[發明專利]一種中心傳動單管吸泥機及操作方法

在審

• 申請號: 201711246104.0
• 申請日: 2017-12-01
• 公開（公告）號: CN107998698A
• 公開（公告）日: 2018-05-08
• 發明（設計）人: 何火生;余秀明;楊林;顧佳濤;陳華;吳麗媛;沈宇麒
• 申請（專利權）人: 浙江升藍環保科技有限公司
• 主分類號: B01D21/06
• 分類號: B01D21/06;B01D21/18;B01D21/24;E02F3/88;E02F3/90;E02F5/28;E02F7/10
• 代理公司: 杭州融方專利代理事務所(普通合伙) 33266
• 代理人: 沈相權

1.一種中心傳動單管吸泥機，其特征在于：包括沉淀池(1)，所述的沉淀池(1)中設有吸泥傳動組件，所述的吸泥傳動組件帶動撇渣組件(3)沿沉淀池(1)內壁進行旋轉，所述的沉淀池(1)的內壁設有與撇渣組件(3)相活動觸接的排渣組件(4)，所述的沉淀池(1)的內壁設有進水槽撇渣組件(5)，所述的排渣組件(4)設在進水槽撇渣組件(5)的外壁，所述的進水槽撇渣組件(5)、排渣組件(4)分別與外部排渣組件相連通；

所述的吸泥傳動組件包括中心轉籠(7)和傳動裝置(8)，所述的中心轉籠(7)的上部設有回轉支撐臺(9)，所述的中心轉籠(7)中設有中心柱(10)，所述的回轉支撐臺(9)和中心轉籠(7)分別沿中心柱(10)進行轉動，所述的傳動裝置(8)驅動回轉支撐臺(9)帶動中心轉籠(7)進行轉動，所述的中心轉籠(7)同步帶動設在中心轉籠(7)底部的集泥管(11)，所述的集泥管(11)的底端設有與集泥管(11)相連通的吸泥管(12)，所述的吸泥管(12)沿沉淀池(1)進行轉動，所述的集泥管(11)與排泥管(12)相連通；

所述的集泥管(11)的外壁設有向沉淀池(1)內壁進行延伸的三角桁架(14)；

所述的撇渣組件(3)包括與三角桁架(14)相固定的撇渣橫板(15)，所述的撇渣橫板(15)低于沉淀池(1)的水平面，所述的撇渣橫板(15)的外端設有高于沉淀池(1)的水平面的撇渣操作板(16)，所述的撇渣操作板(16)的內端中設有向下延伸的刮渣耙(17)，所述的刮渣耙(17)貼合沉淀池(1)的水平面；

所述的排渣組件(4)包括設在水平面的排渣口(18)，所述的刮渣耙(17)與排渣口(18)呈活動式觸接，所述的排渣口(18)的底部設有渣斗(19)，所述的渣斗(19)的底部與外部排渣組件相連通；

所述的進水槽撇渣組件(5)包括與沉淀池(1)相連通的進水槽(20)，所述的進水槽(20)的外壁設有出水槽(21)，所述的進水槽(20)的高度大于出水槽(21)的高度，所述的出水槽(21)的外壁設有擋水堰板組件，所述的擋水堰板組件包括三角堰板(22)，所述的三角堰板(22)的外側設有擋水圈(23)，所述的三角堰板(22)與擋水圈(23)間形成過渡槽(24)，所述的三角堰板(22)與出水槽(21)相連通，所述的擋水圈(23)的高度大于三角堰板(22)的高度；

所述的外部排渣組件包括設在沉淀池(1)外圓周的外部排渣槽(25)，所述的外部排渣槽(25)中設有向外連通的外部排渣管(26)。

2.根據權利要求1所述的一種中心傳動單管吸泥機，其特征在于：所述的吸泥管(12)向外延伸至沉淀池(1)的內壁，所述的吸泥管(12)的長度小于沉淀池(1)的半徑，所述的吸泥管(12)上設有連續分布的吸泥孔(27)，所述的吸泥管(12)的底部設有沿沉淀池(1)池底進行貼合轉動的刮泥板(28)，所述的吸泥管(12)與集泥管(11)呈剛性連接；

所述的中心轉籠(7)的上部與回轉支撐臺(9)呈鋼性連接，所述的集泥管(11)的直徑大小于中心轉籠(7)的直徑，所述的中心轉籠(7)的內壁設有沿中心柱(10)進行轉動，所述的中心柱(10)的底部與沉淀池(1)的底部固定；

