CN111285487B - 一种应用于管内清淤的污泥处理装置 - Google Patents

Abstract

本申请提供一种应用于管内清淤的污泥处理装置，属于管槽污垢防除的移动装置技术领域。清淤单元、砂水分离单元和污泥固化单元依次设置，所述清淤单元包括行走轮、主转轴、转齿、吸泥槽、排泥口、摄像单元和中控，所述行走轮倾斜设置于主转轴下方，以载动主转轴在管内行走；吸泥槽与转齿配合设置，吸泥槽设置有出泥口、吸泥泵，出泥口与排泥口连通，经出泥口转入排泥口，加压输送至砂水分离单元，完成除砂后送至污泥固化单元，加药分离形成泥饼和清水。将本申请应用于污泥防除，特别是管网池淤泥的处理，具有清淤精准、作业稳定等优点。

Description

一种应用于管内清淤的污泥处理装置

技术领域

本申请涉及一种应用于管内清淤的污泥处理装置，属于管槽污垢防除的移动装置技术领域。

背景技术

在管道结构广泛运用于建筑结构及生产活动中，在管道输送物料或废弃物时，不可避免地会出现堵塞问题。针对该问题，一般通过人工疏通或采用压力差进行清理，但都存在不同缺陷：

（1）人工疏通虽能处理较多复杂的堵塞情况，但工作人员所处卫生条件堪忧，且管道所处的视野环境往往是不易直接达到或不允许人们直接进入的，清理难度很大，操作人员还会面临缺氧和空间狭小带来的安全风险，在这种情况下采用机器人替代人工进行操作时，虽然一定程度上避免了上述安全风险，但机器人在清理管道时，大多采用遍历式清淤方式，清淤针对性和目标性不强，管壁上清理下的泥垢在水流不足的情况下，不能被及时带走，容易造成二次沉积和堵塞，且无法实现自动改善操作者观察管道内部的视野环境，进而根据实地情况进行针对性操作。

（2）压力差清理的方式主要包括负压抽吸和高压液体冲刷，在整个管道内产生巨大的压力差进行清堵操作，然而在整个管道内施加压力差进行清理的方式会对管道壁造成相当大的破坏，特别是当这些管道的内壁因为使用年限而老化时，通常会造成管道破损问题。

目前为止，上述两种常用方式均无法很好的实现清淤特别是管道结构清淤。

发明内容

有鉴于此，本申请提供一种可实现精准清淤、可满足应用于管内清淤的污泥处理装置。

具体地，本申请是通过以下方案实现的：

一种应用于管内清淤的污泥处理装置，包括依次设置的清淤单元、砂水分离单元和污泥固化单元，所述清淤单元包括行走轮、主转轴、转齿、吸泥槽、排泥口、摄像单元和中控，行走轮连接有行走驱动器，主转轴位于行走轮上，并由主转轴驱动器驱动其转动，主转轴与转齿之间设置多级伸缩臂，各伸缩臂由伸缩臂驱动器分别驱动，行走驱动器、主转轴驱动器、伸缩臂驱动器和摄像单元均与中控连接，摄像单元采集实时污泥状况并形成信号传递至中控，中控根据信号调节行走驱动器、主转轴驱动器、伸缩臂驱动器工作状态，以适应实时环境清淤需要；所述行走轮倾斜设置于主转轴下方，以载动主转轴在管内行走；所述多级伸缩臂中，至少一级伸缩臂带动转齿做靠近或远离主转轴的运动，至少一极伸缩臂带动转齿摆动；吸泥槽与转齿配合设置，吸泥槽设置有出泥口、吸泥泵，出泥口与排泥口连通，吸泥泵将转齿处的污泥吸入吸泥槽，并经出泥口转入排泥口，加压输送至砂水分离单元，完成除砂后送至污泥固化单元，加药分离形成泥饼和清水。

