专利名称：污水除砂方法和设备的制作方法
污水除砂方法和设备交叉引用数据本申请要求2008年12月1日提交的美国临时专利申请No. 61/200, 560的常规优先权。
背景技术：
在污水处理厂里，叫做"砂砾"的重矿物质形成需要处理并与其它流体材料分离的流体的一部分。砂砾主要由砂子和土壤组成，但是还可以包括煤渣、咖啡渣、籽粒、谷粒及其它粗颗粒。由于砂砾不能通过滤水方法进行处理、减小尺寸或消除，所以需要物理地去除。由于砂砾是硬的并且有研磨作用，所以给废水处理带来了问题；它会磨损泵及其它机械装置；砂砾较重并积聚在净化器、处理池、消化池及其它设备中，在这些地方往往必须通过手工将其去除。1988年8月30日公布的、Smith&Loveless公司的美国专利No. 4，767，532公开了一种具有上部沉降室和下部砂砾储存室的砂砾分选器。沉降室通过位于中间过渡面上的开口与砂砾储存室连通。进水槽将进入液体引到沉降室的下部。出水槽从沉降室上部回收流出液体。进水槽和出水槽具有共同的中心线，出水槽在正视图中位于进水槽上方。挡板元件延伸到沉降室内用于将流入液流向外引导至沉降室的周向的下部。进入液体以切向方式强行流入沉降室，引起沉降室内部的转动循环。转动叶片维持最初由切向进入的液体流带来的转动循环。在重力作用下将砂子及其它砂砾材料大部分清除到底部砂坑中，同时当再次处于切向流动偏压作用下时水流出。这种现有技术中除砂设备的问题涉及如下设计限制，与进水槽污水流动通道相比，从设备沉降室引出的出水槽流动通道的方向和尺寸上都有限制。具体地，设计承受流量负荷极限要求1.出水槽流动通道的内径基本上与进水槽流动通道的内径相同；和2.出水槽流动通道的大体定向和流动方向与进水槽流动通道相同，也就是说，为了保持现有技术中除砂设备的运行，不允许进水槽流动通道的流动方向相对于出水槽流动通道的流动方向有角度偏差(例如直角偏差)。
发明内容
本发明涉及一种用于将砂砾从液体污水中分离同时保持有机固体悬浮的设备，其包括允许液体污水进入所述设备的进口装置、用于从所述设备排出已经与砂砾分离的液体的出口装置、以及用于将分离后的砂砾从所述设备去除的装置，所述设备进一步包括_限定出底端部分、顶端和周向壁的圆柱形砂砾沉降主室；-砂砾储存副室，其位于所述主室的底端部分下方，使得从液体沉出的砂砾将沉在所述副室内，所述副室包括穿过所述主室的底端部分的中心砂砾沉降通道顶部开口 ；-居中地位于所述主室和所述副室中的竖轴，所述竖轴具有纵向轴线；-使所述竖轴绕所述纵向轴线转动的装置；-在所述顶端和所述底端中间与所述顶端和所述底端间隔开的横向延伸通过所述主室的隔板，其中在所述主室内的所述隔板上方形成上部子室且在所述主室内的所述隔板下方形成下部子室，所述液体污水进口装置与所述下部子室直接流体连通，所述液体出口装置与所述上部子室直接流体连通，所述隔板具有以基本上流体密封的方式一体地安装到所述主室的所述周向壁上的周向边缘；所述隔板包括容纳所述轴的底部中心孔，所述隔板的底部中心孔与所述轴间隔开以在所述轴和所述隔板之间限定环形开孔，从而提供液体从所述下部子室向所述上部子室的向上流动；和位于所述主室内并且能够在所述下部子室内形成持续转动液体污水第一流体流的机械装置，其能够引起从所述下部子室经过所述隔板环形开孔进入所述上部子室的向上的液体第二流体流，以及在所述上部子室内形成通过所述出口装置流出的持续转动液体第三流体流，其中所述第三流体流和所述第一流体流之间建立流体流速梯度。根据一个实施例，所述流体流速梯度优选地使得所述第三流体流处于比所述第一流体流显著小的速度，所述第三流体流的流速优选地比所述第一流体流的流速小大约四倍。根据一个实施例，用于形成所述第二流体流和所述第三流体流的所述机械装置包括固定到所述轴上并且能够与所述轴一起转动的多个叶片，所述叶片位于所述下部子室内；其中所述流体流速梯度使得已经与砂砾分离的液体能够从所述上部子室通过所述出口装置非定向地沿径向或切向方向流出，并且进一步适应所述进口装置和所述出口装置之间的不同液体流动负载。