專利名稱：從中央流入雨水中分離出漂浮物和沉淀物的渦流分離裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種渦流分離裝置，用于從中央流入雨水中分離出漂浮物和沉淀物，其中，在分離殼體中設置有圓筒形導流板，從而將分離殼體中的空間分成三部分，包括限定在導流板內部的中央空間、分離殼體內表面與導流板之間限定的環(huán)形空間以及沉積物儲存室，中央空間和環(huán)形空間在導流板下方的位置彼此連通，從而，雨水在中央空間內向下螺旋運動，而在環(huán)形空間內向上螺旋運動，而且在此過程中從雨水中分離出漂浮物和沉淀物以及油。更具體地說，本發(fā)明涉及一種渦流分離裝置，用于從中央流入雨水中分離出漂浮物和沉淀物，其中，流入到分離殼體導流板內部中央空間內的雨水在導流板內部形成渦流，而且，此后雨水在渦流離心力以及有孔傾斜裙部傾斜的共同作用下運動到環(huán)形空間內，在此過程中，粗粒和細粒沉淀物經過有孔傾斜裙部的貫通孔和導向孔運動到沉積物儲存室，這樣就可以從雨水中分離出諸如砂粒的沉淀物以及諸如油和油脂的漂浮物。
背景技術：
如圖1所示，用于從雨水中分離出漂浮物和沉淀物的傳統(tǒng)分離裝置具有如下結構。在長方形的平行六面體中設置有隔離壁，從而由隔離壁隔開的兩個部分在隔離壁下方彼此連通。在兩個部分中，一部分是分離室1a，與流入管1連接，從而雨水通過流入管1流入，另一部分是沉淀室6a，與流出管6連接，從而雨水通過流出管6排出。在分離室1a中從雨水中分離出油或漂浮物，而在沉淀室6a中的下方位置從雨水中分離出沉淀物。圖1是示出了用于從雨水中分離出漂浮物和沉淀物的傳統(tǒng)分離裝置的俯視圖和截面視圖。
該分離裝置的特征在于其尺寸可以根據要處理的雨水流率和除去異物的效率而改變。但是，這種分離裝置的缺點在于需要過大的安裝空間，并且很難從分離裝置中除去沉積在下方位置的沉淀物。
為了解決這些問題，開發(fā)了一種用于從雨水中分離出漂浮物和沉淀物的渦流分離裝置。如圖2至圖4所示，該傳統(tǒng)渦流分離裝置包括分離殼體7和流入管1，流入管1連接至分離殼體7，從而使雨水經過流入管1流入到分離殼體7內。該渦流分離裝置還包括浸漬板(dip plate)2，設置在分離殼體7內與分離殼體7的內表面離開預定距離的位置處；以及臺式裙部(benching skirt)3，設置在沉積物儲存室(C)上方，從而通過臺式裙部3將沉淀物B引導至沉積物儲存室(C)底部。
此外，中央錐部4設置在臺式裙部上方并與設置于浸漬板2內部的空心中心軸8連接。漂浮物蓋5設置在浸漬板2與中心軸8之間，以覆蓋限定在浸漬板2與中心軸8之間的環(huán)形空間。流出管6與環(huán)形空間連通，在上部位置連接至浸漬板2。圖2是示出了用于從雨水中分離出漂浮物和沉淀物的傳統(tǒng)渦流分離裝置的局部剖開透視圖。圖3是圖2的渦流分離裝置的縱向截面視圖。圖4是沿圖3的III-III線截取的橫向截面視圖。
以下將解釋具有上述結構的傳統(tǒng)渦流分離裝置的操作。如圖2所示，流入到雨水注入桶(A)內的雨水通過流入管1沿切向進入到分離殼體7內。此后，雨水圍繞渦流分離裝置的縱向軸線在環(huán)形空間內旋轉，該環(huán)形空間是在浸漬板2與分離殼體7內表面之間限定的。此時，油和漂浮物上升并漂浮在水面上，并限定在浸漬板2與分離殼體7之間的空間內。
