CN110170186A - 一种用于油水分离的吸液浮球装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于油水分离的吸液浮球装置，其包含：底板；与所述底板活动连接，并且与所述底板的距离可调的若干个浮球；穿设于所述底板的油水分离腔，该油水分离腔包含：漏斗状的上腔体，所述上腔体的顶端环布有齿形凹槽；与所述油水分离腔连通的抽吸导管；用于调节通过所述抽吸导管的流量的流量调节阀。本发明的装置生产加工制作简单、体积小、成本低、油水分离效率高、绿色环保低能耗、且无需专人看护。漏斗状并且上端环布有齿形凹槽的上腔体使油液在分离过程中极易产生涡旋油液，分离过程连续，不会产生空吸现象，能适应环境变化不同的工况，有助于有效快速地实现油水分离。

Description

一种用于油水分离的吸液浮球装置

技术领域

本发明属于油水混合物过滤处理技术领域，特别涉及一种用于油水分离的吸液浮球装置。

背景技术

含油废液主要来源于石油、石油化工、钢铁、焦化、煤气发生站、机械加工等工业部门。实际工业生产过程当中会产生含有大量的含油废液，问题涉及领域广，例如切削液废液、冷却液废液、润滑油废液以及涂装线脱脂槽废液等。含油废液如果不加以回收处理，会造成浪费；排入河流、湖泊或海湾，会污染水体，影响水生生物生存；用于农业灌溉，则会堵塞土壤空隙，妨碍农作物生长。含油废水被排到江河湖海等水体后，油层覆盖水面，阻止空气中的氧向水中的扩散；水体中由于溶解氧减少，藻类进行的光合作用受到限制；影响水生生物的正常生长，使水生动植物有油味或毒性，甚至使水体变臭，破坏水资源的利用价值；如果牲畜饮了含油废水，可能会感染致命的食道病；如果用含油废水灌溉农田，油分及其衍生物将覆盖土壤和植物的表面，堵塞土壤的孔隙，阻止空气透入，使果实有油味，或使土壤不能正常进行新陈代谢和微生物新陈代谢，严重时会造成农作物减产或死亡。另外，由于溢油的漂移和扩散，会荒废海滩和海滨旅游区，造成极大的环境危害和社会危害。

含油废水的处理应首先考虑回收油类物质，并充分利用经过处理的水资源。考虑到现有的油水分离器一般为吸油浮动装置、气动泵、油水分离处理室等组成，其过滤吸口小，容易发生堵塞，因此不能高效率的解决液面浮动过程中，分离出的油液中含有大量的油水混合液的问题。再一个浮球制造复杂、难度大，还会导致空气或杂质混入吸油口中，又使用的泵为流量很小的气动泵，极有可能造成空吸，抽吸不均匀导致效率有限，不能满足企业规模化的油水分离需求。

目前常见的油水分离器易发生抽吸过程不连续的现象，油水分离效果差，油吸口常常不能时时刻刻处于油水分离界面，导致有水分混入，不利于后续油水精分离。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术的缺陷，提供一种用于油水分离的吸液浮球装置，该装置抽吸效率高，油吸口容易回到油水分离界面，分离速度可调，并且绿色环保。

为了达到上述目的，本发明提供了一种用于油水分离的吸液浮球装置，其包含：底板；与所述底板活动连接，并且与所述底板的距离可调的若干个浮球；穿设于所述底板的油水分离腔，所述的油水分离腔包含：漏斗状的上腔体，所述上腔体的顶端环布有齿形凹槽；与所述油水分离腔连通的抽吸导管；用于调节通过所述抽吸导管的流量的流量调节阀。上腔体的结构特点使得油液在分离过程中极易产生涡旋油液，分离过程连续，不会产生空吸现象。浮球通过浮力作用，使待处理废液上方油膜的液面基本处于上腔体的齿形凹槽的底端水平线上下处，从而不断分离出浮油。流量调节阀使得油水分离的速度可调。

较佳地，所述的底板与所述的浮球通过螺栓连接。螺栓旋入底板的深度可调，从而可以控制底板与浮球间的距离，进而调节上腔体的腔口所处的位置。

较佳地，所述的浮球设有用于增加浮球体积的环形凸起。环形凸起处于液面上下处。液面波动时，具有环形凸起的浮球浮力更大，使得本发明的装置更容易返回原位。

较佳地，所述的上腔体的内壁面设有旋涡形的齿壁。旋涡型的内侧齿壁，即上腔体的内壁面沿其中轴线周向布置有螺旋线形的凸起或凹陷部分，有助于油液形成涡旋下流进入抽吸导管中。

