專利名稱：圓中環(huán)水沙分離裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及水利工程，屬于利用動態(tài)水流自身的能量，將河道的水沙分離的裝置，
特別是圓中環(huán)水沙分離裝置。
背景技術(shù)：
山溪性河流含沙量大且粗細不均，泥沙濃度達數(shù)十至數(shù)百千克/立方米，這給人民生活用水及農(nóng)業(yè)、工業(yè)用水帶來了極大的不便；在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方面泥沙經(jīng)常淤積渠道，影響了渠道的過水能力，降低了水利工程的使用年限。
目前，解決河道內(nèi)泥沙淤積問題的工程措施為直線型沉沙池和曲線型沉沙池。
直線型沉沙池可分為單室沉沙池、雙室沉沙池、多室沉沙池以及帶有側(cè)渠的沉沙池。直線型沉沙池適用于流量小的灌區(qū)，當供水流量較大時可采用雙室或多室沉沙池。但該方式?jīng)_沙時間長、沖沙耗水量大且沉沙效果差。 曲線型沉沙池是利用彎道環(huán)流理論將水沙分離。曲線型沉沙池由于彎道內(nèi)的水流流速較大，因此其用水量較多、沖沙時間比較長而且曲線型沉沙池的淤積情況比較嚴重。
CN200620167747. 2專利公開了一種圓中環(huán)沉沙池，其結(jié)構(gòu)為具有出水口的環(huán)形匯水渠封閉環(huán)內(nèi)的設置的沉沙池，其底面呈向上凸起的圓錐面形，位于沉沙池內(nèi)的直涵管其頂面設置的通孔與沉沙池圓錐面頂端設置的出水口連通，直涵管的尾部連接著沖沙閘，環(huán)形沖沙道連接的沖沙涵管從環(huán)形匯水渠的下部穿過，其出口連接著沖沙渠。在工作時，先關(guān)閉內(nèi)沖沙閘和外沖沙閘，挾沙水流由進水渠壅高后進入直涵管，經(jīng)出水口進入沉沙池內(nèi)。從出水口進入沉沙池的挾沙水流首先沿環(huán)形沖沙道作圓周運動，然后水位壅高的穩(wěn)定水流流速降低，水流挾沙能力降低，沙粒沉淀，表層清水沿環(huán)形匯水渠內(nèi)堰的環(huán)形頂面溢入環(huán)形匯水渠，輸出供使用。該沉沙池排沙所用的時間少，沖沙用水量小，水沙分離效果好，可實現(xiàn)連續(xù)供水，但是該沉沙池只能沉淀顆粒較大的沙粒，比重大于1的懸浮顆?？梢岳米陨淼闹亓ψ饔贸恋淼匠氐?。挾沙水中顆粒較小的泥沙和比重小于1的懸浮顆粒仍然在水中不能分離，供水質(zhì)量比較低。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種圓中環(huán)水沙分離裝置，不僅對于挾沙水流的水沙分離
效果好，排沙所用的時間少，沖沙用水量少，可實現(xiàn)連續(xù)供水，而且濾水效果好，可以分離沉
淀池中沉淀水中顆粒較小的泥沙和比重小于1的懸浮顆粒，提高供水質(zhì)量。
本發(fā)明的目的是這樣實現(xiàn)的一種圓中環(huán)水沙分離裝置，包括與進水渠連通的直
涵管，具有出水口的環(huán)形匯水渠封閉環(huán)內(nèi)設置的沉沙池，其底面呈向上凸起的圓錐面形，位
于沉沙池內(nèi)的直涵管其頂面設置的通孔與沉沙池圓錐面頂端設置的出水口連通，環(huán)形匯水
渠的內(nèi)堰頂面等高，直涵管與環(huán)形沖沙道的接口處設置著池內(nèi)沖沙閘，環(huán)形沖沙道的始端
底面至環(huán)形沖沙道連接沖沙涵管的底面高差依次降低，環(huán)形沖沙道連接的沖沙涵管從環(huán)形
