一种圆柱形螺旋流水沙分离器的制造方法
【技术领域】
[0001]本实用新型属于水处理技术领域，特别涉及一种圆柱形螺旋流水沙分离器。
【背景技术】
[0002]随着社会经济的快速发展，城镇化水平的提高，人们对自然的开发力度越来越大，导致自然植被的大量破坏，森林面积的急剧减少，水土流失越来越严重。流失的泥土在地表和地下水流汇流携带作用下流入到江河中，加大了天然河流的含沙量，从而影响流域范围内居民的生产和生活用水。并且在自然灾害例如地震、泥石流等冲击的地区，饮用水源被破坏，天然河流中大量泥土流入从而导致含沙量过高，在救灾水源补给不及时的情况下，灾区极度缺乏干净的饮用水，加大了灾害的影响程度。
[0003]现有的含沙水流处理装置大致分为两类:第一类装置是利用絮凝剂等化学物质的吸附或其他作用实现水沙分离，但该类装置往往分离效率低，无法在短时间内分离得到大量清澈水体，由于在水体中加入了化学物质，如果处理不当会造成水体的二次污染。第二类装置是利用水力旋流和沙石过滤等实现水和泥沙的分离，但目前市场上该类装置的价格高昂，运行管理复杂，因此无法广泛运用。
【实用新型内容】
[0004]本实用新型为解决现有仪器和装置中存在的不足而提供一种结构简单、分离效率高的圆柱形旋流式水沙分离器。
[0005]本实用新型为解决现有仪器和装置存在的不足所采取的技术方案是:一种圆柱形螺旋流水沙分离器，包括圆柱形外壳，所述的圆柱形外壳内部安装有半径与圆柱形外壳半径相同的螺旋面板，所述的螺旋面板中间沿轴线竖直安装有排沙孔管，所述的排沙孔管中间沿轴线穿插安装有十字板，所述的十字板纵向贴合螺旋面板，所述的螺旋面板上靠近排沙孔管的四周安装有挑流板；所述的挑流板靠近十字板端留有进沙口，圆柱形外壳上部沿平行切线方向有进水管，下部沿平行切线方向有出水管；在排沙孔管上与螺旋面板接触部之上设有螺旋孔道。
[0006]作为优选，所述的螺旋面板为向下旋转同时向中间凹陷的螺旋结构。
[0007]作为优选，所述的螺旋面板的倾斜角度为20°。
[0008]作为优选，所述的挑流板围成的圆的半径大于排沙孔管的半径。
[0009]本实用新型的技术效果是:本实用新型提供的圆柱形螺旋流水沙分离器，在含沙量较高的流域和地震、泥石流等自然灾害发生的地方具有非常高的运用价值。
[0010]1、该圆柱形螺旋流水沙分离器利用水和泥沙密度的较大差异，运用螺旋水流运动产生的离心分离作用和重力作用下的泥沙沉降作用分离出水和泥沙，快速高效，可在短时间内大量分离水和泥沙。经试验，相比于自然沉降和絮凝剂的吸附分离方法，该圆柱形螺旋流水沙分离器分离速度更快，耗时更短。
[0011]2、该圆柱形螺旋流水沙分离器巧妙运用离心力和重力作用进行水沙分离，不需要额外施加其他任何动力，具有节能环保的特点，运行成本低廉，对于含沙量较高的流域居民生产生活用水具有极高的运用价值，同时，该水沙分离器也适用于自然灾害发生并且缺乏电力和清澈水的地方。
[0012]3、该圆柱形螺旋流水沙分离器运用物理方法实现水沙的高效分离，相比于利用絮凝剂等化学物质实现水沙分离的方法而言，具有对人体无毒无害、不产生副作用的特点。
【附图说明】
[0013]图1为该实用新型的主视图；
[0014]图2为该实用新型的俯视图；
[0015]图3为该实用新型的剖面图；
[0016]图4为螺旋面板示意图；
[0017]图5为排沙孔管示意图；
[0018]图6为十字板示意图；
[0019]图7为挑流板不意图；
[0020]图中，1-圆柱形外壳，2-螺旋面板，3-排沙孔管，4-十字板，5-挑流板，6_螺旋孔道，7-进水管，8-出水管，9-进沙口。
【具体实施方式】
[0021]下面结合附图，对本实用新型进行进一步说明。
[0022]如图1所示，一种圆柱形螺旋流水沙分离器，其特征在于，包括圆柱形外壳1，所述的圆柱形外壳I内部安装有半径与圆柱形外壳I半径相同的螺旋面板2，所述的螺旋面板2中间沿轴线竖直安装有排沙孔管3，所述的排沙孔管3中间沿轴线穿插安装有十字板4，所述的十字板4纵向贴合螺旋面板2，所述的螺旋面板2上靠近排沙孔管3的四周安装有挑流板5 ;所述的挑流板5靠近十字板端留有进沙口 9，圆柱形外壳I上部沿平行切线方向有进水管7，下部沿平行切线方向有出水管8 ;在排沙孔管3上与螺旋面板2接触部之上设有螺旋孔道6。
