专利名称：针式格栅的制作方法
技术领域：
本发明属于给、排水机械技术领域，涉及渣物截留与捞渣技术。
背景技术：
各种给水、排水设施在泵前都要尽可能多地去除渣物，以便保障水泵的正常运行，延长其磨损寿命。栅条格栅、钩齿格栅是普遍应用的渠道除渣捞渣设备。一套格栅服务面积仅一两平方米，然而，面对大型污水处理厂入水口埋深可达15m以上，要求捞渣深度大、宽度大的情况，格栅设备的无功能段大幅度增长，耗钢量增大，耙链数量增多，齿耙卡阻、链断概率增高，配套土建栅井规模扩大，导致总投资的效益不断降低。
发明内容
发明的目的从根本上解决格栅成本、附属基建投资与渠道埋深、宽度密切联系的问题。提出一种自清洁、水头损失显著低于一切实用格栅技术的新型格栅。
技术方案本发明的技术方案是一种针式格栅，直立或有一定倾斜度安装在给、排水设施入水口浸入水下截留渣物。它包含由电机8、减速机7、齿轮箱9组成的驱动装置、框架10，其特征在于针式格栅还包括至少两组并排针状转耙、一套上游梳栅1和一套下游梳栅15。
转耙由耙针3、挂针环2、隔环6、轴12和弹性挡圈5组成。耙针3为U字形针，环周放射状分布挂在挂针环2上。U字形针由实心线材或空心管材制成。采用空心管材易于成形，并减轻重量。针层分层叠置，隔环6位于层间。隔环6厚度与针层内间隙相同。针层叠层上下有弹性挡圈5或轴12上台坎和卡位垫片限定针层位置。挂针环2、隔环6与轴12之间可以有键、可以无键、也可以局部有键。有键时，轴12上键槽可以分段错开。多组转耙按照相邻转耙的针层在轴向错开隔环6厚度一半的距离，相互啮合交接，耙针3彼此穿插于针间间隙的方式排成一列。针状转耙经过轴承、圆螺母、止动垫圈、或密封连接齿轮箱9。针状转耙可以呈上部悬挂式支撑，也可以呈上下两端支撑。
所有转耙通过齿轮统一连接驱动，转向相同，朝向下游。单个转耙直径在φ100~400mm，耙针3直径在φ1.5~6mm。转耙转速在10~200r/min以内。
转耙各构件除弹性挡圈以外，均可以采用金属、或非金属材料。用非金属材料可以延长防腐蚀寿命。
对于针式格栅中的细栅隙情况，转耙上下的间隙空间若超过特征栅隙时，可以用上下挡片4弥补，或者用齿轮箱9、下轴承13托座内盘面上的凸台弥补。
上游梳栅1、下游梳栅15分别与边上转耙一侧啮合，各梳条穿插于针间间隙。
上游梳栅1、下游梳栅15的梳条宽度与耙针3直径相同。上游梳栅1梳面方向可以与转耙排列轴面方向相同或平行，也可以相交。下游梳栅15的梳面方向可以与转耙排列方向相同，也可以相交，梳条末端接近耙针3根部。
梳条为U字形针或板条或揳形条，焊接、或用压条、螺钉、铆钉其中之一种，或几种方式固定在梳托上。梳托固定在框架10上。
下游梳栅15的U字形针梳条还可以搭切到相应转耙的隔环6上。针梳条可以有点弯曲，曲背弓朝向上游。端头可以略显尖锐。这样，可以消除清洁死角，充分解决缠绕问题。
针式格栅与螺旋出渣机组合连接在一起组成一套完整的渠道、引水口渣物提取装置。针式格栅可以与渠道水流方向锐角斜交或正交直立安装，斜交比正交的效果好。螺旋出渣机位于针式格栅的下游侧倾斜安装。有两种组合方式，一种是针式格栅排成一列，下游接一套螺旋出渣机，另一种是两排针式格栅A字形布置，中间接一套螺旋出渣机，转耙转向均朝下游。与渠道斜交安装的针式格栅的两翼还可以添加孔板，与渠道壁或螺旋出渣机连接。螺旋出渣机可以有压滤功能。
在针式格栅与螺旋出渣机之间，螺旋出渣机之前，可以设置一种嚼碎机，处理大块渣物，以便于螺旋出渣机提取或压榨脱水。
有益效果与先进的栅条类格栅、滤网格栅技术相比，见表1，本发明有如下有益效果。