较佳地，所述的油水分离腔还包含：螺纹连接的外套筒和内套筒；所述的外套筒固定于所述的底板上，所述的内套筒套设于所述的外套筒内；所述的上腔体与所述的内套筒可拆卸连接。内套筒旋入外套筒的深度可调，在确保油水分离腔的各部件方便拆卸的同时，还可以控制上腔体的齿形凹槽距离液面的距离，即控制液面基本处于上腔体的齿形凹槽的底端水平线上下处。

较佳地，所述的油水分离腔还包含：弯管型接头；所述底板的中部设有通孔，所述的外套筒设于所述底板的上侧，所述弯管型接头的上部穿过所述的通孔与所述的外套筒螺纹连接；所述的外套筒和所述的弯管型接头将所述的底板夹紧，以将所述的外套筒固定于所述的底板上。

较佳地，所述的抽吸导管连接于所述弯管型接头的下部。

较佳地，所述的吸液浮球装置还包含：负压抽吸泵；所述的抽吸导管与负压抽吸泵连接。

较佳地，所述的吸液浮球装置还包含：与所述抽吸导管连通，用于收集所述抽吸导管排入的废液的油水分离室。

较佳地，所述的油水分离室设有：用于排水的集水口，以及用于排出油液的集油口；所述的集水口设于所述油水分离室的底部。

本发明的吸液浮球装置具有以下优点：

(1)装置生产加工制作简单、体积小、成本低、油水分离效率高、绿色环保低能耗、且无需专人看护。

(2)漏斗状的上腔体使油液在分离过程中极易产生涡旋油液，分离过程连续，能适应环境变化不同的工况，有助于有效快速地实现油水分离。

(3)上腔体的上端环布有齿形凹槽，油液更容易流入上腔体中。

(4)底板与浮球的距离可调，与油水分离腔的上腔体连接的内套筒旋入外套筒的深度可调，使得油水分离腔的腔口的高度方便设置，确保液面基本处于上腔体齿形凹槽的底端水平线上下处，从而不断分离出浮油。

(5)油水分离腔可拆卸，有利于根据需求更换不同的构件，以适应环境变化不同的工况，能适用的油水分离操作范围广。

(6)抽吸导管连接有用于调节其流量的流量调节阀，油水分离速度可调节，运用灵活。

(7)浮球的水平中部设有环形凸起，增加了浮力，加快了液面波动时装置的反应速度，确保液面基本处于上腔体齿形凹槽的底端水平线上下处，避免了因液面的上下波动导致油膜下方的水流入油水分离腔中，保证了装置工作的稳定性。

附图说明

图1是浮球油水分离部分第一个视角的结构示意图。

图2是浮球油水分离部分第二个视角的结构示意图。

图3是浮球油水分离部分的正视图。

图4是图3所示浮球油水分离部分的俯视图。

图5是图3所示浮球油水分离部分的仰视图。

图6是油水分离腔的局部剖面示意图。

图7是上腔体、外套筒、内套筒和弯管型接头装配后的局部剖面示意图。

图8是弯管型接头与外套筒旋接的局部剖面示意图。

图9是本发明的吸液浮球装置的第一局部示意图。

图10是本发明的吸液浮球装置的第二局部示意图。

图中各序号代表为：1、底板，2、螺栓，3、螺母，4、浮球，5、外套筒，6、内套筒，7、上腔体，8、紧固螺栓，9、宝塔型接头，10、抽吸导管，11、负压抽吸泵，12、流量调节阀，13、油水分离室，14、固定安放座，15、集油口，16、集水口。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明的技术方案做进一步说明。

本发明中的“上”、“下”是指装置使用状态下部件的方位。

本发明的装置包含浮球油水分离和电动抽吸两部分。

如图1至图5所示，本发明的装置包含圆盘形的底板1、均匀环布于底板1外侧上方的三个浮球4，浮球4与底板1螺栓连接。底板1中部穿设有油水分离腔，油水分离腔的底端与抽吸导管10连通(请参阅图9和图10)，抽吸导管10连接有用于调节其流量的流量调节阀12(请参阅图9)。该油水分离腔的上部为漏斗状的上腔体7，所述上腔体7的顶端环布有齿形凹槽，漏斗状的设计使油液在分离过程中极易产生涡旋油液，分离过程连续，不会产生空吸现象；齿形凹槽使油液更容易流入上腔体7中。工业生产过程中需要处理的液池内装有油水混合物时，由于浮油密度更低，会漂浮于水面上形成油膜。本发明装置的浮球油水分离部分可参阅图1。将本发明的浮球油水分离部分置于液池内，位于液池内废液上部的浮油可流入上腔体7后被吸走。浮球4通过浮力作用，使油膜的液面基本处于上腔体7的齿形凹槽的底端水平线上下处，从而不断分离出浮油。

