CN112843878A - 一种阿基米德螺线流道式旋流分离井 - Google Patents

Abstract

本发明是一种阿基米德螺线流道式旋流分离井，包括进水管、出水管、外井以及设置在外井内的阿基米德螺线旋流分离系统，所述进水管贯穿外井与阿基米德螺线旋流分离系统连通；所述阿基米德螺线旋流分离系统包括阿基米德螺线流道、旋流柱和砂斗，所述旋流柱同心被阿基米德螺线流道环绕，所述旋流柱的内部设置为螺旋中心导流筒，所述螺旋中心导流筒是螺旋管状筒体且筒体上下均有开口，所述旋流柱的上部安装有进水管，所述出水管延伸至外井的内壁，该分离井能够显著提高分离效率，提高单位雨水井的可容纳流量。

Description

一种阿基米德螺线流道式旋流分离井

技术领域

本发明涉及一种水力旋流分离井，尤其是一种阿基米德螺线流道式旋流分离井，适用于雨水的预处理。

背景技术

现阶段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，本发明提供一种阿基米德螺线流道式旋流分离井，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：一种阿基米德螺线流道式旋流分离井，包括进水管、出水管、外井以及设置在外井内的阿基米德螺线旋流分离系统，所述进水管贯穿外井与阿基米德螺线旋流分离系统连通；所述阿基米德螺线旋流分离系统包括阿基米德螺线流道、旋流柱和砂斗，所述旋流柱同心被阿基米德螺线流道环绕，所述旋流柱的内部设置为螺旋中心导流筒，所述螺旋中心导流筒是螺旋管状筒体且筒体上下均有开口，所述旋流柱的上部安装有进水管，所述出水管延伸至外井的内壁；所述砂斗设置在旋流柱的垂直下方，且所述砂斗的外壁表面固定连接外井内壁表面，所述砂斗的垂直下方设置有沉淀物收集部，所述外井内壁表面与旋流柱的外壁表面之间设置有筛分过滤网。

进一步的，所述出水管的位置高于进水管，所述螺旋中心导流筒连通出水管1。

进一步的，所述进水管的内端口与阿基米德螺线流道衔接,所述出水管的内端口与外井的内壁平齐。

进一步的，所述分过滤网包括其内部固定连接若干个横向设置的曲线板，且所述曲线板之间错位固定连接，所述曲线板之间错位连接形成的通孔为过滤孔。

进一步的，所述曲线板由若干个弧形板组成，所述弧形板之间依次横向固定连接，所述弧形板的凸起部与其相邻的两个弧形板固定连接、以形成弧形板的凸起部与其相邻的两个弧形板连接处形成过滤孔。

进一步的，所述进水管与出水管之间的夹角为0度-30度，优选30度。

进一步的，所述螺旋中心导流筒顶部内壁同心设置有检测孔。

进一步的，所述分过滤网与水流方向的夹角为0度-60度，优选20度。

进一步的，所述进水口内部的水流流速分别选用0.3m/s、0.4m/s、0.5m/s、 0.6m/s、0.7m/s。

进一步的，所述进水口内部的水流流速为0.3m/s。

相比现有技术，本发明的一种阿基米德螺线流道式旋流分离井，在外井内设有包含的阿基米德螺线流道、旋流柱的旋流分离系统，当雨水通过进水管进入外井后,先经过阿基米德螺线流道进入螺旋导流筒初级离心后产生的粗颗粒杂污或泥砂直接掉入砂斗，进而雨水通过螺旋导流筒和砂斗之间的缝隙继续进行离心处理，再经过螺旋导流筒和螺旋中心导流柱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,沿螺旋中心导流柱下锥体壁面落入下部的砂斗中，最后到达沉淀物收集部，最终雨水通过出水口排出。综上可见，本发明的阿基米德螺线离心加内辅助离心的处理过程，能够充分利用水力旋流形成的离心力，高效率实现固液分离。

