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水力自控限流截污閘門系統

發布時間:2020-1-26 8:19:38  中國污水處理工程網

  申請日2019.09.30

  公開(公告)日2019.12.06

  IPC分類號E03F5/04; E03F7/02

  摘要

  本發明旨在提供一種設計合理、限流精確、且制造成本低的水力自控限流截污閘門裝置。所述一種水力自控限流截污閘門裝置設于截污井內的排污口處,包括閘室以及安裝在所述閘室內的平底面浮箱、傳動組件、閘門和限制所述浮箱上浮在允許范圍的限位套。通過采用平底面的所述浮箱,減少了所述浮箱的吃水深度,在所述閘室內水深較淺的情況下,也能夠通過所述傳動組件及時帶動所述閘門,自動控制所述閘門的開啟高度,起到了在降雨時精確限制流入排污口水量的作用;通過設置所述限位套,在暴雨期間使所述閘門也有一個最小的開啟高度,實現精確限流而不是斷流的設計。本發明應用于合流制排水的技術領域。

  權利要求書

  1.一種水力自控限流截污閘門裝置,所述一種水力自控限流截污閘門裝置設于截污井(1)內,所述截污井(1)的進水口(2)連通合流制排水管,所述截污井(1)的排污口(3)連通排污管,所述截污井(1)的泄洪口(4)連通下游河道或管道,其特征在于:所述一種水力自控限流截污閘門裝置包括閘室(5)以及安裝在所述閘室(5)內的平底面浮箱(6)、傳動組件(7)、閘門(8)和限制所述浮箱(6)上浮在允許范圍的限位套(9),所述浮箱(6)通過所述傳動組件(7)與閘門(8)傳動連接,并且所述浮箱(6)與所述閘門(8)的運動方向相反。

  2.根據權利要求1所述的一種水力自控限流截污閘門裝置,其特征在于:所述閘室(5)位于所述截污井(1)的蓋板(10)相錯位的下方,所述閘室(5)由框架(11)以及設于所述框架(11)上的頂面封板(12)、側面封板(13)和格柵(14)組成。

  3.根據權利要求1所述的一種水力自控限流截污閘門裝置,其特征在于:所述截污井(1)的所述進水口(2)與所述泄洪口(4)同軸設置且底面標高相同,所述排污口(3)的頂面標高等于或低于所述泄洪口(4)的底面標高,所述閘室(5)設于所述排污口(3)處,且位于所述進水口(2)與所述泄洪口(4)軸線的一側。

  4.根據權利要求1所述的一種水力自控限流截污閘門裝置,其特征在于:所述框架(11)呈長方體結構設置,所述框架(11)通過若干個螺栓與所述截污井(1)的井壁和底板固定連接,所述框架(11)靠近所述排污口(3)處與所述截污井(1)的井壁之間設有倒U形密封止水板(15),所述框架(11)由若干個立柱(16)、若干個橫梁(17)、若干個螺栓和若干個螺母組裝而成。

  5.根據權利要求1所述的一種水力自控限流截污閘門裝置,其特征在于:所述傳動組件(7)包括與所述浮箱(6)固定連接的第一豎桿(18)、與所述閘門(8)固定連接的第二豎桿(19)、分別設于所述第一豎桿(18)和所述第二豎桿(19)上的第一齒條(20)和第二齒條(21)、與相應的所述第一齒條(20)和所述第二齒條(21)相齒合的第一齒輪(22)和第二齒輪(23)以及固裝在所述第一齒輪(22)與所述第二齒輪(23)之間的傳動軸(24),所述閘門(8)和所述浮箱(6)位于所述傳動軸(24)的不同側。

  6.根據權利要求5所述的一種水力自控限流截污閘門裝置,其特征在于:所述第一豎桿(18)貫穿所述浮箱(6)的頂部并與所述浮箱(6)底部的內壁相連接,所述第二豎桿(19)通過安裝座(25)與所述閘門(8)固定連接,若干個所述安裝座(25)位于所述閘門(8)的內側壁上。

