水力涡流沉砂装置和水力涡流沉砂池的制作方法

本实用新型涉及将悬浮固体微粒从液体中分离的技术领域，尤其涉及一种水力涡流沉砂装置和具有该水力涡流沉砂装置的水力涡流沉砂池。

背景技术：

污水在迁移、流动和汇集过程中不可避免会混入泥砂。污水中的砂如果不预先沉降分离去除，则会影响后续处理设备的运行，最主要的是磨损机泵、堵塞管网，干扰甚至破坏生化处理工艺过程。沉砂池主要用于去除污水中粒径大于0.2mm，密度大于2.65t/立方米的砂粒，以保护管道、阀门等设施免受磨损和阻塞。其工作原理是，以重力分离为基础，故应控制沉砂池的进水流速，使得比重大的无机颗粒下沉，而有机悬浮颗粒能够随水流带走。

但是，普通沉砂池截留的沉渣中往往会夹杂一些有机物，导致沉渣容易发臭，难以处理，对有机物包裹的砂砾截留效率不高。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供水力涡流沉砂装置，以解决现有技术中存在的沉砂装置的对有机物包裹的砂砾截留效率低的技术问题。

水力涡流沉砂装置，包括进水装置和过滤托盘和分水环，

过滤托盘的中心部位低于过滤托盘的边缘部位，过滤托盘在任意一个径向上，过滤托盘的距离过滤托盘的中心较远处的部位不低于过滤托盘的距离过滤托盘的中心较近处的部位，过滤托盘的中心设置有向下凸起的物料出口；在过滤托盘与进水装置的连接部位和过滤托盘的物料出口之间的区域，过滤托盘在周向上闭合；

进水装置的出水口被设置成能够使得进水的水流具有沿着过滤托盘的切向的速度分量；

分水环的各个部位与分水环下方部位的过滤托盘平行，分水环安装在过滤托盘的边缘的顶部。

本实用新型水力涡流沉砂装置的有益效果为：

该水力涡流沉砂装置，通过设置周边高中心低的过滤托盘，并且将进水装置的出水口设置成能够使得进水水流具有过滤托盘切向上的速度分量，可以使得由进水装置进入的污水能够在过滤托盘中旋转，凭借着惯性离心力，水可以从分水环的边缘飞出，而固体的颗粒则会与过滤托盘的表面接触，速度逐步降低，沿中部的物料出口落下，从而实现了固体颗粒与污水的分离。由于污水的运动速度较快，所以水中的有机物悬浮物则会同水流一起排出，不会与无机颗粒物混合。

优选的技术方案，其附加特征在于，进水装置的出水口的延伸方向为沿竖直方向的投影为过滤托盘的切向。

通过这样设置进水装置的出水方向，能够充分利用过滤托盘在直径上的空间，当水流沿切向方向运动时，速度较大的水流即可沿分水环的边缘飞出。如此设置进水装置的出水方向，进入到过滤托盘中的水流并不会在过滤托盘的径向上产生速度分量，不会直接从物料出口中冲出，从而减少了从物料出口中排水的可能性。提高了分离的效率。

优选的技术方案，其附加特征在于，进水装置的出水口的延伸方向为沿水平方向的投影为过滤托盘的切向。

如此设置进水装置的出水方向，进入到过滤托盘中的水流并不会在过滤托盘的高度上产生速度分量，即不会再过滤托盘的径向上产生速度分量，水流不会直接从物料出口中冲出，从而减少了从物料出口中排水的可能性。从而提高了分离的效率。

优选的技术方案，其附加特征在于，过滤托盘具有多个，多个过滤托盘自上而下依次排列。

通过设置多个过滤托盘，可以一次性并行的将较多的污水进行分离，从而能够充分利用过滤托盘的高度空间，以提高污水处理量。

进一步优选的技术方案，其附加特征在于，多个过滤托盘均安装在支撑架上。

当将多个过滤托盘安装在支撑架上之后，各个过滤托盘的相对位置得以固定，所以各个过滤托盘中所排出的固体颗粒能够直接下落而不会触碰到其他的过滤托盘而造成其他的过滤托盘的磨损。

优选的技术方案，其附加特征在于，进水装置包括进水管和出水管，进水管与出水管连通，出水管的方向与进水装置的出水口的方向相同。

进一步优选的技术方案，其附加特征在于，进水装置包括进水管、分流装置、出水管，进水管通过分流装置与出水管连通，分流装置包括分流进水口和分流管路，进水口与进水管连通，每根出水管分别与分流管路连通，出水管的方向与进水装置的出水口的方向相同。

通过设置多个进水管，并利用分流装置将进水分流，能够同时利用多个过滤托盘进行过滤，从而，可以一次性并行的将较多的污水进行分离，从而能够充分利用过滤托盘的高度空间，以提高污水处理量。