附图说明

图1是本发明的内部结构示意图；

图2是本发明实施例的立体图；

图3是本发明实施例的俯视图；

图4是图3中H-H的剖视图。

图5是图1中的筛分过滤网俯视结构示意图

图中，出水管1、检测孔2、阿基米德螺线流道3、螺旋中心导流筒32、进水管4、砂斗5、旋流柱6、外井62、筛分过滤网63、曲线板64、过滤孔65、弧形板66、沉淀物收集部7、凸起部11。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1至图5示出了本发明一种阿基米德螺线流道式旋流分离井，包括进水管4、出水管1、外井62以及设置在外井62内的阿基米德螺线旋流分离系统，进水管4贯穿外井62与阿基米德螺线旋流分离系统连通；阿基米德螺线旋流分离系统包括阿基米德螺线流道3、旋流柱6和砂斗5，阿基米德螺线流道3环绕连接旋流柱6、且阿基米德螺线流道3与旋流柱6同心结构，初期雨水通过进水管4内部，旋流进入阿基米德螺线流道3内，旋流进入螺旋中心导流筒32内，通过螺旋中心导流筒32的旋流流速沉淀泥沙、杂物，实现沉淀物进入旋流柱6，通过砂斗5流入沉淀物收集部7，螺旋中心导流筒32设置在旋流柱6的内部，螺旋中心导流筒32是螺旋管状筒体且筒体上下均有开口，旋流柱6的上部安装有进水管4，过滤后的雨水通过旋流柱6与砂斗5流出，由于外井62内壁表面与旋流柱6的外壁表面之间设置有筛分过滤网63，流出后的雨水延外井62的内壁旋流出去，经过出水管1流出，出水管1延伸至外井62的内壁；砂斗5设置在旋流柱6的垂直下方，且砂斗5的外壁表面固定连接外井62内壁表面，砂斗 5的垂直下方设置有沉淀物收集部7，沉淀物收集部7由砂斗5与外井62组成，实现对过滤后的沉淀物回收。

进一步的，出水管1的位置高于进水管4，螺旋中心导流筒32连通出水管 1。

进一步的，进水管4的内端口与阿基米德螺线流道3衔接,出水管1的内端口与外井62的内壁平齐。

进一步的，分过滤网63包括其内部固定连接若干个横向设置的曲线板64，且曲线板64之间错位固定连接，曲线板64之间错位连接，曲线板64的高凸处与邻近固定连接曲线板64凹下处组成的通孔，形成过滤孔65，雨水通过旋流柱 6与砂斗5之间，流向分过滤网63，通过分过滤网63上形成的过滤孔65，过滤出较大的垃圾，实现旋流出的雨水过滤后，通过出水管1流出。

进一步的，曲线板64由若干个弧形板66组成，弧形板66之间依次横向固定连接，弧形板66的凸起部11与其相邻的两个弧形板66固定连接、以形成弧形板66的凸起部11与其相邻的两个弧形板66连接处的凹下部形成过滤孔65。

进一步的，进水管4与出水管1之间的夹角为0度-30度，优选30度，以实现雨水在旋流方向上，顺延至出水管1流入，增加出水管1的流速最佳。

进一步的，螺旋中心导流筒32顶部内壁同心设置有检测孔2。

进一步的，分过滤网63与水流方向的夹角为0度-60度，优选20度，目的实现雨水充分的流向分过滤网63上，过滤更的垃圾、进行沉淀至沉淀物收集部 7内部。

进一步的，进水口4内部的水流流速分别选用0.3m/s、0.4m/s、0.5m/s、 0.6m/s、0.7m/s。

进一步的，进水口4内部的水流流速为0.3m/s。

本发明使用原理为：进水管和出水管均贯穿外井与阿基米德螺线旋流分离系统连通；所述阿基米德螺线旋流分离系统包括阿基米德螺线流道、旋流柱和砂斗；旋流柱同心被阿基米德螺线流道环绕；所述螺旋中心导流筒是螺旋管状筒体且筒体上下均有开口，所述旋流柱的上部安装有进水管，所述出水管延伸至外井的内壁；所述砂斗位于旋流柱下方的垂直位置，安装在外井壁的内侧。所述出水管的位置高于进水管。所述进水管的内端口与阿基米德螺线流道衔接, 所述出水管的内端口与阿基米德螺线流道衔接。所述旋流柱为中空筒状结构。所述螺旋导流筒和旋流柱之间为焊接；所述砂斗通过可拆卸的方式安装在外井上。所述进水管与出水管之间线性平行。所述螺旋中心导流筒顶部内壁同心设置有检测孔。

