专利名称：一种刮渣板的制作方法
技术领域：
本实用新型属于环境工程及沉淀池、澄清池等刮渣处理领域，具体涉及一种对数螺线型刮渣板。
背景技术：
刮渣板是用于污水处理及石油化工等其他领域的沉淀池及澄清池表面的刮除浮渣(浮油)装置。以污水处理厂二次沉淀池(二沉池)为例，现有的刮渣板仅是一个简单的直板，它与二沉池半径方向基本重合，然而这类刮渣板刮渣效果却并不好。刮渣板一般转动的速度较慢，若转速较快，液体流态会变得不稳定，影响沉淀的形成，而中下层水体在刮渣板的搅拌作用下也会较难形成沉淀，且已沉淀的污泥也会重新与水混合起来。然而较低的转动速度虽然有利于沉淀的形成，但是不利于沉淀及浮渣的收集。过二沉池边缘上某点作二沉池中心柱的切线，目前的刮渣板就被安装在了该切线位置，而中心柱的直径相对于二沉池整体来说是非常小的，所以可以认为其与半径方向重合。以二沉池中某点处的浮渣粒子为例假设有一个圆，圆心为二沉池中心，半径为从圆心到该粒子的距离，那么任何时刻，在刮渣板的作用下，该粒子受到了垂直于刮渣板的力，即沿着该圆的切线方向。在这个力的作用下粒子会产生一个切线方向的速度并沿着这个方向运动，而此时水会对粒子产生阻力。又因为刮渣板的力始终是沿着该圆的切线方向，所以粒子向外侧偏移时受到的水的阻力不会被抵消。若考虑到惯性，该粒子在运动的过程中仍然会向外侧偏移，但是由于刮渣板的速度缓慢，推力对粒子产生的推动速度很小，再加上粒子的质量很小，惯性作用几乎不能体现出来。综上分析，表面浮渣往往是沿着二沉池的中心做近似匀速的圆周运动，而不能进入二沉池边缘处的浮渣收集斗。各污水处理厂也证明了这个不足，在实际情况中只有风能使浮渣绕到边缘，但是风的有无、大小及方向却不受人为的控制。(注假设刮渣板对浮渣粒子的力是直接作用于粒子上的，但多数情况下刮渣板不是将力直接作用于粒子，而是先作用在水，再由水传递给粒子。)二沉池中，刮渣板被安装于刮泥机桥架上。
实用新型内容本实用新型的目的在于提供一种刮渣板，该刮渣板可以提高除渣效率。为达到上述目的，本实用新型采用了以下技术方案。一种刮渣板，该刮渣板的形状为对数螺线型。所述对数螺线的定角为大于O度、小于90度。所述对数螺线的定角优选为30度。所述刮渣板上设置有用于连接刮泥机桥架的支架。所述刮渣板分段后分别与刮泥机桥架相连。相邻两段刮渣板的可刮区域部分重叠形成共同可刮区域。本发明所述刮渣板具有对数螺线型的形状，使沉淀池等中的粒子在刮渣板作用下，以某一速度沿着直线路径移动到边缘，显著地提高了除渣效率。
图I是本实用新型的结构示意图之一(未分段)；图2是本实用新型的结构示意图之二 (分段)；图3是本实用新型的工作原理图(未分段);图4是现有直板式刮渣板的结构示意图；图5是现有刮渣板对粒子的作用力分析图；图中1支架，2刮泥机桥架，3共同可刮区域。
具体实施方式
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以下结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明。参见图I以及图2，本实用新型所述刮渣板的形状为对数螺线型，所述对数螺线的定角为大于O度、小于90度，所述对数螺线的定角优选为30度，所述刮渣板上设置有用于连接刮泥机桥架2的支架1，所述刮渣板分段后分别与刮泥机桥架2相连，相邻两段刮渣板的可刮区域部分重叠形成共同可刮区域3。参见图3，对数螺线最重要的性质是任意点处的矢径与切线的夹角为定值，该夹角即为相应对数螺线的定角。也就是刮渣板对粒子的力的方向将始终指向同一个方向，且刮渣板对中心区域和周边区域的粒子的作用方向是相同的，这样，随着刮渣板匀速缓慢地转动，粒子将以某一速度沿着直线路径移动到边缘(不考虑板对水面微弱的搅动作用并假设粒子无其他方向的初速度)，使沉淀池(或澄清池)中的浮渣更高效的移到池边缘，并最终刮入集渣斗以去除。参见图4，从直板刮渣板的缺点可以看出，只有改变刮渣板对浮渣的推力方向，浮渣才能更容易的被去除。由图5可以看出，原来直板刮渣板对粒子的作用为图5中F方向，粒子在F方向力的作用下沿着V方向运动，而当刮渣板与直径方向的角度为τ时，这时刮渣板给粒子的作用力方向为F’，粒子将沿着V’方向运动，F与F’的夹角即为τ，它也是V与V’的夹角。