具体实施方式

下面将结合附图对本发明的优选实施方式进行描述，更加清楚、完整地阐述本发明的技术方案。

如图1-2所示为一种无动力旋流爪固液分离器，包括外壳1及外壳上的进出水装置，所述外壳1呈上筒下锥结构，其上筒体内设有旋流爪产生器3，且下锥体(斜度不应小于45度)为沉淀物储存腔18，所述旋流爪产生器3包括多个叠摞在一起的锥体并行槽阵11，所述锥体并行槽阵11包括上锥下筒结构的壳体，所述壳体顶部设有圆形开口23，所述壳体锥面(斜度不应小于45度)上设有多个并行排列的并行槽壁15，所述并行槽壁15沿壳体的上锥面延伸。所述外壳1底部设有多个用于支撑旋流爪产生器3的支架2，以保证捕捉的悬浮粒子顺利落到沉淀物储存腔18内。

该旋流爪固液分离器的基本原理是利用主流流过并行槽阵上方槽口时在并行槽内所产生的旋流把主流中悬浮粒子带走，从而极大降低主流扰动力对已捕获悬浮粒子的干扰。当入流量增加时，虽然流体在分离器内的滞留时间被缩短，但由于主流所产生的旋流强度将有所增加，悬浮粒子被带走的几率相对增大。对比实验结果显示，旋流爪固液分离器去粒子效率受入水流量的影响比其它同类设备小很多，并且在大入流量的情况下仍具有明显去除轻小悬浮粒子的优势。

本实施例中，所述进出水装置包括并列设置的出水管10、进水管9，进水管9通过直角弯管7与垂直水管8连通，垂直水管8在不同高度开有圆孔，圆孔的分布和孔径由具体应用而定，通过轴向排布的圆孔连通各个锥体并行槽阵11之间的处理腔28。所述出水管10与上筒体顶部连通，且外壳1上设有用以分离进出水的分隔板22。

进一步的，所述锥体并行槽阵11的侧边设有进水开口29，这样垂直水管8可沿进水开口29一直延伸到旋流爪产生器3的底部，垂直水管8的底部可做成锥型，使得水管底部开口小于垂直水管的管径。如图9所示，为了不让进水流入沉淀物储存腔，可在垂直水管底部(即最底层锥体并行槽阵的进水开口下方)设置进水挡板14。

这样当入水从进水管进入旋流爪固液分离器后，通过直角弯管流进垂直水管，由于垂直水管在不同高度分布有孔洞，并且垂直管底部开口可根据情况连接一直径逐渐变小的尾管，从而当入水从垂直水管流出后，水的流量将较为均匀的分布于不同的水深，换句话说，流进不同层的锥体并行槽阵的水量基本相同，使得入流得到高效分流。

如图3-4所示，对需要首先去除入水中大尺寸的悬浮物质的应用情况，需添加进水池24和出水池25到外壳1上，所述进水池24、出水池25并列布置于外壳1的外筒面上，进水池24依次通过过滤网13、蜂窝板12与各处理腔28连通，直角弯管7、垂直水管8布置于进水池24内，出水管10通过出水池25与各处理腔28连通。

其中过滤网将阻止水中大尺寸的悬浮物进入各处理腔28内，且通过过滤网的入流进一步通过蜂窝网板进行整流，迫使水流更均匀的沿水平方向行进，从而能更有效的在并行槽内产生旋流，并使所产生的旋流更有规律，以增强捕捉悬浮粒子的效率。

进一步的，进水池的底部高度不应高于旋流爪产生器底部的高度，出水池的尺寸不应大于进水池；过滤网的宽度和长度应能覆盖整个进水通道，而它的网格孔径应由具体应用而定，一般不应小于3mm；蜂窝板的开口总面积应比进水管的截面至少大20％，其宽度和长度应能覆盖整个进水通道，厚度应不小于10cm，单个蜂窝开口的形状不限。

由于锥体并行槽阵是由表面光滑的锥体和多个并行排列的并行槽壁构成的，根据安装位置不同，锥体并行槽阵的结构会有稍微不同，但它们的工作原理相同，所有锥体并行槽阵的锥体底部开口尺寸都一样。如图6-8所示，最上层锥体并行槽阵的圆形开口比第二层的大，第二层锥体并行槽阵的圆形开口比第三层的大(其高度高于第一层但矮于第三层锥体并行槽阵)，第三层至最底层锥体并行槽阵的圆形开口大小一致，且第三层至最底层锥体并行槽阵的圆形开口处设有内筒，相邻内筒之间依次对接形成连通沉淀物储存腔的内道19。也就是从第三层开始，每一层锥体并行槽阵的结构基本一样。

如图13所示，沉淀物储存腔与主流基本隔离，除了少量水能顺着颗粒传送通道进入沉淀物储存腔外，没有其它通道可走，所以收集到的沉淀物将始终保持在沉淀物储存腔直到被清除，从而防止二次污染发生。此外，可在外壳内底部安装一绕流挡板4，用于防止沉淀物储存腔内任何可能产生的绕流。

进一步的，并行槽壁根据不同的情况可有不同的排列方式：它的走向可以如图6-8所示沿着锥体径线延伸，也可以如图10所示与锥体径线成一定角度延伸；并行槽壁可与壳体锥面垂直布置，也可以一小角度倾斜于壳体锥面；并行槽壁的高度不小于两并行槽壁间的净距离，由于并行槽壁间的净距离从上到下不一样，因此同一并行槽壁的高度从上到下也可不同。在一些特殊的应用情况下，并行槽壁可做成零高度，即锥体表面不再有并行槽，它将演变成一锥体斜面。

