專利名稱：線性固體清除裝置的制作方法
技本領(lǐng)域本發(fā)明涉及一種用于將固體從運(yùn)動(dòng)的液體載體中清除的裝置。更具體地說，本發(fā)明涉及一種通流式的固體清除裝置，它使用多個(gè)隔板來減少在罐中某些地點(diǎn)的液體載體速度。
背景技術(shù)：
在通流式固體清除裝置中，有若干裝置已經(jīng)采用了隔板。通常，這些隔板的形式是壁面或平板，上面做有若干孔。在菲弗(Fifer)的美國專利3460677號(hào)和輝芯(Hsiung)的美國專利3898164號(hào)中可以找到這些隔板的例子。在這些專利中可以看到，通常，這些隔板制造時(shí)需要相當(dāng)大量的材料和勞動(dòng)，使這些裝置比較昂貴和制造起來費(fèi)時(shí)間。由于這些和另外一些原因，因此，只有將這些固體清除裝置放在需要長期使用它們的地方經(jīng)濟(jì)上才會(huì)有效益。這樣，在短期工作中使用這些裝置是完全不切實(shí)際的。
上述設(shè)計(jì)中發(fā)現(xiàn)的一個(gè)有關(guān)缺點(diǎn)是，這些裝置的重量和/或尺寸使它們不容易運(yùn)輸。這意味著，與在單一的工廠中制造，然后將該裝置運(yùn)輸?shù)揭褂玫牡胤降谋容^有效的成批大量生產(chǎn)方式相反，該裝置必需在現(xiàn)場(chǎng)制造。
另一種隔板設(shè)計(jì)是提供在液體載體流動(dòng)方向上形成傾斜通道的結(jié)構(gòu)，見輝芯(Hsiung)的美國專利4199451號(hào)。這些結(jié)構(gòu)是根據(jù)這樣的理論工作的，即固體會(huì)落在通道的傾斜表面上，并有可能在表面上向下滑動(dòng)。實(shí)際上，通常固體并不在傾斜表面上向下滑動(dòng)，因此，這些設(shè)計(jì)容易受固體堆積的影響，而造成對(duì)內(nèi)部通道的阻礙。
現(xiàn)有技術(shù)的固體清除裝置還有一些缺點(diǎn)是，因?yàn)檫@些裝置是設(shè)計(jì)成適應(yīng)一個(gè)特定尺寸范圍的固體的——一些裝置設(shè)計(jì)用于清除液體載體中的細(xì)小顆粒，而另一些裝置則設(shè)計(jì)用于清除較大的顆粒。假如液體載體所包含的固體尺寸變化很大，則這些清除裝置的效率只是勉強(qiáng)合格的。例如，如果該清除裝置設(shè)計(jì)用于細(xì)小顆粒，則較大的顆粒會(huì)堵塞裝置中的通道。當(dāng)該裝置設(shè)計(jì)用于較大的顆粒時(shí)，則較細(xì)小的顆?？偸潜Ａ粼谝后w載體中。
當(dāng)固體載帶量變化很大或液體載體流量波動(dòng)很大時(shí)，現(xiàn)有技術(shù)也會(huì)出現(xiàn)同樣的問題。當(dāng)固體載帶量暫時(shí)增加，超過設(shè)計(jì)載帶量時(shí)，通道總是具有被堵塞的趨勢(shì)，這嚴(yán)重影響清除裝置的效率。當(dāng)液體載體的流量突然增加時(shí)，落下的固體可能受干擾，并重新進(jìn)入液體載體中。更嚴(yán)重的是，沉淀在清除裝置底部的污泥可能受到擾動(dòng)，從而使清除裝置的凈化效果全部無效。
另外，許多現(xiàn)有技術(shù)的固體清除裝置需要復(fù)雜而昂貴的機(jī)械裝置去清除積聚的污泥。這些污泥清除裝置通常都需要大量的維修工作和較大的功率去驅(qū)動(dòng)工作。由于所有以上這些理由，因此，技術(shù)上需要有一種能克服這些嚴(yán)重缺點(diǎn)的固體清除裝置。
本發(fā)明概要本發(fā)明一個(gè)目的是要提供一種固體清除和聚集裝置，它比現(xiàn)有技術(shù)更有效地清除更大量的固體。
本發(fā)明的另一個(gè)目的是要提供一種固體清除裝置，它可適應(yīng)液體載體中所包含的顆粒尺寸的較大變化。
本發(fā)明還有一個(gè)目的是要提供一種固體清除裝置，它對(duì)固體載帶量或液體載體流量的改變不敏感。
