CN1017815B - 浮力启动式虹吸装置 - Google Patents

Abstract

一种浮力启动式虹吸装置，参见图1，在虹吸管顶部的排气口上设有浮力阀，在虹管的下水口设有水封室，该装置比已有技术具有启虹断虹自动迅速，无溢流，计量准确的优点，而且可降低基建费用扩大虹吸使用范围，适用于多种水处理工程，自动滤池，环境工程中的废水排放总量控制，比例采样，医院污水消毒比例投药等。

Description

本发明涉及一种用于水处理设备中的虹吸式排放装置。

在现有的水处理设施中，其中包括给水处理和废水处理，常使用虹吸式排放装置。常用的是水力自动式虹吸装置。在1985年9月出版，由顾夏声等主编的《水处理工程》一书中所介绍的重力式无阀滤池中就使用了这种虹吸装置。这种水力自动式虹吸装置是利用水射器水流抽气原理，使水从虹吸辅助管中不断流出，由急速的小水流经抽气管将虹吸管内部的空气逐渐抽出，使虹吸管内基本形成真空，启动虹吸。这种虹吸装置自动化程度高，但是，当虹吸池内水位上升很缓慢，虹吸管内真空度小时，则将长时间排出水流和长时间溢流，甚至难以形成虹吸。

本发明的目的在于提供一种浮力启动式虹吸装置。可以利用水的浮力自动启虹和断虹。

本发明的要点在于，在虹吸管的顶部设置一个排气口，并在排气口上设置浮力阀，当虹吸管安装在虹吸池内以后，由浮力阀控制虹吸管的启虹和断虹。当虹吸池内有水注入时，水位不断上升，达到一定高度，浮体因水的浮力作用而上浮打开排气口，释放出虹吸管内的空气，从而形成虹吸。当水位下降到虹吸管上水口时，则虹吸截止。虹吸管的形式可以采用倒U形，也可以采用钟罩式，不论采用哪一种形式，都应在虹吸管的下水口处设计水封室。

本发明与已有技术相比，有如下优点：

1、使用浮力阀，可以准确控制虹吸管在一定水位启虹，在一定水位断虹，启虹、断虹迅速，并且无溢流。应用于环境工程中，可实现总量控制和较准确的比例采样。

2、浮力启动式虹吸仅需要较低的水位差，水头损失小，流量大，减少基建投资。

3、本发明依据虹吸池内水位高低自动启虹断虹，完全自动化。

以下结合附图进一步说明本发明的实施:

图1、倒U形虹吸装置示意图。

图2、钟罩式虹吸装置示意图。

图3、吸附式进气头示意图。

图4、比例采样流程示意图。

参见图1，本发明的倒U形虹吸装置位于虹吸池5内，该装置有一个倒U形虹吸管4，虹吸管的下水口7设有水封室6，该室通过虹吸管与虹吸池连通，水封室上设有与虹吸池外连通的出水管9，水封室内的水位始终高于下水口7。虹吸管的顶部设有排气口3，排气口上设有浮力阀2（浮力阀结构将在下一段中说明）。由注水管1向池内注水，当水位达到一定高度，浮力阀自动打开，放出管内空气，虹吸形成，随水位下降，浮力阀自动关闭，虹吸维持进行，当水位下落至虹吸管上水口8以下时，大气进入虹吸管，虹吸自动截止。

