1、.一種基于錐體控制等截流量截流井的設計_機電一體化論文 論文導讀:：分析了國內常用的污水截流井類型及其優缺點，提出了一種由液面高度控制截流量的新型截流井。該設計可用以解決在現有污水處理廠處理、儲存能力和截流井、管網儲存能力的不變的情況下，減少稀釋后的雨污混合水過多地進入截流管，實現截流流域污染物截流的最大化。關鍵詞：截流井，等截流量，錐體控制0 引 言城市污水截流井是合流制管道中一個重要的附屬構筑物，其主要功能是將城市旱流污水和初期雨水截流入污水截流管，以免城市水體受到更為嚴重的污染1。截流井設計的基本要求可歸納為幾點2:1）保證旱流時污水的截流；2）雨天時保證初期雨水的截流，當達到設計截流倍

2、數時，能順暢地溢流排入水體；3）安全可靠、截流效率高，維修量少，管理方便，能適應不同截流倍數的要求；4）構造簡單、加工方便、造價便宜。1 國內常用污水截流井類型及其優缺點國內目前涉及截流井設計及計算的規范和規程主要包括了合流制系統污水截流井設計規程(CECS 91: 97)(以下簡稱規程) 、室外排水設計規范(GB501012005)、給水排水設計手冊(第5冊)等3。在規程中提及的污水截流井型式主要有三種，即溢流堰式、截流槽式、跳躍堰式截流井。1.1溢流堰式截流井其結構如圖1所示。溢流堰式截流井是在井中設置溢流堰，當上游來水過多時機電一體化論文，超量的水從堰頂跌落排入溢流管。其應用范圍一般在雨

3、、污水管道基本一致或合流管道與污水管道高程相仿時。在兩條管道間加兩個檢查井做連接管，并在雨水或合流管內加設檔堰論文格式。擋堰可以砌磚或做成木板閘，擋堰和擋板的高度視截流污水量的大小而定。這樣在非汛期，管道內的污水被堰或堰板擋住，折返進入污水管。而當雨季來臨，合流管或雨水管道內的雨污混合水就會越過堰排入河湖中。根據堰的平面布置形式不同，溢流堰可以分為正堰、斜堰、側堰和曲線堰。側堰式截流井在合流制截污系統中的應用是較為成熟的一種4。1.2截流槽式截流井其結構如圖2所示，截流槽式截流井一般只用于已建的合流制管道，該截流井不用改變下游管道，它可以由已建合流制管道上的污水檢查井改造而成。但由于其截流量難

4、以控制,在雨季時將會有大量的雨水進入截流管道，增加污水處理廠的負荷，當污水截流倍數值選擇不當時，污水又會截不凈，因此在使用中受到一定的限制。1.3跳躍堰式截流井其結構如圖3所示。跳躍堰式截流井是一種主要的截流井形式, 該種井的中間固定堰高度可根據手冊提供的公式計算到。由于設計周期較長，而合流管道的旱季污水量在工程竣工之前會有所變化，故將固定堰的上部改為磚砌，且不砌至設計標高，當投入使用后再根據實際水量進行節。但它的使用受到一定的條件限制，即其下游排水管應為新敷設管道。對于已有的合流制管道，不宜采用跳躍式截流井(只有在能降低下管道標高的條件下方可采用)。 圖1圖2圖32錐體控制等截流量截流井2.

5、1工作原理如圖4所示，一般截流井包括：內部中空且具有一定容積的外形為正方體或長方體的井體機電一體化論文，井體壁上至少一個雨污混合水流進口即合流管，截流污水的截流管，溢流堰和溢流管。錐體控制等截流量截流井的特征在于帶浮力控制裝置的錐體裝置。1.合流管 2.溢流管3.截流管 4.內錐 5.滑桿 6.滑套 7.滑塊 8.搖桿 9.拉桿10.杠桿和浮球圖4錐體裝置由錐管和內錐組成，錐管的左端與截流管連接，內錐位于錐管內，與錐管同軸，兩者的表面之間有一定間隙，內錐的右端與滑桿固定連接。浮力控制裝置由滑桿、滑套、滑塊、搖桿、拉桿、杠桿和浮球組成，滑桿的左端與內錐固定連接，右端與滑塊鉸接，中間位于、滑套內，

6、滑套與井體固定連接，搖桿是一根彎桿，中間彎頭處與井體鉸接，垂直端部分位于滑塊內，另一端與拉桿鉸接，拉桿的另一端與杠桿的中間部分鉸接，杠桿的一端與浮球固定連接，另一端與井體鉸接。當旱流或雨量較小時，截流井內水面較低，浮球下落機電一體化論文，帶動杠桿逆時針轉動，杠桿推動拉桿向下運動，拉桿推動搖桿逆時針轉動，搖桿帶動滑塊向右運動，滑塊帶動滑桿向右運動，滑桿帶動內錐向右運動，內錐與錐管之間的間隙加大論文格式。但由于此時水面較低，截流管口的污水的壓強較小，流速較小，流量一定。而當雨量較大時，截流井內水面逐漸升高，浮球抬起，帶動內錐向左運動，內錐與錐管之間的間隙減小。但由于此時水面較高，截流管口的污水的壓

7、強較大，流速較大，流量也一定。如果將浮力控制裝置中的各個構件的尺寸合理確定，就能使錐體左右移動的距離與水面高度相對應，從而使截流管的截流量恒定。2.2 相關計算過程（1）當井內的液面高度有h1變化至h2時，截流管處的水流速度變化有v1變化至v2，如圖5所示。根據伯努利方程有6：式中: 為沿程損失；為局部損失； λ為沿程阻力系數；為截流管管長；圖5 為截流管管徑；ξ為局部阻力系數；v為截流管內水流速度（m/s）由此可知：；（2）當井內的液面高度有h1變化至h2時機電一體化論文，內錐在雙搖桿機構以及搖桿滑快機構作用下有x1移動至x2，如圖6所示。液面高度h和杠桿

8、的轉動角度關系：，當杠桿產生了轉角（）后，搖桿L3也產生了一個轉角（)(取負值) 6其中：當搖桿轉動了角度后，滑塊推動滑桿向前移動了圖 6（3）當內錐在滑桿推動下有x1移動至x2時，錐管內的截面積有s1變化至s2，如圖7所示。即： 而所謂等截流量要求的是： 即：圖 7有以上推導可知，只要選取合適的雙搖桿的桿長以及內錐的錐角值，即可保證截流量恒定的要求。3 結 語本文介紹了一種由液面高度控制截流量的錐體控制等截流量截流井，可用以解決在現有污水處理廠處理、儲存能力和截流井、管網儲存能力的不變的情況下，減少稀釋后的雨污混合水過多地進入截流管，從而進一步稀釋污水處理廠的儲水池的污水的問題，實現截流流域污染物截流的最大化。參考文獻：1周建忠,羅本福,蔣嶺.新型城市污水截流井介紹J.西南給排水,2007 (3): 5-7.2曹久耕,林淑佳.鐘罩虹吸式溢流井的探討J.給水排水，1994 (7): 20-22.3李勝海,許曉毅.污水截流井設計計算方法探討J.中國給水排水,2006