根据可替代的实施例，所述叶片位于所述上部子室内。根据一个实施例，所述隔板是向下的凸锥部，其具有在直径方向上较小的底部开口和在直径方向上较大的顶部开口。优选地，所述锥形隔板的底部开口的直径为所述锥形隔板的顶部开口的直径的40%到60%之间，并且优选地为其50%。所述锥形隔板的角斜度的范围在15°到30°之间，最佳的值为20°。所述主室的底端部分优选地为具有与所述锥形隔板基本匹配的角斜度的漏斗状， 其优选地具有大约20°的角斜度。在一个实施例中，所述进口装置包括形成在所述下部子室的周向壁中并通向所述下部子室的入口，以及从所述下部子室沿切向方向伸出的液体污水供给通道，所述供给通道相对于与所述下部子室的周向壁成直角的平面具有单位在10°到30° (最佳的值为 15° )之间的角斜度。或者，所述隔板是平板。或者，所述叶片被限制在所述漏斗状主室的底端部分内并安装到所述轴的对准部分上。本发明还涉及一种用于将砂砾从液体污水中分离同时保持有机固体悬浮的方法， 其包括允许液体污水进入所述设备的进口装置、用于从所述设备排出已经与砂砾分离的液体的出口装置、以及用于将分离后的砂砾从所述设备去除的装置，所述方法包括下列步骤_提供圆柱形砂砾沉降主室、砂砾储存副室和竖轴，所述圆柱形砂砾沉降主室限定出底端部分、顶端和圆周壁，所述砂砾储存副室位于所述主室的底端部分下方，使得从液体沉出的砂砾将沉在所述副室内，所述副室包括具有顶部开口的周向壁；所述竖轴居中地位于所述主室和所述副室中，所述轴具有纵向轴线；-使所述竖轴绕所述纵向轴线转动；-提供在所述顶端和所述底端中间与所述副室间隔开的横向延伸通过所述主室的隔板，其中在所述主室内的所述隔板上方形成上部子室且在所述主室内的所述隔板下方形成下部子室，其中所述液体污水进口装置与所述下部子室流体连通，并且所述液体出口装置与所述上部子室流体连通，所述隔板具有一体地安装到所述主室的所述周向壁上的周向边缘；所述隔板包括容纳所述轴的底部中心孔，所述底部中心孔与所述轴间隔开以在所述轴和所述隔板之间限定环形开孔，从而提供液体从所述下部子室向所述上部子室的向上流动；-在所述下部子室内产生持续转动液体污水第一流体流；-引起从所述下部子室经过所述隔板环形开孔进入所述上部子室中的竖直向上的液体第二流体流；-维持所述上部子室内的转动液体第三流体流以通过所述出口装置流出；和-在所述第三流体流和所述第一流体流之间建立流体流速梯度。优选地，在所述第三流体流和所述第一流体流之间建立流体流速梯度的步骤是其程度使得第三流体流的速度相对于所述第一流体流的速度下降大约75%。优选地，进一步包括步骤使液体通过所述出口装置从所述上部子室沿径向流出。
图1是根据本发明的除砂设备的实施例的俯视平面图；图2-4是图1所示设备的三个不同角度的正视图；图5-6分别是图1和3的放大图，进一步显示了细节；图7A、7B和7C是与图2类似的视图，但是具有放大比例并且示出了相对于锥形隔板位于竖轴上的三个不同的可替代流体推进器台架；图8和9是与图1类似的俯视平面图和与图3类似的正视图，不过显示了隔板是平板的本发明的替代实施例；图10到13是与图1类似的视图，但是具有放大比例并且显示了除砂设备当前设计实现的液体出口装置通道的四个不同可替代定向；图14是图6中间部分的放大剖视图，显示出锥形隔板如何固定地连接到砂砾沉降主室的周向壁上；图15是与图7A类似的视图，但是具有稍微放大的比例并且进一步显示了本发明中推进器叶片安装在沉降室底板的漏斗中的实施例；图16是与图14类似的视图，但是进一步显示了安装到砂砾沉降室顶端的轴；和图17是对比效率曲线，显示出与现有技术中的设备相比，本发明的除砂设备相对于增大的砂砾尺寸的性能。