本案所提供的污泥处理装置，将管网内的污泥先经清淤单元进行清淤处理，再转送至砂水分离单元进行泥砂分离，分离出来的泥水转入污泥固化单元，形成泥饼和清水，清水可直接排出，泥饼可转入后续再利用或干燥处理，即完成管网池中污泥的清除与处理。而清淤单元中，以行走轮作为整个装置在横向上的移动部件，方便主转轴以及与之连接的转齿和吸泥槽做在管内同步移动，行走轮倾斜设置，提高行走轮与待处理管网内壁的接触面积，确保其可以贴管壁行走，在整个移动过程中，只有行走轮与管壁接触，最大程度的减少了移动过程中各部件与管壁接触，有效降低主转轴等器件与管壁的摩擦，从而减少清淤对管道造成的损害；主转轴驱动器、伸缩臂驱动器和摄像单元均与中控连接，摄像单元为中控的信号输入部件，主转轴驱动器和伸缩臂驱动器为中控的信号接收部件，三部分配合，实现多级伸缩臂的伸缩，而主转轴通过多级（至少两级）伸缩臂与转齿实现柔性连接，满足转齿在水平方向上的移动和竖直方向的摆动，从而满足在整体结构稳定的情况下，还能根据实地情况实现转齿的实时调控，最大程度的实现淤泥的破碎，并配合吸泥槽和吸泥泵实现相应位置转齿处理后淤泥的有效排出。

在上述方案基础上，请人对上述清淤单元做进一步的研究，并确定较为优选的清淤单元设置如下：

所述行走轮采用履带结构，履带结构有效扩大行走轮与管壁的接触面积，达到降低管壁单位面积受力的目的；更优选的，所述行走轮优选成对设置，确保受力均匀；所述主转轴位于待处理管网的纵向中轴线上，中轴线上活动空间较大，方便主转轴在管内灵活移动，也给额外安装的其他辅助部件提供了安装空间，因此，可将所述主转轴、摄像单元和排泥口设置于机箱上，主转轴驱动器、伸缩臂驱动器安装于机箱内，在有限空间内保证各部件的高效布局，如主转轴驱动器、伸缩臂驱动器等类似精密器械置于机箱内，避免接触污水造成器械损坏和性能不稳定；所述排泥口与出泥口之间的管道固定在机箱外或内，特别是固定在机箱内时，既可以辅助承受一部分污泥造成的压力，也有利于保证输送稳定。

所述多级伸缩臂包括伸缩臂一、伸缩臂二和连臂，伸缩臂二活动连接于连臂与主转轴之间，伸缩臂一的一端与转齿活动连接，另一端经连臂与主转轴活动连接；更优选的，所述主转轴上固定有支架一，转齿上固定有支架二，支架一上设置转轴一、转轴四，连臂上设置转轴二和转轴五，支架二上设置转轴三，支架一与连臂、连臂与伸缩臂一、伸缩臂一与支架二依次由转轴一、转轴二、转轴三连接，伸缩臂二与支架一、伸缩臂二与连臂依次由转轴四、转轴五连接。当行走轮带动主转轴以及转齿运行时适宜位置时，中控将进一步的信号分别传递至伸缩臂一、伸缩臂二各自对应的伸缩臂驱动器，伸缩臂一对应的伸缩臂驱动器工作时，伸缩臂一延伸或收缩实现水平位置的微调，伸缩臂二对应的伸缩臂驱动器工作时，伸缩臂二延伸或收缩，带动连臂做相对转轴一的摆动，并经伸缩臂一带动转齿做相应摆动，即可改变转齿的高度。上述作业过程，借助于伸缩臂一、伸缩臂二和连臂，即可实现横向位置与纵向高度的调节，将位置调节实现精确化，与中控、摄像单元配合实现管内淤泥的针对性清除，清除率大大提高。更优选的，所述主转轴、伸缩臂一、伸缩臂二上分别设置有传感器，传感器与中控连接，实现操作监控。

所述转齿上设置多组叶片，叶片相对纵向呈倾斜设置，在清淤过程中，不同的淤泥板结程度不同，对于松软淤泥，垂直或水平设置的叶片均可实现淤泥的打散；而在处理相对板结的淤泥时则需要消耗更大的动力实现打散，如叶片过正（垂直或水平设置）则冲击力较大，不利于转齿良好稳定作业，倾斜设置的叶片不仅有效降低了这种冲击力，且更易***淤泥中，从而提高打散效率。

所述出泥口与排泥口之间以弹性管连接，淤泥吸入时压力较大，弹性管抗冲击、有利于缓冲压力，排泥口与砂水分离单元之间以弹性管或刚性管连接，更优选的，由于输出的淤泥比重较大，增压输送为佳，故连接排泥口与砂水分离单元的管线上套装有浮套，以增加浮力、避免增压输送过程中管线塌陷。

