一种水系统旋流除污装置和供水系统

技术领域

本发明涉及环保净水技术领域，具体涉及一种水系统旋流除污装置和供水系统。

背景技术

大型封闭水系统、工业管网、自来水取水系统，水体含污泥沙土等颗粒物，如果不进行处理，进入管网后，造成结垢，工业水系统的结垢问题是工业水处理中的常见问题，水系统受热面一旦结垢，堵塞管道，造成运行故障，将会严重影响厂区的正常生产，此外，水垢处理不当也会影响水系统设备的正常运行。

传统过滤设备普遍采用过滤器，过滤器就是在同口径管道内安装过滤网，过滤网容易堵塞、磨损，造成水系统故障，且难以清理，只能够定期更换，采购滤网及更换的人工费用又是一笔不小的费用支出。

为此，需要一种技术方案，能够去除水体含污泥沙土等颗粒物，且装置简单成本低廉。

发明内容

本申请旨在提供用一种水系统旋流除污装置和供水系统，能够去除水体含污泥沙土等颗粒物，且装置简单成本低廉。

根据本申请提供一种水系统旋流除污装置，包括：旋流除污桶、注水部分、净水排出桶、排污部分，其中：

所述旋流除污桶包括上罐体和下罐体，所述上罐体为圆柱形桶状结构，所述下罐体为圆锥台形桶状结构；

所述净水排出桶设置在所述旋流除污桶的上罐体内部并延伸到所述旋流除污桶外；

所述注水部分设置于所述旋流除污桶的上罐体外侧，用于将水体引入所述上罐体与所述净水排出桶之间；

所述排污部分设置于所述旋流除污桶的下罐体下端，用于存储及排出水体中沉降的污物。

根据一些实施例，所述注水部分包括渐开线式进水管，所述渐开线式进水管与所述上罐体的注水口联通，使得注入的水体在所述上罐体与所述净水排出桶之间旋转而下。

根据一些实施例，所述净水排出桶包括内桶及出水管，水体通过所述内桶和出水管回流到水系统中。

根据一些实施例，所述出水管为变径式管道，所述出水管入口端连接至所述内桶，所述出水管的入口端直径大于出口端直径。

根据一些实施例，所述系统旋流除污装置还包括抽水泵，连接至所述出水管，用于使水体按照所述出水管设置的管路回流至水系统。

根据一些实施例，所述排污部分包括污水储藏罐，位于所述旋流除污桶的下罐体下端。

根据一些实施例，所述污水储藏罐呈上大下小的圆锥台形桶状结构，用于储藏沉降的污物。

根据一些实施例，所述排污部分还包括排污阀，安装在所述污水储藏罐底端，用于将所述污水储藏罐中的污物排出。

根据一些实施例，所述上罐体的直径是所述净水排出桶直径的1.1倍，所述下罐体的高度是所述上罐体的高度的2倍。

根据本申请的另一方面，还提供一种供水系统，包括上述任一项所述的水系统旋流除污装置。

根据本申请的实施例，通过所述注水部分将水体高速回旋引入到所述旋流除污桶中，水体中的大质量污物旋转向下落到所述排污部分，污水存储在所述排污部分中，由排污部分进行排放，实现污物的收集与排放，且所述排污部分装置能够反复使用，节约成本。所述旋流除污桶中的上层洁净水体通过所述净水排出桶回流到水系统中，应用简单的结构设计，实现水体中污泥沙土等颗粒物的过滤，实现低成本、高效率的水体过滤。

应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性的，并不能限制本申请。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍。

图1示出根据示例实施例一种水系统旋流除污装置的装置示意图。

图2示出根据示例实施例一种水系统旋流除污装置的水体路径示意图。

图3示出根据示例实施例一种水系统旋流除污装置的旋流除污桶结构图。

图4示出根据示例实施例一种水系统旋流除污装置的进水口、出水口位置平面图。

图5示出根据示例实施例一种水系统旋流除污装置尺寸比例示意图。

具体实施方式

现在将参考附图更全面地描述示例实施例。然而，示例实施例能够以多种形式实施，且不应被理解为限于在此阐述的实施例；相反，提供这些实施例使得本申请将全面和完整，并将示例实施例的构思全面地传达给本领域的技术人员。在图中相同的附图标记表示相同或类似的部分，因而将省略对它们的重复描述。

