CN111151034B - 流量调节装置及混合澄清槽 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种流量调节装置及混合澄清槽。其中，所述流量调节装置包括：内部中空的筒体；底板，其与筒体底部连接；挡板，其设置在筒体内部并分别与底板和筒体内侧壁连接，且高度低于筒体；挡板将筒体的内部空间划分为相互连通的入口室和出口室，入口室设置有流体入口，出口室设置有流体出口；以及，空气管道，其与筒体顶部连通；其中，筒体通过空气管道与压力调节装置连接，以通过压力调节装置调节筒体内部压力，从而调节流体流量。所述流量调节装置通过调节筒体内部的压力，就可实现流体流量的连续、精确调节，并在一定流量范围内具有良好的调节性能；而且，所述流量调节装置无运动部件，可实现免维修，适用于调节放射性液体的输送流量。

Description

流量调节装置及混合澄清槽
技术领域
本发明涉及核燃料后处理技术领域，具体涉及一种流量调节装置，以及一种包括所述流量调节装置和混合澄清槽。
背景技术
在核燃料后处理领域中，用于处理放射性料液的设备及管道安装在具有厚混凝土屏蔽墙的设备室里，因此，设备应尽可能的少维修或免维修，以提高后处理设施运行安全性和稳定性的要求。
为了满足核燃料后处理厂连续稳定运行要求，部分工艺过程需要对料液的流量进行调节或控制，然而，由于现有的阀门内存在密封结构和运动部件需要检修，因此其在核燃料后处理厂中的应用受到限制，难以用于调节放射性液体的输送流量。因此，本领域亟待提出一种免维修的流量调节的装置，以解决上述技术问题。
发明内容
为了至少部分解决现有技术中存在的技术问题而完成了本发明。
解决本发明技术问题所采用的技术方案是：
本发明提供一种流量调节装置，放置在具有一定液位的流体的容器中，所述流量调节装置包括：
内部中空的筒体；
底板，其与所述筒体底部连接；
挡板，其设置在所述筒体内部并分别与所述底板和所述筒体内侧壁连接，且高度低于所述筒体；所述挡板将所述筒体的内部空间划分为相互连通的入口室和出口室，所述入口室设置有流体入口，所述出口室设置有流体出口；以及，
空气管道，其与所述筒体顶部连通；
其中，所述筒体通过所述空气管道与压力调节装置连接，以通过所述压力调节装置调节所述筒体内部压力，从而调节流体流量。
可选地，所述入口室与所述容器之间通过所述流体入口直接连通。
可选地，所述流体入口设置在所述筒体侧壁上，或者设置在所述入口室对应的底板上。
可选地，所述流体入口为设置在所述底板上的通孔。
可选地，所述出口室与所述容器之间通过所述底板分隔开；所述流量调节装置还包括：流体出口管道，其一端与所述流体出口连接，另一端伸出至所述容器之外。
可选地，所述流体出口设置在所述筒体侧壁上，或者设置在所述出口室对应的底板上。
可选地，所述压力调节装置包括：
真空管道，其与所述空气管道连通；以及，
真空泵，其与所述真空管道连接。
可选地，所述压力调节装置包括：
压力管道，其与所述空气管道连通；以及，
压力泵，其与所述压力管道连接。
本发明还提供一种混合澄清槽，包括：混合室、位于所述混合室下方的潜室，以及位于所述混合室侧面的澄清室，所述澄清室内设置有上述流量调节装置，且所述流量调节装置的流体出口与所述潜室连通，以调节所述混合澄清槽的回流量。
可选地，当水相需要回流时，所述流量调节装置的流体入口位于所述澄清室中两相界面下方；
当有机相需要回流时，所述流量调节装置的流体入口位于所述澄清室中两相界面上方。
有益效果：
本发明所述流量调节装置，通过调节筒体内部的压力，就可实现流体流量的连续、精确调节，并在一定流量范围内具有良好的调节性能；而且，所述流量调节装置无运动部件，可实现免维修，适用于调节放射性液体的输送流量。
附图说明
图1为本发明实施例提供的一种流量调节装置的平面示意图；
图2为本发明实施例提供的一种流量调节装置的剖面示意图；
图3为本发明实施例提供的另一种流量调节装置的平面示意图；
图4为本发明实施例提供的另一种流量调节装置的剖面示意图；
图5为本发明实施例提供的应用了图3和图4所示流量调节装置的混合澄清槽的结构示意图。
图中：1－筒体；2－挡板；3－流体入口；4－流体出口管道；5－空气管道；6－底板；7－容器；8－入口室；9－出口室；10－腔体；11－澄清室；12－两相界面；13－混合室；14－潜室。
