方形池掃角刮泥機  在污水處理過程中刮泥機*，在目前以圓形的型式居多，在我們實際操作中發(fā)現(xiàn)，圓型設(shè)備存在多方面的不足：
1、土地面積有浪費。在目前*的時代，土地顯得尤為重要，節(jié)約占用土地面積，就會大大節(jié)約建設(shè)成本，圓形池不能充分利用圓周以外四角占地資源，未能充分利用土地。
2、旋轉(zhuǎn)過程中容易產(chǎn)生渦流，導(dǎo)致來水和藥劑不能充分反應(yīng)。
3、運轉(zhuǎn)速度固定，需人工控制，在水質(zhì)經(jīng)常變化的情況下，固定轉(zhuǎn)速難以實現(xiàn)排泥。

一、概述

　　目前國內(nèi)常用的給排水沉淀池結(jié)構(gòu)形式大致分兩大類：圓形池和長方形池。在圓形池上采用中心傳動刮泥機和周邊傳動刮泥機。而在長方形池上則采用行車式刮（吸）泥機。介于兩者之間的正方形池所用排泥機械一般與長方形池相同。

　　圓形池處理水質(zhì)穩(wěn)定，但土地利用率不高，且施工難度大；長方形池土地利用率高，施工容易，但出水水質(zhì)不穩(wěn)定。圓形池排泥機械投資較處理同一水量的長方形池要低。正方形池介于兩者之間，吸收了兩者的優(yōu)點，有圓形池結(jié)構(gòu)的進水裝置，保證了出水水質(zhì)，又較圓形池容易施工。但過去正方形池常因投資大（由于采用長方形池排泥機械）或排泥不凈（采用圓形池排泥機械，四角污泥無法收集）而不常采用，為了克服這些缺點，創(chuàng)造了在方形池上使用的排泥機械：掃角式刮泥機。

 二、方形池掃角刮泥機的發(fā)展

　　為了充分利用土地和提高出水水質(zhì)，方形沉淀池是一種理想的給排水構(gòu)筑物，但因投資大或排泥不凈而一直末能得到推廣利用。掃角式刮泥機的出現(xiàn)，對正方形沉淀池的推廣利用帶來了契機。

　　1、掃角式刮泥機的分類 

　　掃角式刮泥機可分為中心傳動掃角式刮泥機和周邊傳動掃角式刮泥機。中心傳動掃角式刮泥機一般用于池邊不大于20米的沉淀池，而周邊傳動掃角式刮泥機可用于池較大的沉淀池。

　　2、中心傳動掃角式刮泥機的組成：桁架、驅(qū)動機構(gòu)、傳動立軸、水下軸承、刮臂及刮板、掃角器、污泥槽底刮板、拉桿組件等組成。

三、的設(shè)計參數(shù)

　　1、刮臂外緣zui大線速度：2-3m/min

        2、驅(qū)動功率：0.37/0.55Kw

　　3、輸出扭矩：＜1800Kg/m

        4、池邊深度：3-5m

　　5、池底坡度：1：10

四、中心傳動掃角式刮泥機的工作原理

　　中心傳動掃角式刮泥機的運轉(zhuǎn)與中心傳動刮泥機基本*。當電機通電運行時，傳動立軸帶動刮臂和刮板進行圓周運動（一般為順時針）同時帶動掃角器工作，將污泥由四周四角集中至池中心污泥槽內(nèi)，由排泥管送出池外至濃縮池。

　　下面著重介紹掃角器的工作：

　　當刮臂旋轉(zhuǎn)至正對著池邊時（當它作為掃角器工作周期的開始）掃角器的旋轉(zhuǎn)桿基本與刮臂垂直，此時彈簧裝置處于zui大壓縮狀態(tài)，聯(lián)接彈簧裝置和旋轉(zhuǎn)桿的鋼絲此時受力zui大。當刮泥機繼續(xù)運轉(zhuǎn)時，彈簧回拉，收回鋼絲，導(dǎo)向輪緊貼池壁向前運動，旋轉(zhuǎn)桿作圓周運動，帶動刮板向沉淀池角內(nèi)伸去，當導(dǎo)向輪到達池對角線位置時（此時刮臂已過池對角線），彈簧回升至zui大狀態(tài)，此時掃角器工作將池角內(nèi)的污泥清除出來，繼續(xù)運轉(zhuǎn)時，彈簧壓縮，拉動旋轉(zhuǎn)桿。此時掃角器開始脫離角部。當運轉(zhuǎn)至刮臂正對池壁時，掃角器旋轉(zhuǎn)桿與刮臂垂直，開始下一角的刮泥工作。（至此當作一個刮泥掃角周期的結(jié)束）。當刮泥機連續(xù)轉(zhuǎn)動時，掃角器在彈簧的壓縮與回升中，重復(fù)上述步驟，可將池角內(nèi)污泥清除干凈。

　　一般刮泥機當池徑＜10M時，配備雙刮臂機構(gòu)，配備兩套掃角器。故在刮泥機旋轉(zhuǎn)一周的情況下，可將同一個池角清除兩次，可避免污泥在池角內(nèi)的堆積。

五、掃角式刮泥機的使用場合

　　可使用于自來水廠、污水處理廠和工業(yè)水處理系統(tǒng)的初沉池，二沉池，斜管板沉淀池，可用于池邊不大于14M的中型濃縮池場合。

六、掃角式刮泥機的設(shè)計與選型

　　1、設(shè)計參數(shù)：

　?。?）池內(nèi)空尺寸：12×12m

        （2）進水懸浮物濃度：≤1200

　?。?）停留時間：2h

        （4）池周邊深度：3.5m

　?。?）池底坡度：1:10

2、設(shè)計計算書

　?。?）減速機的選型：(包括速比和傳動功率)

