CN111484100A - 一种双螺旋流道式旋流分离井 - Google Patents

Abstract

一种双螺旋流道式旋流分离井，包括进水管、出水管、外井以及设置在外井内的旋流分离系统；旋流分离系统包括筒盖、螺旋导流筒、螺旋中心导流柱和砂斗；螺旋中心导流柱同心位于螺旋导流筒内，二者通过筒盖连接一体；螺旋导流筒为上下开口的螺旋管状筒体，在筒壁内外分别形成内螺旋流道和第一外螺旋流道，螺旋中心导流柱由上螺旋柱体和下锥体连接构成，上螺旋柱体外壁有第二外螺旋流道；进水管安装在螺旋导流筒的偏心位置，出水管贯穿螺旋导流筒以切线方向设在螺旋中心导流柱上端；砂斗在外井内壁上并位于螺旋导流筒和螺旋中心导流柱的正下方。本发明能够显著提高分离效率，提高单位污水井或雨水井的可容纳流量。

Description

一种双螺旋流道式旋流分离井

技术领域

本发明涉及一种水力旋流分离井，尤其是一种双螺旋流道式旋流分离井，适用于雨水和污水的预处理。

背景技术

目前，公知的，水力旋流分离井安装于雨水管井内，利用涡流作用持续分离雨水中的漂浮物和悬浮物，对排入自然水体的雨水进行预处理，防止雨水对受纳水体造成污染。

现有水力旋流分离井的主体基本上为紧凑的圆井，内设处理系统。整体安装于雨水管井内，包括一个内层圆形处理井室和外层圆形处理井室。外层井室为圆柱形，其上开有进水口，沿切线进入的雨水依靠圆柱内表面形成离心作用，从而持续分离水中的悬浮物。而内层井室也是圆柱形，一方面发挥溢流的作用重新进入外层井室完成循环分离，另一方面通过内层井室上的出水口将处理后的水排入自然水体。

例如，已知的一种初雨旋流分离井，包括井体、外旋流筒和内旋流筒，井体两侧设有进水管和出水管，井体内壁设有支撑环，外旋流筒搁置于支撑环上，外旋流筒顶部设有开口，侧壁设有与进水管对接的进水口和与出水管对接的出水口，底部设有穿过支撑环的锥状筒，锥状筒的底部设有底流口，内旋流筒同轴固定于外旋流筒内，内旋流筒的出水口与外旋流筒的出水口对齐，并与井体出水管连通。通过离心作用，初雨中粗颗粒物和悬浮物可被分离。

综上可知，现有水力旋流分离井主要依靠圆柱内表面，以重力流方式运行，仅仅通过水力涡流方式运行来粗略分离水中的较大体积或重量的悬浮物，但对雨水中沉沙等粗颗粒物的分离却发挥不了很大的作用，这种分离井必须保证适宜的进水量，在特定条件才可以实现雨水中沉砂的分离，而在进水量过大或者过小的条件下，分离效率不高。

发明内容

为了克服现有技术的上述不足，本发明提供一种双螺旋流道式旋流分离井，该分离井能够显著提高分离效率，提高单位污水井或雨水井的可容纳流量。

本发明解决其技术问题采用的技术方案是：包括进水管、出水管、外井以及设置在外井内的旋流分离系统，进水管和出水管均贯穿外井与旋流分离系统连通；其特征是：所述的旋流分离系统包括筒盖、螺旋导流筒、螺旋中心导流柱和砂斗；螺旋中心导流柱同心位于螺旋导流筒内，二者的上端通过筒盖连接一体；螺旋导流筒为上下开口的螺旋管状筒体，在筒壁内外分别形成内螺旋流道和第一外螺旋流道，螺旋中心导流柱由上螺旋柱体和下锥体连接构成，上螺旋柱体外壁上具有第二外螺旋流道；进水管安装在螺旋导流筒的上部偏心位置，出水管贯穿螺旋导流筒并以切线方向安装在螺旋中心导流柱的上端；砂斗安装在外井的内壁上，并位于螺旋导流筒和螺旋中心导流柱的正下方。

相比现有技术，本发明的一种双螺旋流道式旋流分离井，通过在外井内设有包含螺旋导流筒和螺旋中心导流柱的旋流分离系统，从而在形成了两级分离处理过程，初级的分离处理主要通过螺旋导流筒外壁上的第一外螺旋流道，加强初分离效率，使大颗粒的高效地分离出来直接进入系统底部的砂斗，而第二级的分离处理，主要针对颗粒较小的杂物或泥沙，利用螺旋导流筒内表面的内螺旋流道与螺旋中心导流柱外表面的第二外螺旋流道，产生联合加强离心力，最终将干净的水向上从出水管排出，而分离出的细颗粒杂污、砂砾则在流体惯性离心力和自身重力作用下，沿螺旋中心导流柱的下锥体壁面落入下部的砂斗中。综上可见，本发明的内外双外螺旋离心加内辅助离心的处理过程，能够充分利用并持续加强水力旋流形成的离心力，实现高效率的固液分离，不再受进水量大小的影响；还增加了过水效率，特别是在来水峰值时，处理水量显著增多。

