CN110478978A - 一种圆形自排沙式重力沉沙过滤池 - Google Patents

一种圆形自排沙式重力沉沙过滤池 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种圆形自排沙式重力沉沙过滤池，涉及一种沉沙池。包括外层沉沙池，所述的外层沉沙池包括引水渠段、离心沉沙段、调流段和尾部沉沙段，且所述的引水渠段、离心沉沙段、调流段和尾部沉沙段共同形成了一封闭的内层沉沙池。所述的尾部沉沙段和内层沉沙池之间设置有第一溢流堰。所述引水渠段、离心沉沙段和调流段的内侧设置有第二溢流堰，且第二溢流堰和外层沉沙池的内侧壁共同形成了一清水区。所述离心沉沙段的凹岸设置有排沙廊道，所述内层沉淀池的底部设置有第三进沙孔，所述清水池的下端设置有排水管。该沉沙过滤池不仅能够有效的去除渠道中水中的推移质颗粒和悬浮质颗粒，而且可以通过自身装置实现自动排沙。

Description

一种圆形自排沙式重力沉沙过滤池
技术领域
本发明涉及一种沉沙池，具体地说是一种应用于渠道的具有去除渠水中推移质颗粒和悬浮质颗粒功能的圆形自排沙式重力沉沙过滤池。
背景技术
在降雨不均衡的缺水地区，水资源短缺严重制约了当地人民生活和经济发展，为解决这一问题，除了加强人们的节水意识，限制地下水开采等措施外，更为积极、主动的方式则是实施地下水资源的人工回灌。
目前，在黄河下游地区，为了积极应对水资源短缺和充分利用雨洪资源，人们常常通过渠道把收集的雨洪水和引用的黄河水通过回灌设施(回灌井或回灌池)回灌至地下含水层。但是回灌过程中发生的堵塞问题严重影响了回灌设施的回灌效率、维护成本和使用寿命。地下水人工回灌问题的产生与回灌水质、颗粒组成特征等多种因素有关，根据成因将堵塞分为物理堵塞、化学堵塞和生物堵塞。其中，物理堵塞是回灌井和地表回灌系统发生堵塞的主要原因，最典型的是推移质颗粒和悬浮质颗粒的堵塞。
发明内容
针对上述问题，本发明提供了一种圆形自排沙式重力沉沙过滤池，该沉沙过滤池不仅能够有效的去除渠道中水中的推移质颗粒和悬浮质颗粒，而且可以通过自身装置实现自动排沙。
本发明解决其技术问题所采取的技术方案是：
一种圆形自排沙式重力沉沙过滤池，包括外层沉沙池，所述的外层沉沙池包括引水渠段、离心沉沙段、调流段和尾部沉沙段，且所述的尾部沉沙段的尾端延伸至所述引水渠段的侧壁上，所述的引水渠段、离心沉沙段、调流段和尾部沉沙段共同形成了一封闭的内层沉沙池；
所述的尾部沉沙段和内层沉沙池之间设置有第一溢流堰；
所述引水渠段、离心沉沙段和调流段的内侧设置有高度小于第一溢流堰的第二溢流堰，且所述的第二溢流堰和外层沉沙池的内侧壁共同形成了一封闭的清水区；
所述离心沉沙段的凹岸设置有排沙廊道，且所述排沙廊道的尾端设置有第一排沙管，所述的第一排沙管上设置有第一排沙阀门；
所述内层沉淀池的底部设置有第三进沙孔，且所述的第三进沙孔通过第三排沙管与外界连通，所述第三排沙管上设置有第三排沙阀门；所述内层沉沙池的上方固定设置有一横担支架，所述的横担支架上设置有丝杆和丝母，所述丝杆的下端设置有用于锥形塞；
所述清水池的下端设置有排水管，所述排水管的外端设置有排水阀门。
进一步地，所述的引水渠段和尾部沉沙段为直线型结构，所述的离心沉沙段和调流段为弧形结构。
进一步地，所述离心沉沙段对应的圆心角在120°-200°之间。
进一步地，所述的调流段设置有调流板，所述的调流板上均布设置有调流孔。