本發(fā)明再有一個(gè)目的是要提供一種固體清除裝置，它的制造、安裝和運(yùn)轉(zhuǎn)成本比現(xiàn)行技術(shù)上已知的更經(jīng)濟(jì)、有效。
因此，提供了一種固體清除和聚集裝置，它包括一個(gè)具有一底部的罐和一個(gè)在該罐中流動(dòng)的液體載體流。該固體清除裝置還具有一根入口管路，一根出口管道和一根與罐連通的污泥清除管路。該固體清除裝置還具有若干線性隔板，這些隔板放置在罐中而形成一隔板排，隔板基本上是豎直的。最后，該罐還可以有若干排隔板。


圖1為固體清除裝置的頂部透視圖，它表示隔板的放置情況。
圖2為底部的透視圖，它表示固體清除裝置的底部情況。
圖3為固體清除裝置的側(cè)視圖。
圖4為隔板的放大的空間視圖，它表示隔板彼此相對(duì)放置的情況。
圖5為固體清除裝置的側(cè)視圖，它表示所附屬支承結(jié)構(gòu)。
本發(fā)明的實(shí)施例參見圖3，固體清除裝置1一般包括一個(gè)具有一底部14的罐2、一根入口管路4、一根出口管路5、一根污泥清除管路6和若干放置在罐2中的隔板28。在優(yōu)選實(shí)施例中，罐2和隔板28可由不銹鋼制成。然而，可以使用很多適當(dāng)?shù)牟牧?，但這種材料最好是耐腐蝕的。
罐2可有若干形狀，只要入口管路4、出口管路5和隔板28能放置成可使液體載體8流過隔板28即可。在所示的實(shí)施例中，罐2為長方形形狀，如圖1所示。再參見圖3，罐2在其頭部一端12具有入口管路4，而在其相對(duì)一端或尾部一端13有出口管路5。罐2的頭部一端12具有分配盒10，而尾部一端13具有一個(gè)溢流水口11。雖然圖中沒有示出，罐2的頭部一端12還可以與一個(gè)振蕩器篩網(wǎng)配合。這個(gè)裝置可在大的固體進(jìn)入罐2之前將其清除。尾部一端可以與一個(gè)油分離器配合，用以清除漂浮的碳?xì)浠衔铩?br> 現(xiàn)轉(zhuǎn)至圖2，罐2的底部14包括若干錐形部分16。錐形部分16的數(shù)目可以改變，并且，基本上決定于罐2的長度。在圖示的實(shí)施例中，罐2包括5個(gè)錐形部分16。錐形部分16有四個(gè)側(cè)面17；它們向著一個(gè)中心點(diǎn)18傾斜，在該中心點(diǎn)處，錐形部分16具有一個(gè)帶連接件20的出出孔19，該出孔與污泥清除管路6(表示在圖3中)連通。傾斜的側(cè)面17保證沉降下來的固體連續(xù)地向著中心點(diǎn)18運(yùn)動(dòng)，然后可在中心點(diǎn)處通過污泥管路6清除掉。盡管圖示的優(yōu)選實(shí)施例是由錐形部分16形成底部14的，但并不是說，本發(fā)明僅僅局限于某種特殊的底部14形狀。可以使用任何數(shù)目的傾斜表面形狀或外形。
雖然污泥清除過程可以用許多方法進(jìn)行，然而，一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例卻具有一個(gè)單獨(dú)的閥24(示意性地表示在圖3中)，該閥24與每一個(gè)錐形部分16的底部連通。如下面要更詳細(xì)地說明那樣，罐2的高度可以改變成使污泥從錐形部分16通過閥24的重力流動(dòng)容易進(jìn)行。每一個(gè)閥24都通過污泥清除管路6與一個(gè)公共總管25連通。污泥清除過程是以一種被動(dòng)重力誘導(dǎo)流動(dòng)方式實(shí)現(xiàn)的，該流動(dòng)利用液體壓力頭和污泥的重量，迫使污泥從錐形部分16的底部流出而進(jìn)入污泥管路6，再通過閥24進(jìn)入公共總管25中。重力流動(dòng)將把污泥由此攜帶至某種形式的容器或污泥處理過程中去。在優(yōu)選實(shí)施例中，該閥用壓縮空氣驅(qū)動(dòng)動(dòng)作，然而也可使用任何通常的驅(qū)動(dòng)方法或裝置?？梢允褂靡环N定時(shí)機(jī)構(gòu)(沒有示出)通過在不同的時(shí)間間隔上，使該各個(gè)閥24動(dòng)作而控制污泥的排放。由于污泥一般不會(huì)以相同的速率在各個(gè)順序排列的錐形部分16中積存，因此，以不同的時(shí)間間隔使閥24動(dòng)作是最有效的。