CN112777659B - 河道水体小型滤藻装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种河道水体小型滤藻装置，包括轮叶、凸轮、外圈、小齿轮、大齿轮、传动轴、活塞、缸体、引藻管、引藻止回阀、排藻止回阀、静流罩和静流片，静流罩和静流片构成静藻机构，轮叶、小齿轮、大齿轮、凸轮、外圈和传动轴构成动力机构，引藻管、引藻止回阀、排藻止回阀、过度管、弯头和排藻管构成排藻机构；主轴上设有轮叶和小齿轮，小齿轮旁设有大齿轮，大齿轮中心的辅轴上设有凸轮，凸轮的外围设有外圈，外圈底部设有传动轴，主视图上底盒右边的净水区内设有缸体、缸体内设有活塞，活塞顶面与传动轴底端连接，引藻管内设有引藻止回阀，缸体底部内设有排藻止回阀，本装置的水流处理量较大，滤藻效果较好，滤藻速度较快。

Description

河道水体小型滤藻装置

技术领域

本发明涉及环境水体过滤设备，尤其涉及一种河道水体小型滤藻装置，属于环保技术领域。

背景技术

近年来，我国在环境治理方面投入了大量人力和财力，空气质量和水体质量有了很大改善，许多山体、树林、湖泊和江河的生态得到修复，但是，一些城市或农村的小河或支流的情况不容乐观，一到夏天气温较高和太阳曝晒时，小河和支流中的蓝藻就会爆发，出现蓝藻水华现象，水面绿油油一片，水体内部浑浊不堪。在湖泊和河道水体的治理方面，目前已有许多技术，除了有固定的大型滤藻基站外，还有各种可移动的滤藻设备，有的还利用了太阳能、风能和波浪能等新能源技术，有的还采用了GPS定位。上述技术各有特点，一定程度上都能减轻水体的含藻浓度，但这些技术中有的造价昂贵，有的体积较大，有的处理周期较长，有的水流处理量不大，有的设备排藻功能不强。

发明内容

本发明的目的在于提供一种适用于小河流使用的固定式的水流处理量较大，滤藻效果较好，滤藻速度较快，有自身排藻功能的河道水体小型滤藻装置。

本发明所要解决的技术问题是通过以下技术方案实现的：本装置包括轮叶、凸轮、外圈、小齿轮、大齿轮、传动轴、活塞、缸体、引藻管、引藻止回阀、排藻止回阀、静流罩和静流片，静流罩和静流片构成静藻机构，轮叶、小齿轮、大齿轮、凸轮、外圈和传动轴构成动力机构，引藻管、引藻止回阀、排藻止回阀、过度管、弯头和排藻管构成排藻机构。

口框在俯视图上为正方形，其下方设有四根立杆，立杆顶端与口框连接，四块滤箱侧板和两块滤箱底板组成无盖箱体，箱体的四条棱边分别与四根立杆的内棱连接，箱体底部的两块滤箱底板之间留有间隔，间隔下方为所述的底盒，底盒短侧板与滤箱侧板的接缝下方设有管型边条，边条上设有可卸载的静流罩，静流罩上开有八条槽口，静流罩的下底面上设有若干垂直的静流片。

两块滤箱底板上均设有四个片状滤芯，此处片状滤芯的底部与滤箱底板连接，滤盒底板上设有八个片状滤芯，此处片状滤芯的底部与滤盒底板连接且八个片状滤芯分别穿过静流罩上的八条槽口，滤箱侧板、滤箱底板、长侧板、短侧板、滤盒底板、滤芯侧板和滤芯端板的表面均敷着编织密度为目的不锈钢丝网。

所有片状滤芯的顶部均设有透气分管，各个透气分管通过连管和三通与透气总管联通，当片状滤芯滤水时，透气机构可使滤芯内的水流流畅，防止外部大气压影响滤芯内的水流流动，撑管起支撑作用，防止片状滤芯和透气机构在水流冲击下左右晃动。