进一步地，所述调流孔的直径，从上往下依次增大，从两侧到中间依次减小。
进一步地，所述调流段和尾部沉淀段的深度大于所述离心沉沙段的深度，且所述的调流板设置于所述调流段和离心沉沙段之间的过渡斜坡的后方，所述调流段的宽度沿着水流动的方向逐渐变大。
进一步地，所述的排沙廊道上设置有盖板，所述的盖板上设置有多个第一进沙孔。
进一步地，所述离心沉沙段的底面呈内高外低的斜坡状。
进一步地，所述尾部沉淀区的底面上设置有第二排沙管，所述的第二排沙管上设置有第二排沙阀门。
进一步地，所述的第三进沙孔上设置有排沙漏斗。
本发明的有益效果是：
1、通过设置内外两层沉沙池可以使水中的推移质颗粒和悬浮质颗粒充分沉淀，达到把泥沙分离的效果。
2、通过把外层沉沙池的离心沉沙段的底面设置成内高外低的斜坡状，并在凹岸侧池底设置排沙廊道，水流在外层沉沙池的离心沉沙段流动时产生离心力，使得水流中的推移质颗粒在由离心力产生的横向环流的作用下移向凹岸侧，再经第一进沙孔进入排沙廊道，最后经第一排沙管排出。
3、通过在引水渠段安装拦污栅，可以把渠水的水草、漂木等较大杂物拦截在沉沙池外。
4、通过在入池水闸后安装多个过滤网，且过滤网的目数沿着水流方向依次增大，可以有效拦截渠水中较小的杂物等漂浮物。
5、通过增大调流段的深度和宽度，在离心沉沙段和调流段之间设置过渡斜坡，并在斜坡的后侧设置调流板，可以更大程度的增加外层沉沙池的容积，更有利于沉降，使进入尾部沉沙段的水流流速分布更加均匀平稳，降低水流的紊动强度，更有利于悬浮质颗粒沉淀。
6、通过在内层沉沙池的中心设置排沙漏斗，去除内侧沉沙池的泥沙时，排水漏斗会形成三维螺旋流，使得泥沙更快的流入排沙管得以移除。
附图说明
图1为沉沙过滤池的俯视图；
图2为图1中的A-A剖视图；
图3为图1中的B-B剖视图；
图4为图2中A部分的放大结构示意图；
图5为图3中B部分的放大结构示意图；
图6为图1中的C-C剖视图；
图7为调流板上调流孔的布置结构示意图；
图8为图1中的D-D剖视图。
图中：1-外层沉沙池，111-拦污栅，112-入池水闸，113-过滤网，121-排沙廊道，122-盖板，123-第一进沙孔，124-第一排沙管，125-第一排沙阀门，131-调流板，132-调流孔，141-第二进沙孔，142-第二排沙管，143-第二排沙阀门，2-内层沉沙池，21-排沙漏斗，22-第三排沙管，23-第三排沙阀门，24-横担支架，241-丝母块，25-丝杆，251-锥形塞，252-锁紧螺母，3-第一溢流堰，4-清水池，41-排水管，42-排水阀门，5-第二溢流堰。
具体实施方式
为了方便描述，现以水流流动的方向为后，来水的方向为前。
如图1所示，一种圆形自排沙式重力沉沙过滤池包括外层沉沙池1，所述的外层沉沙池1沿着水流动的方向依次划分为引水渠段、离心沉沙段、调流段和尾部沉沙段，其中所述的引水渠段和尾部沉沙段为直线型结构，所述的离心沉沙段和调流段为弧形结构，且所述的尾部沉沙段的尾端延伸至所述引水渠段的侧壁上，所述的引水渠段、离心沉沙段、调流段和尾部沉沙段共同形成了一封闭的内层沉沙池2。
所述的尾部沉沙段和内层沉沙池2之间设置有第一溢流堰3，且所述第一溢流堰3的高度第一所述外层沉沙池1的侧壁的高度，外层沉沙池1内的水通过第一溢流堰3溢流到所述的内层沉沙池2内。
