专利名称：废水系统的砂砾收集器的制作方法
技术领域：
本发明涉及废物系统，并更具体地涉及废水系统的砂砾收集器。
背景技术：
在许多工业和市政废物系统中，载有砂砾的废水以废物流的形式 从初级回收装置被泵向进一步集中砂砾的次级装置(例如，旋风分离 器)。该废物流还可能经过第三装置(例如，螺旋输送器)，以进一 步干燥和集中砂砾。
然而，进入废物系统的废水流通常可能包括长棍、罐、大的固体 物以及其他不可溶的残渣。这种残渣可扰乱、阻塞和停止回收装置的 运行。例如，残渣可进入泵和系统中的管道。残渣可横跨开口并楔入 开口，从而制造障碍。此外，较小的材料(例如，诸如纸张、纸巾和 抹布的纤维材料)可由较大的残渣抓住并最终形成完全阻塞管道和开 口的障碍。当上述情况发生时，必须去除阻塞，其可能需要管道通条 或物理地清除开口。在去除这些残渣的过程中，必须关闭系统。显然， 为此关闭系统不是所期望的而且是没有效率的。
因此，利用筛网来防止大的残渣随着进入的废物流而到达回收装 置，同时仍然允许废物流的通过。然而，这种筛网需要较大的开口以 确保足够的废物流，因此开口尺寸在平行(垂直)杆之间的间隔为从
大约3/8平方英寸到2英寸宽的范围内进行变化。因此，较大废料或垃圾 的各种物品能够仍然经过开口并进入回收装置，包括长棍、牙刷等等 甚至通过方形开口，和大的物体以及长棍等可通过更长的开口。当然， 如果筛网没有得到正确地维护，或者如果在筛网的底部周围出现较大 的开口，则大的物体也可能会通向回收装置。砂砾清除系统，诸如砂砾提取器或砂砾收集器已经用于许多废物 系统，以在将水通过至系统的回收装置之前从废水中除去砂砾。例如， 一个有利的设备包括用于相对于圆形室相切地注入和提取液体的水 槽，从而产生循环流动流，这将导致砂砾接近于圆形室的底部中心处 停留。因此，注入液体中的砂砾从液流中被除去并收集在储存室中，
以便相对容易地清除。这种设备公开在美国专利No. 6，811，697 B2中，
该专利的完全公开内容在此作为参考并入。
美国专利No. 3,941,698、 4，107,038和4，767，532也公开了砂砾提取 器设备。所有的这些专利的公开内容也在此作为参考完全地并入。
例如，美国专利No. 4，767，532公开了一种用于清除砂砾的设备， 其中，砂砾储存室设置在砂铄清除系统的圆形室的中心的下面。与圆 形室的底面基本对齐的可移动板通常分离两个室，且通过该板的中心 开口使得该两个室之间连通。有圆柱形轴在圆形室上方以可旋转的方 式支承在其上端上，并通过圆形室和板中心开口而向下延伸。在圆形
室中流动的液体使得砂砾颗粒朝向室底面停留，其中，径向向内推动 砂砾颗粒，以便通过板中心开口而落入砂砾储存室。有多叶片推进器 安装在板上方的轴上，并与轴一起旋转以辅助液体流动，从而朝向板 中心开口移动砂砾。还有管通过圆柱形轴向下延伸至砂砾储存室内，
且有泵设置在管的上端，以允许通过管向上泵送来清除储存室的底部 中的砂砾。
除上述具有中心开口的板以外，格栅、穿孔板等等也可以用于分 离该两个室，同时仍然允许砂砾从圆形室进入砂砾储存室。格栅等等 阻止砂砾和残渣流入该腔室，并且形成关闭开口的盖子。这不仅要求 随时手动地拔开管和开口，而且使得被阻止移动至砂砾储存室内的砂 砾一起不如所愿地穿过砂砾清除设备。
本发明目的在于克服上述的一个或多个问题。
发明内容
在本发明的一个方面中，为废物系统的砂砾清除单元提供了一种 砂砾尺寸限制器，该砂砾清除单元具有可旋转的驱动轴，该可旋转的 驱动轴引导砂砾清除室中的砂砾朝向开口到达至砂砾清除室下方的砂 砾储存室。该砂砾尺寸限制器包括固定至驱动轴以与之一起旋转的剪 切器，剪切器包括在开口上方从驱动轴径向延伸出来的板。第一组杆
横跨开口延伸，第二组杆固定至剪切器板的底部，并相邻于第一组杆 定位。
在本发明的该方面的一个形式中，转向器在与第二组杆基本上轴 向对齐以及在第二组杆的外部径向间隔的位置处相对于开口固定。