底盒中的静流罩下方片状滤芯部分的外部为静藻区，滤箱底板、滤盒底板与过度池池底之间的区域为净水区，净水区在主视图上呈凹字形，净水区中，底盒两侧均设置出水管。

俯视图上弧形槽板两侧的口框上均设有主轴座，两个主轴座之间设有主轴，主轴中部设有轮叶，主轴上且靠近右边的主轴座处设有小齿轮，小齿轮旁设有大齿轮，大齿轮中心的辅轴上设有凸轮，凸轮的外围设有外圈，外圈底部设有传动轴，辅轴座底部与口框的一边连接，辅轴的一端穿在辅轴座内，辅轴的另一端穿在撑杆上部的轴孔内，主轴座、辅轴座和所述的轴孔内均嵌有轴承。

主视图上底盒右边的净水区内设有缸体、引藻管、过度管和弯头，引藻管的一端与底盒联通，引藻管的另一端与缸体联通，缸体内设有活塞，活塞顶面与传动轴底端连接，引藻管内设有引藻止回阀，缸体底部内设有排藻止回阀，过度管的一端为圆形口，另一端为长方形口，圆形口与缸体底部联通，长方形口与弯头联通，右视图上靠近观察者的立杆的旁边设有排藻管，排藻管为倒置的L形，排藻管的横截面图形为长方形，其设置在过度池垂壁与滤箱侧板的间隔中。

工作时，灌水管出水口向口框内灌水，主箱内的绝大部分河水分别通过滤箱侧板、滤箱底板、滤芯侧板和滤芯端板上的丝网后流到净水区，其中，靠近滤箱侧板的河水由滤箱侧板上的丝网过滤后，通过滤箱侧板上的冲孔顺着滤箱侧板外壁流到净水区；靠近滤箱底板的河水由滤箱底板上的丝网过滤后，通过滤箱底板上的冲孔流到净水区；靠近片状滤芯的河水由滤芯侧板和滤芯端板上的丝网过滤后，通过滤芯侧板和滤芯端板上的冲孔顺着滤芯内壁向下流动，再通过滤箱底板或滤盒底板上的冲孔流到净水区；净水区中的水通过出水管流淌到养殖池；被丝网阻挡的藻粒、杂质和少量河水聚集在静藻区，形成高浓度藻水。

灌水管向本装置灌水时，由于水流冲击力较大，滤箱底板上部区域的水流比较湍急，藻类难以聚集，藻类和少量河水通过静流罩上的冲孔板流到静流罩下方后，在静流罩和静流片的共同作用下，静流罩下方的水流不再湍急，藻类容易聚集，即静藻区内可汇聚藻类，此时，高浓度藻水由底盒内的滤体部分继续过滤，微量水流从滤体内流出到净水区，静藻区内的藻水浓度进一步增加。

灌水管向本装置灌水时，水流冲击轮叶使其转动，通过主轴的传动，依次驱动小齿轮、大齿轮、辅轴和凸轮转动，其中大齿轮与小齿轮的组合起减速作用，使凸轮以较低速度转动，且有较大驱动力驱动外圈作上下往复运动，通过传动轴的传动，活塞在缸体内作上下往复运动。

活塞向上运动时为吸藻过程，此时，引藻止回阀打开，排藻止回阀关闭，静藻区内的高浓度藻水从底盒底部通过引藻管和引藻止回阀流进缸体内；活塞向下运动时为排藻过程，此时，引藻止回阀关闭，排藻止回阀打开，缸体内的高浓度藻水依次通过排藻止回阀、缸体底部、过度管、弯头和排藻管，从排藻口排出。

由于采用上述技术方案，本发明所具有的优点和积极效果是：本装置的水流处理量较大，滤藻效果较好，滤藻速度较快，自身能够排藻，适用于工业、农业和养殖业从河道中取水时的水质过滤，也可用于河道的自身滤藻。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明，本发明有如下10幅附图：