雨水圍繞渦流分離裝置的縱向軸線繼續(xù)旋轉，并逐漸向浸漬板2的下端運動，此時，沉淀物通過形成在臺式裙部3中央位置的開口運動到沉積物儲存室(C)內。
此后，雨水在經過浸漬板2下方時以小于外部下降流速的速度圍繞中央錐部4螺旋地旋轉，并在浸漬板2與中心軸8之間的空間內螺旋地向上運動。然后，雨水通過與浸漬板2上部位置相連的流出管6排出。
因此，通過流入管1流入到分離殼體7內的雨水，在通過流出管6排出分離殼體7之前，在浸漬板2外部螺旋地向下運動，而在浸漬板2內部螺旋地向上運動。因為雨水經過了這樣漫長的路線，當雨水到達出口時已經從雨水中除去了大量的漂浮物和沉淀物。
然而，傳統(tǒng)渦流分離裝置的缺點在于，因為其主要設計成從雨水中分離粗粒沉淀物，所以不能可靠地分離出細粒沉淀物。
換句話說，雨水首先流入到浸漬板外部限定的環(huán)形空間之后，具有相對較快沉淀速度的粗粒沉淀物可以在環(huán)形空間內向下運動，在環(huán)形空間內雨水形成相對較長且穩(wěn)定的水流。但是，雨水在浸漬板下端則改變其流動方向，而沿中央錐部在浸漬板內部向上運動。此時，雨水在浸漬板內部進行二次旋轉。在浸漬板內部，因為雨水形成相對較短且不穩(wěn)定的水流，而且通過流出管排出之前圍繞縱向軸線旋轉相對較短的時間，所以包含在雨水中的細粒沉淀物可能隨雨水排出到分離殼體外部，而沒有沉積下來。
而且，傳統(tǒng)渦流分離裝置不僅需要通過分離物清除孔除去沉淀物的人孔，還需要除去漂浮物的另一個人孔。因此，使得渦流分離裝置的安裝和維修比較困難和復雜。尤其是，在道路上安裝渦流分離裝置的情況下，出現兩個人孔可能會妨礙交通。
同樣，在沒有可靠進行道路維護或清潔的地區(qū)，當降雨時諸如大石塊或鋼筋之類的異物進入渦流分離裝置時，利用常規(guī)機械設備不可能清除這些異物。在這種情況下，必須設置使人進入到渦流分離裝置內部清除異物的通道。但是，因為傳統(tǒng)渦流分離裝置具有不允許工人進入的結構，所以可以將內部零件拆卸下來。因而，這又導致了維護特別困難的問題。

發(fā)明內容
因此，考慮到現有技術中存在的上述問題，提出了本發(fā)明，并且本發(fā)明的目的在于提供一種渦流分離裝置，用于從雨水中分離出漂浮物和沉淀物，其中，在中央空間內，即在導流板內部，從雨水中分離出容易沉積的粗粒沉淀物，在導流板內部雨水形成相對較短且不穩(wěn)定的水流，而在環(huán)形空間內，即在導流板外部，從雨水中分離出細粒沉淀物，在導流板外部雨水形成相對較長且穩(wěn)定的水流，而且，該分離裝置可以同時從雨水中清除沉淀物、漂浮物和油，并且，其中，在與導流板內部空間和貫通孔對齊的位置處形成有分離物清除孔，從而，只用一個分離物清除孔就有可能從渦流分離裝置中除去漂浮物和沉淀物，這樣簡化了安裝和維護，因此將交通障礙降至最小，而且該分離裝置使得工人易于進入沉積物儲存室，從而，即使各種異物進入到渦流分離裝置內，也能夠容易地清除，進而易于維護。
為了實現上述目的，本發(fā)明提供了一種渦流分離裝置，用于從中央流入雨水中分離出漂浮和沉淀物，包括分離殼體；導流板，設置在分離殼體中并由連接板支撐；流入管，連接至導流板并延伸到分離殼體外部，從而雨水通過流入管流入到導流板內部；有孔傾斜裙部，設置在導流板下方，以將沉淀物導向至沉積物儲存室底部，并防止沉淀物再次懸??；以及流出管，在連接板下方的位置連接至分離殼體并延伸到分離殼體外部，從而雨水通過流出管排出流入管可以沿切向連接至導流板，從而流入導流板內部的雨水圍繞導流板的中心軸線旋轉。
