一种高效沉淀池的斜管清洗装置的制作方法

本实用新型涉及污水提标技术领域，尤其是涉及一种高效沉淀池的斜管清洗装置。

背景技术：

近年来，在污水处理尤其是污水提标领域，高效(或高密度)沉淀池因其处理量大、抗冲击能力强、运行稳定等优点得到了普遍应用，而矩形出水池上部均匀布满的斜管是高效沉淀池必须的配置。

但就目前的状况来看，高效沉淀池中斜管，使用一段时间后，因污泥颗粒、藻类滋生及生物膜附着，会使斜管过流面积减小、严重时造成斜管堵塞，因此必须配置斜管冲洗装置。

目前公知常用的斜管冲洗装置，采用冲洗水泵、水管、喷头，定期人工移动冲洗。普遍存在如下问题：

1、冲洗时，必须先停水，冲洗期间污水不达标状态需旁路排放；

2、需要将斜管下平面以上水放干。

3、需要手动开启水泵，人手握住冲洗喷枪一个一个斜管孔依次冲洗干净。

4、劳动强度大，冲洗时间长。

目前公知少量使用的固定斜管冲洗装置——在斜管下方安装间隔距离分布的固定冲洗管，在每根(组)冲洗管上安装电磁阀或电动阀，冲洗时冲洗水泵或风机开启、依次打开各冲洗阀，同时关闭其余阀，这种冲洗装置存在如下问题：

1、固定冲洗管间隔较大时会造成冲洗盲区或冲洗不均匀；

2、固定冲洗管间隔小时会增加冲洗设施成本；

3、冲洗管路多、电动冲洗阀多、控制对象多、故障点多，制造和维护成本高；

4、冲洗强度不均匀，冲洗能耗高。

5、斜管下方众多水平配置的冲洗管占用空间多，本身会积泥。

如中国专利申请号为201620047974.X公开了一种斜管沉淀用气洗沉淀池，包括池体、刮泥机驱动机构、气体清洗设备及旋转刮泥机构；刮泥机驱动机构包括电动机及减速机；气体清洗设备包括呈中空状的旋转中心轴、水平设置在旋转中心轴下端的穿孔布气管、通过旋转接头连接在旋转中心轴上端的气源主管、气源主管端部的控制阀；旋转刮泥机构包括刮臂、刮板、设置在池体内侧的斜管及出水堰。该结构能够在不停机的情况下去除斜管表面的沉积污泥，但申请人认为该结构仍然存在一定的清洗死角，且穿孔布气管占用面积大，布置气管位置过低，接近于下方泥层，冲洗时会扰动泥层不利于污泥沉淀，不利于沉淀池的有效利用，同时也增加了风机的气压和能耗、增加了成本。

技术实现要素：

为解决上述技术问题，本实用新型提供了一种高效沉淀池的斜管清洗装置。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：一种高效沉淀池的斜管清洗装置，包括池体，设置在池体内的刮泥机中心轴和斜管，设置在池体底部的刮泥机；所述刮泥机中心轴为管状结构，刮泥机中心轴的侧壁上设置有主出气口，所述斜管的下方水平设置有主冲洗管，所述主冲洗管上方分布有一排主喷气孔，主冲洗管的一端与主出气口密封连接，另一端活动连接设置有次冲洗管，次冲洗管上设置有一排次喷气孔，工作时，所述次冲洗管的末端靠压在池体内壁上。

为保证次冲洗管运行的可靠性，所述主冲洗管和次冲洗管间设置有U型管式铰链，U型管式铰链的一侧与主冲洗管法兰固定连接，U型管式铰链的另一侧管壁上均布有一组出气孔，U型管式铰链位于出气孔的外侧套设有套管，所述套管与U型管式铰链间设置有轴套，所述U型管式铰链的上端设置有联接盖板，所述套管设置有与次冲洗管的次出气口。

为保证次冲洗管工作时，能够顺利冲洗到边角的斜管，所述次喷气孔设置在次冲洗管靠近池体中心的内侧壁上。

为保证次冲洗管工作时运行的顺畅性，所述次冲洗管的末端设置水平滚动的滚轮。

为保证主冲洗管悬臂结构的稳定性，所述刮泥机中心轴上还对称固定设置有撑杆，撑杆与主冲洗管位于同一平面上且相互垂直，所述撑杆与主冲洗管间设置两条斜拉杆，两斜拉杆相对于主冲洗管对称设置。