参见图2，在虹吸池5内装有本发明的钟罩式虹吸装置，该装置的虹吸管由中心圆管13，钟形罩15构成，中心圆管下水口21处设有水封室18，钟形罩顶部设有排气口14，其上设有浮力阀，该浮力阀由接水盘10、浮体11及封口体12构成，接水盘上还设有排水管20。当水池内有水注入，水位上升达到一定高度，有水溢入接水盘，接水盘内浮体因水的浮力作用而上浮，将封口体开启，释放出封闭在虹吸管顶部的压缩空气，水立即沿钟形罩与中心管间的环形通道上升，向中心圆管内跌落，具有很强的抽气作用，因此迅速形成虹吸，小型虹吸的封口体是由软橡胶制成，依靠重力密封，而大型虹 吸则使用磁性封口体，依靠磁力和重力密封。虹吸形成后，池内水位迅速下降，因接水盘底设计有排水管20，盘内水位亦同时下降，而且下降速度比虹吸池更快，盘内浮力消失，排气口因封口体及浮体的重力和磁力作用而被封闭，无气体进入虹吸管，保证虹吸连续进行。虹吸池内水位下降至钟形罩底口（22）时，有大量空气进入环形通道直至中央管顶部，虹吸迅速截止。为了使大型虹吸在预定水位及时断虹，在钟罩顶部的排气口上专门设计一断虹进气管16，管道下方按断虹水位需要装有吸附式进气头17，当水位降至进气头适当位置，受管道负压作用而被吸附，大量空气迅速进入中心管顶部而不被水流携带走，因此中止了虹吸。此时虹吸管内部气压又恢复为正常大气压，使虹吸内不致形成负压。水位上升封闭了断虹气孔，水位再上升，虹吸管内空气逐渐被压缩，中心圆管下端设计有水封室，保证了虹吸内部空气被压缩后不逸出，水位超过中心圆管上口位置，也因虹吸管内压缩气体的作用而形成液位差，虹吸池内水不能自由通过虹吸，直至池内水位上升至接水盘，水溢进接水盘后使浮子上浮再次启动虹吸，完成了一次循环。

参见图3，设在断虹进气管16下方的吸附式进气头，用螺纹管联连头23与断虹进气管连接在一起。该进气头设有内筒和外筒，外筒的上下盖都开有大孔24，使水流畅通，外筒25内是能上下活动的内筒26，其总重量稍大于排水体积，当内筒上层27及中层空腔28都充满水时，整个内筒呈下沉浸没状态，调节配重联杆29下面的配重30达到所需要的自重。中层空腔的底部侧壁开有小孔31是内筒进出水的流水孔，孔很小，使内筒中上两层的水位改变缓慢，内筒下层为浮力室32，使内筒具有一定浮力，当内筒水位低于筒外水位时则内筒呈上浮状态。当虹吸停止和启动时，虹吸池高水位A下降 至B并能继续下降，是因吸附式内筒的水封住了管口34不使断虹管进气，断虹进气管基本呈静止状态，内筒里的水仅由小孔31缓慢流出，虹吸池水位下降速度较内筒快，同时内筒缓慢上浮使筒内少量水仍保持封住管口状态，内筒水位降至带孔隔板33以下时，管口挡住内筒不再上浮，空气通过中间空腔28进入断虹进气管，该管内受虹吸水流影响有很强的负压，迅速吸入大量空气，与此同步发生的是虹吸自身受影响而流量突减，虹吸池内因流进的大水量未改变而使虹吸池水位迅速回升由水位D升至C甚至升至B。由于内筒被断虹进气管吸附而空气又是从内筒中间空腔进入，虹吸池水位既使回升略超过水位B，也不能湮没内筒的上口，水若从小孔31进入内筒速度很慢，需要间隔一定时间，这一时间保证了大量空气进入虹吸而使虹吸终止。水位上升超过外筒25的上盖口时，水才大量流入内筒。此时，停止虹吸的工作过程已经结束，虹吸内部已呈正常大气压状态，吸附内筒完成其工作而下沉至原位。

参见图4，是本发明应用的一个实例。在比例采样流程中设置一个浮力启动式虹吸装置，可以实现准确的比例采样。其中有进水管41、沉淀池35、虹吸池36、虹吸池内装有本发明的虹吸装置37，该装置后面设有环流头38、比例采样器39及接样筒40。

应当理解，除此以外，本发明还可以有其它派生形式并应用在其它场合。在此不一一详述。

Claims (3)

1、一种浮力启动式虹吸装置，有虹吸管，在其顶部设有排气口，其下水口设有水封室，其特征在于排气口上设有浮力阀，浮力阀的结构由接水盘、浮体、封口体及排水管构成，浮体设在接水盘内，浮体的中心为封口体，用以封闭排气口，接水盘的底部设有排水管。

2、根据权利要求1所述的虹吸装置，其特征在于，所述的虹吸管是由钟罩式外管及园形内管构成的钟罩式虹吸管。

3、根据权利要求2所述的虹吸装置，其特征在于，排气口上设有断虹进气管，其入口处设有吸附式进气头。

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