有孔傾斜裙部可以從其中央向其外側向下傾斜，以便將流入導流板內部并螺旋地向下運動的雨水導向至導流板外部。
有孔傾斜裙部可以在其中央具有貫通孔，從而將沉淀物通過貫通孔移動到沉積物儲存室內，而且在其外緣具有至少一個導向孔，從而將細粒沉淀物導向孔導向至沉積物儲存室內。
該渦流分離裝置還可以包括導向斜槽設置在導流板內部的流入管一端，以引導雨水流動。


從下面的詳細描述中，結合附圖，將可以更清楚地理解本發(fā)明的上述和其它的目的、特征和優(yōu)點。
圖1是示出了用于從雨水中分離出漂浮物和沉淀物的傳統(tǒng)分離裝置的俯視圖和截面視圖；圖2是示出了用于從雨水中分離出漂浮物和沉淀物的傳統(tǒng)渦流分離裝置的局部剖開透視圖；圖3是圖2的渦流分離裝置的縱向截面視圖；
圖4是沿圖3的III-III線截取的橫向截面視圖；圖5是示出了根據本發(fā)明實施例的用于從雨水中分離出漂浮物和沉淀物的渦流分離裝置的局部剖開透視圖；圖6是根據本發(fā)明的渦流分離裝置的縱向截面視圖；圖7是沿圖6的A-A線截取的橫向截面視圖；圖8是沿圖6的B-B線截取的橫向截面視圖；以及圖9是示出了雨水在根據本發(fā)明的渦流分離裝置中流動的局部剖開透視圖。
具體實施例方式
下面，將參照附圖詳細描述本發(fā)明的實施例。
圖5是示出了根據本發(fā)明實施例的用于從雨水中分離出漂浮物和沉淀物的渦流分離裝置的局部剖開透視圖。圖6是本發(fā)明的渦流分離裝置的縱向截面視圖。
如圖5和圖6所示，本發(fā)明的渦流分離裝置是用于從雨水中分離出漂浮物和沉淀物的裝置，其放置在流體從高處向低處流動的道路上。所以，本發(fā)明的渦流分離裝置無需另外的動力，從而不需要單獨的驅動單元。
在本發(fā)明的渦流分離裝置中，導流板110設置在分離殼體100內部，而流入管120穿過分離殼體100的側壁連接至導流板110，從而雨水通過流入管120流入到導流板110內部。有孔傾斜裙部130設置在導流板110下方。流出管150在預定位置連接至分離殼體100，從而使分離出漂浮物沉淀物的經處理的雨水通過流出管150排出到分離殼體100外部。
分離殼體100是空心的并具有這樣的結構，即雨水流入其中并在從雨水中分離出漂浮物和沉淀物之后排出。漂浮物和油儲存在導流板內部限定的空間內的上部位置。
圖7是沿圖6的A-A線截取的橫向截面視圖。
如圖5至圖7所示，導流板110由連接板111支撐，該連接板連接至分離殼體100的內表面。環(huán)形空間是在連接板111、分離殼體100與導流板110之間限定的。連接板111起到安裝通風道160的作用以及將導流板110連接至分離殼體100內表面的作用，通風道160將在后面描述。而且，當已經流入到導流板110內部的雨水溢流到導流板110外部時，連接板111起到防止雨水進入環(huán)形空間的作用，從而防止未經處理的雨水排出導外部。
流入管120連接至導流板110并延伸到分離殼體100外部，從而雨水通過流入管120流入到導流板110內部限定的中央空間內流入管120沿切向連接至導流板110，從而流入導流板110內部的雨水在向下運動時形成渦流。
