用于废水处理装置的托盘单元和用于废水处理装置的托盘组件的组装方法与流程

本发明涉及一种用于废水处理装置的托盘单元和一种用于废水处理装置的托盘组件的组装方法。

背景技术：

已知废水处理装置，其中设置有多个托盘以从废水流中去除沙砾。夹带在废水流中的沙砾颗粒沉淀在每个托盘的倾斜内表面上，随后这些颗粒受引力作用向着并穿过托盘中的开口进入收集区。除沙砾的废水流经托盘进一步处理。

这样的托盘制造成本高并且难以运输。此外，托盘必须满足有关形状和尺寸的特定要求，以确保废水处理装置内的最佳流动条件。因此，期望提供一种克服了这些问题的用于废水处理装置的托盘单元以及一种用于废水处理装置的托盘组件的组装方法。

技术实现要素：

根据本发明的第一方面，提供了一种用于废水处理装置的托盘单元。托盘单元具有大体上截头圆锥形轮廓，该截头圆锥形轮廓限定了轴线和中心孔。托盘单元包括围绕轴线布置的多个不同的托盘部分。每个托盘部分包括托盘单元的大体上截头圆锥形轮廓的一部分，并且可连接至一个或多个其他托盘部分，以形成托盘单元。

每个托盘部分可包括第一边缘区域和第二边缘区域。第一边缘区域可连接至相邻托盘部分的第二边缘区域。第二边缘区域可连接至相邻托盘部分的第一边缘区域。

第一边缘区域可包括至少一个孔，该至少一个孔用于将第一边缘区域连接至相邻托盘部分的第二边缘区域。第二边缘区域可包括至少一个相应的狭槽，该至少一个相应的狭槽用于将第二边缘区域连接至相邻托盘部分的第一边缘区域。

该至少一个孔可以是圆形孔。

该至少一个孔可以是盲孔。

该至少一个狭槽可相对于轴线在周向方向上定向。

每个托盘部分可包括凸缘。凸缘可限定第一边缘区域或第二边缘区域。

凸缘可在向外方向上偏离托盘单元的中央部分。

至少一个托盘部分可包括至少一个连接凸耳。该连接凸耳或每个连接凸耳可限定用于容纳支撑构件的通孔。

连接凸耳可与托盘部分的其余部分一体形成。

连接凸耳可包括在入口和出口之间延伸的中空通道。入口和出口可形成在托盘部分的外边缘中。

托盘部分可以大体上相同。

根据本发明的第二方面，提供了一种用于废水处理装置的托盘单元。托盘单元具有大体上截头圆锥形轮廓，该截头圆锥形轮廓限定了轴线和中心孔。托盘单元包括至少一个连接凸耳，该至少一个连接凸耳限定了用于容纳支撑构件的孔。该至少一个连接凸耳与托盘单元的其余部分一体形成。

连接凸耳可包括在入口和出口之间延伸的中空通道。入口和出口可形成在托盘单元的外边缘中。

托盘单元的截头圆锥形轮廓可由被阶梯隔开的多个部分形成，以增加托盘单元的刚性。

托盘单元可具有单个壁厚。

托盘单元或托盘部分可被旋转模制。

托盘组件可包括多个托盘单元。托盘组件可包括一个或多个支撑构件。多个托盘单元中的每一个可被固定至一个或多个托盘单元中的至少一个，使得托盘单元沿着轴线彼此间隔开。

可提供一种包括如上所述的托盘单元或托盘组件的废水处理装置。

根据本发明的第三方面，提供了一种用于废水处理装置的托盘组件的组装方法，该方法包括以下步骤：提供多个托盘单元，每个托盘单元具有大体上截头圆锥形轮廓和中心孔，并包括多个连接凸耳，每个连接凸耳限定孔。通过将支撑构件插入穿过第一托盘单元的连接凸耳的孔并将第一托盘单元固定至支撑构件，将第一托盘单元附接至多个支撑构件。通过将支撑构件插入穿过第二托盘单元的连接凸耳的孔并将第二托盘单元固定至支撑构件以形成托盘单元的组件，将第二托盘单元附接至多个支撑构件。

