【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于水沙分离，具体涉及一种水沙分离装置及方法。
技术介绍
1、泥沙水槽实验泛指在实验室人工水槽内布置泥沙，在波浪和水流的作用下研究有泥沙影响的水沙运动规律的实验。在进行泥沙水槽实验时，其中，水和沙的分离是一项重要的任务。
2、传统的水和沙的分离，有沉淀法、过滤法和离心法等等。
3、沉淀法需要将水和沙静置一段时间，所以耗时比较长。过滤法采用滤纸，沙水的通过性较差，耗时也很长。离心法只能去除大颗粒沙，对于细颗粒沙的分离效果不明显，水沙分离不彻底。
技术实现思路
1、本专利技术的一种水沙分离装置及方法，主要是能对含细颗粒沙的水沙快速分离。
2、为了实现上述目的，本专利技术的一种水沙分离装置，包括支撑平台，支撑平台上放置有透明的处理箱；处理箱中设有空腔，空腔中固定有横板，横板将空腔分别一上一下的搅拌腔和分离腔横板上设有漏孔，搅拌腔和分离腔通过漏孔连通；处理箱上端固定有进料漏斗，处理箱的上表壁开设有通孔，进料漏斗通过通孔与搅拌腔连通；搅拌腔中设有搅拌组件；分离腔中倾斜固定有分离板，分离板高的一端位于漏孔的正下方，分离板的上表壁固定有波浪块，分离板上固定有弧形网，设分离板上的一点为p，分离板低的一端o，弧形网是以p为圆心，po为半径的劣弧，弧形网的圆心角为55-58度；支撑平台的下方设有容器，处理箱的下表壁开设有排水孔，分离腔通过排水孔与容器连通，容器上设有循环水泵，循环水泵的进水端与容器连接并连通，循环水泵的出水端位于进料漏斗的顶部；容器上设有净
3、进一步地，所述搅拌腔中设有第一碳条，波浪块的各个波谷位置均固定有第二碳条，第一碳条与电源的负极电性连接，各个第二碳条均并连在电源的正极。
4、第一碳条和第二碳条因为搅拌腔和分离腔中充满水后，与电源形成通路。从而搅拌腔中为电解质水体。细沙的硫酸根离子、碳酸根离子和氯离子比较多，所以细沙带负电，带负电的细沙在经过正电的第二碳条时，细沙会被第二碳条的正电吸附，从而从净水出口流出的水不含细沙，达到水沙分离的目的。而且，波浪块的波谷位置，会让水体在波谷位置回旋，导致水中含的细沙在回旋的作用下削弱了动能，从而泥沙更容易沉淀，将第二碳条设置在波谷位置，配合第二碳条对细沙的吸附作用，更加增加了细沙流动的阻力，让细沙更加容易沉淀。如果将第二碳条设置在其他的位置，第二碳条离细沙的距离就较远，对细沙的吸附力就不强，自然而然，对细沙的阻力小，不容易细沙沉淀。因此将第二碳条设置在波谷位置，是集合了第二碳条和波谷位置两个分离因素共同决定的。
5、进一步地，所述搅拌组件共有两组，分别记为上搅拌组件和下搅拌组件，上搅拌组件安装在处理箱的上表壁，下搅拌组件安装在横板的上表壁，上搅拌组件和下搅拌组件的转动方向相反。
6、两个搅拌组件的搅动方向相反，更加容易引起搅拌腔中水不均匀地混合，混合引起的水波动更大，更能让各处的细沙尽快地接触到电解质水。
7、进一步地，所述弧形网的上端设有导流板，导流板的下端与弧形网的上端固定连接，导流板的上端与横板的下表壁固定连接。
8、导流板主要是在前期，第一碳条和第二碳条未能形成闭合回路时，让水和沙混合液必须经过弧形网，才能从右腔流向左腔，如果没有了导流板，水和沙混合液就会没过弧形网，没经过弧形网过滤，自然而然，在打开净水出口的阀门时，开始一段时间流出的净水是浑浊的，这是因为开始第二碳条没有参与吸附细沙，而且，弧形网也不定时地参与过滤细沙，导致细沙还混合在水中。为了规避这种情况，往往需要在第一碳条和第二碳条形成回路以后，保持循环水泵工作一段时间，这样会延长分离时间。因此，导流板的存在，在第二碳条未通电时，弧形网能最大程度地参数过滤细沙，在不影响分离时间的情况下，还可以保证细沙的分离效果。