圖8是沿圖6的B-B線截取的橫向截面視圖。
粗粒沉淀物，是相對較大的顆粒并隨雨水一同流入，通過設置于導流板110下方的有孔傾斜裙部130的貫通孔131導向到沉積物儲存室140的底部。如圖5和圖6所示，沉積物儲存室140設置于有孔傾斜裙部130下方在分離殼體100內的下部位置。
而且，有孔傾斜裙部130從其中央向其外側而向下傾斜，從而，當已經流入到導流板110內部的雨水被導向至導流板110外部時，雨水形成向上的渦流。粗粒沉淀物通過形成于中心位置而貫通有孔傾斜裙部130的貫通孔131運動至沉積物儲存室140內，而沉積在環(huán)形空間內的細粒沉淀物貫通有孔傾斜裙部130外周而形成的導向孔132運動至沉積物儲存室140內。
如圖7所示，流出管150連接至分離殼體100正好在連接板111下方，并向外延伸預定長度，從而雨水通過流出管150排出到外部。這里，上面所使用的術語“雨水”指經處理的干凈雨水，在從其中已經分離出沉淀物和漂浮物之后運動到導流板110外部的環(huán)形空間內。
與此同時，通風道160設置在連接板111上的預定位置，從而空氣通過通風道160從導流板110外部限定的環(huán)形空間中排出。導向斜槽121連接至導流板110內側的流入管120，以引導雨水流動。
此外，分離物清除孔170貫通分離殼體100的上表面而形成在導流板110上方。因此，工人在經過觀察以確認需要清除之后，通過分離物清除孔170定期地清除儲存在沉積物儲存室140內的沉淀物和漂浮物。這樣，本發(fā)明的渦流分離裝置沒有需要更換的諸如過濾器之類的單獨消耗件。而且，用于清除漂浮物和沉淀物的分離物清除孔170不僅與導流板內部限定的中央空間對齊，而且與有孔傾斜裙部130的貫通孔131對齊，這樣，形成線性通道形狀，其中，在導流板中，從雨水中分離出漂浮物，而沉淀物通過有孔傾斜裙部運動到沉積物儲存室140內。而且，本發(fā)明的優(yōu)點在于工人可以容易地進入沉積物儲存室140對其維護，無需從渦流分離裝置中除去或拆卸內件。
下面將詳細描述具有上述結構的本發(fā)明渦流分離裝置的操作。
圖9是示出了雨水在根據本發(fā)明的渦流分離裝置中流動的局部剖開透視圖。
如圖9所示，雨水從分離殼體100外部流入通過沿導流板110切向的流入管120流入到導流板110內部。流入的雨水在導流板110內部螺旋地向下運動。在雨水的螺旋運動期間，比重比水小的油和漂浮物會漂浮在水面上，而比重比水大的沉淀物通過有孔傾斜裙部130的貫通孔131而朝著沉積物儲存室140向下運動。
然后，已經螺旋地向下運動的雨水在導流板110下端改變流向。即，雨水在導流板110外部螺旋地向上運動并形成渦流。而且，已經螺旋地向下運動的雨水由于離心力作用在有孔傾斜裙部130上有向外運動的趨勢，而由有孔傾斜裙部130的傾斜作用而向外導向的雨水，在導流板110外部螺旋地向上運動。
換句話說，雨水在分離殼體100內側由導流板110外部限定的環(huán)形空間中形成渦流并進行向上的螺旋運動。在此過程中，細粒沉淀物緩慢地向下運動并通過導向孔132進入到沉積物儲存室140。這里，細粒沉淀物是被在導流板110內部形成短且不穩(wěn)定水流的雨水帶走并隨之一起運動，而在雨水的向下螺旋運動期間未從雨水中分離的沉淀物。
因為雨水在導流板110內部的回轉半徑小于在導流板110外部的回轉半徑，所以當雨水流入導流板110內部時形成渦流的速度相對較快。