图1是主箱、底盒和支架部分的立体透视图，

图2是片状滤芯分布情况的立体图，

图3是本装置的主视剖视图，

图4是本装置的右视剖视图，

图5是本装置吸藻时的工作情况图，

图6是本装置排藻时的工作情况图，

图7是本装置的俯视剖视图，

图8是骨架和丝网的局部放大图，

图9是动力机构的局部放大图，

图10是静流罩和静流片的仰视立体图。

附图中所标各数字分别表示如下：

1.立杆，2.滤箱底板，3.滤箱侧板，4.片状滤芯，5.滤芯端板，6.滤芯侧板，7.透气分管，8.口框，9.主轴座，10.撑管，11.透气总管，12.主轴，13.连管，14.三通，15.轮叶，16.套筒，17.撑杆，18.凸轮，19.外圈，20.小齿轮，21.大齿轮，22.辅轴，23.辅轴座，24.上轴套，25.撑架，26.角垫，27.传动轴，28.下轴套，29.侧耳，30.活塞，31.缸体，32.缸体底部，33.引藻管，34.引藻止回阀，35.排藻止回阀，36.过度管，37.弯头，38.排藻管，39.排藻口，40.边条，41.静流罩，42.静流片，43.槽口，44.滤盒底板，45.长侧板，46.短侧板，47.垫脚，48.弧形槽板，49.弧形底架，50.丝网，51.灌水管，52.过度池，53.出水管，54.池底。

具体实施方式

1.以河蟹养殖池从河流中取水为例

在河流与养殖池之间的田埂上另置一个过度池，过度池的内腔为长方体，池体边口为正方形，边长为80×80厘米，池体深度为60厘米，壁厚10厘米，材质为钢筋混凝土，本装置的外尺寸略小于过度池内腔，以便置于过度池内，池底底部的出水管穿过池壁，滤水的大体顺序为：河道中的浑水先通过水泵和灌水管灌入过度池内的本装置中，经本装置过滤后，过度池底部的净水流淌到养殖池中，被本装置滤出的藻类及杂质由排藻机构排出到田埂上或收集箱藻中。

根据图1至图10，本装置包括立杆1、滤箱底板2、滤箱侧板3、片状滤芯4、滤芯端板5、滤芯侧板6、透气分管7、口框8、主轴座9、撑管10、透气总管11、主轴12、连管13、三通14、轮叶15、套筒16、撑杆17、凸轮18、外圈19、小齿轮20、大齿轮21、辅轴22、辅轴座23、上轴套24、撑架25、角垫26、传动轴27、下轴套28、侧耳29、活塞30、缸体31、缸体底部32、引藻管33、引藻止回阀34、排藻止回阀35、过度管36、弯头37、排藻管38、排藻口39、边条40、静流罩41、静流片42、槽口43、滤盒底板44、长侧板45、短侧板46、垫脚47、弧形槽板48、弧形底架49和丝网50。

滤箱侧板3和滤箱底板2构成主箱，长侧板45、短侧板46和滤盒底板44构成底盒，滤箱侧板3、滤箱底板2、长侧板45、短侧板46、滤盒底板44、滤芯侧板6和滤芯端板5构成骨架，立杆1和口框8构成支架部分，丝网50为滤体，静流罩41和静流片42构成静藻机构，透气分管7、连管13、三通14和透气总管11构成透气机构，轮叶15、主轴12、小齿轮20、大齿轮21、辅轴22、凸轮18、外圈19和传动轴27构成动力机构，引藻管33、引藻止回阀34、排藻止回阀35、过度管36、弯头37和排藻管38构成排藻机构。

口框8在俯视图上为正方形，其下方设有四根立杆1，立杆1顶端与口框8连接，立杆1的上半部且在其外侧设有角垫26，角垫26在俯视图上为L形，立杆1底部嵌有垫脚47，垫脚47在主视图和右视图上均为凸字形，口框8和立杆1均用横截面为20×20毫米的不锈钢管，厚度为1毫米，角垫26的材质为软橡胶，垫脚47的材质为硬橡胶，本装置设置在过度池52内，垫脚47置于过度池的池底54。

