CN103133293A - 一种定比例气动水泵 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种结构简单，制造容易，运行稳定的定比例气动水泵。本定比例气动水泵由两种不同结构的气动水泵组合而成，即气动水泵A(主泵)，气动水泵B(副泵)。以空气压缩机或风机提供的有压力气体为动力源，根据使用需要将两种气体动力泵的容积按比例设计，供气管相通，稳定供气时即可实现定比例的出水。对进气量进行调整，可以实现水量的调节。气体动力泵内部没有运动部件，没有磨损，使用寿命较长。定比例气动水泵适用于小型污水处理装置的均匀进水和稳定回流，也可以用在易燃、易爆的环境中需要定比例输送两种不同液体的场合。

Description

一种定比例气动水泵

技术领域

本发明涉及一种液体输送设备，尤其是一种定比例气动水泵。

背景技术

气动水泵是一种以有压力气体作为动力的液体输送设备，是一种比较新型的泵类。与普通的以电机驱动的水泵相比，具有一些独到的优点。气动水泵不仅可以输送水，也适应输送腐蚀性液体，带颗粒的液体，高粘度，易挥发，易燃，剧毒的液体。气动水泵可以在易燃、易爆的环境中使用。气动水泵在工作过程中不会产生火花，运行中无热量产生，设备不会过热。气动水泵对流体无搅动，流体也不会过热。在工地的恶劣环境中，废水中悬浮物颗粒多容易堵塞，气动水泵可以通过颗粒物，不会由于堵塞缠绕引起电机过热而损坏。

气动水泵还有一个优点，可以输送小水量，而且便于调节。例如：1、小型集中式污水处理装置中的均匀进水的问题，要求进水量在0.25～1.0立方米/小时，普通的水泵不能满足要求。2、小型集中式污水处理装置中普遍采用气提装置输水，气提装置输水效率比较低，气动水泵输水效率比气提装置高，气动水泵提升水的高度取决于气体的压力，只要提供足够高的气体压力，提升水的高度可以达到足够高。3、气动水泵没有运动部件，没有磨损，使用寿命较长。

在生物法污水处理工艺中，最常用的工艺之一是厌氧(水解)一好氧组合工艺。为了脱氮，需要将好氧池的一部分污水回流到厌氧池。为了除磷，需要将好氧池的一部分污泥回流到厌氧池。污水回流量与水处理装置的进水量要求有一定的比例，污泥回流量与水处理装置的进水量同样也要求有一定的比例。在小型污水处理装置中用水泵来准确控制这种比例是有困难的。

现有小型污水处理设备主要存在问题：1、短期内的大水量冲击，要求有水量调节功能。对于进水量在0.5～3.0立方米/天的设备，普通的水泵不能满足要求。2、目前普遍采用的气提装置效率低、提升高度有限制。3、进水量和回流的比例关系在小型设备上很难实现。

本发明的目的就是提供一种定比例气动水泵，能够准确地按照一定的比例输送两种不同的液体。特别适用于在小型污水处理装置中用来输送进水、回流水或者回流污泥。

发明内容

本发明一种定比例气动水泵由两种不同结构的气动水泵组成。气动水泵A(主泵)包括进气支管2、排水管4、储水罐6、单向阀8、U形管10；气动水泵B(副泵)包括进气支管3、排水管5、储水罐7、单向阀9。进气主管1分支为进气支管2和进气支管3，将气动水泵A和气动水泵B互相连接。所述的进气支管2与筒形的储水罐6的顶盖连接。所述进气支管3与筒形的储水罐7的顶盖连接。所述的储水罐6内部安装一个U形管10，U形管10的一个臂具有垂直弯管与排水管4相通。排水管4从储水罐6的顶盖插入，一直插到储水罐6的底部。储水罐6的底盖上有单向阀8。所述排水管5从储水罐7的顶盖插入，一直插到储水罐7的底部。储水罐7的底盖上有单向阀9。(图1)

本发明以空气压缩机或风机提供的有压力气体为动力源，同时给气动水泵A和气动水泵B供气。储水罐6内置U形管10与单向阀8协同配合实现液体提升；储水罐7内出水管5与单向阀9协同配合实现液体提升。两个气动水泵的出水量不同实现定比例关系。

将本发明的一种定比例气动水泵中的气动水泵A(主泵)放置在池1，将气动水泵B(副泵)放置在池2。两个气动水泵的供气管相通，供气压力为P1(图2)。水池的液位超过储水罐顶盖，池的最大静水压力取决于池水的高度，最大静水压力为P2。此时储水罐6和储水罐7内部的压力P1大于水池的静水压力P2，单向阀8和单向阀9自动关闭。储水罐6内部的水被压力驱动进入排水管4，而储水罐7内部的水被压力驱动进入排水管5，两个储水罐内的水压到指定的相同高度后排出(图2)。

储水罐6和储水罐7内的水被不断的排出，罐内液位在不断的下降。当水位低于临界线c时，储水罐6内的压力气体从U形管10进入排水管4放空，相应的储水罐7内的压力气体从相通的供气管流向U形管10进入排水管4放空(图3)。此时储水罐6内的压力为P3，P3＜P2，单向阀8和单向阀9自动打开。水池中的水快速流入储水罐6和储水罐7(图4)。当储水罐6内的水位高于临界线d时，储水罐6内的水迅速流入U形管10(图5)。此时储水罐6内部的压力迅速上升至P1，单向阀8和单向阀9自动关闭。继续进行排水、排气、进水的循环。通过调节进气量，可以实现出水量的自动调节。