具体实施例方式图1-6和14显示了用于从夹砂污水中分离砂砾的设备100的第一实施例。设备 100包括圆柱形主沉降室102，其位于下部的直径较小的圆柱形砂砾储存副室104的紧上方并与该砂砾储存副室104同心。底部砂砾储存室104用于储存在离心力和重力作用下从已经进入沉降室102的夹砂污水流体中去除的砂砾。室102限定出竖立的周向壁106、顶壁 108和底壁110。漏斗状底板112安装在底壁110上方，具有通过底板110中的连通孔IlOA 与砂砾储存室104对准并且开口到砂砾储存室104中的、漏斗状底板112的在直径方向上较小的底部开口 112A，以及与壁106结合的、漏斗状底板112的在直径方向上较大的顶部开口 112B。优选地，漏斗状底板112的斜度的范围在15°到30°之间，最优选为大约20°的
最佳值。在图1-6和14所示的优选实施例中，向下凸出的锥形隔板114在底板112上方和主室顶壁108下方间隔地安装到主室102内。锥形隔板114限定主锥形体116，具有顶部环形凸缘118和由底部环形缘122环绕的底部开口 120。优选地，隔板底部开口 120的直径介于顶部凸缘118的直径的40%到60%之间，最佳值为大约50%。顶部凸缘118以基本上流体密封的方式固定地连接到竖立壁106上，其中底部开口 120形成与主室竖立壁106大致正交的平面。然而，从实际目的出发，可以认为隔板顶部凸缘118和主室竖立壁106之间的几毫米的功能性公差对于安装目的来说在操作上是能接受的。优选地，锥形体116的斜度与漏斗状底板112的斜度相匹配，最佳值为大约20°。 锥形隔板114的较大角度锥度，例如30°到45°之间，理论上可能是有效的，然而这将在除砂设备尺寸以及固定成本方面造成大幅度增加，降低或消除与增加除砂能力有关的成本节约。因此，上部子室102A形成在隔板114的锥形体116和主室102的顶壁108之间， 而下部子室102B形成在隔板114的锥形体116和室102的漏斗状底板112之间，其中子室102A和102B仅仅通过锥形隔板114的沿径向向内的底部开口 120流体连通。附接支架 122沿着边缘固定地设置在凸缘118上并通过锚固件124以基本上流体密封的方式锚固到壁102上，使弹性体带1 卡在支架122的周向腔122A中。因此可以理解的是，锥形隔板114的尺寸与形状相对于砂砾沉降室102形成为使得将部分去除砂砾的水的上升流诱发的所有旋涡都限制到仅在隔板底部中心开口 120处的水流中。不允许部分清除砂砾的水在锥形隔板114的密封周向边缘部分和沉降室102的周向内壁106之间向上流动，使得子室102A和102B之间的所有水流都仅仅经过中心底部开口 120。液体进口 1 横向地穿过竖立壁106并通向下部子室102B。液体污水进口通道 130在一端通向进口 128，用于将液体污水引入子室102B。通道130沿切向方向与主沉降室壁106的下部相交，以便使进入的污水液体沿切向方向流入下部子室102B。产生离心力以用于进入内部圆柱形下部子室102B的污水流体，导致污水流体强制性地沿径向向外挂在室102B的内壁上。通道130在其上游端处具有大致为水平的主供给段130A，通过居中的向下倾斜的肘部130B与通道130连接，其中通道130与壁106形成非正交角值。优选地，通道部分130 相对于与壁106正交的平面的角值介于10°到30°之间，最优选为具有15°的最佳值。因此，将液体污水设计为以相当大的流速流过进口 1 并流入子室102B。流体进口 1 的直径尺寸优选为基本上等于锥形隔板114的顶部凸缘118和漏斗状底板112的顶部开口 112B 之间的距离。流体出口 132横向地穿过竖立壁106并通向上部子室102A。液体通道134在其一端处横向地通向流体出口 132，用于将与砂砾分离的液体从上部子室102A引出并引入通道134。正如图6中建议的，液体泄水通道134的内径可以明显大于液体进口通道130，并且在这种操作设计中可以与液体进口通道130保持大体相同的方向。