在本发明的该方面的另一个形式中，开口的外周为基本上圆形， 并具有第一直径；剪切器板外缘为基本上圆形，并具有第二直径；其
中，第二直径至少大约与第一直径一样大。在又一个形式中，驱动轴 延伸通过开口的中间，第一组杆的杆从驱动轴向外突出至开口外周。 在又一个形式中，驱动轴延伸通过剪切器板的中间，第二组杆的杆从 驱动轴向外突出到剪切器板外缘之外，以及在又一个形式中，驱动轴 延伸通过开口的中间，第一组杆的杆从驱动轴向外突出至开口外周。 在又一个形式中，砂砾清除室的直径大于第一直径，和开口由设置在 砂砾清除室上方的板中的中心孔所限定。
在本发明的另一方面，提供了一种废水系统的砂砾清除单元，包 括圆形砂砾清除室，该圆形砂砾清除室具有用于在其中具有砂砾和垃 圾的废水的输入和输出，在砂砾清除室下面的砂砾储存室，和在砂砾 储存室和砂砾清除室之间的开口。有垂直驱动轴延伸通过砂砾清除室 进入砂砾储存室，并可旋转，以便于废水流入砂砾清除室，由此朝向 开口引导废水中的砂砾。 一种砂砾尺寸限制器包括固定至驱动轴以与
之一起旋转的剪切器(剪切器包括在开口上方从驱动轴径向延伸出来的 板)，横跨开口延伸的第一组杆，和固定至剪切器板的底部的第二组杆， 第二组杆相邻于第一组杆定位。
本发明的该方面的其他形式包括与本发明的第一方面结合的上述 那些形式。
图l是本发明可使用的砂砾清除设备的透视图； 图2是本发明的分解图，其表示出砂砾清除设备的驱动轴在砂砾储 存室的入口处具有剪切器和板结构；和
图3是图2的剪切器和板结构处于操作位置时的侧视图。
具体实施例方式
图1公开离心式砂砾清除单元或设备10，利用该设备IO，可有利地 使用本发明。图l所示的设备10与美国专利No. 6,811,697 B2中公开的设 备相似，该专利的完全公开内容在此作为参考并入。
如'697专利所述，设备10从载有砂砾的液体12中分离砂砾，该液体 12通过进入槽14而被输送至设备10内，其中该进口槽14具有以微小角 度向下输送液体的进入管道18。进入管道18于邻近于砂砾清除室20处 转至水平。在砂砾清除室20的相交处，槽底部22具有与砂砾清除室20 的底部或底面24相同的高度。进入管道18的一个垂直壁30与该壁30终 止所处的砂砾清除室20的壁32相切，垂直壁34平行于壁30并在进入位 置处进入该室壁32，且延续为壁36,该壁36横跨砂砾清除室20延伸至 迸入开口38，载有砂砾的液体通过进入开口38而进入砂砾清除室20， 并围绕该室的壁32周向流动。进入管道18的顶部40平行于室底面24并 作为横跨室20延伸的流出水槽44。流入坑道由顶部40、壁36、底面24 和壁32形成。
载有砂砾的液体从开口38围绕砂砾清除室20的内周流动，从而形 成如虚线箭头所示的下部流动通道46。壁32处的液体由于离心力而略 高，液体流下壁32至底部24，并横跨底面24流动至砂砾清除室20的底 部处的中心孔50(在下文中更加详细地描述)。径向速度分量与旋转速度 一起导致箭头所示的流动52的螺旋运动。由于迫使液体进入横跨底面 24展开的薄膜，故使该液体中的砂砾与底面接触。砂砾接触底面并沉 积在底面上。流动52的螺旋运动使砂砾横跨底面24移动至中心孔50。
驱动轴54垂直延伸至砂砾清除室20的中心内，并由齿轮驱动装置 56可旋转地驱动，从而以比周围液体更快的旋转速度旋转桨或多叶片 推进器58。所产生的结果是泵压作用，该泵压作用横跨底面24并从桨 58向上，从而在砂砾上产生额外的推进作用。砂砾移动横跨底面24， 并沿中心孔50向下落入下面的砂砾储存室60(如图2所示)。砂砾储存室 可与美国专利No. 4,767,532; 4，107，038或3，941，698所公开的一样。底面 24可以是平坦的并朝中心孔50向下倾斜。
