用于研究城市污水管道中的悬浮颗粒沉积冲刷特性的装置的制作方法

1.本发明涉及悬浮颗粒的沉积特性研究技术领域，尤其涉及一种用于研究城市污水管道中的悬浮颗粒沉积冲刷特性的装置。


背景技术：

2.现如今，可持续发展观念已深入人心，将城市经济和环境保护相互融合，也使得环境保护工程成为城市建设的重要部分之一，有助于改善当前城市环境，而城市污水处理是环境保护工程中的重要内容，因此，注重对城市污水的处理是十分紧迫的。
3.排水管道系统作为城市基础设施的重要组成部分，发挥着收集与输送污水的重要作用，其正常运行对城市稳定发展关系重大。管道中的污水经过污水处理站初步处理后，虽然能过滤掉大粒径的颗粒物，但处理后的污水中还存在粒径较小的悬浮颗粒物，这些悬浮颗粒物在管道内水流要素变化的情况下，会发生沉降堆积的现象，从而造成管道的淤堵。因此，研究污水管道中的悬浮颗粒物的沉积冲刷特性，以解决管道淤堵问题是十分有必要的。
4.现有技术中，公开号为cn 114675003 a的专利公开了一种用于研究城市污水沉淀物的起动与冲刷率的实验装置，包括循环泵、内部盛有实验水的实验水池以及与所述实验水池的一端相连通的循环水箱，所述实验水池内设置有用于容纳城市污水沉淀物样品的沙箱以及用于调节水流速率的旋转装置，使所述沙箱内部的所述城市污水沉淀物样品在所述旋转装置的作用下进行起动和冲刷，从而获得不同时均流速作用下城市污水物沉淀样品的起动与冲刷率，然而，上述方案不能测量实际中存在的不同坡度管道中的沉淀样品的冲刷特性。
5.有鉴于此，有必要设计一种用于研究城市污水管道中的悬浮颗粒沉积冲刷特性的装置，以解决上述问题。