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或者，正如图10的实施例所建议的，除砂设备100'的液体泄水通道134'在操作上可以相对于进口通道130的方向转向180°。此外，还如图10所示，如同上述实施例一样，液体泄水通道134'不需要从壁106'沿切向方向流出，而是可以从该壁106'沿径向流出并且例如以平行反向流动的方式流向通道130，同时除砂设备100'保持完全可操作。或者，正如图11的实施例所建议的，除砂设备100〃的通道130" ,140"可以是同轴的。图12的可替代操作实施例与图10类似，只是除砂设备100'“的通道130'“、 140'“具有基本相同的内径。图13所示的除砂设备100"“的可替代实施例给出了操作设计，其中液体出口通道134"“相对于污水进口通道130"“的方向以直角从主室壁 106"“流出。中空轴140以竖立状态安装在主室102内，限定出通过孔108A而轴颈安装到顶壁 108内的顶端部140A，并且其尺寸形成为使其底端开口 108B自由地通向砂砾储存室104，以便能够将大部分砂砾材料沉积在其中。轴140自由地延伸穿过锥形隔板114的开口 118和 120。承载在壁108上的马达142可操作地连接到轴140上并驱动该轴140转动。轴马达 142的变速箱优选地由重型轴承支撑板和结构元件制成。应当设计成使得齿轮和轴承能够容易地进行油脂润滑。变速箱的下部由防溅板封闭。变速箱包括小齿轮，小齿轮直接安装在变速箱马达输出轴上并且支配在具有外部传动装置的例如495mm节圆直径的旋转环上。 优选地，马达12是等速型马达，不过也可替换成变速型马达。流体泵144也由与马达142相邻的顶壁108承载，并且可操作地连接到中空轴140 上并在该中空轴140中产生负压以用于经过轴140的中空部分从砂砾储存室104向上牵拉砂砾材料并且在轴140的顶部开口处向外牵拉至通向外部废品搜集器的通道146。流体泵 144的操作可以是周期性的，例如每小时15分钟。具有若干周向地安装的叶片152的多叶片推进器150横向地固定安装到轴140上以便绕着位于沉降室102中心的竖直轴线旋转。在图6所示的优选实施例中，推进器150 安装到下部子室102B内，位于漏斗状底板顶部开口 112B上方且位于锥形隔板114底部开口 120的下方，与流体进口 1 横向对准，其中来自通道130的液体污水流沿切向方向被引向推进器叶片152。优选地，推进器150的尺寸形成为使其在直径方向上与锥形隔板底部开口 120的直径匹配。隔板开口 118和120的尺寸应该形成为能够通过去除主室102的顶壁 108而手动地接近推进器150。叶片152以略微倾斜的方式安装，例如相对于水平面成大约 30°。图6所示的除砂设备100的优选实施例可操作地实现液体出口通道134的不同角度的切向或径向设置，尤其是考虑到位于下部子室102B中的推进器150的定位。因此推进器150在下部子室102B中引起涡轮效应，产生上升的中心旋涡(沿着图15中的箭头Rl)。 在上升旋涡中，流体的液体部分沿图15中的箭头R2上升，而粗糙固体沿着漏斗状底板112 的向下向内倾斜的斜坡滑向底部从而滑向砂砾储存室104。旋转推进器150的叶片152的切向速度应当优选地与来自进口通道130的液体污水流的切向速度相同，例如大约每秒1 米的流速和每秒1. 2立方米的流量。或者，推进器150能够以比来自进口通道130的污水流大的速度转动，例如高达来自进口通道130的污水流速的几倍，同时仍然保持至少部分有效地增强不仅是液体部分还有具有比砂子更低密度的有机固体(例如谷粒)的上升涡旋运动。