[发明专利]一种中心传动单管吸泥机及操作方法

权利要求书

1.一种中心传动单管吸泥机，其特征在于：包括沉淀池(1)，所述的沉淀池(1)中设有吸泥传动组件，所述的吸泥传动组件带动撇渣组件(3)沿沉淀池(1)内壁进行旋转，所述的沉淀池(1)的内壁设有与撇渣组件(3)相活动触接的排渣组件(4)，所述的沉淀池(1)的内壁设有进水槽撇渣组件(5)，所述的排渣组件(4)设在进水槽撇渣组件(5)的外壁，所述的进水槽撇渣组件(5)、排渣组件(4)分别与外部排渣组件相连通；

所述的吸泥传动组件包括中心转笼(7)和传动装置(8)，所述的中心转笼(7)的上部设有回转支撑台(9)，所述的中心转笼(7)中设有中心柱(10)，所述的回转支撑台(9)和中心转笼(7)分别沿中心柱(10)进行转动，所述的传动装置(8)驱动回转支撑台(9)带动中心转笼(7)进行转动，所述的中心转笼(7)同步带动设在中心转笼(7)底部的集泥管(11)，所述的集泥管(11)的底端设有与集泥管(11)相连通的吸泥管(12)，所述的吸泥管(12)沿沉淀池(1)进行转动，所述的集泥管(11)与排泥管(12)相连通；

所述的集泥管(11)的外壁设有向沉淀池(1)内壁进行延伸的三角桁架(14)；

所述的撇渣组件(3)包括与三角桁架(14)相固定的撇渣横板(15)，所述的撇渣横板(15)低于沉淀池(1)的水平面，所述的撇渣横板(15)的外端设有高于沉淀池(1)的水平面的撇渣操作板(16)，所述的撇渣操作板(16)的内端中设有向下延伸的刮渣耙(17)，所述的刮渣耙(17)贴合沉淀池(1)的水平面；

所述的排渣组件(4)包括设在水平面的排渣口(18)，所述的刮渣耙(17)与排渣口(18)呈活动式触接，所述的排渣口(18)的底部设有渣斗(19)，所述的渣斗(19)的底部与外部排渣组件相连通；

所述的进水槽撇渣组件(5)包括与沉淀池(1)相连通的进水槽(20)，所述的进水槽(20)的外壁设有出水槽(21)，所述的进水槽(20)的高度大于出水槽(21)的高度，所述的出水槽(21)的外壁设有挡水堰板组件，所述的挡水堰板组件包括三角堰板(22)，所述的三角堰板(22)的外侧设有挡水圈(23)，所述的三角堰板(22)与挡水圈(23)间形成过渡槽(24)，所述的三角堰板(22)与出水槽(21)相连通，所述的挡水圈(23)的高度大于三角堰板(22)的高度；

所述的外部排渣组件包括设在沉淀池(1)外圆周的外部排渣槽(25)，所述的外部排渣槽(25)中设有向外连通的外部排渣管(26)。

2.根据权利要求1所述的一种中心传动单管吸泥机，其特征在于：所述的吸泥管(12)向外延伸至沉淀池(1)的内壁，所述的吸泥管(12)的长度小于沉淀池(1)的半径，所述的吸泥管(12)上设有连续分布的吸泥孔(27)，所述的吸泥管(12)的底部设有沿沉淀池(1)池底进行贴合转动的刮泥板(28)，所述的吸泥管(12)与集泥管(11)呈刚性连接；

所述的中心转笼(7)的上部与回转支撑台(9)呈钢性连接，所述的集泥管(11)的直径大小于中心转笼(7)的直径，所述的中心转笼(7)的内壁设有沿中心柱(10)进行转动，所述的中心柱(10)的底部与沉淀池(1)的底部固定；

