CN104278737B - 旋流井 - Google Patents
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Abstract
本发明属于分离机械，涉及一种具有从雨水中分离沉积物和漂浮物功能的旋流井，包括井筒(1)、外筒(2)、旋流器(3)和支撑筋板(10)。所述井筒上在同一水平面上预埋进水管(4)和出水管(13)。所述外筒(2)置于井筒(1)内。所述旋流器依靠支撑筋板(10)同轴固定在外筒(2)里面。旋流器的入口(5)伸出外筒(2)并套在井筒上预埋的进水管(4)上。本发明既能分离沉渣又能分离浮渣，操作弹性大，且不易堵塞、结构简单、装拆方便、清渣容易。
Description
技术领域
发明属于环保领域，特别是一种具有沉渣和浮渣去除功能的旋流井。
背景技术
下雨时，特别是大雨或暴雨时，雨水冲刷地面，将泥沙等杂物冲入下水道。当这些杂物在下水道内积累到一定程度时，下水道的过水能力就会减少而发生水涝、水灾等。国内外已有相关专利，其方案是将旋流井置于下水道检查井内，雨水通过时，不同程度地将沉渣和浮渣截留。
专利201410070506.X为旋流过滤，不是旋流沉降。旋流后先细滤后粗滤，声称因旋流冲刷作用不会导致滤网堵塞。实际上这种过滤不可避免堵塞问题。另外，该专利滤网拦截的油用微生物消化，需要一定的时间，在暴雨期间往往来不及消化，要么堵塞滤网，要么被冲入雨水。
专利201320433137.7公开了一种用于处理农田径流雨水的微电场水力旋流系统，通过施加60-100V的电压，产生静电场来强化固体颗粒的沉降过程。实际上，由于在两个极板之间是水，因此电场都无法建立，从而无法用电场来强化固体颗粒的沉降分离过程。
专利201410034169.9公开了一种旋流式水力控制雨水截流弃流切换井系统，其中的旋流沉砂井没用中心溢流管排水，这个系统只能分离较大粒度的固体颗粒，即分离效率低。另外，该旋流沉砂井不能分离浮渣。
专利201120373415.5公开了一种旋流沉砂式溢流井，也没用中心溢流管排水，而用侧面排水管，用旋流挡板防止入流直接短路进入排水管。排水管入口处设有过滤网。在这种结构的腔体中，旋流场偏置，强度弱，因此，不是旋流式离心沉降，效率低，且排水管易堵。
专利201110252013.4公开了一种流体动力旋流分离系统，主要结构为内置的一个圆柱形旋流器，由于直径大、长度短，只能分离大颗粒；小颗粒经旋流器溢流管排出后通过填料床过滤分离。该填料床易堵而失去分离作用。
美国专利US 7,238,281 B2公开了暴雨水处理系统，它由一个外筒和内置的旋流器组成。该旋流器没有锥段，但有溢流管，溢流管内有吸附材料。水经过旋流器起旋后，轻渣或轻液向旋流器中心迁移，聚集在溢流管内，并被吸附材料吸附。而水不是从溢流管流出，而是流到下面的腔室里重力沉降。为了减少流动对 颗粒沉降过程的影响，沉降室内加了阻旋挡板。当水量过大，大量水会从溢流管短路流出。该专利同样只能分离较大粒度的泥沙颗粒，且分出泥沙清理困难。
美国专利US 6,730,222 B1公开了一种用于雨水分离的液力旋流分离器，其主要还是重力沉降分离，旋流的作用主要是延长雨水在旋流井内的停留时间。该专利结构复杂，出渣困难。
旋流井主要要解决的问题是既要分离沉渣又要分离浮渣、在较宽的水量范围内保证分离效率、本身不能堵塞、结构简单成本低、装拆方便、清渣容易等。
发明内容
