專利名稱：浮力升降式潷水器及其實(shí)現(xiàn)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于污水處理的潷水器，具體的說，是涉及一種浮力升降式潷水器及其實(shí)現(xiàn)方法。
背景技術(shù)：
SBR工藝采用間歇反應(yīng)，進(jìn)水、反應(yīng)、沉淀、排水在同一池內(nèi)完成，無須二次沉淀池和污泥回流設(shè)備，其被廣泛應(yīng)用于造紙、酒精、染料、農(nóng)藥、皮革、粘膠、味精、制糖等行業(yè)工業(yè)廢水(廢液)的處理中。采用SBR工藝或類似工藝處理污水時(shí)，需要用潷水器將反應(yīng)池內(nèi)經(jīng)過靜置沉淀階段后的液體的上層清液排出池外。潷水器具有能從靜止的反應(yīng)池表面將澄清水(上層清液)潷出，而不攪動(dòng)沉淀，確保出水水質(zhì)的作用。潷水器的基本要求是:在 曝氣階段和沉淀階段，應(yīng)能阻止污泥進(jìn)入潷水器的潷水槽；在潷水階段，應(yīng)能將上層清液引進(jìn)潷水槽中排走?，F(xiàn)有技術(shù)中，常見的潷水器主要有機(jī)械式潷水器和浮式潷水器兩種。機(jī)械式潷水器是主要由驅(qū)動(dòng)裝置、潷水裝置和升降裝置等部件構(gòu)成的一種有動(dòng)力驅(qū)動(dòng)的潷水器，如:被廣泛使用的旋轉(zhuǎn)式潷水器。機(jī)械式潷水器靠機(jī)械裝置傳遞電機(jī)動(dòng)力，非潷水時(shí)，將潷水槽提升到反應(yīng)池液面之上，避免污泥進(jìn)入；潷水時(shí)，將潷水槽的進(jìn)水堰口浸沒在液面以下引流上清液。機(jī)械式潷水器主要存在以下缺陷:
一、工作需要消耗電力，不節(jié)能環(huán)保；
二、機(jī)械升降裝置復(fù)雜，致使機(jī)械式潷水器的制造和維修成本均較高；
三、在潷水過程中液面會(huì)不斷下降，難以保持潷水槽堰口在反應(yīng)池液面下的浸沒深度恒定不變，操作麻煩，實(shí)現(xiàn)過程復(fù)雜?，F(xiàn)有浮式潷水器靠浮筒或浮箱使?jié)凼冀K漂浮在液面上，且使其堰口在潷水過程中始終保持浸沒在液面下一定深度，同時(shí)，在潷水堰口(或堰孔)設(shè)置有閥門，在非潷水階段時(shí)，關(guān)閉該閥門以避免污泥進(jìn)入潷水槽；潷水階段時(shí)，再打開閥門引流上清液。現(xiàn)有浮式潷水器與機(jī)械式潷水器相比，其無需升降裝置，運(yùn)行中不消耗動(dòng)力，但也存在不足之處:
一、潷水槽進(jìn)水堰口(或堰孔)始終在反應(yīng)池液面以下，非潷水階段時(shí)，堰口的閥門往往關(guān)閉不嚴(yán)，以至于反應(yīng)池內(nèi)污泥侵入潷水槽；
二、設(shè)有閥門的堰孔的過流阻力較大，使?jié)?fù)荷較?。?br> 三、需要借助彈簧的彈力、機(jī)械力和密封摩擦力，不僅結(jié)構(gòu)復(fù)雜，容易引起誤操作，而且閥門故障率大，不僅維修麻煩，嚴(yán)重影響到潷水器的正常使用。如何研發(fā)一種成本低、無需動(dòng)力、節(jié)能環(huán)保、故障率低、潷水深度恒定、又能確保正常潷水作業(yè)的潷水器就成為了本領(lǐng)域技術(shù)人員的重點(diǎn)研發(fā)內(nèi)容。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服上述缺陷，提供一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低廉、安裝、維護(hù)方便、無需動(dòng)力設(shè)備就將潷水槽提升到液面之上或浸泡于液面的浮力升降式潷水器。
為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下:
浮力升降式潷水器，包括具有潷水堰口的潷水槽，通過伸縮式排水支管與潷水槽連通的排水總管，設(shè)置在排水總管出水口的排水閥，以及利用浮力帶動(dòng)潷水槽升降的浮動(dòng)升降機(jī)構(gòu)。具體的說，所述浮動(dòng)升降機(jī)構(gòu)包括內(nèi)部漂浮有浮箱的浮箱池；其中，浮箱池與反應(yīng)池分別獨(dú)立建造，浮箱始終漂浮在浮箱池的液面之上，并隨浮箱池內(nèi)液面的變化而自動(dòng)升降；為了實(shí)現(xiàn)浮箱帶動(dòng)潷水槽的目的，浮箱通過托架與潷水槽固定連接，該連接方式為剛性連接，保證了浮箱發(fā)生位移時(shí)，潷水槽能隨之運(yùn)動(dòng)，使得浮箱與潷水槽實(shí)現(xiàn)同步運(yùn)動(dòng)；為了簡(jiǎn)化設(shè)備結(jié)構(gòu)，浮箱池底部與排水總管連通，浮箱內(nèi)液面變化，即浮箱的排水和補(bǔ)水均通過排水總管實(shí)現(xiàn)。