一种旋转式单孔布水器

摘要

本发明涉及一种旋转式单孔布水器。由贯穿生物滤池（30）底部并与之固接的安装筒内的中央套筒（31）和中空形状的主传动轴（4），与主传动轴（4）顶部固接的中央旋转横臂（6），小电机（8），可控布水横臂（9），可控布水套筒（10），旋转污水管（17），污水管（18）组成，小电机（8）的4根供电线（7）穿过主传动轴（4）中心的通孔，与主传动轴（4）中部的电刷环（25）4个电线接头连接，主传动轴（4）的底端通过联轴器（26）与大电机（27）连接。本发明设计巧妙，结构简单，制作方便，性能可靠，布水均匀，不易造成堵塞。

权利要求

1.一种旋转式单孔布水器，包括贯穿生物滤池（30）中心底部并与底部固定连接的安装筒，安装筒内固定安装有中央套筒（31），中央套筒（31）内设有主传动轴（4），主传动轴（4）与中央套筒（31）之间的顶端设有中央套筒上轴承（1）、中央套筒上轴承挡圈（2）及中央套筒上轴承密封盖（3），其底端设有中央套筒下轴承（29）、中央套筒下轴承挡圈（28）及中央套筒下轴承密封盖（19），使主传动轴（4）在中央套筒（31）轻松旋转，其特征在于：主传动轴（4）的中心设有通孔，其下部的壁上开设对称的与通孔连通的电线孔；其顶部通过中央旋转横臂固定件（5）与中央旋转横臂（6）一端固定连接，中央旋转横臂（6）另外一端与小电机（8）固定连接，小电机（8）的转轴与可控布水横臂（9）固定连接，可控布水横臂（9）与可控布水套筒（10）固定连接，可控布水套筒（10）内设有旋转污水管（17），旋转污水管（17）内插入污水管（18），旋转污水管（17）与可控布水套筒（10）之间安装有出水口上轴承密封（11）、出水口上轴承挡圈（12）、出水口上轴承（13）、出水口下轴承（14）、出水口下轴承挡圈（15）、出水口下轴承密封盖（16）；小电机（8）的接线盒内的4根供电线（7）穿过主传动轴（4）中心的通孔，从下部的对称的电线孔中出来与电刷环（25）底部的4个电线接头连接，电刷环（25）圆周上设有与电刷固定杆（20）上的电刷一（21），电刷二（22），电刷三（23）和电刷四（24）匹配的凹槽，电刷固定杆（20）与中央套筒下轴承密封盖（19）固定连接，主传动轴（4）的底端通过联轴器（26）与大电机（27）连接。

说明书

一种旋转式单孔布水器

技术领域

[0001] 本发明涉及一种旋转式单孔布水器，该布水器是处理城市污水用的生物滤池的重要部件之一。属于水处理技术领域。

背景技术

[0002] 生物滤池是处理城市污水用的重要设备。布水器作为生物滤池的重要部件，对于生物滤池的过滤效果和运行效率具有很大的影响。传统的布水器是将废水通过布水器均匀地分布在生物滤池的表面，滤池中装满了例如石子等滤料，废水沿着滤料的空隙从上向下流动，到池底后依次进入集水沟，排水渠，并流出池外。滤料表面有生物膜，废水通过生物滤池内滤料表面的生物膜，依靠生物膜对废水中的有机物的吸附氧化作用得到净化。为了追求废水净化效果，废水与生物膜的充分接触是必要的，布水设备的作用是在规定的表面负荷下，使整个滤池表面都能均匀地被分配到污水。只有布水均匀，才能充分发挥全部滤料的净化作用。因此布水器对于生物滤池的过滤效果和运行效率具有很大的影响。

[0003] 在生物滤池发展的早期，人们认为生物滤池的布水必须间歇进行，以保证空气在布水的间歇阶段进入滤料，因此都采用间歇喷洒的布水系统，这类布水系统包括投配池、配水管网及喷嘴三部分。喷水由投配池的水位自动控制，因此两次喷水之间的时间间隔就是投配池本身的充水时间，一般为5-15分钟，且出水孔直径一般只有1～15mm，孔径之间的变化范围达到0.1mm精度级，加工复杂，且此类布水器的驱动通常采用水力驱动，即通过喷水孔喷水的反作用力来驱动布水管的旋转，一旦喷水孔有堵塞，则旋转速度发生瞬间变化甚至停转，需要定期人工检测，可见它的调控能力很不灵活，这种布水系统布水效果不够均匀，效率较低，而且不能连续不断地冲刷生物膜以防止滤池堵塞，因此这种布水器逐渐被淘汰，在实际应用中几乎很少采用。

