專利名稱：針式格柵的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于給、排水機械技術(shù)領(lǐng)域，涉及渣物截留與撈渣技術(shù)。
背景技術(shù)：
各種給水、排水設(shè)施在泵前都要盡可能多地去除渣物，以便保障水泵的正常運行，延長其磨損壽命。柵條格柵、鉤齒格柵是普遍應(yīng)用的渠道除渣撈渣設(shè)備。一套格柵服務(wù)面積僅一兩平方米，然而，面對大型污水處理廠入水口埋深可達15m以上，要求撈渣深度大、寬度大的情況，格柵設(shè)備的無功能段大幅度增長，耗鋼量增大，耙鏈數(shù)量增多，齒耙卡阻、鏈斷概率增高，配套土建柵井規(guī)模擴大，導(dǎo)致總投資的效益不斷降低。

發(fā)明內(nèi)容
發(fā)明的目的從根本上解決格柵成本、附屬基建投資與渠道埋深、寬度密切聯(lián)系的問題。提出一種自清潔、水頭損失顯著低于一切實用格柵技術(shù)的新型格柵。
技術(shù)方案本發(fā)明的技術(shù)方案是一種針式格柵，直立或有一定傾斜度安裝在給、排水設(shè)施入水口浸入水下截留渣物。它包含由電機8、減速機7、齒輪箱9組成的驅(qū)動裝置、框架10，其特征在于針式格柵還包括至少兩組并排針狀轉(zhuǎn)耙、一套上游梳柵1和一套下游梳柵15。
轉(zhuǎn)耙由耙針3、掛針環(huán)2、隔環(huán)6、軸12和彈性擋圈5組成。耙針3為U字形針，環(huán)周放射狀分布掛在掛針環(huán)2上。U字形針由實心線材或空心管材制成。采用空心管材易于成形，并減輕重量。針層分層疊置，隔環(huán)6位于層間。隔環(huán)6厚度與針層內(nèi)間隙相同。針層疊層上下有彈性擋圈5或軸12上臺坎和卡位墊片限定針層位置。掛針環(huán)2、隔環(huán)6與軸12之間可以有鍵、可以無鍵、也可以局部有鍵。有鍵時，軸12上鍵槽可以分段錯開。多組轉(zhuǎn)耙按照相鄰轉(zhuǎn)耙的針層在軸向錯開隔環(huán)6厚度一半的距離，相互嚙合交接，耙針3彼此穿插于針間間隙的方式排成一列。針狀轉(zhuǎn)耙經(jīng)過軸承、圓螺母、止動墊圈、或密封連接齒輪箱9。針狀轉(zhuǎn)耙可以呈上部懸掛式支撐，也可以呈上下兩端支撐。
所有轉(zhuǎn)耙通過齒輪統(tǒng)一連接驅(qū)動，轉(zhuǎn)向相同，朝向下游。單個轉(zhuǎn)耙直徑在φ100~400mm，耙針3直徑在φ1.5~6mm。轉(zhuǎn)耙轉(zhuǎn)速在10~200r/min以內(nèi)。
轉(zhuǎn)耙各構(gòu)件除彈性擋圈以外，均可以采用金屬、或非金屬材料。用非金屬材料可以延長防腐蝕壽命。
對于針式格柵中的細(xì)柵隙情況，轉(zhuǎn)耙上下的間隙空間若超過特征柵隙時，可以用上下?lián)跗?彌補，或者用齒輪箱9、下軸承13托座內(nèi)盤面上的凸臺彌補。
上游梳柵1、下游梳柵15分別與邊上轉(zhuǎn)耙一側(cè)嚙合，各梳條穿插于針間間隙。
上游梳柵1、下游梳柵15的梳條寬度與耙針3直徑相同。上游梳柵1梳面方向可以與轉(zhuǎn)耙排列軸面方向相同或平行，也可以相交。下游梳柵15的梳面方向可以與轉(zhuǎn)耙排列方向相同，也可以相交，梳條末端接近耙針3根部。
梳條為U字形針或板條或揳形條，焊接、或用壓條、螺釘、鉚釘其中之一種，或幾種方式固定在梳托上。梳托固定在框架10上。
下游梳柵15的U字形針梳條還可以搭切到相應(yīng)轉(zhuǎn)耙的隔環(huán)6上。針梳條可以有點彎曲，曲背弓朝向上游。端頭可以略顯尖銳。這樣，可以消除清潔死角，充分解決纏繞問題。