一般，較大的固體在第一個(gè)錐形部分中較快地沉降，而較細(xì)小的固體在接下去的錐形部分16中以逐漸減慢的速率沉降。因此，使在第一個(gè)錐形部分16上的閥24以比在后面的錐形部分16上的閥24更加頻繁地開啟是更有效的。這個(gè)過程可以在錐形部分16中最大限度地收集固體，而同時(shí)仍可以有效地清除固體。另外，定時(shí)機(jī)構(gòu)將控制從每一個(gè)錐形部分16排放污泥的持續(xù)時(shí)間。為了使污清除效率最優(yōu)，對(duì)于使用該固體清除裝置的各個(gè)應(yīng)用場(chǎng)合，閥24的動(dòng)作循環(huán)可以調(diào)整。
如上所述，為了保持重力流動(dòng)狀態(tài)，最好改變罐2的高度。在大多數(shù)應(yīng)用場(chǎng)合中，罐2放置在一個(gè)支承結(jié)構(gòu)上。圖5表示一個(gè)這種支承結(jié)構(gòu)的優(yōu)選實(shí)施例。支承結(jié)構(gòu)和包括一個(gè)副基座42和一個(gè)基座46。副基座42具有若干罐加強(qiáng)件43，它們放置在罐2周邊上。副基座支腿44延伸至副基座的工字梁45a。副基座支腿44的長度可以變化，但它們的尺寸正常情況下應(yīng)這樣，即錐形部分16的連接件20不會(huì)伸到副基座的工字梁45a的下面去?；?6包括基座工字梁45b、基座支腿47、最下部的工字梁48和桁架件49。
如圖5所示，一般，副基座42是與罐2整體連接的，而副基座42和基座46通常為不同的結(jié)構(gòu)。這種結(jié)構(gòu)對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)還有另外一個(gè)優(yōu)點(diǎn)。基座支腿47的長度可以容易地適用于使用該固體清除裝置1的各種應(yīng)用場(chǎng)合。利用這種方法，可以調(diào)節(jié)固體清除裝置1的高度，以保證不管該裝置安裝在什么地方都可使該裝置在重力流動(dòng)作用下工作。同樣，在具有帶有確定的重務(wù)流動(dòng)水力梯度的現(xiàn)有系統(tǒng)場(chǎng)合，本發(fā)明的高度可以容易地調(diào)節(jié)，使得不需要改變重力流動(dòng)水力梯度就可裝入該現(xiàn)有系統(tǒng)中。本發(fā)明的這個(gè)特點(diǎn)提供了一種經(jīng)濟(jì)有效的方法，將本發(fā)明應(yīng)用在要考慮的地方而不管水力梯度特性如何?？紤]到現(xiàn)有技術(shù)的裝置總是需要一個(gè)昂貴的泵系統(tǒng)在同樣的條件下進(jìn)行工作，這點(diǎn)可顯著降低長期成本費(fèi)用。
現(xiàn)在來討論隔板28。從圖1～4可以看出，隔板28的形狀大致是線性的，隔板28的長度比其寬度大很多。圖1清楚地表示出隔板28是如何放置在罐2中的。在這個(gè)實(shí)施例中，隔板28放置成一排30，這些排與罐2的較短的端面平行。隔板28排成一直線，它們基本上與液體載體8的流動(dòng)垂直，并放置在豎直方向，使隔板與水平面或地面成90°角。雖然優(yōu)選實(shí)施例表示隔板與水平面形成90°角度，但本發(fā)明仍然可以做成與水平面角度稍微有些變化，并且本發(fā)明的意圖是包括基本上沿垂豎方向放置的所有隔板28?；敬怪钡姆较虬ㄅc鉛直方向有多達(dá)20°的變化。
從圖3所示的實(shí)施例中可以看出，隔板28從液體載體8的表面之上延伸至剛好在錐形部分16之上的一點(diǎn)。然而，本發(fā)明在其范圍以內(nèi)包括各種不同長度的隔板28。隔板28不需要延伸至液體載體8的表面之上，但可以伸入錐形部分16中。
從圖中可清楚地看出，每一排隔板28均放置成與罐2的端面平行，以形成一隔板排30。從圖4可以最清楚地看出，所示實(shí)施例表示每一隔板排30中的隔板28是如何與相鄰的隔板排30中的隔板28錯(cuò)位的。雖然，圖示的錯(cuò)位是在一個(gè)隔板排30上的隔板28平分在相鄰的排30上的隔板28之間的距離，但并不是總是需要這樣做的。本發(fā)明可以包括錯(cuò)位是變化的或根本沒有錯(cuò)位的各種裝置。