[0004] 目前，用于各领域的布水器大多为连续喷洒的布水系统。连续喷洒的布水系统中使用的布水器分为变直径和变间距多孔布水器。变直径多孔布水器即喷水孔直径随着与池中心距离的增加而增大。变间距多孔布水器通常将滤池截面分成2n个面积相等的圆和圆环，圆环的半径分别为R1、R2…R2n，其中，奇数下标为各个喷水小孔的圆心位置，圆和圆环半径从内到外依次为R1、R2、R3、R4、R5、R6，每根布水臂上开有3个出水孔，污水经孔向下喷洒，其在滤池表面所形成的面积应与小孔直径、小孔与滤料层表面的高度及水压有关。当水压和小孔与滤料层表面的高度一定时，若水压较小，则滤池表面部分面积并没有被喷洒到；若水压过大，则滤池表面部分面积在同一时刻被重复喷洒；若水压中等，则滤池表面部分面积在同一时刻被重复喷洒，而部分面积没有被喷洒到。可见，变间距多孔布水器的实际布水效果并不均匀。

[0005] 工作时，污水由污水进水管进入中央布水横管上方的中央套筒，再经过由电机带动旋转并且中空的中心轴进入中央旋转水管，最后从中央旋转水管上的喷水孔撒至生物滤池。由于采用的多孔布水器孔径较小，往往运行一段时间后，即会被生长的生物膜或废水中的悬浮物堵塞，引起各孔口水量改变，导致布水不均匀、水头损失，因此直接关系到生物滤池的使用状况的布水的均匀性问题难以解决。

[0006] 总之，现有的布水器始终存在出水孔易堵塞、水头损失、加工工艺复杂等缺陷，尤其是布水的均匀性问题将直接关系到生物滤池的使用状况。只有布水均匀，才能充分发挥全部滤料的净化作用。

发明内容

[0007] 本发明的目的是设计一种既能均匀布水，同时又可以使喷水孔不堵塞，加工简单的布水器。

[0008] 为了达到上述目的，本发明的布水器由两个结构部件组成，一个是中央旋转横臂，一个是带一个旋转出水孔的可控布水横臂，污水管与旋转出水孔连接，中央旋转横臂和可控布水横臂联动进行布水。具体结构是：

[0009] 包括贯穿生物滤池底部中心并与底部固定连接的安装筒，安装筒内固定安装有中央套筒，中央套筒内设有主传动轴，主传动轴与中央套筒之间的顶端设有中央套筒上轴承、中央套筒上轴承挡圈及中央套筒上轴承密封盖，其底端设有中央套筒下轴承、中央套筒下轴承挡圈及中央套筒下轴承密封盖，使主传动轴在中央套筒轻松旋转，其结构要求是：主传动轴为中空形状（主传动轴的中心设有通孔），其下部的壁上开设对称的与通孔连通的电线孔；其顶部通过中央旋转横臂固定件与中央旋转横臂一端固定连接，中央旋转横臂另外一端与小电机固定连接，小电机转轴与可控布水横臂固定连接，可控布水横臂与可控布水套筒固定连接，可控布水套筒内设有旋转污水管，旋转污水管内插入污水管，旋转污水管与可控布水套筒之间安装有出水口上轴承密封、出水口上轴承挡圈、出水口上轴承、出水口下轴承、出水口下轴承挡圈、出水口下轴承密封盖。小电机的转动使与小电机固定连接的可控布水横臂，以及与可控布水横臂固定连接的可控布水套筒一起旋转，由于可控布水套筒与旋转出水管之间设有上下各一组轴承，因此旋转出水管带着污水管旋转布水而污水管不会饶线。

[0010] 小电机的接线盒内的4根供电线穿过主传动轴中心的通孔，从下部的对称的电线孔中出来与电刷环底部的4个电线接头连接，电刷环圆周上设有与电刷固定杆上的电刷一，电刷二，电刷三和电刷四匹配的凹槽，电刷固定杆与中央套筒下轴承密封盖固定连接，主传动轴的底端通过联轴器与大电机连接，通过大电机对小电机供电且不会饶线。

[0011] 本发明的优点和效果如下：

[0012] 1.由于本发明的布水器的中央旋转臂与可控布水横臂连接，并用小电机带动可控布水横臂，使可控布水横臂与中央旋转臂之间的夹角在0-180度之间变化，以实现类似同心圆的布水轨迹，使生物滤池上单位面积单位时间布水量相同，布水更加均匀。

[0013] 2.由于本发明的小电机的供电线穿过主传动轴中心通孔与电刷连接，解决了可控布水横臂上的小电机工作时的绕线问题，可使小电机跟随中央旋转横臂转动的同时不绕线，因此，性能可靠，结构更加简单。

[0014] 3.由于本发明的布水器直接带动污水管旋转布水，出水口径大，不易造成堵塞；可控布水套筒与旋转出水管之间设有上下各一组轴承，因此污水管不会饶线，布水均匀的同时节省了运行成本。

[0015] 4.本发明以特定的可控布水横臂转角和停留时间来满足从生物滤池内圈到外圈的均匀布水要求，出水口线速度恒定，使生物滤池上单位面积单位时间布水量相同，布水更加均匀。

[0016] 5.与现有的变直径多孔布水器相比，本发明的布水器的污水管直接插入一个旋转出水管进行旋转布水，使污水不再通过复杂的机械设备内部再排出，避免了因污水在设备内部囤积带来的悬浮物沉淀堵塞管件和机构生锈等问题。