在附接至支撑构件之前和期间，每个托盘单元可由夹具支撑。附接至支撑构件之后，通过将组件升高，第一托盘单元可从夹具上移除，并且可被第二托盘单元替换在夹具上。

夹具可包括多个单独的夹具框架。

该方法可以进一步包括组装多个单独的托盘部分以形成每个托盘单元。

每个托盘部分可由每个夹具框架支撑。

夹具框架可用于在每个托盘单元的组装期间支撑和操纵托盘部分。

支撑构件可从环延伸。

附图说明

为了更好地理解本发明，并且为了更清楚地显示本发明是如何实现的，现在将以举例的方式参考附图，其中：

图1是根据本发明的实施例的分离器的立体剖视图。

图2是分离器的剖视图。

图3是沿与图2垂直的方向截取的分离器的剖视图。

图4是处于完全组装状态的分离器的托盘单元的俯视图。

图5是托盘单元的一部分的立体图。

图6是托盘部分的特写立体图。

图7是彼此分离的两个相邻托盘部分的特写立体图。

图8示出处于连接状态的两个相邻托盘。

图9是托盘部分的连接凸耳的特写立体图。

图10是连接凸耳的剖视图。

图11是用于组装托盘组件的夹具的立体图。

图12是夹具的夹具框架的立体图。

图13示出了在组装过程的第一步骤期间使用的夹具。

图14示出了组装过程的第二步骤。

图15示出了组装过程的第三步骤。

图16示出了组装过程的第四步骤。

图17示出了组装过程的第五步骤。

具体实施方式

图1示出了分离器2，分离器2包括设置在处理容器6内的托盘组件4。托盘组件4包括多个嵌套的托盘单元14。在图1中示出了五个托盘单元14，但是应当理解，托盘组件可包括更多或更少的托盘单元14。嵌套的托盘单元14限定了分离器轴线16，如图2和3所示，该分离器轴线是直立的并且优选地是基本垂直的。托盘单元14沿着轴线16彼此间隔开。处理容器6设置有入口斜道8和流体出口12。

每个托盘单元14包括大体上截头圆锥形的托盘18，其在托盘18的顶点处具有圆形孔20。托盘18的圆锥形状的轴线与分离器轴线16对准。托盘18聚集成向下的方向。圆柱形边缘24从托盘18的外周向上延伸，并且环形唇部26从边缘24的末端径向向内延伸。环形唇部26的径向向内部分倾斜成平行于托盘18的上表面的方向。边缘24和环形唇部26通过托盘的折叠部分与托盘18一体形成。支撑框架106将托盘组件4的多个托盘单元14连接在一起，并将托盘组件4支撑在处理容器6内。

参照图2和图3，入口斜道8具有单个入口30和多个出口32。斜道8通过处理容器6的外壁延伸至处理容器6中，并且与托盘组件4直接连通。斜道8的中部从入口30到出口32在向下的方向上倾斜。斜道8的中部在垂直方向上从入口30向出口32偏离。出口32垂直对齐并从斜道的中部的下端沿水平方向延伸。每个出口32与相应的托盘单元14直接连通，并且相对于分离器轴线16相切地布置。具体地，出口32与环形唇部26和托盘18的上表面之间的区域直接连通。

设置有漏斗部分36的板34布置在处理容器6的底部内。板34在容器6的范围内水平延伸，并且漏斗部分36在向下的方向上聚集。沙砾罐10设置在漏斗部分36的下部区域中，并且在容器6的底部形成用于收集沙砾的贮槽。漏斗部分36与分离器轴线16同轴地布置。

图4示出了一个托盘单元14的俯视图。托盘单元14由多个托盘部分38形成。在该示例中，托盘单元14包括四个托盘部分38。每个托盘部分38具有单个壁厚，并且每个托盘部分38相同或基本相同。托盘部分38是单独的(即不同的/独立的)组件。然而，当连接在一起时，它们形成单个托盘单元14。