在上述方案基础上，请人对上述砂水分离单元做进一步的研究，并确定较为优选的砂水分离单元设置如下：

所述砂水分离单元包括旋流分离器、出砂管、水箱，旋流分离器包括旋流室和沉砂室，旋流室位于沉砂室上方，并与沉砂室连通；旋流室偏心位置设置进水管，进水管与排泥口连通，实现砂水的输入；旋流室顶部连接旋流出水管，完成预出水；沉砂室底部设置砂水进口，砂水进口与水箱连通，将沉砂室内沉积的砂石送入水箱，水箱相对安装地面倾斜设置，其最低处与出砂管入口连通，水箱内的沉积砂经出砂管带出，并送入污泥固化单元集中处理。更优选的，所述出砂管内设置输送轴，其上盘旋设置螺旋片，输送轴由出砂电机驱动，出砂管顶部为出砂口，沉积砂经螺旋片带出，并经出砂管的出砂口排出。旋流分离器利用离心沉降和砂水密度差进行除砂，进水管设置在旋流室的偏心位置，当清淤单元处理得到的砂水在一定压力下从进水管进入时，产生强烈的旋转运动，由于砂和水密度不同，在离心力、向心力、浮力和流体曳力的共同作用下，低密度的水沿旋流室的周围切线方向形成斜向下的周围流体，水流旋转着向下推移，当水流达到沉砂室某部位后，转而沿旋流室轴心向上旋转，最后经旋流出水管排出，此时为第一次出水，而高密度的砂等杂污在流体惯性离心力和自身重力作用下，沿沉砂室壁面下落，并经砂水进口排入水箱；水箱的特殊安装方式，实现了砂、水的二次分离，分离出来的水二次排出，沉积砂则经出砂管排出，在螺旋状的螺旋片转动过程中，砂、水得到进一步的分离，三次分离的水送入下道污泥浓缩单元，泥砂被螺旋片带至出砂管顶部，并经出砂口排出。整个***不仅可实现实时实地操作，无需进行现场组装匹配，而且除砂率高，节省安装空间，对个别微小固体的漏捕率低，工作状态稳定。

在上述方案基础上，请人对上述污泥固化单元做进一步的研究，并确定较为优选的污泥固化单元设置如下：

所述污泥固化单元包括环水板、污泥箱、上出泥管、下出泥管和出泥口，所述污泥箱底部为锥形，且一端高一端低，环水板树立设置于较低一端，砂水分离单元的排水经环水板顶部进入，上出泥管位于污泥箱内，并自环水板向较高一端延伸设置，上出泥管与污泥箱连通，其内设置出泥螺旋片，出泥螺旋片由上出泥电机驱动其转动，带动污泥上升过程中完成泥水分离，水留在污泥箱中，泥在上出泥管中固化并经出泥口排出；污泥箱侧壁设置溢水管，溢水管下端连接回流管，下出泥管与上出泥管平行，其较低一端与回流管连通，较高一端设置出泥口，内部则设置出泥螺旋片，出泥螺旋片由下出泥电机驱动其转动，带动污泥上升过程中完成泥水分离，泥在下出泥管中固化并经出泥口排出，水排出。在污泥固化单元中，经出砂分离单元处理后的污泥先经树立设置的环水板分流，环水板与污泥箱的特殊结构设置有效利用重力，并配合加药单元的药剂作用，实现第一次泥水分离，完成第一次分离泥水在污泥箱中经上出泥管的螺旋盘桓，水回污泥箱，泥随上出泥管出污泥箱并排出，完成第二次泥水分离，溢水管则将沉降后的溢流水经回流管送至下出泥管底部，由下出泥管分离泥水，水自下出泥管底部排出，泥自下出泥管顶部排出，完成泥水最后一次分离。在有限空间中将重力沉降作用发挥到最佳，并多次泥水分离，在下出泥管的出泥口呈泥饼状，而几乎呈清澈状态的排水可直接排放。

其中，所述环水板由多块板构成，且中心向外侧纵向板长先递增再递减、同一块板纵向板长前短后长。多块板形成的环水板顶部在一个横向平面上，靠近上出泥管的前端在同一纵向平面上，与之对应的后端在同一纵向水平面上，而底部则与污泥箱底部相适应：自顶部向底部，依次排列的多块板的板长由中心向外侧先递增再递减，同一块板的板长由前端向后端递增，当前道工序处理后的污泥由环水板顶部进入时，与加药单元进入的药剂混合，在自身重力作用下，沿着各环水板下滑，并在下滑过程中，因泥、水重力不同实现初次分离。更优选的，所述环水板外侧还设置有辅板，辅板前端与环水板不在同一纵向平面上，药剂多是由侧面进入，辅板的设置打乱了污泥箱与环水板形成的规则结构，可有效提高泥水紊流、强化药与泥水的混合效果。