進(jìn)一步的，所述伸縮式排水支管包括與潷水槽連通的第一排水支管，以及與第一排水支管滑動(dòng)連接并與排水總管連通的第二排水支管。進(jìn)一步的，為了將反應(yīng)池內(nèi)液體補(bǔ)入浮箱池內(nèi)，實(shí)現(xiàn)浮箱抬升潷水槽的目的，該浮力升降式潷水器還包括與排水總管連通的補(bǔ)水閥；具體的說，補(bǔ)水閥包括與排水總管連通的伸縮式補(bǔ)水管，設(shè)置在伸縮式補(bǔ)水管上端的浮環(huán)，設(shè)置在浮環(huán)的環(huán)內(nèi)且與浮環(huán)之間設(shè)有過水孔的潷水板，用于封堵伸縮式補(bǔ)水管的浮動(dòng)閥芯，以及位于浮動(dòng)閥芯上方并用于限制浮動(dòng)閥芯豎直方向位移的限位板，該限位板固定于浮箱池的外壁上方，或固定于反應(yīng)池的內(nèi)壁上方，潷水板的中部設(shè)有通孔，伸縮式補(bǔ)水管的上端套接在該通孔內(nèi)并與潷水板緊固連接，伸縮式補(bǔ)水管的下端與排水總管連接。為了阻擋液面浮渣，所述浮環(huán)的內(nèi)壁上設(shè)有延伸段，故而浮環(huán)內(nèi)壁和延伸段的總高度要高出反應(yīng)池內(nèi)液面很多；浮動(dòng)閥芯位于浮環(huán)內(nèi)并可自由活動(dòng)，浮環(huán)內(nèi)壁上的延伸段還可用于限制浮動(dòng)閥芯的水平位移，保證浮動(dòng)閥芯與潷水板中部通孔的對(duì)正精度。再進(jìn)一步的，所述伸縮式補(bǔ)水管包括與排水總管連通的補(bǔ)水支管，以及與補(bǔ)水支管滑動(dòng)連接且上端與潷水板連接的補(bǔ)水套管?；谏鲜錾凳綕鞯慕Y(jié)構(gòu)，本發(fā)明還提供了該升降式潷水器的實(shí)現(xiàn)方法，其具體步驟如下:
(1)潷水前，浮箱池內(nèi)與反應(yīng)池內(nèi)液面等高，均處于最高位置，補(bǔ)水閥處于關(guān)閉狀態(tài)，打開排水閥，浮箱池和排水總管內(nèi)液體排出，浮箱池內(nèi)液面下降；
(2)浮箱跟隨浮箱池內(nèi)液面下降，同時(shí)，通過托架帶動(dòng)潷水槽下降；
(3)潷水槽的潷水堰口下降至反應(yīng)池內(nèi)液面以下，進(jìn)行潷水作業(yè)；
(4)反應(yīng)池內(nèi)液面下降，浮環(huán)跟隨反應(yīng)池內(nèi)液面下降，補(bǔ)水閥處于開啟狀態(tài)并進(jìn)行微量潷水；
(5)潷水完成后，關(guān)閉排水閥，潷水槽和補(bǔ)水閥繼續(xù)進(jìn)水，進(jìn)入二者的液體流入排水總管，最后流至浮箱池；
(6 )浮箱隨著浮箱池內(nèi)液面上升，同時(shí)，通過托架帶動(dòng)潷水槽上升；
(7)潷水槽的潷水堰口脫離反應(yīng)池內(nèi)液面，潷水槽停止進(jìn)水；
(8)補(bǔ)水閥繼續(xù)進(jìn)水，浮箱池內(nèi)液面繼續(xù)升高，浮箱隨之上升并帶動(dòng)潷水槽脫離反應(yīng)池液面； (9)向反應(yīng)池內(nèi)注水，直至浮動(dòng)閥芯封堵住伸縮式補(bǔ)水管，使補(bǔ)水閥關(guān)閉為止。
潷水階段時(shí)，潷水槽的潷水堰口在反應(yīng)池內(nèi)的浸沒深度和浮箱在浮箱池內(nèi)的浸沒深度變動(dòng)到一定值后，二者達(dá)到動(dòng)態(tài)平衡，即反應(yīng)池內(nèi)液面和浮箱池內(nèi)液面的高度差不再變化，兩者的液面保持達(dá)到動(dòng)態(tài)平衡時(shí)的高度差同步下降，進(jìn)入穩(wěn)定潷水期；在此期間，潷水槽的潷水堰口在反應(yīng)池內(nèi)液面下的浸沒深度恒定不變，潷水水質(zhì)和潷水效率均得到了有效保障。所述補(bǔ)水閥的微量潷水的具體過程如下:浮動(dòng)閥芯漂浮于反應(yīng)池內(nèi)的液面之上，潷水板位于反應(yīng)池液面之下，補(bǔ)水閥處于開啟狀態(tài)，反應(yīng)池內(nèi)液體先經(jīng)過水孔，然后通過潷水板中部通孔流入伸縮式補(bǔ)水管內(nèi)，最后經(jīng)排水總管排出。