一种卷扬结构的污水处理用沉沙设备及方法

技术领域

本发明涉及沉沙装置技术领域，具体是涉及一种卷扬结构的污水处理用沉沙设备及方法。

背景技术

污水处理是使污水达到排入某一水体或再次使用的水质要求对其进行净化的过程,主要包括生活污水和一些工业废水。而对污水中悬浮物的处理方法主要是沉沙工艺，现有的沉沙装置在污泥沉淀后，需要先将水体抽出，然后再将污泥移出，而在抽水的过程中，随着水流流动，会带动部分污泥从底部飘起，影响沉沙效果。

为此，中国专利CN217854731U公开了一种污水处理沉沙装置，其通过驱动电机带动转辊转动对绳索进行自动收卷，绳索的顶端通过连接环与筛板的底部连接，从而可通过绳索拉动筛板向下移动，使泥沙能通过支架板的通道进入沉沙罐的底部沉淀，当污水不再进入集料斗与沉沙罐的内部时，驱动电机带动转辊在壳体内部反向转动将绳索放开，筛板失去绳索的拉力，可借助弹簧杆的弹力带动筛板复位，再次将支架板内部的通道关闭，筛板可限制泥沙向上漂浮，避免泥沙在抽水时跟随水向上移动影响装置沉淀效率。

但是，其虽然通过筛板限制泥沙向上漂浮，但是仍会有部分污泥沉在筛板上方，在抽水过程中随水流飘起，影响沉沙质量。

发明内容

针对上述问题，提供一种卷扬结构的污水处理用沉沙设备及方法，通过沉沙板、闸板、限位导轨、卷扬结构、旋转驱动组件和控制装置解决了传统污水处理沉沙装置无法完全隔绝水体和污泥的问题。

为解决现有技术问题，本发明采用的技术方案为：

一种卷扬结构的污水处理用沉沙设备，包括箱体，箱体内安装有沉沙板和闸板；沉沙板与箱体滑动配合且其位于箱体底部，闸板转动安装在箱体内且其位于沉沙板上方，两个相互对称设置的闸板为一组，箱体内至少设有两组闸板，多组闸板呈矩阵分布；箱体上还设有用于驱动沉沙板的卷扬驱动装置，卷扬驱动装置包括限位导轨、卷扬结构和旋转驱动组件，限位导轨安装在箱体底部，沉沙板的其中一侧与限位导轨滑动配合；卷扬结构安装在箱体上且其与沉沙板传动连接，旋转驱动组件用于驱动卷扬结构旋转。

优选的，卷扬结构包括主轴、套筒和钢丝绳；主轴转动安装在箱体上且其位于箱体外壁上，旋转驱动组件的驱动端与主轴传动连接，套筒套接在主轴上；钢丝绳套接在套筒上且其穿过沉沙板的底端而固定在箱体远离主轴的一侧。

优选的，控制装置包括铰接座、支撑臂和连接板；铰接座安装在闸板上，支撑臂的一端与铰接座铰接，支撑臂的另一端与连接板固定连接，连接板的底端安装有磁性板。

优选的，沉沙设备还包括感应装置，感应装置还包括支撑板、第一弹性件和接触传感器；支撑板滑动安装在沉沙板上，第一弹性件的两端分别与支撑板和沉沙板连接；接触传感器安装在沉沙板上。

优选的，沉沙板上开设有滑槽，滑槽的两端分别安装有一个导向轮，钢丝绳通过两个导向轮置于滑槽内，沉沙板上还设置有用于遮挡滑槽的盖板。

优选的，闸板上开设有退泥槽。

优选的，旋转驱动组件包括旋转驱动器、蜗杆和蜗轮；旋转驱动器安装在箱体上且其位于箱体外侧；蜗杆转动安装在箱体上，蜗杆与旋转驱动器的驱动端传动连接，蜗轮固定套接在主轴上，蜗杆与蜗轮传动连接。

优选的，卷扬驱动装置还包括清理组件，清理组件包括清洁刷和第二弹性件；清洁刷滑动安装在箱体上，第二弹性件的两端分别与清洁刷和箱体连接。

优选的，箱体上设置有进水管和出水管，进水管和出水管与箱体内部连接处设置有用于平缓水流的缓冲罩。

一种卷扬结构的污水处理用沉沙方法，包括以下步骤：S1，将污水灌入箱体；S2，静置，待污泥沉淀；S3，关闭闸板，启动旋转驱动组件；S4，打开沉沙板，排出污泥；S5，将处理后的污水抽出。

