CN107485897B - 提砂装置及砂水分离系统 - Google Patents

Abstract

本发明是一种提砂装置及砂水分离系统，涉及环保设备技术领域，为解决现有沉砂提升方式可靠性差且工作寿命短的问题而设计。该提砂装置包括提砂管和用于提供提砂动力的气源，提砂管的一端插入沉砂中，另一端与砂水分离器连通。气源的输出端设置在提砂管的管壁上，并与提砂管连通，且气源的输出端靠近提砂管的提砂口设置，气源的输出端至少为一个。该砂水分离系统包括砂水分离器和上述提砂装置。本发明提供的提砂装置及砂水分离系统用于实现污水处理过程中的提砂。

Description

提砂装置及砂水分离系统

技术领域

本发明涉及环保设备技术领域，尤其涉及一种提砂装置及砂水分离系统。

背景技术

随着社会的进步和经济的发展，人们的生活和生产水平不断提高，这也造成了生活污水及工业污水的大量产出及排放。一旦将这些污水直接排放到环境中，将会对环境造成极大的污染，并严重地威胁到人们的身心健康。因此，在污水排放前必须对其进行有效处理，以减小对环境的污染影响。除砂操作作为污水处理的重要环节，直接影响着污水的处理效果。

在进行除砂操作时，通常需要将沉砂池中的沉砂提升至砂水分离器中进行分离处理。但是，现有技术中，对沉砂的提升操作均是通过叶轮式提砂泵实现的，这种沉砂提升方式虽能在一定程度上对沉砂进行提升，但由于提砂操作时通常需要将叶轮式提砂泵放置在水下进行工作，污水的腐蚀作用极大地降低了其内部零部件的使用寿命，从而大大降低了提砂的可靠性。并且，对叶轮式提砂泵的维护通常需要在水下完成，不仅作业难度大，而且维护成本高。

发明内容

本发明的第一个目的在于提供一种提砂装置，以解决现有沉砂提升方式可靠性差且工作寿命短的技术问题。

本发明提供的提砂装置，包括提砂管和用于提供提砂动力的气源，所述提砂管的一端插入沉砂中，另一端与砂水分离器连通。

所述气源的输出端设置在所述提砂管的管壁上，并与所述提砂管连通，且所述气源的输出端靠近所述提砂管的提砂口设置。

所述气源的输出端至少为一个。

进一步的，还包括搭接在集砂斗的内壁面上的支撑罩，所述支撑罩的外周与所述集砂斗的内壁面之间形成用于使沉砂流入至所述集砂斗中的间隙。

所述提砂管穿过所述支撑罩并插入至所述集砂斗中。

进一步的，还包括空套在所述提砂管外部的套管。

所述套管穿过所述支撑罩并插入至所述集砂斗中，且所述套管固设在所述支撑罩上。

进一步的，还包括设置在所述套管管壁上的注水口，所述注水口与所述集砂斗连通。

进一步的，还包括用于观测所述提砂管内部提砂情况的观察窗。

进一步的，还包括与所述气源的输出端连通的射流装置，所述射流装置至少为一个，且各所述射流装置的喷射口均与所述提砂管连通。

各所述射流装置安装在所述提砂管上，各所述射流装置上的所述喷射口至少为一个。

所述气源的输出端包括用于提供提砂动力的第一进气管路和用于为所述射流装置提供喷射动力的第二进气管路；所述第一进气管路的进气口靠近所述提砂口设置，所述第二进气管路的进气口设置在所述第一进气管路的进气口的上方。