關(guān)閉排水閥后，補(bǔ)水閥對(duì)浮箱池進(jìn)行補(bǔ)水作業(yè)，直至浮動(dòng)閥芯封堵住伸縮式補(bǔ)水管，使補(bǔ)水閥關(guān)閉為止；其中，補(bǔ)水閥對(duì)浮箱池進(jìn)行補(bǔ)水的具體過程如下:反應(yīng)池內(nèi)液體先經(jīng)過水孔，然后通過潷水板中部通孔流入伸縮式補(bǔ)水管內(nèi)，再由排水總管流入浮箱池。所述浮動(dòng)閥芯封堵住伸縮式補(bǔ)水管的具體過程如下:浮環(huán)和浮動(dòng)閥芯跟隨反應(yīng)池內(nèi)液面上升，當(dāng)浮動(dòng)閥芯上端觸碰到限位板后，其不再跟隨反應(yīng)池液面上升，浮環(huán)則繼續(xù)跟隨反應(yīng)池液面上升，直至浮動(dòng)閥芯底部與連接在潷水板中部通孔的伸縮式補(bǔ)水管管口接觸并堵住管口為止。本發(fā)明的設(shè)計(jì)要點(diǎn)主要包括以下幾點(diǎn):
一、無電力驅(qū)動(dòng)設(shè)計(jì)，節(jié)能環(huán)保。在不消耗電力的情況下，不僅實(shí)現(xiàn)潷水作業(yè)，而且能在曝氣和沉淀階段(非潷水階段)將潷水槽提升至反應(yīng)池液面之上，其主要在于克服機(jī)械式潷水器耗能和浮式潷水器的潷水槽堰口始終位于反應(yīng)池液面之下的缺陷；潷水槽的提升在不依靠動(dòng)力驅(qū)動(dòng)的前提下實(shí)現(xiàn)設(shè)備或裝置的移動(dòng)，其必須通過其它外力做功，如:重力、浮力、彈力等，而浮力是一種較為好控制和實(shí)施的力，因此，本申請(qǐng)中選用浮力作為潷水槽的抬升動(dòng)力，與此同時(shí)，利用浮力與設(shè)備的重力之差，以實(shí)現(xiàn)潷水槽的下降潷水作業(yè)；
二、將潷水作業(yè)和實(shí)現(xiàn)潷水槽升降的執(zhí)行件有機(jī)地結(jié)合在一起。潷水槽的堰口下降至反應(yīng)池液面以下后，潷水器進(jìn)行潷水作業(yè)，在本申請(qǐng)之前，部分浮式潷水器的潷水作業(yè)和實(shí)現(xiàn)潷水槽升降的執(zhí)行件(浮箱)的位移變化與潷水作業(yè)用的排水管互不關(guān)聯(lián)，通過另設(shè)的排水支路實(shí)現(xiàn)浮箱位移變化后，再帶動(dòng)潷水槽下降進(jìn)行潷水，此種結(jié)構(gòu)增加了設(shè)備的結(jié)構(gòu)復(fù)雜度，不便于潷水器的安裝、維護(hù)；
三、保證潷水器運(yùn)行平穩(wěn)可靠。該點(diǎn)又主要側(cè)重于潷水器潷水作業(yè)時(shí)，潷水槽在反應(yīng)池內(nèi)浸沒深度的恒定，以確保潷水水質(zhì)和潷水效率，即潷水槽潷水時(shí)，潷水槽需跟隨反應(yīng)池內(nèi)液面的變化而隨之同步變化，保證潷水槽的潷水堰口與反應(yīng)池內(nèi)液面的距離始終保持恒定，該設(shè)計(jì)思路的目的在于克服機(jī)械式潷水器潷水槽的浸沒深度隨反應(yīng)池內(nèi)液面變化而變化的缺陷；
四、簡(jiǎn)化潷水器結(jié)構(gòu)。在實(shí)現(xiàn)上述三點(diǎn)目的的同時(shí)，簡(jiǎn)化整個(gè)潷水器的結(jié)構(gòu)，方便其制造、安裝、維護(hù)，最大限度地降低設(shè)備故障率。通過上述四點(diǎn)的設(shè)計(jì)思路，形成了一個(gè)與現(xiàn)有技術(shù)完全不同的設(shè)計(jì)方案，其新穎性與創(chuàng)造性不言而喻。這種通過剛性連接，抬升執(zhí)行件(浮箱)與潷水槽保持同步運(yùn)動(dòng)，將浮箱的位移變化與潷水作業(yè)有機(jī)地結(jié)合在一起；同時(shí)，利用液體浮力與設(shè)備重力之間的平衡原理，實(shí)現(xiàn)潷水槽的抬升和下降 的設(shè)計(jì)思路，完全克服了現(xiàn)有機(jī)械式潷水器和浮式潷水器的缺陷。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果在于:
