CN110195723A - 一种气力驱动定量提升方法及装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种气力驱动定量提升装置及其提升方法，包括圆柱形泵体，设置在泵体顶部左侧上的气管快速接头，所述的气管快速接头通过管体上设置有节流阀的气体软管与气源装置连接。本发明利用污水处理装置曝气风机提供气源驱动，无需另外增加动力；气力驱动定量提升装置与气提装置原理不同，本装置提升高度取决于驱动气体的压力，不受淹没深度的影响；提升量相同时，所耗气量远低于气提装置，理论上可达到同体积气体提升同体积液体。本发明用途广泛，可在各种场合代替提升泵，可用于污水处理设备污水提升、硝化液回流、污泥回流及排泥；适应范围广，流量可定量调节，节能高效；安装使用方便，无需维护。对于提倡节能减排的当下，该发明具有广阔的应用前景。
Description
技术领域
本发明属于一种气力驱动定量提升装置设备领域，特别适用于小型分散式农村污水处理设备污水提升、回流、排泥及其他行业有毒、易燃易爆液体或固液混合物的提升。
背景技术
随着社会的发展，尤其是科学进步的进步，大大促进了社会生产力的飞速发展；在城市化飞速发展的同时，农村经济也进入了快速发展发展阶段，农民生活水平得到了很大的提高；但是农村环境建设与经济发展不同步，其中水环境污染问题尤为严重。
对于分散居住的农户，宜采用低能耗小型分散式污水处理，对与小型分散式污水处理设备，处理量在0.5吨/天到20吨/天之间，其污水提升泵的选择成为一大难题，现有市面没有与之匹配的污水提升泵。
常规电动污水提升泵流量远大于设备处理量，对设备进水造成冲击，流量无法根据处理量定量调节；功率偏大，对户用小型污水处理设备不适宜；长期使用受污水腐蚀及磨损，需经常检修更换。
常规气提和脉冲气提技术成熟，历史悠久，已大量用于污水处理设备，但也存在很多不足：常规气提提升高度小，无法满足较高扬程需求、在小流量状态下工作不稳定、提升量无法定量调节；脉冲气提虽然在提升效率及小流量稳定性上有所改善，但气提本质是利用提升管内外密度差实现液体提升的，需要较高的淹没率（>60%）才能实现提升，提升高度有限。
因此，提供一种能够适用于上述现有技术中的污水处理设备，是一个急需解决的问题。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明提供一种结构简单，没有运动部件，无需维修，流量定量连续可调的气力驱动液体提升装置。
本发明的目的是这样实现的：
一种气力驱动定量提升装置，包括圆柱形泵体1，设置在泵体1顶部左侧上的气管快速接头6，所述的气管快速接头6通过管体上设置有节流阀7的气体软管与气源装置连接；
所述泵体1内部设置有上端伸出泵体顶部的提升管2、一端插在提升管2的中间U形管3；泵体1的底部设置有止水装置；
所述的止水装置包括圆形橡胶材质的止水片4，止水片4通过紧固螺钉5固定在泵体1内部底面上，用于封堵泵体1底部设置的进水口A；
所述的泵体1底部设置的进水口A为圆形进水口，通过橡胶止水片4的翻转开合实现液体单向进入泵体而不能从进水口A排出；
所述的提升管2一端插入泵体1内部接近泵体底部，一端为出水口B，出水口B连接外部提升管道；
所述的节流阀7通过尼龙软管作为气体软管与泵体1上部气管快速接头6连接，为装置提供驱动气源，通过节流阀7调节进气流量，实现提升量的调节。
所述的泵体1、提升管2、U形管3均为耐腐蚀材料，包括PVC或塑料材质；不受污水腐蚀，耐腐性能好；没有可动部件，无磨损，使用寿命长。
一种气力驱动定量提升装置的提升方法，包括以下步骤：
步骤一：用于液体提升时，泵体1安装在待提升液体液面以下，使泵体有一定的淹没深度L，出水口B连接出水管道，气源处安装节流阀7，气源通过尼龙软管插入气管快速接头6上的气源进口D；