此外，所描述的特征、结构或特性可以以任何合适的方式结合在一个或更多实施例中。在下面的描述中，提供许多具体细节从而给出对本申请的实施例的充分理解。然而，本领域技术人员将意识到，可以实践本申请的技术方案而没有特定细节中的一个或更多，或者可以采用其它的方法、组元、装置、步骤等。在其它情况下，不详细示出或描述公知方法、装置、实现或者操作以避免模糊本申请的各方面。

附图中所示的方框图仅仅是功能实体，不一定必须与物理上独立的实体相对应。即，可以采用软件形式来实现这些功能实体，或在一个或多个硬件模块或集成电路中实现这些功能实体，或在不同网络和/或处理器装置和/或微控制器装置中实现这些功能实体。

附图中所示的流程图仅是示例性说明，不是必须包括所有的内容和操作/步骤，也不是必须按所描述的顺序执行。例如，有的操作/步骤还可以分解，而有的操作/步骤可以合并或部分合并，因此实际执行的顺序有可能根据实际情况改变。

应理解，虽然本文中可能使用术语第一、第二、第三等来描述各种组件，但这些组件不应受这些术语限制。这些术语乃用以区分一组件与另一组件。因此，下文论述的第一组件可称为第二组件而不偏离本申请概念的教示。如本文中所使用，术语“及/或”包括相关联的列出项目中的任一个及一或多者的所有组合。

本领域技术人员可以理解，附图只是示例实施例的示意图，附图中的模块或流程并不一定是实施本申请所必须的，因此不能用于限制本申请的保护范围。

大型封闭水系统、工业管网、自来水取水系统，水体含污泥沙土等颗粒物，如果不进行处理，进入管网后，造成结垢，工业水系统的结垢问题是工业水处理中的常见问题，水系统受热面一旦结垢，堵塞管道，造成运行故障，将会严重影响厂区的正常生产，此外，水垢处理不当也会影响水系统设备的正常运行。

传统过滤设备普遍采用过滤器，过滤器就是在同口径管道内安装过滤网，过滤网容易堵塞、磨损，造成水系统故障，且难以清理，只能够定期更换，采购滤网及更换的人工费用又是一笔不小的费用支出。

为此，需要一种技术方案，能够去除水体含污泥沙土等颗粒物，且装置简单成本低廉。根据实施例，通过所述注水部分将水体高速回旋引入到所述旋流除污桶中，水体中的大质量污物旋转向下落到所述排污部分，污水存储在所述排污部分中，由排污部分进行排放，实现污物的收集与排放，且所述排污部分装置能够反复使用，节约成本。所述旋流除污桶中的上层洁净水体通过所述净水排出桶回流到水系统中，应用简单的结构设计，实现水体中污泥沙土等颗粒物的过滤，实现低成本、高效率的水体过滤。

下面结合附图对本申请的示例实施例进行说明。

图1示出根据示例实施例一种水系统旋流除污装置的装置示意图。

参见图1，图中示出一种水系统旋流除污装置，用于供水系统中前端除污，包括：旋流除污桶01、注水部分02、净水排出桶03、排污部分04，其中：

所述旋流除污桶01包括上罐体0101和下罐体0103，所述上罐体0101为圆柱形桶状结构，所述下罐体0103为圆锥台形桶状结构。

根据一些实施例，所述旋流除污桶01由所述上罐体0101和下罐体0103，所述上罐体0101为圆柱形桶状结构，所述下罐体0103为圆锥台形桶状结构，两部分围成一个中空的腔体结构，用于容置来自所述注水部分02送入的水体。所述净水排出桶03设置在所述旋流除污桶01的上罐体0101内部并延伸到所述旋流除污桶01外。

根据一些实施例，所述净水排出桶03设置在所述旋流除污桶01的上罐体0101内部，并配有管道延伸到所述旋流除污桶外，将所述旋流除污桶中的上层洁净水体引出。

所述注水部分02设置于所述旋流除污桶的上罐体外侧，用于将水体引入所述上罐体0101与所述净水排出桶03之间。

根据一些实施例，所述注水部分02设置于所述旋流除污桶的上罐体外侧，用于将水体引入所述上罐体0101与所述净水排出桶03之间，配合渐开线结构进水管使得水体沿着所述旋流除污桶01中心旋转而下，进入所述旋流除污桶01内，然后高速旋转，最后在所述旋流除污桶01的腔体结构中贮存。