本发明相比较于现有技术的有益效果是：

1、本发明通过沉沙板、闸板、限位导轨、卷扬结构、旋转驱动组件和控制装置实现了抽水过程中不影响底部沉淀污泥的功能，达到随时将底部沉淀污泥与水体隔绝并排出污泥的效果，解决了传统污水处理沉沙装置无法完全隔绝水体和污泥的问题。

2、本发明通过主轴、套筒和钢丝绳实现了驱动沉沙板的功能，利用钢丝绳的收放达到控制沉沙板移动的效果。

3、本发明通过铰接座、支撑臂和连接板实现了自动控制闸板启闭的功能，达到沉沙板下降时自动关闭闸板的效果，避免沉沙板打开时水体大量泄漏的情况。

附图说明

图1是一种卷扬结构的污水处理用沉沙设备的立体示意图；

图2是一种卷扬结构的污水处理用沉沙设备中卷扬驱动装置和控制装置的立体示意图；

图3是一种卷扬结构的污水处理用沉沙设备中卷扬驱动装置和控制装置在沉沙板打开时的立体示意图；

图4是图3中A处的局部放大示意图；

图5是图3中B处的局部放大示意图；

图6是图3中C处的局部放大示意图；

图7是图3中D处的局部放大示意图；

图8是一种卷扬结构的污水处理用沉沙设备中感应装置的立体分解示意图；

图9是一种卷扬结构的污水处理用沉沙设备中沉沙板的立体分解示意图；

图10是一种卷扬结构的污水处理用沉沙设备在排泥过程中的立体示意图。

图中标号为：

1-箱体；

11-沉沙板；111-滑槽；112-导向轮；113-盖板；

12-闸板；121-退泥槽；

13-进水管；

14-出水管；

15-缓冲罩；

2-卷扬驱动装置；

21-限位导轨；

22-卷扬结构；221-主轴；222-套筒；223-钢丝绳；224-导环；

23-旋转驱动组件；231-旋转驱动器；232-蜗杆；233-蜗轮；234-同步带；

24-清理组件；241-清洁刷；242-第二弹性件；

3-控制装置；

31-铰接座；

32-支撑臂；

33-连接板；331-磁性板；

4-感应装置；

41-支撑板；

42-第一弹性件；

43-接触传感器。

实施方式

为能进一步了解本发明的特征、技术手段以及所达到的具体目的、功能，下面结合附图与具体实施方式对本发明作进一步详细描述。

参照图1-图3：一种卷扬结构的污水处理用沉沙设备，包括箱体1，箱体1内安装有沉沙板11和闸板12；沉沙板11与箱体1滑动配合且其位于箱体1底部，闸板12转动安装在箱体1内且其位于沉沙板11上方，两个相互对称设置的闸板12为一组，箱体1内至少设有两组闸板12，多组闸板12呈矩阵分布；箱体1上还设有用于驱动沉沙板11的卷扬驱动装置2，卷扬驱动装置2包括限位导轨21、卷扬结构22和旋转驱动组件23，限位导轨21安装在箱体1底部，沉沙板11的其中一侧与限位导轨21滑动配合；卷扬结构22安装在箱体1上且其与沉沙板11传动连接，旋转驱动组件23用于驱动卷扬结构22旋转。

本发明通过沉沙板11、闸板12、限位导轨21、卷扬结构22、旋转驱动组件23和控制装置3实现了抽水过程中不影响底部沉淀污泥的功能，达到随时将底部沉淀污泥与水体隔绝并排出污泥的效果，解决了传统污水处理沉沙装置无法完全隔绝水体和污泥的问题。旋转驱动组件23和控制装置3与控制器电连接；操作人员先将污水灌入箱体1，然后将其静置，使得污水中的污泥沉淀在沉沙板11上，在沉淀一端时间后，操作人员通过控制器发送信号给控制装置3，控制装置3驱动闸板12展开，多组闸板12展开后相互配合，将污泥和水体隔绝，接着控制器发送信号给旋转驱动组件23，旋转驱动组件23收到信号后其驱动卷扬结构22，通过卷扬结构22松开对沉沙板11的支撑，沉沙板11受重力影响而下滑，沉沙板11的其中一端与限位导轨21滑动配合，在其移动至限位导轨21的最下端时停止移动，而沉沙板11的另一端在重力作用下自由下落，进而使得沉沙板11倾斜，位于其上的污泥在重力作用下从沉沙板11上滑落，完成对污泥的排出，同时操作人员能够通过水泵将箱体1内经过沉淀的水体抽出，水泵在图中未示出；污泥排放完成后，操作人员通过控制器发送信号给旋转驱动组件23，旋转驱动组件23驱动卷扬结构22旋转，进而控制沉沙板11复位，接着再通过控制装置3将闸板12打开，打开后的闸板12呈竖直状态，进而缩小其竖直方向的投影面积，减少对沉沙的阻碍，进一步提高沉沙效率；通过将水体与污泥隔绝并分别进行处理，能够避免在抽水过程中水体与污泥再次混合，进而提高沉沙效率。

