CN108561753A - 用于负压管道的排气装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于负压管道的排气装置，包括气液分离单元，压缩单元以及排气单元，所述气液分离单元，压缩单元以及排气单元依次从下至上相连接。实施本发明的用于负压管道的排气装置，具有以下有益效果：手动操作，不需要电力。排气装置小型紧凑、使用方便。

Description

用于负压管道的排气装置
技术领域
本发明涉及排气装置改进，更具体地说，涉及一种用于负压管道的排气装置。
背景技术
负压管道中通常由于真空度高，常常导致溶解于水中的气体易析出形成气团。气团形成以后，将会导致过流面积减小，增加流动阻力，降低输水量。
由于负压管道不能直接联通大气排气，通常的排气阀无法应用，否则会倒吸气体进入，破环负压环境。通常可采用真空泵在管道高处抽气的方法排除积聚的气体，但此种方法需要有电力供应。对于无电力供应的野外，手动或半自动化的机械排气装置就显得非常有意义。
发明内容
本发明要解决的技术问题在于野外无电力供应情况下，负压排水系统的排气问题。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种用于负压管道的排气装置，包括气液分离单元，压缩单元以及排气单元，所述气液分离单元，压缩单元以及排气单元依次从下至上相连接。
上述方案中，所述气液分离单元包括进水管、分离管、第一浮球、第一锥形渐缩管，其中，
所述进水管、分离管、第一锥形渐缩管从下到上依次连接形成一体结构，所述浮球设置在该一体结构中分离管、第一锥形渐缩管连接的部分管体内
上述方案中，所述第一锥形渐缩管的小径管口直径小于第一浮球的直径，所述第一锥形渐缩管的大径管口直径大于第一浮球的直径。
上述方案中，所述压缩单元包括第二锥形渐缩管、第二小球、波纹柔性管、弹簧以及一对弹簧挡板，其中，
所述波纹柔性管与第二锥形渐缩管由上到下相对接形成一体结构；
所述波纹柔性管的管道内设有一对所述弹簧挡板，一对所述弹簧挡板之间的波纹柔性管的管道内设有所述弹簧，该弹簧封装在波纹柔性管的波纹凹槽内；所述第二锥形渐缩管内设有所述第二小球。
上述方案中，所述弹簧的圈数应该与所述波纹柔性管的波纹数量相同。
上述方案中，所述弹簧的自然状态下的长度与一对弹簧挡板之间的距离长度相等。
上述方案中，所述排气单元包括第三锥形渐缩管、第三小球、排气管、排气孔、弧形顶盖，其中，
所述排气管与锥形渐缩管由上到下对接形成一体结构；
所述第三锥形渐缩管的管道内设有所述第三小球；
所述排气管的侧壁上设有所述与其内部相连通的多个排气孔；
所述排气管的上端口处设有所述弧形顶盖。
上述方案中，所述排气单元通过排气孔与大气连通。
上述方案中，所述气液分离单元，压缩单元以及排气单元依次从下至上相连接，即压缩单元内的锥形渐缩管的小径管口与气液分离单元的锥形渐缩管的小径管口管道连接头相连接，所述排气单元内的锥形渐缩管大径管口一端与波纹柔性管的末端无缝连接，所述排气单元内的锥形渐缩管小径管口一端伸入所述压缩单元的波纹柔性管内部。
实施本发明的用于负压管道的排气装置，具有以下有益效果：手动操作，不需要电力。排气装置小型紧凑、使用方便。
附图说明
下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：
图1是本发明用于负压管道的排气装置的结构示意图；
图2是本发明用于负压管道的排气装置第一实施例的气液分离单元截面剖视图；
图3是本发明用于负压管道的排气装置第一实施例的压缩单元的截面剖视图；
图4是本发明用于负压管道的排气装置的第一实施例的排气单元的截面剖视图；
图中，1、气液分离单元； 11、进水管；
12、分离管； 13、第一浮球；