針式格柵與螺旋出渣機組合連接在一起組成一套完整的渠道、引水口渣物提取裝置。針式格柵可以與渠道水流方向銳角斜交或正交直立安裝，斜交比正交的效果好。螺旋出渣機位于針式格柵的下游側(cè)傾斜安裝。有兩種組合方式，一種是針式格柵排成一列，下游接一套螺旋出渣機，另一種是兩排針式格柵A字形布置，中間接一套螺旋出渣機，轉(zhuǎn)耙轉(zhuǎn)向均朝下游。與渠道斜交安裝的針式格柵的兩翼還可以添加孔板，與渠道壁或螺旋出渣機連接。螺旋出渣機可以有壓濾功能。
在針式格柵與螺旋出渣機之間，螺旋出渣機之前，可以設(shè)置一種嚼碎機，處理大塊渣物，以便于螺旋出渣機提取或壓榨脫水。
有益效果與先進的柵條類格柵、濾網(wǎng)格柵技術(shù)相比，見表1，本發(fā)明有如下有益效果。
1、針式格柵的柵隙為U字形針穿插逆向運動形成的動態(tài)橫向柵隙，它們截留渠道渣物有最大的作業(yè)縱深。動態(tài)柵隙與作業(yè)縱深結(jié)合，將傳統(tǒng)格柵的被動阻擋渣物轉(zhuǎn)變?yōu)橹鲃硬蹲皆?，截留成功率提高，以至于能夠截留生活污水中的毛發(fā)。柵條截面為圓形，阻力最小。動態(tài)柵隙、主動捕集、圓截面柵條，使得在保證截留能力的情況下，可過水?dāng)嗝姹嚷士筛哂?0％，加上可以斜交渠道布置，利用水力速度移渣，使得格柵水頭損失大幅度降低到250mm以下，最低可以達到100mm。上一級轉(zhuǎn)耙掛到耙針3上的渣物由下一級轉(zhuǎn)耙反向旋轉(zhuǎn)清理，形成自我清潔，不會出現(xiàn)壅水情況。當(dāng)今世界上任何一種形式的機械格柵的正常水頭損失都大于250mm，一般都在300mm以上，還不算出現(xiàn)壅水的不正常情況。
2、針式格柵動態(tài)柵隙可達到1.5mm，柵條格柵柵隙只能小到3mm。針式格柵與水流方向相交后，針杷轉(zhuǎn)速略大時，能取得除砂的效果，顯著延長后續(xù)水泵的磨損壽命。柵條格柵均沒有這個能力。
3、表1還表明針式格柵的配套設(shè)備、安裝、維護尺寸都發(fā)生了顯著有益變化。針式格柵的單體重量可以控制在250kg以內(nèi)，必要的維護高度在2～2.5m即可，無論渠道多寬，上部柵井?dāng)嗝婕词怪挥?～2m2也能滿足吊起要求。所以，對于大型深埋渠道污水處理廠來說，基建規(guī)模可以縮小一半左右。井口小，基建設(shè)施的利用率還顯著提高。
4、針式格柵和螺旋輸送機組成的系統(tǒng)，從原理上改變了撈渣方式。當(dāng)今的柵條格柵均采用直上直下的撈渣方式，渣物在頂部再用螺旋或皮帶輸送機收集。針式格柵系統(tǒng)采用在水體內(nèi)直接水平匯渣，局部集中提渣。無論渠道多寬，提渣設(shè)備始終只用一套，提渣設(shè)備的利用效率可以提高，渣物含水量可以經(jīng)過壓榨而大幅度降低。
表1 針式格柵與傳統(tǒng)格柵的技術(shù)特點與經(jīng)濟性比較

*注渠道寬度越大，本數(shù)值越小。
四

圖1是本發(fā)明一種三轉(zhuǎn)耙針式格柵結(jié)構(gòu)圖；圖2是本發(fā)明一種針式格柵下游梳柵梳條的搭接結(jié)構(gòu)圖；
圖3是本發(fā)明一種無裙三轉(zhuǎn)耙針式格柵單元結(jié)構(gòu)圖。
圖中序號對應(yīng)構(gòu)件為1-上游梳柵；2-掛針環(huán)；3-耙針；4-擋片；5-彈性擋圈；6-隔環(huán)；7-減速機；8-電機；9-齒輪箱；10-框架；11-下游篩孔板；12-軸；13-下軸承；14-軸承蓋；15-下游梳柵；16-上游篩孔板。
