CN114453151A - 一种淋洗土壤粒度分离用水力旋流器 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及土壤修复技术领域，且公开了一种淋洗土壤粒度分离用水力旋流器，包括圆柱外壳，所述圆柱外壳的一侧固定连接有入浆口，所述圆柱外壳的中间固定连接有溢流管，所述溢流管的顶端固定连接有隔板，所述圆柱外壳的另一侧固定连接有溢流排出口，所述隔板将内腔分割为上下两部分，所述隔板的上部分为溢流腔，所述圆柱外壳的内壁活动连接有滚珠，并通过滚珠活动连接有圆柱内筒。本发明通过将一体化圆柱外壳和圆锥外壳结构改为可活动的嵌套式旋转内筒结构，利用沿切线进入土浆的动能带动圆柱内筒跟随土浆在回转腔内同步旋转，从而降低土浆内粗颗粒在外围回转时对壳体长时间的磨耗，从而使减速壳体老化寿命大大降低。

Description

一种淋洗土壤粒度分离用水力旋流器
技术领域
本发明涉及土壤修复技术领域，具体为一种淋洗土壤粒度分离用水力旋流器。
背景技术
土壤淋洗，是指在土壤中注入或渗入冲洗液，使其流经需治理的土层，解析土壤中的污染物，再对含有污染物的冲洗液进行处理及回用的过程，在修复时需对待处理土壤实施粒度分离作业，将分选后产生的75微米以下的高浓度污染土输送到修复车间进行处理，而中低浓度的污染土则通过化学淋洗工艺进行修复处理，因此污染土壤的粒度分离工作决定了后续修复步骤的工作效率，是土壤淋洗修复工作的重要步骤之一。
在土壤淋洗中对其实施粒度分离作业主要采用振动分选机和水力旋流器，经过振动分选机的粗分离后污染土浆进入水力旋流器进行分选，传统水力旋流器在工作时，污染土浆在压力作用下经入浆管沿柱体切线方向进入壳体，在壳内做回转运动，土浆中在旋流的作用下，椎体中间产生一个低压区，形成气柱造成真空，起到抽吸作用，将轻土浆从上口排出，重颗粒甩向壳壁沿壳壁下滑，从下方沉砂嘴排出。
但在水力旋流器使用的过程中，下方沉砂嘴排出高浓度土浆的速度难以控制，排出速度过低易造成沉砂嘴淤堵，排出速度过高则导致下方沉砂嘴内形成低压，影响上口轻土浆的抽吸效率，因此必须要求入浆口投入污染土浆的速率固定来实现排砂速度的固定，不适用投入量时刻变化的粒度分离场景；其次，在长期使用的过程中，水力旋流器的柱形壳体内部长时间与浓稠的污染土浆发生摩擦，土浆内的砂粒对其长时间的磨耗使得内壳面加速老化，使用寿命大大降低。
发明内容
针对背景技术中提出的现有水力旋流器在使用过程中存在的不足，本发明提供了一种淋洗土壤粒度分离用水力旋流器，具备与土浆内粗颗粒摩擦损耗小、寿命高、自主控制排沙速度的优点，解决了上述背景技术中提出的内壁磨损大寿命低、难以控制排沙速度等技术问题。
本发明提供如下技术方案：一种淋洗土壤粒度分离用水力旋流器，包括圆柱外壳，所述圆柱外壳的一侧固定连接有入浆口，所述圆柱外壳的中间固定连接有溢流管，所述溢流管的顶端固定连接有隔板，所述圆柱外壳的另一侧固定连接有溢流排出口，所述隔板将内腔分割为上下两部分，所述隔板的上部分为溢流腔，所述圆柱外壳的内壁活动连接有滚珠，并通过滚珠活动连接有圆柱内筒，所述圆柱内筒的中间形成回转腔，所述圆柱内筒的底端固定连接有圆锥底壳，所述圆锥底壳整体的中间形成沉砂腔，所述圆锥底壳壳壁的中间设有气腔，所述气腔的中间活动连接有伸缩挡片，所述圆柱外壳的底端固定连接有突起轴。
优选的，所述入浆口沿圆柱壳面的切线方向与圆柱外壳连接。