而且，雨水的水流在導流板110內部相對較短，其中雨水在導流板110內部沿切向向下運動。另一方面，因為螺旋向上運動的雨水的回轉半徑在導流板110與分離殼體100內表面之間相對較大，因此雨水的水流在導流板110外部相對較長。而且，在導流板110外部，由于側壁阻力雨水的運動速度降低。
因此，細粒沉淀物在導流板110內部隨著高速運動的雨水一起運動。然后，雨水運動至導流板110外部并螺旋地向上運動。此時，雨水的渦流速度比在導流板110內部的慢。因此，盡管雨水螺旋地向上運動，細粒沉淀物卻由于重力而運動。
因而，在導流板110內部的渦流速度比在導流板110外部的快，但因為具有很大比重的粗粒沉淀物比細粒沉淀物沉積的快，所以粗粒沉淀物也能夠在導流板110處沉積。
總之，雨水通過流入管120流入到導流板110內部，在雨水在導流板110內部螺旋向下運動的初始階段，從雨水中分離出粗粒沉淀物、漂浮物和油，而在運動方向改變之后，雨水在導流板110外部緩慢地向上運動時，從雨水中分離出細粒沉淀物。
因而，隨雨水流入到導流板110內部的油和漂浮物通過在水面漂浮而被分離。此外，粗粒沉淀物通過有孔傾斜裙部130的貫通孔131運動到沉積物儲存室140內并儲存在其中，而細粒沉淀物通過有孔傾斜裙部130的導向孔132運動到沉積物儲存室140內并儲存在其中。已經將漂浮物和沉淀物清除的處理過的雨水在導流板110外部螺旋地向上運動，并通過流出管150排出到分離殼體100外部。
與此同時，當雨水在導流板110外部的環(huán)形空間內流動時，存在于環(huán)形空間中的空氣上升并通過通風道160排出到分離殼體100的上部，從而雨水能夠更自由地流動。通過分離物清除孔170可以定期地觀察并清除漂浮在導流板110內部中央空間水面上的漂浮物和儲存在沉積物儲存室140中的沉淀物。
具有上述結構和操作的本發(fā)明渦流分離裝置可以設置在分支雨水管道上以在下雨的初始階段進行雨水處理，并且可以適用于新開發(fā)地區(qū)以及新開發(fā)住宅區(qū)。此外，本發(fā)明也可以適用于道路、停車場、維修車間、工廠、或湖泊周圍的雨水前處理過程。
如上所述，在根據本發(fā)明的用于從雨水中分離出漂浮物和沉淀物的渦流分離裝置中，流入管連接至設置在分離殼體內側的導流板，而流出管連接至分離殼體。因此，在導流板內側的中央空間內從雨水中分離出粗粒沉淀物、漂浮物和油，在導流板內雨水的回轉半徑相對較小。在導流板外側限定的環(huán)形空間內從雨水中分離出細粒沉淀物，在環(huán)形空間內雨水的回轉半徑相對較大。從而，下雨時在污染程度相對較高的初始階段，本發(fā)明既可以從雨水中分離出粗粒沉淀物和漂浮物，又可以分離出細粒沉淀物。
而且，從其中心向其外緣傾斜的有孔傾斜裙部設置在導流板下方。穿過有孔傾斜裙部的中央和周邊分別形成貫通孔和導向孔。因此，當雨水在導流板內部運動時，有孔傾斜裙部引導粗粒沉淀物的運動穿過貫通孔進入沉積物儲存室。另外，有孔傾斜裙部引導細粒沉淀物的運動穿過導向孔進入沉積物儲存室，同時雨水在離心力作用和有孔傾斜裙部的傾斜作用下從導流板的內部向導流板的外部流動。而且，在本發(fā)明中，漂浮物在水面上漂浮的位置和穿過其運動至并儲存于沉積室中的貫通孔，沿同一條線彼此對齊。因此，方便地，首先清除位于導流板內側上部位置的漂浮物和油，然后清除儲存在沉積物儲存室內的沉淀物。而且，當安裝渦流分離裝置時，或對其進行維護時，本發(fā)明使得工人可以容易地接近分離殼體內部和沉積物儲存室。因此，可以容易地實現渦流分離裝置的安裝與維護。
