雨水管道用旋流沉砂池的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于城市排水技術(shù)領(lǐng)域，具體是一種旋流沉砂池，用于雨水管道系統(tǒng)中，通過沉淀方式去除水中砂粒等顆粒物。
【背景技術(shù)】
[0002]由于暴雨沖刷、路面運輸遺撒等原因，雨水中會含有一定量的重質(zhì)固體顆粒物，這些固體顆粒物進入管道并沉積下來，就會造成排水不暢，是城市內(nèi)澇的主要成因之一。因此，去除水中砂粒，是城市排水領(lǐng)域中一項重要需求。目前在雨水管系中，廣泛采用的是沉砂井結(jié)構(gòu)來滯留水中重質(zhì)顆粒物。沉砂井是在排水管道一定位置上設(shè)置的井狀構(gòu)筑物，井底高程低于管底高程，含砂水流通過時由于過流斷面加大而流速降低，造成了有利于砂粒下沉的流動狀態(tài)，砂粒沉降于井底，在管網(wǎng)養(yǎng)護時清淘出去;但是，研究觀測和管網(wǎng)淤塞的事實表明，目前在用沉砂井結(jié)構(gòu)的除砂效果并不理想。針對這一問題，也有一些新開發(fā)技術(shù)，例如中國專利CN203393835U。分流制雨水排放口末端攔污沉砂井;CN204411885U。一種居住小區(qū)污水格柵沉砂池，CN204395624U。一種雙層過濾沉砂池等，這些技術(shù)旨在通過物理攔截方式除砂，但除砂效果提升的同時必然加大水流阻力，嚴重影響系統(tǒng)泄洪能力，依然不能解決城市內(nèi)澇問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明所述雨水用旋流沉砂池，旨在解決砂粒有效沉淀和大流量下水流阻力問題。
[0004]本發(fā)明解決問題所采用的技術(shù)方案是:所述旋流沉砂池包括一進水管，一出水管，一中心筒，一池體，一集砂斗和一消能格柵。圓形池體的上部為圓柱形，下部為上大下小的圓臺形，池體下面與集砂斗連接，在集砂斗內(nèi)上部空間設(shè)置消能格柵;進水管沿逆時針方向與沉砂池上部圓柱形池體內(nèi)圓相切；中心筒上邊緣高程低于進水管上緣高程，但高于進水管下緣高程，中心筒與出水管相連接。消能格柵具有橫斷面為網(wǎng)格狀，縱向一定高度的類似蜂窩狀結(jié)構(gòu)物。
【附圖說明】
[0005]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進一步說明。
[0006]圖1是本發(fā)明原理示意圖，圖2是所述旋流沉砂池局部軸剖面圖，圖3是俯視圖，圖4是所述消能格柵示意圖。本發(fā)明的外形并不受示意圖的限制，僅外形改變也屬于本專利的保護范圍。
[0007]本發(fā)明包括進水管I，出水管2，中心筒3，池體4，集砂斗5和消能格柵6，池體4的上部為圓柱形，下部為上大下小的圓臺形，圓臺下面與集砂斗5連接，在集砂斗5內(nèi)的上部空間設(shè)置消能格柵6，中心筒3上邊緣高程低于進水管I上緣高程，但高于進水管I下緣高程。
