CN109761309A - 分离装置及其工作方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种分离装置及其工作方法，分离装置包括腔体、进口和第一出口，腔体的顶部具有第一通孔；伸缩部分作为腔体的侧壁，腔体的高度随着伸缩部分变化；第二出口设置在腔体上部；第一部分包括管道和转动件，管道具有进口和出口，转动件具有第二通孔，并设置在管道内，当转动件旋转时管道的进口和出口间连通或隔离；所述第二部分包括容器、浮力件、连接件和转换单元，所述浮力件和连接件设置在所述容器内；容器具有第三通孔，连接件穿过第一通孔并与转动件连接，容器内部与第二通孔连通；转换单元将浮力件的上下运动转换为转动，转动件随着浮力件转动，浮力件与连接件具有竖直方向的相对运动。本发明具有分离效果好等优点。
Description
技术领域
本发明涉及液体处理，尤其涉及分离装置及其工作方法。
背景技术
在切削液处理回收再利用及脱模剂、脱脂剂除油等领域，液体中杂油成分比 较复杂，有的与颗粒物结合形成油泥漂浮物，有的经过搅拌容易扩散需要一定时 间的静置，还有的由于液体消泡性差产生大量气泡使油难分离。
杂油复杂的成分与使用环境使杂油去除效率降低，经常会出现处理很久的液 静置一段时间后会有油出现。
现有的油水分离装置主要有膜过滤，管式、带式、堰式撇油机。膜过滤装置 油水分离效果较好，使用一种亲油疏水的材质能够吸附油使油聚集使水顺利通 过，但不太适用于颗粒多环境复杂的情况。管式、带式撇油机是利用亲油材质吸 附油然后通过刮板装置将油刮出，这种装置目前比较成熟除油效率较高并且能适 应恶劣环境，但是对沉在液体底部的重油没有办法很好的去除。堰式撇油机是利 用油和水的比重不同，能够将漂浮在液面的浮油通过调节堰口高度分离油水，这 种对重油和有大量气泡的液体都不能有效除油。
部分工业设备的正常工作需要避免空气的进入系统，通常设计者为了解决这 一问题会设计比较粗放的结构，比如安装一个开放式的水池，在空气影响设备前 解决。这些方法占用空间大、成本高，对现有设备难以改造。目前还是有很多设 备需要人工定期进行排气，一些可以做到自动排气的方法，存在压力小无法时排 气、排气速度缓慢、排气位置必须拥有正压等问题。
现有分离装置自动排气的方法多采用液位控制分离装置排气阀门的开闭，这 种方法必须有液体输送到分离装置内，当空气多时液位下降排气阀门打开，空气 被挤出分离装置，空气排光时排气阀关闭。这种方法通常排气速度慢、排气量小， 排气速度取决于进入分离装置液体流量和出分离装置液体流量的流量差
发明内容
为了解决现有技术中存在的不足，本发明提供了一种分离效果好、成本低、 自动化排气、排气效果好的分离装置。
本发明的发明目的通过以下技术方案得以实现：
分离装置，所述分离装置包括腔体，所述腔体具有进口和第一出口，所述腔 体的顶部具有第一通孔；所述腔体包括：
伸缩部分，所述伸缩部分作为所述腔体的侧壁，所述腔体的高度随着伸缩部 分变化；
第二出口，所述第二出口设置在所述腔体上部；
所述分离装置还包括排气单元，所述排气单元包括：
第一部分，所述第一部分设置在所述第一通孔处，且处于所述腔体外；所述 第一部分包括管道和转动件，所述管道具有进口和出口，所述转动件具有第二通 孔，并设置在所述管道内，当所述转动件旋转时所述管道的进口和出口间连通或 隔离；
第二部分，所述第二部分设置在所述第一通孔处，且处于所述腔体内；所述 第二部分包括容器、浮力件、连接件和转换单元，所述浮力件和连接件设置在所 述容器内；所述容器具有第三通孔，所述连接件穿过所述第一通孔并与所述转动 件连接，所述容器内部与所述第二通孔连通；所述转换单元将所述浮力件的上下 运动转换为转动，所述转动件随着所述浮力件转动，所述浮力件与所述连接件具 有竖直方向的相对运动。
本发明的目的还在于提供了上述分离装置的工作方法，该发明目的是通过以 下技术方案得以实现的：
上述的分离装置的工作方法，所述分离装置的工作方法包括以下步骤：
(A1)关闭第一出口，伸缩部分伸长，腔体的高度和体积变大，液体从进口 进入腔体内；
腔体内的液体分层；
(A2)从所述第一通孔处排出所述腔体内顶部的气体；
