CN109279669A - 液封装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种液封装置，包括第一密封容器、第二密封容器、进气管、连通管、排水管、中心管。进气管的底端伸入第一密封容器内，顶端位于第一密封容器外用于连通大气压；连通管的两端，用于连通第一密封容器的顶部气压和目标容器内气压；排水管的底端位于第二密封容器外，顶端伸入第二密封容器内；中心管的底端位于第二密封容器内，顶端位于第一密封容器内。并且，在竖直方向上，中心管的顶端所在高度高于进气管的底端所在高度，中心管的底端所在高度低于排水管的顶端所在高度。该液封装置的正压保护设定值和负压保护设定值可分别独立设置，不仅制造成本较低，而且能够代替呼吸阀使用，避免呼吸阀不能正常复位导致的氮封装置失效。

Description

液封装置

技术领域

本发明涉及水处理技术领域，特别涉及一种液封装置。

背景技术

纯水同空气接触后，空气中的CO2、O2等气体就会溶解到纯水中，使得纯水水质下降。为避免水箱内的水同空气接触，纯水箱通常配备氮封装置，用于维持水箱内氮气(或采用其它保护气体)微微正压，隔绝空气。氮封装置由氮封阀、呼吸阀、微压表等组成。

氮封阀的主要作用是将高压的一侧氮气降压，及时补充至水箱顶部。当水箱顶部气压小于氮封阀的设定值时，氮封阀开启，往水箱顶部补充氮气；当水箱顶部气压高于氮封阀的设定值时，氮封阀关闭，停止补充氮气；

呼吸阀应该具有正压泄放和真空破坏两方面的作用，保证水箱顶部的气压维持在一定的安全范围内，从而保证水箱的使用安全。当水箱顶部气压超过呼吸阀的正压设定值时，呼吸阀出气侧阀门开启，呼出气体泄放正压；当水箱顶部气压低于呼吸阀的负压设定值时，呼吸阀吸气侧阀门开启，吸入空气避免水箱内产生过高的真空，损坏水箱。

微压表用于监视水箱顶部实际气压，当使用电接点微压表时，可以设定相应的高低压报警点，及时提醒运行操作人员进行故障处理。

水箱内的液位变化会引起水箱顶部气体体积的变化，从而使得水箱顶部气压相应产生变化。当液位上升时，水箱顶部气压也随之上升，超过呼吸阀的正压设定值时，气体被排出水箱；当液位下降时，水箱顶部气压也随之下降，低于氮封阀的设定值时，氮封阀开启，往水箱内及时补充氮气。

呼吸阀需要根据氮封的正压和负压设定值精确配重，制造难度比较高。且呼吸阀动作后经常不能正常复位，造成氮封装置失效，或氮气一直泄漏造成浪费。

因此，如何避免呼吸阀不能正常复位导致的氮封装置失效，以及如何降低氮封装置制造成本，是目前本领域技术人员亟待解决的技术问题。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种液封装置，通过简单结构形成液封方式，对目标容器进行压力保护，其正压保护设定值和负压保护设定值可分别独立设置，不仅制造成本较低，而且能够代替呼吸阀使用，避免呼吸阀不能正常复位导致的氮封装置失效。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种液封装置，包括：

第一密封容器和设置在所述第一密封容器上的进气管和连通管，其中，所述进气管的底端伸入所述第一密封容器内，顶端位于所述第一密封容器外用于连通大气压；所述连通管的两端，用于连通所述第一密封容器的顶部气压和目标容器内气压；

第二密封容器和设置在所述第二密封容器上的排水管，所述排水管的底端位于所述第二密封容器外，顶端伸入所述第二密封容器内；

中心管，所述中心管的底端位于所述第二密封容器内，顶端位于所述第一密封容器内，并且，在竖直方向上：所述中心管的顶端所在高度高于所述进气管的底端所在高度，所述中心管的底端所在高度低于所述排水管的顶端所在高度。

优选地，在上述液封装置中，所述中心管的顶端外，套设有第一套管，所述第一套管与所述中心管之间具有连通间隙，并且，所述第一套管的顶端所在高度高于所述中心管的顶端所在高度。

优选地，在上述液封装置中，所述排水管的顶端外，套设有第二套管，所述第二套管与所述排水管之间具有连通间隙，并且，所述第二套管的顶端所在高度高于所述排水管的顶端所在高度。

优选地，在上述液封装置中，所述第一密封容器上还设置有补水口。

优选地，在上述液封装置中，所述补水口设置在所述第一密封容器的顶端。

优选地，在上述液封装置中，所述第一密封容器固连设置在所述第二密封容器上方。

优选地，在上述液封装置中，所述第一密封容器的底板和所述第二密封容器的顶板为共用隔板。

优选地，在上述液封装置中，所述中心管竖直设置在所述共用隔板上。

优选地，在上述液封装置中，所述进气管和/或所述连通管，竖直设置在所述第一密封容器的顶板上。

优选地，在上述液封装置中，所述排水管竖直设置在所述第二密封容器的底板上。

从上述技术方案可以看出，本发明提供的液封装置，可用于超纯水系统中的氮封水箱中，完美代替呼吸阀使用。不仅可以更好地保护氮封水箱的安全，而且在运行的稳定性、安全性、加工制造简单性等技术性、经济性指标上均具有明显的优势。

