本實(shí)用新型涉及一種澄清池裝置，具體涉及一種帶重力式自動(dòng)平衡門的澄清池反應(yīng)裝置。

背景技術(shù)：

目前澄清池反應(yīng)裝置分內(nèi)外兩擾流層在相對(duì)密閉的反應(yīng)室內(nèi)進(jìn)行混合和反應(yīng)，混合反應(yīng)完成后的原水自流進(jìn)入沉淀區(qū)進(jìn)行澄清處理，上部清液溢流排出待用，底部沉積物定期外排并濃縮處理。

原反應(yīng)裝置為考慮耐蝕防腐需要，采用PVC材料組裝焊接而成，原水經(jīng)加藥后從反應(yīng)裝置下底部穿過(guò)反應(yīng)裝置外擾流層進(jìn)入內(nèi)擾流層中心，從內(nèi)層底部上升，依次穿過(guò)每層擾流板，直至擾流區(qū)頂部，再?gòu)耐鈹_流區(qū)由上向下依次穿過(guò)外擾流板到達(dá)反應(yīng)器底部，經(jīng)側(cè)向流入沉淀區(qū)作進(jìn)一步澄清處理。

每當(dāng)澄清池新池進(jìn)水或大修后進(jìn)水時(shí)，原水首先進(jìn)入反應(yīng)裝置內(nèi)擾流筒，并很快充滿內(nèi)擾流筒的情況），對(duì)用PVC材料組焊而成的筒體而言，往往會(huì)出現(xiàn)因承受不了內(nèi)外壓差而破裂。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問(wèn)題是針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)提供一種澄清池反應(yīng)裝置，在內(nèi)擾流層錐底部另外再設(shè)置一重力式自動(dòng)平衡門，在進(jìn)水或放水而導(dǎo)致錐底壓力增加并超過(guò)門板足以克服重錘的壓力時(shí)，平衡門自動(dòng)打開(kāi)，平衡內(nèi)擾流筒的內(nèi)外壓差。

本實(shí)用新型解決上述問(wèn)題所采用的技術(shù)方案為：一種帶自動(dòng)平衡門的澄清池反應(yīng)裝置，包括池體，池體中間為反應(yīng)區(qū)，反應(yīng)區(qū)外周為沉淀區(qū)，反應(yīng)區(qū)與沉底區(qū)僅從底部連通，所述池體底部成型為錐形，作為沉降泥收集區(qū)；進(jìn)一步地，所述反應(yīng)區(qū)中心豎立有內(nèi)擾流筒，所述內(nèi)擾流筒頂部敞口，底部連接原水進(jìn)水管，該內(nèi)擾流筒將反應(yīng)區(qū)隔成頂部連通的內(nèi)擾流層和外擾流層，所述內(nèi)擾流層和外擾流層內(nèi)均勻布置擾流板；再來(lái)，所述內(nèi)擾流筒具有封閉的錐形底部，所述錐形底部側(cè)面設(shè)置有能夠連通內(nèi)外擾流層的重力式自動(dòng)平衡門，當(dāng)內(nèi)擾流筒內(nèi)的水壓不高于預(yù)設(shè)值時(shí)，所述重力式自動(dòng)平衡門關(guān)閉，當(dāng)內(nèi)擾流筒內(nèi)因進(jìn)水或出水導(dǎo)致內(nèi)壓高于該重力式自動(dòng)平衡門的預(yù)設(shè)值時(shí)，該自動(dòng)平衡門打開(kāi)而使內(nèi)、外擾流層底部連通。

具體地，所述重力式自動(dòng)平衡門包括門板、連桿和重錘，所述連桿的一端連接門板，另一端連接重錘，連桿具有鉸接支點(diǎn)，在重錘的作用下所述門板始終具有關(guān)閉之勢(shì)。