四块滤箱侧板3和两块滤箱底板2组成无盖箱体，箱体开口朝上，箱体的四条棱边分别与四根立杆1的内棱连接，箱体底部的两块滤箱底板2之间留有间隔，间隔下方为所述的底盒，底盒长侧板45的上边沿与滤箱底板2的内边沿连接，底盒短侧板46的上沿与滤箱侧板3的底边沿连接，且在接缝下方5毫米处设有管型边条40，边条40用横截面为10×10毫米的不锈钢管，厚度为0.5毫米，边条40上且在底盒顶部设有可卸载的静流罩41，静流罩41在俯视图上为长方形，静流罩41上开有八条槽口43，静流罩41的下底面上设有若干垂直的静流片42，静流片42的高度为5-8厘米，主箱和底盒在主视图上组成倒置的凸字形，在右视图上组成日字形。

两块滤箱底板2上均设有四个片状滤芯4，片状滤芯4的两侧为滤芯侧板6，片状滤芯4的两端为滤芯端板5，此处片状滤芯4的底部与滤箱底板2连接，滤盒底板44上设有八个片状滤芯4，此处片状滤芯4的底部与滤盒底板44连接且八个片状滤芯4分别穿过静流罩41上的八条槽口43，滤盒底板44上的片状滤芯4的高度大于滤箱底板2上的片状滤芯4的高度。

滤箱侧板3、滤箱底板2、长侧板45、短侧板46、滤盒底板44、滤芯侧板6、滤芯端板5和静流罩41均为不锈钢冲孔板，厚度为0.8毫米，冲孔板的冲压面即孔口圆滑面朝进水方向，冲孔板的孔口毛糙面朝出水方向，冲孔板的开孔形状为圆形或六边形，圆形或六边形外接圆的直径为10-16毫米，除静流罩41外，所有冲孔板的表面均敷着编织密度为3000目的不锈钢丝网50。

一短侧板46上方的口框8上设有弧形底架49，弧形底架49上设有弧形槽板48，另置的灌水管51的出水口置于弧形槽板48上，灌水管51的进水口置于河道内，且在进水口处加装初滤或粗滤滤网，所有片状滤芯4的顶部均设有透气分管7，各个透气分管7通过连管13和三通14与透气总管11联通，当片状滤芯4滤水时，透气机构可使滤芯内的水流流畅，防止外部大气压影响滤芯内的水流流动，撑管10起支撑作用，防止片状滤芯4和透气机构在水流冲击下左右晃动。

底盒中的静流罩41下方片状滤芯4部分的外部为静藻区，滤箱底板2、滤盒底板44与过度池池底54之间的区域为净水区，净水区在主视图上呈凹字形，净水区中，底盒两侧均设置出水管53，两根出水管分别与两个养殖池联通，池底54高于养殖池水面，即过度池内的水能够通过出水管53流淌到养殖池中。

俯视图上弧形槽板48两侧的口框8上均设有主轴座9，两个主轴座9之间设有主轴12，主轴12中部设有轮叶15，主轴12上且靠近右边的主轴座9处设有小齿轮20，小齿轮20旁设有大齿轮21，大齿轮21中心的辅轴22上设有凸轮18，凸轮18的外围设有外圈19，外圈19底部设有传动轴27，辅轴座23底部与口框8的一边连接，辅轴22的一端穿在辅轴座23内，辅轴22的另一端穿在撑杆17上部的轴孔内，主轴座9、辅轴座23和所述的轴孔内均嵌有轴承。

撑杆17底端设有可套在主轴12上的套筒16，撑杆17通过套筒16套在主轴12上起到就近支撑辅轴22的作用，主视图上口框8的右边框内侧设有撑架25，撑架25一端与口框8连接，另一端上面设有上轴套24，右侧的滤箱底板2上面设有下轴套28，传动轴27的上半部穿过上轴套24，下半部穿过下轴套28。

主视图上底盒右边的净水区内设有缸体31、引藻管33、过度管36和弯头37，缸体31顶部两侧设有侧耳，缸体31通过侧耳和螺丝与滤箱底板2连接，缸体31在右视图上为斜L形，引藻管33的一端与底盒联通，引藻管33的另一端与缸体31联通，缸体31内设有活塞30，活塞30顶面与传动轴27底端连接，引藻管33内设有引藻止回阀34，缸体底部32内设有排藻止回阀35，过度管36的一端为圆形口，另一端为长方形口，圆形口与缸体底部32联通，长方形口与弯头37联通，右视图上靠近观察者的立杆1的旁边设有排藻管38，排藻管38为倒置的L形，排藻管38的横截面图形为长方形，其设置在过度池垂壁与滤箱侧板3的间隔中，排藻口39朝外且置于过度池旁的田埂上，排藻口39高于过度池52的池口，低于口框8，根据需要可在排藻口39处另置可搬运的收藻盆或收藻箱。

