曹思遠(yuǎn) 劉佳
摘 要:下水道堵塞問(wèn)題在建筑設(shè)計(jì)中一直是重點(diǎn)問(wèn)題,目前存在的解決辦法中,固態(tài)無(wú)動(dòng)力攔截設(shè)計(jì)占據(jù)了大量的比例,機(jī)械式排堵裝置又因動(dòng)力問(wèn)題難以設(shè)計(jì)使用;針對(duì)問(wèn)題主體,堵塞物,設(shè)計(jì)一種采取水動(dòng)力、機(jī)械式的地漏裝置予以解決,解決堵塞問(wèn)題的同時(shí)保證排水量的正常。
關(guān)鍵詞:機(jī)械動(dòng)力;下水道防堵;地漏;模型設(shè)計(jì)
DOI:10.16640/j.cnki.37-1222/t.2019.10.113
0 引言
針對(duì)下水道排泄堵塞問(wèn)題,目前存在的解決方法中,固態(tài)無(wú)動(dòng)力攔截設(shè)計(jì)占據(jù)了大量的比例,機(jī)械式排堵裝置因動(dòng)力問(wèn)題難以設(shè)計(jì)使用;目前市場(chǎng)中的地漏類型以淺水封地漏、深水封地漏、廣口水封地漏、扣盅水封地漏、彈簧式地漏、翻板地漏等為主,多種地漏的設(shè)計(jì)類型,都不同程度的在防堵、防臭、壽命、排水量不穩(wěn)定等方面有缺陷。
現(xiàn)有對(duì)地漏裝置的設(shè)計(jì)多數(shù)處于無(wú)動(dòng)力階段,即依靠改變地漏外形、管道類型來(lái)解決堵塞相關(guān)問(wèn)題,多種地漏設(shè)計(jì)應(yīng)用中,存在堵塞物聚集地漏口而影響排水量的問(wèn)題;運(yùn)用所排廢水為動(dòng)力進(jìn)行設(shè)計(jì)的幾類重力、磁力地漏并不能很好的解決堵塞且易產(chǎn)生管道堵塞、進(jìn)水口失靈、壽命短等問(wèn)題。
本文敘述一種基于廢水流動(dòng)所產(chǎn)生動(dòng)力進(jìn)行防堵的地漏工作原理,運(yùn)用機(jī)械動(dòng)力帶動(dòng)刺輥吸附堵塞物,對(duì)廢水進(jìn)行過(guò)濾,降低堵塞率,確保穩(wěn)定排水量。
1 地漏堵塞問(wèn)題描述
地漏堵塞問(wèn)題以地漏口堵塞和管道堵塞為主,具體堵塞問(wèn)題描述如下:
(1)堵塞物以毛發(fā)為主,其他包括紙屑等等,多數(shù)為細(xì)小物品;
(2)現(xiàn)有地漏在少量堵塞物淤積后,產(chǎn)生排水量下降、堵塞物聚集排水口現(xiàn)象;
(3)堵塞物聚集排水口,除人工清理,沒(méi)有其他解決辦法;
(4)少量細(xì)小毛發(fā)、浸濕紙張等依然能通過(guò)排水口,容易造成管道堵塞問(wèn)題。
2 防堵地漏裝置設(shè)計(jì)
2.1 材料方面
我國(guó)現(xiàn)有的地漏材料根據(jù)CJ-T186-2003地漏標(biāo)準(zhǔn),可采用鑄鐵、工程塑料(ABS)、硬聚氯乙烯(PVC-U),也可采用銅合金或不銹鋼等材料。本防堵地漏裝置采用復(fù)合材料PMMA(聚甲基丙烯酸甲酯)做模型,該材料具有極佳的耐水性,韌性好,修復(fù)性強(qiáng),如今也在建筑業(yè)材料中占據(jù)了很大比例。
過(guò)濾裝置包含固定支架、水勺、軸承及刺輥。
(1)固定支架:地漏設(shè)計(jì)需要考慮裝置耐水性,支架采用鋁合金電鍍噴塑材料,防腐防侵,可長(zhǎng)期使用無(wú)生銹現(xiàn)象,保證材料耐水性的同時(shí)確保其質(zhì)量不會(huì)太大,以免影響水勺轉(zhuǎn)速。
(2)水勺:同樣采用鋁合金電鍍噴塑材料,輕便、穩(wěn)定,能夠穩(wěn)定隨廢水排放轉(zhuǎn)動(dòng)。
(3)軸承:采用符合ISO10816-3標(biāo)準(zhǔn)的軸承,保證水勺在廢水排量下能夠正常工作。