附图说明

[0017] 图1为本发明的布水器结构示意图

[0018] 图2为本发明的布水器外形图

[0019] 图3为本发明的A点放大图

[0020] 图4为本发明的B点放大图

[0021] 图中：1—中央套筒上轴承；2—中央套筒上轴承挡圈；3—中央套筒上轴承密封盖；4—主传动轴；5—中央旋转横臂固定件；6—中央旋转横臂；7—小电机供电线；8—小电机；9—可控布水横臂；10—可控布水套筒；11—出水口上轴承密封；12—出水口上轴承挡圈；13—出水口上轴承；14—出水口下轴承；15—出水口下轴承挡圈；16—出水口下轴承密封盖；17—旋转污水管；18—污水管；19—中央套筒下轴承密封盖；20—电刷固定杆；21—电刷一；22—电刷二；23—电刷三；24—电刷四；25—电刷环；26—联轴器；27—大电机；28—中央套筒下轴承挡圈；29—中央套筒下轴承；30—生物滤池；31—中央套筒。

具体实施方式

[0022] 请看图1-4。

[0023] 先制作一根主传动轴4，该主传动轴4中心有通孔、下部壁开设对称的与通孔连通的电线孔。

[0024] 在生物滤池30底部中心开一个贯穿生物滤池底部的中心孔，在中心孔内焊接一个安装筒，在安装筒内安装一个中央套筒31，将已经制作好的主传动轴4安装在中央套筒31内，主传动轴4与中央套筒31之间的顶端依次将市售的中央套筒上轴承1、中央套筒上轴承挡圈2及中央套筒上轴承密封盖3装配到位，其中中央套筒上轴承密封盖3同时将安装筒和中央套筒31两个顶端面密封，是废水不会漏出生物滤池30。主传动轴4与中央套筒
31之间的底端依次将中央套筒下轴承29、中央套筒下轴承挡圈28及中央套筒下轴承密封盖19装配到位。主传动轴4的底端通过联轴器26与型号为85BYGH的大电机27连接。按照轴径选取一套市售的电刷，将电刷固定杆20顶端与中央套筒下轴承密封盖19焊接，将电刷环25与主传动轴4焊接，电刷固定杆20下部的电刷一21，电刷二22，电刷三23和电刷四24与电刷环25的凹槽匹配。

[0025] 主传动轴4顶部通过中央旋转横臂固定件5与中央旋转横臂6的一端固定连接，中央旋转横臂6的另外一端与小电机8固定连接，小电机8的转轴与可控布水横臂9固定连接，可控布水横臂9与可控布水套筒10固定连接，可控布水套筒10内设有旋转污水管17，旋转污水管17内插入污水管18，旋转污水管17与可控布水套筒10之间安装有出水口上轴承密封11，出水口上轴承挡圈12，出水口上轴承13，以及出水口下轴承14，出水口下轴承挡圈15，出水口下轴承密封盖16；小电机8型号为57BYGH。小电机8的接线盒内的4根供电线7穿过主传动轴4中心的通孔，从下部的对称的电线孔中出来与电刷环25底部的4个电线接头连接。

[0026] 工作原理

[0027] 接通大电机27的电源，使主传动轴4带动中央旋转横臂6，按照生物滤池30中心到中央旋转横臂6为半径旋转，电刷环25上的供电线7与主传动轴4一起旋转，不会发生饶线问题，同时将电刷产生的电能输给小电机8。小电机8带动可控布水横臂9与可控布水套筒10，以及旋转污水管17一起旋转，使旋转污水管17内污水管18以小电机8为中心，以小电机8到污水管18为半径旋转布水。（小电机8输出轴可转动，带动可控布水横臂转动）。

[0028] 布水器工作时大电机27带动主传动轴4旋转，主传动轴4带着中央旋转横臂6不停的旋转，每转过一周，可控布水横臂9就转过一个角度，这样，可控布水横臂9上的出水孔就画过了一个以出水孔到布水器中心为半径的圆形布水轨迹。进入下一圈后，可控布水横臂9又转过一个角度，这样出水孔就画出和之前布水轨迹为同心圆的另一条布水轨迹，周而复始。首先可控布水横臂9与中央旋转横臂6成180度，顺时针旋转，这样可控布水横臂9与中央旋转横臂6之间的角度越来越小，直至为0度，和其重叠。之后逆时针旋转，可控布水横臂9又偏离中央旋转横臂6，角度逐渐变大，最后变为180，此为一个布水周期，之后进入下一个布水周期，不断循环。一个周期为顺时针旋转5-10个旋转间断，逆时针5-10个旋转间断，每个间断旋转的可控布水横臂9与中央旋转横臂6的角度以能满足5-10个旋转间断形成的圆形布水轨迹之间间距相同为准。

[0029] 为保证布水的均匀，需保证布水管18旋转的线速度为定值，所以当可控布水横臂9靠近中央旋转横臂6时，角速度逐渐加大；当可控布水横臂9远离中央旋转横臂6，它的角速度又逐渐减小。为了保证圆形布水轨迹之间的距离相等，可控布水横臂9每次转过的角度经过了严格计算，通过可编程控制器准确控制小电机每次转过的角度，以保证布水器的正常工作。