浮球4与底板1的连接方式具体为：螺母3的一端与浮球4的中心下方焊接，螺栓2紧固装配在底板1上，穿过底板1与螺母3螺纹连接，从而将浮球4固定于底板1上方。浮球4与底板1形成一个整体构件。螺栓连接的方式使得浮球4与底板1间的距离可调。工作时适当调节螺栓2旋入底板1的深度，使得油膜的液面基本处于上腔体7的齿形凹槽的底端水平线上下处，这样油液就可以通过重力作用进入上腔体7的腔口并顺畅流出。浮球4与底板1的距离近则适应较大密度废液，如果距离远则适应较小密度废液，即使遇到不同密度的油水混合液，工作时也能稳定。油水分离腔工作时上下波动的较小幅度不会影响正常的油水分离工作效率。

浮球4中空，起到浮力作用。一些实施例中，浮球4呈不规则的球形，其中部设有环形凸起41，环形凸起41处于液面上下处。凸出部分加大了浮球的体积，即增加了浮球4的浮力，使得本发明的装置不容易下沉，并且能减少浮球4上浮的时间。由于受到外界气流的自然流动和水面的自然波动等原因，液面在短暂时间内会上下波动，引起浮球4上下波动。具有环形凸起41的浮球4增加了液面波动时装置的反应速度，使液面上下波动时上腔体7的腔口迅速返回原位，避免了因液面的上下波动导致油膜下方的水流入油水分离腔中，保证了装置工作的稳定性。浮球4的个数不限于三个。

上腔体7呈漏斗状，即壁面倾斜，有利于湍流面形成涡旋，集中上腔体7附近的油液并快速吸入腔体内侧，避免了因工作时液面上下部分的气相侧与液相形成压力平衡造成腔体无法吸引油液流入，而导致油水分离出现空吸甚至其他分离失效现象。上腔体7的坡度越大，则旋涡最低端处液流速度较快，压强较小，而旋涡边沿液流速度较慢，压强较大，旋涡中心的压力远远小于旋涡边沿的压力，当腔体上方油水分离界面的上端油层部分油液接近旋涡时，在内外压力差的作用下就会被一股很大的“吸力”吸入腔体内，使得旋涡更容易形成，抽吸油液过程连续，这也是旋涡产生“吸力”的原因。

上腔体7的上端环布有齿形凹槽，工作时确保油膜的液面基本处于齿形凹槽的底端水平线上下处，从而不断分离出浮油。若无凹槽出现，则上腔体7的上端为连续平面的环形外端，这时固液接触面很可能由于连带作用使得整个环形外端与油液等形成接触角，导致装置平衡浮在油面无法抽吸油液；若有凹槽出现，则各个端口受到液流的波动，各个接触角同时形成几乎不可能，所以总会有油液流入腔体中。可以根据边界层的层流和紊流理论，选择最合适抽吸速度的齿形间的凹槽间距。上腔体7在确保壁面倾斜的情况下，也可以设计成俯视图为正多边形等的其他形状，并不限定横截面为圆形。齿形凹槽的齿形也可以是其它形状，如三角形。凹槽不一定全都在同一水平线上，也可以设计成差值较小的等差数列的阵列凹槽。

通过试验对比发现将有凹槽和无凹槽的腔体进行油水分离过程比较，试验发现，无凹槽的腔体装置进行工作分离时由于固液接触角形成导致极易发生空吸现象，或者由于工作不稳定使得固液腔体悬浮于油水混合液中，导致上腔体吸入较多下方非油液体部分。而有凹槽的腔体工作时分离过程连续，符合实际需要，且效率高。

一些实施例中，上腔体7的内壁面设有旋涡型的内侧齿壁，即通过螺旋线轨迹扫描，使内壁增加外螺旋线形凸起部分材料或使内壁去除材料，使其有内螺旋线轨迹实体或挖槽形成，更加有助于油液形成涡旋下流进入抽吸导管10中。