優(yōu)選地，所述門板采用橡膠板封口。

優(yōu)選地，所述內(nèi)擾流筒、連桿、門板、重錘為SS304不銹鋼型材，耐腐蝕、抗壓抗拉強(qiáng)度更高。

較好的設(shè)置是，所述內(nèi)擾流筒與沉降泥收集區(qū)保持縱向間距，在門板打開(kāi)的一瞬間，避免外溢的水流對(duì)沉降泥收集區(qū)形成沖刷。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)在于：提供了一種改進(jìn)的澄清池反應(yīng)裝置，體積占據(jù)小，反應(yīng)完全，在中間的內(nèi)擾流筒的錐形底部設(shè)置了重力式自動(dòng)平衡門，及時(shí)平衡內(nèi)外擾流區(qū)的壓力，抗壓抗拉，運(yùn)行可靠，澄清池檢修進(jìn)水時(shí)平衡門自動(dòng)打開(kāi)，進(jìn)水完畢后平衡門自動(dòng)關(guān)閉，靈活方便，設(shè)備運(yùn)行可靠。

附圖說(shuō)明

圖1為本實(shí)用新型實(shí)施例中澄清池反應(yīng)裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本實(shí)用新型實(shí)施例中內(nèi)擾流筒錐形底部的局部示意圖；

圖3為本實(shí)用新型實(shí)施例中重力式自動(dòng)平衡門的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

以下結(jié)合附圖實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)描述。

如圖1至3所示，本實(shí)施例中的帶自動(dòng)平衡門的澄清池反應(yīng)裝置，包括池體，池體中間為反應(yīng)區(qū)，反應(yīng)區(qū)外周為沉淀區(qū)A，反應(yīng)區(qū)與沉底區(qū)A僅從底部連通，所述池體底部成型為錐形，作為沉降泥收集區(qū)；進(jìn)一步地，所述反應(yīng)區(qū)中心豎立有內(nèi)擾流筒1，內(nèi)擾流筒A底部與沉降泥收集區(qū)保持縱向一定間距，內(nèi)擾流筒1頂部敞口，底部連接原水進(jìn)水管，該內(nèi)擾流筒將反應(yīng)區(qū)隔成頂部連通的內(nèi)擾流層C和外擾流層B，內(nèi)擾流層C和外擾流層B內(nèi)均勻布置擾流板。再來(lái)，內(nèi)擾流筒1具有封閉的錐形底部2，錐形底部2側(cè)面設(shè)置有能夠連通內(nèi)外擾流層的重力式自動(dòng)平衡門4和手拉式平衡門3，當(dāng)內(nèi)擾流筒內(nèi)的水壓不高于預(yù)設(shè)值時(shí)，重力式自動(dòng)平衡門4關(guān)閉，當(dāng)內(nèi)擾流筒內(nèi)因進(jìn)水或出水導(dǎo)致內(nèi)壓高于該重力式自動(dòng)平衡門的預(yù)設(shè)值時(shí)，該自動(dòng)平衡門4打開(kāi)而使內(nèi)、外擾流層底部連通，平衡內(nèi)外壓差。

具體地，重力式自動(dòng)平衡門4主要包括門板、連桿和重錘，連桿為一折桿，連桿的一端連接門板，另一端連接重錘，連桿具有鉸接支點(diǎn)，在重錘的作用下門板始終具有關(guān)閉門孔之勢(shì)，為了確保關(guān)閉可靠，門板采用橡膠板封口。

較好的設(shè)置是，內(nèi)擾流筒與沉降泥收集區(qū)保持縱向間距，在門板打開(kāi)的一瞬間，避免外溢的水流對(duì)沉降泥收集區(qū)形成沖刷。

澄清池反應(yīng)裝置材質(zhì)由PVC換成耐腐蝕能滿足要求而抗壓抗拉強(qiáng)度更高的SS304不銹鋼，在反應(yīng)錐底部除了配備原有的手拉式平衡門，并在內(nèi)擾流筒錐形底部增設(shè)了一個(gè)重力式自動(dòng)平衡門，其原理如下：重力式自動(dòng)平衡門大小與手拉式平衡門相同，采用外開(kāi)式結(jié)構(gòu)（手拉式平衡門為內(nèi)開(kāi)式結(jié)構(gòu)），自動(dòng)平衡門與專門配套的重錘通過(guò)設(shè)置好的固定支點(diǎn)，由SS304不銹鋼連桿組成一個(gè)杠桿，如圖3所示：在空載狀態(tài)下O為支點(diǎn)，L1為開(kāi)啟門的動(dòng)力臂，L2為關(guān)閉門的阻力臂，門的重力分力（與門垂直方向的分力）G1為開(kāi)啟門的動(dòng)力，重錘重力G2關(guān)閉門的阻力；在動(dòng)態(tài)狀況下，開(kāi)啟門的動(dòng)力還有門內(nèi)外水位差產(chǎn)生的壓力F及重錘受到的水的浮力f2，關(guān)閉門的阻力還有門受到的水的浮力（與門垂直方向的分力）f1，根據(jù)杠桿平衡原理，不論處在何種狀態(tài)，當(dāng)（G1-f1＋F）×L1＝（G2- f2）×L2，門和重錘處在平衡狀態(tài)，當(dāng)（G1-f1＋F）×L1＞（G2- f2）×L2時(shí)，平衡門自動(dòng)打開(kāi)，（G1-f1＋F）×L1＜（G2- f2）×L2時(shí)，平衡門自動(dòng)關(guān)閉。

