步进式阶梯格栅

李彦春，蒋培志，冯明谦?
（中国市政工程西南设计研究院，四川成都 610081）

　　中图分类号：X505
　　文献标识码：D
　　文章编号：1000-4602(2000)07-0059-02

基金项目：“九五”国家科技攻 关课题(96-909-02-01-04)

1 格栅的组成、工作原理

　　格栅由驱动装置、传动机构、机架、动栅片、静栅片等部分组成，如图1所示。工作原理是通过设置于格栅上部的驱动装置，带动两组分布于格栅机架两边的偏心轮和连杆机构，使一组阶梯形栅片相对于另一组固定阶梯形栅片作小圆周运动，将水中的漂浮渣物截留在栅面上，并将渣物从水中逐步上推至栅片顶端排出，实现拦污、清渣的目的。由此可见，它从根本上改变了以往机械格栅的直形或弧形栅条拦渣、移动齿耙作单向直线或曲线运动除渣的模式，而是通过两组阶梯形薄栅片的相对运动来实现拦渣清污过程。

2 格栅的结构特性

　　格栅工作时，动、静栅片由特定的隔离块隔离，相互不接触，格栅间隙在整个运动过程中保持不变。在格栅的卸渣口处，由于设置在静栅片端部的特殊隔离块与动栅片之间的空隙较小，当动栅片将渣物运送到卸渣口处进行卸渣时，隔离块对挂在动栅片上的渣物能够自行清除，具有特定的自洁净功能。?
　　格栅栅片阶梯由拦渣边和承渣边构成。工作时水中的渣物能较均匀地分布在栅片组阶梯承渣面上，有时会在栅片组阶梯面上形成毯状层，改善了栅片的受力状况，避免集中荷载出现。在满足栅片设计刚度、强度的前提下，采用较薄栅片以减小断面形状系数，增大了格栅的过水面积，其水头损失较具有同样水力条件、同等规格的其他格栅小；栅片的宽度比其他形式栅条的宽度大，这使栅片在顺水流方向的抗弯能力增强，承载能力增大，具有能适应较高水力负荷的能力。
　　格栅的传动系统均在水面上，结构简单紧凑，既避免了水中软纤维物质对传动机构的缠绕、卡阻，又为格栅的维护、检修提供了方便。?
　　格栅的动、静栅片采用特定的挂钩插在经机加工确保尺寸精度要求的机架之上。这种固接形式结构稳定可靠，方便了动、静栅片的更换，在不需断流的情况下即可更换动、静栅片。 ?
　　目前，多数格栅的现场安装工作量较大，麻烦较多，有时还会耽误工期。因此，将机架设计成轻型框架结构，既可采用焊接又可采用螺栓连接；格栅其他主要零部件一次加工成型，可在厂内拼装或在现场组装，还可根据需要改现有框架式结构为封闭式结构，改善格栅的工作环境。

3 关键技术研究

　　格栅的技术关键在于：格栅栅片运动轨迹、栅片阶梯几何尺寸与栅片装配角度的匹配，格栅传动形式以及用于间隔动静栅片的隔离块在栅片上装配位置的确定。?
　　研究中，通过对栅片运动轨迹模拟，发现栅片的阶梯形状、装配角度以及固定方式都与栅片运动轨迹有关。当格栅动、静栅片采用完全相同的阶梯形式，栅片阶梯的拦渣和承渣边采用90°夹角，栅片以45°角度装配时，栅片组所形成的托渣面、拦渣面与水平面分别都具有特定的夹角，这样既满足了格栅栅片在水中的拦渣效果，又增大了格栅的托渣量。
　　对传动形式在动栅片组的连杆铰接处，一端采用钢性联接结构，另一端采用可调结构；通过 动平衡计算，在传动系统的主、从动轴上设置了平衡配重，用于消除因格栅动栅片组在旋转运动过程中所产生的重量不平衡，减少或消除传动机构的运动冲击。在连杆上，设置了调节 机构用于调节和校正连杆系统与动栅片组的相对位置，使格栅栅片的装配和调整更加准确和方便。?
　　分析格栅栅片运动轨迹可知，其传动机构的关键是确定偏心轮的偏心距，它的大小关系到传动机构的结构布置、栅片的运动速度、运动稳定性及驱动机构中减速装置的配置。偏心距与栅片阶梯几何尺寸(即阶梯拦渣边和承渣边长度、夹角等)、栅片安装倾斜角有关。当栅片装配夹角＞45°时，由于栅片拦渣边必须≤90°，为确保栅片阶梯的承渣边尽可能长，需增加栅片的宽度，否则将削弱栅片的强度。栅片阶梯尺寸加大，偏心轮的偏心距也将增大。对于以一定重量恒速运动的机构，由于运动偏心距的加大，机构运动冲击和振动也会增加，且所需功率增大。?
　　栅片上隔离块的装配间距、装配位置及形状也是影响格栅运行的技术关键。隔离块的装配位置应从动、静栅片的相对运动轨迹考虑，以确保动栅片在运动过程中不脱离与静栅片上隔离块的接触。隔离块的形状应以对水流造成的阻力最小为前提来确定。?

4 产品的主要技术性能指标

　　RSS —I型格栅样机见图2。主要技术性能指标如下：过水流量≥500m³/h，栅间隙6mm，适用沟渠宽度1200mm，沟渠深度≤850mm，格栅有效宽度1010mm，装机容量0.75kW。

　　经对样机的反复测试、修改及调整，开发出适应我国污水处理和工业废水处理浅渠道需求的 阶梯格栅RSS型系列化产品，其主要技术性能指标见表2。

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收稿日期：2000-02-21