[發明專利]旋流截流裝置

在審

• 申請號: 201711330421.0
• 申請日: 2017-12-13
• 公開（公告）號: CN107916712A
• 公開（公告）日: 2018-04-17
• 發明（設計）人: 馬光飛;吳燕明;方勇;程文韜;李桃;李超;章蕾;鄭寓
• 申請（專利權）人: 水利部杭州機械設計研究所
• 主分類號: E03F5/10
• 分類號: E03F5/10
• 代理公司: 杭州求是專利事務所有限公司33200
• 代理人: 林超

技術領域

本發明涉及一種流量截流控制裝置，尤其是涉及一種旋流截流裝置。

背景技術

水是生命之源，也是國民經濟發展的重要基石，對水資源的合理開發利用和水環境保護，是國家可持續發展的重要保障，一旦水資源供需失衡或水環境遭受嚴重污染將導致社會經濟發展滯后。近年來隨著城市數量、城市規模及城市人口的迅速擴張，城市污水的排放量日益增大，生活污水排放量超過了工業污水排放量。為了實現污水的快速排放，近年來，我國相繼建成投產了一批大型污水處理廠和相對密集的城市排污管網。但是，污水的物理、化學成分極其復雜，且含有大量污染物，包括不同大小尺度的泥沙類和懸浮纖維類物質，是一種固液兩相、固相多組分流體。因此，在眾多城市的排水管道中，不約而同地都出現了不同程度的淤積問題。由于淤積物的存在，在沒有較大外力的存在下，使得排水管的排水能力低下，而且會出現滲水、漏水和溢出集水井的情況。同時，在強降雨期間，也不利于雨水有序排出。

雖然近些年來，已經研發出了一系列較為成熟的清淤技術和清淤設備且得到廣泛應用，但是，目前仍缺乏經濟適用的清淤技術和清淤設備，其清淤工作仍是一個難題。而且，排水管道清淤所需的設備昂貴，操作費用高，并且在一些情況下清淤工作具有一定危險性，同時也對周圍環境造成危害。在發展中國家，由于受到財政水平和技術條件的限制，使得排水管道的清淤工作變得十分困難。

因此，需要研究自適應旋流截流裝置，根據管道中污水的混合流動特性，利用流體力學知識，從結構上使其可以產生高速旋流，通過高度的渦流旋流控制技術，控制污水或者雨污管的出流流量，對污水或者雨污管道進行截流，將截流下的污水引入截流井，減小污水處理廠的負荷；將固體懸浮物加速排出，降低固體懸浮物在管道中的濃度，減緩淤積堵塞，或者將污染物沉積在截流井中，方便清理，從而提高管道流通能力。

發明內容

為了克服背景技術中的不足，本發明的目的在于提供一種旋流截流裝置，在無需提供外部動力能源，無需對城市地下排水管網進行二次開挖時，利用流體力學知識，對流體進行截流除污，當流體運動產生渦流旋流時，將其中攜帶的固相物質以流體螺旋線的旋轉運動帶出；在流體出口處產生高速旋流，對管道進行沖洗，起到自動清理污水雜質堆積的能力；在遇到排污系統內部流量極大時，大幅提高地勢低洼地區排污效率，避免滲水、漏水和溢水發生的可能性。

本發明采用的技術方案是：

本發明包括旋流閥和集水井，旋流閥固定安裝在集水井中，集水井僅設有一個進口和一個出口，旋流閥僅設有一個進口和一個出口，旋流閥的出口與集水井的出口相接貫通。

所述的旋流閥主要是在圓柱形外殼體的一端連接圓臺形外殼體形成具有共同內腔的殼體結構，圓臺形外殼體的大端直徑D2和圓柱形外殼體的直徑D3相等；圓柱形外殼體是由三個1/4圓弧的扇形柱體和一個方形柱體構成，方形柱體朝向水平的一個外側柱面整體開通槽作為旋流閥的進口，進口水平朝向，圓柱形外殼體的另一端中心開圓形通槽作為旋流閥的出口。

所述的旋流閥外壁設有三個凸耳，三個凸耳的三個耳孔均通過螺柱和螺母連接到集水井的內壁，使得旋流閥安裝在集水井中。

本發明通過集水井和旋流閥共同實現了旋流截流，具體也包括了集水井的進口和出口、旋流閥的圓臺形結構以及旋流閥的進口和出口設置。

所述的集水井為長方體結構，進口和出口分別開設在對稱的兩側側壁上，進口位于與出口同一水平面上且同軸布置，使得進口和出口的中軸線M2重合，且旋流閥的出口的中軸線M1與集水井的進口/出口的中軸線M2重合。

所述的旋流閥的出口與集水井的出口之間通過密封橡膠圈緊貼安裝。

所述的旋流閥的進口截面面積A1大于等于出口截面面積A2，旋流閥中出口直徑D1與集水井的出口直徑相同，進口沿豎直方向的長度H小于等于圓柱形殼體的直徑D3，圓臺形外殼體小端直徑D2與旋流閥出口直徑D1相等，圓臺形外殼體的圓臺傾角α的角度在30～60°之間。

本發明實現旋流截流需要將旋流閥與集水井整體安裝使用。

本發明具有的有益效果是：

本發明在流體進入集水井后，通過集水井水位高低的變化，在旋流截流裝置中心形成截流空氣柱，通過水位高低控制截流氣柱直徑的大小，通過圓臺形結構減小截流氣柱對裝置壁面的沖擊力，減小振動，提高裝置安裝穩定性，最終通過截流直徑的大小控制出口流量，達到截流效果，降低不同高低水位差引起的下游滲水、漏水和溢水現象。