一种水力控制虹吸式全自动旋流沉淀装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了一种水力控制虹吸式全自动旋流沉淀装置，包括顶部的虹吸装置、中部的旋流沉淀装置和底部的水力控制装置；虹吸装置的虹吸储水槽与旋流沉淀装置的圆筒体直接相连。渐扩式半圆形虹吸罩位于虹吸储水槽内部，可调式堰板安装于出水槽上，控制虹吸储水槽内水位高度；虹吸下降水流量控制底部存水箱水位高度，水位高度决定浮球控制排泥阀和浮球式泄水控制瓣的启闭。本实用新型专利技术装置依据经典沉淀理论，利用虹吸原理，充分利用水力控制虹吸和排泥过程，实现零能耗的高效固液旋转分离，构造简单，全过程无需人为参与，自动运行，操作管理方便，故障率低，竖向布置节省用地，符合水处理工艺高效低耗的设计理念，不受季节和地点限制，适合多种水处理场合。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及水的物理处理技术，尤其是涉及水处理沉淀装置。
技术介绍
水处理颗粒物物理沉淀工程是水处理中最基本最常用的方法之一，它是根据水中悬浮颗粒和水本身的密度差异，利用重力作用达到固液分离的过程。这种方法是最为简单和常用的物理处理技术，也是水处理技术中一道必不可少的工序。利用这种技术所建立的沉淀构筑物，在水处理工艺中被称为沉砂池或沉淀池。沉淀池在水处理中广为使用。它的型式很多，按池内水流方向可分为平流式、竖流式和辐流式三种。根据经典的沉淀理论，考虑到颗粒沉淀过程中的诸多因素，传统的沉砂池或是沉淀池，能够通过重力作用达到固液分离的目的，但是由于形式及构造的限制，难以实现短距离，长行程的沉淀过程；同时考虑占地等原因，无法为固液分离提供较长的沉淀时间，难有高效的固液分离效率，与理想沉淀效果存在较大差距，尤其对于需要增加絮凝作用的水处理工程，没有高效的沉淀过程，很难达到良好的水处理效果。
技术实现思路
针对传统沉淀池形式及结构所存在的弊端，本技术提供了一种水力控制虹吸式全自动旋流沉淀装置，通过水力流动实现自控控制，不需要外力介入。典型的旋转式进水方式，缩短固液分离距离，增加沉淀时间，更接近浅池理论，同等条件下，更利于流体中固液分离，分离效率提高的同时，通过虹吸装置可以推动旋流沉淀装置内导向螺旋片旋转，使得固液速度错位，加速固体沉入旋流沉淀装置底部，通过水位控制，实现水力自动排泥过程，可以有效解决以上问题。本技术涉及的水力控制虹吸式全自动旋流沉淀装置包括顶部的虹吸装置、中部的旋流沉淀装置和底部的水力控制装置。虹吸装置包括虹吸储水槽、出水槽、出水管、可调式堰板、虹吸空气倒U型管、延时电磁控制阀、渐扩式半圆形虹吸罩和虹吸下降管，出水槽焊接于虹吸储水槽的外侧，之间有可调式堰板间隔，经沉淀后水体由虹吸储水槽越过可调式堰板至出水槽，顺着出水槽下部出水管流出；渐扩式半圆形虹吸罩位于虹吸储水槽的中部，虹吸下降管之上，虹吸下降管垂直穿过旋流沉淀装置直至底部存水箱中；渐扩式半圆形虹吸罩顶部开孔连接虹吸空气倒U型管，两者之间设置有延时电磁控制阀，渐扩式半圆形虹吸罩与旋流沉淀装置的圆筒体直接相连。旋流沉淀装置包括进水管、封闭底板、倒圆锥体、圆筒体、导向螺旋片、钟罩形喇叭口、转动叶轮、传动轴和排泥管，原水通过旋流沉淀装置底部进水管进入倒圆锥体，导向螺旋片安装于旋流沉淀装置内部，固定于中间部位的传动轴上，传动轴下部安装有单向的转动叶轮，虹吸下降管出口位于转动叶轮上方，当虹吸开启后，虹吸下降管水流可以推动转动叶轮转动，转动叶轮带动导向螺旋片旋转辅助固液分离。旋流沉淀装置通过支架垂直固定于底部的水力控制装置之上。水力控制装置包括底部存水箱、浮球控制排泥阀、排泥放空管、溢流管、泄水管、浮球式泄水控制瓣、进出水控制阀，底部存水箱由锥形和圆筒形结构组合而成，锥形与圆筒形连接处有开孔，开孔内侧安装有浮球式泄水控制瓣，外侧连接有泄水管，泄水管与外部联通；进水管与排泥管分别横穿底部存水箱的圆筒形结构，进水管由进水控制阀控制，排泥管设置有浮球控制排泥阀，位于底部存水箱内，独特设计有利于底部存水箱内水位控制浮球控制排泥阀启闭，底部存水箱顶部设置有溢流管，溢流管与外部联通，当水力控制装置中的浮球控制排泥阀发生故障时，溢流管可防止水位上升淹没破坏水力控制装置的情况发生；溢流管、排泥放空管以及排泥管道通过管件连接在排泥放空管上。