匯水渠的下部穿過，其出口連接著沖沙渠，在沖沙渠上設置著外沖沙閘，在環(huán)形匯水渠的內(nèi)堰壁面上通過支架支撐固定著向沉沙池內(nèi)懸空的環(huán)形擋水壁，在環(huán)形擋水壁的底部與環(huán)形 匯水渠內(nèi)堰壁之間的過水面上均布安裝著過濾裝置。 由于本發(fā)明在環(huán)形匯水渠的內(nèi)堰壁面上通過支架支撐固定著向沉沙池內(nèi)懸空的 環(huán)形擋水壁，在環(huán)形擋水壁的底部與環(huán)形匯水渠內(nèi)堰壁頂部之間的過水面上均布安裝著過 濾裝置。在挾沙水流中大部分顆粒在重力作用沉淀下來后，部分未被沉淀下來的細沙粒和 懸浮顆粒通過過濾裝置的過濾下，從水流中分離出來，經(jīng)過濾后的清水從環(huán)形匯水渠的內(nèi) 堰頂面溢流流入環(huán)形匯水渠，再進入渠道連接的清水池，輸出供使用。因此，本發(fā)明不僅對 于挾沙水流的水沙分離效果好，排沙所用的時間少，沖沙用水量少，可實現(xiàn)連續(xù)供水，而且 濾水效果好，可以分離沉淀池沉淀水中顆粒較小的泥沙和比重小于1的懸浮顆粒，提高供 水質(zhì)量。


下面將結(jié)合附圖對本發(fā)明作進一步說明。圖1為本發(fā)明實施例1的主視示意圖；圖2為圖1的A-A剖視結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為圖1的B-B剖視結(jié)構(gòu)示意圖；圖4為圖31部剖視放大結(jié)構(gòu)示意圖；圖5為本發(fā)明實施例2的主視示意圖；圖6為圖5的C-C剖視結(jié)構(gòu)示意圖；圖7為圖5的D-D剖視結(jié)構(gòu)示意圖；圖8為浮球濾水管工作狀態(tài)剖視結(jié)構(gòu)示意圖；圖9為浮球濾水管反沖洗狀態(tài)剖視結(jié)構(gòu)式示意10為本發(fā)明實施例3的主視結(jié)構(gòu)示意圖；圖11為圖10的E-E剖視結(jié)構(gòu)示意圖；圖12為圖10的F-F剖視結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施例方式
—種圓中環(huán)水沙分離裝置，如圖1、圖2、圖3、圖5、圖6、圖7所示，包括與進水渠 1連通的直涵管6，具有出水口的環(huán)形匯水渠3封閉環(huán)內(nèi)設置的沉沙池，其底面呈向上凸起 的圓錐面形，位于沉沙池內(nèi)的直涵管6其頂面設置的通孔與沉沙池圓錐面頂端設置的出水 口 7連通，環(huán)形匯水渠3的內(nèi)堰4頂面等高，直涵管6與環(huán)形沖沙道2的接口處設置著池內(nèi) 沖沙閘8，環(huán)形沖沙道2的始端底面至環(huán)形沖沙道2連接沖沙涵管9的底面高差依次降低， 環(huán)形沖沙道2連接的沖沙涵管9從環(huán)形匯水渠3的下部穿過，其出口連接著沖沙渠，在沖沙 渠上設置著外沖沙閘10，在環(huán)形匯水渠3的內(nèi)堰壁面上通過支架支撐固定著向沉沙池內(nèi)懸 空的環(huán)形擋水壁5，在環(huán)形擋水壁5的底部與環(huán)形匯水渠3內(nèi)堰壁之間的過水面上均布安 裝著過濾裝置。如圖4所示，過濾裝置的結(jié)構(gòu)為環(huán)形擋水壁5的底部與環(huán)形匯水渠3內(nèi)堰 壁頂部之間的過水面上均布設置著濾網(wǎng)架，在濾網(wǎng)架上均布安裝著過濾網(wǎng)11。當沉沙池內(nèi) 水流下降至環(huán)形匯水渠3內(nèi)堰頂面以下過濾網(wǎng)11底部無水流頂托時，須對過濾網(wǎng)11進行 沖洗。沖洗設備可采用在環(huán)形內(nèi)堰上設置的高壓噴頭陣列進行沖洗；也可以采用高壓水槍人工輔助沖洗。如圖8、圖9所示，過濾裝置的結(jié)構(gòu)為在環(huán)形擋水壁5的底部與環(huán)形匯水渠 內(nèi)堰壁4之間的過水面上設置著均布有濾水管安裝孔的支撐面12，在支撐面12的安裝孔 中安裝著浮球濾水管13。支撐面12由混凝土面構(gòu)成。