(A3)关闭进口，所述伸缩部分缩短，所述腔体的高度和体积变小；
分层的液体的上层从第二出口排出；
步骤(A2)具体为：
(B1)通过所述管道的进口进入管道的第一气体穿过第二通孔，之后从管道 的出口排出，容器内的压力降低；
(B2)容器内的第二气体向上穿过第一通孔后进入所述第二通孔内，并被第 一气体带走；
(B3)容器内上升的液面驱动浮力件上移，转换单元将浮力件的向上运动转 换为正向旋转；
(B4)连接件随着所述浮力件正向旋转，进而驱动所述转动件正向旋转，所 述管道内部被阻挡。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
1.依靠腔体的体积变化，不仅实现了液体被吸入腔体内，还实现了分层液 体的各层液体的排出，替代了液体输送泵，降低了成本；
2.根据液位的变化自动控制管道的连通与否，并根据容器内的液位去自动 控制抽气泵的工作与否，并从而根据需要地抽出分离装置内的空气，防止液体中 出现气泡。
附图说明
参照附图，本发明的公开内容将变得更易理解。本领域技术人员容易理解 的是：这些附图仅仅用于举例说明本发明的技术方案，而并非意在对本发明的 保护范围构成限制。图中：
图1为本发明实施例的分离装置的结构简图。
图2为本发明实施例的排气单元的结构简图。
具体实施方式
图1-2和以下说明描述了本发明的可选实施方式以教导本领域技术人员如 何实施和再现本发明。为了教导本发明技术方案，已简化或省略了一些常规方 面。本领域技术人员应该理解源自这些实施方式的变型或替换将在本发明的范 围内。本领域技术人员应该理解下述特征能够以各种方式组合以形成本发明的 多个变型。由此，本发明并不局限于下述可选实施方式，而仅由权利要求和它 们的等同物限定。
实施例1：
图1示意性地给出了本发明实施例的分离装置的结构简图，如图1所示， 所述分离装置包括：
腔体11，所述腔体的底部具有第一进口13和第一出口14，所述腔体的顶部 具有第一通孔；
伸缩部分12，如波纹管，所述伸缩部分作为所述腔体的侧壁，所述腔体的高 度随着伸缩部分变化；
第二出口15，所述第二出口15设置在所述腔体上部；
图2示意性地给出了本发明实施例的排气单元的结构简图，如图2所示，所 述排气单元包括：
第一部分，所述第一部分设置在所述第一通孔处，且处于所述腔体外；所述 第一部分包括管道和转动件，所述管道具有第二进口、第三进口和第三出口，所 述转动件具有第二通孔，并设置在所述管道内，当所述转动件旋转时所述第二进 口和第三出口间连通或隔离；所述管道在第三进口处固定在所述通孔，如通过螺 纹连接并密封；
第二部分，所述第二部分设置在所述第一通孔处，且处于所述腔体内；所述 第二部分包括容器、浮力件、连接件和转换单元，所述浮力件和连接件设置在所 述容器内；所述容器具有第三通孔，所述连接件穿过所述第一通孔并与所述转动 件连接，所述容器内部与所述第二通孔连通；所述转换单元将所述浮力件的上下 运动转换为转动，所述转动件随着所述浮力件转动，所述浮力件与所述连接件具 有竖直方向的相对运动。
为了防止从进口进入的液体影响液体的静置和分层，进一步地，所述腔体11 的底部具有迎着所述进口的倾斜设置的阻挡件21，所述阻挡件21所处平面顺时 针旋转到包含所述进口的中心轴线的水平面时形成的夹角为钝角；所述阻挡件的 中心到所述腔体的中心轴线的距离小于所述腔体的半径；自内向外地，所述腔体 的中心轴线、阻挡件和进口依次设置。
为了留住分层液体的上层，进一步地，所述腔体的上部的内壁连接倾斜设置 的挡板22，所述挡板22所处平面逆时针旋转到水平面时形成的夹角为锐角；腔 体的内壁和所述挡板形成凹槽。
为了保证伸缩部分伸缩时腔体仅在竖直方向移动，所述伸缩部分设置在所述 腔体的中部，所述分离装置进一步包括：
导向件61，所述导向件设置在所述腔体的上部，相对竖直件上下运动；
竖直件62，所述竖直件设置在所述腔体的下部，适于穿过所述导向件。
为了将所述浮力件的上下运动转换为转动，使得浮力件螺旋上升或下降，以 及连接件的原位转动(无上下运动)，进一步地，所述转换单元包括：
移动件，所述移动适于在导轨上移动；所述移动件设置在所述浮力件(容器 内壁)上；