所述第一进气管路和所述第二进气管路均至少为一个，且所述第二进气管路与所述喷射口连通。

所述射流装置设置在所述提砂管与所述套管之间形成的环形容置区中。

进一步的，沿沉砂的提升方向，各所述射流装置上的所述喷射口的口径逐渐减小。

进一步的，所述射流装置包括中空结构的喇叭形射流罩，所述射流罩的大端开口与所述第二进气管路连通，所述射流罩的小端开口形成所述喷射口。

进一步的，还包括用于控制所述提砂管导通和断开的蝶阀。

所述蝶阀设置在所述提砂口与所述砂水分离装置之间。

本发明提砂装置带来的有益效果是：

通过设置提砂管和气源，其中，气源用于为提砂管提供提砂动力，提砂管的一端插入在沉砂中，用于对沉砂进行提升，而其另一端则与砂水分离器连通，以实现对沉砂的后期处理。气源的输出端设置在提砂管的管壁上，并与提砂管的内部连通，以将气源的动力输入至提砂管中，并且，气源的输出端至少为一个，各气源的输出端靠近提砂管的提砂口设置。

该提砂装置的提砂原理与工作过程为：当需要将沉砂向上提升时，开启气源，吹入沉砂中的空气与沉砂及沉砂中的污水进行混合，以降低原有沉砂中砂水混合物的密度，同时，吹入提砂管中的空气在提砂管内部形成由下至上的气流，从而实现沉砂的提升。

该提砂装置利用空气气流的作用，实现了对沉砂池中沉砂的提升操作，改善了以往采用叶轮式提砂泵对沉砂提升时，因污水腐蚀作用而导致的零部件损坏的不利情形，大大提高了提升装置的工作寿命，从而提高了提砂的可靠性。此外，该提砂装置的结构较为简单，方案易于实现，维护成本较低，对与污水处理过程中的提砂操作具有重要意义。

本发明的第二个目的在于提供一种砂水分离系统，以解决现有沉砂提升方式可靠性差且工作寿命短的技术问题。

本发明提供的砂水分离系统，包括上述提砂装置和用于对所述提砂装置提起的沉砂进行分离处理的砂水分离器。

所述提砂装置至少为一个，各所述提砂管的一端分别插入在各集砂斗中，另一端与所述砂水分离器连通。

本发明砂水分离系统带来的有益效果是：

通过设置砂水分离器和上述提砂装置，其中，砂水分离器用于对提砂装置提起的沉砂进行分离处理。并且，提砂装置至少为一个，各提砂管的一端分别插入在各集砂斗中，以对各集砂斗中的沉砂进行提升，另一端与砂水分离器连通，以对提起的沉砂进行砂水分离处理。相应的，该砂水分离系统具有上述提砂装置的所有优势，在此不再一一赘述。

此外，该砂水分离系统不仅能够实现对一个集砂斗中沉砂的提升处理，而且当需要对多个集砂斗中的沉砂进行提升处理时，可以将各提砂管分别插入至各集砂斗中，以便同时对各集砂斗中的沉砂进行提升，满足了对多集砂斗工况下的作业需求，大大提高了沉砂的处理效率，从而提高了污水的处理效率。并且，当其中一个提砂装置工作失效、而其他提升装置运转正常时，其他正常工作的提砂装置则可以在第一时间内满足沉砂的提升处理需求，而不致提砂操作无法顺利进行使得污水处理周期延长，从而进一步保证了该砂水分离系统的工作可靠性。此外，该砂水分离系统结构简单，成本较低，对污水处理操作具有较高的市场经济价值。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例砂水分离系统的主视结构示意图，其中，气源未示出；

图2为图1中砂水分离系统的俯视结构示意图；

图3为图1中A处的局部放大图；

图4为本发明实施例砂水分离系统中气源的供给流程示意图。

图标：10-提砂管；20-套管；30-支撑罩；40-射流装置；50-蝶阀；60-观察窗；70-注水口；80-砂水分离器；90-集砂斗；100-第二进气管路；110-储气罐；120-空压机；130-减压过滤阀；140-电磁阀；150-气源分配器；160-第一进气管路；11-进气孔；31-支撑座；41-固定座；42-进气道。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整的描述。显然，所描述的实施例仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系均为基于附图所示的方位或位置关系，仅仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