(I)本發(fā)明另造浮箱池，浮箱池內(nèi)漂浮有浮箱，該浮箱通過托架與潷水槽剛性連接，二者保持同步運(yùn)動(dòng)，浮箱池內(nèi)液面上升，則浮箱上升，同時(shí)抬升潷水槽，無需消耗電力，節(jié)能環(huán)保；浮箱池內(nèi)液面下降，則浮箱下降，同時(shí)帶動(dòng)潷水槽下降，以實(shí)現(xiàn)潷水作業(yè)，并在潷水階段使?jié)鄣难呖谑冀K浸沒在反應(yīng)池液面下的恒定位置，保證了潷水水質(zhì)和潷水效率。(2)本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，便于制造、安裝、維護(hù)，且無易損件，設(shè)備故障率低。(3)本發(fā)明中浮箱池和排水總管連通，通過該種結(jié)構(gòu)形式，將潷水作業(yè)和浮箱的位移變化有機(jī)的結(jié)合在一起，潷水時(shí)，排水總管打開，浮箱池內(nèi)液面下降，浮箱同時(shí)帶動(dòng)潷水槽下降進(jìn)行潷水作業(yè)，操作簡(jiǎn)單，實(shí)現(xiàn)方便。(4)在浮箱池與排水總管連通的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上，本發(fā)明全新設(shè)計(jì)了補(bǔ)水閥，該補(bǔ)水閥在潷水作業(yè)時(shí)，可對(duì)反應(yīng)池內(nèi)上層清液進(jìn)行微量潷水；在潷水槽停止?jié)?，補(bǔ)水閥繼續(xù)對(duì)浮箱池進(jìn)行補(bǔ)水，使得浮箱池液面上升，浮箱抬升潷水槽脫離反應(yīng)池液面，避免了曝氣、沉淀階段污水進(jìn)入潷水槽，一方面，無需額外電力驅(qū)動(dòng)，即可實(shí)現(xiàn)潷水槽的抬升動(dòng)作，節(jié)能環(huán)保；另一方面，在潷水完成后，反應(yīng)池內(nèi)液體即可通過補(bǔ)水閥向浮箱池內(nèi)流入，抬高浮箱池內(nèi)液面，省去了另行向浮箱池內(nèi)注水的操作。(5)補(bǔ)水閥的浮環(huán)內(nèi)壁上設(shè)有延伸段，二者的總高度高于反應(yīng)池液面較多，一方面，較高的內(nèi)壁和延伸段可阻擋反應(yīng)池內(nèi)液面浮渣通過補(bǔ)水閥進(jìn)入排水總管；另一方面，補(bǔ)水閥的浮動(dòng)閥芯漂浮在浮環(huán)內(nèi)，浮環(huán)內(nèi)壁 和延伸段還可用于限制浮動(dòng)芯水平位移，保證浮動(dòng)閥芯與潷水板上通孔的正對(duì)精度。(6)本發(fā)明結(jié)構(gòu)合理、設(shè)計(jì)巧妙，且所用部件、材料均為現(xiàn)有市面常見的部件、材料，不僅具備新穎性和創(chuàng)造性，而且，其制造成本低廉，實(shí)用價(jià)值高，相較于同類產(chǎn)品，其具有非常高的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力和經(jīng)濟(jì)價(jià)值，為其大范圍的推廣應(yīng)用，奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。


圖1為本發(fā)明-實(shí)施例1中浮力升降式潷水器處于非潷水階段的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為本發(fā)明-實(shí)施例1中浮力升降式潷水器處于潷水階段的結(jié)構(gòu)示意圖。圖3為本發(fā)明中-實(shí)施例2中浮力升降式潷水器處于非潷水階段的結(jié)構(gòu)示意圖。圖4為本發(fā)明-實(shí)施例2中浮力升降式潷水器處于潷水階段的結(jié)構(gòu)示意圖。圖5為本發(fā)明-實(shí)施例2中補(bǔ)水閥的局部示意圖。圖6為本發(fā)明-實(shí)施例2中浮環(huán)和潷水板的俯視圖。上述附圖中，附圖標(biāo)記對(duì)應(yīng)的名稱為:1_潷水堰口，2-潷水槽，3-排水總管，4-排水閥，5-浮箱,6-浮箱池,7-托架,8-第一排水支管,9-第二排水支管，10-浮環(huán)，11-過水 L 12-潷水板，13-浮動(dòng)閥芯，14-補(bǔ)水支管，15-補(bǔ)水套管，16-限位板，17-反應(yīng)池，18-底管。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說明。本發(fā)明的實(shí)施方式包括但不限于下列實(shí)施例。實(shí)施例1浮力升降式潷水器主要由以下三部分組成:潷水槽，位于反應(yīng)池的上方，是執(zhí)行潷水作業(yè)的直接部件；浮動(dòng)升降機(jī)構(gòu)，與潷水槽直接連接，實(shí)現(xiàn)潷水槽升降的執(zhí)行機(jī)構(gòu)；排水系統(tǒng)，潷水作業(yè)時(shí)，反應(yīng)池上層清液最終由排水系統(tǒng)排出。