所述的排泥管(13)中設有向上延伸至并與沉淀池(1)相連通的放空管(29)；

所述的三角桁架(14)的高度從外端至內端逐漸擴大，所述的三角桁架(14)的外端中設有配重塊(30)；

所述的吸泥管(12)與中心轉籠(7)間、吸泥管(12)與中心轉籠(7)間分別通過拉索(31)進行調節定位；

所述的三角堰板(22)的上部設有連續分布的出水齒(32)。

3.根據權利要求2所述的一種中心傳動單管吸泥機，其特征在于：所述的集泥管(11)與吸泥管的拼接處設有輔助刮板(33)，所述的輔助刮板(33)的一端與吸泥管(12)呈120度夾角分布，所述的輔助刮板(33)的另一端與集泥管(11)固定，所述的刮泥板(28)為橡膠件，所述的吸泥管(12)的橫截面呈矩形分布，所述的吸泥管(12)呈對角傾斜支撐定位；

所述的集泥管(11)的上部與中心柱(10)的外壁間、集泥管(11)的底部與沉淀池(1)池底間分別通過止水橡皮圈(34)活動密封。

4.根據權利要求1或2或3所述的一種中心傳動單管吸泥機的操作方法，其特征在于按以下步驟進行：

一、前期設計：

1、主要結構：

①在沉淀池的上部設置工作橋，便于后期的維護，工作橋采用型鋼梁，上鋪走道板，橫跨于池邊及傳動裝置的頂蓋上，供操作維修人員行走操作；工作橋與池邊的固定端設有伸縮裝置，可自然消除溫度變化因熱脹冷縮引起的橋長變化；

②中心柱由鋼板卷成筒形，兩端設安裝法蘭，下端與池底預埋螺栓緊固，上端安裝傳動裝置；中心柱加工時同軸度誤差不大于1mm，直線度誤差不大于1mm，安裝時確保旋轉中心與池體中心重合，同軸度誤差不大于φ2mm，中心柱的鉛垂度在0.5/1000以內；

③傳動裝置是由多級圓柱斜齒輪減速機通過齒輪帶動大直徑回轉支承旋轉；采用焊接箱體加工成形后要求具有較高的精度且不變形；

傳動裝置中的電機減速機設計壽命達20萬小時，確保整體設備運行的可靠性得到了更好的保證；

傳動裝置設置過載保護裝置，當荷載達到傳動機構預定保護扭矩值時，扭矩限制器打滑并發出報警信號，此時包括減速機之后的所有機構停止轉動，保護了減速機等整個吸泥機設備；同時，電機還設有過電流保護、過電壓保護系統；

④中心轉籠套在中心柱外，上端與傳動裝置的回轉支撐臺相連，在傳動裝置的驅動下作旋轉運動，中心轉籠由型鋼焊接成為方形框架結構；

⑤吸泥管通過鉸支銷軸分別鉸接于中心轉籠的兩側，上部設拉索，是兩臂懸掛并保持平衡，拉索的長度可以改變刮泥板的懸掛角度使與池底相平行，刮泥板由角鋼焊接而成，端面呈三角形，剛性大，穩定性好，考慮運輸方便，刮臂分兩段制作，接頭部分用螺栓連接；

⑥集泥管在中心柱上懸吊于中心轉籠的下部，上部與中心柱密封，下部與在池底安裝的密封圈配合，并用耐酸堿橡膠制成特殊的端面，作滑動密封，其密度可靠，使用壽命長，可確保集泥缸內外的泥水不發生短路現象，集泥管由鋼板卷制而成；

集泥管的中部開一方孔，斜向下約45°焊有一段短方管，管端配法蘭與吸泥管相連，吸泥管采用鋼板焊成方形結構，安裝時對角線方線呈水平或豎直狀態，最底部設有刮泥板，以刮清池底污泥；

⑦撇渣組件通過支架固定在三角桁架上，并伸至水面，整體結構由不銹鋼板制成，與池中心線呈一定夾角，旋轉時將液面浮渣刮至池邊，通過鉸接式刮渣耙刮入渣斗中；同時在撇渣組件末端延伸一根不銹鋼管伸至進水槽內，安裝進水槽刮渣板，用以刮除進水槽內的浮渣，以防浮渣在進水槽內結垢，影響進水分配的均勻性；

⑧出水槽的設計采用變孔距法進行計算，確定出水槽的斷面尺寸，該計算方法的主要優點有：變孔距法配水的穩定性和可靠性比等孔距法好，基本不受日常流量變化影響，且能夠很好滿足配水均勻性的要求；

