CN110478977B - 一种螺旋流自排沙式沉沙过滤池 - Google Patents

一种螺旋流自排沙式沉沙过滤池 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种螺旋流自排沙式沉沙过滤池，涉及农业灌溉技术领域。包括沉沙池，所述沉沙池的尾端设置有清水池，所述沉沙池的前端设置有进水闸，所述清水池的后端设置有出水闸，所述沉沙池和清水池之间的墙体上设置有第一缺口，所述第一缺口的底面上设置有多个溢流槽。所述沉沙池内的调流板将所述沉沙池的内部空间分割为稳流段和沉沙段。所述沉沙段的底部设置有至少两根排沙涡管，所述排沙涡管的一端穿过所述沉沙池的侧壁延伸至所述沉沙池的外部，位于所述沉沙池内部的排沙涡管上设置有第二缺口。该沉沙过滤池能够在最短的有效长度内，达到沉沙过滤的双重效果，大大提高了沉沙效率，满足地表水进入沟、渠进行灌溉的要求。

Description

一种螺旋流自排沙式沉沙过滤池
技术领域
本发明涉及农业灌溉技术领域，具体地说是一种螺旋流自排沙式沉沙过滤池。
背景技术
目前我国水资源短缺和水资源污染的问题日益严重，广泛开展节水灌溉农业的研究是必然趋势。用于节水灌溉技术中的水源绝大多数为地表水，但是大部分的地表水中的泥沙含量较高，如果将地表水直接用于灌溉***，必然会造成管道等设施的堵塞，不利于农业灌溉。因此，节水灌溉技术需要含沙量很少的水源，那么需要在进行灌溉之前就必须要对地表水中的泥沙进行净化处理。
为了达到这一目的，目前比较常用的是沉沙池，但是传统的沉沙池沉沙效果不好，沉沙不够彻底，仍然无法达到灌溉的要求。另外，由于传统的沉沙池仅是靠水在流动的过程中自然沉沙，沉沙的行程长。
发明内容
针对上述问题，本发明提供了一种螺旋流自排沙式沉沙过滤池，能够在最短的有效长度内，达到沉沙过滤的双重效果，大大提高了沉沙效率，满足地表水进入沟、渠进行灌溉的要求，能够促进节水灌溉农业的发展。
本发明解决其技术问题所采取的技术方案是：
一种螺旋流自排沙式沉沙过滤池，包括沉沙池，所述沉沙池的尾端设置有清水池，所述的沉沙池和清水池共同形成了L型结构；
所述沉沙池的前端设置有进水闸，所述清水池的后端设置有出水闸，所述沉沙池和清水池之间的墙体上设置有第一缺口；
所述的沉沙池内设置有调流板，所述的调流板将所述沉沙池的内部空间沿着水流动的方向依次分割为稳流段和沉沙段，所述的调流板上设置有调流孔；
所述沉沙段的底部设置有至少两根排沙涡管，所述排沙涡管的一端穿过所述沉沙池的侧壁延伸至所述沉沙池的外部，且位于所述沉沙池外部的排沙涡管上设置有排沙阀，位于所述沉沙池内部的排沙涡管上设置有第二缺口。
进一步地，所述的清水池内位于所述溢流槽的下方固定设置有过滤网。
进一步地，所述清水池的远离沉沙池的一侧设置有冲污池，所述冲污池的后端设置有排污闸，所述冲污池的高度与所述清水池的高度相等，且低于所述沉沙池的高度，所述的过滤网位于所述清水池的上方，且倾斜设置。
进一步地，所述排沙涡管的直径为静水沉沙段水深的1/5-1/3，且所述的排沙涡管沿着水流动的方向按照直径依次递减的方式排列。
进一步地，所述第二缺口对应的圆心角α为90°，且所述第二缺口的上端与所述沉沙池的底面平齐。
进一步地，所述第一缺口的底面上设置有多个溢流槽，且所述溢流槽的一端延伸至所述沉沙池的内部。
进一步地，所述调流板上调流孔的直径从下往上依次减小，从两侧向中间依次减小。
进一步地，所述排沙涡管与所述沉沙池的轴线之间的夹角为45°-90°。
进一步地，所述第一缺口的尾端与所述沉沙池的尾端之间的距离为沉沙池长度的1/6。
进一步地，所述沉沙池底面呈顺坡的形式，且底面比降为1/250-1/1000。
本发明的有益效果是：
1、进入沉沙池的河水在有限的长度内，能在调流板处减弱来水的紊动强度，降低流速，调节水流沿横向和垂向分布，使水流流速分布尽可能的均匀，有利于水流中泥沙的沉降。
2、沿水流方向等距埋设若干根顶部开口的排沙涡管，当沉沙池底部高含沙量水流切向进入排沙涡管后，在排沙涡管内会产生螺旋流，利用螺旋流排出落到沉沙池底部的粗颗粒泥沙和水流中的部分中粗颗粒泥沙，这样可以达到不中断供水、连续排沙的效果，提高排沙效率。
3、为了避免水流在沉沙池尾部因池壁的阻挡以及第一缺口溢流而导致水流产生局部的回旋，所以在第一缺口上加设溢流槽，且所述溢流槽的一端延伸至所述沉沙池的内部。从而降低出池水流的含沙量。
4、不锈钢过滤网能拦截溢出沉沙池的水流中的粉细沙，这样达到了二次沉沙过滤的目的，进一步提高沉沙效率。
5、采用一种螺旋流自排沙式沉沙过滤池还具有连续冲洗沉沙池的优点，沉沙效率高，结构简单，运转灵活，投入和运行成本低等特点。
附图说明
图1为沉沙过滤池的平面示意图；
图2为图1中的A-A剖视图；
图3为图1中的B-B剖视图；
图4为图1中的C-C剖视图；
图5为图4中A部分的放大结构示意图；
图6为图4中B部分的放大结构示意图；
图7为调流板上调流孔的分布示意图；
图8为实施例二中沉沙过滤池的平面示意图；