进一步的，所述主冲洗管与位于下方的刮泥机间设置有联接杆。

为方便控制主冲洗管和次冲洗管独立工作，所述主冲洗管内设置有次冲洗横臂管内输气管，刮泥机中心轴内设置有与次冲洗横臂管内输气管连接的次冲洗输气立管，次冲洗横臂管内输气管的另一端与U型管式铰链连接，所述次冲洗输气立管的进气端连接设置有次冲洗输气管，所述刮泥机中心轴的进气端连接设置有主冲洗输气管。所述次冲洗输气管和主冲洗输气管的进气端连接设置有二位三通电磁阀，二位三通电磁阀连接设置有鼓风机。

本实用新型的有益效果：本实用新型中的主冲洗管和次冲洗管进行扫描式的冲洗，低压较大流量空气克服水深压力从喷气孔高速喷射而出，气体迅速上行到达斜管下方并继续沿着斜管上行，到达斜管上方并继续上行到达水面进入空气中。在上述气流上行过程中，连续大量气体不断与水结合形成大量带有密集汽泡的水气混合物，这些混合物密度显著低于附近无气流通过的水，在附近水的浮力作用下迅速上浮，从冲洗管、斜管下方、斜管区域、斜管上方，由于主冲洗管随刮泥机缓慢旋转，当喷气管旋转一角度后，原有区域不再有气流，上升到斜管上端高出水面的水气混合物，在析出气体后的水便在自重作用下迅速下降，在上述大量水气混合物上升和下降的震荡过程，便实现了对流经区域斜管的冲洗，更重要的是：在水气混合物上行过程中，大量气泡在斜管壁面喷触破灭，再生新的气泡，在气泡破灭与再生的过程中对斜管壁面产生了连续的冲洗振动和洗刷，使粘附于斜管壁面的污泥颗粒失稳在自重作用下落直达沉淀池泥面，实现了对斜管的有效清洗。采用主冲洗管和次冲洗管结合的结构，次冲洗管能够到达池体的角部区域，从而覆盖整个池体，覆盖面积广，无死角。采用主冲洗管和次冲洗管分开独立清洗的方式，能够有效降低鼓风机的功率，冲洗强度高。所述主冲洗管和次冲洗管的结构简单，占用空间小。所述斜拉杆和联接杆能够保证主冲洗管的稳定性。所述滚轮能够减小次冲洗管与池体间的阻力，保证次冲洗管的运行。此外，本实用新型无需增加冲洗水源、无需药剂，不会对水体产生二次污染；整个冲洗过程无需停水、无需挪动斜板(管)、不增加占地、节省人力；可在沉淀池正常运行中定期、自动实现冲洗，确保斜管壁面干净。冲洗周期、冲洗强度调节方便，可确保在不损坏斜管的状态下实现有效的冲洗。

以下将结合附图和实施例，对本实用新型进行较为详细的说明。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图。

图2为本实用新型中A-A的剖视图。

图3为本实用新型中U型管式铰链的配合示意图。

图4为本实用新型中U型管式铰链增加扭簧结构示意图。

具体实施方式

实施例1：

如图1至3所示，一种高效沉淀池的斜管清洗装置，包括池体20，所述池体20为矩形或其他多边形结构。所述池体20的上部分布有斜管17，池体20的中心设置有刮泥机中心轴6，刮泥机中心轴6的上端连接设置有刮泥机驱动机箱18，在池体20的底部设置有刮泥机21，刮泥机驱动机箱18通过刮泥机中心轴6带动刮泥机21转动。所述刮泥机中心轴6为管状结构，同时做为主冲洗输气立管使用，所述刮泥机中心轴6的侧壁上设置有主出气口601，所述斜管17的下方水平设置有主冲洗管8，所述主冲洗管8上方分布有一排主喷气孔801，主冲洗管8的一端与主出气口601通过连接法兰密封连接。所述刮泥机中心轴6上还对称固定设置有撑杆14，撑杆14与主冲洗管8位于同一平面上且相互垂直，所述撑杆14与主冲洗管8间设置两条斜拉杆13，两斜拉杆13相对于主冲洗管8对称设置；所述主冲洗管8与位于下方的刮泥机21间设置有联接杆11，该结构能够保证主冲洗管8的运行稳定性。所述主冲洗管8内设置有次冲洗横臂管内输气管16，刮泥机中心轴6内设置有与次冲洗横臂管内输气管16连接的次冲洗输气立管7，所述刮泥机中心轴6和次冲洗输气立管7的上端通过四通旋转接头5分别连接主冲洗输气管3和次冲洗输气管4。所述池体20的顶部设置有鼓风机1，鼓风机1与输气总管19连接，所述输气总管19的末端连接设置有二位三通电磁阀2，二位三通电磁阀2分别与主冲洗输气管3和次冲洗输气管4连接。为方便调节输气总管19的进气量，所述输气总管19上还设置有放气阀23。所述池体的顶部还设置有用于控制各设备运行的控制箱15。