本本发明的目的是，利用下水道检查井内的空间安置旋流井，并利用下水道内水流自身的流动能量驱动旋流井工作，从下水道雨水中分离出泥沙和漂浮物，避免因淤泥或漂浮物沉积、堵塞下水道。
本发明包括井筒(1)、外筒(2)、旋流器(3)和支撑筋板(12)，井筒上在同一水平面上预埋进水管(4)和出水管(13)，外筒置于井筒内，外筒(2)呈柱锥筒形，上部为圆柱筒(6)，下部主要为圆锥筒(14)，所述圆锥筒下面与一个排沙管(22)相连，所述圆柱筒的下部开设多个过水孔(15)，排沙管(22)的下端通过底盖铰链(20)以铰支方式按一个外筒的底盖(19)，该底盖可通过底盖扣子(21)扣住以关闭排沙管(22)，外筒(2)搁在井筒(1)的底面上，旋流器(3)依靠支撑筋板(12)同轴固定在外筒(2)里面，旋流器的入口管(5)伸出外筒(2)，旋流器的入口管(5)与井筒上预埋进水管(4)平齐对准，并套在井筒上预埋进水管(4)上，旋流器上有向上的溢流口(8)，下有向下的底流口(17)，旋流器溢流和底流都排入外筒(2)。
本发明的有益效果：基于超重力分离技术——旋流三相分离技术，本发明既能分离出沉渣又能分离出浮渣，而且由于旋流式超重力分离的操作弹性比较大，所以可在在较宽的水量范围内保证分离效率，另外，在沉浮渣收贮容量范围内，该发明自身不会堵塞，结构简单成本低、装拆方便、清渣容易。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1是本发明的旋流井的具体实施例的结构示意图。
图2是图1的A-A剖视图。
图3是图1的B-B剖视图。
图中：1.井筒，2.外筒，3.旋流器，4.井筒上预埋的进水管，5.旋流器的入口管，6.外筒的圆柱筒，7.旋流器的溢流管，8.旋流器的溢流口，9.旋流器的溢流管的加强筋板，10.旋流器的溢流盖，11.旋流器的大圆筒，12.筋板，13.井筒上预埋的出水管，14.旋流器的圆锥筒，15.外筒上的过水孔，16.旋流器的底流管，17.旋流器的底流口，18.外筒的锥筒，19.外筒的底盖，20.底盖铰链，21.底盖扣子，22.外筒的排沙管。
具体实施方式
以1000mm井筒为例，旋流井的外筒内径800mm，旋流器大圆筒内经550mm，井筒(1)上在同一水平面上预埋进水管(4)和出水管(13)，外筒(2)置于井筒(1)内，所述外筒(2)呈柱锥筒形，上部为圆柱筒(6)，下部主要为圆锥筒(14)，所述圆锥筒(14)下面与一个排沙管(22)相连，所述圆柱筒(6)的下部开设多个过水孔(15)，所述排沙管(22)的下端通过底盖铰链(20)以铰支方式按一个外筒的底盖(19)，所述底盖(19)可通过底盖扣子(21)扣住以关闭排沙管(22)，所述外筒(2)搁在井筒(1)的底面上，所述旋流器(3)依靠支撑筋板(12)同轴固定在外筒(2)里面，所述旋流器(3)的入口管(5)伸出外筒(2)，所述旋流器的入口管(5)与井筒(1)上预埋进水管(4)平齐对准，并套在井筒上预埋的进水管(4)上，所述旋流器上有向上的溢流口(8)，下有向下的底流口(17)，旋流器的溢流和底流都排入外筒(2)。