(4)刺輥:應(yīng)裝置需求采用工程塑料做軸、尼龍絲為刷。尼龍絲的韌性和剛性能夠滿足過(guò)濾廢水雜物的需求。
2.2 設(shè)計(jì)思路方面
將地漏設(shè)計(jì)成兩層地下形式,下層為支架層,利用PMMA做底層支架,騰出水勺支架空間,將水勺支架與水道分離,功能區(qū)與設(shè)計(jì)區(qū)分離,方便裝置運(yùn)轉(zhuǎn)。
上層濾水層包含水道、水勺及過(guò)濾刺輥,在上層前右側(cè)開(kāi)下水口進(jìn)行排水。增長(zhǎng)排水路徑,加長(zhǎng)過(guò)濾時(shí)間以達(dá)到過(guò)濾防堵目的;污水入水口設(shè)計(jì)在上層后右側(cè),小口設(shè)計(jì),增加污水排水壓,提高刺輥轉(zhuǎn)速。
2.3 過(guò)濾裝置設(shè)計(jì)
過(guò)濾裝置分為兩部分,旋轉(zhuǎn)水勺及可拆卸刺輥;旋轉(zhuǎn)水勺采用高靈活度軸承制作,阻力小,易推動(dòng),能夠穩(wěn)定隨廢水排放轉(zhuǎn)動(dòng),為過(guò)濾刺輥提供動(dòng)力;刺輥采用高硬度硬塑滾軸刺輥,能夠很好的吸附雜物,且設(shè)計(jì)類型為螺桿旋轉(zhuǎn)固定,可方便拆卸進(jìn)行清理或更換,以此達(dá)到防堵塞、防雜物淤積的問(wèn)題。
2.4 維護(hù)方面
地漏防堵塞裝置工作是主要堵塞物集中在刺輥部分,日常維護(hù)只需在排水量下降或有大塊異物影響排水工作時(shí)進(jìn)行刺輥清理或更換即可。
3 防堵地漏裝置模型結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
3.1 整體結(jié)構(gòu)
該裝置整體的外觀結(jié)構(gòu)為400*400*200mm的矩形箱體,內(nèi)部有隔層,以隔層為界分為上層、下層,另有底板一塊(如圖1)。
主要的過(guò)濾裝置裝在矩形邊框內(nèi)部,由水勺底座、水勺、刺輥底座及刺輥構(gòu)成。水勺為三杯型,刺輥為圓柱體(如圖2)。
該裝置應(yīng)全部位于地下,入水口處依靠地漏外地表做凹收集廢水進(jìn)入裝置進(jìn)行過(guò)濾。
3.2 局部結(jié)構(gòu)及運(yùn)轉(zhuǎn)設(shè)計(jì)
下層為400*400*80mm的不全封閉矩形,包含4塊110*80mm PMMA板材、1塊180*80mm PMMA板材及若干角鐵,作為支撐隔板及上層板材的底座;隔板上開(kāi)有一50*50mm的方形開(kāi)口以讓水勺底座主體通過(guò);水勺主體位于隔板上方5mm處。
上層由1塊200*400mm PMMA板材、2塊200*300mm PMMA板材構(gòu)成外邊框,入水口由1塊100*400mm PMMA板材及1塊120*160mm PMMA板材斜向固定構(gòu)成;下水口由一塊80*120mm PMMA板材與后擋板構(gòu)成。
水勺上側(cè)固定不銹鋼刺輥支架,支架上方可接螺桿,三水勺交界處平面下方支架內(nèi)為軸承,廢水排放推動(dòng)水勺轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)刺輥。
刺輥中部尼龍絲剔除后利用雙層管夾固定,通過(guò)螺桿固定在刺輥支架中,隨水勺轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)濾所排廢水中的雜物。
刺輥支架及水勺支架安裝需要與水平面垂直,以保證水勺及刺輥能夠水平旋轉(zhuǎn)而不損壞軸承平衡性。
4 防堵地漏裝置模型工作狀況及結(jié)果
備注:1.單次試驗(yàn)以均衡水量、時(shí)長(zhǎng)5min為標(biāo)準(zhǔn);2.堵塞物以毛發(fā)、濕紙巾為例,每隔20S均勻加入試驗(yàn)廢水中。
