一種擺臂式弧形格柵除污機的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種用于去除污水中的漂浮物和懸浮物的裝置，尤其涉及一種擺臂式 弧形格柵除污機。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著社會經(jīng)濟的不斷發(fā)展和人民生活水平的不斷提高，給水或排水等公用工程事 業(yè)迅速發(fā)展，水質(zhì)凈化處理的重要性日益被人們所認(rèn)識。格柵及與其配套的格柵除污機是 給水或排水處理工藝流程中最常用的預(yù)處理設(shè)備，其作用在于來水中含有的較大懸浮物， 保護后續(xù)處理設(shè)施的正常運行，以及降低其他處理設(shè)施的工作負(fù)荷。隨著技術(shù)水平的不斷 提高和人們對勞動保護問題的日益關(guān)注，機械格柵除污機已經(jīng)逐步取代"格柵+人工清渣" 而成為給水或排水工程領(lǐng)域預(yù)處理環(huán)節(jié)的標(biāo)配型設(shè)備。格柵除污機的種類有很多，目前工 程實際中使用較多的有鏈條回轉(zhuǎn)式多耙格柵除污機、高鏈?zhǔn)礁駯懦蹤C、回轉(zhuǎn)式固液分離 機（自清式格柵除污機）、移動式伸縮臂格柵除污機、弧形格柵除污機、階梯式格柵除污機、 轉(zhuǎn)鼓式格柵除污機等。
[0003] 弧形格柵除污機適用于中小型污水處理廠或栗站水位較淺的渠道中，其最大特點 是主體結(jié)構(gòu)部分沒有浸沒在水中，維護保養(yǎng)方便；格柵片依耙齒回轉(zhuǎn)的運動軌跡制成弧形， 設(shè)于過水渠的橫截面上，截留過流水體中的污物。弧形格柵除污機主要有旋臂式、擺臂式和 伸縮耙式等三種結(jié)構(gòu)形式，基本上都由驅(qū)動機構(gòu)、弧形格柵以及運動軌跡與弧形格柵相匹 配吻合的耙齒三大部分組成。旋臂式弧形格柵除污機結(jié)構(gòu)最為簡單，主要由機架、帶電機的 減速器、旋臂、傳動軸、耙齒、弧形格柵和刮渣板等組成。兩端帶耙齒的旋臂在"電機+減速 器"的驅(qū)動下，以1. 5~3. Or/min的速度繞固定傳動軸作360°回轉(zhuǎn)運動。工作時，耙齒插 入柵片間隙內(nèi)，自下而上回轉(zhuǎn)，扒除柵渣，旋臂每旋轉(zhuǎn)一周扒污兩次。不僅工作效率較低，而 且所占用的絕對運動空間過大，耙齒上殘存的柵渣也可能會發(fā)生飛濺，存在較大的安全環(huán) 保隱患，目前基本上處于被淘汰的狀態(tài)。伸縮耙式弧形格柵除污機主要由液壓驅(qū)動機構(gòu)、耙 臂、弧形格柵、齒耙、除污器等組成，液壓驅(qū)動機構(gòu)包括液壓動力源、液壓馬達、雙作用液壓 缸三個主要元件，耙臂與雙作用液壓缸聯(lián)接，實現(xiàn)伸縮運動；液壓馬達實現(xiàn)耙臂與雙作用液 壓缸聯(lián)接組合件的旋轉(zhuǎn)運動。由于整套系統(tǒng)總體較為復(fù)雜，運行維護成本較高，影響了其在 工程實際中的推廣應(yīng)用。相對而言，基于四桿機構(gòu)工作原理的擺臂式為目前弧形格柵除污 機的主流結(jié)構(gòu)模式，不僅總體成本不高，而且運轉(zhuǎn)較為平穩(wěn)。但是，目前國內(nèi)外在役的大多 數(shù)擺臂式弧形格柵除污機結(jié)構(gòu)都不太緊湊，占地空間大，而且與耙齒運動軌跡匹配吻合的 弧形格柵制作較為困難。
[0004] 鑒于常規(guī)擺臂式弧形格柵除污機結(jié)構(gòu)上的固有缺陷，國內(nèi)外研究人員嘗試從設(shè) 計理念上進行突破。世界知名環(huán)保設(shè)備廠商德國Huber Technology公司近期推出了 CurveMax*系列弧形格柵除污機，雖然同樣是基于曲柄搖桿機構(gòu)的工作原理，但從產(chǎn)品宣 傳資料上來看，與同類產(chǎn)品相比，其占地面積明顯減小。弧形格柵有效利用了渠道寬度，與 渠道底部充分接觸，且其弧度為標(biāo)準(zhǔn)等曲率圓弧的一部分，制作簡單。但其設(shè)計過程和相關(guān) 技術(shù)細(xì)節(jié)廠家對外界保密，具體結(jié)構(gòu)尺寸參數(shù)無從知曉。
