泥砂分离装置

技术领域

本发明涉及泥砂分离技术领域，特别是指水利工程用泥砂分离装置。

背景技术

水利工程施工中需要将泥砂浆液进行分离，常用旋流器进行离心分离，分离后可将固体颗粒进行收集二次利用。旋流器的基本原理是将具有一定密度差的液-液、液-固、液-气等两相或多相混合物在离心力的作用下进行分离。将混合液以一定的压力切向进入旋流器，在圆柱腔内产生高速旋转流场。混合物中密度大的组分在旋流场的作用下同时沿轴向向下运动，沿径向向外运动，在到达锥体段沿器壁向下运动，并由底流口排出，这样就形成了外旋涡流场；密度小的组分向中心轴线方向运动，并在轴线中心形成一向上运动的内涡旋，然后由溢流口排出，这样就达到了两相分离的目的。

但是现有的旋流器只能将水利工程中泥砂浆液进行固液粗分离，不能多级分离出泥浆、砂砾和水液，不能最大限度地实现充分利用，而且得到的水液中会掺杂有大量的密度较小的漂浮物，需要筛分装置进行二次或三次分离才能够达到二次利用的目的。

发明内容

针对上述背景技术中的不足，本发明提出水利工程用泥砂分离装置，解决了现有旋流器不能使泥砂浆多级分离直接得到二次利用物的技术问题。

本发明的技术方案是这样实现的：水利工程用泥砂分离装置，包括带有进浆口和沉淀口的分离罐体，分离罐体的顶端设置有驱动电机，驱动电机驱动连接有插入分离罐体的搅拌轴，搅拌轴上设置旋流驱动叶片，所述分离罐体包括圆筒段，圆筒段的下端连接有倒锥段、上端连接有上锥段，所述旋流驱动叶片设置在倒锥段内，旋流驱动叶片与倒锥段之间设置有锥形的泥砂分离网，进浆口设置在圆筒段的侧壁上，沉淀口设置在倒锥段的锥底，沉淀口包括泥浆口和砂砾口，泥浆口位于倒锥段与泥砂分离网之间，砂砾口位于泥砂分离网的底端，所述圆筒段的侧壁上设置有连接变频水泵的补水口，圆筒段与上锥段之间设置有与补水口相连的补水旋流器，上锥段内设置有环绕搅拌轴的杂质过滤网，杂质过滤网的顶端设置有与变频水泵连接的循环水管，杂质过滤网的顶端与上锥段的顶端之间设置有杂质排出口，杂质排出口连接溢流接收管。

进一步地，所述旋流驱动叶片交叉设置在搅拌轴上，旋流驱动叶片靠近泥砂分离网的端部铰接有泥浆清理刷。

进一步地，所述搅拌轴的下端部连接有挡止刷，挡止刷刷毛的长度大于砂砾口的半径。

进一步地，所述杂质过滤网的下端部设置有轴承，轴承的内环套设在搅拌轴的外周面上，轴承的外环与杂质过滤网固定连接。

进一步地，所述补水旋流器包括中空的加压筒，加压筒与搅拌轴同心设置，加压筒下端口密封、上端设置有倾斜向上的射流口，加压筒的底部设置有与补水口相连的送水管，加压筒通过支撑架设置在分离罐体内。

进一步地，所述进浆口配合设置有电控比例阀，电控比例阀连接有控制单元，控制单元还与所述驱动电机和变频水泵相连。

进一步地，所述圆筒段的外壁上设置有支撑架，砂砾口和泥浆口分别连接有收集管道。

本发明不仅能将泥、砂及密度较小的杂质进行分离，而且在旋流分离的过程中能够分别排出。本发明中的泥浆清理刷能在旋流过程中对泥砂分离网进行清扫，在避免泥砂分离网阻塞时，还能加快泥砂的分离。本发明中的挡止刷与泥浆清理刷共同作用，不仅能进一步加强对泥砂分离网的清扫效果，而且在砂砾口上方形成柔性挡止，当砂砾积累到一定量时才能穿过挡止刷排出，而泥浆不能穿过挡止刷落下。另外，本发明中的补水旋流器、杂质过滤网和变频水泵构成了循环供水系统，能够使上锥段内形成上旋流，能够加速密度较小杂质的排出，使泥浆、砂浆和杂质能够充分快速分离。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明的剖视结构示意图；

图2为本发明中补水旋流器的俯视结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有付出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1，水利工程用泥砂分离装置，如图1所示，水利工程用泥砂分离装置，包括带有进浆口4和沉淀口的分离罐体，分离罐体的顶端设置有驱动电机1，驱动电机1驱动连接有插入分离罐体的搅拌轴2，搅拌轴2上设置旋流驱动叶片3。混合浆液从进浆口4进入分离罐体后做旋流运动，进而产生离心作用分离泥浆和砂砾，在驱动电机带动搅拌轴2和旋流叶片3转动下，能够对离心效果进一步加强，离心后的砂砾从沉淀口排出。