隔板28利用橫向件32設(shè)置在罐2中，該橫向件32又與罐2的內(nèi)側(cè)22連接(圖1中看得最清楚)。優(yōu)選實(shí)施例的一個(gè)橫向件32與隔板28的每一個(gè)上端和下端連接。然而，要把隔板28牢固放置在罐2中，可以在很多不同的位置上使用任意數(shù)目的橫向件32。
在不同的實(shí)施例中，隔板28本身的形狀可以改變。雖然隔板28一般為線性的，但隔板28的橫截面并不僅僅限于一種幾何形狀?？梢允褂萌魏蔚膸缀涡螤顏碓诟舭?8后面形成保護(hù)區(qū)，使在所述隔板28后面的一部分液體載體8的線性速度降低。實(shí)驗(yàn)表明，“V”形的橫截面(如圖4最清楚地表示那樣)可以很好地在本發(fā)明中發(fā)揮作用。如圖4所示，“V”的頂點(diǎn)34面對(duì)著液體載體8的迎面流38。
在運(yùn)行中，上述的發(fā)明對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)有幾個(gè)優(yōu)點(diǎn)。一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是可以增強(qiáng)固體從液體載體8中的沉降。當(dāng)水繞隔板28流過時(shí)，存在三種作用來增強(qiáng)固體沉降能力。第一種作用是，在隔板28后面形成一個(gè)液體載體8的水平速度較低的區(qū)。由于所清除的固體的量是隨夾帶在液體載體8中的固體多么緩慢地流過罐2而變化的，因此，在隔板28后面低速區(qū)的形成使固體有更多的時(shí)間從液體載體8中沉降出來。
第二個(gè)作用是，當(dāng)液體載體8流過隔板28的邊緣時(shí)，在隔板28后面形成輕微的渦流。其作用是輕緩地向下推動(dòng)固體，并加強(qiáng)重力誘導(dǎo)的沉降力。重力誘導(dǎo)沉降力和渦流誘導(dǎo)沉降力綜合起來形成比現(xiàn)有技術(shù)好得多的沉降特性。隔板28基本上以罐2的頂端向其底部的豎直延伸還可保證為固體提供一條通向錐形部分16的通道，該通道不受液體載體8的水平速度分量的影響。這種渦流誘導(dǎo)產(chǎn)生的沉降力特別有助于清除僅僅依賴重力的現(xiàn)有技術(shù)裝置不會(huì)清除掉的細(xì)小固體。
另外，隔板28的豎直取向，可防止在隔板基本上沿傾斜方向放置的現(xiàn)有技術(shù)中出現(xiàn)的那種固體聚集在隔板28上的趨勢(shì)。因此，本發(fā)明在固體載帶量較多的情況下和當(dāng)固體尺寸范圍變化大時(shí)也可以有效地工作。
再者，罐2和隔板28即使如上所述由不銹鋼制成，本發(fā)明對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)仍有成本上的優(yōu)勢(shì)。因?yàn)楸景l(fā)明設(shè)計(jì)簡單和容易制造，因此，本發(fā)明的最終成本一般可比大多數(shù)現(xiàn)有技術(shù)的固體清除裝置的成本低很多倍，而同時(shí)具有相等和甚至更優(yōu)越的沉降能力。
本發(fā)明的其他優(yōu)點(diǎn)是制造該裝置的尺寸形狀變化范圍較寬，和該裝置的應(yīng)用場(chǎng)合多。雖然圖中表示了標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)，然而通過簡單地添加另外的標(biāo)準(zhǔn)尺寸的錐形部分16，可使罐2的長度延伸。另外，通過安裝并行結(jié)構(gòu)的二個(gè)或三個(gè)所示的裝置，可以容易地生產(chǎn)出兩倍或三倍工作能力的固體清除裝置。為了容易用卡車或鐵路運(yùn)輸，圖中所示罐2的尺寸是理想的。這樣，大工作能力的固體清除裝置可以分成幾部分運(yùn)輸(罐2可認(rèn)為是一個(gè)部分)到要使用該裝置的現(xiàn)場(chǎng)，然后在現(xiàn)場(chǎng)將這些部分快速裝配起來。這種尺寸形狀和運(yùn)輸能力的靈活性為在現(xiàn)有技術(shù)的裝置完全做不到的情況提供了使用固體清除裝置的有效手段。
