CN105730843B - 一种排渣装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种排渣装置，其结构包括设于液体容器内的脉冲吹扫装置和空气提升装置，所述液体容器的底部为倾斜结构，所述脉冲吹扫装置位于容器底部位置相对高的一侧，所述空气提升装置位于容器底部位置相对低的一侧，所述的空气提升装置包括竖直的置于液体容器内的液体提升管，在所述液体提升管的底部设有第一储气罐，所述第一储气罐的顶部与压缩空气注入管连接，第一储气罐的底部与液体容器的液体连通，在所述液体提升管位于第一储气罐内部的管体上设有与所述第一储气罐上部气体空间连通的支管；在所述压缩空气注入管与液体提升管之间设有横向连通管。本发明能够解决提渣过程中提升泵易阻塞、拉力低的问题，并提高提渣效率以及装置可以免维修。

Description

一种排渣装置

技术领域

本发明涉及容器中沉渣的收集技术，具体涉及一种排渣装置。

背景技术

排渣装置用于容器中沉渣的收集以及排出，可用于渔业和农业领域中，并以其免维修、可靠性能高等特性可用于有毒流体的处理、生化反应器设计和核工业中。

排渣装置分为脉冲吹扫装置与空气提升装置两部分，脉冲吹扫装置用于沉渣的吹扫与归集，空气提升装置用于沉渣的提升。

脉冲吹扫装置结合容器底部斜槽的设置可以使容器里的沉渣归集至容器的最低处，便于沉渣被空气提升装置排出容器外。

空气提升装置主体为典型的提液空气泵，就是一根垂直插入液体中的提液管道，其唯一的动力就是由压缩机提供的压缩空气。压缩空气从提液管在液下的底部入口处注入，在管内的液体中产生大量气泡。由于管内含空气气泡的液体的平均密度要比管外的无气泡液体的密度低，因此，一方面，管内气泡的迅速浮动上升会拉动管内液体也做上升运动，另一方面，在底部入口截面上，管内带气泡的液柱对该截面的压力低于管外无气泡液体对该截面的压力，会导致管外液体通过该入口截面被吸入管内，并向上流动。只要连续注入的空气流量足够大，这种管外液体进入管内并沿提升管向上的运动就能连续发生，维持连续输送液体的泵送作用。

空气提升泵最大的优点是它结构简单，没有运动零件因此不会产生磨损与卡滞，可以免维护。然而它也有以下明显的缺点：吸力低导致扬程低；液体流速不稳定且难于控制；提升管要求潜水率大且容易堵塞，潜水率为提升管浸入水中的高度与提升管中水的高度的比值；压缩空气能量的利用效率低，导致能耗大。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术的缺陷，提供一种能够解决排渣过程中提升泵易阻塞、拉力低的问题，并提高提渣效率的排渣装置。

本发明的技术方案如下：一种排渣装置，包括设于液体容器内的脉冲吹扫装置和空气提升装置，所述液体容器的底部为倾斜结构，所述脉冲吹扫装置位于容器底部位置相对高的一侧，所述空气提升装置位于容器底部位置相对低的一侧，其中，所述的空气提升装置包括竖直的置于液体容器内的液体提升管，在所述液体提升管的底部设有第一储气罐，所述第一储气罐的顶部与压缩空气注入管连接，第一储气罐的底部与液体容器的液体连通，在所述液体提升管位于第一储气罐内部的管体上设有与所述第一储气罐上部气体空间连通的支管；在所述压缩空气注入管与液体提升管之间设有横向连通管。

进一步，如上所述的排渣装置，其中，所述的脉冲吹扫装置包括能够注入压缩空气的第二储气罐，所述第二储气罐的底部连接喷嘴，所述喷嘴的喷射方向与所述液体容器的底部斜面平行。

进一步，如上所述的排渣装置，其中，所述的液体提升管上设置的支管包括相互连通的一根水平管和一根竖直管，所述水平管与所述液体提升管连接，所述竖直管位于所述压缩空气注入管的下方。