為了使得本領(lǐng)域技術(shù)人員對(duì)上述部件有更清晰的認(rèn)識(shí)，下面結(jié)合附圖對(duì)其進(jìn)行詳細(xì)說明，如圖1、2所示，潷水槽2的結(jié)構(gòu)與現(xiàn)有潷水槽相似，其上設(shè)有潷水堰I 口，潷水作業(yè)時(shí)，反應(yīng)池17上層清液通過潷水堰口 I引流入潷水槽2內(nèi)。浮動(dòng)升降機(jī)構(gòu)包括浮箱池6，該浮箱池6內(nèi)部液面上漂浮有浮箱5，浮箱5的形狀沒有特別限定，其可為圓形、正方形、長(zhǎng)方形或者其它形狀，所有附圖中涉及浮箱5的形狀不應(yīng)當(dāng)限制本申請(qǐng)的保護(hù)范圍；浮箱5通過托架7與潷水槽2固定連接，且浮箱離地面的高度要低于潷水槽離地面的高度，該種連接方式為剛性連接，保證了浮箱5發(fā)生位移時(shí)，潷水槽2能隨之運(yùn)動(dòng)，使得浮箱5與潷水槽2實(shí)現(xiàn)同步運(yùn)動(dòng)。需要說明的是，為了保證浮動(dòng)升降機(jī)構(gòu)的浮力能抬升潷水槽，浮動(dòng)升降機(jī)構(gòu)可設(shè)置多個(gè)，其所有浮動(dòng)升降機(jī)構(gòu)均位于同一水平面，如:本實(shí)施例中浮動(dòng)升降機(jī)構(gòu)為兩個(gè)，且分別對(duì)稱設(shè)置在反應(yīng)池的兩側(cè)。排水系統(tǒng)，主要由與潷水槽2連通的伸縮式排水支管，以及與伸縮式排水支管連通的排水總管3組成，其中，排水總管3的出水口設(shè)有排水閥4，潷水時(shí)，排水閥4開啟，非潷水時(shí)，排水閥4關(guān)閉，排水閥4的開啟和關(guān)閉可人工操作，也可通過電動(dòng)或其它耗能低的動(dòng)力驅(qū)動(dòng)打開；伸縮式排水支管包括與潷水槽2連通的第一排水支管8，以及與第一排水支管8滑動(dòng)連接并與排水總管3連通的第二排水支管9，第一排水支管8和第二排水支管9伸縮式滑動(dòng)連接的連接方式有多種，其在現(xiàn)有技術(shù)中已經(jīng)非常成熟，因此，本實(shí)施例不再贅述；潷水作業(yè)時(shí)，反應(yīng)池17內(nèi)上層清液由潷水槽流入第一排水支管8，然后流至第二排水支管9，最后流入排水總管3排出。在上述結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，浮箱池6底部通過底管18與排水總管3連通，通過該種結(jié)構(gòu)形式，將潷水作業(yè)和浮箱的位 移變化有機(jī)的結(jié)合在一起。非潷水時(shí)，此階段也是曝氣、沉淀階段，如圖1所示，浮箱5在浮箱池6內(nèi)液體中的浸沒深度較大，即為托舉深度時(shí)，浮箱5所受浮力將潷水槽2托舉在反應(yīng)池17液面之上一定高度處；潷水時(shí)，先打開排水閥4，浮箱池6內(nèi)液體通過排水總管3逐漸排出，浮箱池內(nèi)液面逐漸降低，其與反應(yīng)池內(nèi)液面高差逐漸增大，漂浮在液面的浮箱保持浸沒深度隨浮箱池內(nèi)液面下降而下降，同時(shí)，浮箱通過托架帶動(dòng)潷水槽2下降，因?yàn)槎咧g為剛性連接，所以二者的下降高度保持一致；當(dāng)潷水槽2開始浸入反應(yīng)池液面下以后，潷水槽2開始獲得反應(yīng)池17內(nèi)液體施加于其上的浮力；隨著浮箱5繼續(xù)下降，潷水槽2在反應(yīng)池內(nèi)的浸沒深度增加，其獲得浮力也逐漸增加，而浮箱的浸沒深度則隨著浮箱池6內(nèi)液面下降而逐漸減小，即浮箱所受浮力逐漸減小，與此同時(shí)，潷水槽2的潷水堰口 I降至反應(yīng)池內(nèi)液面以下后，開始潷水作業(yè)，通過上述排水系統(tǒng)將反應(yīng)池內(nèi)上層清液排出。潷水作業(yè)時(shí)，如圖2所示，當(dāng)浮箱5和潷水槽2所受的總浮力與浮箱5、托架7、潷水槽2和第一排水支管8的總重平衡后，潷水槽2的潷水堰口 I的浸沒深度和浮箱5的浸沒深度達(dá)到動(dòng)態(tài)平衡，浮箱池內(nèi)液面與反應(yīng)池內(nèi)液面高差維持不變，兩者的液面保持達(dá)到動(dòng)態(tài)平衡時(shí)的高度差同步下降，進(jìn)入穩(wěn)定潷水期；在此期間，潷水槽的潷水堰口在反應(yīng)池內(nèi)液面下的浸沒深度恒定不變，潷水水質(zhì)和潷水效率均得到了有效保障。非潷水時(shí)，浮箱池內(nèi)液面與反應(yīng)池內(nèi)液面高差逐漸縮小，浮箱浸沒深度增大，潷水槽浸沒深度減小，浮箱浸沒深度達(dá)到一定值后，潷水槽被托舉出液面，浮箱浸沒深度達(dá)到托舉深度時(shí)，潷水槽將被托舉在液面之上一定高度處。簡(jiǎn)言之，浮箱池6內(nèi)液面上升，則浮箱5上升，同時(shí)抬升潷水槽2，無需消耗電力，節(jié)能環(huán)保；浮箱池6內(nèi)液面下降，則浮箱5下降，同時(shí)帶動(dòng)潷水槽2下降，以實(shí)現(xiàn)潷水作業(yè)。實(shí)施例2