当水位有一定的淹没深度L时，初始状态泵体1内没有液体，从气源处过来的压缩空气从节流阀7经由尼龙软管进入气源进口D，然后气体又经由U形管3上方的泄压口C进入提升管2，经由出水口B释放；
此时，由于泵体1内压缩空气自由释放，泵体1内处于无压状态，由于淹没液位L液体静压，止水片4翻转打开，待提升液体经由进水口A进入泵体1内；
步骤二：随着泵体1内液位升高，当泵体1内液位达到排出开始液位L1时，泄压口C被液体淹没封闭，U型管内充满液体，由于泄压口C被封闭，压缩空气在泵体内聚集，泵体内压力升高，止水片4在压力作用下封闭，泵体内液体在压缩空气作用下经提升管2下部管口进入，经由出水口B提升排出；
步骤三：随着泵体1内液体持续排出，液位下降至排出终了液位L2时，U型管3内液体排空，压缩空气又从泄压口C泄压排出，泵体内处于无压状态，液体在静压作用下又从进水口A进入泵体1内，这样周而复始，从而实现液体的提升；
所述的泵体1内径为Φ，排出液位高度为H，从而可以计算出每个周期固定排出液体量为：V=(π×Φ2×H)/4，从而实现液体的定量计量；压缩空气流量经由节流阀7调节，通过调节进气流量，可以控制液体的每次排出时间，即提升周期，从而实现提升量的调节。
积极有益效果：本发明具有如下优点：利用污水处理装置曝气风机提供气源驱动，无需另外增加动力；结构简单，没有运动部件，无需维修，安装使用方便；提升量可在20L/h—1000L/h之间定量连续可调，可适应不同污水处理能力；气力驱动定量提升装置与气提装置原理不同，本装置提升高度取决于驱动气体的压力，不受淹没深度的影响；提升量相同时，所耗气量远低于气提装置，理论上可达到同体积气体提升同体积液体。本发明用途广泛，可在各种场合代替提升泵，可用于污水处理设备污水提升、硝化液回流、污泥回流及排泥；适应范围广，流量可定量调节，节能高效；安装使用方便，无需维护。对于提倡节能减排的当下，该发明具有广阔的应用前景。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
泵体1、提升管2、 U形管3、 止水片4、 紧固螺钉5、 气管快速接头6、 节流阀7、进水口A、出水口B、泄压口C、气源进口D、淹没液位L、排出开始液位L1、排出终了液位L2、排出液体高度H、泵体内径Φ。
具体实施方式
下面结合附图及实施例，对本发明做进一步的说明：
如图1所示，一种气力驱动定量提升装置，包括泵体1，泵体1内部设置有提升管2，以及一端穿插在提升管2中部的U形管3；
如图1所示，所述的泵体1内下端设有橡胶止水片4，止水片4利用紧固螺钉5固定在泵体1内部底面上；
如图1所示，所述的泵体1上部设置有气管快速接头6，以及通过尼龙软管与气管快速接头6连接的节流阀7。
所述的泵体1、提升管2、U形管3均为耐腐蚀材料，包括PVC或塑料材质；不受污水腐蚀，耐腐性能好；没有可动部件，无磨损，使用寿命长。
实施例
如图1所示：当用于液体提升时，泵体1安装在待提升液体液面以下，使泵体有一定的淹没深度L，出水口B连接出水管道，气源处安装节流阀7，气源通过尼龙软管插入气源进口D；
当作为污水处理设备污水提升或回流使用时，因为污水处理设备都设置有曝气风机，利用曝气风机提供气源即可，无需外加动力；
如图1所示，当水位有一定的淹没深度L时，初始状态泵体内没有液体，压缩空气从节流阀7经由尼龙软管进入气源进口D，然后气体又经由 U形管3上方泄压口C进入提升管2，经由出水口B释放；
此时，由于泵体1内压缩空气自由释放，泵体1内处于无压状态，由于淹没液位L液体静压，止水片4翻转打开，待提升液体经由进水口A进入泵体1内；
随着泵体1内液位升高，当泵体1内液位达到排出开始液位L1时，泄压口C被液体淹没封闭，U型管内充满液体，由于泄压口C被封闭，压缩空气在泵体内聚集，泵体内压力升高，止水片4在压力作用下封闭，泵体内液体在压缩空气作用下经提升管2下部管口进入，经由出水口B提升排出；