  7.根據權利要求5所述的一種水力自控限流截污閘門裝置,其特征在于:所述傳動組件(7)上設有兩個分別與所述第一豎桿(18)和所述第二豎桿(19)相配合的導向限位組件(26),所述導向限位組件(26)包括安裝套(27)、與所述安裝套(27)固定連接的軸承套(28)以及若干個均適配安裝在所述安裝套(27)上的第一滾輪(30),相應的所述第一齒條(20)或所述第二齒條(21)和若干個所述第一滾輪(30)圍繞相應的所述第一豎桿(18)或所述第二豎桿(19)的表面分布,并且所述第一滾輪(30)與相應的所述第一豎桿(18)或所述第二豎桿(19)相接觸,所述軸承套(28)通過適配安裝在所述傳動軸(24)的軸承(29)與所述傳動軸(24)活動連接。

  8.根據權利要求7所述的一種水力自控限流截污閘門裝置,其特征在于:所述軸承(29)、所述第一齒輪(22)和所述第二齒輪(23)的兩側設有與所述傳動軸(24)相適配的擋圈(31)。

  9.根據權利要求1所述的一種水力自控限流截污閘門裝置,其特征在于:所述閘門(8)的兩側上均設有閘門槽(32),所述閘門(8)滑動配合在所述閘門槽(32)內,兩個所述閘門槽(32)沿向上延伸有擋水板(33),所述閘門(8)上設有頂端止水板和側端止水板。

  10.根據權利要求5所述的一種水力自控限流截污閘門裝置,其特征在于:所述限位套(9)包括底座(34)以及若干個適配安裝在所述底座(34)上的第二滾輪(35),若干個所述第二滾輪(35)圍繞所述第一豎桿(18)表面分布并且若干個所述第二滾輪(35)均與所述第一豎桿(18)相接觸。

  說明書

  一種水力自控限流截污閘門裝置

  技術領域

  本發明涉及一種合流制排水的技術領域,特別涉及一種水力自控限流截污閘門裝置。

  背景技術

  合流制是用同一條管道收集和輸送雨水和生活污水的排水方式,也是造成水環境污染的排水方式,因此,應該采取截污措施,但現行截污井及其裝置存在諸多問題,嚴重影響了截污效果。

  現行截污井及其裝置存在的問題是:

  1、普通截污井沒有配置限流截污裝置。暴雨期間,進入排污口的雨污混合水隨著截污井內水位的升高而不斷加大,往往遠超設計的截污量。當無需處理的低濃度雨污混合水大量進入排污系統后,既會造成污水處理廠工藝要求的菌群難以成活,也會造成污水處理廠不堪重負。

  2、有的截污井安裝了旋流限流閥,它的閥腔不含任何活動部件,通過在閥腔中部形成空氣柱來減少過水斷面積以達到限制和控制截流量的目的。雖然旋流限流閥的作用可使截污井內水位的升高對進入排污口的雨污混合水無明顯增加,但產品造價昂貴,且產品的型號須由UFT公司采用專門開發的計算機程序來確定。

  3、有的截污井安裝了凸底面的浮球(或浮筒)形成水力自控截污閘門,暴雨期間,當截污井內水位上升到一定位置時完全關閉排污口閘門,在關閉排污口閘門的過程中,由于在截污井內水位較低時動作遲緩,存在進入排污口的水量遠超設計截污流量的問題。雨停之后應該自動開啟排污口閘門,但由于截污井的泄洪口底標高往往難以滿足在河道設計洪水位或受納管道設計水位以上的規定,因此,當截污井內水位較高、且河道或管道水位仍高于截污井內水位時,即使在泄洪口安裝了拍門或鴨嘴閥防止倒灌,也不會因此使排污口閘門自動開啟,只能等待河道或管道水位下降促使截污井內水位隨之下降,排污口閘門才能自動開啟,這一時期的污水出路將外溢到河道或管道,存在截污功能缺陷。

  4、有的截污井安裝了電力控制裝置,實現自動或遠距離對排污口閘門(或閥門)的開啟和關閉,從而控制截污流量。雖然該裝置具有限流準確的特點,但需要使用電力,且產品造價昂貴。

  發明內容

  本發明所要解決的技術問題是克服現有技術的不足,提供了一種設計合理、截污效果好、并且制造成本低的水力自控限流截污閘門裝置。

  本發明所采用的技術方案是:所述一種水力自控限流截污閘門裝置設于截污井內,所述截污井的進水口連接合流制排水管,所述截污井的排污口連接排污管,所述截污井的泄洪口連接下游河道或管道,所述一種水力自控限流截污閘門裝置包括閘室以及安裝在所述閘室內的平底面的浮箱、傳動組件、閘門和限制所述浮箱上浮在允許范圍的限位套,所述浮箱通過所述傳動組件與所述閘門傳動連接,所述閘門控制所述排污口的排污水量,并且所述浮箱與所述閘門的運動方向相反。