将旋流井放入下水道检查井或所述的井筒(1)中，将旋流器的入口管(5)对准并套在井筒上预埋的进水管(4)上，然后固定，当雨水夹带着泥沙或漂浮物进入旋流井，雨水混合物切线方向进入旋流器(3)后产生旋转流，在旋流场的离心力作用下，泥沙离心沉降到旋流器的壁面，并流向底流口(17)，最后经旋流器的底流口(17)随同小部分水排入外筒(2)的下部，泥沙沉积在外筒锥底，水从外筒上的过水孔(15)流出外筒(2)，进入外筒(2)和井筒(1)之 间的空间，漂浮物及大部分水经溢流口(8)排入外筒(2)的上部空间，然后，水经外筒(2)和旋流器(3)之间的环形通道往下流到过水孔(15)后流出外筒(2)，同样进入外筒(2)和井筒(1)之间的空间，最后，去除了泥沙和漂浮物的水从井筒上预埋的出水管(13)排出井筒(1)，漂浮物不会随水流出而留在外筒(2)的上部空间。
检查时，首先将旋流井的入口管脱离井筒上预埋的进水管(4)，然后将旋流井整体取出，打开外筒的底盖(19)，清除泥沙，或将旋流井倒置，清除泥沙和浮渣。
Claims (10)
1.一种旋流井，包括井筒（1）、外筒（2）、旋流器（3）和支撑筋板（12），井筒上预埋进水管（4）和出水管（13），外筒（2）置于井筒（1）内，与所述井筒可以同轴也可以偏置，外筒（2）底部搁在井筒（1）的底面上，旋流器依靠支撑筋板（12）同轴固定在外筒（2）里面，溢流口（8）朝上、底流口（17）朝下，入口管（5）伸出外筒（2），并套在井筒上预埋的进水管（4）上，旋流器（3）呈柱锥筒形，上部为大圆筒（11），中部为圆锥筒（14），下部为底流管（16），所述大圆筒（11）上端有旋流器溢流盖（10）。
2.根据权利要求1所述的旋流井，其特征在于外筒（2）呈柱锥筒形，上部为圆柱筒（6），下部为圆锥筒（18），圆锥筒（18）下面与一个排沙管（22）相连，所述排沙管（22）的内径与所述外筒的圆柱筒（6）的内径之比为1/3，所述圆锥筒（18）的锥角为60-120o。
3.根据权利要求2所述的旋流井，其外筒（2）的特征在于圆柱筒（6）的下部沿圆周方向均匀开设多个过水孔（15）。
4.根据权利要求2或3所述的旋流井，其外筒（2）的特征在于排沙管（22）的下端通过底盖铰链（20）以铰支方式按装一个外筒的底盖(19)，所述底盖通过底盖扣子(21)扣住以关闭排沙管（22）。
5.根据权利要求1所述的旋流井，其特征在于旋流器（3）具有一个入口管（5），一个溢流口（8）和一个底流口（17），相应的入口管（5）与旋流器大圆筒（11）内切，溢流管（7）和底流管（16）都与旋流器（3）同轴。
6.根据权利要求1所述的旋流井，其特征在于旋流器（3）的大圆筒（11）的高径比为0.6-1.0，所述圆锥筒（14）的高度与旋流器的大圆筒（11）的内径之比为1.0-1.5。
7.根据权利要求5所述的旋流井，其旋流器的特征在于入口管为圆管形或方接圆形，方接圆形是指入口管(5)与旋流器大圆筒(11)对接处为矩形，与井筒上预埋进水管(4)对接处为圆形，矩形截面的长宽比为1.5-2.5，所述矩形截面的宽度与旋流器的大圆筒（11）的内径之比为0.18-0.22。
8.根据权利要求5所述的旋流井，其旋流器的特征在于溢流管（7）的内径与旋流器的大圆筒（11）的内径之比为0.35-0.45，插入溢流盖（10）的深度与旋流器的大圆筒（11）的内径之比为0.6-1.0。
9.根据权利要求5所述的旋流井，其旋流器的特征在于溢流管（7）与溢流盖（10）固联并用筋板加强。
10.根据权利要求5所述的旋流井，其旋流器的特征在于底流管（16）的内径与旋流器的大圆筒（11）的内径之比为0.25-0.35。
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