导轨，所述导轨倾斜向上，设置在容器内壁(浮力件)上。
为了使得浮力件和连接件仅有上下方向的相对运动，进一步地，所述浮力件 套在所述连接件上，在垂直于所述连接件的中心轴线的截面上，所述连接件呈非 圆形，如四边形、六边形等。
为了做好管道的封闭效果，所述连接件的旋转角度不超过90度，如90度。
本发明实施例的分离装置的工作方法，所述分离装置的工作方法包括以下步 骤：
(A1)关闭第一出口，伸缩部分伸长，腔体的高度和体积变大，液体从进口 进入腔体内；
腔体内的液体分层，其中，油等较轻的液体在最上层，液体中颗粒物沉淀在 腔体的底层；
(A2)从所述第一通孔处排出所述腔体内顶部的气体，具体方式为：
(B1)气源提供第一气体，通过所述第二进口进入管道的第一气体穿过第二 通孔(此时，转动件的通孔的中心轴线与管道的中心轴线间的夹角为0度)，之 后从管道的出口排出，容器内的压力降低；
(B2)容器内的第二气体向上穿过第一通孔后进入所述第二通孔内，并被第 一气体带走；
(B3)容器内上升的液面驱动浮力件上移，转换单元将浮力件的向上运动转 换为正向旋转；
(B4)连接件随着所述浮力件正向旋转，进而驱动所述转动件正向旋转，如 旋转90度，所述管道内部被阻挡，如转动件通孔的中心轴线与管道的中心轴线 间的夹角为90度，不再有第一气体通过第二通孔；
(B5)随着容器内气体的逐渐集聚，容器内的压力上升，所述容器内的液面 下降，浮力件下移，转换单元将浮力件的向下运动转换为反向旋转；
(B6)连接件随着所述浮力件反向旋转，进而驱动所述转动件反向旋转，所 述管道的进口和出口通过转动件上的通孔连通，进入步骤(A1)；
通过上述循环，自动地排出容器内的第二气体；
(A3)关闭第一进口，所述伸缩部分缩短，所述腔体的高度和体积变小；
分层的液体的上层从第二出口排出；
打开第一出口，中间层的液体排出。
实施例2：
根据本发明实施例1的分离装置及方法在切削液废液处理中的应用例。
如图1-2所示，在该应用例中，切削液废液中含有油、切削液和铁屑；腔体 11的上部和下部采用硬质材料，中部采用可伸缩的波纹管；三个竖直件62均匀 地设置在腔体下部的外壁，竖直件的上部具有外螺纹，导向件61均匀地设置在 腔体上部的外壁，适于所述竖直件的穿过；旋转件81具有与所述外螺纹匹配的 内螺纹，旋转件81设置在所述导向件的上侧，且套在竖直件上；马达驱动旋转 件正转或反转；弹簧63套在所述竖直件上，且处于导向件的下侧；容器的底部 具有第三通孔；2个移动件设置在所述浮力件的外壁，导轨采用螺旋向上的凹槽， 适于所述移动件在凹槽内螺旋向上；连接件的横截面为正方形；连接件和转动件 之间通过花键配合连接；所述管道的第三进口通过螺纹固定在第一通孔并密封， 所述容器的顶端通过螺纹固定在第一通孔并密封。
本实施例的上述分离装置的工作方法为：
(A1)关闭第一出口，电机驱动旋转件正转，弹簧伸长，伸缩部分伸长，腔 体的高度和体积变大，液体被从进口吸入腔体内；在被吸入过程中，遮挡件阻挡 了进入液体对腔体内已有液体的冲击；
腔体内的液体分层，其中，油等较轻的液体在最上层，切削液在中层，液体 中颗粒物沉淀在腔体的底层；
(A2)从所述第一通孔处排出所述腔体内顶部的气体，具体方式为：
(B1)气源提供第一气体，通过所述第二进口进入管道的第一气体穿过第二 通孔(此时，第二通孔的中心轴线与管道的中心轴线间的夹角为0度)，之后从 第三出口排出，容器内的压力降低；
(B2)容器内的第二气体向上穿过第一通孔后进入所述第二通孔内，并被第 一气体带走；
(B3)容器内上升的液面驱动浮力件上移，移动件在凹槽内螺旋上升，也即 转换单元将浮力件的向上运动转换为正向旋转并向上；
(B4)连接件随着所述浮力件正向旋转，进而驱动所述转动件正向旋转90 度，所述管道内部被阻挡，第二通孔的中心轴线与管道的中心轴线间的夹角为 90度，管道的第一进口和出口通过转动件隔离，不再有第一气体通过第二通孔；
(B5)随着容器内气体的逐渐集聚，容器内的压力上升，所述容器内的液面 下降，浮力件下移，移动件在凹槽内螺旋下降，转换单元将浮力件的向下运动转 换为反向旋转；