此外，本發(fā)明不需要動力，所以沒有驅動單元。而且，因為本發(fā)明沒有諸如過濾介質之類的任何消耗件，所以很容易維護。另外，本發(fā)明的渦流分離裝置處理范圍廣且可以進行大量處理。而且，壓頭損失顯著降低，且沒有物質的二次夾帶(re-entrainment)。此外，本發(fā)明的渦流分離裝置的優(yōu)點在于將交通障礙降至最小，且設計和實現過程很容易。
盡管為了示例目的公開了本發(fā)明的優(yōu)選實施例，但是本發(fā)明并不局限于優(yōu)選實施例的結構和操作。而且，對于本領域的技術人員來說，在不背離所附權利要求公布的本發(fā)明范圍和精神的前提下，本發(fā)明可以有各種更改、替換和變化。所作的任何更改、等同替換、改進等，均應包含在本發(fā)明的保護范圍之內。
權利要求
1.一種渦流分離裝置，用于從中央流入雨水中分離出漂浮物和沉淀物，包括分離殼體；導流板，設置在所述分離殼體內部并由連接板支撐；流入管，連接至所述導流板并延伸到所述分離殼體外部，從而所述雨水通過所述流入管流入到所述導流板內部；有孔傾斜裙部，設置于所述導流板下方，以將所述沉淀物引導至沉積物儲存室底部，并防止所述沉淀物再次懸?。灰约傲鞒龉?，在所述連接板下方的位置連接至所述分離殼體，并延伸到所述分離殼體外部，從而所述雨水通過所述流出管排出。
2.根據權利要求1所述的渦流分離裝置，其中，所述流入管沿切向連接至所述導流板，使得流入到所述導流板內部的所述雨水圍繞所述導流板的中心軸線旋轉。
3.根據權利要求1所述的渦流分離裝置，其中，所述有孔傾斜裙部從其中央向其外側向下傾斜，以便可以將流入到所述導流板內部并螺旋地向下運動的所述雨水引導至所述導流板外部。
4.根據權利要求3所述的渦流分離裝置，其中，所述有孔傾斜裙部在其中央具有貫通孔，從而所述沉淀物通過所述貫通孔運動到所述沉積物儲存室內，并且在其周邊具有至少一個導向孔，從而將細粒沉淀物通過所述導向孔引導至所述沉積物儲存室內。
5.根據權利要求1所述的渦流分離裝置，進一步包括導向斜槽，設置在所述導流板內側的所述流入管一端，以引導所述雨水的流動。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種渦流分離裝置，用于從雨水中分離出漂浮物和沉淀物。本發(fā)明的渦流分離裝置不僅可以從雨水中分離出粗粒沉淀物、漂浮物和油，還可以分離出細粒沉淀物。為了達到上述目的，本發(fā)明的渦流分離裝置包括分離殼體；導流板，設置在分離殼體內部并由連接板支撐；以及流入管，連接至導流板并延伸到分離殼體外部，從而使雨水通過流入管流入到導流板內部。該渦流分離裝置還包括有孔傾斜裙部，設置在導流板下方，以將沉淀物引導至沉積物儲存室底部，并防止沉淀物再次懸浮；以及流出管，在連接板下方的位置連接至分離殼體，并延伸到分離殼體外部，從而使雨水通過流出管排出。
文檔編號B04C5/103GK1903445SQ200610099128
公開日2007年1月31日 申請日期2006年7月27日 優(yōu)先權日2005年7月27日
發(fā)明者樸魯燕 申請人:樸魯燕