如图1和图2所示，本实施例提供了一种提砂装置，包括提砂管10和用于提供提砂动力的气源。具体的，提砂管10的一端插入沉砂中，另一端与砂水分离器80连通。气源的输出端设置在提砂管10的管壁上，并与提砂管10连通，且气源的输出端靠近提砂管10的提砂口设置。本实施例中，气源的输出端至少为一个。

该提砂装置的提砂原理与工作过程为：当需要将沉砂向上提升时，开启气源，吹入沉砂中的空气与沉砂及沉砂中的污水进行混合，以降低原有沉砂中砂水混合物的密度，同时，吹入提砂管10中的空气在提砂管10内部形成由下至上的气流，从而实现沉砂的提升。

该提砂装置利用空气气流的作用，实现了对沉砂池中沉砂的提升操作，改善了以往采用叶轮式提砂泵对沉砂提升时，因污水腐蚀作用而导致的零部件损坏的不利情形，大大提高了提升装置的工作寿命，从而提高了提砂的可靠性。此外，该提砂装置的结构较为简单，方案易于实现，维护成本较低，对与污水处理过程中的提砂操作具有重要意义。

需要说明的是，本实施例中，气源可以包括用于进行储气的储气罐110和用于提供气体流动动力的空压机120，具体如图4所示。并且，在该供气管路上，还可以依次包括用于对管路中气体压力进行调节的减压过滤阀130、用于控制管路通断状态的电磁阀140和用于对气路进行分配的气源分配器150。本实施例中，气源分配器150上共引出三条与提砂管10直接连通的第一进气管路160和三条与射流装置40连通的第二进气管路100。

请继续参照图1，本实施例中，三条第一进气管路160可以沿提砂管10的长度方向环设在提砂管10上。这样的设置，使得由空压机120泵送的气体能够从三个角度和方位为沉砂提供提升动力，以保证沉砂能够被顺利提升至上方的砂水分离器80中。

请继续参照图1和图2，本实施例中，该提砂装置还可以包括搭接在集砂斗90的内壁面上的支撑罩30，并且，支撑罩30的外周与集砂斗90的内壁面之间形成用于使沉砂流入至集砂斗90中的间隙，提砂管10穿过支撑罩30并插入至集砂斗90中。

通过设置支撑罩30，使得平流沉砂池中的沉砂能够从支撑罩30与内壁面形成的间隙中缓慢流入至集砂斗90中，在一定程度上避免了因沉砂在集砂斗90中堆积过多而造成沉砂密度过大而无法被提升的情形，对沉砂的填料过程起到了一定的流量控制作用，省去了需要人工定时定量不断向集砂斗90中填料的繁琐流程，降低了劳动成本，并在一定程度上保证了本实施例提砂装置的工作可靠性。

本实施例中，集砂斗90可以是附图中示出的凹陷的四棱台形状，支撑罩30的外周设置有四个支撑座31，利用支撑座31与集砂斗90内表面的接触，从而实现支撑罩30在集砂斗90中的固定。

请继续参照图1和图2，本实施例中，该提砂装置还可以包括空套在提砂管10外部的套管20。具体的，套管20穿过支撑罩30并插入至集砂斗90中，且套管20固设在支撑罩30上。当需要对提砂管10进行维护时，可以直接将提砂管10从外部套管20中抽出，将传统的水位下维护转变为水位上维护，不仅大大降低了作业难度及维护成本，而且还提高了维护效率。

本实施例中，提砂管10、套管20和支撑罩30的材质均可以为不锈钢。这样的设置，大大降低污水对其的腐蚀影响，进一步延长了本实施例提砂装置的工作寿命。

请继续参照图1和图2，本实施例中，该提砂装置还可以包括设置在套管20管壁上的注水口70，并且，该注水口70与集砂斗90连通。这样的设置，使得操作人员可以通过注水口70随时向集砂斗90中补水，以增加沉砂的含水率，对沉砂进行稀释，在一定程度上避免因含水率过低而造成的小范围结块现象，从而保证沉砂能够稳定地被提升至砂水分离器80中。