在通过锥形隔板开口 118和120向上流向上部子室102A并流入上部子室102A(图15中箭头旧)之前，粗粒可在下部子室102B内转动例如5到6次或更多次，并且推进器150 的一个重要功能是实现这种上升涡旋流体运动的优化。推进器150的转动方向应与污水液体流动方向为相同的方向。图7A、7B和7C显示了推进器150的可替代设置。在图7A所示的实施例中，推进器150'安装在上部子室102A中，位于锥形隔板 114上方且位于顶壁108下方。推进器150'包括用于每个叶片152'的摇臂台架151，所述摇臂台架151使叶片152'能够从静止向下延伸状态(如图所示)部分径向地向外倾斜至部分径向地向外延伸的操作状态，例如直至与水平面成60°。这种叶片摇臂台架151的目的是在操作循环开始时减少拖曳惯性，因此，这种叶片摇臂台架151可以仅仅在与上部子室102A对应的环境下操作。在图7A的实施例中，上部子室102A和下部子室102B之间的速度梯度明显小于图6中推进器安装在下部子室102B中的实施例。因此，图10-13的除砂设备的实施例不适宜与图7A的推进器设置一起使用。在图7B的第二实施例中，推进器150〃同样安装到上部子室102A中，具有与图7A 类似的限制，只是现在基本上与锥形隔板114的顶部凸缘118共面。在图7C的第三实施例中，推进器150'“安装到下部子室102B内，只是现在基本上与锥形隔板114的底部开口 120共面。关于速度梯度的限制与图7A类似。正如附图的图17中所示的计算机生成的流体动力学模拟曲线所建议的，已经发现相对于现有技术中的除砂设备本发明的这种除砂设备能够获得大约10到15%级别的改进效率，尤其是具有向下锥形隔板114和安装在下部子室102B中间的推进器150的实施例。与出水槽相比，效率水平与进水槽中含砂量的差异有关。或者，如附图的图8-9所示，隔板114'可以是平面的，而不是锥形的，只是以增加结构施工苦难为代价，不过与现有技术相比仍有出乎意外的效率改进，也就是相对于现有技术中的除砂设备具有大约10到15%的改进效率。当隔板是锥形114时，与现有技术中的除砂设备相比，得到相当出乎意外的10到15%的效率改进。这里的重要因素在于具有安装到除砂设备沉降室内的新隔板，该隔板用于将主沉降室102分成两个子室102A和102B 水和含砂污水进入的下部子室102B ；和部分地去除砂砾的水流出的上部子室102A，其中能使从下部子室到上部子室的几乎所有水流仅仅经过隔板114的中心开口 118、120。已经出乎意料地发现在上部子室102A内部的液体流和下部子室102B内部的液体流之间建立流体流速梯度。尤其是，当推进器150位于下部子室102B时，得到最佳结果，其中流体流速梯度使流体能够从上部子室102A经过出口 132非定向地沿径向或切向方向流出，并且还适应进口通道1309和出口通道134之间的不同液体流动负载。对于最佳值，流体流速梯度使得上部子室102A中的流体流速(图15中箭头R3)比下部子室102B中的流体流速(图15中箭头Rl)小大约四倍。还要注意到，该速度梯度促进偶然进入上部子室102A、 经过上升涡旋并且经过隔板中心开口 118、120的砂粒最终因重力沉积，由此进一步增强该设备100寻求的砂砾分离效果。还应注意到，本设备100容易适应污水流体流速相对于推进器150的恒速有高达 25%的增加，而没有明显降低除砂的工作效率或没有明显的回流。本设备对流体流动参数或流体流出结构的偶然波动有很强的适应性。对现有技术中的除砂设备的另一个改进与主砂砾沉降室102内部的液位控制有
10关。在现有技术的设备中，为了避免效率的明显降低这种控制是至关重要的。可是，在本发明的设备中，主砂砾沉降室102中的液位控制就没那么重要了。本除砂设备应当能够提供如下性能a)去除至少95%的、尺寸等于或大于300微米的颗粒状砂砾；b)去除至少85%的、尺寸等于或大于210微米的颗粒状砂砾；以及最重要的，c)去除至少65%的、尺寸等于或大于150微米的颗粒状砂砾。本除砂设备特别适合于废水处理厂，但不限于此。
