普通辐流式沉淀池的设计讲解.docx

XIAMEN UNIVERSITY OF TECHNOLOGY《环保设备设计及应用》课程设计题目： 普通辐流式沉淀池的设计学 院：环境科学与工程学院年级专业： 12-环保设备班姓 名： 陈艳云、洪小云、庄煜倩学 号： 、 、二O—五年六月十日目录设计任务及要求 31普通辐流式沉淀池简介 32沉淀池基本参数计算 52.1设计参数要求 52.2基本参数计算 52.3中心进水管的计算 72.4出水堰的计算 72.5扩散筒 83驱动机构设计 83.1传动装置的选择 83.2驱动机构选择 93.3传动轴计算 113.4齿轮的设计 114中心传动竖架设计 144.1中心传动竖架结构 145刮臂和刮板设计 165.1刮板 166设计小仑吉 187小组分工 19参考文献 20成绩评定 20附件 21设计任务及要求(1) 设计普通辐流式沉淀池，在设计过程中熟悉和掌握辐流式沉淀池的工作原理 及过程2) 根据设计任务拟订总体设计方案；按工作状态分析、计算和确定零部件的型 号或主要尺寸；考虑安装、使用维护等问题进行结构设计；绘制整体装配图 和零部件工作图；编写设计计算说明书等3) 每小组学生应完成：A. 整体装配图1张(A3号)；B. 零部件工作图不少于3张；C. 设计说明书1份，不少于6000字。

1普通辐流式沉淀池简介普通辐流式沉淀池呈圆形或正方形，直径(或边长)一般为6〜60m，最大可 达100m，中心深度为2.5〜5.0m，周边深度1.5〜3.0m，污水从辐流式沉淀池的 中心、进入，由于直径比深度大得多，水流呈辐射状向周边流动，沉淀后的污水由 四周的集水槽排出由于是辐射状流动，水流过水断面逐渐增大，而流速逐渐减 小普通辐流式沉淀池大多采用机械排泥(尤其是当池径大于20m时)，将全池 沉积污泥收集到中心、污泥斗，再借静水压力或污泥泵排出刮泥机一般为桁架结 构，绕池中心、转动，刮泥刀安装在桁架上，可中心、驱动或周边驱动下图为中心、进水周边出水机械排泥的普通辐流式沉淀池池中心处设中心 管，污水从池底进入中心管，在中心、管周围常有用穿孔板围成的流入区使污水能 沿圆周方向均匀分布为阻挡漂浮物，出水堰前端可加设挡板及浮渣收集与排出 装置1-工作桥；2-刮臂；3刮板；4-刮板；5-导流筒；6-中心、进水管；7-摆线针轮减速 机；8-蜗轮蜗杆减速器；9-滚动轴承式旋转支承；10-扩散筒；11-中心竖架；12- 水下轴承；13-撇渣板；14-排渣斗序号部件名称数量材料备注1溢流堰及排渣斗1套主件不锈钢密度流板碳钢2中心、驱动装置1套碳钢3电气装置1套碳钢喷塑4钢梁及中心、平台1套碳钢走道桥热浸锌5稳流筒 distribution flowtube1套碳钢6进水柱 infall column1套碳钢7驱动 架 driving frame1套碳钢8刮 浮渣装置 skimming device2套支架碳钢刮板不锈钢边缘刮板氟橡胶9刮泥桁架sludge rake2套桁架碳钢刮刀不锈钢10小刮泥架 small scraping frame2套支架碳钢刮刀不锈钢11冲水阀 rushing water valve1套不锈钢阀体橡胶12紧固件1套水下不锈钢其余碳钢为了避免中心、配水时的径向流速过高造成短路而影响沉淀的效果，一般在中 心、进水配水管外设置导流筒改变出水流向，导流筒的水平截面积为水池横截面的 3%。

池径大于21m时，还需在中心、进水柱管的出水口外周加置扩散筒，使出水 在导流筒内先形成水平切向流，然后再变成缓慢下降的旋流下图为扩散筒的结 构，扩散管为中心、柱管的同心、套筒，扩散筒的环面积略大于中心柱管的断面积， 筒体高度比中心柱管的矩形出水口长度长出100mm，筒体下端为封板，封板的 位置略低于中心柱管的出流口，然后在扩散筒体上相应开设8个纵向长槽口，沿 槽口设置导流板，使原水（污水）从扩散筒流出后，沿切线方向旋流，以此改善 沉淀效果1-扩散筒；2-支撑；3-封板；4-进水柱管2沉淀池基本参数计算2.1设计参数要求已知设计参数：最大设计流量Q 为1800m3/h，池的个数n为2，表面负荷 q0为1.6m3/（m2.h），设计人口 N为34万，污泥沉淀时间t为2h，污泥在斗内贮 存时间T为4h2.2基本参数计算（1）每个沉淀池的表面积和池径A = 二些二562.5m 2nq 2 x1.6D = ^—1 q 26.76m 取 27m\兀(2) 沉淀池有效水深和有效容积，校验径深比，沉淀时间为2hh — q t —1.6x 2 = 3.2mV — Ah — 562.5 x3.2 — 1800m3 1 1 2-—女—8.4 校验结果介于6到12之间，符合要求。

h2 3.2（3）沉淀池总高度污泥产率S — 0.5匚（人-d），污泥在斗内贮存时间4h、-、口、1氏专二钥 ”, SNT 0.5x340000x4 「. “污泥斗所需容积 W — — —14.17 m31 1000n 1000 x 2 x 24,取2 m，尸取1 m , a取60 0则污泥斗高度 h =（r - r ）tan a=（2 — 1）x73 q 1.73m,取 1.8m坡底落差 h4 =（R — ,）x0.06 =（13.5—2）x0.06q0.7m污泥斗容积V —吃(r2 + rr + r2)= 孔8&"2 + 口二^城13 112 2 3池底可贮存污泥的体积：兀 h （ ） 3.14x0.7x02 + 27 +13.527V = ~3^ S + rR + R 2 ）= 3 — 156.24m3沉淀池共可贮存的污泥体积为V+ V2 —169.43 m 3，大于W1，符合要求沉淀池总高度 H = h + h + h + h + h = 0.3 + 3.2 + 0.4 + 0.7 +1.8 — 7.4m 1 2 3 4 5其中h］为沉淀池超高，取0.3mh3为缓冲层高度，与刮泥机有关，可采用0.4m。