请继续参照图1和图2，本实施例中，该提砂装置还可以包括用于观测提砂管10内部提砂情况的观察窗60。通过设置观察窗60，使得操作人员能够及时地掌握提砂管10内部的运行情况，并根据观测到的运行情况及时做出判断和处理，从而进一步提高了本实施例提砂装置的工作可靠性。

请继续参照图1，本实施例中，该提砂装置还可以包括与气源的输出端连通的射流装置40，其中，射流装置40至少为一个，且各射流装置40的喷射口均与提砂管10连通。各射流装置40安装在提砂管10上，且各射流装置40上的喷射口至少为一个。气源的输出端经气源分配器150的分配作用后，共形成三个用于提供提砂动力的第一进气管路160和三个用于为射流装置40提供喷射动力的第二进气管路100。具体的，第一进气管路160的进气口靠近提砂口设置，第二进气管路100的进气口设置在第一进气管路160的进气口的上方，且第二进气管路100与喷射口连通。射流装置40设置在提砂管10与套管20之间形成的环形容置区中。

通过设置射流装置40，并利用第二进气管路100向提砂管10中喷射气体，使得由第一进气管路160流入的气流在上升过程中，不断向提砂管10的轴线方向汇聚，以在提砂管10内部形成稳定的气动推力，从而保证沉砂能够被可靠提升至砂水分离器80中。

本实施例中，射流装置40可以为三个，并且，三个射流装置40沿提砂方向间隔设置在提砂管10上。各射流装置40上的喷射口可以为2-8个，且各喷射口环形均布设置在各射流装置40上。这样的设置，使得提砂管10内部的提升动力能够一直稳定在轴线位置附近，使提砂动力更为集中，从而进一步保证沉砂能够被可靠提升至砂水分离器80中。

如图3所示，本实施例中，射流装置40包括中空结构的喇叭形射流罩，射流罩的大端开口与第二进气管路100连通，射流罩的小端开口形成喷射口。当气体由第二进气管路100进入至射流罩后，经过锥形的进气道42的汇聚作用后，使得从喷射口喷出的气体速度和压力大大增加，从而在提砂管10内部形成用于使提升力向中心汇集的喷射力。

请继续参照图3，本实施例中，射流装置40包括用于与提砂管10连接的固定座41，射流罩固设在上述固定座41中，且喷射口与提砂管10管壁上设置的进气孔11连通。本实施例中，喷射口与进气孔11匹配设置。

为了进一步保证射流装置40的工作可靠性，本实施例中，沿沉砂的提升方向，各射流装置40上的喷射口的口径逐渐减小。这样的设置，使得从位于上方的喷射口能够喷射出压力更大、速度更快的气体，从而使沉砂在提升过程中向提砂管10的轴线方向汇聚，降低了沉砂与提砂管10管壁接触而产生的摩擦阻力，进一步保证了沉砂提升的可靠性。

请继续参照图1和图2，本实施例中，该提砂装置还可以包括用于控制提砂管10导通和断开的蝶阀50。具体的，蝶阀50设置在提砂口与砂水分离装置之间。当提砂口出现堵塞现象而无法正常工作时，先关闭蝶阀50，将提砂管10上部阻断，使气体无法通过；然后，启动空压机120，向提砂管10内部输送气体，利用气体的压力将提砂口冲开，从而保证沉砂能够顺利从提砂口进入至提砂管10中。

请继续参照图1和图2，本实施例还提供了一种砂水分离系统，该砂水分离系统包括上述提砂装置和用于对提砂装置提起的沉砂进行分离处理的砂水分离器80。其中，提砂装置至少为一个，各提砂管10的一端分别插入在各集砂斗90中，另一端与砂水分离器80连通。本实施例中，集砂斗90为两个，提砂装置也为两个，具体如图2所示。