所述分离罐体包括圆筒段6，圆筒段6的下端连接有倒锥段7、上端连接有上锥段8，进浆口4设置在圆筒段6的侧壁上，沉淀口设置在倒锥段7的锥底。具有一定压力的混合浆液从进浆口4进入，然后混合浆液沿着上锥段8向上旋流、沿着倒锥段7向下旋流，密度较小的杂质旋流向上游走，砂浆在离心力作用下向下沉淀至沉淀口 5排出。

进一步地，所述旋流驱动叶片3设置在倒锥段7内，因为砂浆密度大，从进浆口4进入的混合浆液中的砂浆会直接下沉至倒锥段7内，旋流驱动叶片3设置在倒锥段7内能够集中对砂砾进行离心分离。

进一步地，旋流驱动叶片3与倒锥段7之间设置有锥形的泥砂分离网9，所述沉淀口包括泥浆口5-1和砂砾口5-2，泥浆口5-1位于倒锥段7与泥砂分离网9之间，砂砾口5-2位于泥砂分离网9的底端。因为随着砂砾下沉的会有大量的泥浆，泥砂分离网9能够隔离砂砾且通过泥浆，在离心力作用下倒锥段内的泥浆会被甩向泥砂分离网9的外侧，从泥浆口5-1排出。而砂砾在离心力的作用下会贴着泥砂分离网9的内壁逐渐下沉，进而从砂砾口5-2排出。砂砾沿着泥砂分离网向下旋转沉淀时，能够对泥砂分离网的网孔进行自清理，防止堵塞后泥浆无法穿过泥砂分离网9分离排出。

进一步地，所述圆筒段6的侧壁上设置有连接变频水泵12的补水口10，圆筒段6与上锥段8之间设置有与补水口10相连的补水旋流器。变频水泵12能够向补水旋流器供水，补水旋流器内的水能够加速上锥段8内的旋流分离，不仅与倒锥段7形成两级离心旋流，使从圆筒段6向上排出的轻质杂质逐渐聚集于顶部排出。

进一步地，所述上锥段8内设置有环绕搅拌轴2的杂质过滤网13，杂质过滤网13的顶端设置有与变频水泵12连接的循环水管14。杂质过滤网13能够将上锥段8内的杂质进行过滤，杂质过滤网13内未不含杂质的过滤水，过滤水通过循环水管14向变频水泵12供水，变频水泵12将过滤水加压输送至补水旋流器循环使用。

所述杂质过滤网13的顶端与上锥段8的顶端之间设置有杂质排出口11，杂质排出口11连接溢流接收管，能够快速将轻质杂质排出，既能够有效快速分离，又能够防止阻塞杂质过滤网13。

实施例2，水利工程用泥砂分离装置，所述旋流驱动叶片3交叉设置在搅拌轴2上，交叉布置旋流驱动叶片3不仅能节省布置数量，而且能够产生更加优良的旋流效果。

旋流驱动叶片3靠近泥砂分离网9的端部铰接有泥浆清理刷15，在驱动电机1带动旋流驱动叶片3转动时，泥浆清理刷15在离心力的作用下会同旋流驱动叶片3一起水平转动，随着驱动电机1转速的不同，泥浆清理刷15的端部能够清理泥沙分离网9不同高度的位置。泥浆清理刷15不仅用于清理泥砂分离网9上粘结的泥浆，而且能够将泥浆压向泥沙分离网9的外部，同时还能够将泥砂分离网9上的砂砾带动旋转，便于泥浆和砂浆的分离收集。

本实施例的其他结构与实施例1相同。

实施例3，水利工程用泥砂分离装置，所述搅拌轴2的下端部连接有挡止刷16，挡止刷16刷毛的长度大于砂砾口5-2的半径。挡止刷16与泥浆清理刷15共同作用，不仅能进一步加强对泥砂分离网9的清扫效果，而且在砂砾口5-2上方形成柔性挡止，当砂砾积累到一定量时才能穿过挡止刷16排出，而泥浆不能穿过挡止刷落下。

本实施例的其他结构与实施例2相同。

实施例4，水利工程用泥砂分离装置，所述杂质过滤网13的下端部设置有轴承17，轴承17的内环套设在搅拌轴2的外周面上，轴承17的外环与杂质过滤网13固定连接。轴承17的设置不仅能够加强搅拌轴2的稳定性，而且能够保证搅拌轴2相对杂质过滤网13转动的安全性。