所述的排泥管(13)中设有向上延伸至并与沉淀池(1)相连通的放空管(29)；

所述的三角桁架(14)的高度从外端至内端逐渐扩大，所述的三角桁架(14)的外端中设有配重块(30)；

所述的吸泥管(12)与中心转笼(7)间、吸泥管(12)与中心转笼(7)间分别通过拉索(31)进行调节定位；

所述的三角堰板(22)的上部设有连续分布的出水齿(32)。

3.根据权利要求2所述的一种中心传动单管吸泥机，其特征在于：所述的集泥管(11)与吸泥管的拼接处设有辅助刮板(33)，所述的辅助刮板(33)的一端与吸泥管(12)呈120度夹角分布，所述的辅助刮板(33)的另一端与集泥管(11)固定，所述的刮泥板(28)为橡胶件，所述的吸泥管(12)的横截面呈矩形分布，所述的吸泥管(12)呈对角倾斜支撑定位；

所述的集泥管(11)的上部与中心柱(10)的外壁间、集泥管(11)的底部与沉淀池(1)池底间分别通过止水橡皮圈(34)活动密封。

4.根据权利要求1或2或3所述的一种中心传动单管吸泥机的操作方法，其特征在于按以下步骤进行：

一、前期设计：

1、主要结构：

①在沉淀池的上部设置工作桥，便于后期的维护，工作桥采用型钢梁，上铺走道板，横跨于池边及传动装置的顶盖上，供操作维修人员行走操作；工作桥与池边的固定端设有伸缩装置，可自然消除温度变化因热胀冷缩引起的桥长变化；

②中心柱由钢板卷成筒形，两端设安装法兰，下端与池底预埋螺栓紧固，上端安装传动装置；中心柱加工时同轴度误差不大于1mm，直线度误差不大于1mm，安装时确保旋转中心与池体中心重合，同轴度误差不大于φ2mm，中心柱的铅垂度在0.5/1000以内；

③传动装置是由多级圆柱斜齿轮减速机通过齿轮带动大直径回转支承旋转；采用焊接箱体加工成形后要求具有较高的精度且不变形；

传动装置中的电机减速机设计寿命达20万小时，确保整体设备运行的可靠性得到了更好的保证；

传动装置设置过载保护装置，当荷载达到传动机构预定保护扭矩值时，扭矩限制器打滑并发出报警信号，此时包括减速机之后的所有机构停止转动，保护了减速机等整个吸泥机设备；同时，电机还设有过电流保护、过电压保护系统；

④中心转笼套在中心柱外，上端与传动装置的回转支撑台相连，在传动装置的驱动下作旋转运动，中心转笼由型钢焊接成为方形框架结构；

⑤吸泥管通过铰支销轴分别铰接于中心转笼的两侧，上部设拉索，是两臂悬挂并保持平衡，拉索的长度可以改变刮泥板的悬挂角度使与池底相平行，刮泥板由角钢焊接而成，端面呈三角形，刚性大，稳定性好，考虑运输方便，刮臂分两段制作，接头部分用螺栓连接；

⑥集泥管在中心柱上悬吊于中心转笼的下部，上部与中心柱密封，下部与在池底安装的密封圈配合，并用耐酸碱橡胶制成特殊的端面，作滑动密封，其密度可靠，使用寿命长，可确保集泥缸内外的泥水不发生短路现象，集泥管由钢板卷制而成；

集泥管的中部开一方孔，斜向下约45°焊有一段短方管，管端配法兰与吸泥管相连，吸泥管采用钢板焊成方形结构，安装时对角线方线呈水平或竖直状态，最底部设有刮泥板，以刮清池底污泥；

⑦撇渣组件通过支架固定在三角桁架上，并伸至水面，整体结构由不锈钢板制成，与池中心线呈一定夹角，旋转时将液面浮渣刮至池边，通过铰接式刮渣耙刮入渣斗中；同时在撇渣组件末端延伸一根不锈钢管伸至进水槽内，安装进水槽刮渣板，用以刮除进水槽内的浮渣，以防浮渣在进水槽内结垢，影响进水分配的均匀性；

⑧出水槽的设计采用变孔距法进行计算，确定出水槽的断面尺寸，该计算方法的主要优点有：变孔距法配水的稳定性和可靠性比等孔距法好，基本不受日常流量变化影响，且能够很好满足配水均匀性的要求；