排水量的比例关系：

(1)气动水泵A(简称主泵)和气动水泵B(简称副泵)在工作时的进水量不同。主泵的进水量＝V3，副泵的进水量＝V4+V5，两者的进水量为一固定的比例(根据功能需要设计)。(图5)

(2)主泵和副泵最低位相同(V1＝V2)。排水最低位时(c点)，主泵的排水的水量＝V3-V1，副泵排水的水量＝(V4+V5)-V2，由于最低位时V1＝V2，代入公式整理后得：每个周期，主泵排水量∶副泵的排水量＝V3∶(V4+V5)，以上比例关系受主泵和副泵所在池内的液位影响较小，且不同的排水比例可通过设计实现，出水量可通过调整供气量实现。

以上的过程不断循环反复。在连续供气的条件下，排水管4和5不断有水排出，成为一个压力空气驱动的、两个出水口的水量有一定比例关系的气体动力泵组。

附图说明

图1本发明一种定比例气动水泵的结构图

图2本发明一种定比例气动水泵的工作状态1

图3本发明一种定比例气动水泵的工作状态2

图4本发明一种定比例气动水泵的工作状态3

图5本发明一种定比例气动水泵的工作状态4

图中A气动水泵A，B气动水泵B

1进气主管，2进气支管，3进气支管，4排水管，5排水管，6储水罐，7储水罐

8单向阀，9单向阀，10 U形管。

具体实施方式

下面结合附图和实例对本发明作进一步说明。

设定：

①气动水泵A放置于池1，气动水泵B放置于池2。

②P1-供气压力；P2-气动水泵，池1内水压(储水罐顶盖至池内液面的水压)；P3-气动水泵进水临界点进罐内压力。

③d点-进水临界点，c点-排水临界点。

④气动水泵A(简称主泵)，气动水泵B(简称副泵)，两个泵储水罐截面相同，高度不同。主泵和副泵允许池内水位不同(储水罐的顶盖距池内液面距离)，提升高度相同(储水罐的顶盖距出水口距离)。

⑤安全液位指池内的液位与储水罐顶盖相平时。

将本发明中的主泵放置在池1中，副泵放置在池2中，池内液位不得低于安全液位。主泵和副泵的供气管相通，即供气主管1分为供气支管2和供气支管3。

排水状态：从进气主管1引入有压力空气，其压力为P1。池1内水压为P2。此时储水罐6内部的压力P1大于水池的静水压力P2，单向阀8和单向阀9自动关闭。气动水泵A(主泵)储水罐内6的水通过排水管4被压出(排水1)，气动水泵B(副泵)储水罐7内的水通过排水管5被压出(排水2)，本描述如图2。

进水临界和进水状态：储水罐6和储水罐7内的水不断的被压出，当储水罐6内液位低于c点时，罐内的带压气体P1从排水管内排出，此时储水罐6内压力P3＜池内水压P2，单向阀8和单向阀9自动打开，池内的水快速流入储水罐6和储水罐7内。本描述如图3、图4。

排水临界状态：当储水罐6内的水位高于临界线b时，水快速从排水管4底部流入U形管10。此时储水罐6内部压力迅速上升至P1，单向阀自动关闭。进入排水临界和排水状态。本描述如图5。

以上的过程不断循环反复。在连续供气的条件下，排水管4和5不断有水排出，成为一个压力空气驱动的、两个出水口的水量有一定比例关系的气动水泵组。

在采用厌氧-好氧组合工艺的污水处理装置中，污水从调节池提升到厌氧或好氧池进行处理，经过好氧池处理的一部分污水需要回流至调节池或厌氧池，沉淀池的污泥需要回流到厌氧池。

本发明一种定比例气动水泵特别适合应用于小型污水处理设备中的调节池的进水和好氧池混合液回流，或者沉淀池的污泥回流。也可以用在易燃、易爆的环境中需要定比例输送两种不同液体的场合。

实施实例：一个每天处理量为1吨的污水处理设备，进水量为50升/小时，回流水量为100升/小时，提升高度1米。采用一个5W的定比例气动水泵就可以解决均匀进水和污水或污泥回流的问题，且性能可靠，运行稳定。

实验结果：本装置经过多次实验，结果令人满意。本发明气动水泵能够适应处理量在0.5～3.0吨/天的小型生活污水处理设备。且稳定可靠，制作简单，操作容易。本装置没有运动部件，没有磨损，除止回阀需要定期维护外，其它部件均为免维护。具有较长的使用寿命，理论寿命至少≥20年。

Claims (2)

1.一种定比例气动水泵，由气动水泵(A)(主泵)和气动水泵(B)(副泵)组成，其特征在于，气动水泵(A)(主泵)包括进气支管(2)、排水管(4)、储水罐(6)、单向阀(8)、U形管(10)；气动水泵(B)(副泵)包括进气支管(3)、排水管(5)、储水罐(7)、单向阀(9)；进气主管(1)分支为进气支管(2)和进气支管(3)，将气动水泵(A)和气动水泵(B)互相连接，所述的进气支管(2)与筒形的储水罐(6)的顶盖连接，所述进气支管(3)与筒形的储水罐(7)的顶盖连接，储水罐(6)内部安装一个U形管(10)，U形管(10)的一个臂具有垂直弯管与排水管(4)相通，所述排水管(4)从储水罐(6)的顶盖插入，一直插到储水罐(6)的底部，所述储水罐(6)的底盖上有单向阀(8)；所述排水管(5)从储水罐(7)的顶盖插入，一直插到储水罐(7)的底部，储水罐(7)的底盖上有单向阀(9)。

2.根据权利要求1所述的一种定比例气动水泵，其特征还在于，气动水泵(A)和气动水泵(B)分别安装在池1和池2当中。

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