权利要求
1.一种用于将砂砾从液体污水中分离同时保持有机固体悬浮的设备，其包括允许液体污水进入所述设备的进口装置、用于从所述设备排出已经与砂砾分离的液体的出口装置、 以及用于将分离后的砂砾从所述设备去除的装置，所述设备进一步包括-限定出底端部分、顶端和周向壁的圆柱形砂砾沉降主室；-砂砾储存副室，其位于所述主室的底端部分下方，使得从液体沉出的砂砾将沉在所述副室内，所述副室包括穿过所述主室的底端部分的中心砂砾沉降通道顶部开口 ；-居中地位于所述主室和所述副室中的竖轴，所述竖轴具有纵向轴线；-使所述竖轴绕所述纵向轴线转动的装置；-在所述顶端和所述底端中间与所述顶端和所述底端间隔开的横向延伸通过所述主室的隔板，其中在所述主室内的所述隔板上方形成上部子室且在所述主室内的所述隔板下方形成下部子室，所述液体污水进口装置与所述下部子室直接流体连通，所述液体出口装置与所述上部子室直接流体连通，所述隔板具有以基本上流体密封的方式一体地安装到所述主室的所述周向壁上的周向边缘；所述隔板包括容纳所述轴的底部中心孔，所述隔板的底部中心孔与所述轴间隔开以在所述轴和所述隔板之间限定环形开孔，从而提供液体从所述下部子室向所述上部子室的向上流动；和位于所述主室内并且能够在所述下部子室内形成持续转动液体污水第一流体流的机械装置，其能够引起从所述下部子室经过所述隔板环形开孔进入所述上部子室的向上的液体第二流体流，以及在所述上部子室内形成通过所述出口装置流出的持续转动液体第三流体流，其中所述第三流体流和所述第一流体流之间建立流体流速梯度。
2.根据权利要求1所述的除砂设备，其中所述流体流速梯度使得所述第三流体流处于比所述第一流体流显著小的速度。
3.根据权利要求2所述的除砂设备，其中用于形成所述第二流体流和所述第三流体流的所述机械装置包括固定到所述轴上并且能够与所述轴一起转动的多个叶片，所述叶片位于所述下部子室内；其中所述流体流速梯度使得已经与砂砾分离的液体能够从所述上部子室通过所述出口装置非定向地沿径向和切向方向流出，并且进一步适应所述进口装置和所述出口装置之间的不同液体流动负载。
4.根据权利要求3所述的除砂设备，其中所述流体流速梯度使得所述第三流体流的流速比所述第一流体流的流速小大约四倍。
5.根据权利要求3所述的除砂设备，其中所述隔板是向下的凸锥部，其限定出在直径方向上较大的顶部开口和在直径方向上较小的底部开口。
6.根据权利要求5所述的除砂设备，其中所述锥形隔板的底部开口的直径为所述锥形隔板的顶部开口的直径的40%到 60%之间。
7.根据权利要求5所述的除砂设备，其中所述锥形隔板的角斜度的范围在15°到30°之间。
8.根据权利要求6所述的除砂设备，其中所述锥形隔板的角斜度的范围在15°到30°之间。
9.根据权利要求7所述的除砂设备，其中所述主室的底端部分为具有与所述锥形隔板的角斜度基本匹配的角斜度的漏斗状，所述漏斗状底端部分限定出通向所述下部子室的顶端和与所述副室的顶部开口接合的底端。
10.如权利要求7所述的除砂设备，其中所述主室的底端部分是具有大约20°的角斜度的漏斗状。
11.如权利要求8所述的除砂设备，其中所述锥形隔板的所述角斜度为大约20°。
12.根据权利要求9所述的除砂设备，其中所述进口装置包括形成在所述下部子室的周向壁中并通向所述下部子室的入口，以及从所述下部子室沿切向方向伸出的液体污水供给通道，所述供给通道相对于与所述下部子室的周向壁成直角的平面具有范围在10°到30°之间的角斜度。
13.根据权利要求12所述的除砂设备，其中所述供给通道的角斜度为大约15°。
14.根据权利要求2所述的除砂设备，其中用于形成所述第二流体流和所述第三流体流的所述机械装置包括固定到所述轴上并且与所述轴一起转动的多个叶片，所述叶片位于所述上部子室内。