随着泵体1内液体持续排出，液位下降至排出终了液位L2时，U型管3内液体排空，压缩空气又从泄压口C泄压排出，泵体内处于无压状态，液体在静压作用下又从进水口A进入泵体1内，这样周而复始，从而实现液体的提升；
如图1所示，泵体内径为Φ，排出液位高度为H，从而可以计算出每个周期固定排出液体量为：V=(π×Φ2×H)/4，从而实现液体的定量计量；
如图1所示，压缩空气流量经由节流阀7调节，通过调节进气流量，可以控制液体的每次排出时间，即提升周期，从而实现提升量的调节；
如上所述，液体的提升是由于压缩空气对泵体内液体施加压力实现，提升高度取决于压缩空气的压力，与淹没深度L无关，液位只需淹没泵体即可，这与常规气提或脉冲气提装置提升高度由淹没深度决定不同，从而实现更高的提升高度。
以上实施案例对于本发明进行了详细说明，但所述内容仅为本发明的优选实施方式，但本发明并不限于上述实施方式，在所述领域普通技术人员所具备的知识范围内，本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替代及改进等，均应视为本申请的保护范围。
Claims (7)
1.一种气力驱动定量提升装置，其特征在于：包括圆柱形泵体，设置在泵体顶部左侧上的气管快速接头，所述的气管快速接头通过管体上设置有节流阀的气体软管与气源装置连接；所述泵体内部设置有上端伸出泵体顶部的提升管，以及一端插在提升管的中间U形管；泵体的底部设置有止水装置。
2.根据权利要求1所述的一种气力驱动定量提升装置，其特征在于：所述的止水装置包括圆形橡胶材质的止水片，止水片通过紧固螺钉固定在泵体内部底面上，用于封堵泵体底部设置的进水口。
3.根据权利要求1或2所述的一种气力驱动定量提升装置，其特征在于：所述的泵体1底部设置的进水口为圆形进水口，通过橡胶止水片的反转开合实现液体单向进入泵体而不能从进水口排出。
4.根据权利要求1所述的一种气力驱动定量提升装置，其特征在于：所述的提升管一端插入泵体内部接近泵体底部，一端为出水口，出水口连接外部提升管道。
5.根据权利要求1所述的一种气力驱动定量提升装置，其特征在于：所述的节流阀7通过尼龙软管作为气体软管与泵体上部气管快速接头连接，为装置提供驱动气源，通过节流阀调节进气流量，实现提升量的调节。
6.根据权利要求1所述的一种气力驱动定量提升装置，其特征在于：所述的泵体、提升管、U形管均为耐腐蚀材料，包括PVC或塑料材质。
7.一种气力驱动定量提升装置的提升方法，其特征在于：包括以下步骤：
步骤一：用于液体提升时，泵体安装在待提升液体液面以下，使泵体有一定的淹没深度L，出水口连接出水管道，气源处安装节流阀，气源通过尼龙软管插入气管快速接头上的气源进口；
当水位有一定的淹没深度L时，初始状态泵体内没有液体，从气源处过来的压缩空气从节流阀经由尼龙软管进入气源进口，然后气体又经由U形管上方的泄压口进入提升管，经由出水口释放；由于泵体内压缩空气自由释放，泵体内处于无压状态，由于淹没液位L液体静压，止水片翻转打开，待提升液体经由进水口进入泵体内；
步骤二：随着泵体内液位升高，当泵体内液位达到排出开始液位L1时，泄压口被液体淹没封闭，U型管内充满液体，由于泄压口被封闭，压缩空气在泵体内聚集，泵体内压力升高，止水片在压力作用下封闭，泵体内液体在压缩空气作用下经提升管下部管口进入，经由出水口提升排出；
步骤三：随着泵体内液体持续排出，液位下降至排出终了液位L2时，U型管内液体排空，压缩空气又从泄压口泄压排出，泵体内处于无压状态，液体在静压作用下又从进水口进入泵体内，这样周而复始，从而实现液体的提升；
所述的泵体1内径为Φ，排出液位高度为H，从而可以计算出每个周期固定排出液体量为：V=(π×Φ2×H)/4，从而实现液体的定量计量；压缩空气流量经由节流阀调节，通过调节进气流量，可以控制液体的每次排出时间，即提升周期，从而实现提升量的调节。
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