砂砾较少的液体在围绕邻近于壁32的设备的内周的下流动通道46 中流动。壁36和支架62协作，从而限定出围绕室20的内周的下流动通 道46和上流动通道64。下流动通道46在支架62下方流动并由壁36所偏 转。下流动通道46被夹在支架62、壁32、底面24和液体52的更加缓慢 旋转的内部圆柱体之间，迫使下流动通道46向上。现在，流动通道在 液体高度的上半部，从而形成上流动通道64，该上流动通道64围绕邻 近于壁32的室的上部周围流动，如虚线箭头所示。
上流动通道64流入由水槽66形成的排出开口内，该水槽66由壁32、 壁68和支架62的顶部所限定。该开口进入水槽66的宽度可以窄于进入 槽40的入口宽度，从而在砂砾清除室20中形成较高的液位，以迫使进 入流通过更加窄的水槽开口。液体流过水槽66到达至出口水槽68，液 体从该出口水槽68处离开设备达到至另外的设备或者其他的目的地(未 示出)。 '
图2和3示出使用有上述砂砾清除设备10的本发明。具体而言，如
图2的分解图所示，有裂缝格栅或板70，其限定出中心孔50，并成形为 安装在圆形室底面24中的凹部74中，该凹部74对下方的砂砾储存室60 敞开。有环76在中心开口50中居中，并由从板开口50向内突出的多个 杆78所支承。因此，应理解的是，环76将在驱动轴54的下端提供旋转 导向，且环76位置由凹部74设置，板70放置在凹部74中。
除对环76进行定位以外，杆78可以有利地以较大的向前间距均匀 地间隔幵，并根据要求而布置为接近在一起，以限定出可穿过杆78进 入砂砾储存室60的最大尺寸的垃圾。这种限定尺寸可结合提取管80(见 图2和3)的尺寸来进行选择，该提取管80向下延伸通过圆柱形驱动轴54 而进入砂砾储存室60。还有泵82(见图1)设置在提取管80的上端，并用 于通过提取管80将砂砾从储存室60中泵出，诸如，例如，美国专利No.4， 767， 532中所述。然而，应理解的是，驱动轴54本身可作为提取管， 而不需要诸如图2和3所示的位于轴54内部的分离管80。
而且，有剪切器90合适地接近驱动轴54的底部(在多叶片推进器58 的下方，图2和3中未示出)固定，用于与轴54—起旋转，其包括径向延 伸板92，该径向延伸板92具有沿相对于旋转方向向前陡削地倾斜的方 向固定在板92的底部上的隔离杆或叶片96。在图3所述的操作期间，轴 54被定位成以便剪切器设置为接近于格栅70的顶部。有利地是，剪切 器板92的尺寸可与格栅中心孔50的尺寸大约相等，以便在整个孔50的 上方，从而防止垃圾从上方直接落入砂砾储存室60。
因此，应理解的是，棍或相似的长薄物体在周长方面被限制为隔 离杆96的大致高度，其原因在于间隙被限制为上述尺寸，其中垃圾必 须通过该间隙以到达砂砾储存室60。此外，随着剪切器隔离杆96横跨 格栅杆78的顶部旋转，进入中心孔50的任何棍都将成为碎片。jtb外， 从剪切器板92和格栅70之间的空间中突出的任何棍将由转向器98所破
碎，该转向器98从格栅70向上延伸，并稍微超过隔离杆96的径向延伸 出来。此外，随着剪切器90围绕旋转，围绕剪切器90的外部移动的大 物体将由转向器98所偏转开。
因此，砂砾可跟随图2所示的路线100，通过格栅70的中心孔50进 入砂砾储存室60。此外，应理解的是，隔离杆96将有利地作为泵叶片， 并将在格栅70上的杆78之间将砂砾铲下。因此，避免在砂砾尺寸受到 限制的以前结构中所遇到的、当液压流停止时砂砾停止流动的问题， 同时可长时间维持所要求的操作。
通过对说明书、附图、权利要求的研究可获得本发明的其他方面、 目标和优点。然而，应了解的是，本发明能够以替代形式使用，其中 将获得少于上述本发明和优选实施例的所有目标和优点。
权利要求
1.在废物系统的砂砾清除单元中，该砂砾清除单元具有可旋转的驱动轴，该可旋转的驱动轴引导砂砾清除室中的砂砾朝向开口到达至所述砂砾清除室下方的砂砾储存室，一种砂砾尺寸限制器包括横跨所述开口延伸的第一组杆；固定至所述驱动轴以与之一起旋转的剪切器，所述剪切器包括在所述开口上方从所述驱动轴径向延伸出来的板；和固定至所述剪切器板的底部的第二组杆，所述第二组杆相邻于所述第一组套杆定位。