1、针式格栅的栅隙为U字形针穿插逆向运动形成的动态横向栅隙，它们截留渠道渣物有最大的作业纵深。动态栅隙与作业纵深结合，将传统格栅的被动阻挡渣物转变为主动捕捉渣物，截留成功率提高，以至于能够截留生活污水中的毛发。栅条截面为圆形，阻力最小。动态栅隙、主动捕集、圆截面栅条，使得在保证截留能力的情况下，可过水断面比率可高于90％，加上可以斜交渠道布置，利用水力速度移渣，使得格栅水头损失大幅度降低到250mm以下，最低可以达到100mm。上一级转耙挂到耙针3上的渣物由下一级转耙反向旋转清理，形成自我清洁，不会出现壅水情况。当今世界上任何一种形式的机械格栅的正常水头损失都大于250mm，一般都在300mm以上，还不算出现壅水的不正常情况。
2、针式格栅动态栅隙可达到1.5mm，栅条格栅栅隙只能小到3mm。针式格栅与水流方向相交后，针杷转速略大时，能取得除砂的效果，显著延长后续水泵的磨损寿命。栅条格栅均没有这个能力。
3、表1还表明针式格栅的配套设备、安装、维护尺寸都发生了显著有益变化。针式格栅的单体重量可以控制在250kg以内，必要的维护高度在2～2.5m即可，无论渠道多宽，上部栅井断面即使只有1～2m2也能满足吊起要求。所以，对于大型深埋渠道污水处理厂来说，基建规模可以缩小一半左右。井口小，基建设施的利用率还显著提高。
4、针式格栅和螺旋输送机组成的系统，从原理上改变了捞渣方式。当今的栅条格栅均采用直上直下的捞渣方式，渣物在顶部再用螺旋或皮带输送机收集。针式格栅系统采用在水体内直接水平汇渣，局部集中提渣。无论渠道多宽，提渣设备始终只用一套，提渣设备的利用效率可以提高，渣物含水量可以经过压榨而大幅度降低。
表1 针式格栅与传统格栅的技术特点与经济性比较
*注渠道宽度越大，本数值越小。
四
图1是本发明一种三转耙针式格栅结构图；图2是本发明一种针式格栅下游梳栅梳条的搭接结构图；
图3是本发明一种无裙三转耙针式格栅单元结构图。
图中序号对应构件为1-上游梳栅；2-挂针环；3-耙针；4-挡片；5-弹性挡圈；6-隔环；7-减速机；8-电机；9-齿轮箱；10-框架；11-下游筛孔板；12-轴；13-下轴承；14-轴承盖；15-下游梳栅；16-上游筛孔板。
五具体实施例方式
实施例一参见图1，它是根据本发明技术方案设计的一种针式格栅。上部有一台电机8、一台减速机7、和一套齿轮箱9。框架10由板、柱组成。中间为三组针状转耙，在上部经过轴承、圆螺母、止动垫圈、密封连接齿轮箱9。一套上游梳栅1和一套下游梳栅15分列固定于两边。梳栅外侧分别有上游筛孔板16和下游筛孔板11。
针状转耙呈上下两端支撑。下端支撑包含滑动轴套下轴承13、轴承盖14。转耙由耙针3、挂针环2、隔环6、轴12和弹性挡圈5组成。U字形针环周放射状对称分布挂在挂针环2上。针层分层叠置，隔环6位于层间。隔环6厚度为6mm。两弹性挡圈5和垫片上下限定针层位置。轴12为两端实心、中间为管的组焊结构。无键。两组转耙分列，中间一组穿插其中。框架10上下有挡片4。
上游梳栅1、下游梳栅15均U字形针为梳条。下游梳栅15的梳条还可以选择搭切到相应转耙的隔环6上。针梳条可以有点弯曲，曲背弓朝向上游。参见图2。
其工作原理如下针式格栅与渠道水流方向锐角相交，直立转耙转动方向与水流协调，转速在10~200r/min内，主要以接力的方式把水中的固体向一侧转移。对不同类型的渣物栅分原理不同。
块状渣物经针苗抵挡，向旁侧偏摆，转移到下一组耙位，接力传递，汇集到渠道翼侧。
片状渣物和毛发进入针苗内部，再被旋转针苗拖住，经过旋转导至下一组轮位后，被针苗逆向拖起，依次转拖，向渠道翼侧汇集。
针轮转子向水中颗粒物传递动量，使部分0.5mm以上大小的颗粒向侧翼运动。
经过积累，渣物汇集到宽度仅100~150mm的狭小的区域。
最后，另外配备螺旋出渣机集中打捞栅渣。
实施例二参见图3，它是根据本发明技术方案设计的一种针式格栅。它与实施例不同的是框架10两侧没有孔板。作为独立单元来拼凑组合，应对渠道宽度比较大的情况。