此外，本发明提供的液封装置，通过简单结构形成液封方式，巧妙地令正压保护设定值和负压保护设定值可分别独立设置，从而可根据实际需要设计较大的负压保护设定值，或者根据实际需要设计较大的正压保护设定值。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的液封装置的结构示意图；

图2为本发明实施例提供的液封装置在使用过程中的压力保护原理示意图；

图3为本发明实施例提供的套管结构的侧剖图；

图4为本发明实施例提供的套管结构的俯视图。

其中：

1-进气管，2-连通管，3-补水口，

4-第一套管，5-中心管，6-共用隔板，

7-第二套管，8-排水管。

具体实施方式

本发明公开了一种液封装置，通过简单结构形成液封方式，对目标容器进行压力保护，其正压保护设定值和负压保护设定值可分别独立设置，不仅制造成本较低，而且能够代替呼吸阀使用，避免呼吸阀不能正常复位导致的氮封装置失效。

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1至图4，图1为本发明实施例提供的液封装置的结构示意图，图2为本发明实施例提供的液封装置在使用过程中的压力保护原理示意图，图3为本发明实施例提供的套管结构的侧剖图，图4为本发明实施例提供的套管结构的俯视图。

本发明实施例提供的液封装置，主要包括第一密封容器、第二密封容器、进气管1、连通管2、中心管5、排水管8。其中：

进气管1设置在第一密封容器上，进气管1的底端伸入第一密封容器内，顶端位于第一密封容器外用于连通大气压；

连通管2设置在第一密封容器上，连通管2的两端，用于连通第一密封容器的顶部气压和目标容器内气压；

排水管8设置在第二密封容器上，排水管8的底端位于第二密封容器外，顶端伸入第二密封容器内；

中心管5的底端位于第二密封容器内，顶端位于第一密封容器内。

并且，在竖直方向上：

中心管5的顶端所在高度高于进气管1的底端所在高度，两者之间的高度差形成最大负压液封高度H₁；

中心管5的底端所在高度低于排水管8的顶端所在高度，两者之间的高度差形成最大正压液封高度H₂。

下面以本发明实施例提供的液封装置在氮封水箱内的使用情况进行举例说明。但是并不局限于此，本发明实施例提供的液封装置还可以用于其它需要液封和压力保护的目标容器，本领域技术人员可根据实际需要进行具体实施，本发明对此不作具体限定。

本发明实施例提供的液封装置，在具体使用时，第一密封容器和第二密封容器内均装有水(或者其它用于实现液封的液体，为了便于说明和理解，本文中以水为例进行具体说明)。

具体地，如图2所示：

第一密封容器内的液面高度要高于进气管1的底端所在高度，两者之间的高度差为液封装置的负压液封高度，该负压液封高度可与负压保护设计值彼此推算得出，并根据实际需要进行具体设置，当第一密封容器内的液面高度达到中心管5的顶端所在高度时，此时液封装置的负压液封高度为最大负压液封高度H₁；

第二密封容器内的液面高度要高于中心管5的底端所在高度，两者之间的高度差为液封装置的正压液封高度，该正压液封高度可与正压保护设计值彼此推算得出，并根据实际需要进行具体设置，当第二密封容器内的液面高度达到排气管8的顶端所在高度时，此时液封装置的正压液封高度为最大正压液封高度H₂。

并且，本发明实施例提供的液封装置，在具体使用时：

通过连通管2，第一密封容器的顶部气侧同氮封水箱顶部气侧连通，从而，第一密封容器的顶部气压与氮封水箱内的顶部气压相同；

通过排水管8，第二密封容器的顶部气侧同外部环境连通，从而，第二密封容器的顶部气压与外部环境的大气压相同；

进气管1的顶端同外部大气环境或盛有保护气体的装置连通，若进气管1的顶端同外部大气环境连通，进气管1内的气压为大气压；若进气管1的顶端同盛有保护气体的装置连通，则当进气管1的顶端气压达到或低于该装置的预设开启值时，保护气体才被通入第一容器内。

当氮封水箱顶部气压为正压时，第一密封容器的顶部气压为正压，从而，中心管5内的气压超过大气压(即第二密封容器内的顶部气压)，中心管5内液位下降。若氮封水箱顶部气压超过液封装置的正压液封高度(例如H₂)对应的正压保护设计值，则液封装置的正压液封被破坏，气体从中心管5和排水管8排放至液封装置外，从而保护氮封水箱最大正压不会超过液封装置内设置的正压液封高度对应的正压保护设计值；

