[發(fā)明專利]一種雙分離式渾水出清裝置

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201510674311.0
• 申請日: 2015-10-15
• 公開（公告）號: CN105233536A
• 公開（公告）日: 2016-01-13
• 發(fā)明（設計）人: 王利軍;李晨;梁運民;陳慧;李本垠
• 申請（專利權）人: 中國礦業(yè)大學
• 主分類號: B01D21/26
• 分類號: B01D21/26;B01D21/02
• 代理公司: 徐州市淮海專利事務所 32205
• 代理人: 華德明

技術領域

本發(fā)明涉及一種用于去除多沙地表水中泥沙的設施，具體涉及一種雙分離式渾水出清裝置。

背景技術

我國是農業(yè)大國，農業(yè)灌溉用水量大，但我國水資源分布不均衡，北方耕地面積多水資源少，所以滴灌技術作為高效節(jié)水的灌溉技術被大力采用，但滴灌技術對水質要求高，雜質等顆粒物的存在會使灌水器堵塞，所以一般采用含泥沙少的地下水，但地下水的過度開采使地面沉降、地表塌陷、水質惡化等一系列環(huán)境問題產生。因此，開發(fā)利用地表水成為現(xiàn)如今的研究與發(fā)展趨勢。然而，我國是多沙河流較多的國家之一，從高濁度的地表水中除沙是推廣滴灌技術的一道難題。

我國傳統(tǒng)的除沙方法是通過沉淀池采用混凝-沉淀-過濾-消毒的工藝流程處理。該處理過程投資高、占地面積大，處理周期長，并需要定期清污，增加運行成本，且混凝劑對環(huán)境有害。另一種方法是運用水力旋流器，采用這種方法過濾，造價很高，而且對于汛期河流水含沙量較大的情況，處理難度更大，通過過濾設備處理后的水流含沙濃度和粒徑大小不能達到設計規(guī)范的要求，仍然會引發(fā)系統(tǒng)堵塞的問題，而且沙水對器壁磨損嚴重，降低了設備使用壽命。

發(fā)明內容

為解決上述問題，本發(fā)明提供一種雙分離室渾水出清裝置，在不使用絮凝劑的條件下，對小粒徑顆粒完成分離，從而使高濁度地表水達到農業(yè)滴灌用水的考核指標，并可以實現(xiàn)較大的處理量；而且利用本裝置處理地表水不僅成本較低，占地面積小，無需定期排污，而且處理周期短，使用壽命長。

為了實現(xiàn)上述目的，一種雙分離室渾水出清裝置，包括上分離室、下分離室、渾水入流道、清水出流道和排沙底孔，上、下分離室由帶孔整流板分隔開，下分離室由圓錐室和圓柱室組成，渾水入流道位于圓柱室的底端且沿切線進入圓柱室中，清水出流道位于上分離室的頂端，排沙底孔位于圓錐室的底部；上分離室的中部設有傾斜向下的斜板層，圓錐室內設有螺旋導流板。

具有一定壓力的渾水由渾水入流道進入，渾水中的泥沙由于重力作用向下運動，在旋流作用下由螺旋導流板引導向中心匯聚并從排沙底孔隨少量水排出；由于底部的排沙底孔孔徑很小，因此經由下分離室旋流除沙后的清水被壓迫至頂部并從清水出流道排出；中間的整流板用于將下分離室中旋轉運動的水流整流消旋，使進入上分離室的清水垂直向上運動；經過旋流的渾水殘留的少量泥沙同樣沿著水流進入到上分離室中，水流遇到斜板層后改變方向并撞擊到上分離室的側壁上，同時水流速度減慢，水流中的泥沙在重力作用下垂直向下落至斜板層的斜板上，自然沉降，進而透過帶孔的整流板再次進入下分離室中進行旋流除沙，斜板層可以使水和泥沙分離效果更好；經過下分離室旋流除沙再經過上分離室自然沉降后的渾水最終實現(xiàn)大顆粒泥沙由排沙底孔排出，頂部的清水出流道中的清水不含或者含極細顆粒，從而滿足農業(yè)滴灌噴灌用水。

優(yōu)選的，下分離室中圓錐室的中心角度為20°～90°，上分離室高度大于或者等于0.5米。

進一步的，圓柱室內且位于渾水入流道上方具有斜懸板。斜懸板與螺旋導流板共同使用可以穩(wěn)定旋流使分離效果更好，使泥沙從下分離室的底部流出，而初次分離的清水則繼續(xù)進入上分離室進行進一步分離。

優(yōu)選的，斜懸板向下傾斜并與圓柱室內壁呈60°夾角，斜懸板占整個圓周的1/2～3/4，且每個斜懸板的寬度占圓柱室內徑的1/6～1/2。

優(yōu)選的，螺旋導流板曲線符合斐波那契螺旋線，螺旋導流板起于渾水入流道，止于排沙底孔，并與圓錐室內壁緊密固定。

優(yōu)選的，斜板層中的斜板相互平行，且均與水平面呈60°，每兩個斜板之間間距3cm，整個斜板層占據(jù)上分離室垂直空間的1/3～1/2。

進一步的，渾水入流道寬度為A，高度為h，上分離室直徑為D，三者之間幾何關系如下：A＝0.2D，h＝0.1D。

進一步的，排沙底孔進口設有流量調節(jié)閥，渾水入流道上設有壓力調節(jié)閥。通過壓力調節(jié)閥可以控制渾水入流的壓力以及流量，通過流量調節(jié)閥可以控制排沙流量以及出清水流量。

本發(fā)明利用二次流原理除沙，沙水流速慢，可以避免裝置壁面受到高速沙水的磨蝕，延長了裝置使用壽命；通過上分離室中的斜板層實現(xiàn)淺池沉降原理輔助除沙，提高顆粒分離效率，較單室除沙裝置有更佳的除沙精度；因此本發(fā)明可以在同等條件下實現(xiàn)大流量渾水處理，滿足農業(yè)滴灌用水需求；同時本裝置可以實現(xiàn)無動力運行，節(jié)約能源，降低成本。

附圖說明

圖1為本發(fā)明結構示意圖；

圖2為整流孔板示意圖；

圖3為下分離室中螺旋導流板的結構示意圖；

圖4是上分離室內斜板層的俯視圖；