进一步，如上所述的排渣装置，其中，经所述压缩空气注入管注入的压缩空气一部分从所述横向连通管进入液体提升管，形成连续不断的小气泡；另一部分进入所述第一储气罐内间歇的形成泰勒气泡。

进一步，如上所述的排渣装置，其中，所述液体提升管的底端位于所述液体容器的最低处。

本发明的有益效果如下：本发明所提供的排渣装置中，空气提升装置在传统的空气泵的基础上加上间歇的喷射泵，形成一个组合泵的形式，压缩空气既通过连续不断的小气泡注入，又通过间歇的泰勒气泡注入。组合泵克服了传统空气泵吸力低的缺点，同时又克服了间歇喷射泵运行不稳定的缺点。在输送相等质量的沉渣的条件下，组合泵的能耗大概为普通空气泵的三分之一；在相同空气输送速率的情况下，组合泵能提升体积更大的沉渣，提升的速率更快；垂直扬程更高，需要的最低潜水率仅为30％。

另外，脉冲吹扫装置的喷嘴的喷射方向与容器的斜底面平行，因此容器的中上半部分溶液的流场受到脉冲吹扫装置冲扫干扰，保证了容器里溶液原流场的稳定性。并且，可通过调节压缩空气的压力与流量控制吹扫沉渣的最大体积与质量，压缩空气的压力与流量越大，可吹扫越大体积与质量的沉渣，得到对不同体积与质量的沉渣分批处理的效果。

附图说明

图1为本发明排渣装置的结构示意图；

图2为本发明的空气提升装置结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明进行详细的描述。

如图1、图2所示，本发明提供的是一种免维修的排渣装置，包括设于液体容器1内的脉冲吹扫装置2和空气提升装置3。液体容器1的底部为倾斜结构，容器底部会沉积一些沉渣。所述脉冲吹扫装置2位于容器底部位置相对高的一侧，包括能够注入压缩空气的储气罐(第二储气罐5)，该储气罐5的底部连接喷嘴6，所述喷嘴6的喷射方向与所述液体容器1的底部斜面平行。脉冲吹扫装置利用压缩空气在储气罐的间歇积聚释放，并结合容器的斜底面可以快速的把体积较大、密度较大的沉渣都吹扫集中至容器的某一处。脉冲吹扫装置的喷嘴6的喷射方向与容器的斜底面平行，因此容器的中上半部分溶液的流场受到脉冲吹扫装置冲扫干扰，保证了容器里溶液原流场的稳定性。此外，可通过调节压缩空气的压力与流量控制吹扫沉渣的最大体积与质量，压缩空气的压力与流量越大，可吹扫越大体积与质量的沉渣，得到对不同体积与质量的沉渣分批处理的效果。

所述空气提升装置3位于容器底部位置相对低的一侧，空气提升装置3包括竖直的置于液体容器内的液体提升管9，在所述液体提升管9的底部设有储气罐(第一储气罐15)，所述第一储气罐15的顶部与压缩空气注入管16连接，储气罐15的底部与液体容器1的液体连通，在所述液体提升管9位于储气罐15内部的管体上设有与所述储气罐15上部气体空间连通的支管17，支管17包括相互连通的一根水平管和一根竖直管，所述水平管与所述液体提升管9连接，所述竖直管位于所述压缩空气注入管16的下方；在所述压缩空气注入管16与液体提升管9之间设有横向连通管18。

本发明在传统的空气泵的基础上加上间歇的喷射泵(如图2所示)，形成一个组合泵。组合泵既克服了传统空气泵吸力低的缺点又克服了间歇喷射泵运行不稳定的缺点。在输送相等质量的沉渣的条件下，组合泵的能耗大概为普通空气泵的三分之一；在相同空气输送速率的情况下，组合泵能提升体积更大的沉渣，提升的速率更快；垂直扬程更高，需要的最低潜水率仅为30％。这种组合泵解决了溶解器提渣过程中遇到的易阻塞、拉力低等问题。既提高了提渣的效率，又可以节能。