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是本发明一个实施例的立体图。

图2是本发明一个实施例的俯视图。

图3是图2中A-A的剖视图。

图4是本发明实施例中旋流分离系统的主视图。

图5是本发明实施例中螺旋导流筒的结构示意图。

图6是图5中B-B的剖视图。

图7是本发明实施例中螺旋中心导流柱的俯视图。

图8是本发明实施例中螺旋中心导流柱的主视图。

图9是图8中C-C的剖视图。

图中，100、外井，110、液位计，200、旋流分离系统，210、筒盖，211、提手，220、螺旋导流筒，221、第一外螺旋流道，222、内螺旋流道，230、螺旋中心导流柱，231、上螺旋柱体，2311、第二外螺旋流道，232、下锥体，240、砂斗，241、围挡，242、导流通道，300、出水管，400、进水管。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，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做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明的保护范围。

图1至图4示出了本发明一个较佳的实施例的结构示意图，图1-3中的一种双螺旋流道式旋流分离井，包括进水管400、出水管300、外井100以及设置在外井100内的旋流分离系统200，进水管400和出水管300均贯穿外井100与旋流分离系统200连通；其中的外井100至少是污水井或雨水井的外井100。优选地，所述进水管400的出水口与第一外螺旋流道221衔接，出水管300的进水口与第二外螺旋流道2311衔接，最好是在衔接处开设相应的缺口，用于与进出的水流流畅衔接，保障流通的效率最大化。

参见图4、图5-6和图7-8，在本实施例中，所述的旋流分离系统200包括筒盖210、螺旋导流筒220、螺旋中心导流柱230和砂斗240；螺旋中心导流柱230同心位于螺旋导流筒220内，二者的上端通过筒盖210连接一体；更具体地，所述筒盖210的中心开有通孔，螺旋中心导流柱230穿过通孔，螺旋中心导流柱230的上端部位于筒盖210上方。螺旋导流筒220为上下开口的螺旋管状筒体，在筒壁内外分别形成内螺旋流道222和第一外螺旋流道221，螺旋中心导流柱230由上螺旋柱体231和下锥体232连接构成，上螺旋柱体231的外壁上具有第二外螺旋流道2311；进水管400安装在螺旋导流筒220的上部偏心位置，出水管300贯穿螺旋导流筒220并以切线方向安装在螺旋中心导流柱230的上端。优选地，螺旋导流筒220和螺旋中心导流柱230采用注塑模一次成型构造，可以最大化减小水阻损失，当水沿切线进入螺旋导流筒220的第一外螺旋流道221时，在螺旋下降的流道中，利于充分利用水力旋流形成的离心力，高效率实现固液分离。

在本实施例中，砂斗240安装在外井100的内壁上，并位于螺旋导流筒220和螺旋中心导流柱230的正下方。优选地，所述的砂斗240通过可拆卸的方式安装在外井100上，这样旋流带来的砂砾、污物汇集到底部砂斗240后，可以把砂斗240拆卸下来进行清理，或者采用吸泥机的管道从导流柱的中心插入吸走泥污。如图4所示，砂斗240的形状为倒圆锥形，上部大的开口为进料端，下部小的开口为出料端，为了提高承载量，还可以在进料端的边缘增设围挡241，为了便于收集污物、砂砾及淤泥，还可以考虑将出料端加装导流通道242，导流通道242上还可以安装阀门，从而方便后续的智能化操作。预避免分离物侧漏，砂斗240与旋流分离系统200的距离要适中，太近或太远都会产生外溅或遗漏，造成不能准确进入砂斗240，当旋流分离系统200中螺旋中心导流柱230的下锥体232下平面与砂斗240的进料端所在平面处于同一水平面时为宜。

在一个优选的实施例中，考虑分离效果最优化，所述第一外螺旋流道221的旋向及倾斜角度，与第二外螺旋流道2311的旋向和倾斜角度，均保持一致。进一步优选地，所述螺旋导流筒220上第一外螺旋流道221的数量和间距，与螺旋中心导流柱230上第二外螺旋流道2311的数量及间距，都一样。

为了实现安装使用的方便性，所述的筒盖210与螺旋导流筒220、螺旋中心导流柱230之间均为可拆卸式连接。更进一步的改进是，所述的筒盖210上端还设有提手211，提手211的具体形状、数量和位置都不做限定，只要满足手持的使用需要即可，从而可以进一步提供操作的便利性。