變孔距法強調流速基本不變，能夠最大限度降低環槽流速，使計算結果與實際情況更加吻合；

采用變孔距法設計進水槽時，槽寬沿程直線變化，易施工，而且可以把出水槽和進水槽合建，總寬度沿程不變；

具體計算方法如下：

進水槽計算：

為了防止混合液在進水槽內發生淤積，環槽流速不低于0.3m/s；為方便施工，進水槽底采用平底，布水孔設在進水槽的底部布水孔的孔徑一樣大，槽寬不小于0.3m；因此令變寬段vm0＝0.3m/s，等寬段B＝0.3m，按最小流量Qm確定進水槽寬度得：

令B0＝H0得：

變寬段長度Lc＝(1-0.3/B0)L0，等寬段長度LE＝0.3/B0L0；

布水孔間距：

按平均時流量Qh確定布水孔間距，把式(1)代入能量微分方程，且因流速v較小，將gH-v2≈gH，則能量微分方程可化為：

對應于Qh的起點水深Hh0為：

Hh0≈Hm0+[1-(Hh0Qm/Hm0Qh)2]Zh0 (3)

選擇合適的配水水頭Zh，解式(3)方程確定相應的Hh0，代入式(2)求出H并作出水面曲線H，則距起點Li處的配水水頭Z＝Zh0+Hi-Hh0。該點設布水孔時，對應的單孔泄流量q由孔口的孔徑d和孔上配水水頭所決定，即qi＝μA[KF(]2gZi[KF)]，孔距C＝L 0/(Qh/qi)；其中μ為流量系數，A為布水孔口斷面面積；

二、操作前的調試：

1、安裝前檢驗：

安裝前對設備基礎進行認真檢查，土建偏差應不超過允許范圍，檢查內容如下：

池內徑偏差不超出±20mm，其圓度不超出20mm；

中心柱基礎頂面實際標高(抹平前)偏差為+10mm～-10mm；

池周邊混凝土池壁頂面標高偏差不超出±10mm；

池底面周邊實際標高及底面的坡度應符合圖紙設計要求。

2、現場安裝要求：

吸泥機設備的檢驗、安裝、調試除嚴格按照HCRJ055-1999《吸泥機》及GB50231-98《機械設備安裝工程施工及驗收通用規范》有關要求執行外，各部件的安裝還應滿足以下要求：

2.1各部件的安裝：

2.1.1中心柱的安裝：

將中心柱底8只預埋螺栓安放在池底預留孔中，二次灌漿后抹平，安裝中心柱，注意保持中心柱頂面水平(以水平儀校平)，未校水平前不得進行下一步的安裝；

2.1.2集泥管、中心轉籠的安裝：

按照安裝圖設置8只地腳螺栓，將集泥管的底圈及管體依次吊入中心柱，座圈的固定孔與埋設的地腳螺栓對應聯接，集泥管的密封裝置的安裝待驅動裝置安裝結束后進行；

將中心轉籠吊入中心柱，簡單穩固，待安裝吸泥管前將其上端與驅動裝置的連接器螺栓聯接，下端通過連接角鋼與集泥管連接；

2.1.3驅動裝置的安裝：

將驅動裝置整體吊裝至中心柱頂端并使其固定孔對應螺栓的位置并保證減速機偏離中心柱中心的方向與中心柱至池壁頂面的方向相反，落座，螺栓緊固，給回轉支承臺加注鈣基潤滑脂；