  由上述方案可見,利用所述浮箱的浮力和重力,可以通過水力自動控制所述閘門的升降;通過采用平底面的所述浮箱,減少了所述浮箱的吃水深度,在所述閘室內水深較淺的情況下,也能夠通過所述傳動組件及時帶動所述閘門,自動控制所述閘門的開啟高度,其限流截污效果好;通過設置所述限位套,進而控制所述閘門有一個最小的開啟高度,使所述水力自控限流截污閘門裝置起到精確限流而不是斷流的作用。其工作特性為:晴天污水將全部落入所述排污口,所述閘門處于全開啟狀態;初雨階段,所述閘室內的水位將隨降雨量增加而不斷上升、所述閘門的開啟高度隨之不斷下降,進入所述排污口的雨污混合水的流量將呈現一個漸漸變大到漸漸變小的過程,當所述閘門即將起到壓縮所述排污口過水斷面積時,進入排污口的最大流量為設計截污倍數與設計晴天污水流量的積;暴雨階段,盡管所述閘室的水位不斷上升,但由于所述浮箱受到所述限位套的阻擋,所述閘門將維持在最小的開啟高度,在此期間進入排污口的流量將小于設計晴天污水流量。解決了現行水力自控截污閘門使進入排污口的流量遠超設計截污流量的問題;同時也避免了現行水力自控截污閘門在河道或管道高水位期間有可能出現不能自動開啟的問題;且本裝置的造價低于現有技術的旋流限流閥或電力控制的截污裝置,有利于提升截污效果和推廣使用。

  一個優選方案是,所述閘室位于所述截污井的蓋板相錯位的下方,所述閘室由框架和所述框架的頂面封板、側面封板、格柵組成,所述浮箱、所述傳動組件、所述閘門和所述限位套均位于所述閘室的內部。

  由上述方案可見,通過將所述閘室與所述蓋板錯位設置,有利于檢修人員進入所述截污井或清除漂浮物;所述頂面封板的設置,有利于保護所述浮箱、所述傳動組件、所述閘門和所述限位套;所述側面封板的設置,起到避免水流對所述浮箱造成水平漂移的作用;所述格柵的設置,起到既讓污水流入又不讓漂浮物進入所述閘室的作用。

  一個優選方案是,所述進水口與所述泄洪口同軸設置且底面標高相同,所述排污口的內頂標高等于或低于所述泄洪口的底面標高,所述閘室設于所述排污口處,且位于所述進水口與所述泄洪口軸線的一側,所述泄洪口的底面標高高于下游河道設計水位或管道設計水位。

  由上述方案可見,所述進水口與所述泄洪口的設置方式有利于暴雨洪水的排放,所述排污口的設置方式有利于晴天污水進入所述排污口,防止晴天污水經過泄洪口排入下游河道或管道;設置所述泄洪口的底面標高高于下游河道設計水位或管道設計水位,有利于防止河水倒灌進入所述截污井,如果泄洪口的底面標高不滿足在河道設計洪水位或管道設計水位以上的規定,應設置拍門或鴨嘴閥。

  一個優選方案是,所述框架呈長方體結構設置,所述框架通過若干個螺栓與所述截污井的井壁和底板固定連接,所述框架靠近所述排污口處與所述截污井的井壁之間設有倒U形密封止水板,所述框架由若干個立柱、若干個橫梁、若干個螺栓和若干個螺母組裝而成。

  由上述方案可見,由若干個所述立柱、若干個橫梁組裝而成所述框架,便于搬進所述截污井內,并且安裝簡單;通過所述螺栓,使得所述框架固定在所述截污井內,起到避免所述框架發生晃動和防止因所述浮箱帶動而上浮的作用;設置所述倒U形密封板,起到阻止水流沿所述框架與所述井壁之間的空隙不受所述閘門控制進入所述排污口的作用。