如图1所示，所述外层沉沙池1的引水渠段、离心沉沙段和调流段的内侧设置有第二溢流堰5，所述第二溢流堰5的高度低于所述第一溢流堰3的高度，且所述的第二溢流堰5和外层沉沙池1的内侧壁共同形成了一封闭的清水区。在内层沉沙池2内经过静置沉淀的清水通过第二溢流堰5溢流到清水池4内。
如图3和图8所示，所述离心沉沙段的凹岸(即底面的外侧)设置有排沙廊道121，所述的排沙廊道121上设置有盖板122，且所述的盖板122上沿着水流动的方向设置有多个第一进沙孔123。所述排沙廊道121的尾端设置有第一排沙管124，且所述的排沙廊道121通过第一排沙管124与外界相连通。所述第一排沙管124的外端设置有第一排沙阀门125。
进一步地，所述盖板122上相邻两个第一进沙孔123之间距离沿水流动的方向逐渐变大，即按照前密后疏的方式排列布置。
进一步地，如图3所示，所述离心沉沙段的底面呈内高外低的斜坡状，这样更有利于推移质颗粒和部分悬移质颗粒通过第一进沙孔123进入排沙廊道121。优选的，所述离心沉沙段底面的横向坡度为1/8-1/10。
在离心沉沙段水流产生离心环流时，不可避免地要出现底部泥沙剧烈搅动，通过将离心沉沙段的底面设置成横向的斜坡，这样,池底的泥沙便不是向上,而是沿着池底斜坡向下移动。因此,不仅消除了上升环流的搅动,同时横向逆坡又加强了环流作用,增大了推移力,使所有沉积在外层沉淀池的泥沙都移到第一进沙孔123附近而被冲到排沙廊道121。
进一步地，所述离心沉沙段对应的圆心角在120°-200°之间，作为一种具体实施方式，本实施例中所述离心沉沙段对应的圆心角为180°。
如图1所示，所述的调流段设置有调流板131，所述的调流板131上均布设置有调流孔132。优选的，如图7所示，所述调流板131上的调流孔132采用下大上小，两端大中间小的规律进行布局，即所述调流孔132的直径，从上往下依次增大，从两侧到中间依次减小。通过调流板131的水流，水流的流速会更加均匀平稳。水流通过调流板131后，流速均匀变缓，泥沙在外层沉沙池1的尾部沉淀段得到沉降。
进一步地，为了增大外层沉沙池1的容积，如图1和图6所示，所述调流段和尾部沉淀段的深度大于所述离心沉沙段的深度，在离心沉沙段和调流段之间设置过渡斜坡，所述的调流板131设置于所述过渡斜坡的后方。
进一步地，所述调流段的宽度沿着水流动的方向逐渐变大，且所述调流段的内侧壁与所述离心沉淀段的内侧壁直径相同，所述调流段的外侧壁与所述离心沉淀段的外侧壁平滑过渡。
如图1和图3所示，所述尾部沉淀区的底面上设置有第二进沙孔141，且所述的第二进沙孔141通过第二排沙管142与外界相连通，所述第二排沙管142的外端设置有第二排沙阀门143。
如图1和图2所示，所述内层沉淀池的底部中心位置设置有第三进沙孔，且所述的第三进沙孔通过第三排沙管22与外界相连通，所述第三排沙管22的外端设置有第三排沙阀门23。所述内层沉沙池2的上方设置有一横担支架24，且所述横担支架24的两端分别与所述外层沉沙池1的内侧壁固定连接。如图4所示，所述的横担支架24上设置有一丝杆25，且所述的丝杆25穿过所述的横担支架24延伸至所述横担支架24的下方。所述的丝杆25上设置有丝母块241，且所述的丝母块241通过螺钉与所述的横担支架24固定连接。所述丝杆25的下端设置有用于封堵所述第三进沙孔的锥形塞251，所述的丝杆25上位于所述丝母块241的上方设置有锁紧螺母252。
进一步地，如图2所示，所述的第三进沙孔上设置有排沙漏斗21。通过在内层沉沙池2的中心设置排沙漏斗21，去除内侧沉沙池的泥沙时，排水漏斗会形成三维螺旋流，使得泥沙更快的流入排沙管得以移除。