图5示出了独立的一个托盘部分38。托盘部分38通常包括托盘部分18′，边缘部分24′和唇部部分26′。托盘部分18′是大体上截头圆锥形扇区的形状。托盘部分18′在向下的方向上朝向弧形边缘40聚集。托盘部分18′包括下部部分44，中间部分46和上部部分48，其由一系列的弧形梯级42(为清楚起见，图1至图3和图13至图17中未示出)间隔开。每个弧形梯级42包括垂直面，该垂直面面向(即指向)弧形边缘40。总共示出了两个弧形梯级42，其将托盘部分18'划分为下部部分44、中间部分46和上部部分48。下部部分44、中间部分46和上部部分48中的每一个都呈截头圆锥形扇区的形状。形成下部部分44、中部部分46和上部部分48的截头圆锥形扇区基本平行。每个弧形梯级形成圆柱形表面的一部分。每个弧形梯级都是同心的。边缘部分24′形成圆柱形表面的一部分。边缘部分24′从托盘部分18′的外周向上延伸。一对凸耳(即短小凸出部)58从边缘部分24′向外突出。唇部部分26′从边缘部分24′的末端径向向内延伸，并终止于弧形边缘41。唇部部分26′的径向向内部分倾斜成与托盘部18′的上表面的方向平行。

托盘部分38的第一边缘50在托盘部分18′的弧形边缘40的一端与唇部部分26′的弧形边缘41的相应端之间延伸。多个金属紧固件53集成至托盘部分38中，与第一边缘50相邻。在图5所示的布置中，下部部分44、中部部分46和上部部分48中的每一个中均设有两个紧固件53。在边缘部分24′中设置单个紧固件53，在唇部部分26'中设置单个紧固件53。如图7中更清楚地示出，每个紧固件53包括用于容纳螺钉的螺纹孔54。螺纹孔54是盲孔，并且从开口延伸至凸台57中。螺纹孔54是圆形孔。紧固件53被集成至托盘部分38的主体中，使得螺纹孔54的开口在第二托盘部分38的外表面上并且凸台57在第二托盘部分38的内表面上。

托盘部分38的第二边缘52在托盘部分18′的弧形边缘40的另一端与唇部部分26′的弧形边缘41的相应的另一端之间延伸。如图6中更清楚地示出，凸缘55沿着第二边缘52延伸。多个狭槽56延伸穿过凸缘55，与第二边缘50相邻。延伸穿过相邻第二边缘52的托盘部分38的多个狭槽56的数量和位置对应于集成至相邻第一边缘50的托盘部分38中的紧固件53的数量和位置。狭槽56在周向上定向(即具有其最大尺寸)。

图7示出了在组装之前的两个相邻托盘部分38。如图所示，一个托盘部分的第一边缘50与相邻托盘部分的相对的第二边缘52相邻。凸缘55在周向上延伸。如图所示，凸缘55在向外方向上偏离托盘部分38的其余部分。另外，凸缘55的内表面在向外方向上偏离托盘部38的其余部分的内表面。凸缘55的由下部部分44、中部部分46和上部部分48、弧形梯级42、圆柱形边缘24′和环形唇部26′形成的部分的轮廓大体上平行于托盘部分38的其余部分的相应部分。凸缘55在向外方向上偏离托盘部分38的其余部分的程度是使得托盘部分38的凸缘55的内表面的轮廓(即，凸缘55的上表面在外表面处)。凸缘55在向外方向上偏离托盘部分38的其余部分的范围使得托盘部分38的凸缘55的内表面的轮廓(即在托盘部分18′处的法兰55的上表面、在边缘部分24′处的法兰55的径向向内表面以及在唇部部分26′处的凸缘55的朝下部分)对应于沿第一边缘50的相邻托盘部分38的外表面(以及它自己的外表面)的轮廓(即托盘部分18′的下表面与第一边缘50相邻、边缘部分24′的径向向外表面与第一边缘50相邻、唇部部分26′的向上表面与第一边缘50相邻)。因此，如图8所示，一个第二托盘部分38的第一边缘50能够插入相邻的托盘部分38的凸缘55中。