所述下出泥管由多段构成，其底部设置支座，支座与下出泥管顶端之间设置支座移动臂，支座移动臂伸展或收缩，即改变下出泥管的整体长度，并表现为延长盘旋路径长度，以满足不同处理效果。

附图说明

图1为本申请的整体结构示意图；

图2为本申请中清淤单元的俯视图；

图3为本申请中清淤单元的立体结构示意图；

图4为本申请中清淤单元另一视角的立体结构示意图；

图5为本申请中清淤单元的侧面图；

图6为本申请中清淤单元的正面图；

图7为本申请中砂水分离单元的立体结构示意图；

图8为本申请中砂水分离单元的侧面结构示意图；

图9为图7中出砂管的内部结构示意图；

图10为本申请中污泥固化单元的立体结构示意图；

图11为本申请中污泥固化单元的使用状态示意图；

图12为图10中环水板的立体结构示意图；

图13为环水板的正面立体结构视图。

图中标号：A.冲搅装置；B.清淤单元；1. 行走轮；11. 支臂；111.支臂一；112.支臂二；2.机箱；3.主转轴；31.传感器；32.转轴一；321. 支架一；33.连臂；34.转轴二；35.伸缩臂一；36.转轴三；361.支架二；37.转轴四；38.伸缩臂二；381.转轴五；4.转齿；41.旋转轴；42.转齿座；5.吸泥槽；51.出泥口；52.容纳槽；521.吸泥泵；522.进泥口；6.排泥口；61.连接口；7.摄像单元；71.摄像机一；72.摄像机二；73.升降柱；C.增压输送单元；D.砂水分离单元；8.出砂管；81.旋流分离器；811.进水管；812.旋流室；813.沉砂室；814.旋流出水管；82.水箱；83.出砂口；84.出砂电机；85.输送轴；86.螺旋片；87.放空阀；88.移动车；881.后门；882.前门；E.污泥浓缩单元；F.污泥固化单元；9.环水板；9a.中心板；9b.侧板；9c.翼板；9d.辅板；91.污泥箱；92.上出泥管；921.上出泥电机；93.下出泥管；931.支座；932.支座移动臂；933.下出泥电机；94.移动车；95.出泥口；96.溢水管；97.回流管；G.加药单元。

具体实施方式

本案污泥处理装置，结合图1，管网中的淤泥可先经高压射流等形式的冲搅装置A等方式进行预冲搅（非必须步骤，可根据情况选配），再启动清淤单元B进行清淤，清淤的污泥经增压输送单元C（非必须步骤，可根据情况选配）送入砂水分离单元D，完成砂水分离后，经污泥浓缩单元E浓缩后，送入污泥固化单元F，由加药单元G完成加药，污泥转化为泥饼和清水，即可完成管网池中污泥的清淤、输送、沙水分离和泥水固化分离。

清淤单元B中，结合图2、图3和图4，清淤单元B包括行走轮1、主转轴3、转齿4、吸泥槽5、排泥口6、摄像单元7和中控（图中未显示），行走轮1连接有行走驱动器（可采用如电机等形式，图中未显示），主转轴3位于行走轮1上，并由主转轴驱动器（可采用如电机等形式，图中未显示）驱动其转动（自转，并带动后续的转齿4等随之转动），主转轴3与转齿4之间设置多级伸缩臂，各伸缩臂由伸缩臂驱动器（可采用如汽缸、液压缸等形式，图中未显示）分别驱动，行走驱动器、主转轴驱动器、伸缩臂驱动器和摄像单元7均与中控连接，摄像单元7采集实时污泥状况并形成信号传递至中控，中控根据信号调节行走驱动器、主转轴驱动器、伸缩臂驱动器工作状态，以适应实时环境清淤需要；行走轮1倾斜设置于主转轴3下方，以载动主转轴3在管内行走；多级伸缩臂中，至少一级伸缩臂带动转齿4做靠近或远离主转轴3的运动，至少一极伸缩臂带动转齿4摆动；吸泥槽5与转齿4配合设置，吸泥槽5设置有出泥口51、吸泥泵521，出泥口51与排泥口6连通，吸泥泵521将转齿4处的污泥吸入吸泥槽，并经出泥口51转入排泥口6，加压输送至砂水分离单元D，完成除砂后送至污泥固化单元F，加药分离形成泥饼和清水。