请参阅图6和图7，所述油水分离腔包含中空圆柱状的外套筒5和内套筒6，上腔体7与内套筒6的上端可拆卸连接。外套筒5和内套筒6螺纹连接，即外套筒5设有内螺纹，和内套筒6的外螺纹相适配。外套筒5固定于底板1上，内套筒6套设于外套筒5内。内套筒6中空，供分离出的油液流过。内套筒6上端设有法兰。

所述上腔体7与内套筒6的上端可拆卸连接。上腔体7具有壁面倾斜的部分以及套设于内套筒6内的圆柱形部分。倾斜的部分与圆柱形部分之间为具有水平面的拐角，形成圆形的端面，用于与内套筒6的法兰的端面相贴，然后用紧固螺栓8将连接面紧固。上腔体7圆形的端面与法兰各设有两个孔，孔内插入紧固螺栓8进行固定。外套筒5、内套筒6以及上腔体7为可拆卸连接，因此可以设计并更换类似的不同尺寸孔径的套筒或者壁面不同倾斜程度的上腔体7等部件，以组成不同尺寸的油水分离器来适应不用的要求以及抽吸控制速度等等。若实际处理废液中液面油膜厚度较大，可以设计上腔体7的倾斜部分坡度适当增大，反之，适当减少，目的是为了方便吸更多油和尽量防止吸入大量水，使得吸到油在重力下更加顺畅。此外，内套筒6旋入到外套筒5中的深度可以灵活调节，以更方便和精确地控制上腔体7的齿形凹槽的底端所处的位置。

请参阅图8，所述的油水分离腔还包含：弯管型接头9。所述底板1的中部设有通孔，所述的外套筒5设于所述底板1的上侧，所述弯管型接头9的上部穿过所述的通孔与所述的外套筒5螺纹连接；所述的外套筒5和所述的弯管型接头9将所述的底板1夹紧，以将所述的外套筒5固定于所述的底板1上，并且不会导致液体从底板1中部的通孔泄露。弯管型接头9的一端带有外螺纹，与上述外套筒5的内螺纹适配。外套筒5与底板1紧贴，再通过弯管型接头9的带螺纹一侧将外套筒5紧固在底板1上。弯管型接头9中间为弯管型过渡部分，弯角大于直角，口径较大，旨在达到吸液顺畅，不会产生堵塞。弯管型接头9背离外套筒5的一端的造型为宝塔头型设计，与抽吸导管10连接。当上腔体7、外套筒5、内套筒6三个零件的中心轴与底板1中部的圆孔中心轴对应后，将弯管型接头9的外螺纹与带内螺纹外套筒5连接旋紧，就可以将上腔体7、外套筒5、内套筒6、以及弯管型接头9四个部分共同紧固装配在底板1上，由此这些零件也就装配成了一个整体。

在整个浮球油水分离部分搭建起来后，在抽吸力的实际作用下，由于抽吸液面的油液始终是较薄的一层油液，对整体装置的浮力影响不大。根据阿基米德浮力计算公式，基本上可以微调内套筒6旋入外套筒5中的深度，加上前面所讲浮球中间凸起部分能够减少波动的作用，即便存在波动，也可以保证工作时的工作液面基本处于上腔体7齿形部分凹槽的底端水平线上下处，之后便无需专人看管。

请参阅图9，所述的抽吸导管10的一端与弯管型接头9连接，另一端连接有负压抽吸泵11。抽吸导管10上设有流量调节阀12，用来调节通过抽吸导管10的液体量。流量调节阀12设于弯管型接头9与负压抽吸泵11之间。

请参阅图10，负压抽吸泵11上方为油水分离室13，流入油水分离室13的液体为绝大多数的油和极少量的水，可以通过重力进行分离，油水分离室13底端通过集水口16排掉极少量的水即可，剩余的油可通过集油口15流出。

请参阅图9和图10，本发明的装置的电动抽吸步骤主要包括：固定安放座14，用来固定安放抽吸导管10；负压抽吸泵11可以保证抽吸过程流畅无阻，抽吸效率高，流量调节阀12调节流速以适应油水分离的速率要求。油水分离室13主要在其底端设置集水口16，将静止后的大多数浮在上面的油液依靠重力通过集油口15流出，少部分非油部分液体在重力作用下靠底端集水口16流出，由此达到油水分离目的。将整个装置连接好之后，放入需要分离油水混合物的处理池中，启动电机，仅利用重力和抽吸力的作用，我们就可以将其进行分离。由于上腔体7的齿形凹槽底处刚好位于只有很薄油层的油液的液相与空气的气相的接触面上，那么在工作时吸入上腔体7中的液体绝大多数为油，极少数为水，通过负压抽吸泵11将进入到油水分离腔中的油吸入到油水分离室13中，再进行重力分离即可，这里还可以通过流量调节阀12的开口大小调节吸进油水分离腔中的液体进入到油液分离室13的速度，以适应不同的现场工作或者对分液中遇到特殊情况进行工作中止。