参照图3-图5：卷扬结构22包括主轴221、套筒222和钢丝绳223；主轴221转动安装在箱体1上且其位于箱体1外壁上，旋转驱动组件23的驱动端与主轴221传动连接，套筒222套接在主轴221上；钢丝绳223套接在套筒222上且其穿过沉沙板11的底端而固定在箱体1远离主轴221的一侧。

箱体1上还安装有用于引导钢丝绳223移动的导环224；套筒222和钢丝绳223设有两个，两个套筒222均固定套接在主轴221上且其分别位于主轴221的两侧，钢丝绳223的一端与套筒222固定连接，其另一端与箱体1远离主轴221的一端连接，而钢丝绳223穿过沉沙板11的底部，且两个钢丝绳223分别处于沉沙板11的两侧。

本发明通过主轴221、套筒222和钢丝绳223实现了驱动沉沙板11的功能，利用钢丝绳223的收放达到控制沉沙板11移动的效果。在完成底部沉沙后，操作人员通过控制器发送信号给控制装置3，通过控制装置3关闭闸板12，接着再通过旋转驱动组件23驱动主轴221旋转，持续放出钢丝绳223，使得沉沙板11能够在重力作用下向下倾斜，当其倾斜至一定角度时，停止旋转驱动组件23的驱动，并等待污泥从沉沙板11上滑落，污泥排出完成后，控制器发送信号给旋转驱动组件23，旋转驱动组件23收到信号后驱动主轴221旋转，主轴221带动套筒222转动，进而使得钢丝绳223缠绕至套筒222上，并通过钢丝绳223拉动沉沙板11，沉沙板11复位后，再次打开闸板12，在注水后再次进行沉淀处理。

参照图3和图6：控制装置3包括铰接座31、支撑臂32和连接板33；铰接座31安装在闸板12上，支撑臂32的一端与铰接座31铰接，支撑臂32的另一端与连接板33固定连接，连接板33的底端安装有磁性板331。

闸板12在开启状态且沉沙板11未移动时，磁性板331与沉沙板11抵接且其产生吸力而吸附在沉沙板11上。

本发明通过铰接座31、支撑臂32和连接板33实现了自动控制闸板12启闭的功能，达到沉沙板11下降时自动关闭闸板12的效果，避免沉沙板11打开时水体大量泄漏的情况。在沉沙板11上堆积有较大污泥时，操作人员通过控制器发送信号给旋转驱动组件23，旋转驱动组件23驱动主轴221旋转，主轴221带动套筒222同步转动，进而将卷绕的钢丝绳223放出，进而使沉沙板11在重力作用下下降，同时其在磁性板331的磁场作用下带动连接板33向下移动，连接板33通过支撑臂32拉动铰接座31，进而驱动闸板12关闭，随着沉沙板11的继续下降，在闸板12完全关闭后，连接板33停止下降，此时，水体的压力作用在闸板12上，进而使得闸板12下压更紧密；在污泥排出完毕后，在旋转驱动组件23的驱动下，沉沙板11缓慢复位，随着沉沙板11的上升，其与连接板33接触，接着挤压连接板33，驱动其上升，进而打开闸板12。

参照图2和图8：沉沙设备还包括感应装置4，感应装置4还包括支撑板41、第一弹性件42和接触传感器43；支撑板41滑动安装在沉沙板11上，第一弹性件42的两端分别与支撑板41和沉沙板11连接；接触传感器43安装在沉沙板11上。

本发明通过支撑板41、第一弹性件42和接触传感器43实现了自动感应箱体1内污水质量的功能，达到检测污泥质量的效果。由于箱体1容积固定，在往其内注入一定量污水后，先静置一段时间，等待其中污泥沉淀，沉淀结束后，通过卷扬驱动装置2控制沉沙板11打开，将沉在底部的污泥排出，完成排沙后，沉沙板11复位，同时通过连接板33和支撑臂32将闸板12打开，此时，支撑板41再次接触到水体的压力，进而对其重量进行检测，在水体含沙量降低至指定值后，支撑板41与接触传感器43无接触；若水体含沙量仍过高，其在水压作用下，第一弹性件42收缩，支撑板41抵接在接触传感器43上，接触传感器43反馈信号给控制器，静待其再次沉沙。