本案所提供的污泥处理装置，将管网内的污泥先经清淤单元B进行清淤处理，再转送至砂水分离单元D进行泥砂分离，分离出来的泥水转入污泥固化单元F，形成泥饼和清水，清水可直接排出，泥饼可转入后续再利用或干燥处理，即完成管网池中污泥的清除与处理。而清淤单元B中，以行走轮1作为整个装置在横向上的移动部件，方便主转轴3以及与之连接的转齿4和吸泥槽5在管内与之同步移动，行走轮1倾斜设置，提高行走轮1与待处理管网内壁的接触面积，确保其可以贴管壁行走，在整个移动过程中，只有行走轮1与管壁接触，最大程度的减少了移动过程中各部件与管壁接触，有效降低主转轴3等器件与管壁的摩擦，从而减少清淤对管道造成的损害；主转轴驱动器、伸缩臂驱动器和摄像单元均与中控连接，摄像单元7为中控的信号输入部件，主转轴驱动器和伸缩臂驱动器为中控的信号接收部件，三部分配合，将实地淤泥情况与多级伸缩臂控制相配合，主转轴3通过多级（至少两级）伸缩臂与转齿4实现柔性连接，满足转齿4在水平方向上的移动和竖直方向的摆动，在整体结构稳定的情况下，还能根据实地情况实现转齿4的实时调控，最大程度的实现淤泥的破碎，并配合吸泥槽5和吸泥泵521实现相应位置转齿4处理后淤泥的有效排出。

作为一个优选案例，行走轮1采用履带结构，履带结构有效扩大行走轮与管壁的接触面积，达到降低管壁单位面积受力的目的；

作为一个优选案例，结合图6，行走轮1优选成对设置，确保受力均匀，此时，可在行走轮1上设置支臂11，支臂11可由支臂一111与支臂二112构成，支臂一111、支臂二112下端各安装一个履带结构的行走轮1，支臂一111与支臂二112之间夹角ө为120~150°为佳，主转轴3则固定于支臂一111与支臂二112中间，确保主转轴3位于待处理管网的纵向中轴线上，中轴线上活动空间较大，方便主转轴3在管内灵活移动，也给额外安装的其他辅助部件提供了安装空间。

作为一个优选案例，还可在支臂一111与支臂二112中间安装机箱2，并将主转轴3安装于机箱2朝向转齿4的一侧，并在与出泥口51对应箱壁上设置与排泥口6对接的连接口61，排泥口6设置于另一侧，摄像单元7设置于机箱2上，方便监测周围环境，主转轴驱动器、伸缩臂驱动器等器械安装于机箱3内，在有限空间内保证各部件的高效布局，如主转轴驱动器、伸缩臂驱动器等类似精密器械置于机箱3内，可避免接触污水造成器械损坏和性能不稳定；连接口61与排泥口6之间的管道固定在机箱2外或如图所示位于机箱2内，特别是固定在机箱2内时，既可以辅助承受一部分污泥造成的压力，也有利于保证输送稳定。

作为一个优选案例，多级伸缩臂包括伸缩臂一35、伸缩臂二38和连臂33，伸缩臂二38活动连接于连臂33与主转轴3之间，伸缩臂一35的一端与转齿4活动连接，另一端经连臂33与主转轴3活动连接；更优选的，结合图4，主转轴3上固定有支架一321，转齿4的转齿座42上固定有支架二361，支架一321上设置转轴一32、转轴四37，连臂33上设置转轴二34和转轴五381，支架二361上设置转轴三36，支架一321与连臂33、连臂33与伸缩臂一35、伸缩臂一35与支架二361依次由转轴一32、转轴二34、转轴三36连接，伸缩臂二38与支架一321、伸缩臂二38与连臂33依次由转轴四37、转轴五381连接。当行走轮1带动主转轴3（或机箱2）以及转齿4运行时适宜位置时，中控将进一步的信号分别传递至伸缩臂一35、伸缩臂二38各自对应的伸缩臂驱动器，伸缩臂一35对应的伸缩臂驱动器工作时（此时伸缩臂二38可保持不动，伸缩臂二38与连臂33、支架一321形成固定结构，维持除伸缩臂一35以外的其余多级伸缩臂结构稳定），伸缩臂一35延伸或收缩实现水平位置的微调，伸缩臂二对应的伸缩臂驱动器工作时（此时伸缩臂一35可保持不动，伸缩臂一35、连臂33、支架一321、支架二361形成固定结构，维持除伸缩臂二38和连臂33以外的其余多级伸缩臂结构稳定），伸缩臂二38延伸或收缩，带动连臂33做相对转轴一32的摆动，并经伸缩臂一35和转齿座42带动转齿4做相应摆动，即可改变转齿4的高度。上述作业过程，借助于伸缩臂一35、伸缩臂二38和连臂33，即可实现横向位置与纵向高度的调节，将位置调节实现精确化，与中控、摄像单元7配合实现管内淤泥的针对性清除，清除率大大提高。更优选的，结合图2，主转轴3上设置传感器31（可采用常规传感器），伸缩臂一35、伸缩臂二38上也分别设置有传感器（图中未显示，可采用常规传感器），传感器与中控连接，实现操作监控。