本技术所述的水力控制旋流沉淀装置应用时，流体通过进水管进入旋流沉淀装置，旋流沉淀装置采用不锈钢结构，与进水管一体式连接，保证管道进水方向和通畅，进水流量由进水管控制阀门调节控制，流体沿着固定式导向螺旋片盘旋上升，该导向螺旋片焊接于旋流沉淀装置中心固定的传动轴上，导向螺旋片外边缘与旋流沉淀装置外侧壁留有100mm空隙，传动轴通过旋流沉淀装置中心部位上部和下部设置的转动轴承实现转动。随着待固液分离原水由旋流沉淀装置底部进水管旋转而上，在上升过程中，流体中的固体颗粒物质通过重力作用以及撞击作用速度降低，固液开始分离；部分会在重力作用下，与流体产生反向运动，慢慢淤积于旋流沉淀装置底部；流体则通过旋流作用后直接从顶部出水口排出，水流动路线短，且旋流沉淀装置内部只有一个方向向上的导向螺旋片，水流过程沿径向、轴向速度梯度小，水剪应力小，所以具有较低的水力压降和较低的能耗。旋流沉淀装置进水负荷一般控制在1～4m3/(m2﹒h)，适用范围大，由于旋流沉淀装置内部剪应力小、能耗低，即便是提高进水负荷，水在旋转上升过程中也不易发生湍动，抗负荷能力较强，等比例放大或是串联使用仍能保证固液分离效率，有利于扩大应用。旋流沉淀装置的圆筒体与下部的倒圆锥体采用焊接的形式连接，保证结构的一体性，下部的倒圆锥体上部直径与圆筒体直径相等，倒圆锥体下部开口直径为圆筒体直径的1/2，导向螺旋片随着下部的倒锥体盘旋上升，形成底部半径小，上部半径大的锥形螺旋结构，此举有利于原水盘旋上升过程中，增加水力停留时间，特殊的流体路径设计，可以防止短流或翻泥现象的发生，更有利于提高固液分离效率，具有较好的灵活操作弹性和稳定性。圆筒体内固液分离后液体不断地进入顶部的虹吸储水槽中，虹吸储水槽焊接于圆筒体的正中心位置，高度一般控制在0.5～1.0m，圆筒体与虹吸储水槽相接处侧边隆起一定坡度，坡度一般控制在i＝0.1～0.5之间，可阻挡部分固体进入虹吸储水槽内，虹吸储水槽直径为倒圆锥体底部直径的2倍。虹吸装置设计为可调节式堰板出水，以保证出水量的稳定。随着虹吸储水槽内水位的升高，达到可调式堰板设定的出水水位，沉淀后水体通过出水槽流出；可调式堰板为不锈钢材质，圆形布置，通过固定锚栓锚固，可以上下移动锚固螺栓高度实现可调式堰板高度调节，控制出水流量以及出水槽内的虹吸水位高度，可调式堰板高度根据进水水质和虹吸周期设定。虹吸储水槽为敞开式布置，内设计有螺栓固定的三脚架，固定由虹吸空气倒U型管、延时电磁控制阀、渐扩式半圆形虹吸罩、渐扩口、虹吸下降管及渐扩式半圆形虹吸罩组成的虹吸装置，渐扩式半圆形虹吸罩为半球形设置，半球直径为虹吸下降管直径的2倍，底部拼接有渐扩口，扩口处水平夹角为75°，该尺寸可以很好的控制空气的储量，有利于渐扩式半圆形虹吸罩内液体水位控制，渐扩口的设置能够保证虹吸过程中有足够的水量通过，实现自动虹吸的目的。虹吸下降管位于渐扩式半圆形虹吸罩中部，直穿导向螺旋片中心的传动轴，直至底部的转动叶轮处，与转动叶轮顶部保持一定的距离，控制距离为虹吸管管径的2倍。虹吸下降管与传动轴按照套管布置，虹吸下降管外壁距离传动轴内壁为50mm。特殊的盘旋式上升设计，可以实现固液走向分离，互不干扰；水力控制装置内设置有单向的转动叶轮，直径为虹吸储水槽直径的1.5倍，虹吸下降水流可以推动转动叶轮转动，进而带动导向螺旋片单向旋转，促进固体颗粒下沉，进一步提高固液分离效率。转动叶轮上部设置有钟罩形喇叭口，钟罩形喇叭口直径为转动叶轮直径的1.5倍，钟罩形布置，角度为30°～45°，保证下降水流推力效果，固定于旋流沉淀装置底部中心位置，完全罩在转动叶轮的上部，虹吸下降管的出口处距离转动叶轮顶部不小于50mm。