所述排污部分04设置于所述旋流除污桶01的下罐体0103下端，用于存储及排出水体中沉降的污物。

根据一些实施例，所述排污部分04设置于所述旋流除污桶01的下罐体0103下端，水体中的污物在水体流速的作用下，沿所述旋流除污桶01内部罐壁向下沉降，汇集在所述排污部分04中，所述排污部分04再将汇集的污物借助水压排出。

图2示出根据示例实施例一种水系统旋流除污装置的水体路径示意图。

参见图2中(a)、(b)图，图中示出水体的流通路径，水体通过所述注水部分02回旋注入到所述旋流除污桶01内，水体中的大质量污物旋转向下落到所述旋流除污桶01下端的排污部分04。

根据一些实施例，在水系统前端，将水体通过所述注水部分02回旋注入到所述旋流除污桶01内，期间通过设置于所述旋流除污桶01的上罐体0101边缘处的注水口，并配合渐开线结构进水管使得水体沿着所述旋流除污桶01中心，从所述旋流除污桶与出水管之间旋转而下，进入所述旋流除污桶01内，水体中的大质量污物旋转向下落到所述旋流除污桶01下端的排污部分04。

所述旋流除污桶01内的上层洁净水体通过所述净水排出桶03回到水系统中。

根据一些实施例，参见图2中(a)、(b)图，水体中的大质量污物从所述旋流除污桶与出水管之间旋转向下落到所述旋流除污桶01下端的排污部分04，小部分小质量的污物在水体流速变小后，缓慢沉降到所述旋流除污桶01下端的排污部分04中。

根据一些实施例，在所述排污部分04中，含有能够存储污物的腔体结构，污物在所述腔体结构内，使得虽有外部水流持续注入，但污物不会反向上行。当污物累积到一定程度需要对污物进行排出。

根据一些实施例，在所述排污部分04中包括排污阀，所述排污阀安装在存储污物的腔体结构底部，当所述排污阀开启，借由水体压力将所述腔体结构中存储的污物排清。

根据一些实施例，所述排污阀可根据实际需求采用手动阀门或电控阀门实现按量或按设定的间隔时长进行排污。

图3示出根据示例实施例一种水系统旋流除污装置的旋流除污桶结构图。

参见图3，图3中所述旋流除污桶01的上罐体0101为圆柱形桶状结构。

所述旋流除污桶01的下罐体0103为上大下小的圆锥台形桶状结构，便于水体中的大质量污物向所述排污部分04沉降。

根据一些实施例，所述旋流除污桶01的上罐体0101为圆柱形桶状结构，围成所述旋流除污桶01的上半部分腔体，所述旋流除污桶01的下罐体0103为上大下小的圆锥台形桶状结构，围成所述旋流除污桶01的下半部分腔体，倒置的圆锥台形桶状结构，使得水体中的大质量污物打到圆锥台形桶状内壁后，在自重的作用下向所述排污部分04沉降。

根据一些实施例，所述旋流除污桶01可采用耐磨锰钢材质。锰钢具有极高的耐磨性常用于制造耐磨零件，如矿山机械、土方机械、挖掘机、铲车等，可以有效抵抗摩擦和磨损，增加机械零件的使用寿命。不仅如此，与一般的钢铁材料相比，锰钢具有更高的抗拉强度。在水体流速高、压强大的情况下，使用锰钢材质制成的所述旋流除污桶不易发生断裂和变形，保证了机械工作的稳定性和安全性。而且锰钢具有优良的耐腐蚀性，能在潮湿、腐蚀性强的水系统环境下使用，比普通钢材更加耐久。

图4示出根据示例实施例一种水系统旋流除污装置的进水口、出水口位置平面图。

参见图4，所述注水部分02还包括渐开线式进水管0203，所述渐开线式进水管0203与所述上罐体0101的注水口联通，使得注入的水体在所述上罐体0101与所述净水排出桶03之间旋转而下。

根据一些实施例，所述注水部分02还包括渐开线式进水管0203，所述渐开线式进水管0203与所述上罐体0101的注水口联通，一端连接在注水口0201上，另一端连接在所述旋流除污桶01的上罐体边缘处，在所述旋流除污桶01的上罐体边缘处一个斜切的进水孔，使得所述进水管0203沿切线方向与所述旋流除污桶01的上罐体连接，水体沿所述进水管0203呈渐开线围绕所述储污桶01中心，从所述旋流除污桶与出水管之间旋转而下。