  一個優選方案是,所述傳動組件包括與所述浮箱固定連接的第一豎桿、與所述閘門固定連接的第二豎桿、分別設于所述第一豎桿和所述第二豎桿上的第一齒條和第二齒條、與相應的所述第一齒條和所述第二齒條相齒合的第一齒輪和第二齒輪以及固裝在所述第一齒輪與所述第二齒輪之間的傳動軸,所述閘門和所述浮箱位于所述傳動軸的不同側。

  由上述方案可見,當所述閘室內水位上升時,所述浮箱將隨之上浮,帶動所述第一豎桿向上運動,并通過所述第一齒條帶動所述第一齒輪、所述傳動軸、所述第二齒輪轉動,進而帶動所述第二豎桿運動,且由于所述第一豎桿和所述第二豎桿分布在所述傳動軸的不同側,使得所述第一豎桿向上運動時,所述第二豎桿向下運動,最終實現所述閘門向下運動;反之,當所述閘室內水位下降時,最終實現所述閘門向上運動。

  一個優選方案是,所述第一豎桿貫穿所述浮箱的頂部并與所述浮箱底部內壁的凹形座或凸形座連接,所述第二豎桿通過安裝座與所述閘門固定連接,若干個所述安裝座位于所述閘門的內側壁上,所述安裝座在工廠內與所述閘門焊接。

  由上述方案可見,可以避免所述第一豎桿與所述浮箱和所述第二豎桿與所述閘門的連接成為活動鉸,有利于所述第一豎桿、所述第二豎桿上下運動時不失穩。

  一個優選方案是,所述傳動組件上設有兩個分別與所述第一豎桿和所述第二豎桿相配合的導向限位組件,所述導向限位組件包括安裝套、與所述安裝套固定連接的軸承套,所述安裝套上適配安裝若干個第一滾輪,所述第一齒條或所述第二齒條和所述第一滾輪圍繞相應的所述第一豎桿或所述第二豎桿的表面分布,并且所述第一滾輪與相應的所述第一豎桿或所述第二豎桿相接觸,第一齒條和第二齒條與相應的第一豎桿和第二豎桿在工廠內焊接;所述軸承套通過適配固裝在所述傳動軸上的軸承與所述傳動軸活動連接;所述安裝套與所述軸承套在工廠內焊接;所述導向限位組件采用螺桿、螺母與所述橫梁固定連接。

  由上述方案可見,通過設置所述導向限位組件,起到了固定所述傳動軸包括所述第一齒輪和所述第二齒輪空間位置的作用,并減少對所述第一豎桿或所述第二豎桿因導向而產生的摩擦阻力,同時還減少對所述傳動軸產生的摩擦阻力。

  一個優選方案是,所述軸承、所述第一齒輪和所述第二齒輪的兩側設有與所述傳動軸相適配的擋圈。

  由上述方案可見,起到防止所述軸承、所述齒輪沿所述傳動軸的軸向移動的作用。

  一個優選方案是,所述閘門的兩側上均設有閘門槽,所述閘門滑動配合在所述閘門槽內,兩個所述閘門槽向上延伸有擋水板,所述閘門上設有頂端止水板和側端止水板,所述閘門槽與所述擋水板在工廠內焊接;所述閘門槽、所述擋水板采用若干個螺栓、螺母與所述框架的所述橫梁固定;所述閘門槽的高度略高于所述排污口的高度。

  由上述方案可見,所述閘門槽、所述擋水板以及所述頂端止水板、所述側端止水板的設置,起到阻止水流沿所述擋水板與所述排污口之間的空隙不受所述閘門控制進入所述排污口的作用。設置所述閘門槽的高度略高于所述排污口的高度,可以起到對所述閘門限位導向的作用。

  一個優選方案是,所述限位套包括與所述橫梁采用螺桿、螺母固定連接的底座以及若干個適配安裝在所述底座上的滾輪,若干個所述第二滾輪圍繞所述第一豎桿表面分布并且若干個所述滾輪均與所述第一豎桿相接觸。

  由上述方案可見,所述限位套的設置,起到限制所述浮箱上浮在允許范圍內的作用,并減小對所述第一豎桿導向時的摩擦阻力,在所述閘室高水位時控制所述閘門有一個最小的開啟高度,實現本方案的精確限流而不是斷流的設計。(發明人杜曲;皮凌華;杜佐道;杜娟)

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