优选的技术方案，其附加特征在于，还包括砂砾收集装置，砂砾收集装置设置在物料出口的下方，且物料出口在竖直方向的投影涵盖在砂砾收集装置的出口中。

通过设置砂砾收集装置，可以单独储存过滤出来的砂砾，避免砂砾与从过滤托盘边缘飞出的污水再次混合而影响分离效果。

本实用新型的另一个目的在于提供一种水力涡流沉砂池，设置有上述任一的水力涡流沉砂装置。

该水力涡流沉砂池具有上述水力涡流沉砂装置的所有技术效果。

优选的技术方案，其附加特征在于，水力涡流沉砂池具有池壁和池底，池底与池壁的底部连接，池底设有排水口。

通过设置池壁和池底，可以单独收集污水，并且利用排水口将污水引入到下一个处理环节。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本实用新型实施例一的水力涡流沉砂装置的前视图；

图2是图1的左视图；

图3是实施例一的水力涡流沉砂装置的俯视图；

图4是图3的A-A剖视图；

图5是图3的D-D剖视图；

图6是实施例一的水力涡流沉砂装置的立体图；

图7是实施例二的俯视图；

图8是实施例三的俯视图；

图9是实施例四的剖视图；

图10是实施例五的剖视图；

图11是实施例六的结构示意图。

各个实施例中所用的附图标记表示的含义如下：11-过滤托盘；12-物料出口；13-进水管；14-分流装置；15-出水管；16-分水环；21-砂砾收集装置；31-支撑架；40-池壁；41-池底；42-排水口。

具体实施方式

下面将结合附图对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

实施例一

水力涡流沉砂装置，包括进水装置和过滤托盘11和分水环16，过滤托盘11的中心部位低于过滤托盘11的边缘部位，过滤托盘11在任意一个径向上，过滤托盘11的距离过滤托盘11的中心较远处的部位不低于过滤托盘11的距离过滤托盘11中心较近处的部位，过滤托盘11的中心设置有向下凸起的物料出口12；在过滤托盘11与进水装置的连接部位和过滤托盘11的物料出口12之间的区域，过滤托盘11在周向上闭合；进水装置的出水口被设置成能够使得进水的水流具有沿着过滤托盘11的切向的速度分量；分水环16的各个部位与分水环16下方部位的过滤托盘11平行，分水环16安装在过滤托盘11的边缘的顶部。具体的，过滤托盘11可以为锥形，分水环16也被设置为锥形的环。过滤托盘11可以为聚乙烯材质。

通过设置周边高中心低的过滤托盘11，并且将进水装置的出水口设置成能够使得进水水流具有过滤托盘11切向上的速度分量，可以使得由进水装置进入的污水能够在过滤托盘11中旋转，凭借着惯性离心力，水可以从分水环16的边缘飞出，或者，由于水密度小于无机固体颗粒物的密度，所以水以及有机物会逐步的上浮，越过分水环并从分水环16的边缘流出。而固体的颗粒则会与过滤托盘11的表面接触，速度逐步降低，沿中部的物料出口12落下，从而实现了固体颗粒与污水的分离。由于污水的运动速度较快，所以水中的有机物悬浮物则会同水流一起排出，不会与无机颗粒物混合。

而新型水力涡流沉砂装置可清除粒径75微米以上的砂砾，经过处理的污水有机污染物残留物小于20％，其他固体垃圾小于60％。设备的运行不需外部动力，节省能耗。水头损失通常小于0.3米。

具体说来，进水装置的出水口的延伸方向为沿竖直方向的投影为过滤托盘11的切向。

通过这样设置进水装置的出水方向，能够充分利用过滤托盘11在直径上的空间，当水流沿切向方向运动时，速度较大的水流即可沿分水环16的边缘飞出。如此设置进水装置的出水方向，进入到过滤托盘11中的水流并不会在过滤托盘11的径向上产生速度分量，不会直接从物料出口12中冲出，从而减少了从物料出口12中排水的可能性。提高了分离的效率。

具体说来，进水装置的出水口的延伸方向为沿水平方向的投影为过滤托盘11的切向。即，进水装置的出水口的延伸方向为水平方向。

如此设置进水装置的出水方向，进入到过滤托盘11中的水流并不会在过滤托盘11的高度上产生速度分量，即不会再过滤托盘11的径向上产生速度分量，水流不会直接从物料出口12中冲出，从而减少了从物料出口12中排水的可能性，从而提高了分离的效率。