图中：1-沉沙池，11-进水闸，12-调流板，121-调流孔，13-排沙涡管，131-排沙阀，132-第二缺口，14-第一缺口，15-溢流槽，2-清水池，21-出水闸，22-过滤网，3-冲污池，31-排污闸。
具体实施方式
为了方便描述，现以沉沙池1中水的流动方向为基准，将沉沙池1中水流流动的方向定义为后，相应的，沉沙池1中的来水方向为前。
实施例一
如图1所示，一种螺旋流自排沙式沉沙过滤池包括沉沙池1，所述沉沙池1的尾端设置有清水池2，所述的沉沙池1和清水池2共同形成了L型结构，且如图2所示，所述清水池2的高度小于所述沉沙池1的高度。所述沉沙池1的前端设置有进水闸11，所述清水池2的后端设置有出水闸21。所述沉沙池1和清水池2之间的墙体上设置有第一缺口14，所述沉沙池1内的水经过第一缺口14侧向溢流到所述的清水池2内，并经清水池2的出水闸21流出，用于农田灌溉。
如图1所示，所述的沉沙池1内位于所述沉沙池1的前端设置有调流板12，且所述的调流板12上设置有调流孔121。所述的调流板12将所述沉沙池1的内部空间沿着水流动的方向依次分割为稳流段和沉沙段。通过设置调流板12，能够在调流板12处减弱来水的紊动强度，降低流速，调节水流沿横向和垂向分布，使水流流速分布尽可能的均匀，有利于水流中泥沙的沉降。
进一步地，如图7所示，根据调流孔121直径的大小，所述调流板12上调流孔121的布设遵循上小下大，两边大，中间小的原则。即所述调流板上调流孔的直径从下往上依次减小，从两侧向中间依次减小。
如图4所示，所述的沉沙段的底部设置有至少两根用于排沙的排沙涡管13，且所述的排沙涡管13与所述沉沙池1的轴线呈一定的夹角。所述排沙涡管13的下游端穿过所述沉沙池1的侧壁延伸至所述沉沙池1的外部，且所述排沙涡管13的下游端设置有排沙阀131。作为一种具体实施方式，本实施例中所述沉沙段的底部设置有五根排沙涡管13，且所述排沙涡管13与所述沉沙池1的轴线之间的夹角大于45°，小于90°。
所述的排沙涡管13为一截面呈圆形的圆管，且所述排沙涡管13位于沉沙池1内的部分的上侧设置有第二缺口132，优选的，所述缺口的上平面与所述沉沙池1的底面平齐。
这样，如图5所示，这样，当水流经过涡管的第二缺口132时，沉沙池1底部高含沙量水流会沿切向进入排沙涡管13，并在排沙涡管13内会产生螺旋流，利用螺旋流排出落到沉沙池1底部的粗颗粒泥沙和水流中的部分中粗颗粒泥沙，这样可以达到不中断供水、连续排沙的效果，提高排沙效率。
进一步地，如图5所示，所述第二缺口132对应的圆心角α为90°。
进一步地，如图5所示，所述排沙涡管13的直径
D涡＝(1/5-1/3)h静
式中：h静为静水沉沙段的水深，所述静水沉沙段就是经过调流板12后流速逐渐达到稳流的时候的水深。
且所述的排沙涡管13沿着水流动的方向按照直径依次递减的方式排列，这样，可以实现沉沙过程的沿程分选沉降，优化排沙涡管13的尺寸，使其在一定的泄流比的条件下，极大提高排沙效率。
进一步地，所述排沙涡管13的下游端的高度低于上游端的高度，这样有利于泥沙流向排沙口，防止泥沙在排沙涡管13中堵塞，降低排沙效率。
如图4所示，所述沉沙池1和清水池之间的墙体上设置有一第一缺口14，且所述第一缺口14的尾端与所述沉沙池1的尾端之间具有一定的距离M，优选的，所述的距离M为为沉沙池1长度的1/6。这样可以避免因沉沙池1尾部池壁的阻挡以及侧向溢流而导致水流产生局部的回旋。
进一步地，为了避免沉沙池1中的沙子进入到清水池2内，综合图1、图3和图4可知，所述第一缺口14的底面上设置有多个溢流槽15，所述溢流槽15的上侧面与所述第一缺口14的底面平齐，且所述溢流槽15的一端延伸至所述沉沙池1的内部。这样就可以只让表层含沙量很低的水溢出，从而大大提高沉沙池1的沉沙效率。优选的，所述溢流槽15的内端延伸至所述沉沙池1宽度的1/3处。即所述溢流槽15延伸至所述沉沙池1内的部分的长度等于所述沉沙池1宽度的1/3。
如图1和图3所示，所述的清水池2内位于所述溢流槽的下方固定设置有过滤网22，所述清水池2的后端设置有出水闸21。
优选的，所述的过滤网22为100目。
进一步地，如图1所示，所述清水池2的远离沉沙池1的一侧设置有冲污池3，且所述冲污池3的后端设置有排污闸31。所述的不锈钢过滤网22倾斜设置，靠近沉沙池1一端的高度高于远离沉沙池1一端的高度，且所述过滤网22的远离沉沙池1的一端位于所述清水池2侧壁的上方。这样就能够过滤侧向溢流的水流，将粒径大于目数要求的泥沙拦截在网上。
这样，在对侧向溢流的水流进行过滤时，泥沙和浮游杂质能被侧向溢流的水流冲进冲污池3。
进一步地，所述沉沙池1底面呈顺坡的形式，即沿着水流的方向所述沉沙池1底面的高度逐渐降低，且底面比降为1/250-1/1000。
本专利中，所述进水闸、出水闸、排污闸和排沙闸的本身结构及其安装结构均属于现有技术，在此不再赘述。
实施例二
如图8所示，所述的排沙涡管13垂直与所述沉沙池1的轴线，所述排沙涡管13的一端延伸至所述沉沙池1的外部，且所述排沙涡管13的延伸至所述沉沙池1外部的一端设置有排沙阀131，设置有排沙阀131一端的高度低于另一端的高度，其余结构同实施例一。