当氮封水箱顶部气压为负压时，第一密封容器的顶部气压为负压，从而，第一密封容器的顶部气压小于进气管1内的气压，进气管1内液位下降。若氮封水箱顶部气压超过液封装置的负压液封高度(例如H₁)对应的负压保护设计值，则液封装置的负压液封被破坏，进气管1顶端连通的环境大气或其它保护气体(例如氮气)被吸入液封装置和氮封水箱内，氮封水箱的负压被破环，从而对氮封水箱起到负压保护的作用。

综上可见，本发明实施例提供的液封装置，可用于超纯水系统中的氮封水箱中，完美代替呼吸阀使用。不仅可以更好地保护氮封水箱的安全，而且在运行的稳定性、安全性、加工制造简单性等技术性、经济性指标上均具有明显的优势。

此外，本发明实施例提供的液封装置，通过简单结构形成液封方式，巧妙地令正压保护设定值和负压保护设定值分别独立设置，从而可根据实际需要设计较大的负压保护设定值，或者根据实际需要设计较大的正压保护设定值。

在具体实施例中，鉴于目标容器内的气压变化或其他因素，会引起中心管5外侧液位和排水管8外侧液位发生相应波动。从而，在优选实施例中，上述液封装置中的中心管5和排水管8分别采用套管结构，该结构可以很好地隔断套管外液位的波动对套管内液位的影响，保证套管内液位恒定。

具体地，上述“套管结构”是指：中心管5的顶端外套设有第一套管4，第一套管4与中心管5之间具有连通间隙，并且，第一套管4的顶端所在高度高于中心管5的顶端所在高度；排水管8的顶端外套设有第二套管7，第二套管7与排水管8之间具有连通间隙，并且，第二套管7的顶端所在高度高于排水管8的顶端所在高度。

在具体实施例中，第一密封容器位于第二密封容器上方且与其固定连接。具体地，第一密封容器的底板和第二密封容器的顶板为共用隔板6。

优选地，第一密封容器上还设置有补水口3。运行过程中，需要持续不断地通过补水口3往第一容器内少量补水，以维持预设的液封高度，该水源可以利用仪表检测后的取样水，也可以使用终端超滤的浓水，或自来水，或其他能够起到液封作用的液体，本发明对此不作具体限定。

优选地，补水口3设置在第一密封容器的顶端；中心管5竖直设置在共用隔板6上；进气管1、连通管2竖直设置在第一密封容器的顶板上；排水管8竖直设置在第二密封容器的底板上

在此需要说明的是，本发明提供的液封装置，其主要创新点和关键点在于第一容器和第二容器及其主要部件构成的双水封结构，而整体装置及各部件的具体外形、尺寸，以及各接管的数量、尺寸等都可以因地制宜进行修改。本发明对其不作具体限定。

最后，还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种液封装置，其特征在于，包括：

第一密封容器和设置在所述第一密封容器上的进气管(1)和连通管(2)，其中，所述进气管(1)的底端伸入所述第一密封容器内，顶端位于所述第一密封容器外用于连通大气压；所述连通管(2)的两端，用于连通所述第一密封容器的顶部气压和目标容器内气压；

第二密封容器和设置在所述第二密封容器上的排水管(8)，所述排水管(8)的底端位于所述第二密封容器外，顶端伸入所述第二密封容器内；

中心管(5)，所述中心管(5)的底端位于所述第二密封容器内，顶端位于所述第一密封容器内，并且，在竖直方向上：所述中心管(5)的顶端所在高度高于所述进气管(1)的底端所在高度，所述中心管(5)的底端所在高度低于所述排水管(8)的顶端所在高度。

2.根据权利要求1所述的液封装置，其特征在于，所述中心管(5)的顶端外，套设有第一套管(4)，所述第一套管(4)与所述中心管(5)之间具有连通间隙，并且，所述第一套管(4)的顶端所在高度高于所述中心管(5)的顶端所在高度。

3.根据权利要求1所述的液封装置，其特征在于，所述排水管(8)的顶端外，套设有第二套管(7)，所述第二套管(7)与所述排水管(8)之间具有连通间隙，并且，所述第二套管(7)的顶端所在高度高于所述排水管(8)的顶端所在高度。

4.根据权利要求1所述的液封装置，其特征在于，所述第一密封容器上还设置有补水口(3)。

5.根据权利要求4所述的液封装置，其特征在于，所述补水口(3)设置在所述第一密封容器的顶端。

6.根据权利要求1所述的液封装置，其特征在于，所述第一密封容器固连设置在所述第二密封容器上方。

7.根据权利要求6所述的液封装置，其特征在于，所述第一密封容器的底板和所述第二密封容器的顶板为共用隔板(6)。

8.根据权利要求7所述的液封装置，其特征在于，所述中心管(5)竖直设置在所述共用隔板(6)上。

9.根据权利要求1所述的液封装置，其特征在于，所述进气管(1)和/或所述连通管(2)，竖直设置在所述第一密封容器的顶板上。

10.根据权利要求1所述的液封装置，其特征在于，所述排水管(8)竖直设置在所述第二密封容器的底板上。