在一个改进实施例中，所述外井100的内壁上还安装液位计110，液位计110位于旋流分离系统200的上方。当积累在砂斗240中的杂物到一定程度时，分离井的处理能力下降，液位升高，液位计110监测到液位升高，清理即可，更加智能化。

本发明的工作原理：主要利用离心分离的原理，进水管400安装在筒体的偏心位置，当污水或雨水通过进水管400进入外井100后，先后经过旋流分离系统200的螺旋导流筒220和螺旋中心导流柱230产生的两重加强离心处理，具体是首先沿螺旋导流筒220的第一外螺旋流道221的切线方向形成旋转斜向下的周围流体，水流旋转着向下推移，当水流达到螺旋中心导流柱230的下锥体232后，转而沿螺旋导流筒220的内螺旋流道222的轴心以及螺旋中心导流柱230的第二外螺旋流道2311向上旋转，最后经切线方向出水管高效排出；经螺旋导流筒220初级离心后产生的粗颗粒杂污或泥砂直接掉入砂斗240，进而再经过螺旋导流筒220和螺旋中心导流柱230复合离心处理的细颗粒杂污、砂砾则在流体惯性离心力和自身重力作用下，沿螺旋中心导流柱230的下锥体232的壁面落入下部的砂斗240中。积累在砂斗240中的杂物到一定程度时，分离井的处理能力下降，液位升高，液位计110监测到液位升高，清理即可。

本发明利用第一外螺旋流道221，内螺旋流道222+第二外螺旋流道2311，这种二级离心处理过程，提高了分离效率，提高了单位污水井的可容纳流量；分离井带液位检测，可根据液位检测判断底部沉砂堆积情况，不同分离井分别设置液位检测，实现同步流量监测，自动化分流调节。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明做任何形式上的限制，凡是依据本发明的技术实质，对以上实施例所做出任何简单修改和同等变化，均落入本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种双螺旋流道式旋流分离井，包括进水管（400）、出水管（300）、外井（100）以及设置在外井（100）内的旋流分离系统（200），进水管（400）和出水管（300）均贯穿外井（100）与旋流分离系统（200）连通；其特征是：所述的旋流分离系统（200）包括筒盖（210）、螺旋导流筒（220）、螺旋中心导流柱（230）和砂斗（240）；螺旋中心导流柱（230）同心位于螺旋导流筒（220）内，二者的上端通过筒盖（210）连接一体；螺旋导流筒（220）为上下开口的螺旋管状筒体，在筒壁内外分别形成内螺旋流道（222）和第一外螺旋流道（221），螺旋中心导流柱（230）由上螺旋柱体（231）和下锥体（232）连接构成，上螺旋柱体（231）外壁上具有第二外螺旋流道（2311）；进水管安装在螺旋导流筒（220）的上部偏心位置，出水管（300）贯穿螺旋导流筒（220）并以切线方向安装在螺旋中心导流柱（230）的上端；砂斗（240）安装在外井（100）的内壁上，并位于螺旋导流筒（220）和螺旋中心导流柱（230）的正下方。

2.根据权利要求1所述的一种双螺旋流道式旋流分离井，其特征是：所述第一外螺旋流道（221）的旋向及倾斜角度，与第二外螺旋流道（2311）的旋向和倾斜角度，均保持一致。

3.根据权利要求2所述的一种双螺旋流道式旋流分离井，其特征是：所述螺旋导流筒（220）上第一外螺旋流道（221）的数量和间距，与螺旋中心导流柱（230）上第二外螺旋流道（2311）的数量及间距，都一样。

4.根据权利要求1或2或3所述的一种双螺旋流道式旋流分离井，其特征是：所述进水管（400）的出水口与第一外螺旋流道（221）衔接，出水管（300）的进水口与第二外螺旋流道（2311）衔接。

5.根据权利要求1或2或3所述的一种双螺旋流道式旋流分离井，其特征是：所述砂斗（240）的形状为倒圆锥形，上开口为进料端，下开口为出料端，在进料端的边缘上部设置一圈围挡（241），出料端的末端设有导流通道（242）。

6.根据权利要求1或2或3所述的一种双螺旋流道式旋流分离井，其特征是：所述的筒盖（210）与螺旋导流筒（220）、螺旋中心导流柱（230）之间均为可拆卸式连接；所述的砂斗（240）通过可拆卸的方式安装在外井（100）上。

7.根据权利要求1或2或3所述的一种双螺旋流道式旋流分离井，其特征是：所述的筒盖（210）上端还设有提手（211）。

8.根据权利要求1或2或3所述的一种双螺旋流道式旋流分离井，其特征是：所述外井（100）的内壁上还安装液位计（110），液位计（110）位于旋流分离系统（200）的上方。

Images