作为一个优选案例，转齿4上设置多组叶片，叶片相对纵向呈倾斜设置，在清淤过程中，不同的淤泥板结程度不同，对于松软淤泥，旋转轴41（与转齿4固定，转齿4位于旋转轴41的输出端上）带动转齿4转动时，垂直或水平设置的叶片均可实现淤泥的打散；而在处理相对板结的淤泥时则需要消耗更大的动力实现打散，如叶片过正（垂直或水平设置）则冲击力较大，不利于转齿良好稳定作业，倾斜设置的叶片不仅有效降低了这种冲击力，且更易***淤泥中，从而提高打散效率。

作为一个优选案例，出泥口51与排泥口6（的连接口61）之间以弹性管（如波纹管）连接，淤泥吸入时压力较大，弹性管抗冲击、有利于缓冲压力，排泥口6与砂水分离单元D之间以弹性管或刚性管（如液压管，材质影响不明显）连接，更优选的，由于输出的淤泥比重较大，增压输送为佳，故连接排泥口与砂水分离单元的管线上套装浮套，以增加浮力、避免增压输送过程中管线塌陷。

砂水分离单元D结构中，结合图7和图8，包括车体88、旋流分离器81、出砂管8、水箱82，旋流分离器81、出砂管8、水箱82均位于车体88内，旋流分离器81包括旋流室812和沉砂室813，旋流室812位于沉砂室813上方，并与沉砂室813连通；旋流室812偏心位置设置进水管811，进水管811与排泥口6连通，实现清淤单元处理的淤泥输入；旋流室812顶部连接旋流出水管814，完成预出水；沉砂室813底部设置砂水进口（图中未标注），砂水进口与水箱82连通，将沉砂室813内沉积的砂石送入水箱82，水箱82相对安装地面倾斜设置，其最低处与出砂管8的入口连通，水箱82内的沉积砂经出砂管8带出，并送入后续处理。

其中，结合图9，出砂管8内设置输送轴85，其上盘旋设置螺旋片86，输送轴85由出砂电机84驱动，出砂管8顶部为出砂口83， 转动过程中，沉积砂经螺旋片86带出，并经出砂口83排出。出砂管8最低处优选设置放空阀门87，方便残余砂水的脱出。

本申请将旋流分离器81和出砂管8安置于车体88中，并在对应位置分别设置可以开启的门，旋流分离器81利用离心沉降和砂水密度差进行除砂，进水管811设置在旋流室812的偏心位置，当砂水在一定的压力下从进水管811进入时，产生强烈的旋转运动，由于砂和水密度不同，在离心力、向心力、浮力和流体曳力的共同作用下，低密度的水沿旋流室812的周围切线方向形成斜向下的周围流体，水流旋转着向下推移，当水流达到沉砂室813某部位后，转而沿旋流室812轴心向上旋转，最后经旋流出水管814排出，此时为第一次出水，而高密度的砂等杂污在流体惯性离心力和自身重力作用下，沿沉砂室13壁面下落，并经砂水进口排入水箱82；水箱82的特殊安装方式，实现了砂、水的二次分离，分离出来的水二次排出，沉积砂则经出砂管8排出，在螺旋状的螺旋片86随输送轴85转动过程中，砂、水得到进一步的分离，三次分离的水经污泥浓缩单元E处的加药处理和重力等方式浓缩后，采用螺杆泵、渣浆泵、真空泵等方式输送至污泥固化单元F，泥砂则被螺旋片86带至出砂管8顶部，并经出砂口83排出。出砂管8优选与水箱82底部水平，在运行中，出砂管8是水箱82的下游部件，水箱82中的沉积砂进入出砂管8，将其与水箱4底部水平设置，有利于提高砂水的移出速度。整个砂水分离单元E不仅可实现实时实地操作，无需进行现场组装匹配，而且除砂率高，节省安装空间。