相關(guān)數(shù)據(jù)計(jì)算如下：

一般狀況下平衡門設(shè)計(jì)門孔尺寸為400×400mm，門板尺寸為500mm×500mm，門板為304SS不銹鋼，板厚δ＝12mm, 門板采用橡膠板封口，尺寸為500×500mm，橡膠板厚δ＝10mm,通過(guò)特殊處理將橡膠板粘接在門板上，常用橡膠板密度為1.5×103kg/m3，304SS不銹鋼板密度為8.0×103kg/m3，則一只平衡門總質(zhì)量為:

M＝ρ(密度)×V（體積）＝0.5m×0.5m×0.012m×8.0×103kg/m3＋0.5m×0.5m×0.01m×1.5×103kg/m3＝27.75kg,

重量為：G＝Mg＝27.75kg×9.8N/kg＝271.95N

折合成與門垂直方向的分力：

G1＝G×cosα(α為平衡門與水平方向的夾角，通常為45°)＝271.95N×cos45°＝271.95N×0.707＝192.3N。

平衡門在水中受到的向上的浮力F1＝平衡門排開(kāi)水的重量＝（0.5m×0.5m×0.012m＋0.5m×0.5m×0.01m）×1.0×103kg/m3×9.8N/kg＝53.9N

折合成與門垂直方向的分力：

f1 ＝F1 cos45°＝53.9N×0.707＝38.1N

門內(nèi)外水位差產(chǎn)生的壓力F=PS(P為門孔中心水壓，S為門孔面積):

門孔面積S:

S=0.4m×0.4m＝0.16m2

設(shè)計(jì)時(shí)門中心內(nèi)外水位差設(shè)置在0.5m，大于0.5m時(shí)門自動(dòng)打開(kāi)，小于0.5m時(shí)門自動(dòng)關(guān)閉,門中心內(nèi)外水位差h設(shè)置在0.5m時(shí)產(chǎn)生的壓差為P:

P=ρgh=1.0×103kg/m3×9.8N/kg×0.5m＝4900N/m2

F＝PS＝4900N/m2×0.16m2＝784N。

重錘重力G2:重錘選用直徑200mm,250mm長(zhǎng)304不銹鋼圓柱制成。

G2＝M2g＝0.1m×0.1m×3.14×0.25m×8.0×103kg/m3×9.8N/kg＝615.4N。

重錘在水中受到的向上的浮力f2＝重錘排開(kāi)水的重量＝0.1m×0.1m×3.14×0.25m×1.0×103kg/m3×9.8N/kg＝76.9N

根據(jù)門孔尺寸大小，設(shè)計(jì)時(shí)固定支點(diǎn)O到門孔中心的距離即L1定為400mm，根據(jù)杠桿平衡原理便可計(jì)算出固定支點(diǎn)O到重錘中心的距離即L2:

根據(jù)公式：（G1-f1＋F）×L1＝（G2- f2）×L2

計(jì)算得：L2 ＝（G1-f1＋F）×L1/ （G2- f2）=（192.3N-38.1N＋784N）×0.4m/(615.4N-76.9N) ＝375.3Nm/538.5N=0.7m

上述結(jié)構(gòu)的重力式自動(dòng)平衡門，運(yùn)行可靠，在反應(yīng)裝置底部平衡門自動(dòng)打開(kāi)，進(jìn)水靈活方便。

除上述實(shí)施例外，本實(shí)用新型還包括有其他實(shí)施方式，凡采用等同變換或者等效替換方式形成的技術(shù)方案，均應(yīng)落入本實(shí)用新型權(quán)利要求的保護(hù)范圍之內(nèi)。