如圖3、4所示,本實(shí)施例與實(shí)施例1的不同點(diǎn)在于,在實(shí)施例1的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上,還設(shè)有與排水總管3連通的補(bǔ)水閥，該補(bǔ)水閥包括伸縮式補(bǔ)水管、浮環(huán)10、潷水板12、浮動(dòng)閥芯13以及限位板16五部分。伸縮式補(bǔ)水管與排水總管3連通，其結(jié)構(gòu)與伸縮式排水支管相似，由與排水總管3連通的補(bǔ)水支管14，以及與補(bǔ)水支管14滑動(dòng)連接且上端與潷水板12連接的補(bǔ)水套管15組成，補(bǔ)水支管14和補(bǔ)水套管15的連接方式為現(xiàn)有成熟技術(shù)，因此，本實(shí)施例不作贅述。浮環(huán)10的結(jié)構(gòu)如圖5、6所示，其具有一定厚度，潷水板12設(shè)置在浮環(huán)10內(nèi)部的下端，二者通過若干條狀連接件連接，同時(shí)，相鄰條狀連接件之間形成過水孔11，潷水板12的中部具有通孔，伸縮式補(bǔ)水管的上端通過該通孔與其緊固連接，潷水板12和過水孔11始終位于反應(yīng)池液面以下。限位板16用于限制浮動(dòng)閥芯13在豎直方向上的位移，其一般固定于反應(yīng)池內(nèi)壁或浮箱池外壁的上方。浮動(dòng)閥芯13的結(jié)構(gòu)形式多種多樣，如:球形、正方體、長(zhǎng)方體、錐體或其它立體結(jié)構(gòu)，本申請(qǐng)所有附圖中涉及浮動(dòng)閥芯13的結(jié)構(gòu)形式不應(yīng)當(dāng)限制本申請(qǐng)的保護(hù)范圍。浮動(dòng)閥芯13漂浮在反應(yīng)池17液面上，其位于浮環(huán)10的內(nèi)部；進(jìn)一步的，為了限制浮動(dòng)閥芯13的水平位移，保證浮 動(dòng)閥芯13與潷水板12中部通孔的正對(duì)精度，浮環(huán)10的內(nèi)壁上設(shè)有延伸段，其內(nèi)壁和延伸段的總高度要高出反應(yīng)池內(nèi)液面，一般地，延伸段的上端以達(dá)到浮動(dòng)閥芯13的中部位置為最佳，其另外一個(gè)作用還在于阻擋反應(yīng)池內(nèi)液面浮渣進(jìn)入伸縮式補(bǔ)水管內(nèi)。需要說明的是，本實(shí)施例中將浮環(huán)10和延伸段分別取名是為了方便描述，二者還可為一體結(jié)構(gòu)而作為浮環(huán)10的內(nèi)壁。潷水作業(yè)時(shí)，補(bǔ)水閥處于開啟狀態(tài)并進(jìn)行微量潷水，具體的說:浮動(dòng)閥芯漂浮于反應(yīng)池內(nèi)的液面之上，潷水板位于反應(yīng)池液面之下，補(bǔ)水閥處于開啟狀態(tài)，反應(yīng)池內(nèi)液體先經(jīng)過水孔，然后通過潷水板中部通孔流入伸縮式補(bǔ)水管內(nèi)，最后經(jīng)排水總管排出。非潷水作業(yè)時(shí)，關(guān)閉排水閥后，補(bǔ)水閥對(duì)浮箱池進(jìn)行補(bǔ)水作業(yè)，直至浮動(dòng)閥芯封堵住伸縮式補(bǔ)水管，使補(bǔ)水閥關(guān)閉為止；其中，補(bǔ)水閥對(duì)浮箱池進(jìn)行補(bǔ)水的具體過程如下:反應(yīng)池內(nèi)液體先經(jīng)過水孔，然后通過潷水板中部通孔流入伸縮式補(bǔ)水管內(nèi)，再由排水總管流入浮箱池。浮動(dòng)閥芯封堵住伸縮式補(bǔ)水管的具體過程如下:浮環(huán)和浮動(dòng)閥芯跟隨反應(yīng)池內(nèi)液面上升，當(dāng)浮動(dòng)閥芯上端觸碰到限位板后，其不再跟隨反應(yīng)池液面上升，浮環(huán)則繼續(xù)跟隨反應(yīng)池液面上升，浮動(dòng)閥芯13浮動(dòng)到最高位置時(shí)，限位板16阻止浮動(dòng)閥芯13繼續(xù)上浮，而如果浮環(huán)10繼續(xù)上浮，則浮動(dòng)閥芯13將封堵伸縮式補(bǔ)水管管口，排水終止。