所述主冲洗管8的末端设置有U型管式铰链9，U型管式铰链9的另一端连接设置有次冲洗管10。所述U型管式铰链9的一侧与主冲洗管8法兰固定连接，U型管式铰链9的另一侧管壁上均布有一组出气孔901，U型管式铰链9位于出气孔901的外侧套设有套管902，所述套管902与U型管式铰链9间设置有轴套903，轴套903内设置有密封圈，所述轴套903上下设置有两个。所述U型管式铰链9的上端设置有联接盖板905，所述套管902设置有与次冲洗管10连接的次出气口904。所述次冲洗管10上设置有一排次喷气孔101，所述次喷气孔101设置在次冲洗管10靠近池体20中心的内侧壁上。所述次冲洗管10的末端设置水平滚动的滚轮12。工作时，所述次冲洗管10的末端靠压在池体20内壁上。

本高效沉淀池的斜管清洗装置按照实际情况每一个月自动气动运行一次，每次工作一个循环历时56分钟设定。当现场控制箱按照预先设定的时间启动冲洗程序时，鼓风机运行，三位四通电磁阀下位接通，上位关闭，低压空气从鼓风机出口经三位四通阀下位、主冲洗输气管、四通旋转接头、主冲洗输气立管、到达主冲洗管，低压空气克服水深压力从主冲洗管上部合理排列的多个圆孔中向上高速喷射而出，气体迅速上行到达斜管下方并继续沿着斜管上行，到达斜管上方并继续上行到达水面进入空气中。在上述气流上行过程中，连续大量气体不断与水结合形成大量带有密集汽泡的水气混合物，这些混合物密度显著低于附近无气流通过的水，在附近水的浮力作用下迅速上浮，从冲洗喷气管孔上行到斜管下端、再进入斜管区域内部、斜管上方、到达水面上方空气中，由于主冲洗喷气管随刮泥机缓慢旋转，当喷气管旋转一角度后，原有区域不再有气流，上升到斜管上端高出水面的水气混合物，在析出气体后的水便在自重作用下迅速下降，在上述大量水气混合物上升和下降的震荡过程，便实现了对流经区域斜管的冲洗。更重要的是：在水气混合物上行过程中，大量气泡在斜管壁面喷触破灭，再生新的气泡，在气泡破灭与再生的过程中对斜管壁面产生了连续的冲洗振动和洗刷，使粘附于斜管壁面的污泥颗粒失稳在自重作用下落直达沉淀池泥面，实现了对斜管的有效清洗。由于整台鼓风机全部流量的输出空气从一条主冲洗喷气管中喷出，因此局部清洗强度大，随着刮泥机的缓慢旋转，主冲洗气管同步旋转，上方的斜管便依次得到扫描式冲洗，当刮泥机旋转一圈时，圆形区域冲洗喷气管便实现了对整个方形沉淀池圆形区域上方的斜管进行了有效的冲洗。接着二位三通电磁阀动作切换到上位状态，此时主冲洗输气管气路关闭，次冲洗输气管接通，鼓风机的排出的低压空气经二位三通电磁阀进入次冲洗输气管、四通旋转接头、次冲洗输气立管、次冲洗横臂管内输气管、经U型管式铰链进入次冲洗管。气流迅速充满该喷气管，从次喷气孔中高速喷出，由于气提带走和挤出了次喷气管内水，使得次喷气管浮力增大，达到次喷气管浮力与自身重力基本相等，这时悬臂喷气管在水中的重量几乎为0，它对U型管式铰链处的悬臂撇卡力也降到接近于0，因此喷气管旋转阻力矩变得很小，由于喷气管向刮泥机旋转反向高速喷射大量气体，气流产生的动量矩使得喷气管反向旋转，使得该喷气管外端滚轮始终靠着方形池壁。