优选的，所述圆柱内筒可在圆柱外壳内沿自身中心轴线旋转，所述滚珠降低圆柱外壳内壁与圆柱内筒外壁之间的摩擦。
优选的，所述气腔为四组等间距活动槽，所述伸缩挡片的横截面与气腔的槽截面一致。
优选的，所述伸缩挡片的上方气腔内留有一段密封气体，维持四组伸缩挡片向下伸出形成小口径的排出口。
优选的，所述突起轴与圆锥底壳外壁凹槽一致。
本发明具备以下有益效果：
1、本发明通过将一体化圆柱外壳和圆锥外壳结构改为可活动的嵌套式旋转内筒结构，利用沿切线进入土浆的动能带动圆柱内筒跟随土浆在回转腔内同步旋转，从而降低土浆内粗颗粒在外围回转时对壳体长时间的磨耗，从而减速壳体老化使使用寿命大大降低。
2、本发明通过利用污染土浆不同投入量对圆柱内筒转速的影响来控制底端排砂口排沙的速度变化，当水力旋流器入浆口处投入的污染土浆量增大时，大量土浆带动圆柱内筒旋转的速度增大，使高速旋转的圆锥底壳内的伸缩挡片受离心力向上移动，从而自动扩大排砂嘴的开口大小，避免土浆量增大时出现淤堵现象。
附图说明
图1为本发明整体结构内部示意图；
图2为本发明中心轴剖面示意图；
图3为本发明整体结构仰视图。
图中：1、圆柱外壳；2、入浆口；3、溢流管；4、隔板；5、溢流排出口；6、溢流腔；7、滚珠；8、圆柱内筒；9、回转腔；10、圆锥底壳；11、沉砂腔；12、气腔；13、伸缩挡片；14、突起轴。
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，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1，一种淋洗土壤粒度分离用水力旋流器，包括圆柱外壳1，圆柱外壳1的一侧固定连接有入浆口2，入浆口2沿圆柱壳面的切线方向与圆柱外壳1连接，使得土浆在压力作用下经圆柱外壳1沿柱体切线方向进入回转腔9，在回转腔9做回转运动，圆柱外壳1的中间固定连接有溢流管3，溢流管3的顶端固定连接有隔板4，圆柱外壳1的另一侧固定连接有溢流排出口5，隔板4将内腔分割为上下两部分，隔板4的上部分为溢流腔6，圆柱外壳1的内壁活动连接有滚珠7，并通过滚珠7活动连接有圆柱内筒8，圆柱内筒8的中间形成回转腔9，圆柱内筒8可在圆柱外壳1内沿自身中心轴线旋转，滚珠7降低圆柱外壳1内壁与圆柱内筒8外壁之间的摩擦，当土浆进入回转腔9内进行螺旋回转运动时，土浆带动圆柱内筒8进行同步旋转，从而降低土浆外围粗颗粒对圆柱内筒8内壁的磨损，并利用滚珠7的滚动摩擦来降低圆柱内筒8的磨损，使得水力旋流器壳体的整体磨损降低，有效提高其使用寿命。
请参阅图2-3，圆柱内筒8的底端固定连接有圆锥底壳10，圆锥底壳10的外壁设有凹槽，圆锥底壳10整体的中间形成沉砂腔11，土浆中的粗颗粒受到较大的离心力而进入回转流的外围，并随矿浆流向下流动落入沉砂腔11内，最终在底部伸缩挡片13处排出，圆锥底壳10壳壁的中间设有气腔12，气腔12为四组等间距活动槽，气腔12的中间活动连接有伸缩挡片13，伸缩挡片13的横截面与气腔12的槽截面一致，伸缩挡片13的上方气腔12内留有一段密封气体，维持四组伸缩挡片13向下伸出形成小口径的排出口，圆柱外壳1的底端固定连接有突起轴14，突起轴14与圆锥底壳10外壁凹槽一致，保证圆柱内筒8与圆锥底壳10在土浆带动旋转的过程中不会脱落，当入浆口2处通入的污染土浆的量加大时，土浆带动圆柱内筒8和圆锥底壳10旋转的速度加大，气腔12内的伸缩挡片13受离心力作用克服上方气压向上移动，使得伸缩挡片13伸出气腔12的部分减少，粗颗粒土浆排出口扩大，排出速率随之增加，实现了砂嘴排出高浓度土浆的速度随投入量的变化而时刻变化。