托盘部分18′，边缘部分24′和唇部部分26′彼此一体形成。托盘部分38的主体由塑料形成并且通过旋转模制(即滚塑或旋转模压)工艺制造。金属紧固件53在旋转模制过程中作为插入件设置在托盘部分38的主体中。

当将托盘部分38组装在一起时，托盘部分18′形成托盘18，边缘部分24′形成圆柱形边缘14，并且唇部部分26′形成环形唇部26。此外，当组装时，弧形边缘40限定孔20。以此方式，每个托盘部分38形成托盘单元14的扇区(在这种情况下为四分之一圆)。

现在将参考图9，图9示出了一个凸耳58的特写视图，图10示出了凸耳58的截面。凸耳58是中空的并且包括向外延伸部分62、周向延伸部分64和向内延伸部分66。向外延伸部分62远离边缘部分24′向外延伸，与周向延伸部分64相交。周向延伸部分64在向外延伸部分62和向内延伸部分66之间沿周向(即围绕轴线)延伸。向内延伸部分66从周向延伸部分64向内延伸并向边缘部分24′延伸。因此，凸耳58通常为c形。入口70形成在向外延伸部分62与边缘部分24′相交的地方，而出口72形成在向内延伸部分66与边缘部分24′相交的地方。凸耳58与托盘部分38的其余部分一体形成。

向外延伸部分62、周向延伸部分64和向内延伸部分66由上表面74、下表面76、径向外表面78和径向内表面80限定。下表面76形成了托盘部分18′的延续，因此是倾斜的。上表面74大体上水平地延伸并且从唇部部分26′向下偏移。

径向内表面80和边缘部分24′的相对部分一起限定了垂直通孔82。垂直通孔82在凸耳58的上表面78和下表面76之间延伸。如图10所示，垂直通孔82是狭槽(即细长的开口)。垂直通孔82在周向上定向(即具有其最大尺寸)。在替代的布置中，垂直通孔82不必是狭槽(即它不必是细长的开口)。水平狭槽84也延伸穿过外表面78和内表面80之间的周向延伸部分64。水平狭槽84也沿周向定向(即具有其最大尺寸)。在替代布置中，水平狭槽84可以是不是狭槽的水平孔(即它不必是细长的开口)。水平狭槽84由延伸穿过周向延伸部分64的封闭通路(即隧道)形成。因此，凸耳58限定了完全封闭的通道。

通道沿其长度具有大体上矩形的垂直截面。由于垂直通孔82和水平狭槽84是细长的并且在周向上具有最大尺寸，因此垂直通孔82和水平狭槽84对流体沿通道通过的能力的影响最小。凸耳54整体上是细长的，并且在周向上具有最大尺寸，这进一步促进了流体沿着通道的通过。向外延伸部分62和向内延伸部分66的外部垂直表面78彼此成角度。向外延伸部分62和向内延伸部分66的内部垂直表面80彼此平行，并且垂直于边缘部分24′延伸。此外，如前所述，下表面76是倾斜的，而上表面74是水平的。因此，向外延伸部分62和向内延伸部分66分别从入口70和出口72逐渐变细(即减小)。

在内表面80和边缘部分24′之间形成的拐角边缘是圆的，在向外延伸部分62、向内延伸部分66和周向延伸部分62之间的过渡处形成的内表面80的拐角边缘也是圆形的。

图11示出了用于将多个组装的托盘单元14组装在一起的夹具86。夹具86包括围绕轴线3布置的多个夹具框架88。夹具框架88彼此间隔相等的距离。在图10中示出了总共四个夹具框架88。每个夹具框架88基本相同。

图12示出了一个夹具框架88。夹具框架88包括一对支撑构件90，一对支撑构件90在向下方向上朝向轴线3延伸。向上延伸的唇部92从每个支撑构件90在其径向内端处突出。支撑构件90在其径向内端由第一垂直杆94支撑，并且在其径向外端由第二垂直杆96支撑。第一和第二对垂直杆94、96由基座98支撑。基座98包括在第一垂直支撑构件94的下端之间延伸的内部基座构件100、在第二垂直支撑构件96的下端之间延伸的外部基座构件102以及分别在一个第一垂直杆94的下端和相应的第二垂直杆94的下端之间径向延伸的一对径向基座构件104。