(B6)连接件随着所述浮力件反向旋转，进而驱动所述转动件反向旋转，所 述管道的第二进口和第三出口通过第二通孔连通，进入步骤(A1)；
通过上述循环，自动地排出容器内的第二气体；
(A3)关闭第一进口，马达驱动旋转件反向旋转，弹簧被压缩，所述伸缩部 分缩短，所述腔体的高度和体积变小；
分层的液体的上层从第二出口排出，部分没有排出的残留在挡板和腔体内壁 形成凹槽内；
打开第一出口，中间层的液体排出。
Claims (10)
1.分离装置，所述分离装置包括腔体，所述腔体具有进口和第一出口，所述腔体的顶部具有第一通孔；其特征在于：所述腔体包括：
伸缩部分，所述伸缩部分作为所述腔体的侧壁，所述腔体的高度随着伸缩部分变化；
第二出口，所述第二出口设置在所述腔体上部；
所述分离装置还包括排气单元，所述排气单元包括：
第一部分，所述第一部分设置在所述第一通孔处，且处于所述腔体外；所述第一部分包括管道和转动件，所述管道具有进口和出口，所述转动件具有第二通孔，并设置在所述管道内，当所述转动件旋转时所述管道的进口和出口间连通或隔离；
第二部分，所述第二部分设置在所述第一通孔处，且处于所述腔体内；所述第二部分包括容器、浮力件、连接件和转换单元，所述浮力件和连接件设置在所述容器内；所述容器具有第三通孔，所述连接件穿过所述第一通孔并与所述转动件连接，所述容器内部与所述第二通孔连通；所述转换单元将所述浮力件的上下运动转换为转动，所述转动件随着所述浮力件转动，所述浮力件与所述连接件具有竖直方向的相对运动。
2.根据权利要求1所述的分离装置，其特征在于：所述腔体的底部具有迎着所述进口的倾斜设置的阻挡件，所述阻挡件所处平面顺时针旋转到包含所述进口的中心轴线的水平面时形成的夹角为钝角。
3.根据权利要求2所述的分离装置，其特征在于：所述阻挡件的中心到所述腔体的中心轴线的距离小于所述腔体的半径；自内向外地，所述腔体的中心轴线、阻挡件和进口依次设置。
4.根据权利要求1所述的分离装置，其特征在于：所述腔体的上部的内壁连接倾斜设置的挡板，所述挡板所处平面逆时针旋转到水平面时形成的夹角为锐角；腔体的内壁和所述挡板形成凹槽。
5.根据权利要求1所述的分离装置，其特征在于：所述伸缩部分设置在所述腔体的中部，所述分离装置进一步包括：
导向件，所述导向件设置在所述腔体的上部，相对竖直件上下运动；
竖直件，所述竖直件设置在所述腔体的下部，适于穿过所述导向件。
6.根据权利要求1所述的分离装置，其特征在于：所述转换单元包括：
移动件，所述移动适于在导轨上移动；
导轨，所述导轨倾斜向上。
7.根据权利要求6所述的分离装置，其特征在于：所述导轨设置在所述容器内壁，所述移动件设置在所述浮力件上。
8.根据权利要求1所述的分离装置，其特征在于：所述浮力件套在所述连接件上，在垂直于所述连接件的中心轴线的截面上，所述连接件呈非圆形。
9.根据权利要求1-8任一所述的分离装置的工作方法，所述分离装置的工作方法包括以下步骤：
(A1)关闭第一出口，伸缩部分伸长，腔体的高度和体积变大，液体从进口进入腔体内；
腔体内的液体分层；
(A2)从所述第一通孔处排出所述腔体内顶部的气体；
(A3)关闭进口，所述伸缩部分缩短，所述腔体的高度和体积变小；
分层的液体的上层从第二出口排出；
步骤(A2)具体为：
(B1)通过所述管道的进口进入管道的第一气体穿过第二通孔，之后从管道的出口排出，容器内的压力降低；
(B2)容器内的第二气体向上穿过第一通孔后进入所述第二通孔内，并被第一气体带走；
(B3)容器内上升的液面驱动浮力件上移，转换单元将浮力件的向上运动转换为正向旋转；
(B4)连接件随着所述浮力件正向旋转，进而驱动所述转动件正向旋转，所述管道内部被阻挡。
10.根据权利要求9所述的分离装置的工作方法，其特征在于：所述工作方法进一步包括以下步骤：
(B5)容器内的压力上升，所述容器内的液面下降，浮力件下移，转换单元将浮力件的向下运动转换为反向旋转；
(B6)连接件随着所述浮力件反向旋转，进而驱动所述转动件反向旋转，所述管道的进口和出口通过转动件上的通孔连通。
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