[发明专利]基于曲斜板的垂向分层水沙分离装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种基于曲斜板的垂向分层水沙分离装置，尤其涉及一种能够有效地利用升降流和分层流原理在静态下对含有泥沙的固液两相流进行分离的装置，属于水利工程技术领域。

背景技术

国内外现有技术对水沙分离均采用外动力装置和化学药剂。新疆河流多属山溪性河流，含沙量大且粗细不均匀，河水中泥沙浓度达数十甚至数百千克每立方米，大颗粒泥沙粒径有的达到分米级，而细颗粒泥沙粒径有的小于0.05mm。这些细颗粒泥沙处理起来十分困难，目前动态条件下靠水力自身能量处理泥沙的工程很多，但对小于0.05mm 泥沙的处理却无能为力，这给工业用水及人民生活用水（特别是新疆多泥沙河流沿岸居住分散的牧区群众）带来极大的危害和诸多的不便，在农业用水方面，由于河水中含大量细颗粒泥沙，严重制约了农业喷滴灌等先进节水技术的推广和应用。

本发明的水沙分离装置，仅依靠动态浑水自身水力作用分离出清水，分离出的泥沙都由自身水力排除，而无须施加任何其他动力和化学药剂，其装置结构简单、造价低廉、运行费用低、管理方便。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，提供一种不需要加任何化学药剂，利用升降流和分层流原理在静态下有效分离水中细颗粒泥沙的装置；进一步地，提供一种绿色环保，无需外用能量，结构简单，成本低，净水效果好的基于曲斜板的垂向分层水沙分离装置。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：

一种基于曲斜板的垂向分层水沙分离装置，其特征在于：包括底端密闭的分离桶，所述分离桶的内侧壁上设置有若干曲斜板螺旋带，所述曲斜板螺旋带由若干呈螺旋状排布的曲斜板组成，所述曲斜板为圆扇型，所述曲斜板为倾斜设置，所述曲斜板包括大弧端和小弧端，所述大弧端固定设置于所述分离桶的侧壁上，所述小弧端悬空位于所述分离桶的内部，若干所述曲斜板将所述分离桶的内部分割成若干净化层，若干所述曲斜板螺旋带位于相同所述净化层上的若干所述曲斜板在同一水平面上。

所述曲斜板的倾斜角度的锐角均为与所述分离桶的底端呈45~60°，位于同一水平面上的若干所述曲斜板交错设置并覆盖所述净化层。

所述曲斜板螺旋带的个数为至少3个。

所述净化层的层数为至少4层。

所述大弧端上设置有若干孔洞。

分离桶侧壁与曲斜板连接处开设有若干孔洞，孔洞的设置能够加大下沙、上水面积，加速水沙分离。

所述分离桶的形状包括圆形或方形。

所述曲斜板螺旋带的个数为3个，所述净化层包括3个在同一水平面上的所述曲斜板，3个在同一水平面上的所述曲斜板为三向旋转斜板。

所述三向旋转斜板有螺旋桨叶片的功效。

本发明是在一个圆形或矩形管中垂向设置若干个螺旋带孔曲斜板，曲斜板与管壁之间构成清水上升和泥沙下降的互不干扰的通道，曲斜板的上表面为下沙面，曲斜板的下表面为上水面，泥沙在水中环向加速下沉，下沉速度快。 

本发明利用升降流和分层流原理在静态下对含有泥沙的固液两相流进行分离。该装置是在一个圆形管中垂向设置三向螺旋斜板，并在斜板与管壁接触之间开设孔洞，斜板与管壁之间构成清水上升和泥沙下降的互不干扰的通道，利用异重流原理将浑水中泥沙（包括粘土）分离并取出清水，其分离速度是泥沙在静态下沉降速度的1.5～4.0倍，与加絮凝剂进行水沙分离的速度相近。通过装置中分层斜板（即净化层）的布置破坏静水水体中絮凝，加速水沙分离。 从上述分析可知，三向旋转斜板的设置，可加速水沙分离，分离速度为普通标准沉沙槽的1.5～4.0 倍，有效加快了泥沙沉淀时间，安全绿色环保，上层清水净化后可供饮用。