9、进一步地，所述第一碳条安装于横板的上表壁。
10、搅拌腔中的水，从没过第一碳条和装满搅拌腔，两者会有一定地时间差t1，该时间差内，通电的第二碳条会吸附细沙。也就是说，将第一碳条安装在横板的上表壁，会最大可能地延长第二碳条的通电时间，让第二碳条有更多的时间吸附细沙。如果将第一碳条设置在其他位置，例如搅拌腔的上表壁，则从没过第一碳条和装满搅拌腔，两者也是有时间差t2，t2远小于t1，所以不足以完全吸附水中的细沙。
11、一种水沙分离方法，包括以下步骤，s1：关闭净水出口上的阀门，打开循环水泵和搅拌组件；通过进料漏斗向搅拌腔中倒入水和沙混合液；
12、s2：观察搅拌腔中的水位，当水和沙混合液装满搅拌腔后，停止向进料漏斗中倒入水和沙混合液；关闭循环水泵；
13、s3：打开净水出口上阀门，收集净水出口流出的水，观察搅拌腔中的水位；
14、s4：判断是否继续收集净水；是，当搅拌腔中的水位低于第一碳条，则继续向进料漏斗中倒入水和沙混合液，水和沙混合液装满搅拌腔；否，则直至处理箱中的水完全流尽，关闭所有电器和净水出口上的阀门。
15、有益效果
16、1、设置了波浪块、弧形网、第一碳条和第二碳条，同时利用波浪块波谷位置沉积细沙的能力、弧形网过滤泥沙的能力以及第二碳条吸附细沙的能力这三个手段，从三个方面共同将细沙从水中分离出来，达到不仅可以对细沙分离的目的，而且耗时短。
17、2、本方法中，在处理箱装满以后，就可以通过净水出口放出净水，第二碳条通电以后，通过水泵使水循环，就已经开始对细沙和水进行分离，水和沙混合液没过第一碳条，到水和沙溶液装满搅拌腔这个时间差内，第二碳条始终保持着吸附细沙的能力，不用特意装满整个搅拌腔后还特意让水泵循环一段时间，所以整体使用起来，更加节约时间。
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1.一种水沙分离装置，其特征在于，包括支撑平台，支撑平台上放置有透明的处理箱；处理箱中设有空腔，空腔中固定有横板，横板将空腔分别一上一下的搅拌腔和分离腔；
2.根据权利要求1所述的一种水沙分离装置，其特征在于，所述搅拌腔中设有第一碳条，波浪块的各个波谷位置均固定有第二碳条，第一碳条与电源的负极电性连接，各个第二碳条均并连在电源的正极。
3.根据权利要求2所述的一种水沙分离装置，其特征在于，所述搅拌组件共有两组，分别记为上搅拌组件和下搅拌组件，上搅拌组件安装在处理箱的上表壁，下搅拌组件安装在横板的上表壁，上搅拌组件和下搅拌组件的转动方向相反。
4.根据权利要求2所述的一种水沙分离装置，其特征在于，所述弧形网的上端设有导流板，导流板的下端与弧形网的上端固定连接，导流板的上端与横板的下表壁固定连接。
5.根据权利要求2所述的一种水沙分离装置，其特征在于，所述第一碳条安装于横板的上表壁。
6.一种水沙分离方法，基于权利要求2所述的一种水沙分离装置，其特征在于，包括以下步骤，
【技术特征摘要】
1.一种水沙分离装置，其特征在于，包括支撑平台，支撑平台上放置有透明的处理箱；处理箱中设有空腔，空腔中固定有横板，横板将空腔分别一上一下的搅拌腔和分离腔；
2.根据权利要求1所述的一种水沙分离装置，其特征在于，所述搅拌腔中设有第一碳条，波浪块的各个波谷位置均固定有第二碳条，第一碳条与电源的负极电性连接，各个第二碳条均并连在电源的正极。
3.根据权利要求2所述的一种水沙分离装置，其特征在于，所述搅拌组件共有两组，分别记为上搅拌组件和下搅拌组件，...
【专利技术属性】
技术研发人员：吴金礼，潘毅，施旭坤，马梓阳，刘子健，
申请(专利权)人：河海大学，
类型：发明
国别省市：
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