14、第一锥形渐缩管； 2、压缩单元；
21、第二锥形渐缩管； 22、第二小球；
23、波纹柔性管； 24、弹簧；
25、弹簧挡板； 3、排气单元；
31、第三锥形渐缩管； 32、第三小球；
33、排气管； 34、排气孔；
35、弧形顶盖。
具体实施方式
为了对本发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图详细说明本发明的具体实施方式。
如图1-图4所示，在本发明的用于负压管道的排气装置第一实施例中，一种用于负压管道的排气装置，包括气液分离单元1，压缩单元2以及排气单元3，气液分离单元1，压缩单元2以及排气单元3依次从下至上相连接；气液分离单元1包括进水管11、分离管12、浮球13、第一锥形渐缩管14，其中，进水管11、分离管12、第一锥形渐缩管14从下到上依次连接形成一体结构，浮球13设置在该一体结构中分离管12、第一锥形渐缩管14连接的部分管体内；第一锥形渐缩管14的小径管口直径小于浮球13的直径，第一锥形渐缩管14的大径管口直径大于浮球13的直径；压缩单元2包括第二锥形渐缩管21、第一小球22、波纹柔性管23、弹簧24以及一对弹簧挡板25，其中，波纹柔性管23与第二锥形渐缩管21由上到下相对接形成一体结构；波纹柔性管23的管道内设有一对弹簧挡板25，该弹簧封装在波纹柔性管的波纹凹槽内；第二锥形渐缩管21内设有第一小球22；弹簧24的圈数应该与波纹柔性管23的波纹数量相同；弹簧24的自然状态下的长度与一对弹簧挡板25之间的距离长度相等；排气单元3包括第三锥形渐缩管31、第二小球32、排气管33、排气孔34、弧形顶盖35，其中，排气管33与锥形渐缩管31由上到下对接形成一体结构；第三锥形渐缩管31的管道内设有第二小球32；排气管33的侧壁上设有与其内部相连通的多个排气孔34；排气管33的上端口处设有弧形顶盖35；排气单元3通过排气孔34与大气连通；气液分离单元1，压缩单元2以及排气单元3依次从下至上相连接，即压缩单元2内的锥形渐缩管21的小径管口与气液分离单元1的锥形渐缩管14的小径管口管道连接头相连接，排气单元3内的锥形渐缩管31大径管口一端与波纹柔性管23的末端无缝连接，排气单元3内的锥形渐缩管31小径管口一端伸入压缩单元2的波纹柔性管23内部。
在本实施例中，气液分离单元1、压缩单元2、排气单元3是同轴组装，从下至上依次通过管道连接头连接，安装时此设备应当竖直安装在负压管道的局部高点。
管道处于正常工作状态时，气液分离单元1的内部为全充水状态，浮球13应当在浮力的作用下与第一锥形渐缩管14紧密贴合。
准备阶段，外力竖直作用于排气单元3上方，压缩单元2受压收缩，体积减小，内部压强上升。此时压缩单元2与排气单元3之间的第三小球32会被气流冲开，气流从压缩单元2进入排气单元3，随后通过排气孔34进入大气，用于尽可能排空装置中的气体。
当作用于排气单元3上方的外力撤销时，弹簧24开始释放势能，恢复一定变形量。故此时压缩单元2内的体积膨胀，气压开始下降。
后续情况，随着气液分离单元1中不断集气，气液分离单元1中的液面下降，浮球13所受浮力减小，水面下降到一定水位时，浮球13下降，气液分离单元1与压缩单元2连通，由于压缩单元2内是更小的负压，所以气液分离单元1中的气体将被吸入压缩单元2中，由于第二小球22的作用，气流仅可以从气液分离室1进入压缩单元2。管道携带的气体被引导进入压缩单元2，就不会在管道中积聚形成气团，从而影响管道的正常运行。