[0023]所述螺旋面板2，采用向下旋转同时向中间凹的螺旋结构，使水流在旋转运动同时依靠自重向下流动。螺旋面板2可根据实际需求设计不同的倾斜角度，一般倾斜角度取20°左右。
[0024]所述的挑流板5围成的圆的半径大于排沙孔管3的半径。
[0025]所述的十字板4，起到固定装置中螺旋面板2、排沙孔管3等结构的作用，同时对水沙两相流起到“挑流阻沙”的作用。“挑流”促使水跃过十字板4而在外侧的离心旋流区做环流运动，水流清澈；十字板可以促进内侧死水区的形成，而沙粒被阻滞在死水区。
[0026]所述挑流板5，靠近装置中心的排沙孔管3，类似河道整治工程中上挑的淹没式丁坝的结构，可以产生指向中心的环流，将泥沙通过进沙口 9或环流带向中心的死水区，促进沉沙、排沙；同时起到一定的挑流作用，配合十字板4共同工作，阻挡水流增大水流阻力，阻碍水流直接流向装置中心的排沙孔管3而向下排出，而使水流挑向外侧离心旋流区；在挑流板的两侧与垂直十字板之间存在孔缝，此孔缝为进沙口 9，死水区沉降的沙粒由此流进装置中心的排沙孔管3。
[0027]所述排沙孔管3，位于装置中心，薄壁圆柱结构，柱体表面开有螺旋孔道6，孔道大小适中，排沙而不排水，是分离出的大量沙粒的排出通道。
[0028]使用该实用新型装置时，含沙水流从进水管7进入装置，沿着螺旋面板2从上往下作螺旋运动，在螺旋运动的过程中，水流受到十字板4和挑流板5的配合挑流阻沙作用:靠外层边壁区域阻力小，能量损失小，运动较流畅；靠近中心区域阻力较大，能量损失大，形成“死水区”。再加上自身重力和螺旋运动产生的离心力作用，以及水和沙密度的不同，从而形成靠外层边壁附近含沙浓度小，水流较清澈，靠中心区域沙聚集和沉降较多，含沙量较大。在中心附近“死水区”沉降下来的沙，在倾斜螺旋面板2上向排沙孔管2内滑动，通过排沙孔管2上的螺旋孔道6进入到排沙孔管3内部，实现水沙分离。经过螺旋运动到达装置下部的较为清澈的水流从出水管8排出。
【主权项】
1.一种圆柱形螺旋流水沙分离器，其特征在于:包括圆柱形外壳(1)，所述的圆柱形外壳(I)内部安装有半径与圆柱形外壳(I)半径相同的螺旋面板(2)，所述的螺旋面板(2)中间沿轴线竖直安装有排沙孔管(3)，所述的排沙孔管(3)中间沿轴线穿插安装有十字板(4)，所述的十字板(4)纵向贴合螺旋面板(2)，所述的螺旋面板(2)上靠近排沙孔管(3)的四周安装有挑流板(5);所述的挑流板(5)靠近十字板(4)端留有进沙口(9)，圆柱形外壳(I)上部沿平行切线方向有进水管(7)，下部沿平行切线方向有出水管(8);在排沙孔管(3)上与螺旋面板(2)接触部之上设有螺旋孔道(6)。
2.根据权利要求1所述的一种圆柱形螺旋流水沙分离器，其特征在于，所述的螺旋面板(2)为向下旋转同时向中间凹陷的螺旋结构。
3.根据权利要求1所述的一种圆柱形螺旋流水沙分离器，其特征在于:所述的螺旋面板(2)的倾斜角度为20°。
4.根据权利要求1所述的一种圆柱形螺旋流水沙分离器，其特征在于，所述的挑流板(5)围成的圆的半径大于排沙孔管(3)的半径。
【专利摘要】本实用新型提供了一种圆柱形螺旋流水沙分离器，包括圆柱形外壳，所述的圆柱形外壳内部安装有半径与圆柱形外壳半径相同的螺旋面板，所述的螺旋面板中间沿轴线竖直安装有排沙孔管，所述的排沙孔管中间沿轴线穿插安装有十字板，所述的十字板纵向贴合螺旋面板，所述的螺旋面板上靠近排沙孔管的四周安装有挑流板；所述的挑流板靠近十字板端留有进沙口，圆柱形外壳上部沿平行切线方向有进水管，下部沿平行切线方向有出水管；在排沙孔管上与螺旋面板接触部之上设有螺旋孔道；本实用新型分离速度更快，耗时更短，适用于自然灾害发生并且缺乏电力和清澈水的地方。
【IPC分类】B01D21-26
【公开号】CN204469295
【申请号】CN201520105638
【发明人】沈明希, 王頔, 韦直林, 陶艳秋, 余晓敏
【申请人】武汉大学
【公开日】2015年7月15日
【申请日】2015年2月13日