浮球濾水管13的結(jié)構(gòu)為管體15的 頂板16上均布設置著通孔，管體頂板16中心設置著導向孔，在浮球20的頂部固接著的導 桿19其中部固裝著板面均布有通孔的蜂窩板18，導桿19與導向孔動配合，蜂窩板18與管 體15內(nèi)壁動配合，在管體15的頂板16與蜂窩板18之間均布連接著過濾纖維束17。過濾 纖維束17由纖維束濾料構(gòu)成。支架由型鋼斜撐支架27構(gòu)成或支架由鋼立柱或水泥柱14 構(gòu)成。使均布著濾水管安裝孔的水泥支撐面12與環(huán)形匯水渠3內(nèi)堰壁和以及環(huán)形擋水壁 構(gòu)成濾水管環(huán)渠，當浮球濾水管工作時，浮球被水浮托上升，使導桿帶動蜂窩板在管體內(nèi)上 升，過濾纖維束17受到壓縮，使過濾通道致密，由于被擠壓的過濾纖維束達到一定的密度， 達到所需的過濾效果。當沉沙池內(nèi)水流下降隨著浮球20浮托力的消失，浮球利用重力下沉 拉伸浮球濾水管中的過濾纖維束17伸展，使之蓬松，這是儲存于浮球環(huán)渠內(nèi)的清水會對過 濾纖維束17進行自動反沖洗。如圖10、圖11、圖12所示的實施例3，在進水渠1的兩側(cè)設 置著前池條堰21，其兩側(cè)設置的條形沉沙池22與環(huán)形匯水渠3連通，在進水渠1上安裝著 進水閘門23，在條形沉沙池22的渠底面的下方平行設置著涵管25，涵管25頭部設置的進 水孔與環(huán)形沖沙渠2連通，涵管25的尾部設置的出水孔26與條形沉沙池22連通，在涵管 25上安裝著閘門24。在無冰期引水狀態(tài)時，進行沉沙排沙。在結(jié)冰期的蓄冰排冰功是這樣 實現(xiàn)的，先開啟進水閘門23和內(nèi)沖沙閘8，關(guān)閉外沖沙閘IO，挾浮冰的水流由進水渠1進入 直涵管6，從內(nèi)沖沙閘8進入沉沙池內(nèi)，進入沉沙池內(nèi)的浮冰水流始終懸浮于池體表層水體 中，這時開啟閘門24使無冰的底層水通過出水孔26進入環(huán)形匯水渠3內(nèi)。當沉沙池體內(nèi) 蓄積一定量的浮冰時，可采用與排沙相同的過程將蓄積的積冰排出沉沙池外。當池體排冰 時，條形沉沙池22開始工作，這時會有一部分挾冰水進入環(huán)形匯水渠3中。由于本裝置排 冰時間很短，在排冰期間進入下游渠道的浮冰量會很少，不會影響下游水電站的正常工作。
權(quán)利要求
一種圓中環(huán)水沙分離裝置，包括與進水渠(1)連通的直涵管(6)，具有出水口的環(huán)形匯水渠(3)封閉環(huán)內(nèi)設置的沉沙池，其底面呈向上凸起的圓錐面形，位于沉沙池內(nèi)的直涵管(6)其頂面設置的通孔與沉沙池圓錐面頂端設置的出水口(7)連通，環(huán)形匯水渠(3)的內(nèi)堰(4)頂面等高，直涵管(6)與環(huán)形沖沙道(2)的接口處設置著池內(nèi)沖沙閘(8)，環(huán)形沖沙道(2)的始端底面至環(huán)形沖沙道(2)連接沖沙涵管(9)的底面高差依次降低，環(huán)形沖沙道(2)連接的沖沙涵管(9)從環(huán)形匯水渠(3)的下部穿過，其出口連接著沖沙渠，在沖沙渠上設置著外沖沙閘(10)，其特征是在環(huán)形匯水渠(3)的內(nèi)堰壁面上通過支架支撐固定著向沉沙池內(nèi)懸空的環(huán)形擋水壁(5)，在環(huán)形擋水壁(5)的底部與環(huán)形匯水渠(3)內(nèi)堰壁之間的過水面上均布安裝著過濾裝置。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的圓中環(huán)水沙分離裝置，其特征是過濾裝置的結(jié)構(gòu)為環(huán)形擋水壁(5)的底部與環(huán)形匯水渠(3)內(nèi)堰壁頂部之間的過水面上均布設置著濾網(wǎng)架，在濾網(wǎng)架上均布安裝著過濾網(wǎng)(11)。