变孔距法强调流速基本不变，能够最大限度降低环槽流速，使计算结果与实际情况更加吻合；

采用变孔距法设计进水槽时，槽宽沿程直线变化，易施工，而且可以把出水槽和进水槽合建，总宽度沿程不变；

具体计算方法如下：

进水槽计算：

为了防止混合液在进水槽内发生淤积，环槽流速不低于0.3m/s；为方便施工，进水槽底采用平底，布水孔设在进水槽的底部布水孔的孔径一样大，槽宽不小于0.3m；因此令变宽段vm0＝0.3m/s，等宽段B＝0.3m，按最小流量Qm确定进水槽宽度得：

令B0＝H0得：

变宽段长度Lc＝(1-0.3/B0)L0，等宽段长度LE＝0.3/B0L0；

布水孔间距：

按平均时流量Qh确定布水孔间距，把式(1)代入能量微分方程，且因流速v较小，将gH-v2≈gH，则能量微分方程可化为：

对应于Qh的起点水深Hh0为：

Hh0≈Hm0+[1-(Hh0Qm/Hm0Qh)2]Zh0 (3)

选择合适的配水水头Zh，解式(3)方程确定相应的Hh0，代入式(2)求出H并作出水面曲线H，则距起点Li处的配水水头Z＝Zh0+Hi-Hh0。该点设布水孔时，对应的单孔泄流量q由孔口的孔径d和孔上配水水头所决定，即qi＝μA[KF(]2gZi[KF)]，孔距C＝L 0/(Qh/qi)；其中μ为流量系数，A为布水孔口断面面积；

二、操作前的调试：

1、安装前检验：

安装前对设备基础进行认真检查，土建偏差应不超过允许范围，检查内容如下：

池内径偏差不超出±20mm，其圆度不超出20mm；

中心柱基础顶面实际标高(抹平前)偏差为+10mm～-10mm；

池周边混凝土池壁顶面标高偏差不超出±10mm；

池底面周边实际标高及底面的坡度应符合图纸设计要求。

2、现场安装要求：

吸泥机设备的检验、安装、调试除严格按照HCRJ055-1999《吸泥机》及GB50231-98《机械设备安装工程施工及验收通用规范》有关要求执行外，各部件的安装还应满足以下要求：

2.1各部件的安装：

2.1.1中心柱的安装：

将中心柱底8只预埋螺栓安放在池底预留孔中，二次灌浆后抹平，安装中心柱，注意保持中心柱顶面水平(以水平仪校平)，未校水平前不得进行下一步的安装；

2.1.2集泥管、中心转笼的安装：

按照安装图设置8只地脚螺栓，将集泥管的底圈及管体依次吊入中心柱，座圈的固定孔与埋设的地脚螺栓对应联接，集泥管的密封装置的安装待驱动装置安装结束后进行；

将中心转笼吊入中心柱，简单稳固，待安装吸泥管前将其上端与驱动装置的连接器螺栓联接，下端通过连接角钢与集泥管连接；

2.1.3驱动装置的安装：

将驱动装置整体吊装至中心柱顶端并使其固定孔对应螺栓的位置并保证减速机偏离中心柱中心的方向与中心柱至池壁顶面的方向相反，落座，螺栓紧固，给回转支承台加注钙基润滑脂；