当雨水通过进水管进入外井后,先后经过阿基米德螺线流道、旋流柱两重加强离心处理，最后经出水管排出；经螺旋导流筒初级离心后产生的粗颗粒杂污或泥砂直接掉入砂斗，进而再经过螺旋导流筒和螺旋中心导流柱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,沿螺旋中心导流柱下锥体壁面落入下部的砂斗中，最后到达沉淀物收集部。

本发明实验数据：

综上可见，本发明的阿基米德螺线离心加内辅助离心的处理过程，能够充分利用水力旋流形成的离心力，高效率实现固液分离，从表格的实验数据中可以直观地看出，在入口流速为0.3m/s时分离效率最高，可达86.42％，基本实现了在较低流速下106μm颗粒分离效率达到80％的目标。

上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 (10)

1.一种阿基米德螺线流道式旋流分离井，包括进水管(4)、出水管(1)、外井(62)以及设置在外井(62)内的阿基米德螺线旋流分离系统，所述进水管(4)贯穿外井(62)与阿基米德螺线旋流分离系统连通；其特征在于，所述阿基米德螺线旋流分离系统包括阿基米德螺线流道(3)、旋流柱(6)和砂斗(5)，所述旋流柱(6)同心被阿基米德螺线流道(3)环绕，所述旋流柱(6)的内部设置为螺旋中心导流筒(32)，所述螺旋中心导流筒(32)是螺旋管状筒体且筒体上下均有开口，所述旋流柱(6)的上部安装有进水管(4)，所述出水管(1)延伸至外井(62)的内壁；所述砂斗(5)设置在旋流柱(6)的垂直下方，且所述砂斗(5)的外壁表面固定连接外井(62)内壁表面，所述砂斗(5)的垂直下方设置有沉淀物收集部(7)，所述外井(62)内壁表面与旋流柱(6)的外壁表面之间设置有筛分过滤网(63)。

2.根据权利要求1所述一种阿基米德螺线流道式旋流分离井，其特征在于，所述出水管(1)的位置高于进水管(4)，所述螺旋中心导流筒(32)连通出水管(1)。

3.根据权利要求1所述一种阿基米德螺线流道式旋流分离井，其特征在于，所述进水管(4)的内端口与阿基米德螺线流道(3)衔接,所述出水管(1)的内端口与外井(62)的内壁平齐。

4.根据权利要求1所述一种阿基米德螺线流道式旋流分离井，其特征在于，所述分过滤网(63)包括其内部固定连接若干个横向设置的曲线板(64)，且所述曲线板(64)之间错位固定连接，所述曲线板(64)之间错位连接形成的通孔为过滤孔(65)。

5.根据权利要求4所述一种阿基米德螺线流道式旋流分离井，其特征在于，所述曲线板(64)由若干个弧形板(66)组成，所述弧形板(66)之间依次横向固定连接，所述弧形板(66)的凸起部(11)与其相邻的两个弧形板(66)固定连接、以形成弧形板(66)的凸起部(11)与其相邻的两个弧形板(66)连接处形成过滤孔(65)。

6.根据权利要求1所述一种阿基米德螺线流道式旋流分离井，其特征在于，所述进水管(4)与出水管(1)之间的夹角为0度-30度。

7.根据权利要求1所述一种阿基米德螺线流道式旋流分离井，其特征在于：所述螺旋中心导流筒(32)顶部内壁同心设置有检测孔(2)。

8.根据权利要求1或4所述一种阿基米德螺线流道式旋流分离井，其特征在于，所述分过滤网(63)与水流方向的夹角为0度-60度。

9.根据权利要求1所述一种阿基米德螺线流道式旋流分离井，其特征在于，所述进水口(4)内部的水流流速分别选用0.3m/s、0.4m/s、0.5m/s、0.6m/s、0.7m/s。

10.根据权利要求1或9所述一种阿基米德螺线流道式旋流分离井，其特征在于，所述进水口(4)内部的水流流速为0.3m/s。

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