2.1.4工作橋的安裝：

工作橋安裝前應首先在沉淀池半徑方向搭好符合要求的腳手架，并在承托部位墊好木板，以防損壞工作橋表面；

首先將工作橋的底架固定于驅動裝置的蓋板上，底架上欄桿開口方向與工作橋安裝方位平行，且連接孔重合；

以腳手架為依托，參照裝配圖將工作橋吊至固定位置，與底架聯接，調整，保證工作橋的直線度≤8mm，擰緊各聯接螺栓；

按照圖紙將中心轉籠上下端分別與驅動裝置的連接器及集沁管的管體聯接(參照2.1.2第2條)；

2.1.5吸泥管的安裝：

按照圖紙以吊板將吸泥管懸吊于桁架下，刮泥板指向沉淀池底面，吸泥管與池底面呈45°傾斜，并使吸泥管下緣與最終抹平后的池底保持大致相同的距離，應注意池底坡度；

將吸泥管的出泥口法蘭與集泥管螺栓聯接，并將該法蘭與吸泥管大端現場焊接；將吸泥管的出泥口法蘭與吸泥管的連接法蘭現場焊接；

2.1.6刮渣組件及附件的安裝：

按照裝配圖在三角桁架上部安裝刮渣組件，支架現場安裝調整，使刮渣板露出設計液位線100±5mm。

安裝集泥管的密封裝置。

根據施工圖要求安裝擋水裙板，裙板上的加強筋現場焊接；

2.1.7電氣安裝：

主要電氣參數：電源：3～380V±5％，50HZ±1％；總容量：0.53KVA；脫扣電流：5A；滿載電流：1.4A；防護等級：IP55；

按圖紙要求敷線，具體參見電氣原理圖及機身敷線圖；

電機接線應使三角桁架的轉向與吸泥管的開口方向保持一致；

2.1.8試運轉：

點動控制電機，使吸泥機試運轉一周(開機前應作檢查，檢查內容參照第步驟《開機前檢查》)，觀察吸泥機各部件之間、各部件與基礎的連接、配合是否良好，否則應作調整；

2.2設備安裝后池底的抹平按下列方式進行：

在吸泥管下緣為基準，以徑向長3～4m、寬1m為一塊，分段分塊進行；抹前應先對池底較大凸起進行清理和修整；

先在粗糙的沉淀池底板上抹上細質混凝土，并使用括平尺類似工具攤平，最后的抹光也是手工進行。抹平過程中操作者要時刻判定池底與吸泥管下緣保持相同的距離約20～70mm；

完成一段后，點動控制電機，使吸泥機轉過一角度，重復2.1.8步驟，點動開機前應作檢查，檢查內容參照第步驟《開機前檢查》；

抹完后的池底未干固前可修整但不得重壓；

三、操作程序及使用方法：

3.1開機前檢查：

池內碎石、木頭等雜物等應清除干凈；

減速機按制造廠家的說明書要求加注清潔潤滑油；

各傳動部分應添加潤滑油脂；

電源是否正常；

3.2空負荷運轉：

3.2.1安裝完畢后，進行無水空運轉，即空負荷運轉，運轉前應確認以下事項：

檢查各負荷開關是否在整定值上；

檢查各開關是否動作可靠；

確認中央控制室與本吸泥機之間的各信號點連接正確；

3.2.2操作：

操作分遠控操作和就地操作(現場操作)兩種：

現場操作程序：合上電源；將工作方式選擇(SA1)置于“現場”位；按下按鈕(SB1)，吸泥機開始運轉；按下按鈕(SB2)，吸泥機停止運轉；

遠控操作：將工作方式選擇開關(SA1)置于“遠控”位，即可由中央控制室進行控制；

3.2.3故障、停機、復位

將工作方式選擇(按鈕SA1)置于“0”時，整機處于停止狀態；

設備驅動過載時，將自動停止運轉，并將信號傳至中央控制室，同時本機電柜顯示過載信號；

電控柜門上設有急停按鈕，遇意外情況，可手動停機；

故障后應及時檢查故障原因，待故障排除后，重新通電運轉復位；如為急停，則必須先排除意外情況后，再將急停按鈕復位，重新啟動設備方能投入運轉；

3.2.4空運轉:

啟動電機開關，開車運轉1～2圈；

檢查各傳動部分運轉情況，運行應平穩；

吸泥管與池底一周的間隙是否合乎要求；連續開運24～48小時，檢查運轉是否正常，減速箱電機應無異常發熱及噪聲和振動；

3.3負荷運轉：

放水后負荷運轉24～48小時，啟動、停車工作是否正常；

運轉是否平穩，應無振動，撞擊等異常情況；

電機、減速箱有無過熱、異常噪音、振動等情況；

測試負荷運轉時電流、電壓是否符合規定；

四、維護和檢修：

1、機械部分維護和保養：

傳動和潤滑部分定期檢查并添加潤滑油脂；

按減速機制造廠說明書要求，對減速機進行維護保養；

每年進行一次設備的檢修，磨損嚴重零件應及時更換。

2、電氣部分維護和保養：

電氣維護及操作應由具有操作資格的專業人員進行。維修時應切斷電源開關。漏電保護開關應每月檢查一次其保護特性。檢查方法為在通電狀態下按動該開關上的白色方鈕。如失效應立即更換以保證設備的安全性。注：電源開關斷電后，黃色導線仍可能帶電。