本发明的装置所有的材料选用一般的不锈钢材料，如304不锈钢。

本发明的装置的工作过程为：将装置的浮球油水分离部分放入到需要处理的液池中后，开启负压抽吸泵11及流量调节阀12，先通过粗调节浮球高度使得腔体7凹槽底端吸油处大致处于油水分离界面，然后通过细调节外螺纹内套筒6旋入内螺纹外套筒5的深度使得凹槽底端大约处于油水分离界面上部分油膜厚的中部，使得后续抽吸油液分离过程连续稳定。。工作时吸入油水分离腔中的液体绝大多数为油，极少数为水，通过负压抽吸泵11将进入到油水分离腔中的油吸入到油水分离室13中，将静止后的大多数浮在上面的油液依靠重力通过集油口15流出，少部分非油部分液体在重力作用下靠底端集水口16流出。

综上所述，本发明的用于油水分离的吸液浮球装置从油液再生回收利用角度出发，抽吸效率高、成本低、体积小、结构紧实可适应多种场合，又可以减少环境污染、绿色环保、低能耗。

尽管本发明的内容已经通过上述优选实施例作了详细介绍，但应当认识到上述的描述不应被认为是对本发明的限制。在本领域技术人员阅读了上述内容后，对于本发明的多种修改和替代都将是显而易见的。因此，本发明的保护范围应由所附的权利要求来限定。

Claims (10)

1.一种用于油水分离的吸液浮球装置，其特征在于，包含：

底板(1)；

与所述底板(1)活动连接，并且与所述底板(1)的距离可调的若干个浮球(4)；

穿设于所述底板(1)的油水分离腔，所述的油水分离腔包含：漏斗状的上腔体(7)，所述上腔体(7)的顶端环布有齿形凹槽；

与所述油水分离腔连通的抽吸导管(10)；

用于调节通过所述抽吸导管(10)的流量的流量调节阀(12)。

2.根据权利要求1所述的用于油水分离的吸液浮球装置，其特征在于，所述的底板(1)与所述的浮球(4)通过螺栓(2)连接。

3.根据权利要求1所述的用于油水分离的吸液浮球装置，其特征在于，所述的浮球(4)设有用于增加浮球(4)体积的环形凸起(41)。

4.根据权利要求1所述的用于油水分离的吸液浮球装置，其特征在于，所述的上腔体(7)的内壁面设有旋涡形的齿壁。

5.根据权利要求1所述的用于油水分离的吸液浮球装置，其特征在于，所述的油水分离腔还包含：螺纹连接的外套筒(5)和内套筒(6)；所述的外套筒(5)固定于所述的底板(1)上，所述的内套筒(6)套设于所述的外套筒(5)内；所述的上腔体(7)与所述的内套筒(6)可拆卸连接。

6.根据权利要求5所述的用于油水分离的吸液浮球装置，其特征在于，所述的油水分离腔还包含：弯管型接头(9)；所述底板(1)的中部设有通孔，所述的外套筒(5)设于所述底板(1)的上侧，所述弯管型接头(9)的上部穿过所述的通孔与所述的外套筒(5)螺纹连接；所述的外套筒(5)和所述的弯管型接头(9)将所述的底板(1)夹紧，以将所述的外套筒(5)固定于所述的底板(1)上。

7.根据权利要求6所述的用于油水分离的吸液浮球装置，其特征在于，所述的抽吸导管(10)连接于所述弯管型接头(9)的下部。

8.根据权利要求1所述的用于油水分离的吸液浮球装置，其特征在于，所述的吸液浮球装置还包含：负压抽吸泵(11)；所述的抽吸导管(10)与负压抽吸泵(11)连接。

9.根据权利要求1所述的用于油水分离的吸液浮球装置，其特征在于，所述的吸液浮球装置还包含：与所述抽吸导管(10)连通，用于收集所述抽吸导管(10)排入的废液的油水分离室(13)。

10.根据权利要求9所述的用于油水分离的吸液浮球装置，其特征在于，所述的油水分离室(13)设有：用于排水的集水口(16)，以及用于排出油液的集油口(15)；所述的集水口(16)设于所述油水分离室(13)的底部。