Claims (7)

1.一种螺旋流自排沙式沉沙过滤池，包括沉沙池，其特征在于：所述沉沙池的尾端设置有清水池，所述的沉沙池和清水池共同形成了L型结构；
所述沉沙池的前端设置有进水闸，所述清水池的后端设置有出水闸，所述沉沙池和清水池之间的墙体上设置有第一缺口；
所述的沉沙池内设置有调流板，所述的调流板将所述沉沙池的内部空间沿着水流动的方向依次分割为稳流段和沉沙段，所述的调流板上设置有调流孔；
所述沉沙段的底部设置有至少两根排沙涡管，所述排沙涡管的一端穿过所述沉沙池的侧壁延伸至所述沉沙池的外部，且位于所述沉沙池外部的排沙涡管上设置有排沙阀，位于所述沉沙池内部的排沙涡管上设置有第二缺口；
所述排沙涡管的直径为静水沉沙段水深的1/5-1/3，且所述的排沙涡管沿着水流动的方向按照直径依次递减的方式排列；
所述调流板上调流孔的直径从下往上依次减小，从两侧向中间依次减小；
所述沉沙池底面呈顺坡的形式，且底面比降为1/250-1/1000。
2.根据权利要求1所述的一种螺旋流自排沙式沉沙过滤池，其特征在于：所述第一缺口的底面上设置有多个溢流槽，且所述溢流槽的一端延伸至所述沉沙池的内部。
3.根据权利要求2所述的一种螺旋流自排沙式沉沙过滤池，其特征在于：所述的清水池内位于所述溢流槽的下方固定设置有过滤网。
4.根据权利要求3所述的一种螺旋流自排沙式沉沙过滤池，其特征在于：所述清水池的远离沉沙池的一侧设置有冲污池，所述冲污池的后端设置有排污闸，所述冲污池的高度与所述清水池的高度相等，且低于所述沉沙池的高度，所述的过滤网位于所述清水池的上方，且倾斜设置。
5.根据权利要求1所述的一种螺旋流自排沙式沉沙过滤池，其特征在于：所述第二缺口对应的圆心角α为90°，且所述第二缺口的上端与所述沉沙池的底面平齐。
6.根据权利要求1所述的一种螺旋流自排沙式沉沙过滤池，其特征在于：所述排沙涡管与所述沉沙池的轴线之间的夹角为45°-90°。
7.根据权利要求1所述的一种螺旋流自排沙式沉沙过滤池，其特征在于：所述第一缺口的尾端与所述沉沙池的尾端之间的距离为沉沙池长度的1/6。
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