[0008]本發(fā)明的工作原理:含砂水流沿切向進入圓形池體4的內(nèi)部空間并邊旋轉(zhuǎn)邊向下流動，再通過中心筒3向上流動，最后通過出水管2流出。在水流邊旋轉(zhuǎn)邊向下流動過程中，水中重質(zhì)顆粒物在離心力作用向外運動，特別是在圓臺形狀部分，圓周運動半徑減小導致的科里奧利力(Cor1lis force)和過流面積減小導致速度加大對離心力起到雙重強化作用，加速重質(zhì)顆粒物從水中分離出去。顆粒物斜向下沉淀于池體4下部的圓臺側(cè)面上并在重力作用下落入集砂斗5中，消能格柵6可消減水流對集砂斗5中水體的擾動，避免已經(jīng)沉淀下來的顆粒物再次懸浮并隨水流逸出。中心筒3上邊緣高程低于進水管I上緣高程，但高于進水管I下緣高程，其目的在于使中心筒3上邊緣形成一個環(huán)形薄壁堰，流量較小時，進水管I中水位較低，環(huán)形薄壁堰阻擋水流直接進入中心筒3，而是強制向下作旋流運動，加大了有效水力停留時間和顆粒物與固體壁面的碰撞機會，有利于顆粒物沉淀;暴雨時流量大，進水管I水位高，當高于中心筒3上邊緣時，水流直接進入中心筒3而后直接進入出水管2，水流阻力自動大幅降低，有利于泄洪。
【具體實施方式】
[0009]圖1是實施方式示意圖，包括進水管I，出水管2，中心筒3，池體4，集砂斗5和消能格柵6，池體4和集砂斗5采用鋼筋混凝土現(xiàn)澆或金屬板材焊接或工程塑料注塑結(jié)構(gòu)，消能格柵6和中心筒3采用耐蝕金屬材料或工程塑料，中心筒3上邊緣高程低于進水管I上緣高程，但高于進水管I下緣高程，例如與進水管I的軸線平齊。
[0010]實施本發(fā)明所帶來的有益效果:第一、在小流量下，水中重質(zhì)顆粒物可有效沉淀；第二、在大流量下，水流阻力自動變小，有利于泄洪;第三、有效避免沉淀后的顆粒物再次懸浮而隨水流逸出。
[0011]應當指出，對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明專利原理的前提下，還可以做出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也應視為本發(fā)明專利的保護范圍。
【主權(quán)項】
1.一種雨水管道用旋流沉砂池，包括一進水管，一出水管，一中心筒，一圓形池體，一集砂斗，一消能格柵；圓形池體的上部為圓柱形，下部為上大下小的圓臺形，池體下面與集砂斗連接，在集砂斗內(nèi)上部空間設(shè)置消能格柵，進水管沿逆時針方向與沉砂池上部圓柱形池體內(nèi)圓相切;其特征在于中心筒的上邊緣高程低于進水管上緣高程，但高于進水管下緣高程，中心筒與出水管相連接。2.根據(jù)權(quán)利要求一所述的雨水管道用旋流沉砂池，其特征在于消能格柵是具有橫斷面為網(wǎng)格狀，縱向一定高度的結(jié)構(gòu)物。
【專利摘要】<b>雨水管道用旋流沉砂池，</b>本發(fā)明涉及一種安裝在雨水排水系統(tǒng)中，用于將水中砂粒等顆粒物通過沉淀方式去除的裝置，包括進水管1，出水管2，中心筒3，池體4，集砂斗5和消能格柵6，池體4的上部為圓柱形，下部為上大下小的圓臺形，圓形池體4下面與圓柱形集砂斗5連接，在集砂斗5內(nèi)的上部空間設(shè)置消能格柵6。含砂水流沿切向進入圓形池體4，旋轉(zhuǎn)向下流動，再通過中心筒3向上流動，最后通過出水管2流出；水中密度較大的顆粒物向下沉淀于池體4下部的圓臺側(cè)面上并在重力作用下落入集砂斗5中，消能格柵6用于消減水流對集砂斗5中水體的擾動，避免已經(jīng)沉淀下來的顆粒物再次懸浮而隨水流逸出。
【IPC分類】E03F5/14
【公開號】CN105587032
【申請?zhí)枴緾N201511001942
【發(fā)明人】王文海, 崔宇, 林翔, 王亞婧, 田歡, 李芃抒, 王耀堂, 汪燕
【申請人】北京建筑大學
【公開日】2016年5月18日
【申請日】2015年12月29日