[發明專利]一種自動控制系統排泥的旋流式螺旋沉淀裝置

有效

• 申請號: 201610666171.7
• 申請日: 2016-08-11
• 公開（公告）號: CN106075968B
• 公開（公告）日: 2018-01-23
• 發明（設計）人: 張義龍;翟計紅;馬敏杰;車躍龍;魏舉旺;周繼超;裴露
• 申請（專利權）人: 中國鐵路設計集團有限公司
• 主分類號: B01D21/26
• 分類號: B01D21/26;B01D21/24;B01D21/34;C02F1/52
• 代理公司: 天津津專知識產權代理事務所(特殊普通合伙)12220
• 代理人: 梁軍

技術領域

本發明涉及水處理沉淀技術，尤其是涉及水處理的旋流式螺旋沉淀裝置。

背景技術

水處理顆粒物物理沉淀工程是水處理中最基本最常用的方法之一，它是根據水中懸浮顆粒和水本身的密度差異，利用重力作用達到固液分離的過程。這種方法是常用的物理處理技術，也是水處理技術中一道必不可少的工序。利用這種技術所建立的沉淀構筑物，在水處理工藝中被稱為沉砂池或沉淀池。沉淀池在水處理中廣為使用，其型式很多，按池內水流方向可分為平流式、豎流式和輻流式三種。根據經典的沉淀理論，考慮到顆粒沉淀過程中的諸多因素，沉淀池能夠通過重力作用達到固液分離的目的，但是由于形式及構造的限制，難以實現短距離、長行程的沉淀過程；同時考慮占地等原因，無法為固液分離提供較長的沉淀時間，難有高效的固液分離效率，與理想沉淀效果存在較大差距，尤其對于需要增加絮凝作用的水處理工程，沒有高效的沉淀過程，很難達到良好的水處理效果。

發明內容

針對傳統沉淀池形式及結構所存在的弊端，本發明提供了一種自動控制系統排泥的旋流式螺旋沉淀裝置，采用典型的旋轉式進水方式，由虹吸裝置推動旋流沉淀裝置內盤旋上升的導向螺旋片旋轉，縮短固液分離距離，增加沉淀時間，并使固液速度錯位，加速固體沉降和自動排泥，實現短距離、長行程的沉淀過程，有效解決現有技術的重力作用實現固液分離的沉淀池所存在的以上問題。

本發明涉及的自動控制系統排泥的旋流式螺旋沉淀裝置包括頂部的虹吸裝置、中部的旋流沉淀裝置和底部的自動控制排泥裝置。

虹吸裝置包括虹吸儲水槽、出水槽、出水管、可調式堰板、虹吸空氣倒U型管、延時電磁控制閥、漸擴式半圓形虹吸罩和虹吸下降管。出水槽焊接于虹吸儲水槽的外側，之間有可調式堰板間隔，經沉淀后水體由虹吸儲水槽越過可調式堰板至出水槽，順著出水槽下部的出水管流出。漸擴式半圓形虹吸罩位于虹吸儲水槽的中部，虹吸下降管之上，虹吸下降管垂直穿過旋流沉淀裝置直至存泥下椎體中。漸擴式半圓形虹吸罩頂部開孔連接虹吸空氣倒U型管，兩者之間設置有延時電磁控制閥；延時電磁控制閥通過導線與信號反饋控制器的信號輸出端相連。漸擴式半圓形虹吸罩與旋流沉淀裝置的圓筒體直接相連。

旋流沉淀裝置包括進水管、倒圓錐體、圓筒體、導向螺旋片、鐘罩形喇叭口、轉動葉輪、傳動軸和排泥管，原水通過旋流沉淀裝置底部進水管進入倒圓錐體，導向螺旋片安裝于旋流沉淀裝置內部，固定于中間部位的傳動軸上，傳動軸下部安裝有單向的轉動葉輪，虹吸下降管出口位于轉動葉輪上方，當虹吸開啟后，虹吸下降管水流可以推動轉動葉輪轉動，轉動葉輪帶動導向螺旋片旋轉輔助固液分離。旋流沉淀裝置通過支架垂直固定于底部的自動控制排泥裝置之上。

自動控制排泥裝置包括存泥下錐體、信號反饋控制器、污泥界面儀、排泥管、排泥控制閥。存泥下錐體位于底部，為圓錐形結構，錐形底部半圓形。存泥下錐體側壁固定設置有污泥界面儀，污泥界面儀通過導線與信號反饋控制器的接收端相連，信號輸出端同時連接進水管控制閥門。

本發明所述的自動控制系統排泥的旋流式螺旋沉淀裝置應用時，流體通過進水管進入旋流沉淀裝置，結構采用不銹鋼，與進水管一體式連接，保證管道進水方向和通暢，進水流量由進水管控制閥門調節，流體通過固定式導向螺旋片盤旋上升，導向螺旋片焊接于旋流沉淀裝置中心固定的傳動軸上，導向螺旋片外邊緣與旋流沉淀裝置側壁留有100mm空隙，傳動軸通過旋流沉淀裝置中心部位上部和下部設置的轉動軸承實現轉動。隨著待固液分離原水由旋流沉淀裝置底部進水管旋轉而上，在上升過程中，固體顆粒發生碰撞，固液開始分離；原水通過旋流作用后直接從頂部的出水管排出，水流動路線短，且旋流沉淀裝置內部只有一個方向向上的導向螺旋片，水流過程沿徑向、軸向速度梯度小，水剪應力小，所以具有較低的水力壓降和較低的能耗。

旋流沉淀裝置進水負荷一般控制在1～4m³/(m²﹒h)，適用范圍大，由于旋流沉淀裝置內部剪應力小、能耗低，即便是提高進水負荷，水在旋轉上升過程中也不易發生湍動，抗負荷能力較強，等比例放大或是串聯使用仍能保證固液分離效率，有利于擴大應用。

旋流沉淀裝置的圓筒體與倒圓錐體采用焊接的形式連接，保證結構的一體性，下部的倒圓錐體上部直徑與圓筒體直徑相等，倒圓錐體下部開口直徑為圓筒體直徑的1/2，導向螺旋片隨著倒錐體盤旋上升，形成底部半徑小，上部半徑大的錐形螺旋結構，此舉有利于原水盤旋上升過程中，增加水力停留時間，特殊的流體路徑設計，可以防止短流或翻泥現象的發生，更有利于提高固液分離效率，具有較好的靈活操作彈性和穩定性。