参照图1和图9：沉沙板11上开设有滑槽111，滑槽111的两端分别安装有一个导向轮112，钢丝绳223通过两个导向轮112置于滑槽111内，沉沙板11上还设置有用于遮挡滑槽111的盖板113。

本发明通过滑槽111、导向轮112和盖板113实现了引导钢丝绳223移动的功能。为了避免钢丝绳223与沉沙板11之间发生剧烈摩擦，在沉沙板11上安装用于引导钢丝绳223移动的导向轮112，并在导向轮112处开设用于容纳钢丝绳223的滑槽111，接着再通过盖板113来保护导向轮112，进一步提高沉沙板11的开合稳定性，避免钢丝绳223发生不必要的弯曲，提高钢丝绳223的使用寿命，同时，提高钢丝绳223对沉沙板11的控制能力，使得沉沙板11能稳定受力。

参照图3和图6：闸板12上开设有退泥槽121。

退泥槽121至少设有两个，多个退泥槽121关于闸板12的长度方向等间距分布。

由于闸板12在展开状态时，水体中仍会有部分污泥沉在其上，而在闸板12折叠时，堆积在其上的污泥会对闸板12的折叠造成阻碍，为此，在闸板12上开设退泥槽121，在闸板12折叠的过程中，随着闸板12展开，两个闸板12的退泥槽121相互配合，形成供污泥通过的通道，在闸板12折叠式，堆积在其上的污泥经过挤压从退泥槽121滑至沉沙板11上，且退泥槽121的密度越大，闸板12排沙效果越好，闸板12折叠时，也不会受污泥影响。

参照图1-图4：旋转驱动组件23包括旋转驱动器231、蜗杆232和蜗轮233；旋转驱动器231安装在箱体1上且其位于箱体1外侧；蜗杆232转动安装在箱体1上，蜗杆232与旋转驱动器231的驱动端传动连接，蜗轮233固定套接在主轴221上，蜗杆232与蜗轮233传动连接。

旋转驱动器231的驱动端通过同步带234与蜗杆232连接。

本发明通过旋转驱动器231、蜗杆232、蜗轮233和同步带234实现了驱动套筒222旋转的功能。旋转驱动器231优选为伺服电机，伺服电机与控制器电连接；在驱动沉沙板11移动时，控制器发送信号给旋转驱动器231，旋转驱动器231收到信号后通过同步带234驱动蜗杆232旋转，蜗杆232驱动与其传动连接的蜗轮233旋转，蜗轮233带动主轴221旋转，进而带动套筒222转动。

参照图1、图2、图3和图7：卷扬驱动装置2还包括清理组件24，清理组件24包括清洁刷241和第二弹性件242；清洁刷241滑动安装在箱体1上，第二弹性件242的两端分别与清洁刷241和箱体1连接。

本发明通过清洁刷241和第二弹性件242实现了清理钢丝绳223的功能。清洁刷241由柔性材料制成，由于需要通过钢丝绳223支撑沉沙板11，沉沙板11在倾斜时，其上堆积的污泥会有部分粘附在钢丝绳223上，为此，设计了清洁刷241和第二弹性件242；在污泥倾倒完成后，操作人员通过控制器发送信号给旋转驱动组件23，旋转驱动组件23收到信号后驱动主轴221旋转，开始收束钢丝绳223，而清洁刷241在第二弹性件242的弹力作用下抵紧在钢丝绳223上，钢丝绳223在收束的同时，与清洁刷241发生摩擦，进而通过清洁刷241将钢丝绳223上的杂物刷下。

参照图1和图10：箱体1上设置有进水管13和出水管14，进水管13和出水管14与箱体1内部连接处设置有用于平缓水流的缓冲罩15。

本发明通过进水管13、出水管14和缓冲罩15实现了平缓水流的功能，达到避免箱体1内水流冲击影响沉沙效率的效果；在箱体1内水流冲击较强时，污泥会在水流冲击下重新搅起，为此，设置缓冲罩15，通过缓冲罩15细化水流，减缓水流冲击。

参照图1-图10：一种卷扬结构的污水处理用沉沙方法，包括以下步骤：S1，将污水灌入箱体1；S2，静置，待污泥沉淀；S3，关闭闸板12，启动旋转驱动组件23；S4，打开沉沙板11，排出污泥；S5，将处理后的污水抽出。

以上实施例仅表达了本发明的一种或几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。