污泥固化单元F结构如图10、11所示，包括环水板9、污泥箱91、上出泥管92、下出泥管93和出泥口95，污泥箱91底部为锥形，且一端高一端低，环水板9树立设置于较低一端，进水经环水板9顶部进入，并由加药单元G添加药剂后沿环水板9混合下落，上出泥管92位于污泥箱91内，并自环水板9向较高一端延伸设置，上出泥管92与污泥箱91连通，其内设置出泥螺旋片（结构与砂水分离单元D中的出砂管中螺旋片结构和机理类似，故该处未附图），出泥螺旋片由上出泥电机921驱动其转动，带动污泥上升过程中完成泥水分离，水留在污泥箱91中，泥在上出泥管92中固化并经出泥口（图中未显示，参见下出泥管93中的出泥口结构）排出；污泥箱91侧壁设置溢水管96，溢水管96下端连接回流管97，下出泥管93与上出泥管92平行，其较低一端与回流管97连通，较高一端设置出泥口95，内部则设置出泥螺旋片（结构与砂水分离单元D中的出砂管中螺旋片结构和机理类似，故该处未附图），出泥螺旋片由下出泥电机933驱动其转动，带动污泥上升过程中完成泥水分离，泥在下出泥管93中固化并经出泥口95排出，水在底部排出。

在污泥固化单元F中，浓缩污泥先经树立设置的环水板9分流，环水板9与污泥箱91的特殊结构设置有效利用重力，并配合加药单元G的药剂作用，实现第一次泥水分离；完成第一次分离泥水在污泥箱91中经上出泥管92的螺旋盘桓，水回污泥箱91，泥随上出泥管92出污泥箱91并排出，完成第二次泥水分离；溢水管96则将沉降后的溢流水经回流管97送至下出泥管93底部，由下出泥管93分离泥水，水自下出泥管93底部排出，泥自下出泥管93顶部的出泥口95排出，完成泥水最后一次分离。在有限空间中将重力沉降作用发挥到最佳，并多次泥水分离，出泥口95排出呈泥饼状的污泥，而下出泥管93底部的水则几乎呈清澈状，可直接排放。

作为一个优选案例，环水板9由多块板构成，且中心向外侧纵向板长先递增再递减、同一块板纵向板长前短后长；以图12、图13为例，按位置区分，环水板9分为中心板9a、侧板9b、翼板9c，侧板9b的板长最大，中心板9a和翼板9c次之，每种板均至少由一块构成，由前（靠近出泥口的一端）向后同一块板前端较后端板长短。多块板形成的上述结构的环水板9顶部在一个横向平面上，靠近上出泥管92的前端在同一纵向平面上，与之对应的后端在同一纵向水平面上，而底部则与污泥箱91底部相适应：自顶部向底部，依次排列的多块板的板长由中心向外侧先递增再递减，同一块板的板长由前端向后端递增，当前道工序处理后的污泥由环水板9顶部进入时，与加药单元G进入的药剂混合，在自身重力作用下，沿着各环水板9下滑，并在下滑过程中，因泥、水重力不同实现初次分离。更优选的，环水板9外侧还设置有辅板9d，辅板9d前端与环水板9不在同一纵向平面上，药剂多是由侧面进入，辅板9d的设置打乱了污泥箱91与环水板9形成的规则结构，可有效提高泥水紊流、强化药与泥水的混合效果。

作为一个优选案例，结合图10与图11，下出泥管93由多段构成，其底部设置支座931，支座931与下出泥管93顶端之间设置支座移动臂932，支座移动臂932伸展（如图11所示状态）或收缩（如图10所示状态），即改变下出泥管93的整体长度，并表现为延长盘旋路径长度，以满足不同处理效果。

Claims (8)