旋流沉淀装置下部为封闭式结构，通过焊接的方式连接，中心位置设置有密闭轴承，传动轴从轴承中穿本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种水力控制虹吸式全自动旋流沉淀装置，其特征在于：包括顶部的虹吸装置、中部的旋流沉淀装置和底部的水力控制装置；所述虹吸装置包括虹吸储水槽、出水槽、出水管、可调式堰板、虹吸空气倒U型管、延时电磁控制阀、渐扩式半圆形虹吸罩和虹吸下降管，出水槽焊接于虹吸储水槽的外侧，之间有可调式堰板间隔，经沉淀后水体由虹吸储水槽越过可调式堰板至出水槽，顺着出水槽下部出水管流出；渐扩式半圆形虹吸罩位于虹吸储水槽中央，虹吸下降管之上，虹吸下降管垂直穿过旋流沉淀装置直至底部存水箱中，渐扩式半圆形虹吸罩顶部开孔连接虹吸空气倒U型管，两者之间设置有延时电磁控制阀，渐扩式半圆形虹吸罩与旋流沉淀装置中的圆筒体直接相连；所述旋流沉淀装置包括进水管、封闭底板、倒圆锥体、圆筒体、导向螺旋片、钟罩形喇叭口、转动叶轮、传动轴和排泥管，原水通过旋流沉淀装置底部进水管进入倒圆锥体，导向螺旋片安装于旋流沉淀装置内部，固定于中间部位的传动轴上，传动轴下部安装有单向的转动叶轮，虹吸下降管出口位于转动叶轮上方，当虹吸开启后，虹吸下降管水流可以推动转动叶轮转动，转动叶轮带动导向螺旋片旋转辅助固液分离；旋流沉淀装置通过支架垂直固定于底部的水力控制装置之上；所述水力控制装置内包括底部存水箱、浮球控制排泥阀、排泥放空管、溢流管、泄水管、浮球式泄水控制瓣、进出水控制阀，底部存水箱由锥形和圆筒形结构组合而成，锥形与圆筒形连接处有开孔，开孔内侧安装有浮球式泄水控制瓣，外侧连接有泄水管，泄水管与外部联通；进水管与排泥管分别横穿底部存水箱的圆筒形结构，进水管由进水控制阀控制，排泥管设置有浮球控制排泥阀，位于底部存水箱内，独特设计有利于底部存水箱内水位控制浮球控制排泥阀启闭，底部存水箱顶部设置有溢流管，溢流管与外部联通，当水力控制装置中的浮球控制排泥阀发生故障时，溢流管可防止水位上升淹没破坏水力控制装置的情况发生；溢流管、排泥放空管以及排泥管通过管件连接在排泥放空管上。...

【技术特征摘要】
1.一种水力控制虹吸式全自动旋流沉淀装置，其特征在于：包括顶部的虹吸装置、中部的旋流沉淀装置和底部的水力控制装置；所述虹吸装置包括虹吸储水槽、出水槽、出水管、可调式堰板、虹吸空气倒U型管、延时电磁控制阀、渐扩式半圆形虹吸罩和虹吸下降管，出水槽焊接于虹吸储水槽的外侧，之间有可调式堰板间隔，经沉淀后水体由虹吸储水槽越过可调式堰板至出水槽，顺着出水槽下部出水管流出；渐扩式半圆形虹吸罩位于虹吸储水槽中央，虹吸下降管之上，虹吸下降管垂直穿过旋流沉淀装置直至底部存水箱中，渐扩式半圆形虹吸罩顶部开孔连接虹吸空气倒U型管，两者之间设置有延时电磁控制阀，渐扩式半圆形虹吸罩与旋流沉淀装置中的圆筒体直接相连；所述旋流沉淀装置包括进水管、封闭底板、倒圆锥体、圆筒体、导向螺旋片、钟罩形喇叭口、转动叶轮、传动轴和排泥管，原水通过旋流沉淀装置底部进水管进入倒圆锥体，导向螺旋片安装于旋流沉淀装置内部，固定于中间部位的传动轴上，传动轴下部安装有单向的转动叶轮，虹吸下降管出口位于转动叶轮上方，当虹吸开启后，虹吸下降管水流可以推动转动叶轮转动，转动叶轮带动导向螺旋片旋转辅助固液分离；旋流沉淀装置通过支架垂直固定于底部的水力控制装置之上；所述水力控制装置内包括底部存水箱、浮球控制排泥阀、排泥放空管、溢流管、泄水管、浮球式泄水控制瓣、进出水控制阀，底部存水箱由锥形和圆筒形结构组合而成，锥形与圆筒形连接处有开孔，开孔内侧安装有浮球式泄水控制瓣，外侧连接有泄水管，泄水管与外部联通；进水管与排泥管分别横穿底部存水箱的圆筒形结构，进水管由进水控制阀控制，排泥管设置有浮球控制排泥阀，位于底部存水箱内，独特设计有利于底部存水箱内水位控制浮球控制排泥阀启闭，底部存水箱顶部设置有溢流管，...

【专利技术属性】
技术研发人员：张义龙，翟计红，吴国华，薛林海，陈为民，王明智，陈育超，
申请(专利权)人：铁道第三勘察设计院集团有限公司，
类型：新型
国别省市：天津;12