如图11所示，并行槽壁可以有不同的形状设计，其截面可以是：a-b、平顶和平底，c、平底和三角型顶，d、平顶且底部右下角凹进，e、顶为三角型且底部右下角凹进。

如图5所示，所述并行槽壁15的尾端连接有颗粒传送通道16，所述颗粒传送通道16沿壳体的外筒面竖直延伸，且相邻锥体并行槽阵11上的颗粒传送通道16上下对接形成连通沉淀物储存腔18的沉淀通道，从而把每层捕获的固体颗粒在不受任何水流干扰的情况下传送到沉淀物储存腔内。

设备运行时，首先对入水主流进行分流，然后利用分流流过锥体并行槽阵上方槽口时在并行槽内所产生的旋流，把入流中的悬浮粒子从急速的入流中抓到相对安静的槽底，最后落在并行槽底或并行槽壁上的沉淀物将沿陡峭的槽底斜面滑入颗粒传送通道内，并沿颗粒传送通道落到与主流分离的沉淀物储存腔内，而入水在环绕锥体并行槽阵一周后从出水管流走。

如图12所示，所述颗粒传送通道16与并行槽壁15之间的并行槽为一一对应关系，所述颗粒传送通道16的侧壁上设有通道入口21，所述并行槽尾部一分为二，其中一半槽底与通道入口21连通，而另一半槽底设有用于将颗粒导向通道入口21的挡边30。

也就是为了减少水流入颗粒传送通道的机率，颗粒传送通道只和并行槽的半边槽尾相接，从并行槽另半边滑下的颗粒将被挡板引进颗粒传送通道内，且通道入口的高度应比并行槽壁高度低。

进一步的，所述最上层锥体并行槽阵的颗粒传送通道16顶部设有圆形挡板17，其目的是防止水流入颗粒传送通道和迫使进水环绕最上层锥体并行槽阵运行。

进一步的，所述沉淀物储存腔18的底部设有取样口6和取样管5，两者是为做实验时取样用的，不是底流排污口。而在实际应用时，也可用来排泄所收集的沉淀物。另一种清理所收集沉淀物的方法是从旋流爪固液分离器顶部开孔，通过内道19吸走底部沉淀物。此设备平常不需要做特殊的维护管理。

当用旋流爪固液分离器处理某些粘性污水时，一些积物可能附着在并行槽内，需要经常清洗以便保持旋流爪固液分离器的工作效率，由此提供一种自动清洗装置。如图14所示，所述自动清洗装置包括连通高压水源的喷水管26，所述并行槽壁15的上侧边开设有用于插接喷水管26的管道，所述并行槽壁15上开设有多个连通管道的清洗口27，所述喷水管26上开设有与清洗口27对应的喷水口。

进一步的，所有插入管道内的喷水管26上端口相互连通，并和高压水源相连，而喷水管26的下端封闭。需要清洗时，打开连接的高压水，高压水将从并行槽壁15上的清洗口27射出以清除槽中的积物。

如图15所示，入水在锥体并行槽阵之间环绕时，由于水流的运动动力和运行方向，当它以和并行槽延伸方向成90度(或接近90度)通过并行槽上方槽口时，会在并行槽内产生旋流20。基于此，本发明从以下几个方面来促进悬浮粒子的沉淀：首先，把分流后的入流限制在锥体并行槽阵之间的处理腔内，可在很大程度上增加悬浮粒子被旋流抓获的机率；其次，它不仅能把主流中的悬浮粒子从急速主流中带到相对安静的槽底部位以减小主流的干扰，而且它还缩短了悬浮粒子和槽底间的距离；最后，极大的增加了可促进颗粒沉淀的斜板接触面积，落在并行槽底或并行槽壁上的沉淀物将沿陡峭的槽底斜面滑到尾端的颗粒传送通道内，因为每层颗粒传送通道连接起来后将形成一几乎封闭的长通道，进入的沉淀物将一直被传送到底部的沉淀物储存腔。

本发明提出的旋流爪固液分离设备可作为一高效固液分离器或沉淀池用于处理雨水径流、合流制溢流污水、城乡污水、采矿和采油等污水，对使用区域没有特殊要求，可安装在地面下或地面上。

使用时只要把进水管和雨污水供应管相连接，出水管和排放管相连接即可运行。当旋流爪固液分离器安装地面下时，需在旋流爪产生器中心孔的正上方地面开孔以便吸除沉淀物。对于带有进出水池的旋流爪固液分离器，在进水池的正上方地面也需开孔以吸除大尺寸物质。

在旋流爪产生器的直径确定的情况下，可以根据处理流量和效率的要求决定所需的锥体并行槽阵的叠摞数量。由于旋流爪产生器是由多个锥体并行槽阵垂直叠摞而成的，通过增加锥体并行槽阵的叠加数量，而无需加大分离器的直径，旋流爪固液分离器的处理容量即可得到提升，因而能在更经济的占地面积内获得更高的处理效率。

上述实施例所涉及的是基于圆筒型设备的设计构架，当然在相同原理下，该设备也可变形成椭圆型(如图16所示)或其他多边形结构的同类设备。

因此，上述具体实施方式仅仅对本发明的优选实施方式进行描述，而并非对本发明的保护范围进行限定。在不脱离本发明设计构思和精神范畴的前提下，本领域的普通技术人员根据本发明所提供的文字描述、附图对本发明的技术方案所作出的各种变形、替代和改进，均应属于本发明的保护范畴。