工作时，灌水管51通过另置的水泵和动力电向河道内吸水，弧形槽板48上的灌水管51出水口向口框8内灌水，主箱内的绝大部分河水分别通过滤箱侧板3、滤箱底板2、滤芯侧板6和滤芯端板5上的丝网50后流到净水区，其中，靠近滤箱侧板3的河水由滤箱侧板3上的丝网50过滤后，通过滤箱侧板3上的冲孔顺着滤箱侧板3外壁流到净水区；靠近滤箱底板2的河水由滤箱底板2上的丝网50过滤后，通过滤箱底板2上的冲孔流到净水区；靠近片状滤芯4的河水由滤芯侧板6和滤芯端板5上的丝网50过滤后，通过滤芯侧板6和滤芯端板5上的冲孔顺着滤芯内壁向下流动，再通过滤箱底板2或滤盒底板44上的冲孔流到净水区；净水区中的水通过出水管53流淌到养殖池；被丝网50阻挡的藻粒、杂质和少量河水聚集在静藻区，形成高浓度藻水。

灌水管51向本装置灌水时，由于水流冲击力较大，滤箱底板2上部区域的水流比较湍急，藻类难以聚集，藻类和少量河水通过静流罩上的冲孔板流到静流罩下方后，在静流罩和静流片的共同作用下，静流罩下方的水流不再湍急，藻类容易聚集，即静藻区内可汇聚藻类，此时，高浓度藻水由底盒内的滤体部分继续过滤，微量水流从滤体内流出到净水区，静藻区内的藻水浓度进一步增加。

灌水管51向本装置灌水时，水流冲击轮叶15使其转动，通过主轴12的传动，依次驱动小齿轮20、大齿轮21、辅轴22和凸轮18转动，其中大齿轮21与小齿轮20的组合起减速作用，使凸轮18以较低速度转动，且有较大驱动力驱动外圈19作上下往复运动，通过传动轴27的传动，活塞30在缸体31内作上下往复运动。

活塞30向上运动时为吸藻过程，此时，引藻止回阀34打开，排藻止回阀35关闭，静藻区内的高浓度藻水从底盒底部通过引藻管33和引藻止回阀34流进缸体31内；活塞30向下运动时为排藻过程，此时，引藻止回阀34关闭，排藻止回阀35打开，缸体31内的高浓度藻水依次通过排藻止回阀35、缸体底部32、过度管36、弯头37和排藻管38，从排藻口39排出。

由于本装置中四块滤箱侧板3的面积较大，加上十六个片状滤芯4，滤芯侧板6的总面积较大，装置中丝网50的总面积也大，所以，本装置的水流量较大，滤藻速度较快；由于丝网50的编织密度较密，滤孔的孔径较小，所以滤藻效果较好，由于缸体31和排藻管38的设置，静藻区内的高浓度藻水能够及时排出，藻类不会长时间积累在静藻区，所以排藻较为稳定；本装置采用轮叶15结构的动力机构，可减少电机用量，避免另设电源线路，安装操作方便；由于单位体积内河水的“藻水比”一般较小，即排藻量小于出水量，所以本装置中的排藻机构采用低速的活塞机构；设置可卸载的静流罩41便于必要时清扫敷着在静藻区内的杂质。

2.本装置用于河道自身滤藻

在本装置外部另加不锈钢无盖外壳，外壳外尺寸与过度池内腔相同，灌水管的进水口和出水管的出水口均置于河道中，两者相距60-100米，久而久之，河道内的蓝藻和杂质浓度就慢慢降低，如果河流是活的，须将灌水管的进水口置于上游，出水管的出水口置于下游。如果本装置需要经常搬动或移动，可在外壳底部安装四只带有锁紧功能的万向轮。