15.根据权利要求8所述的除砂设备，其中所述流体流速梯度使得所述第三流体流的流速比所述第一流体流的流速小大约四倍。
16.如权利要求2所述的除砂设备，其中所述隔板是平板。
17.如权利要求9所述的除砂设备，其中所述叶片被限制在所述漏斗状主室的底端部分内并安装到所述轴的对准部分上。
18.如权利要求9所述的除砂设备，其中所述叶片被限制在所述锥形隔板的底部开口内并安装到所述轴的对准部分上。
19.如权利要求9所述的除砂设备，其中所述叶片被限制在所述锥形隔板的顶部开口内并安装到所述轴的对准部分上。
20.如权利要求5所述的除砂设备，其中所述锥形隔板的底部开口的直径为所述锥形隔板的顶部开口的直径的大约5%。
21.一种用于将砂砾从液体污水中分离同时保持有机固体悬浮的方法，其包括允许液体污水进入所述设备的进口装置、用于从所述设备排出已经与砂砾分离的液体的出口装置、以及用于将分离后的砂砾从所述设备去除的装置，所述方法包括下列步骤-提供圆柱形砂砾沉降主室、砂砾储存副室和竖轴，所述圆柱形砂砾沉降主室限定出底端部分、顶端和圆周壁，所述砂砾储存副室位于所述主室的底端部分下方，使得从液体沉出的砂砾将沉在所述副室内，所述副室包括具有顶部开口的周向壁；所述竖轴居中地位于所述主室和所述副室中，所述轴具有纵向轴线；-使所述竖轴绕所述纵向轴线转动；-提供在所述顶端和所述底端中间与所述副室间隔开的横向延伸通过所述主室的隔板，其中在所述主室内的所述隔板上方形成上部子室且在所述主室内的所述隔板下方形成下部子室，其中所述液体污水进口装置与所述下部子室流体连通，并且所述液体出口装置与所述上部子室流体连通，所述隔板具有一体地安装到所述主室的所述周向壁上的周向边缘；所述隔板包括容纳所述轴的底部中心孔，所述底部中心孔与所述轴间隔开以在所述轴和所述隔板之间限定环形开孔，从而提供液体从所述下部子室向所述上部子室的向上流动；-在所述下部子室内产生持续转动液体污水第一流体流；-引起从所述下部子室经过所述隔板环形开孔进入所述上部子室中的竖直向上的液体第二流体流；-维持所述上部子室内的转动液体第三流体流以通过所述出口装置流出；和 -在所述第三流体流和所述第一流体流之间建立流体流速梯度。
22.如权利要求21所述的除砂方法，进一步包括步骤在所述第三流体流和所述第一流体流之间建立流体流速梯度，其程度使得第三流体流的速度相对于所述第一流体流的速度下降大约75%。
23.如权利要求22所述的除砂方法，进一步包括步骤使液体通过所述出口装置从所述上部子室沿径向流出。
24.如权利要求23所述的除砂方法，进一步包括步骤使砂砾从所述砂砾储存副室周期性地泵出，所述砂砾泵出是通过所述轴中的纵向中空部进行的。
全文摘要
用于从液体污水中分离砂砾同时保持有机固体悬浮的设备。该设备包括砂砾沉降室、位于该沉降室下方的砂砾储存室和位于该沉降室中央的转动竖轴。推进器可转动地安装在轴附近。锥形隔板横向穿过该沉降室的中间部分。液体污水在锥形隔板下面进入沉降室下部，与砂砾分离的液体在锥形隔板上方从沉降室上部流出。隔板具有以液体密封方式一体安装在沉降室周向壁上的外缘并在轴和隔板之间限定中心环形开孔用来保证液体从下部子室向上部子室的向上流动。推进器能够在下部子室内形成持续转动液体污水第一流体流，引起从所述下部子室经过所述隔板环形开孔进入所述上部子室的向上的液体第二流体流，并在所述上部子室内形成从所述出口装置流出的持续转动液体第三流体流，其中在所述第三流体流和所述第一流体流之间建立流体流速梯度。
文档编号B01D21/06GK102224108SQ200980146416
公开日2011年10月19日 申请日期2009年11月27日 优先权日2008年12月1日
发明者K·埃塞米亚尼, M·布吕诺, M·库蒂尔, M·贝利沃 申请人:威立雅水务解决方案与技术支持公司