相应的，该砂水分离系统具有上述提砂装置的所有优势，在此不再一一赘述。

此外，该砂水分离系统不仅能够实现对一个集砂斗90中沉砂的提升处理，而且当需要对多个集砂斗90中的沉砂进行提升处理时，可以将各提砂管10分别插入至各集砂斗90中，以便同时对各集砂斗90中的沉砂进行提升，满足了对多集砂斗90工况下的作业需求，大大提高了沉砂的处理效率，从而提高了污水的处理效率。并且，当其中一个提砂装置工作失效、而其他提升装置运转正常时，其他正常工作的提砂装置则可以在第一时间内满足沉砂的提升处理需求，而不致提砂操作无法顺利进行使得污水处理周期延长，从而进一步保证了该砂水分离系统的工作可靠性。此外，该砂水分离系统结构简单，成本较低，对污水处理操作具有较高的市场经济价值。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施例技术方案的范围。

Claims (5)

1.一种提砂装置，其特征在于，包括提砂管(10)和用于提供提砂动力的气源，所述提砂管(10)的一端插入沉砂中，另一端与砂水分离器(80)连通；

所述气源的输出端设置在所述提砂管(10)的管壁上，并与所述提砂管(10)连通，且所述气源的输出端靠近所述提砂管(10)的提砂口设置；

所述气源的输出端至少为一个；

还包括搭接在集砂斗(90)的内壁面上的支撑罩(30)，所述支撑罩(30)的外周与所述集砂斗(90)的内壁面之间形成用于使沉砂流入至所述集砂斗(90)中的间隙；

所述提砂管(10)穿过所述支撑罩(30)并插入至所述集砂斗(90)中；

还包括空套在所述提砂管(10)外部的套管(20)；

所述套管(20)穿过所述支撑罩(30)并插入至所述集砂斗(90)中，且所述套管(20)固设在所述支撑罩(30)上；

还包括与所述气源的输出端连通的射流装置(40)，所述射流装置(40)至少为一个，且各所述射流装置(40)的喷射口均与所述提砂管(10)连通；

各所述射流装置(40)安装在所述提砂管(10)上，各所述射流装置(40)上的所述喷射口至少为一个；

所述气源的输出端包括用于提供提砂动力的第一进气管路(160)和用于为所述射流装置(40)提供喷射动力的第二进气管路(100)；所述第一进气管路(160)的进气口靠近所述提砂口设置，所述第二进气管路(100)的进气口设置在所述第一进气管路(160)的进气口的上方；

所述第一进气管路(160)和所述第二进气管路(100)均至少为一个，且所述第二进气管路(100)与所述喷射口连通；

所述射流装置(40)设置在所述提砂管(10)与所述套管(20)之间形成的环形容置区中；

沿沉砂的提升方向，各所述射流装置(40)上的所述喷射口的口径逐渐减小；

所述射流装置(40)包括中空结构的喇叭形射流罩，所述射流罩的大端开口与所述第二进气管路(100)连通，所述射流罩的小端开口形成所述喷射口。

2.根据权利要求1所述的提砂装置，其特征在于，还包括设置在所述套管(20)管壁上的注水口(70)，所述注水口(70)与所述集砂斗(90)连通。

3.根据权利要求1所述的提砂装置，其特征在于，还包括用于观测所述提砂管(10)内部提砂情况的观察窗(60)。

4.根据权利要求1所述的提砂装置，其特征在于，还包括用于控制所述提砂管(10)导通和断开的蝶阀(50)；

所述蝶阀(50)设置在所述提砂口与所述砂水分离器（80）之间。

5.一种砂水分离系统，其特征在于，包括权利要求1-4任一项所述的提砂装置和用于对所述提砂装置提起的沉砂进行分离处理的砂水分离器(80)；

所述提砂装置至少为一个，各所述提砂管(10)的一端分别插入在各集砂斗(90)中，另一端与所述砂水分离器(80)连通。