权利要求
1.一种针式格栅，直立或有一定倾斜度安装在给、排水设施入水口浸入水下截留渣物，针式格栅包含电机[8]、减速机[7]、齿轮箱[9]组成的驱动装置、框架[10]，其特征在于针式格栅还包括至少两组并排针状转耙、一套上游梳栅[1]、一套下游梳栅[15]；转耙由耙针[3]、挂针环[2]、隔环[6]、轴[12]、弹性挡圈[5]组成，耙针[3]为U字形针，环周放射状分布挂在挂针环[2]上，U字形针由实心线材或空心管材制成，针层分层叠置，隔环[6]位于层间，隔环[6]厚度与针层内间隙相同，针层叠层上下有弹性挡圈[5]或轴[12]上台坎和卡位垫片，挂针环[2]、隔环[6]与轴[12]之间可以有键、可以无键、也可以局部有键，有键时，轴[12]上键槽可以分段错开，多组转耙按照相邻转耙的针层在轴向错开隔环[6]厚度一半的距离，相互啮合交接，耙针[3]彼此穿插于针间间隙的方式排成一列，所有转耙通过齿轮统一连接驱动，转向相同，朝向下游，单个转耙直径在φ100~400mm，耙针[3]直径在φ1.5~6mm，转耙转速在10~500r/min以内，转耙各构件除弹性挡圈以外，均可用金属、或非金属材料，针状转耙经过轴承、圆螺母、止动垫圈、或密封连接齿轮箱[9]，针状转耙呈上部悬挂式支撑，或者上下两端支撑；对于针式格栅中的细栅隙情况，转耙上下的间隙空间若超过特征栅隙时，可以用由上下挡片[4]弥补，或者用齿轮箱[9]、下轴承[13]托座内盘面上的凸台弥补；上游梳栅[1]、下游梳栅[15]分别与边上转耙一侧啮合，各梳条穿插于针间间隙，上游梳栅[1]、下游梳栅[15]的梳条宽度与耙针[3]直径相同，上游梳栅[1]梳面方向可以与转耙排列轴面方向相同或平行，也可以相交，下游梳栅[15]的梳面方向可以与转耙排列方向相同，也可以相交，梳条末端接近耙针[3]根部，梳条为U字形针或板条或揳形条，焊接、或用压条、螺钉、铆钉其中之一种，或几种方式固定在梳托上，梳托固定在框架[10]上。
2.根据权利要求1所述的针式格栅，其特征在于，所说的下游梳栅[15]U字形针梳条搭切到相应转耙的隔环[6]上，针梳条有一定弯曲，曲背弓朝向上游，端头还可以略显尖锐。
3.根据权利要求1所述的针式格栅的组合系统，用于从渠道、引水口提取渣物，其特征在于，所说的针式格栅与螺旋出渣机组合连接在一起，针式格栅可以与渠道水流方向锐角斜交或正交直立安装，螺旋出渣机位于针式格栅的下游侧倾斜安装，有两种组合方式，一种是针式格栅排成一列，下游接一套螺旋出渣机，另一种是两排针式格栅A字形布置，转耙转向均朝下游，中间接一套螺旋出渣机，与渠道斜交安装的针式格栅的两翼还可以添加孔板，与渠道壁或螺旋出渣机连接，螺旋出渣机可以有压滤功能；在针式格栅与螺旋出渣机之间，螺旋出渣机之前，还可以设置一种嚼碎机。
全文摘要
本发明针式格栅属于给、排水机械技术领域。它包含驱动装置、框架、多组并排转耙、上游梳栅和下游梳栅。栅条格栅等有水头损失大、在渠道埋深较大时经济性差、配套土建栅井规模大的问题。本发明用一种U字形线材呈辐射状排列分层叠置的针式转耙。多个转耙相互啮合同向转动，在耙间形成动态栅隙，以主动、有纵深、充分利用水力速度的方式捕集渣物、毛发、粗砂，在水中水平接力式协调转移渣物到下游狭窄的区域，由螺旋输送机辅助提渣。从而实现了格栅自我清洁；水头损失100~250mm，低于世界上任何一种格栅技术。仅调整螺旋输送机的长度，就能适应任何大小渠道埋深的需求，使栅井土建尺寸大幅度缩小。本发明用于渠道渣物截留与捞渣。
文档编号E03F5/14GK1737278SQ200510099788
公开日2006年2月22日 申请日期2005年9月8日 优先权日2005年9月8日
发明者高根树 申请人:高根树