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的圓中環(huán)水沙分離裝置，其特征是過濾裝置的結(jié)構(gòu)為在環(huán)形擋水壁(5)的底部與環(huán)形匯水渠內(nèi)堰壁(4)之間的過水面上設置著均布有濾水管安裝孔的支撐面(12)，在支撐面(12)的安裝孔中安裝著浮球濾水管(13)。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的圓中環(huán)水沙分離裝置，其特征是支撐面(12)由混凝土面構(gòu)成。
5. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的圓中環(huán)水沙分離裝置，其特征是浮球濾水管(13)的結(jié)構(gòu)為管體(15)的頂板(16)上均布設置著通孔，管體頂板(16)的中心設置著導向孔，在浮球(20)的頂部固接著的導桿(19)其中部固裝著板面均布有通孔的蜂窩板(1S)，導桿(19)與導向孔動配合，蜂窩板(18)與罐體(15)內(nèi)壁動配合，在罐體(15)的頂板(16)與蜂窩板(18)之間均布連接著過濾纖維束(17)。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的圓中環(huán)水沙分離裝置，其特征是過濾纖維束(17)由纖維束濾料構(gòu)成。
7. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的圓中環(huán)水沙分離裝置，其特征是支架由型鋼斜撐支架(27)構(gòu)成或支架由鋼立柱或水泥柱(14)構(gòu)成。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的圓中環(huán)水沙分離裝置，其特征是在進水渠(1)的兩側(cè)設置著前池條堰(21)，其兩側(cè)設置的條形沉沙池(22)與環(huán)形匯水渠(3)連通，在進水渠(1)上安裝著進水閘門(23)，在條形沉沙池(22)的渠底面的下方平行設置著涵管(25)，涵管(25)頭部設置的進水孔與環(huán)形沖沙渠(2)連通，涵管(25)的尾部設置的出水孔(26)與條形沉沙池(22)連通，在涵管(25)上安裝著閘門(24)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種圓中環(huán)水沙分離裝置，包括與進水渠連通的直涵管，具有出水口的環(huán)形匯水渠封閉環(huán)內(nèi)設置的沉沙池，位于沉沙池內(nèi)的直涵管其頂面設置的通孔與沉沙池出水口連通，直涵管與環(huán)形沖沙道的接口處設置著池內(nèi)沖沙閘，環(huán)形沖沙道連接的沖沙涵管從環(huán)形匯水渠的下部穿過，其出口連接著沖沙渠，在沖沙渠上設置著外沖沙閘，在環(huán)形匯水渠的內(nèi)堰壁面上通過支架支撐固定著向沉沙池內(nèi)懸空的環(huán)形擋水壁，在環(huán)形擋水壁的底部與環(huán)形匯水渠內(nèi)堰壁之間的過水面上均布安裝著過濾裝置。本發(fā)明不僅對于挾沙水流的水沙分離效果好，排沙所用的時間少，沖沙用水量少，可實現(xiàn)連續(xù)供水，而且濾水效果好，可以分離沉淀池沉淀水中顆粒較小的泥沙和懸浮顆粒，提高供水質(zhì)量。
文檔編號E02B3/02GK101775791SQ200910113598
公開日2010年7月14日 申請日期2009年12月25日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月25日
發(fā)明者何曉寧, 劉怒濤, 劉長濤, 張玲, 高亞平, 高晶晶 申請人:高亞平