另外，本發(fā)明的操作要求極少使它可用于在現(xiàn)有技術(shù)裝置不能工作的很多遙遠(yuǎn)或不發(fā)達(dá)地方。本發(fā)明只需要一個(gè)操縱污泥排放閥24的壓力空氣源(閥24的動(dòng)作可以自動(dòng)化)和一個(gè)驅(qū)動(dòng)定時(shí)裝置的110V電源。操作要求簡單自然就減少了消耗在監(jiān)視裝置上的人力工時(shí)，結(jié)果可使勞動(dòng)力成本降低。
最后，雖然本發(fā)明的很多部分已經(jīng)用特定的實(shí)施例進(jìn)行了說明，但是可以預(yù)料，技術(shù)熟練的人們還可以進(jìn)行一些改變和改進(jìn)。因此，下面的權(quán)利要求書可以解釋為覆蓋所有在本發(fā)明真正的精神和范圍內(nèi)的這種改變和改進(jìn)。
權(quán)利要求
1.一種固體清除和聚集裝置，它包括a)一個(gè)罐；b)一根入口管路，一根出口管路和一根與所述罐連通的污泥清除管路；c)若干放置在所述罐中并形成一個(gè)隔板排的線性隔板；所述隔板基本上是豎直的；和d)所述罐還可具有若干所述的隔板排。
2.如權(quán)利要求1所述的固體清除和聚集裝置，其特征在于，所述隔板排基本上是垂直于所述罐中的液體載體流動(dòng)方向。
3.如權(quán)利要求1所述的固體清除和聚集裝置，其特征在于，在所述隔板排中的所述隔板與相鄰的隔板排中的所述隔板相互錯(cuò)位。
4.如權(quán)利要求1所述的固體清除和聚集裝置，其特征在于，在一個(gè)隔板排中的所述隔板錯(cuò)位成平分相鄰一個(gè)隔板排中的所述隔板之間的距離。
5.如權(quán)利要求1所述的固體清除和聚集裝置，其特征在于，所述隔板的幾何形狀有助于在所述隔板后面形成保護(hù)區(qū)，使所述隔板后面的一部分液體載體的線性速度降低。
6.如權(quán)利要求3所述的固體清除和聚集裝置，其特征在于，所述隔板的幾何形狀有助于在所述隔板后面形成保護(hù)區(qū)，使所述隔板后面的一部分液體載體的線性速度降低。
7.如權(quán)利要求6所述的固體清除和聚集裝置，其特征在于，所述幾何形狀為“V”型。
8.如權(quán)利要求1所述的固體清除和聚集裝置，其特征在于，所述罐具有一個(gè)底部，并且，所述隔板從所述罐中的液體載體表面延伸至所述底部。
9.如權(quán)利要求1所述的固體清除和聚集裝置，其特征在于，所述罐具有一個(gè)底部，所述底部具有一個(gè)傾斜表面。
10.如權(quán)利要求9所述的固體清除和聚集裝置，其特征在于，所述底部包括一個(gè)錐形部分。
11.如權(quán)利要求9所述的固體清除和聚集裝置，其特征在于，所述底部包括若干錐形部分。
12.如權(quán)利要求9所述的固體清除和聚集裝置，其特征在于，一個(gè)由定時(shí)器控制的閥將污泥從所述錐形部分排放至所述污泥管路。
13.如權(quán)利要求11所述的固體清除和聚集裝置，其特征在于，每一個(gè)所述錐形部分都有一個(gè)由定時(shí)器控制的閥，每一個(gè)所述由定時(shí)器控制的閥按不同的時(shí)間間隔排放污泥。
全文摘要
一種固體清除和聚集裝置。該裝置包括帶有一根入口管路,一根出口管路(5)和一根污泥清除管路(20)的一個(gè)罐(2)。該裝置還包括若干線性隔板(28),它們放置在該罐中,形成一個(gè)隔板排,而隔板基本上是放置在垂直方向。該罐有若干這些隔板排。隔板可降低液體載體的速度,并在該隔板的后面形成輕微的液體渦流,使固體容易向下運(yùn)動(dòng)。
文檔編號(hào)B01D21/02GK1185753SQ96194186
公開日1998年6月24日 申請(qǐng)日期1996年5月24日 優(yōu)先權(quán)日1995年5月26日
發(fā)明者羅納德·B·哈里斯 申請(qǐng)人:羅納德·B·哈里斯