根据一些实施例，所述渐开线式进水管0203可根据水系统的实际压力大小及应用环境选择适合的材质，例如，聚氯乙烯(PVC)材料，具有良好的耐酸碱性能和较低的成本，适用于输送温度不超过60℃的酸碱废水。或者，聚丙烯(PP)材料，聚丙烯(PP)是另一种耐酸碱的塑料材料，可以在更宽泛的温度范围内(-20℃至95℃)使用，且抗冲击性和强度更高。还可以为玻璃钢(FRP)材料，玻璃钢(FRP)材料是由树脂和玻璃纤维复合而成的非金属材料，具有优异的耐酸碱性能和高强度。

根据一些实施例，所述渐开线式进水管0203也可以直接使用不锈钢材质或锰钢材质，两端采用焊接方式连接注水口0201及所述旋流除污桶01。对于水压要求更高的场合，可以考虑使用不锈钢管材，如304、316L等型号的不锈钢，它们在许多情况下都能表现出良好的耐腐蚀性能及抗压性。在实际应用中，应根据具体的工况条件、流体性质以及预算来选择最合适的管道材料。同时，安装时应注意正确连接和密封，以防止泄漏。

所述净水排出桶03包括内桶及出水管，水体通过所述内桶和出水管回流到水系统中。根据一些实施例，所述净水排出桶03有内桶及出水管，水体通过所述内桶和出水管回流到水系统中，完成净水回流。

所述出水管为变径式管道，所述出水管入口端连接至所述内桶，所述出水管的入口端直径大于出口端直径。

根据一些实施例，所述出水管为变径式管道，所述出水管入口端连接至所述内桶。水体流经所述内桶、所述出水管入口端进入出水管道，回流到水系统中，通过变径式的出水管设计及所述内桶，使得出水口与注水部分02的入水口面积基本相等，流速和流量基本相当。

根据一些实施例，本设计中采用上排水式结构，从罐体上方将上层洁净水体回流到水系统中，所述出水管管口位于所述旋流除污桶中心水体液面下方，且所述出水管管口位于水体上层的洁净水体区域中，将上层洁净水体回流到水系统中。

所述水系统旋流除污装置还包括抽水泵，连接至所述出水管，用于使水体按照所述出水管设置的管路回流至水系统。

根据一些实施例，所述水系统旋流除污装置还需配置抽水泵，为所述净水排出桶提供吸力，利用抽水泵本身提供的吸力及水体表面的气压，使得水体按照所述出水管设置的管路回流到水系统中。

根据一些实施例，所述注水部分01中水体流速约为所述净水排出桶03中水体流速的4倍。

根据一些实施例，本设计中利用渐开线式净水方式配合高的进水流速对水体中的大质量污物进行离心式分离，利用净水排出桶03将上层洁净水体回流到水系统中，管道的水流速度需要适当的慢速进行，避免因回水水流的带动导致下层正在沉降的污物上浮，在本发明设计中，所述注水部分01中水体流速约为所述净水排出桶03中水体流速的4倍。

根据一些实施例，为保证设计效果，相应的装置尺寸也存在一定的比例及高度限制，以得到最佳的净水效果，比如，所述旋流除污桶直径需为净水管直径的二倍或二倍以上，所述旋流除污桶的下罐体高度为旋流除污桶的上罐体高度的二倍或二倍以上等，用于更好的实现设计效果。