浮動(dòng)閥芯13在上浮中若有些偏離理論位置，但由于限位板面積較大，浮動(dòng)閥芯13上方總能觸碰限位板并被其限制繼續(xù)上浮，補(bǔ)水閥關(guān)閉，曝氣和沉淀階段的污泥無法進(jìn)入伸縮式補(bǔ)水管內(nèi)。需要說明的是，為了保證補(bǔ)水閥的作用效果，補(bǔ)水閥可設(shè)置多個(gè)，如本實(shí)施例中，補(bǔ)水閥為兩個(gè)并縱向?qū)ΨQ設(shè)置。本發(fā)明不僅僅是一個(gè)單獨(dú)的技術(shù)方案，并且是由多個(gè)個(gè)案組成的整體方案，每個(gè)實(shí)施例均是一種設(shè)置方式，即每個(gè)實(shí)施例均是本發(fā)明的技術(shù)方案之一。本發(fā)明將浮箱的位移變化與潷水作業(yè)有機(jī)地結(jié)合在一起；同時(shí)，利用液體浮力與設(shè)備重力之間的平衡原理，實(shí)現(xiàn)潷水槽的抬升和下降的設(shè)計(jì)思路，完全克服了現(xiàn)有機(jī)械式潷水器和浮式潷水器的缺陷，其與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有突出的實(shí)質(zhì)性特點(diǎn)和顯著進(jìn)步。 按照上述實(shí)施例，便可很好地實(shí)現(xiàn)本發(fā)明。值得說明的是，基于上述設(shè)計(jì)原理的前提下，為解決同樣的技術(shù)問題，即使在本發(fā)明所公開的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上做出的一些無實(shí)質(zhì)性的改動(dòng)或潤(rùn)色，所采用的 技術(shù)方案的實(shí)質(zhì)仍然與本發(fā)明一樣，故其也應(yīng)當(dāng)在本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.浮力升降式潷水器，其特征在于，包括具有潷水堰口(I)的潷水槽(2)，通過伸縮式排水支管與潷水槽(2)連通的排水總管(3)，設(shè)置在排水總管(3)出水口的排水閥(4)，以及利用浮力帶動(dòng)潷水槽(2)升降的浮動(dòng)升降機(jī)構(gòu)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的浮力升降式潷水器，其特征在于，所述浮動(dòng)升降機(jī)構(gòu)包括內(nèi)部漂浮有浮箱(5)的浮箱池(6);其中，浮箱(5)通過托架(7)與潷水槽(2)固定連接并與潷水槽(2)同步運(yùn)動(dòng)，浮箱池(6)底部與排水總管(3)連通。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的浮力升降式潷水器，其特征在于，所述伸縮式排水支管包括與潷水槽(2)連通的第一排水支管(8)，以及與第一排水支管(8)滑動(dòng)連接并與排水總管(3)連通的第二排水支管(9)。
4.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的浮力升降式潷水器，其特征在于，還包括與排水總管(3)連通的補(bǔ)水閥，該補(bǔ)水閥包括與排水總管(3)連通的伸縮式補(bǔ)水管，設(shè)置在伸縮式補(bǔ)水管上端的浮環(huán)(10)，設(shè)置在浮環(huán)(10)的環(huán)內(nèi)且與浮環(huán)(10)之間具有過水孔(11)的潷水板(12)，用于封堵伸縮式補(bǔ)水管的浮動(dòng)閥芯(13)，以及位于浮動(dòng)閥芯(13)上方并用于限制浮動(dòng)閥芯(13)豎直方向位移的限位板(16);潷水板(12)的中部設(shè)有用于與伸縮式補(bǔ)水管連接的通孔。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的浮力升降式潷水器，其特征在于，所述浮動(dòng)閥芯(13)位于浮環(huán)(10)內(nèi)并可自由活動(dòng)，在所述浮環(huán)(10)的內(nèi)壁上設(shè)有用于限制浮動(dòng)閥芯(13)水平位移的延伸段。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的浮力升降式潷水器，其特征在于，所述伸縮式補(bǔ)水管包括與排水總管(3)連通的補(bǔ)水支管(14)，以及與補(bǔ)水支管(14)滑動(dòng)連接且上端與潷水板(12)連接的補(bǔ)水套管(15)。