[0005] 國內(nèi)也有一些技術(shù)人員圍繞常規(guī)擺臂式弧形格柵除污機開展了設(shè)計研究工作。江 蘇天雨環(huán)保集團有限公司的潘慶權(quán)、盧德純在專利ZL200420054660. X中提出了一種擺臂 式弧形格柵除污機的結(jié)構(gòu)，包括機架、清渣機構(gòu)、沖洗裝置、轉(zhuǎn)耙，在轉(zhuǎn)耙沿其長度方向開設(shè) 長槽，轉(zhuǎn)耙通過與該長槽配合的銷軸鉸連接在機架上，在機架上固定有傳動機構(gòu)，傳動機 構(gòu)的輸出軸套接曲柄，曲柄的另一端與轉(zhuǎn)耙鉸接。該裝置采用曲柄滑桿機構(gòu)原理，傳動機 構(gòu)中減速機出軸通過曲柄滑桿機構(gòu)，驅(qū)動曲柄作單方向回轉(zhuǎn)運動，實現(xiàn)轉(zhuǎn)耙組合的進程伸 出、回程縮回動作。轉(zhuǎn)耙頂點軌跡（即耙齒運行軌跡）為腰型曲線，腰型曲線為兩段近似 圓弧，兩段近似圓弧的曲率半徑不相等；腰型曲線末端點運行速度接近于零，實現(xiàn)轉(zhuǎn)耙組 合的停息動作，清渣機構(gòu)在自身重力作用下自動清渣。雖然該專利初步解決了旋臂式弧形 格柵除污機運行空間較大的問題，但此種曲柄滑桿機構(gòu)運行時的摩擦力大，轉(zhuǎn)耙容易磨損， 減少了設(shè)備的使用壽命，清渣機構(gòu)在復(fù)位時產(chǎn)生較大的沖擊和噪聲；此外，弧形格柵為一不 等曲率的腰形曲線，加工制作困難。宜興泉溪環(huán)保有限公司的姚茂紅、吳志強等人在專利 ZL201210024731.0中提出了一種弧形格柵除污機，主要包括機架、傳動機構(gòu)、轉(zhuǎn)耙、柵條及 其上方的卸渣機構(gòu)，傳動機構(gòu)由減速電機和蝸輪蝸桿減速器組成，蝸輪蝸桿減速器的輸出 軸連接曲柄一端，曲柄的另一端鉸接在轉(zhuǎn)耙上，減速電機、蝸輪蝸桿減速器固定在機架的下 部，搖桿的一端鉸接在機架上部，所述搖桿的另一端鉸接在轉(zhuǎn)耙后端，曲柄與轉(zhuǎn)耙的鉸接點 位于搖桿與轉(zhuǎn)耙的鉸接點之前。該設(shè)備構(gòu)造簡單，相對曲柄滑桿機構(gòu)而言，大大降低了格柵 除污機運行時的摩擦力，沖擊小、噪聲低、除污能力強，但其占地面積偏大，弧形格柵不是等 曲率半徑圓弧的一部分，加工制作困難。
[0006] 有鑒于此，有必要從設(shè)計方法和設(shè)計手段上進行徹底變革，克服以往通過"手工計 算"或"試湊計算"進行擺臂式弧形格柵除污機所關(guān)聯(lián)四桿機構(gòu)運動學(xué)分析的不足，在實現(xiàn) 機構(gòu)運動學(xué)分析電算化和可視化的基礎(chǔ)上，方便快捷地篩選設(shè)計出一種結(jié)構(gòu)緊湊、弧形格 柵制作簡單、噪聲小、摩擦阻力小的擺臂式弧形格柵除污機。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] 本發(fā)明的目的是提供一種結(jié)構(gòu)緊湊、弧形格柵加工制作簡單、運行噪聲低、摩擦阻 力小的擺臂式弧形格柵除污機。
[0008] 本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的：
[0009] 本發(fā)明的擺臂式弧形格柵除污機，包括搖桿、曲柄、驅(qū)動裝置、渠道、弧形格柵、集 渣槽、清渣機構(gòu)、除污擺臂、機架、除污耙；
[0010] 所述除污耙位于所述除污擺臂的末端且與其在同一條直線上，其上固定有清污耙 齒；
[0011] 所述搖桿和曲柄的上端與所述除污擺臂鉸接，下端與所述機架鉸接，共同組成了 一個具有四個轉(zhuǎn)動副的四桿機構(gòu)，所述曲柄為該機構(gòu)的主動件，所述搖桿為該機構(gòu)的從動 件，所述除污擺臂為該機構(gòu)的連桿，所述機架為該機構(gòu)的連架桿；
[0012] 所述清污耙齒的運動軌跡為等曲率圓弧形，所述格柵呈等曲率圓弧形。
[0013] 由上述本發(fā)明提供的技術(shù)方案可以看出，本發(fā)明實施例提供的擺臂式弧形格柵除 污機，結(jié)構(gòu)緊湊、弧形格柵加工制作簡單、運行噪聲低、摩擦阻力小，主要應(yīng)用于城市污水預(yù) 處理、自來水預(yù)處理、電廠進口水預(yù)處理等場所。