参见图1，图1示出根据示例实施例一种水系统旋流除污装置的装置示意图，其中，所述排污部分04包括污水储藏罐0401，位于所述旋流除污桶01的下罐体0101下端。

所述污水储藏罐0401呈上大下小的圆锥台形桶状结构，用于储藏沉降的污物。

根据一些实施例，所述排污部分04包括污水储藏罐0401，安装于所述旋流除污桶01的下罐体0101下端，呈上大下小的圆锥台形桶状结构，便于储藏沉降的污物。

所述排污部分04还包括排污阀0403，安装在所述污水储藏罐0401底端，用于将所述污水储藏罐中的污物排出。

根据一些实施例，所述排污部分04还包括排污阀0403，安装在所述污水储藏罐0401底端，用于将所述污水储藏罐中的污物排出。市面上的排污阀多种多样，可采用快速排污阀实现本设计，快速排污阀，利用齿轮旋转90度带动阀杆提升实现开启和关闭的目的。快速排污阀不仅结构简单、密封性好，而且体积小、重量轻、材料耗用少、安装尺寸小，特别是驱动力矩小，操作简便，易实现快速启闭。此外，快速排污阀可根据介质性质，使用多种材质，满足各种介质的工况要求。常见的有以下几种：快开齿条式闸门排污阀，这种阀门的圆形阀心，靠中间的弹簧反作用力保持与阀座的严密性。圆形阀心上部与齿条形阀杆连接，齿条形阀杆与小齿轮相接。当转动小齿轮上的手柄时，小齿轮即带动阀杆上下移动，闸门就可以开启或关闭。快开摆动式闸门排污阀，闸门由两个阀片组成，中间装有弹簧压紧，与阀座保持严密。当转动手柄时闸门可以绕转动轴左右摆动，阀门即可开启或关闭，实现将所述污水储藏罐中的污物排出。

根据一些实施例，所述排污阀还可以通过电控型的排污阀实现，例如，慢开式斜球形排污阀，电动执行机构阀体呈“y”型，阀心抬得高，通路开得大，污水经过时阻力小，不易堵塞。有的电控型的排污阀中间还有小手轮，用以转动阀心，使其关闭严密。

根据一些实施例，所述排污阀的选型须按照所应用的地区环境、与管道连接的方式、安装的技术是否掌握。最主要的是了解所处的应用环境按照应用场景环境及安装要求进行选型。譬如，根据应用场景中的承压范围挑选合适的排污阀，确认所选排污阀的承压边界，固定装配连接处的承压密封，以及在大多数情况下保证运动的阀杆和阀盖之间有效的工作密封。

图5示出根据示例实施例一种水系统旋流除污装置尺寸比例示意图。

参见图5，所述上罐体0101的直径是所述净水排出桶03直径的1.1倍，所述下罐体0103的高度是所述上罐体0101的高度的2倍。

根据一些实施例，将所述上罐体0101的直径与所述净水排出桶03直径比例关系调整到1.1：1的比例，能够在提高旋流进水效果的同时，减缓出水流速，达到更好的除污效果。

根据一些实施例，将所述下罐体0103的高度与所述上罐体0101的高度比例调整到2：1的比例范围时，能够更好的实现污水中的颗粒物的沉降。

根据一些实施例，上述的比例范围为能够进一步实现更好的除污效果的比例区间，实际场景下，由于空间及材料限制，可适当将比例小范围调整，使得设备在满足实际场景要求的前提下实现除污功能。

根据一些实施例，所述水系统旋流除污装置设计参数包括:内桶高度1100mm，直径1800mm，所述进水口可采用方变圆400mm*710mm变600mm，出水管管道直径、进水管管道直径600mm，渐开线长度为宽400mm*高710mm*长1500mm除污出口截面积2.54m

根据一些实施例，本发明设计中通过所述注水部分将水体高速回旋引入到所述旋流除污桶中，水体中的大质量污物旋转向下落到所述排污部分，实现水体中污泥沙土等颗粒物的过滤，结构简单，适用场景范围广泛。

根据一些实施例，本发明设计中污水存储在所述排污部分中，由排污部分进行排放，实现污物的收集与排放，且所述排污部分装置能够反复使用，节约成本。

根据一些实施例，本发明设计中所述旋流除污桶中的上层洁净水体通过所述净水排出桶回流到水系统中，应用简单的结构设计，实现低成本、高效率的水体过滤。

需要说明的是，对于前述的各方法实施例，为了简单描述，故将其都表述为一系列的动作组合，但是本领域技术人员应该知悉，本申请并不受所描述的动作顺序的限制，因为依据本申请，某些步骤可以采用其他顺序或者同时进行。其次，本领域技术人员也应该知悉，说明书中所描述的实施例均属于优选实施例，所涉及的动作和模块并不一定是本申请所必须的。

在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述的部分，可以参见其他实施例的相关描述。

在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的装置，可通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。

作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。

另外，在本申请各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。

在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述的部分，可以参见其他实施例的相关描述。

以上具体地展示和描述了本申请的示例性实施例。应可理解的是，本申请不限于这里描述的详细结构、设置方式或实现方法；相反，本申请意图涵盖包含在所附条款的精神和范围内的各种修改和等效设置。