7.如權(quán)利要求1至6所述的浮力升降式潷水器的實(shí)現(xiàn)方法，其特征在于，包括以下步 驟: (1)潷水前，浮箱池內(nèi)與反應(yīng)池內(nèi)液面等高，補(bǔ)水閥處于關(guān)閉狀態(tài)，打開排水閥，浮箱池和排水總管內(nèi)液體排出，浮箱池內(nèi)液面下降； (2)浮箱跟隨浮箱池內(nèi)液面下降，同時(shí)，通過托架帶動(dòng)潷水槽下降； (3)潷水槽的潷水堰口下降至反應(yīng)池內(nèi)液面以下，進(jìn)行潷水作業(yè)； (4)反應(yīng)池內(nèi)液面下降，浮環(huán)跟隨反應(yīng)池內(nèi)液面下降，補(bǔ)水閥處于開啟狀態(tài)并進(jìn)行微量潷水； (5)潷水完成后，關(guān)閉排水閥，潷水槽和補(bǔ)水閥繼續(xù)進(jìn)水，進(jìn)入二者的液體流入排水總管，最后流至浮箱池； (6 )浮箱隨著浮箱池內(nèi)液面上升，同時(shí)，通過托架帶動(dòng)潷水槽上升； (7)潷水槽的潷水堰口脫離反應(yīng)池內(nèi)液面，潷水槽停止進(jìn)水； (8)補(bǔ)水閥繼續(xù)進(jìn)水，浮箱池內(nèi)液面繼續(xù)升高，浮箱隨之上升并帶動(dòng)潷水槽脫離反應(yīng)池液面； (9)向反應(yīng)池內(nèi)注水，直至浮動(dòng)閥芯封堵住伸縮式補(bǔ)水管，使補(bǔ)水閥關(guān)閉為止。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的浮力升降式潷水器的實(shí)現(xiàn)方法，其特征在于，所述補(bǔ)水閥的微量潷水的具體過程如下:浮動(dòng)閥芯漂浮于反應(yīng)池內(nèi)的液面之上，潷水板位于反應(yīng)池液面之下，補(bǔ)水閥處于開啟狀態(tài)，反應(yīng)池內(nèi)液體先經(jīng)過水孔，然后通過潷水板中部通孔流入伸縮式補(bǔ)水管內(nèi)，最后經(jīng)排水總管排出。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的浮力升降式潷水器的實(shí)現(xiàn)方法，其特征在于，關(guān)閉排水閥后，補(bǔ)水閥對(duì)浮箱池進(jìn)行補(bǔ)水作業(yè)，直至浮動(dòng)閥芯封堵住伸縮式補(bǔ)水管，使補(bǔ)水閥關(guān)閉為止；其中，補(bǔ)水閥對(duì)浮箱池進(jìn)行補(bǔ)水的具體過程如下:反應(yīng)池內(nèi)液體先經(jīng)過水孔，然后通過潷水板中部通孔流入伸縮式補(bǔ)水管內(nèi)，再由排水總管流入浮箱池。
10.根據(jù)權(quán)利要求7或9所述的浮力升降式潷水器的實(shí)現(xiàn)方法，其特征在于，所述浮動(dòng)閥芯封堵住伸縮式補(bǔ)水管的具體過程如下:浮環(huán)和浮動(dòng)閥芯跟隨反應(yīng)池內(nèi)液面上升，當(dāng)浮動(dòng)閥芯上端觸碰到限位板后，其不再跟隨反應(yīng)池液面上升，浮環(huán)則繼續(xù)跟隨反應(yīng)池液面上升，直至浮動(dòng)閥芯底部 與連接在潷水板中部通孔的伸縮式補(bǔ)水管管口接觸并堵住管口為止。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種浮力升降式潷水器，主要解決了現(xiàn)有潷水器結(jié)構(gòu)復(fù)雜、易損、安裝和維護(hù)不便、成本高等問題。該浮力升降式潷水器包括具有潷水堰口的潷水槽，通過伸縮式排水支管與潷水槽連通的排水總管，設(shè)置在排水總管出水口的排水閥，以及利用浮力帶動(dòng)潷水槽升降的浮動(dòng)升降機(jī)構(gòu)；其中，所述浮動(dòng)升降機(jī)構(gòu)包括內(nèi)部漂浮有浮箱的浮箱池，浮箱通過托架與潷水槽固定連接并與潷水槽同步運(yùn)動(dòng)，浮箱池底部與排水總管連通。在上述結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，本發(fā)明還公開了其實(shí)現(xiàn)方法。本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、無易損件、性價(jià)比高，適合推廣應(yīng)用。
文檔編號(hào)C02F3/12GK103073106SQ20131004908
公開日2013年5月1日 申請(qǐng)日期2013年2月7日 優(yōu)先權(quán)日2013年2月7日
發(fā)明者申小頌 申請(qǐng)人:成都信息工程學(xué)院