五具體實施例方式
實施例一參見圖1，它是根據(jù)本發(fā)明技術(shù)方案設(shè)計的一種針式格柵。上部有一臺電機8、一臺減速機7、和一套齒輪箱9?？蚣?0由板、柱組成。中間為三組針狀轉(zhuǎn)耙，在上部經(jīng)過軸承、圓螺母、止動墊圈、密封連接齒輪箱9。一套上游梳柵1和一套下游梳柵15分列固定于兩邊。梳柵外側(cè)分別有上游篩孔板16和下游篩孔板11。
針狀轉(zhuǎn)耙呈上下兩端支撐。下端支撐包含滑動軸套下軸承13、軸承蓋14。轉(zhuǎn)耙由耙針3、掛針環(huán)2、隔環(huán)6、軸12和彈性擋圈5組成。U字形針環(huán)周放射狀對稱分布掛在掛針環(huán)2上。針層分層疊置，隔環(huán)6位于層間。隔環(huán)6厚度為6mm。兩彈性擋圈5和墊片上下限定針層位置。軸12為兩端實心、中間為管的組焊結(jié)構(gòu)。無鍵。兩組轉(zhuǎn)耙分列，中間一組穿插其中。框架10上下有擋片4。
上游梳柵1、下游梳柵15均U字形針為梳條。下游梳柵15的梳條還可以選擇搭切到相應(yīng)轉(zhuǎn)耙的隔環(huán)6上。針梳條可以有點彎曲，曲背弓朝向上游。參見圖2。
其工作原理如下針式格柵與渠道水流方向銳角相交，直立轉(zhuǎn)耙轉(zhuǎn)動方向與水流協(xié)調(diào)，轉(zhuǎn)速在10~200r/min內(nèi)，主要以接力的方式把水中的固體向一側(cè)轉(zhuǎn)移。對不同類型的渣物柵分原理不同。
塊狀渣物經(jīng)針苗抵擋，向旁側(cè)偏擺，轉(zhuǎn)移到下一組耙位，接力傳遞，匯集到渠道翼側(cè)。
片狀渣物和毛發(fā)進入針苗內(nèi)部，再被旋轉(zhuǎn)針苗拖住，經(jīng)過旋轉(zhuǎn)導(dǎo)至下一組輪位后，被針苗逆向拖起，依次轉(zhuǎn)拖，向渠道翼側(cè)匯集。
針輪轉(zhuǎn)子向水中顆粒物傳遞動量，使部分0.5mm以上大小的顆粒向側(cè)翼運動。
經(jīng)過積累，渣物匯集到寬度僅100~150mm的狹小的區(qū)域。
最后，另外配備螺旋出渣機集中打撈柵渣。
實施例二參見圖3，它是根據(jù)本發(fā)明技術(shù)方案設(shè)計的一種針式格柵。它與實施例不同的是框架10兩側(cè)沒有孔板。作為獨立單元來拼湊組合，應(yīng)對渠道寬度比較大的情況。
權(quán)利要求
1.一種針式格柵，直立或有一定傾斜度安裝在給、排水設(shè)施入水口浸入水下截留渣物，針式格柵包含電機[8]、減速機[7]、齒輪箱[9]組成的驅(qū)動裝置、框架[10]，其特征在于針式格柵還包括至少兩組并排針狀轉(zhuǎn)耙、一套上游梳柵[1]、一套下游梳柵[15]；轉(zhuǎn)耙由耙針[3]、掛針環(huán)[2]、隔環(huán)[6]、軸[12]、彈性擋圈[5]組成，耙針[3]為U字形針，環(huán)周放射狀分布掛在掛針環(huán)[2]上，U字形針由實心線材或空心管材制成，針層分層疊置，隔環(huán)[6]位于層間，隔環(huán)[6]厚度與針層內(nèi)間隙相同，針層疊層上下有彈性擋圈[5]或軸[12]上臺坎和卡位墊片，掛針環(huán)[2]、隔環(huán)[6]與軸[12]之間可以有鍵、可以無鍵、也可以局部有鍵，有鍵時，軸[12]上鍵槽可以分段錯開，多組轉(zhuǎn)耙按照相鄰轉(zhuǎn)耙的針層在軸向錯開隔環(huán)[6]厚度一半的距離，相互嚙合交接，耙針[3]彼此穿插于針間間隙的方式排成一列，所有轉(zhuǎn)耙通過齒輪統(tǒng)一連接驅(qū)動，轉(zhuǎn)向相同，朝向下游，單個轉(zhuǎn)耙直徑在φ100~400mm，耙針[3]直徑在φ1.5~6mm，轉(zhuǎn)耙轉(zhuǎn)速在10~500r/min以內(nèi)，轉(zhuǎn)耙各構(gòu)件除彈性擋圈以外，均可用金屬、或非金屬材料，針狀轉(zhuǎn)耙經(jīng)過軸承、圓螺母、止動墊圈、或密封連接齒輪箱[9]，針狀轉(zhuǎn)耙呈上部懸掛式支撐，或者上下兩端支撐；對于針式格柵中的細(xì)柵隙情況，轉(zhuǎn)耙上下的間隙空間若超過特征柵隙時，可以用由上下?lián)跗琜4]彌補，或者用齒輪箱[9]、下軸承[13]托座內(nèi)盤面上的凸臺彌補；上游梳柵[1]、下游梳柵[15]分別與邊上轉(zhuǎn)耙一側(cè)嚙合，各梳條穿插于針間間隙，上游梳柵[1]、下游梳柵[15]的梳條寬度與耙針[3]直徑相同，上游梳柵[1]梳面方向可以與轉(zhuǎn)耙排列軸面方向相同或平行，也可以相交，下游梳柵[15]的梳面方向可以與轉(zhuǎn)耙排列方向相同，也可以相交，梳條末端接近耙針[3]根部，梳條為U字形針或板條或揳形條，焊接、或用壓條、螺釘、鉚釘其中之一種，或幾種方式固定在梳托上，梳托固定在框架[10]上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的針式格柵，其特征在于，所說的下游梳柵[15]U字形針梳條搭切到相應(yīng)轉(zhuǎn)耙的隔環(huán)[6]上，針梳條有一定彎曲，曲背弓朝向上游，端頭還可以略顯尖銳。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的針式格柵的組合系統(tǒng)，用于從渠道、引水口提取渣物，其特征在于，所說的針式格柵與螺旋出渣機組合連接在一起，針式格柵可以與渠道水流方向銳角斜交或正交直立安裝，螺旋出渣機位于針式格柵的下游側(cè)傾斜安裝，有兩種組合方式，一種是針式格柵排成一列，下游接一套螺旋出渣機，另一種是兩排針式格柵A字形布置，轉(zhuǎn)耙轉(zhuǎn)向均朝下游，中間接一套螺旋出渣機，與渠道斜交安裝的針式格柵的兩翼還可以添加孔板，與渠道壁或螺旋出渣機連接，螺旋出渣機可以有壓濾功能；在針式格柵與螺旋出渣機之間，螺旋出渣機之前，還可以設(shè)置一種嚼碎機。
全文摘要
本發(fā)明針式格柵屬于給、排水機械技術(shù)領(lǐng)域。它包含驅(qū)動裝置、框架、多組并排轉(zhuǎn)耙、上游梳柵和下游梳柵。柵條格柵等有水頭損失大、在渠道埋深較大時經(jīng)濟性差、配套土建柵井規(guī)模大的問題。本發(fā)明用一種U字形線材呈輻射狀排列分層疊置的針式轉(zhuǎn)耙。多個轉(zhuǎn)耙相互嚙合同向轉(zhuǎn)動，在耙間形成動態(tài)柵隙，以主動、有縱深、充分利用水力速度的方式捕集渣物、毛發(fā)、粗砂，在水中水平接力式協(xié)調(diào)轉(zhuǎn)移渣物到下游狹窄的區(qū)域，由螺旋輸送機輔助提渣。從而實現(xiàn)了格柵自我清潔；水頭損失100~250mm，低于世界上任何一種格柵技術(shù)。僅調(diào)整螺旋輸送機的長度，就能適應(yīng)任何大小渠道埋深的需求，使柵井土建尺寸大幅度縮小。本發(fā)明用于渠道渣物截留與撈渣。
文檔編號E03F5/14GK1737278SQ200510099788
公開日2006年2月22日 申請日期2005年9月8日 優(yōu)先權(quán)日2005年9月8日
發(fā)明者高根樹 申請人:高根樹