Claims (4)

1.一种河道水体小型滤藻装置，包括滤箱底板(2)、片状滤芯(4)、透气分管(7)、主轴座(9)、透气总管(11)、主轴(12)、连管(13)、三通(14)、轮叶(15)、凸轮(18)、外圈(19)、小齿轮(20)、大齿轮(21)、辅轴(22)、传动轴(27)、活塞(30)、缸体(31)、缸体底部(32)、引藻管(33)、引藻止回阀(34)、排藻止回阀(35)、过渡 管(36)、弯头(37)、排藻管(38)、排藻口(39)、静流罩(41)、静流片(42)、槽口(43)、滤盒底板(44)、灌水管(51)和池底(54)；

其特征在于：静流罩(41)和静流片(42)构成静藻机构，轮叶(15)、小齿轮(20)、大齿轮(21)、凸轮(18)、外圈(19)和传动轴(27)构成动力机构，引藻管(33)、引藻止回阀(34)、排藻止回阀(35)、过渡 管(36)、弯头(37)和排藻管(38)构成排藻机构，所有片状滤芯(4)的顶部均设有透气分管(7)，各个透气分管(7)通过连管(13)和三通(14)与透气总管(11)联通，底盒顶部设有可卸载的静流罩(41)，静流罩(41)在俯视图上为长方形，静流罩(41)上开有八条槽口(43)，静流罩(41)的下底面上设有若干垂直的静流片(42)，底盒中的静流罩(41)下方片状滤芯(4)部分的外部为静藻区，滤箱底板(2)、滤盒底板(44)与过度池池底(54)之间的区域为净水区，主轴(12)中部设有轮叶(15)，主轴(12)上且靠近右边的主轴座(9)处设有小齿轮(20)，小齿轮(20)旁设有大齿轮(21)，大齿轮(21)中心的辅轴(22)上设有凸轮(18)，凸轮(18)的外围设有外圈(19)，外圈(19)底部设有传动轴(27)，主视图上底盒右边的净水区内设有缸体(31)、引藻管(33)、过渡 管(36)和弯头(37)，引藻管(33)的一端与底盒联通，引藻管(33)的另一端与缸体(31)联通，缸体(31)内设有活塞(30)，活塞(30)顶面与传动轴(27)底端连接，引藻管(33)内设有引藻止回阀(34)，缸体底部(32)内设有排藻止回阀(35)，灌水管(51)向本装置灌水时，水流冲击轮叶(15)使其转动，通过主轴(12)的传动，依次驱动小齿轮(20)、大齿轮(21)、辅轴(22)和凸轮(18)转动，其中大齿轮(21)与小齿轮(20)的组合起减速作用，使凸轮(18)以较低速度转动，且有较大驱动力驱动外圈(19)作上下往复运动，通过传动轴(27)的传动，活塞(30)在缸体(31)内作上下往复运动，活塞(30)向上运动时为吸藻过程，此时，引藻止回阀(34)打开，排藻止回阀(35)关闭，静藻区内的藻水从底盒底部通过引藻管(33)和引藻止回阀(34)流进缸体(31)内，活塞(30)向下运动时为排藻过程，此时，引藻止回阀(34)关闭，排藻止回阀(35)打开，缸体(31)内的藻水依次通过排藻止回阀(35)、缸体底部(32)、过渡 管(36)、弯头(37)和排藻管(38)，从排藻口(39)排出。

2.根据权利要求1所述的河道水体小型滤藻装置，其特征在于：静流片(42)的高度为5-8厘米，静流罩(41)的材质为不锈钢冲孔板，厚度为0.8毫米，冲孔板的开孔形状为圆形或六边形，圆形或六边形外接圆的直径为10-16毫米。

3.根据权利要求1所述的河道水体小型滤藻装置，其特征在于：净水区在主视图上呈凹字形。

4.根据权利要求1所述的河道水体小型滤藻装置，其特征在于：透气分管(7)、连管(13)和透气总管(11)的外径均为15毫米，材质为铝塑管。

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