R2.3中心进水管的计算管内流速取七=1m/s，出管流速v2 = 0.8 m/sD = i=0.28m3.14 xlx 3600900出流面积■= 900 = 0.31m22 匕 3600 x 0.8设置6个出水孔，每个出水孔面积A = = 0.05m26按长：宽= 1.8:1，确定尺寸则出水孔长为0.31m，宽为0.17m，在中心、进水管上等间隔均匀分布导流筒的深度为池深的一半，h=h /22.导流筒的面积按沉淀池面积的3%设计，则导流筒的直径2.4出水堰的计算采用正三角形出水堰，堰上水头Hw为5cm，三角堰的角度为则过流堰宽B = 2 Hw = 0.06mtan 600流量系数Cd=0.65，则单堰过堰流量q =— C -：2g tan%H2.5 = 4.95x 10-4m3 /s1 15 广 2 w900沉淀池应布置的出水堰总数N = "max = = 505 个% 3600 x 4.95 x10-4出水总线长L =兀D = 3.14x27 = 84.78m出水堰总长 L，= 2BN = 2x0.06x505 = 60.6m相邻出水堰的堰顶间距b=（L-L）/N=（84.78-60.6）r 0.05m505环形集水渠宽0.6m。

2.5扩散筒池的直径D>21m，还需在中心、进水柱管的出水口外周加置扩散筒3驱动机构设计3.1传动装置的选择（1）由于所设计的辐流式沉淀池的池体直径为27m，因此选择外啮合式的传动 装置较为适合其主要由户外式电动机直联的立式摆线减速机、联轴器、齿轮及 带外齿圈的滚动轴承式旋转支承等组成如下图所示（见下一页）：1 —摆线减速机；2 —链条联轴器；3—安全销；4-传动轴；5—轴承座；6—小齿 轮；7—外啮合滚动轴承式旋转支承；8—中心、旋转竖架工作桥为半桥式钢结构，桥脚的一端架在池壁顶上，另一端固定在中心支柱 的平台上立式摆线减速机安装在工作桥上，带外齿圈的滚动轴承式旋转支承(回 转支承)安装在中心支柱的平台上，使减速机出轴的小齿轮与外齿圈保持啮合位 置2) 刮泥功率的计算查表取刮泥机刮臂臂端的线速度v = 4.0m/min刮臂直径：D1 = D — 1 = 27 — 1 = 26m则刮泥机刮臂旋转速度n = -^ = 4.0 = 0.049 r/min2兀R 2兀x13刮臂驱动转矩 M = 0.25(D —1)2K = 0.25x (27 —1)2 x447 = 75543 N- m则刮泥功率为 P = Mn^n = 75543x0.049 = 0.388kW9550 95503.2驱动机构选择(1) 总传动比的计算一般情况下，电动机的额定转速在750-1500r/min较为合适，暂取电动机额定转速N=1400r/min,则总传动比i为i = N = 也0 = 28571 n 0.049（2） 立式摆线减速机的选择由于总传动比的数值很大，因此选择立式三级摆线减速机比较合适。

查阅文献【1】取减速机的传动比i减=25585，输入功率4kW，则其型号选择为：BLSD-1953-25585（43x35x17）-4kW，输出轴的需用转矩 为 5000 N - m3） 回转支承的选择根据徐州海林回转支承有限公司提供的回转支承系列产品介绍书，即文献 【3】，综合考虑选择单排四点接触球式回转支承（01系列），确定型号为 011.25.355，其外齿轮主要参数：齿数勺=93，模数m = 5 mm，齿宽 b = 50 mm，齿顶圆直径D = 475 mm回转支承外型尺寸D=448mm，d=262mm，H=70mm；安装尺寸D = 412mm，D = 298mm，L=32mm结构尺寸D = 356mm，d = 354mm，H = 60mm，h=10mm（4） 分配传动比已知总传动比i = 28571，减速机传动比i减=25585则小齿轮与回转支承间的传动比i =-=癸坦=1.1 齿i减 25585（5） 联轴器的选择查阅文献【2】，选择链条联轴器，型号GL9,公称直径1600N・m，许用转 速为 400 r/min6） 电动机的选择查阅资料得立式三级摆线减速机的传动效率门减=90%，齿轮传动效率 门齿=98%，联轴器传动效率门联轴器=98%则总传动效率门=门减•门齿F联轴器=90% x98% x98%=86.436%则电动机所需功率P = - = 0.388 = 0.449 kW总门 86.436%查阅文献【2】选择电动机的型号：YS8014，其主要参数：电动机额定功率 P= 550 W，转速n = 1400r/min。

3.3传动轴计算轴1：电动机与立式三级摆线减速机之间的传动轴;轴2；立式三级摆线减速机与小齿轮之间的传动轴;轴3：小齿轮与回转支承之间的传动轴1）各传动轴。