如图2所示，所述清水池4的深度大于所述外层沉沙池1的最大深度，所述清水池4的下端设置有排水管41，且所述的清水池4通过排水管41与外界相连通，所述排水管41的外端设置有排水阀门42。
如图1所示，所述第一溢流堰3与外层沉沙池1所形成的缺口的后端与所述尾部沉沙池的尾端之间具有一定的距离M，这样，可以避免水流在尾部沉沙段的尾部因池壁的阻挡而导致水流产生局部的回旋，从而降低出池水流的含沙量。
如图1所示，所述的引水渠段沿着水流方向依次设置有拦污栅111、入池水闸112和过滤网113。
优选的，所述的过滤网113设置有多层，且所述过滤网113的目数沿着水流动的方向依次增大。

Claims (10)

1.一种圆形自排沙式重力沉沙过滤池，其特征在于：包括外层沉沙池，所述的外层沉沙池包括引水渠段、离心沉沙段、调流段和尾部沉沙段，且所述的尾部沉沙段的尾端延伸至所述引水渠段的侧壁上，所述的引水渠段、离心沉沙段、调流段和尾部沉沙段共同形成了一封闭的内层沉沙池；
所述的尾部沉沙段和内层沉沙池之间设置有第一溢流堰；
所述引水渠段、离心沉沙段和调流段的内侧设置有高度小于第一溢流堰的第二溢流堰，且所述的第二溢流堰和外层沉沙池的内侧壁共同形成了一封闭的清水区；
所述离心沉沙段的凹岸设置有排沙廊道，且所述排沙廊道的尾端设置有第一排沙管，所述的第一排沙管上设置有第一排沙阀门；
所述内层沉淀池的底部设置有第三进沙孔，且所述的第三进沙孔通过第三排沙管与外界连通，所述第三排沙管上设置有第三排沙阀门；所述内层沉沙池的上方固定设置有一横担支架，所述的横担支架上设置有丝杆和丝母，所述丝杆的下端设置有用于锥形塞；
所述清水池的下端设置有排水管，所述排水管的外端设置有排水阀门。
2.根据权利要求1所述的一种圆形自排沙式重力沉沙过滤池，其特征在于：所述的引水渠段和尾部沉沙段为直线型结构，所述的离心沉沙段和调流段为弧形结构。
3.根据权利要求2所述的一种圆形自排沙式重力沉沙过滤池，其特征在于：所述离心沉沙段对应的圆心角在120°-200°之间。
4.根据权利要求1所述的一种圆形自排沙式重力沉沙过滤池，其特征在于：所述的调流段设置有调流板，所述的调流板上均布设置有调流孔。
5.根据权利要求4所述的一种圆形自排沙式重力沉沙过滤池，其特征在于：所述调流孔的直径，从上往下依次增大，从两侧到中间依次减小。
6.根据权利要求4所述的一种圆形自排沙式重力沉沙过滤池，其特征在于：所述调流段和尾部沉淀段的深度大于所述离心沉沙段的深度，且所述的调流板设置于所述调流段和离心沉沙段之间的过渡斜坡的后方，所述调流段的宽度沿着水流动的方向逐渐变大。
7.根据权利要求1所述的一种圆形自排沙式重力沉沙过滤池，其特征在于：所述的排沙廊道上设置有盖板，所述的盖板上设置有多个第一进沙孔。
8.根据权利要求1所述的一种圆形自排沙式重力沉沙过滤池，其特征在于：所述离心沉沙段的底面呈内高外低的斜坡状。
9.根据权利要求1所述的一种圆形自排沙式重力沉沙过滤池，其特征在于：所述尾部沉淀区的底面上设置有第二排沙管，所述的第二排沙管上设置有第二排沙阀门。
10.根据权利要求1所述的一种圆形自排沙式重力沉沙过滤池，其特征在于：所述的第三进沙孔上设置有排沙漏斗。
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