如图13所示，为了由多个托盘部分38形成托盘组件4，将单个托盘部分38放置在每个夹具框架88上。支撑构件90支撑托盘部分18′的下表面。向上延伸的唇部92支撑托盘部分38的弧形边缘40。在将托盘部分38和托盘单元14固定在一起之前，夹具86为原本相对不稳定的一组组件提供形状和结构。此外，在将托盘部分38固定在一起之前，夹具86将托盘部分38定位在正确的相对位置。

如图8所示，组装托盘部分38使得每个第一托盘部分38的凸缘55的内表面邻接相邻其第一边缘50的相邻的托盘部分38的外表面。每个托盘部分38的狭槽56与相邻的托盘部分38的螺纹孔54对准，并且通过将螺钉或螺栓(未示出)穿过每个狭槽56并将它们拧入紧固件53的螺纹孔54中，将它们彼此固定。沿周向定向的狭槽56允许托盘部分38之间的间隔稍微改变以允许制造公差。由于螺纹孔54是盲孔，因此流体，砂砾和碎屑不能通过螺纹孔54从托盘18的上表面到达托盘18的下表面。沿周向定向的狭槽56允许托盘部分38之间的间隔稍微改变以允许制造公差。由于螺纹孔54是盲孔，因此流体、沙砾和碎屑不能通过螺纹孔54从托盘18的上表面到达托盘18的下表面。

如图14所示，一旦所有托盘部分38都以这种方式连接在一起，就将支撑框架106定位在托盘单元14和夹具86上方。支撑框架106包括圆环108，多个连接构件110(或腿)从圆环108沿轴向延伸。在图14中示出了总共八个连接构件110，其对应于托盘部分38的凸耳58的数量。连接构件110之间的距离等于形成在凸耳58中的垂直通孔82之间的距离。单个托盘部分38的凸耳58之间的距离可与相邻的托盘部分38的相邻凸耳58之间的距离相同，使得腿全部围绕环108均等地间隔开。环108的半径基本上等于托盘单元14的中心与垂直通孔82之间的期望距离。每个连接构件110具有多个沿其长度方向间隔开的径向延伸的螺纹孔112(即固定孔112)，用于将托盘单元14连接至连接构件110。

如图14所示，支撑框架106与第一托盘单元14对准，使得连接构件110与第一托盘单元14的通孔82对准。然后将连接构件110穿过通孔82插入，直到圆环108与第一托盘单元14的环形唇部26相邻为止。在图15中示出了产生的布置。然后，通过将螺钉或螺栓(未示出)穿过狭槽84插入至连接构件110的相应的固定孔112中，将第一托盘单元14独立地固定地固定至支撑框架106(特别是其连接构件110)。

一旦将支撑框架106固定至第一托盘单元14上，就可以升高托盘单元14，使得第一托盘单元14被抬离夹具86。然后，以如前所述的类似方式将第二托盘单元14放置在夹具86上。产生的布置如图16所示。

然后重复与上述相同的过程，以从多个托盘部分38组装第二托盘单元14，并将第二托盘单元14附接至连接构件110。第二托盘单元14附接至连接构件110，使得托盘单元14彼此轴向间隔开。托盘单元14的间隔由固定孔112沿着连接构件110的间隔确定。然后，对第三托盘单元14(和任何后续单元)重复相同的过程，从而形成完整的托盘组件4。

每个托盘单元14独立地固定地固定至支撑框架106的连接构件110。托盘单元14固定地固定至连接构件110上，即当它们固定至连接构件110上时，实质上不能相对于连接构件110移动，例如沿着连接构件110滑动。托盘单元14独立地固定地固定至连接构件110上，因为没有一个托盘单元14需要其他托盘单元14的存在才能固定至连接构件110。