1.一种应用于管内清淤的污泥处理装置，其特征在于：清淤单元、砂水分离单元和污泥固化单元依次设置，所述清淤单元包括行走轮、主转轴、转齿、吸泥槽、排泥口、摄像单元和中控，行走轮连接有行走驱动器，主转轴位于行走轮上，并由主转轴驱动器驱动其转动，主转轴与转齿之间设置多级伸缩臂，各伸缩臂由伸缩臂驱动器分别驱动，行走驱动器、主转轴驱动器、伸缩臂驱动器和摄像单元均与中控连接，摄像单元采集实时污泥状况并形成信号传递至中控，中控根据信号调节行走驱动器、主转轴驱动器、伸缩臂驱动器工作状态，以适应实时环境清淤需要；所述行走轮倾斜设置于主转轴下方，以载动主转轴在管内行走；所述多级伸缩臂中，至少一级伸缩臂带动转齿做靠近或远离主转轴的运动，至少一极伸缩臂带动转齿摆动；吸泥槽与转齿配合设置，吸泥槽设置有出泥口、吸泥泵，出泥口与排泥口连通，吸泥泵将转齿处的污泥吸入吸泥槽，并经出泥口转入排泥口，加压输送至砂水分离单元，完成除砂后送至污泥固化单元，加药分离形成泥饼和清水；

所述行走轮采用履带结构，行走轮成对设置，主转轴位于待处理管网的纵向中轴线上；

所述多级伸缩臂包括伸缩臂一、伸缩臂二和连臂，伸缩臂二活动连接于连臂与主转轴之间，伸缩臂一的一端与转齿活动连接，另一端经连臂与主转轴活动连接。

2.根据权利要求1所述的一种应用于管内清淤的污泥处理装置，其特征在于：主转轴上固定有支架一，转齿上固定有支架二，支架一上设置转轴一、转轴四，连臂上设置转轴二和转轴五，支架二上设置转轴三，支架一与连臂、连臂与伸缩臂一、伸缩臂一与支架二依次由转轴一、转轴二、转轴三连接，伸缩臂二与支架一、伸缩臂二与连臂依次由转轴四、转轴五连接。

3.根据权利要求1所述的一种应用于管内清淤的污泥处理装置，其特征在于：所述转齿上设置多组叶片，叶片相对纵向呈倾斜设置。

4.根据权利要求1所述的一种应用于管内清淤的污泥处理装置，其特征在于：所述砂水分离单元包括旋流分离器、出砂管、水箱，旋流分离器包括旋流室和沉砂室，旋流室位于沉砂室上方，并与沉砂室连通；旋流室偏心位置设置进水管，进水管与排泥口连通，实现砂水的输入；旋流室顶部连接旋流出水管，完成预出水；沉砂室底部设置砂水进口，砂水进口与水箱连通，将沉砂室内沉积的砂石送入水箱，水箱相对安装地面倾斜设置，其最低处与出砂管入口连通，水箱内的沉积砂经出砂管带出，并送入污泥固化单元集中处理。

5.根据权利要求4所述的一种应用于管内清淤的污泥处理装置，其特征在于：所述出砂管内设置输送轴，其上盘旋设置螺旋片，输送轴由出砂电机驱动，出砂管顶部为出砂口，沉积砂经螺旋片带出，并经出砂管的出砂口排出。

6.根据权利要求1所述的一种应用于管内清淤的污泥处理装置，其特征在于：所述污泥固化单元包括环水板、污泥箱、上出泥管、下出泥管和出泥口，所述污泥箱底部为锥形，且一端高一端低，环水板树立于污泥箱较低一端，砂水分离单元的排水经环水板顶部进入，上出泥管位于污泥箱内，并自环水板向较高一端延伸设置，其内设置出泥螺旋片，出泥螺旋片由上出泥电机驱动其转动，其较低一端与污泥箱连通，较高一端设置出泥口；污泥箱侧壁设置溢水管，溢水管下端连接回流管，下出泥管与上出泥管平行，其较低一端与回流管连通，较高一端设置出泥口，内部则设置出泥螺旋片，出泥螺旋片由下出泥电机驱动其转动。

7.根据权利要求6所述的一种应用于管内清淤的污泥处理装置，其特征在于：所述环水板由多块板构成，且中心向外侧纵向板长先递增再递减、同一块板纵向板长前短后长。

8.根据权利要求6所述的一种应用于管内清淤的污泥处理装置，其特征在于：所述下出泥管由多段构成，其底部设置支座，支座与下出泥管顶端之间设置支座移动臂。

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