技术实现要素：

6.本发明的目的在于提供一种通过悬浮颗粒的自由沉降，模拟排水管道中悬浮颗粒的真实沉积情况，并对不同坡度下的排水管道中悬浮颗粒沉积冲刷特性进行研究的便于操作的用于研究城市污水管道中的悬浮颗粒沉积冲刷特性的装置。
7.为实现上述发明目的，本发明提供了一种用于研究城市污水管道中的悬浮颗粒沉积冲刷特性的装置，包括实验水箱、与所述实验水箱连通的实验管线以及设置于所述实验管线上的用于样品取放的可拆卸式设置的推进装置和用于调整所述实验管线冲刷角度的调整台架，所述推进装置内设置有用于悬浮颗粒自由沉积的置物槽。
8.作为本发明的进一步改进，所述实验管线上还设置有用于管线中水压检测的压力传感器和水体流量检测的电磁流量计，所述推进装置按照水流方向设置在所述电磁流量计之后。
9.作为本发明的进一步改进，所述推进装置设置于所述实验管线底部。
10.作为本发明的进一步改进，所述推进装置还包括用于支撑所述置物槽升降的升降
台、与所述升降台连接的用于传递手杆动能的丝杆，所述丝杆与所述手杆之间安装有传动块。
11.作为本发明的进一步改进，所述实验管线包括依次连接的第一管线、第二管线和第三管线，其中，所述第二管线为弧线设计。
12.作为本发明的进一步改进，所述第一管线上依次设置有第一转动装置与压力传感器，所述压力传感器至少部分设置在实验水中；所述电磁流量计和所述推进装置设置在第三管线上。
13.作为本发明的进一步改进，所述第一转动装置为可控制转速的驱动电机。
14.作为本发明的进一步改进，所述调整台架上设置有用于辅助调整所述实验管线高度的定滑轮，所述调整台架与所述实验管线为可拆卸式连接。
15.作为本发明的进一步改进，所述实验水箱包括进水水箱和出水水箱，所述进水水箱与第一管线相连，所述出水水箱与第三管线相连。
16.作为本发明的进一步改进，利用控制变量法原理，分别通过改变实验管线角度、悬浮颗粒沉积物初始重量和管线中水体流量，计算所述置物槽的悬浮颗粒沉积物初始重量与实验后重量的差值，即能得到在规定时间内城市污水中的悬浮颗粒在管道中的沉积冲刷特性。
17.本发明的有益效果是：
18.1、本发明提供的用于研究城市污水管道中的悬浮颗粒沉积冲刷特性的装置，通过在实验管线中设置压力传感器和电磁流量计，能分别监控实验管线中的实际水压及实际水体流量，且将悬浮颗粒实验点设置在第三管线，能保证用于进行悬浮颗粒沉积冲刷特性研究的水流的稳定性。另外，在冲刷特性实验中，将悬浮颗粒置于置物槽中进行自由沉积的设计，相比于常规的沉积物直接涂抹操作，能更真实的反映实际排水管道中悬浮颗粒的沉积以及其冲刷结果。此外，推进装置的可拆卸式设计，有利于样品的取放等处理，以便于进行悬浮颗粒初始重量与实验完成重量的差值计算，获得悬浮颗粒的沉积冲刷特性；同时，也便于通过调整参数以获得不同条件下悬浮颗粒沉积的冲刷特性，用于在实践中改善由悬浮颗粒沉积物沉积导致的管道淤堵情况。
19.2、本发明通过设置用于调整实验管线坡度的调整台架及定滑轮，能对实验管线的坡度进行调整，以模拟现实中污水管道的不同坡度，进行不同坡度下的污水管道中的悬浮颗粒沉积冲刷特性研究。
20.3、本发明利用悬浮颗粒沉积物的重量差研究其冲刷特性的计算方式简便，结合样品的取放装置，即推进装置的可拆卸式设计，便于实际中的操作；模拟现实中悬浮颗粒沉积的置物槽设置，使检测结果能更准确的反映真实情况，同时整体装置结构简单，操作方便。
附图说明
21.图1为本发明提供的用于研究城市污水管道中的悬浮颗粒沉积冲刷特性的装置的结构示意图。
22.图2为本发明提供的用于研究城市污水管道中的悬浮颗粒沉积冲刷特性的装置中的推进装置的结构示意图。
23.图3为本发明提供的用于研究城市污水管道中的悬浮颗粒沉积冲刷特性的装置中
的推进装置的内部结构示意图。
24.附图说明
25.11、进水水箱；12、出水水箱；20、第一管线；21、伺服电机；22、压力传感器；30、第二管线；40、第三管线；41、电磁流量计；42、推进装置；421、手杆；422、传动块；423、丝杆；424、升降台；425、置物槽；50、调整台架；51、定滑轮。
具体实施方式
26.为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细描述。
27.在此，还需要说明的是，为了避免因不必要的细节而模糊了本发明，在附图中仅仅示出了与本发明的方案密切相关的结构和/或处理步骤，而省略了与本发明关系不大的其他细节。
28.另外，还需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
29.本发明提供了一种用于研究城市污水管道中的悬浮颗粒沉积冲刷特性的装置，包括实验水箱、与实验水箱连通的实验管线以及设置于实验管线上的用于样品取放的可拆卸式设置的推进装置42和用于调整实验管线冲刷角度的调整台架50，实验水箱包括进水水箱11和出水水箱12，实验管线包括依次连接的第一管线20、第二管线30和第三管线40，进水水箱11与第一管线20相连，出水水箱12与第三管线40相连，其中，第二管线30为半圆形，在本发明的其他实施例中，第二管线30可以采用其他环形结构，如圆环形、圆角矩形框等。
30.具体的，按照水流方向，第一管线20上依次设置有可控制转速的伺服电机21和压力传感器22，通过调节伺服电机21的转速，能在实验管线内形成不同流速的水流，以研究不同水流对悬浮颗粒的沉积冲刷特性，压力传感器22部分设置在实验水中，用于管线中的水压检测；第三管线40上依次设置有电磁流量计41和推进装置42，分别用于水体流量的检测和样品的取放。
31.具体的，推进装置42可拆卸式设置在第三管线40底部，推进装置42内设置有用于污水中悬浮颗粒自由沉积的置物槽425、用于支撑置物槽425升降的升降台424以及与升降台424连接的用于传递手杆421动能的丝杆423，丝杆423与手杆421之间安装有用于手杆421动能与置物槽425势能转换的传动块422，通过手杆421的旋转，从而控制升降台424的平稳升降，进行置物槽425高度的调节。
32.具体的，调整台架50与实验管线为可拆卸式连接，调整台架50上设置有用于辅助调整实验管线高度的定滑轮51，通过调整台架50可根据实验需要进行实验管道坡度的调整，从而进行不同坡度下的污水管道中的悬浮颗粒沉积冲刷特性研究。
33.下面对本发明提供的用于研究城市污水管道中的悬浮颗粒沉积冲刷特性的装置的工作原理进行说明。
34.首先，将已知质量的悬浮颗粒样品置于置物槽425中，根据预设的时间进行悬浮颗粒的沉积；沉积结束后，将推进装置42安装在第三管线40上，通过手杆421调整置物槽425的
高度；开启伺服电机21，实验水从第一管线20进入管道进行冲刷，压力传感器22和电磁流量计41分别对管道中的水压和水体流量进行监控；实验结束后，对置物槽425中悬浮颗粒的重量进行检测，通过计算置物槽425的悬浮颗粒沉积物的初始重量与实验后重量的差值，即能得到在规定时间内城市污水中的悬浮颗粒在管道中的沉积冲刷特性。利用控制变量法，分别通过改变实验管线角度、悬浮颗粒沉积物初始重量和管线流量，能进行各个因素对管道中悬浮颗粒的沉积冲刷特性的研究。
35.综上所述，本发明公开了一种用于研究城市污水管道中的悬浮颗粒沉积冲刷特性的装置，通过设置用于调整实验管线坡度的调整台架50及定滑轮51，能对实验管线的坡度进行调整，以模拟现实中污水管道的不同坡度，进行不同坡度下的污水管道中的悬浮颗粒沉积冲刷特性研究；另外，压力传感器22和电磁流量计41的设置，能分别监控实验管线中的实际水压及实际水体流量，且将悬浮颗粒实验点设置在第三管线40，能保证用于进行悬浮颗粒沉积冲刷特性研究的水流的稳定性。此外，悬浮颗粒置于置物槽425中进行自由沉积的设计，相比于常规的沉积物直接涂抹操作，能更真实的反映实际排水管道中悬浮颗粒的沉积以及其冲刷结果，而推进装置42的可拆卸式设计，则有利于样品的取放等处理，以便于进行悬浮颗粒的初始重量与实验完成重量的差值计算，获得悬浮颗粒的冲刷量数据；同时，也便于通过调整参数以获得不同条件下悬浮颗粒的沉积冲刷特性。
36.以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围。