虽然与直板刮渣板相比，粒子可以被刮渣板推到边缘，但是这种方案也有不足之处，随着粒子向外运动，F与F’的夹角是变化的，越向外这个角度越小，那么粒子沿半径方向上的力也就越小。这种情况下，刮渣板的效率并不是最高的，而如果任何一点处的τ值都是一个定值的话，粒子受到的力始终是沿着一个方向，这样粒子在半径方向受到的力也是一定的。可以找到一种曲线来满足τ值一定的条件，那就是对数螺线。对数螺线确定在对数螺线型刮渣板中，对应的对数螺线方程中a值即是沉淀池中心圆柱的半径值，而b值决定着对数螺线的定角。对直径为45m，刮泥机周边线速度为I. 7m/min的沉淀池使用fluent软件进行模拟，定角分别确定为0°、30°、45°、70°、80°，不考虑水表面的阻力及表面张力，比较得到30°定角的对数螺线最适合，即b二eot30° =λ/3 ο分段由于将一整段对数螺线型刮渣板安装于桥架上需要较长的支架，如图1，用AutoCAD测量其中最长的一条支架，得到其长度超过4. 5米，这种连接在工程上是不能实现的，因此需要将对数螺线型刮渣板进行分段，本例中二沉池内径45米，为使各凸出来的支架长度均不超过2米，粗略估计可分为2段。分段时，定义池中心点为原点，该对数螺线在直角坐标下起点坐标为(1，0)，使用直线X=O将30°螺线分为两段，将分开的两段刮渣板均旋转到桥架下，经过计算及测量，以这种方式连接的支架长度均在2米之内，参见图2，另外，外侧刮渣板向内延伸25cm，内侧刮渣板向外延伸25cm，以确保两段刮渣板有50cm的共同可刮区域(参见图2)。分段是为了满足工程上的要求，池直径30米以下时支架伸出去的长度不会超过2米，不需分段，而池直径大于30米则需分段，分段数及分法需根据具体池子直径而定。刮洛板的高度通常为20-30cm。材料选择由于刮渣板需要被悬挂固定在桥架上且能够保持良好的结构，其材料要求轻、不易变形且强度及硬度高，具有良好的物理特性；由于刮渣板长期浸泡在水中，其材料需要不易被氧化或者腐蚀，有良好的化学稳定性；由于刮渣板主要功能是刮去水体表面浮渣，所以刮渣板的材料不能易于粘附浮渣粒子；从制作方面考虑，该材料需要工艺性好，易于压力制造、铸造及焊接。由于刮渣板跨度比较大，难以生产出一整块刮渣板，且为了方便运输，刮渣板将会 以散件生产及运输。运输及安装的过程中应做适当加固保护措施，防止其发生变形。在刮泥机安装完成后方可安装刮渣板，电机及清扫刷可在其后安装。安装前，需要准备好所有所需的工具，对照图纸，将刮渣板散件找好各自相对应位置。安装时，先将连接刮渣板与桥架的支架固定在桥架上(所有连接均采用螺柱连接)，接着将每个刮渣板散件与支架连接起来，并将各散件之间连接起来。最后安装尾板，尾板只与支架相连接，不与刮渣板主体连接，这样它才可以有一定范围的旋转活动空间，以便其将浮渣刮入集渣斗。所安装刮洛装置应保证超出设计液位线100mm。安装好以后，先进行空负荷运转，即无水空运转，此时调整刮泥机与刮渣板，粗调支架与刮渣板、各刮渣板组件上的螺柱，使各组件基本处于同一水平高度，接着池内注水后运行设备，细调螺柱，进一步调整各组件高度，并观察及调整尾板和集渣斗的高度或位置，使浮渣能够顺利地被收集到集渣斗中且尾板沿缓坡离开集渣斗时不溅起水花。以上所有工作完成后，刮渣板便安装成功，待刮泥机调整完成之后二沉池便可以试运行。
权利要求1.一种刮渣板，其特征在于该刮渣板的形状为对数螺线型。
2.根据权利要求I所述一种刮渣板，其特征在于所述对数螺线的定角为大于O度、小于90度。
3.根据权利要求I所述一种刮渣板，其特征在于所述对数螺线的定角优选为30度。
4.根据权利要求I所述一种刮渣板，其特征在于所述刮渣板上设置有用于连接刮泥机桥架(2)的支架(I)。
5.根据权利要求4所述一种刮渣板，其特征在于所述刮渣板分段后分别与刮泥机桥架(2)相连。
6.根据权利要求5所述一种刮渣板，其特征在于相邻两段刮渣板的可刮区域部分重叠形成共同可刮区域(3)。
专利摘要本实用新型提供一种对数螺线型刮渣板，该刮渣板的形状为对数螺线型，本实用新型所述刮渣板具有对数螺线型的形状，使沉淀池等中的粒子在刮渣板作用下，以某一速度尽可能地沿着直线路径移动到边缘，显著地提高了除渣效率。
文档编号B01D21/18GK202700162SQ20122037884
公开日2013年1月30日 申请日期2012年8月1日 优先权日2012年8月1日
发明者纪佳渊, 梁佳博 申请人:西安建筑科技大学