具体说来，过滤托盘11具有多个，多个过滤托盘11自上而下依次排列。

通过设置多个过滤托盘11，可以一次性并行的将较多的污水进行分离，从而能够充分利用过滤托盘11的高度空间，以提高污水处理量。

进一步具体说来，多个过滤托盘11均安装在支撑架31上。具体的，多个过滤托盘11具有相同大小的物料出口12，物料出口12的中心重叠，且多个过滤托盘11也重叠。具体的，支撑架可以选用304不锈钢或316不锈钢材料制成，使用寿命长，施工简单，占地面积小，降低了安装和使用成本。

当将多个过滤托盘11安装在支撑架31上之后，各个过滤托盘11的相对位置得以固定，所以各个过滤托盘11中所排出的固体颗粒能够直接下落而不会触碰到其他的过滤托盘11而造成其他的过滤托盘11的磨损。

进一步具体说来，进水装置包括进水管13、分流装置14、出水管15，进水管13通过分流装置14与出水管15连通，分流装置14包括分流进水口和分流管路，进水口与进水管13连通，每根出水管15分别与分流管路连通，出水管15的方向与进水装置的出水口的方向相同。

通过设置多个进水管13，并利用分流装置14将进水分流，能够同时利用多个过滤托盘11进行过滤，从而，可以一次性并行的将较多的污水进行分离，从而能够充分利用过滤托盘11的高度空间，以提高污水处理量。

具体说来，还包括砂砾收集装置21，砂砾收集装置21设置在物料出口12的下方，且物料出口12在竖直方向的投影涵盖在砂砾收集装置21的出口中。

通过设置砂砾收集装置21，可以单独储存过滤出来的砂砾，避免砂砾与从过滤托盘11边缘飞出的污水再次混合而影响分离效果。

本实施例的动作原理为：

污水进入到进水管13之后，通过分流装置14进行分流，通过每根分流管路进入到过滤托盘11中。

进入到过滤托盘11的污水能够在过滤托盘11中旋转，凭借着惯性离心力，水可以从分水环16的边缘飞出，而固体的颗粒则会与过滤托盘11的表面接触，速度逐步降低，沿中部的物料出口12落下，从而实现了固体颗粒与污水的分离。由于污水的运动速度较快，所以水中的有机物悬浮物则会同水流一起排出，不会与无机颗粒物混合。

实施例二

如图7所示，本实施例与实施例一的不同之处在于，实施例一中，出水口是沿着过滤托盘11的切向的，还可以改变出水口的水平角度。例如，可以将出水管15的出水方向，向远离过滤托盘11的中心偏移。当角度向外时，可以使得进水管13中的速度降低一些，也可以起到同样的效果。

实施例三

如图8所示，本实施例与实施例一的不同之处在于，实施例一中，出水口是沿着过滤托盘11的切向的，还可以改变出水口的水平角度。例如，可以将出水管15的出水方向，向过滤托盘11的中心偏移。当角度向内时，可以使得进水管13中的速度提高一些，也可以起到同样的效果。

实施例四

如图9所示，本实施例与实施例一的不同之处在于，实施例一中，出水口是沿着过滤托盘11的水平方向的切向的，还可以改变出水口的竖直角度。例如，可以将出水管15的出水方向，向较高的角度偏移。当角度向上偏移时，可以使得分水环16与过滤托盘11的间隔大一些，也可以起到同样的效果。

实施例五

如图10所示，本实施例与实施例一的不同之处在于，实施例一中，出水口是沿着过滤托盘11的水平方向的切向的，还可以改变出水口的竖直角度。例如，可以将出水管15的出水方向，向较低的角度偏移。当角度向下偏移时，可以使得分水环16与过滤托盘11的间隔小一些，也可以起到同样的效果。

实施例六

如图11所示，本实施例提供一种水力涡流沉砂池，设置有上述的水力涡流沉砂装置。

该水力涡流沉砂池具有上述水力涡流沉砂装置的所有技术效果。

具体说来，水力涡流沉砂池具有池壁40和池底41，池底41与池壁40的底部连接，池底41设有排水口42。

通过设置池壁40和池底41，可以单独收集污水，并且利用排水口42将污水引入到下一个处理环节。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。例如：

此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换，例如：

⑴实施例1中，是设置了多个过滤托盘，设置多个过滤托盘则需要进水装置设置分流装置，但是，考虑到如果只设置一个过滤托盘，那么则，进水装置可以不设置分流装置，进水装置包括进水管和出水管，进水管与出水管连通，出水管的方向与进水装置的出水口的方向相同。

⑵以上的实施例二-实施例五是分别在水平或者纵向上单独的改变角度，实际上也可以在纵向或者水平方向上都改变角度，并相应的调节出水管的出水速度。

⑶实施例一中，所列举的过滤托盘的形状是圆锥形，实际上还可以是半球形，长轴保持竖直的椭球形，纵截面为抛物线的曲线回转体等形状。

而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围。