　　根據(jù)資料：中心傳動刮泥機的輸出扭矩可根據(jù)沉降資料或公式進行計算。

　　A、計算公式：

　　本機選用對稱刮臂機構(gòu)，根據(jù)公式Mn=0.25D2 K查表得K=19.4

　　Mn=0.25×122×19.4=698.4Kgm取Mn=900Kgm

　　刮泥功率N=Mn×n/974

　　刮泥線速度取V=2m/minn=V/πD=2/π.12=0.0531rpm

      選用速比i=n/n電=0.0531/1420=1/26742取 i=1/26875

　　刮泥功率N=Mn.n/974=900×0.0531/974=0.049Kw取 N=0.37Kw

　　B、刮泥功率的校核，根據(jù)刮板每一周所耗動力來確定：

　　去除率e=(1000-20)/1000=99.8%

　　每小時沉淀污泥量：Q=1000×99.8%/1000×250=249.5Kg/h

　　濕污泥含水率：ξ=99.5%

　　濕污泥體積：Q濕=Q干×100/(100-ξ)=249.5×100/(100-99.5)/1000=49.9M3/H

　　刮泥一周所需時間：t=πD/V60=π12/2×60=0.314h

　　每刮一周刮泥量：Qt=Qξt/60=15.68m3/60=0.261m3 /h

　　刮動污泥重量：P=Qtur1000 查資料得：u=0.2-0.5 取u=0.4

　　污泥比重：r=1.03g/l P=Qt0.4 ×1.03×1000=107.65kg

　　刮泥功率：N=PV/6120=107.65×2/6120=0.035kw<0.37kw

　　故選用力0 37kw 電機功率足夠。

　?。?）機械過載保護安全銷的計算：

　　減速機輸出扭矩 Mn=900Kgm

　　安全銷計算公式：dp=(8KMn/πdz[τ])1/2

　　K—過載限制糸數(shù) 取K=2.1 D—安全銷所在圓直徑 D=200 cm

　　Z—安全銷數(shù)量 Z=3[τ]—容許剪切應(yīng)力 45號鋼[τ]=250-450Kg/cm2

　　Mn—公稱扭矩Mn =900 Kgm=9×104Kgm

　　dp=(8KMn/πdz[τ])1/2 =(8×2.1×9×104/π×200×3× 300)1/2=1.635cm

　　取dp=1.6cm=16mm兩端螺紋采用M20螺紋

　　銷套采用T7鋼制作，并作淬火處理。

　　（3）傳動軸的計算

　　為減輕軸的自身重量，采用空心軸加實心軸頭的方法，材質(zhì)均采用Q235鋼材，軸與軸頭之間采用焊接。

　　A、實心軸頭直徑計算：

　　按扭矩強度計算：d=17.2(Mn/[τ])1/3=17.2(900/2.5) 1/3=122mm取 d=125mm

　　按扭矩鋼度計算校核：d=16.38(Mn/[θ])1/4

　　中[θ]—許用扭矩角落 取0.25-0.5度/米 [θ]取0.4度/米

　　d=16.38(Mn/[θ])1/4=16.38(900/0.4)1/4=112.8mm<125mm 故選用d= 125軸夠用

　　B、空心傳動軸的計算：

　　選用無縫鋼管Φ219×8 α=(219-16)/219=0.927

　　按扭矩強度計算d=17.2(Mn/[τ])1/3/(1-α3)1/3=207.5mm<219mm

　　故選用Φ219×8mm鋼管夠用

　　按扭矩鋼度校核 [θ]= 0.4度/米

　　d=16.38(Mn/[θ])1/4 /(1-α4)1/4=157.8mm<219mm故扭矩鋼度足夠

　　選用材料符合本機使用要求。

　?。?）刮板的設(shè)計：本機主刮板選用平直型刮板，高300mm，鋼制刮板高250mm。橡膠刮板高50mm，刮板離池底控制在30-50mm之間。

　?。?）刮臂：以型鋼制作，選用Φ108鋼管為主材，刮板用螺栓固定在刮臂上。

　　（6）掃角器：

　　A、旋轉(zhuǎn)桿及刮板：采用DN65鋼管制作，刮板與主刮板相同；

　　B、彈簧拉升計算

　　a.彈簧長度計算：彈簧長度必須足夠壓縮,以避免鋼絲繩拉斷

　　凈壓縮量L凈=(21/2D-D)/2 40%=0.99m 取L凈=1.1米

　　彈簧彈性糸數(shù) K取20Kg/m，取彈簧鋼絲直徑Φ5,松馳狀態(tài)彈簧總長L=2.2米

　　b.鋼絲繩：選用預(yù)應(yīng)力柔性不銹鋼絲繩，直徑Φ8mm。

　?。?）所有計算經(jīng)機械繪制成圖加工，至現(xiàn)場安裝后調(diào)試.，至95年底投入運行,至今運行情況良好，未發(fā)生意外。.

　　八、結(jié)論

　　掃角式刮泥機的應(yīng)用，不僅可節(jié)約大量的土地，也可以節(jié)約投資，提高出水水質(zhì)，節(jié)約能源，希望廣大的水處理廠(包括自來水廠和污水處理廠)在投建上馬時充分考慮，本著節(jié)約的原則，選用合理的構(gòu)筑物和設(shè)備，以期達到用較少的投資達到較大的處理目的。