如图17所示，然后可以将托盘组件4从夹具86上抬起，如图1到3所示，并且安装至处理容器中。如果连接构件110足够长，则可以将附加的托盘单元14固定至支撑框架106。

在使用中，沙砾沉淀在托盘单元14的托盘18的上表面上，在重力的作用下沿着上表面迁移并穿过孔20。由于托盘单元14包括多个托盘部分38，而不是由单个部件形成，因此提高了托盘单元14的结构刚度。托盘单元14的结构刚性也通过围绕托盘18形成的梯级42而得以改善。此外，由于托盘18朝着孔20向下倾斜，因此梯级42不会干扰沙砾向孔20的迁移。

在使用中，在相邻托盘单元14之间建立低能量的涡流。邻近边缘24的托盘18内部的一部分流动能够穿过由凸耳58形成的通道。具体地，流动经由入口70进入凸耳，沿着向外延伸部分62、沿着周向延伸部分64、沿着向内延伸部分66流动，并且经由出口72流出凸耳58。凸耳58的布置不突出到托盘单元14的内部，从而将凸耳58对涡流的影响最小化，并且将其对托盘沉降模式的影响最小化。此外，这样的布置防止了碎屑收集在箱内。通过使废水以这种方式流动，凸耳58对涡流的影响被最小化。此外，由于凸耳58与托盘部分38的其余部分一体形成，因此不需要将凸耳58附接至托盘部分38的其余部分的单独步骤。

如前所述，托盘部分38的主体被旋转模制。已知旋转模塑制品在冷却期间经历大的收缩率。通过由多个托盘部分38而不是单个部件形成托盘单元14，减小了收缩的影响，特别是对于大型部件。这导致精确、可重复、有效和快速的制造过程，从而导致托盘单元14的质量提高。

尽管已经描述了每个托盘单元14包括四个托盘部分38，但是每个托盘单元14可以包括任意数量的托盘部分38。托盘单元14的尺寸可以通过增加用于形成每个托盘单元14的托盘部分38的数量来增加。相反，将难以运输或不可能运输的大托盘单元14可以作为单独的托盘部分38运输，从而降低了运输成本和难度。

已经描述了每个托盘部分38具有单个壁厚。然而，托盘部分38可替代地具有两倍的壁厚。两倍的壁厚可以增加托盘部分38的强度和刚度。对附加或替代的梯级42，可以使用两倍的壁厚。同样，可以提供筋作为梯级42或两倍的壁厚的附加或替代。可以在托盘18的下侧上设置筋，以便避免干扰沙砾向孔20的迁移。例如，根据梯级42，筋可以是圆形的。

尽管已经在包括多个托盘部分38的托盘单元14的背景下描述了诸如凸耳58的某些特征，但是在可能的情况下，它们也可以在整体托盘单元14中实现。

可以使用除旋转模制之外的替代制造工艺来制造托盘部分38或托盘单元14。可以使用真空成型、热成型或任何其他合适的制造工艺来制造托盘部分38或托盘单元14。

尽管已经描述了托盘单元14用于堆叠的托盘分离器中，但是托盘单元14可以替代地用于其他废水分离器中，例如流体动力涡流分离器。

已经描述了托盘部分38通过螺纹的紧固件和孔连接在一起并且连接至连接构件110。但是，可以使用任何类型的连接或紧固装置。

已经描述了每个托盘部分38是相同的或基本相同的。然而，替代的布置可以包括第一类型的托盘部分38和第二类型的托盘部分38。第一类型的托盘部分38可以包括沿着其第一边缘50延伸的第一凸缘55和沿着其第二边缘52延伸的第二凸缘55。因此，第一类型的托盘部分38的第一和第二边缘50、52可以对应于上述布置的第二边缘52。相反，第二类型的托盘部分38可以不具有任何凸缘55。第二类型的托盘部分38的第一边缘50和第二边缘52因此可以对应于上述布置的第一边缘50。托盘部分38可以按照上述布置来布置，但是具有交替的第一和第二类型的托盘部分38。