当一阶段设定的斜管清洗动作完成后，鼓风机停机，二位三通电磁阀自动复位到下位主冲洗输气管路接通状态，次冲洗输气管路关闭。滚轮在池壁作用下将次冲洗管推回到次冲洗管中心线与上横臂中心线约90°夹角位置。滚轮与池壁的作用力接近于0，不会增加刮泥机运行能耗，池壁对滚轮的磨损极小。进一步的滚轮采用MC尼龙制造(预留足够芯轴间隙以保证吸水后仍有间隙)，耐磨性极好，因此滚轮寿命很长，在水下不易老化，根据过往相关经验，在水下使用寿命20年以上。

为了减少所述U型管式铰链旋转密封阻力(参见图3)，U型管式铰链出气孔段的长度Ho要求足够长，Ho一般不小于次冲洗喷气管10悬臂长度L的13％,以减少管内无气时次冲洗管水中悬臂重力派生到芯轴管上下端轴套的横向力，进一步的轴套采用耐磨性好、强度足够且在水中摩擦系数小于聚四氟乙烯的UPE(超高分子量聚乙烯)材质，以减小旋转阻力，更进一步的密封圈采用0～5％的最小压缩量，使得密封阻力降到最低，因为此处允许小的泄露，这些泄露气体正好作为U型铰链处上方的斜管冲洗。经过污水处理厂实例验证，上述结构很好地满足了运行使用要求。

实施例2：

一种高效沉淀池的斜管清洗装置，如图1、图2、图4所示，包括池体20，所述池体20为矩形或其他多边形结构。所述池体20的上部分布有斜管17，池体20的中心设置有刮泥机中心轴6，刮泥机中心轴6的上端连接设置有刮泥机驱动机箱18，在池体20的底部设置有刮泥机21，刮泥机驱动机箱18通过刮泥机中心轴6带动刮泥机21转动。所述刮泥机中心轴6为管状结构，同时做为主冲洗输气立管使用，所述刮泥机中心轴6的侧壁上设置有主出气口601，所述斜管17的下方水平设置有主冲洗管8，所述主冲洗管8的末端设置有U型管式铰链9，U型管式铰链9的另一端连接设置有次冲洗管10。

所述U型管式铰链9的一侧与主冲洗管8法兰固定连接，U型管式铰链9的另一侧管壁上均布有一组出气孔901，U型管式铰链9位于出气孔901的外侧套设有套管902，所述套管902的外侧套设有扭簧906，扭簧906的固定端设置在U型管式铰链9的管壁上，在扭簧906不受力的情况下，主冲洗管8与次冲洗管10处于同一轴线上。所述套管902与U型管式铰链9间设置有轴套903，轴套903内设置有密封圈，所述轴套903上下设置有两个。所述U型管式铰链9的上端设置有联接盖板905，所述套管902设置有与次冲洗管10连接的次出气口904。所述次冲洗管10上设置有一排次喷气孔101，所述次喷气孔101朝上设置或设置在次冲洗管10靠近池体20中心的内侧壁上。工作时，次冲洗管10随主冲洗管8一起转动时，次冲洗管10的末端靠压在池体20内壁上，当U型管式铰链9到池体20内壁的距离小于次冲洗管10的长度时，挤压力克服扭簧906的扭力，使次冲洗管10弯曲，并使次冲洗管10的末端始终抵在池体20内壁上。依靠扭簧906的作用改变次冲洗管10与主冲洗管8的角度，完成次冲洗管10对池体20四周边角的清洗。其他同实施例1。

以上结合附图对本实用新型进行了示例性描述。显然，本实用新型具体实现并不受上述方式的限制。只要是采用了本实用新型的方法构思和技术方案进行的各种非实质性的改进；或未经改进，将本实用新型的上述构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本实用新型的保护范围之内。