本发明的使用方法工作原理如下：
使用时，污染土浆在压力作用下经入浆口2沿圆柱外壳1的切线方向进入至回转腔9内进行回转运动，土浆中的粗颗粒因受到较大的离心力而进入回转流的外围，带动圆柱内筒8跟随土浆旋转，从而降低外围土浆内粗颗粒与回转腔9内壁之间的硬摩擦损耗，在圆柱外壳1内壁和圆柱内筒8外壁之间滚珠7的滚动作用下降低圆柱内筒8的磨损，使得水力旋流器整体的磨耗降低，使用寿命提高，入浆口2处正常通入土浆的情况下，土浆带动圆柱内筒8的转速适中，其底端圆锥底壳10内活动连接的伸缩挡片13向外伸出，维持砂嘴的低速排砂状态，实现低处理量情况下排砂正常的同时，保证溢流管3内抽吸负压的正常值，而当入浆口2处通入的污染土浆的量加大时，加压后的土浆带动圆柱内筒8旋转的速度提高，带动下方圆锥底壳10旋转的转速加大，气腔12内的伸缩挡片13受离心力的影响克服气腔12内气压向上移动，从而使得底端砂嘴的开口扩大，提高了高处理量情况下的排砂量，避免了排砂嘴阻塞的问题，实现了底端排砂嘴的开度自动受入浆口2处入浆量变化的控制。
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (6)

1.一种淋洗土壤粒度分离用水力旋流器，包括圆柱外壳（1），所述圆柱外壳（1）的一侧固定连接有入浆口（2），所述圆柱外壳（1）的中间固定连接有溢流管（3），所述溢流管（3）的顶端固定连接有隔板（4），所述圆柱外壳（1）的另一侧固定连接有溢流排出口（5），其特征在于：所述隔板（4）将内腔分割为上下两部分，所述隔板（4）的上部分为溢流腔（6），所述圆柱外壳（1）的内壁活动连接有滚珠（7），并通过滚珠（7）活动连接有圆柱内筒（8），所述圆柱内筒（8）的中间形成回转腔（9），所述圆柱内筒（8）的底端固定连接有圆锥底壳（10），所述圆锥底壳（10）整体的中间形成沉砂腔（11），所述圆锥底壳（10）壳壁的中间设有气腔（12），所述气腔（12）的中间活动连接有伸缩挡片（13），所述圆柱外壳（1）的底端固定连接有突起轴（14）。
2.根据权利要求1所述的一种淋洗土壤粒度分离用水力旋流器，其特征在于：所述入浆口（2）沿圆柱壳面的切线方向与圆柱外壳（1）连接。
3.根据权利要求1所述的一种淋洗土壤粒度分离用水力旋流器，其特征在于：所述圆柱内筒（8）可在圆柱外壳（1）内沿自身中心轴线旋转，所述滚珠（7）降低圆柱外壳（1）内壁与圆柱内筒（8）外壁之间的摩擦。
4.根据权利要求1所述的一种淋洗土壤粒度分离用水力旋流器，其特征在于：所述气腔（12）为四组等间距活动槽，所述伸缩挡片（13）的横截面与气腔（12）的槽截面一致。
5.根据权利要求1所述的一种淋洗土壤粒度分离用水力旋流器，其特征在于：所述伸缩挡片（13）的上方气腔（12）内留有一段密封气体，维持四组伸缩挡片（13）向下伸出形成小口径的排出口。
6.根据权利要求1所述的一种淋洗土壤粒度分离用水力旋流器，其特征在于：所述突起轴（14）与圆锥底壳（10）外壁凹槽一致。
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