2. 如权利要求l所述的砂砾尺寸限制器，其中还包括转向器，该 转向器在与所述第二组杆基本上轴向对齐并且在所述第二组杆的外部 径向间隔的位置处相对于所述开口固定。
3. 如权利要求l所述的砂砾尺寸限制器，其中，所述开口的外周 为基本上圆形，并具有第一直径；且所述剪切器板外缘为基本上圆形， 并具有第二直径；其中，所述第二直径至少大约与所述第一直径一样 大。
4. 如权利要求3所述的砂砾尺寸限制器，其中，所述驱动轴延伸 通过所述开口的中间，且所述第一组杆的所述杆从所述驱动轴向外突 出至所述开口外周。
5. 如权利要求3所述的砂砾尺寸限制器，其中，所述驱动轴延伸 通过所述剪切器板的中间，且所述第二组杆的所述杆从所述驱动轴向 外突出到所述剪切器板外缘之外。
6. 如权利要求5所述的砂砾尺寸限制器，其中，所述驱动轴延伸 通过所述开口的中间，且所述第一组杆的所述杆从所述驱动轴向外突 出至所述开口外周。
7. 如权利要求3所述的砂砾尺寸限制器，其中，所述砂砾清除室 的直径大于所述第一直径，且所述开口由设置在所述砂砾清除室上方 的板中的中心孔所限定。
8. 在废物系统的砂砾清除单元中，包括圆形砂砾清除室，该圆形砂砾清除室具有用于在其中具有砂砾和垃圾的废水的输入和输出；在所述砂砾清除室下面的砂砾储存室； 在所述砂砾储存室和所述砂砾清除室之间的开口； 延伸通过所述砂砾清除室进入所述砂砾储存室的垂直驱动轴，所述驱动轴可旋转，以便于废水流入所述砂砾清除室，由此朝向所述开口引导所述废水中的砂砾；和 砂砾尺寸限制器，包括横跨所述开口延伸的第一组杆；固定至所述驱动轴以与之一起旋转的剪切器，所述剪切器包 括在所述开口上方从所述驱动轴径向延伸出来的板；和固定至所述剪切器板的底部的第二组杆，所述第二组杆相邻 于所述第一组杆定位。
9. 如权利要求8所述的砂砾清除单元，其中还包括转向器，该转 向器在与所述第二组杆基本上轴向对齐以及在所述第二组杆的外部径 向间隔的位置处相对于所述开口固定。
10. 如权利要求8所述的砂砾清除单元，其中，所述幵口的外周为 基本上圆形，并具有第一直径；所述剪切器板外缘为基本上圆形，并 具有第二直径；其中，所述第二直径至少大约与所述第一直径一样大。
11. 如权利要求10所述的砂砾清除单元，其中，所述驱动轴延伸通过所述开口的中间，且所述第一组杆的所述杆从所述驱动轴向外突 出至所述开口外周。
12. 如权利要求10所述的砂砾清除单元，其中，所述驱动轴延伸 通过所述剪切器板的中间，和所述第二组杆的所述杆从所述驱动轴向 外突出到所述剪切器板外缘之外。
13. 如权利要求12所述的砂砾清除单元，其中，所述驱动轴延伸 通过所述开口的中间，且所述第一组杆的所述杆从所述驱动轴向外突 出至所述开口外周。
14. 如权利要求IO所述的砂砾清除单元，其中，所述砂砾清除室的直径大于所述第一直径，且所述开口由设置在所述砂砾清除室上方 的板中的中心孔所限定。
全文摘要
一种废水系统的砂砾清除单元，包括圆形砂砾清除室，该圆形砂砾清除室具有用于废水的输入和输出；在砂砾清除室下面的砂砾储存室；和在砂砾储存室和砂砾清除室之间的开口。有垂直驱动轴延伸通过砂砾清除室而进入砂砾储存室，并且它可旋转，以便于废水流入砂砾清除室，由此朝向开口引导废水中的砂砾。一种砂砾尺寸限制器，其包括固定至驱动轴以与之一起旋转的剪切器(该剪切器包括在开口上方从驱动轴径向延伸出来的板)；横跨开口延伸的第一组杆；和固定至剪切器板的底部的第二组杆，第二组杆相邻于第一组杆定位。
文档编号B01D21/24GK101176830SQ200710136739
公开日2008年5月14日 申请日期2007年7月25日 优先权日2006年11月6日
发明者弗兰克·G·韦斯, 罗伯特·戴维斯 申请人:史密斯和洛夫莱斯公司