压缩复位阶段，当压缩单元2达到最大吸气量，可人工向排气单元3施加竖直外力，此时压缩单元2受压收缩，气压增大，气流顶开连通压缩单元2与排气单元3的第三小球32，气体进入排气单元3。当压缩室收缩到最大行程时，第三小球32由于重力重新封堵压缩单元2，防止大气吸入。装置恢复到最初准备状态，开始循环工作。如果管道已经积累空气量较大，可以往复操作，将气体排走。由于浮球13的存在，使设备只吸气，不吸水，实现气液分离，不影响负压管道的正常运行而实现将管道中的气体排走。
在本实施例中，气液分离室1包括进水管11、分离管12、第一浮球13、第一锥形渐缩管14，其中，进水管11、分离管12、第一锥形渐缩管14从上到下依次连接形成一体结构；第一浮球13设置在该一体结构中分离管12、第一锥形渐缩管14连接的部分管体内，其中，
进水管11是一段长为L11的竖直管道，内径为D11；
分离区12是一个短粗形的竖直管道，长度为L12，内径为D12；
进水管11与分离区12的轴线是重合的，两者通过管道连接头连接；
第一锥形渐缩管14，大内径D141，小内径D142，长度L14且D141＝D12；
分离区12上端与第一锥形渐缩管14较大的一个面连接；
浮球13，直径为D13，D13应满足以下关系：D141＞D13＞D142，D13>D11。
浮球13正常情况应该在分离区12内部，或者第一锥形渐缩管14内部。
在本实施例中，压缩单元2包括第二锥形渐缩管21、第二小球22、波纹柔性管23、弹簧24以及一对弹簧挡板25，其中，波纹柔性管23与第二锥形渐缩管21由上到下相对接形成一体结构；波纹柔性管23的管道内设有一对弹簧挡板25，该弹簧封装在波纹柔性管的波纹凹槽内；第二锥形渐缩管21内设有第二小球22，其中，
第二锥形渐缩管21，大内径D211，小内径D212，长度L21。应满足以下关系：D211＝D141、D212＝D142。第二锥形渐缩管21小径管口与第一锥形渐缩管14的小径管口采用管道连接头相连。
第二小球22，直径D22，D22应满足以下关系：D211＞D22＞D212，正常工作情况下，第二小球22应该始终在锥形渐缩管21内部。
波纹柔性管23，是一个两端等径的顺直管道，内径D23应该满足以下关系：D23＝D211。并且可以垂直轴线压缩。
波纹柔性管23与第二锥形渐缩管21的大径管口无缝相连。
弹簧24，是与波纹柔性管23配合使用。
弹簧挡板25，分上下两块，镶嵌于波纹柔性管23两头，相距L25。
弹簧24的自然长度L24应该与两个弹簧挡板之间的距离L25满足以下关系：L24＝L25。
在本实施例中，排气单元3包括第三锥形渐缩管31、第二小球32、排气管33、排气孔34、弧形顶盖35，其中，
排气管33与锥形渐缩管31由上到下对接形成一体结构；第三锥形渐缩管31的管道内设有第二小球32；排气管33的侧壁上设有与其内部相连通的排气孔34；排气管33的上端口处设有弧形顶盖35
第三锥形渐缩管31，大内径D311，小内径D312，长度L31。应满足以下关系：D311＝D141、D312＝D142。第三锥形渐缩管31较大一面与波纹柔性管23末端无缝连接，较小一面应指向波纹柔性管23内部。
第三小球32，直径D32，D32应满足以下关系：D311＞D32＞D312。正常工作情况应位于第三锥形渐缩管31内部。
排气管33，是一根两端等径的管道，内径为D33，应满足以下关系：D33＝D23。
在本实施例中，第一浮球13、第二小球22和第三小球32表面均涂装防滑、防水涂层，增加摩擦系数，使得不易漏气。
在本实施例中，波纹柔性管23采用螺旋波纹，能够与弹簧24配合更好。
在本实施例中，在设计第一浮球13、第二小球22、第三小球32的重量时，根据负压管道具体工作真空度来设计。浮球正常情况应该漂浮在液面，应该使得满足以下关系：当压缩室扩张时，分离单元1与压缩单元2作用在第一浮球13的压力差小于第一浮球13的重力，能使浮球13不被吸在管口。第二小球22的选取应该满足以下关系：当压缩单元2体积从最小开始扩张时，第二小球22两侧气压差大于等于第二小球22的重力，能使第二小球22不被卡在管口。第三小球32的选取应该满足以下关系：当压缩单元2体积从最大开始收缩时，第三小球32两侧气压差大于等于第三小球32的重力，能使第三小球32被推开。