針對(duì)試驗(yàn)?zāi)康?,列出運(yùn)轉(zhuǎn)問(wèn)題、堵塞問(wèn)題、排水量問(wèn)題三個(gè)方面,經(jīng)過(guò)試驗(yàn)證明本下水道防堵地漏裝置基本能夠正常運(yùn)轉(zhuǎn),達(dá)到試驗(yàn)?zāi)康摹?/p>
4.1 運(yùn)轉(zhuǎn)問(wèn)題
廢水流動(dòng)提供的動(dòng)力能夠良好的供給旋轉(zhuǎn)水勺工作,帶動(dòng)過(guò)濾刺輥旋轉(zhuǎn)以攔截堵塞物,經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間、多次測(cè)試,該裝置能夠良好續(xù)航。
試驗(yàn)中出現(xiàn)的受阻現(xiàn)象源于排放廢水中所含堵塞物增多且包含大塊堵塞物,致使水勺轉(zhuǎn)動(dòng)受阻,大塊且過(guò)量的堵塞物堵塞地漏裝置并不能有效代表該裝置的運(yùn)轉(zhuǎn)效率,予以記錄但不影響試驗(yàn)最終數(shù)據(jù)。
4.2 堵塞問(wèn)題
防堵地漏裝置模型經(jīng)過(guò)試驗(yàn),能夠很好的解決堵塞問(wèn)題,對(duì)于大多數(shù)常見(jiàn)堵塞物如毛發(fā)、紙屑等,能夠做到良好的攔截。
4.3 排水量問(wèn)題
防堵地漏裝置模型經(jīng)過(guò)試驗(yàn),在無(wú)大塊堵塞物情況下能夠提供穩(wěn)定的排水量。
5 防堵地漏裝置模型設(shè)計(jì)總結(jié)
5.1 設(shè)計(jì)優(yōu)點(diǎn)
該裝置經(jīng)過(guò)試驗(yàn)?zāi)軌蚝芎玫臐M足正常排水需求,能夠做到防堵塞及提供穩(wěn)定排水量,此設(shè)計(jì)對(duì)于改進(jìn)家庭排水地漏具有一定的價(jià)值和研究意義,此處將該防堵塞地漏裝置的設(shè)計(jì)優(yōu)點(diǎn)列出如下:
(1)機(jī)械動(dòng)力的運(yùn)用使靜態(tài)排水、防堵轉(zhuǎn)變?yōu)閯?dòng)態(tài),增加了地漏的防堵效率;
(2)刺輥的過(guò)濾設(shè)計(jì)加長(zhǎng)了地漏的清理周期及壽命;
(3)可拆卸式刺輥降低了地漏的清理難度,且可直接更換,方便衛(wèi)生;
(4)雙層地漏設(shè)計(jì)加長(zhǎng)了排水路徑,降低了污水回流可能,防止異味。
5.2 設(shè)計(jì)不足及待改進(jìn)之處
試驗(yàn)過(guò)程中該裝置因影響因子的改變而出現(xiàn)了堵塞現(xiàn)象,可見(jiàn)仍然有不足及可改進(jìn)之處,現(xiàn)將試驗(yàn)中影響裝置運(yùn)轉(zhuǎn)或可能影響裝置運(yùn)轉(zhuǎn)的影響因子列出如下:
(1)口徑小于入水口的較大塊異物偶爾可進(jìn)入排水道,影響裝置運(yùn)轉(zhuǎn);
(2)下方排水管依然需要彎道設(shè)計(jì)以防止異味及廢水回流;
(3)安裝本裝置需要保持水勺及刺輥安裝方位水平,以確保裝置正常工作,安裝精度要求較高。
6 結(jié)束語(yǔ)
本文敘述設(shè)計(jì)的基于機(jī)械動(dòng)力的下水道防堵地漏裝置,經(jīng)試驗(yàn)證明可行。本設(shè)計(jì)可根據(jù)需求在排水道地下進(jìn)行設(shè)計(jì)安裝,該裝置設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單、功能可靠、調(diào)試方便,對(duì)于家庭地漏裝置的防堵工作規(guī)劃及改善具有一定的實(shí)用價(jià)值。
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