2.1.4工作桥的安装：

工作桥安装前应首先在沉淀池半径方向搭好符合要求的脚手架，并在承托部位垫好木板，以防损坏工作桥表面；

首先将工作桥的底架固定于驱动装置的盖板上，底架上栏杆开口方向与工作桥安装方位平行，且连接孔重合；

以脚手架为依托，参照装配图将工作桥吊至固定位置，与底架联接，调整，保证工作桥的直线度≤8mm，拧紧各联接螺栓；

按照图纸将中心转笼上下端分别与驱动装置的连接器及集沁管的管体联接(参照2.1.2第2条)；

2.1.5吸泥管的安装：

按照图纸以吊板将吸泥管悬吊于桁架下，刮泥板指向沉淀池底面，吸泥管与池底面呈45°倾斜，并使吸泥管下缘与最终抹平后的池底保持大致相同的距离，应注意池底坡度；

将吸泥管的出泥口法兰与集泥管螺栓联接，并将该法兰与吸泥管大端现场焊接；将吸泥管的出泥口法兰与吸泥管的连接法兰现场焊接；

2.1.6刮渣组件及附件的安装：

按照装配图在三角桁架上部安装刮渣组件，支架现场安装调整，使刮渣板露出设计液位线100±5mm。

安装集泥管的密封装置。

根据施工图要求安装挡水裙板，裙板上的加强筋现场焊接；

2.1.7电气安装：

主要电气参数：电源：3～380V±5％，50HZ±1％；总容量：0.53KVA；脱扣电流：5A；满载电流：1.4A；防护等级：IP55；

按图纸要求敷线，具体参见电气原理图及机身敷线图；

电机接线应使三角桁架的转向与吸泥管的开口方向保持一致；

2.1.8试运转：

点动控制电机，使吸泥机试运转一周(开机前应作检查，检查内容参照第步骤《开机前检查》)，观察吸泥机各部件之间、各部件与基础的连接、配合是否良好，否则应作调整；

2.2设备安装后池底的抹平按下列方式进行：

在吸泥管下缘为基准，以径向长3～4m、宽1m为一块，分段分块进行；抹前应先对池底较大凸起进行清理和修整；

先在粗糙的沉淀池底板上抹上细质混凝土，并使用括平尺类似工具摊平，最后的抹光也是手工进行。抹平过程中操作者要时刻判定池底与吸泥管下缘保持相同的距离约20～70mm；

完成一段后，点动控制电机，使吸泥机转过一角度，重复2.1.8步骤，点动开机前应作检查，检查内容参照第步骤《开机前检查》；

抹完后的池底未干固前可修整但不得重压；

三、操作程序及使用方法：

3.1开机前检查：

池内碎石、木头等杂物等应清除干净；

减速机按制造厂家的说明书要求加注清洁润滑油；

各传动部分应添加润滑油脂；

电源是否正常；

3.2空负荷运转：

3.2.1安装完毕后，进行无水空运转，即空负荷运转，运转前应确认以下事项：

检查各负荷开关是否在整定值上；

检查各开关是否动作可靠；

确认中央控制室与本吸泥机之间的各信号点连接正确；

3.2.2操作：

操作分远控操作和就地操作(现场操作)两种：

现场操作程序：合上电源；将工作方式选择(SA1)置于“现场”位；按下按钮(SB1)，吸泥机开始运转；按下按钮(SB2)，吸泥机停止运转；

远控操作：将工作方式选择开关(SA1)置于“远控”位，即可由中央控制室进行控制；

3.2.3故障、停机、复位

将工作方式选择(按钮SA1)置于“0”时，整机处于停止状态；

设备驱动过载时，将自动停止运转，并将信号传至中央控制室，同时本机电柜显示过载信号；

电控柜门上设有急停按钮，遇意外情况，可手动停机；

故障后应及时检查故障原因，待故障排除后，重新通电运转复位；如为急停，则必须先排除意外情况后，再将急停按钮复位，重新启动设备方能投入运转；

3.2.4空运转:

启动电机开关，开车运转1～2圈；

检查各传动部分运转情况，运行应平稳；

吸泥管与池底一周的间隙是否合乎要求；连续开运24～48小时，检查运转是否正常，减速箱电机应无异常发热及噪声和振动；

3.3负荷运转：

放水后负荷运转24～48小时，启动、停车工作是否正常；

运转是否平稳，应无振动，撞击等异常情况；

电机、减速箱有无过热、异常噪音、振动等情况；

测试负荷运转时电流、电压是否符合规定；

四、维护和检修：

1、机械部分维护和保养：

传动和润滑部分定期检查并添加润滑油脂；

按减速机制造厂说明书要求，对减速机进行维护保养；

每年进行一次设备的检修，磨损严重零件应及时更换。

2、电气部分维护和保养：

电气维护及操作应由具有操作资格的专业人员进行。维修时应切断电源开关。漏电保护开关应每月检查一次其保护特性。检查方法为在通电状态下按动该开关上的白色方钮。如失效应立即更换以保证设备的安全性。注：电源开关断电后，黄色导线仍可能带电。