实施例

如图1所示，压缩空气从入口4进入脉冲吹扫装置中，在储气罐5中积聚，并把原在储气罐5中的溶液压出储气罐外，当储气罐5里的溶液液面低至喷嘴6处时，积聚在储气罐5里的压缩空气释放沿容器的斜底吹扫在地面上的沉渣至容器的最低处14(液体提升管的底端位置)。

压缩空气从压缩空气注入管的入口7进入空气泵中，一部分从管口12处释放在液体提升管9中，形成连续不断的小气泡11；另一部分从管口13进入储气罐15中，间歇的形成泰勒气泡10，形成强大的吸力，可以把积聚在容器的最低处14的体积、密度较大的沉渣提升至液体提升管出口8。

图2的结构图为安装在一个容器中的空气提升泵。它是由一个储气罐15与一些管道组成的。储气罐15安装在一根垂直的液体提升管9的底部。进入到储气罐15内的压缩空气不会立刻被释放到垂直的液体提升管9中，而是在储气罐15内积累，这时储气罐15与液体提升管9之间的空间中有一个空气团。当储气罐15里的空气积累到一定程度后，储气罐15里的形成体积较大的压缩空气立刻释放到液体提升管9中，形成一个直径等于管内径且轴向长度很长的圆柱状的泰勒(Taylor)气泡10。这时容器底部的溶液迅速填充储气罐15中得到释放的空气团的空间，继续下一个循环。

由于泰勒(Taylor)气泡是间歇形成的，因此空气提升泵的运行也是间歇式的。如图2所示，本发明在压缩空气注入管16与液体提升管9之间设有横向连通管18，从而在空气提升泵的基础上本装置增加了空气入口12(见图1)，使之称为一种组合空气提升泵。组合空气提升泵克服了原空气提升泵间歇提升的缺点，结合了两种类型泵的优点，具有能耗低、不易阻塞以及泵输送速率容易控制的特点。组合泵对流场进行了优化，性能有了明显提高。在排渣装置中，可以使用组合泵提升固体颗粒物。对比其他用来输送固体颗粒物的空气泵有更好的泵送能力，在输送相等质量的固体颗粒物的条件下，组合泵的能耗大概为普通空气泵的三分之一；在相同空气输送速率的情况下，组合泵能提升粒径更大的固体颗粒物，提升的速率更快；垂直扬程更高，需要的最低潜水率仅为30％。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若对本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其同等技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (4)

1.一种排渣装置，包括设于液体容器(1)内的脉冲吹扫装置(2)和空气提升装置(3)，所述液体容器(1)的底部为倾斜结构，所述脉冲吹扫装置(2)位于容器底部位置相对高的一侧，所述空气提升装置(3)位于容器底部位置相对低的一侧，其特征在于：所述的空气提升装置(3)包括竖直的置于液体容器内的液体提升管(9)，在所述液体提升管(9)的底部设有第一储气罐(15)，所述第一储气罐(15)的顶部与压缩空气注入管(16)连接，第一储气罐(15)的底部与液体容器(1)的液体连通，在所述液体提升管(9)位于第一储气罐(15)内部的管体上设有与所述第一储气罐上部气体空间连通的支管(17)；在所述压缩空气注入管(16)与液体提升管(9)之间设有横向连通管(18)，经所述压缩空气注入管(16)注入的压缩空气一部分从所述横向连通管(18)进入液体提升管(9)，形成连续不断的小气泡；另一部分进入所述第一储气罐(15)内间歇的形成泰勒气泡。

2.如权利要求1所述的排渣装置，其特征在于：所述的脉冲吹扫装置(2)包括能够注入压缩空气的第二储气罐(5)，所述第二储气罐(5)的底部连接喷嘴(6)，所述喷嘴(6)的喷射方向与所述液体容器(1)的底部斜面平行。

3.如权利要求1或2所述的排渣装置，其特征在于：所述的液体提升管(9)上设置的支管(17)包括相互连通的一根水平管和一根竖直管，所述水平管与所述液体提升管(9)连接，所述竖直管位于所述压缩空气注入管(16)的下方。

4.如权利要求1或2所述的排渣装置，其特征在于：所述液体提升管(9)的底端位于所述液体容器(1)的最低处。