[發(fā)明專利]一種水力旋流除砂裝置及其使用方法

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• 申請日: 2018-12-10
• 公開（公告）號: CN109292906A
• 公開（公告）日: 2019-02-01
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 賀建國;李曉輝;李艷;王寶強;秦春禹;穆曉東;王志鋒
• 申請（專利權(quán)）人: 北京北排裝備產(chǎn)業(yè)有限公司
• 主分類號: C02F1/38
• 分類號: C02F1/38
• 代理公司: 北京東方昭陽知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11599
• 代理人: 呂玉健

1.一種水力旋流除砂裝置，其特征在于：該裝置包括分砂部(1)和砂斗部(2)；所述砂斗部設(shè)置于分砂部的下方；所述砂斗部與分砂部通過環(huán)形斜坡過渡連接；所述分砂部包括圓柱形腔體(3)、與圓柱形腔體同心且布設(shè)于圓柱形腔體內(nèi)的中心軸筒(4)、中心軸筒底部接有中心錐筒(5)；布設(shè)于圓柱形腔體中上部并與圓柱形腔體同心，且介于中心軸筒與圓柱形腔體外壁之間的懸浮套筒(6)；所述懸浮套筒是設(shè)在裝置內(nèi)中上部的環(huán)形板，其上方與裝置出水匯水區(qū)底板連接，向下伸入圓柱形腔體內(nèi)水中至進水口高度附近；所述圓柱形腔體的中部外壁上設(shè)置有切向進水口(7)；所述切向進水口附近圓柱形腔體的內(nèi)壁上設(shè)置有導(dǎo)流板(8)；所述導(dǎo)流板與切向進水方向呈130°～180°角；所述圓柱形腔體的上部周邊分別設(shè)置有出水口(9)和排渣口(10)；所述圓柱形腔體內(nèi)壁與懸浮套筒外壁之間形成環(huán)形浮渣收集區(qū)(11)。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種水力旋流除砂裝置，其特征在于：所述中心錐筒的上部與中心軸筒底部相連，二者為一體結(jié)構(gòu)，并且兩者均為空心體，所述中心錐筒的圓臺錐度范圍1:1～1:0.3。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種水力旋流除砂裝置，其特征在于：該裝置還包括設(shè)置在砂斗部排砂口處的流化器，所述流化器的流化介質(zhì)選用壓力水或壓縮空氣；所述中心軸筒與中心錐筒為一體結(jié)構(gòu)且均為不銹鋼材質(zhì)；所述圓柱形腔體、懸浮套筒、底部的砂斗部為不銹鋼材質(zhì)或鋼筋混凝土材質(zhì)；圓柱形腔體的外壁上還設(shè)置有保溫棉或者保溫隔熱墊，所述保溫棉或者保溫隔熱墊的厚度為10-20cm。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種水力旋流除砂裝置，其特征在于：該裝置還包括砂斗部內(nèi)壁上設(shè)置的壓力傳感器，用于監(jiān)測沉積物的累積量，指導(dǎo)排砂周期和排砂頻率。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種水力旋流除砂裝置，其特征在于：該裝置還包括設(shè)置在圓柱形腔體下部的輔助流入口，該輔助流入口用泵引入切向動力水流，用于增強底部旋流動力，形成亞循環(huán)子系統(tǒng)。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種水力旋流除砂裝置，其特征在于：該裝置還包括自動控制系統(tǒng)，所述自動控制系統(tǒng)包括控制器、布設(shè)于進水口處的用于檢查水流速度的水流速度傳感器、用于調(diào)節(jié)進水量的進水流量調(diào)節(jié)閥和用于檢測裝置進水量的水流進水量傳感器、布設(shè)于排渣口處的用于稱重排渣量的第一壓力傳感器、布設(shè)于砂斗部排砂口的用于稱重排砂量的第二壓力傳感器，所述水流速度傳感器、水流進水量傳感器、第一壓力傳感器、第二壓力傳感器分別與控制器相連接用于將實時檢測的相應(yīng)檢測值發(fā)送至控制器，控制器將接收到的檢測值經(jīng)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換后存儲于存儲器中；所述控制器與水流流量調(diào)節(jié)閥控制連接用于調(diào)節(jié)裝置的進水流量。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種水力旋流除砂裝置，其特征在于：所述自動控制系統(tǒng)還包括與控制器相連接的顯示器，所述顯示器用于顯示實時檢測的水流速度值、水流進水量值、排渣口的排渣量數(shù)值、砂斗的排砂口排砂量數(shù)值。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種水力旋流除砂裝置，其特征在于：所述自動控制系統(tǒng)還包括與控制器相連接的無線通信組件，所述控制器通過無線通信組件與云服務(wù)器相連接，并將經(jīng)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換后的檢測值上傳至云服務(wù)器，遠程監(jiān)控中心或者用戶移動終端通過無線網(wǎng)絡(luò)與云服務(wù)器進行通信連接，實時獲取上述檢測數(shù)值。

9.一種根據(jù)權(quán)利要求1-8中任意一項所述的一種水力旋流除砂裝置的使用方法，其特征在于，該使用方法包括如下步驟：

(1)水流通過切向入口進入旋流除砂裝置的圓柱形腔體內(nèi)，在導(dǎo)流板的引導(dǎo)下沿圓柱形腔體外周形成螺旋下降的離心旋流路徑，在此過程中，砂粒在重力作用下沉降并被旋流卷掃聚集到底部中心的砂斗部，同時水中夾帶的油污、漂浮物及懸浮物被旋流分離后上浮到懸浮套筒外側(cè)和裝置腔體內(nèi)壁之間的環(huán)形浮渣收集區(qū)；

(2)下降水流到達裝置中心錐筒后，開始繞中心軸筒緩慢向上旋轉(zhuǎn)流入懸浮套筒內(nèi)部，并繼續(xù)螺旋攀升到上部出水匯水區(qū)后經(jīng)出水口排出；水流在外周的旋流下降速度相對較高，在懸浮套筒內(nèi)的旋流上升速度相對較低，這兩個速度差形成的剪切區(qū)有助于較細顆粒的沉降；

(3)底部砂斗部內(nèi)的砂水混合液用泵或氣提方式輸送到配套砂水分離器進行清洗和脫水，上部懸浮套筒外側(cè)收集的浮渣通過排渣口定期排放。