本实施例的其他结构与实施例1或2或3相同。

实施例5，水利工程用泥砂分离装置，如图1和图2所示，所述补水旋流器包括中空的加压筒11-1，加压筒11-1与搅拌轴2同心设置，加压筒11-1下端口密封、上端设置有倾斜向上的射流口11-2，倾斜向上的射流口11-2能够进一步加强旋流效果。加压筒11-1的底部设置有与补水口10相连的送水管11-3，加压筒11-1通过支撑架11-4设置在分离罐体内。

本实施例的其他结构与实施例1或2或3或4相同。

实施例6，水利工程用泥砂分离装置，所述进浆口4配合设置有电控比例阀18，电控比例阀18连接有控制单元，控制单元还与所述驱动电机1和变频水泵12相连。可以根据不同泥砂混合液的分离需求，控制单元对电控比例阀18、驱动电机1和变频水泵12进行关联控制，以便于达到泥砂混合液最佳的旋流离心分离需求。

本实施例的其他结构与实施例1或2或3或4或5相同。

实施例7，水利工程用泥砂分离装置，所述圆筒段6的外壁上设置有支撑架19，支撑架19便于将整个装置移动至不同位置固定使用。砂砾口5-2和泥浆口5-1分别连接有收集管道，便于将分离后得到的物质进行分类运输或者存储。

本实施例的其他结构与实施例1或2或3或4或5或6相同。

本发明未详尽之处均为本领域技术人员所公知的常规技术手段。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.水利工程用泥砂分离装置，包括带有进浆口（4）和沉淀口的分离罐体，分离罐体的顶端设置有驱动电机（1），驱动电机（1）驱动连接有插入分离罐体的搅拌轴（2），搅拌轴（2）上设置旋流驱动叶片（3），其特征在于：所述分离罐体包括圆筒段（6），圆筒段（6）的下端连接有倒锥段（7）、上端连接有上锥段（8），所述旋流驱动叶片（3）设置在倒锥段（7）内，旋流驱动叶片（3）与倒锥段（7）之间设置有锥形的泥砂分离网（9），进浆口（4）设置在圆筒段（6）的侧壁上，沉淀口设置在倒锥段（7）的锥底，沉淀口包括泥浆口（5-1）和砂砾口（5-2），泥浆口（5-1）位于倒锥段（7）与泥砂分离网（9）之间，砂砾口（5-2）位于泥砂分离网（9）的底端，所述圆筒段（6）的侧壁上设置有连接变频水泵（12）的补水口（10），圆筒段（6）与上锥段（8）之间设置有与补水口（10）相连的补水旋流器，上锥段（8）内设置有环绕搅拌轴（2）的杂质过滤网（13），杂质过滤网（13）的顶端设置有与变频水泵（12）连接的循环水管（14），杂质过滤网（13）的顶端与上锥段（8）的顶端之间设置有杂质排出口（11），杂质排出口（11）连接溢流接收管。

2.根据权利要求1所述的水利工程用泥砂分离装置，其特征在于：所述旋流驱动叶片（3）交叉设置在搅拌轴（2）上，旋流驱动叶片（3）靠近泥砂分离网（9）的端部铰接有泥浆清理刷（15）。

3.根据权利要求2所述的水利工程用泥砂分离装置，其特征在于：所述搅拌轴（2）的下端部连接有挡止刷（16），挡止刷（16）刷毛的长度大于砂砾口（5-2）的半径。

4.根据权利要求3所述的水利工程用泥砂分离装置，其特征在于：所述杂质过滤网（13）的下端部设置有轴承（17），轴承（17）的内环套设在搅拌轴（2）的外周面上，轴承（17）的外环与杂质过滤网（13）固定连接。

5.根据权利要求1-4任一项所述的水利工程用泥砂分离装置，其特征在于：所述补水旋流器包括中空的加压筒（11-1），加压筒（11-1）与搅拌轴（2）同心设置，加压筒（11-1）下端口密封、上端设置有倾斜向上的射流口（11-2），加压筒（11-1）的底部设置有与补水口（10）相连的送水管（11-3），加压筒（11-1）通过支撑架设置在分离罐体内。

6.根据权利要求5所述的水利工程用泥砂分离装置，其特征在于：所述进浆口（4）配合设置有电控比例阀（18），电控比例阀（18）连接有控制单元，控制单元还与所述驱动电机（1）和变频水泵（12）相连。

7.根据权利要求5所述的水利工程用泥砂分离装置，其特征在于：所述圆筒段（6）的外壁上设置有支撑架，砂砾口（5-2）和泥浆口（5-1）分别连接有收集管道。

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