【附圖說明】
[0014] 圖1為本發(fā)明實施例提供的擺臂式弧形格柵除污機的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0015] 圖2a為本發(fā)明實施例中曲柄搖桿機構(gòu)的運動簡圖。
[0016] 圖2b為本發(fā)明實施例中弧形格柵的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0017] 圖3為本發(fā)明實施例中設(shè)計計算方法的流程圖。
[0018] 圖4a為現(xiàn)有技術(shù)中非緊湊型格柵除污機機構(gòu)的示意圖。
[0019] 圖4b為本發(fā)明實施例中緊湊型格柵除污機機構(gòu)的示意圖。
【具體實施方式】
[0020] 下面將對本發(fā)明實施例作進一步地詳細(xì)描述。
[0021] 本發(fā)明的擺臂式弧形格柵除污機，其較佳的【具體實施方式】是：
[0022] 包括搖桿、曲柄、驅(qū)動裝置、渠道、弧形格柵、集渣槽、清渣機構(gòu)、除污擺臂、機架、除 污耙；
[0023] 所述除污耙位于所述除污擺臂的末端且與其在同一條直線上，其上固定有清污耙 齒；
[0024] 所述搖桿和曲柄的上端與所述除污擺臂鉸接，下端與所述機架鉸接，共同組成了 一個具有四個轉(zhuǎn)動副的四桿機構(gòu)，所述曲柄為該機構(gòu)的主動件，所述搖桿為該機構(gòu)的從動 件，所述除污擺臂為該機構(gòu)的連桿，所述機架為該機構(gòu)的連架桿；
[0025] 所述清污耙齒的運動軌跡為等曲率圓弧形，所述格柵呈等曲率圓弧形。所述驅(qū)動 裝置固定在機架上，包括減速電機和雙輸出軸減速器，所述曲柄與所述雙輸出軸減速器的 輸出軸固定聯(lián)接。
[0026] 所述擺臂式弧形格柵除污機通過減小所述機架和所述除污擺臂的長度，使整個機 構(gòu)更為緊湊，從而減小所述擺臂式弧型格柵除污機的占地面積。
[0027] 所述除污耙的運動軌跡與所述弧形格柵的弧度相匹配吻合，且清污耙齒的寬度小 于所述弧形格柵的間隙。
[0028] 所述四桿機構(gòu)的傳動角在工作行程中大于或等于50°，且小于80°，在非工作行 程大于等于40°。
[0029] 本發(fā)明的擺臂式弧形格柵除污機，結(jié)構(gòu)緊湊、弧形格柵加工制作簡單、運行噪聲 低、摩擦阻力小的擺臂式弧形格柵除污機。
[0030] 本發(fā)明主要由搖桿、曲柄、驅(qū)動裝置、渠道、弧形格柵、集渣槽、清渣機構(gòu)、除污擺 臂、機架、除污耙等組成。曲柄與雙輸出軸減速器的輸出軸固定聯(lián)接；驅(qū)動裝置主要由減速 電機和雙輸出軸減速器組成，其固定在機架上；除污耙位于除污擺臂的末端且與其在同一 條直線上，其上固定有清污耙齒。雙輸出軸減速器的輸出軸連接曲柄一端，曲柄的另一端鉸 接在除污擺臂上，搖桿的另一端鉸接在除污擺臂的后端，曲柄與除污擺臂的鉸接點位于搖 桿與除污擺臂鉸接點之前。
[0031] 對于一個由曲柄、搖桿、連桿、機架四個組件組成的曲柄搖桿機構(gòu)而言，當(dāng)曲柄為 主動件時，可以通過四個轉(zhuǎn)動副之間的線性距離（即桿件尺寸）的合理搭配組合，使得連桿 及其延長線上一點實現(xiàn)預(yù)定的軌跡。而具體到本發(fā)明所涉及的擺臂式格柵除污機而言，搖 桿、曲柄、除污擺臂以及機架共同組成了一個具有四個轉(zhuǎn)動副的四桿機構(gòu)（準(zhǔn)確而言為曲 柄搖桿機構(gòu)），曲柄、搖桿分別充當(dāng)機構(gòu)中的主動件和從動件，除污擺臂、機架分別充當(dāng)該機 構(gòu)的連桿和連架桿。工作過程中，曲柄在電動機和減速器的作用下作定軸轉(zhuǎn)動，搖桿作定軸 擺動，可以通過四個轉(zhuǎn)動副之間線性距離尺寸的合理搭配，使除污擺臂上的清污耙齒按照 與弧形格柵相匹配吻合的預(yù)定圓弧曲線軌跡運動。清污時，清污耙齒插入柵條間隙，將弧形 格柵上截留的固體雜質(zhì)和污物扒集上行，在清渣機構(gòu)的配合作用下依靠重力將柵渣卸入集 渣槽中；然后，曲柄轉(zhuǎn)入內(nèi)半徑運轉(zhuǎn)，除污擺臂繼續(xù)做平面運動，將耙齒退出柵條間隙，隨即 下行復(fù)位至上行初始位置，從而進入下一個清撈循環(huán)，曲柄