在本实施例中，弹簧24正常情况都应该仅在波纹柔性管23的内部。可将弹簧24封装在波纹柔性管23的波纹凹槽内。且弹簧的最大行程都应该在其弹性区间内。
上面结合附图对本发明的实施例进行了描述，但是本发明并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，这些均属于本发明的保护之内。

Claims (9)

1.一种用于负压管道的排气装置，其特征在于，包括气液分离单元(1)，压缩单元(2)以及排气单元(3)，所述气液分离单元(1)，压缩单元(2)以及排气单元(3)依次从下至上相连接。
2.根据权利要求1所述的用于负压管道的排气装置，其特征在于，所述气液分离单元(1)包括进水管(11)、分离管(12)、第一浮球(13)、第一锥形渐缩管(14)，其中，
所述进水管(11)、分离管(12)、第一锥形渐缩管(14)从下到上依次连接形成一体结构，所述浮球(13)设置在该一体结构中分离管(12)、第一锥形渐缩管(14)连接的部分管体内。
3.根据权利要求2所述的用于负压管道的排气装置，其特征在于，所述第一锥形渐缩管(14)的小径管口直径小于第一浮球(13)的直径，所述第一锥形渐缩管(14)的大径管口直径大于第一浮球(13)的直径。
4.根据权利要求1所述的用于负压管道的排气装置，其特征在于，所述压缩单元(2)包括第二锥形渐缩管(21)、第二小球(22)、波纹柔性管(23)、弹簧(24)以及一对弹簧挡板(25)，其中，
所述波纹柔性管(23)与第二锥形渐缩管(21)由上到下相对接形成一体结构；
所述波纹柔性管(23)的管道内设有一对所述弹簧挡板(25)，一对所述弹簧挡板(25)之间的波纹柔性管(23)的管道内设有所述弹簧(24)，该弹簧封装在波纹柔性管的波纹凹槽内；所述第二锥形渐缩管(21)内设有所述第二小球(22)。
5.根据权利要求4所述的用于负压管道的排气装置，其特征在于，所述弹簧(24)的圈数应该与所述波纹柔性管(23)的波纹凹槽相同。
6.根据权利要求4或5所述的用于负压管道的排气装置，其特征在于，所述弹簧(24)的自然状态下的长度与一对弹簧挡板(25)之间的距离长度相等。
7.根据权利要求1所述的用于负压管道的排气装置，其特征在于，所述排气单元(3)包括第三锥形渐缩管(31)、第三小球(32)、排气管(33)、排气孔(34)、弧形顶盖(35)，其中，
所述排气管(33)与锥形渐缩管(31)由上到下对接形成一体结构；
所述第三锥形渐缩管(31)的管道内设有所述第三小球(32)；
所述排气管(33)的侧壁上设有所述与其内部相连通的多个排气孔(34)；
所述排气管(33)的上端口处设有所述弧形顶盖(35)。
8.根据权利要求1或7所述的用于负压管道的排气装置，其特征在于，所述排气单元(3)通过排气孔(34)与大气连通。
9.根据权利要求1所述的用于负压管道的排气装置，其特征在于，所述气液分离单元(1)，压缩单元(2)以及排气单元(3)依次从下至上相连接，即压缩单元(2)内的锥形渐缩管21的小径管口与气液分离单元(1)的锥形渐缩管(14)的小径管口管道连接头相连接，所述排气单元(3)内的锥形渐缩管(31)大径管口一端与波纹柔性管23的末端无缝连接，所述排气单元(3)内的锥形渐缩管(31)小径管口一端伸入所述压缩单元(2)的波纹柔性管(23)内部。
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