具体实施方式
为使本领域技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图和实施例对本发明作进一步详细描述。
针对现有的阀门内存在密封结构和运动部件需要检修，导致其在核燃料后处理厂中的应用受到限制，难以用于调节放射性液体的输送流量的问题，本发明实施例提供了一种免维修的、可实现连续调节液体输送流量的流量调节装置。
如图1至图4所示，所述流量调节装置放置在具有一定液位的流体的容器7中，其包括：筒体1、底板6、挡板2和空气管道5。
其中，筒体1内部中空。底板6设置在筒体1的底部，并与筒体1底部连接。挡板2设置在筒体1内部，并分别与底板6和筒体1内侧壁连接；挡板2竖直设置，其高度低于筒体1；挡板2将筒体1的内部空间划分为相互连通的入口室8和出口室9，入口室8设置有流体入口3，出口室9设置有流体出口(图中未标出)；空气管道5与筒体1顶部连通。
而且，筒体1顶部与挡板2的顶部之间形成有充满空气的腔体10，而入口室8与出口室9都充有流体，二者通过腔体10连通。流体从流体入口3由容器7进入流量调节装置入口室8，并从挡板2溢流进入出口室9，然后通过流体出口流出。筒体1通过空气管道5与压力调节装置连接，以通过压力调节装置调节筒体内部压力(即腔体10内的压力)，从而连续调节流体流量。
本实施例所述流量调节装置中，筒体通过空气管道连接压力调节装置来调节筒体内部压力，当筒体内部压力增大时，其流出的流体的流量减小；当筒体内部压力减小时，其流出的流体的流量增大，从而实现流体流量的连续、精确调节，并具有良好的调节性能。而且，所述流量调节装置无运动部件，可实现免维修，适用于调节放射性液体的输送流量。
在一种具体实施方式中，入口室8与容器7之间通过流体入口3直接连通，以使得容器7中的流体可通过流体入口3直接进入入口室8内。
流体入口3可设置在筒体1侧壁上，也可设置在与入口室8对应的底板6上，其具体设置位置可根据实际应用场合来设定。
图2和图4示出了流体入口3设置在底板6上。在图2中，流体入口3为半圆形，其面积与入口室8对应的那部分底板6的面积相同，换言之，将整个底板6对应于入口室8的那一半挖空以形成流体入口3；在图3中，流体入口3为一通孔，该通孔形成在与入口室8对应的底板6上。当然，图2和图4仅仅是两种特殊情况的示例，流体入口3还可以为其他形状和尺寸。
当流体入口为一通孔时，流体流量主要取决于流体入口的通孔直径和通孔两侧的压力差，具体地，在一定流量范围内，流体流量与通孔直径的平方和通孔两侧的压力差的平方根成正比。对于某一特定流量调节装置，通孔的孔径通常是固定的，而通孔两侧的压力差可以通过筒体内部压力来调节，因此可通过调节筒体内部压力，连续、精确地调节流体流量，并具有良好的调节性能。
下面结合图3和图4详细说明所述流量调节装置的原理：
在一定流量范围内，流体流量与流体入口3的通孔直径和通孔两侧的压力差存在以下关系：
Figure BDA0002354961140000051
式(1)中：
Q——流体流量；
k——常数；
d0——流体入口3的通孔直径；
△P——通孔两侧压差；
γ——流体密度。
在本发明中，忽略流体在流体入口3处以外的流动阻力，容器7内的压力、容器7和流量调节装置的筒体1内的液位恒定，因此通孔两侧压差仅与流量调节装置的筒体内的压力有关。对某一特定装置，流体入口3的通孔直径通常是固定的。因此，通过调节装置内部的压力，可以连续的精确调节液体流量，并具有良好的调节性能。
在一种具体实施方式中，出口室9与容器7之间通过底板6分隔开，以使得出口室9与容器7不能直接连通。
如图2和图4所示，所述流量调节装置还包括：流体出口管道4，其一端与流体出口连接，另一端伸出至容器7之外。
流体出口可设置在筒体1侧壁上，也可设置在与出口室9对应的底板6上，其具体设置位置可根据实际应用场合来设定。
图2和图4示出了与流体出口管道4连接的流体出口设置在筒体1侧壁上。当然，流体出口还可设置在与出口室9对应的底板6上。
在一种具体实施方式中，所述压力调节装置包括：真空管道和真空泵。
其中，真空管道与空气管道5连通，真空泵与真空管道连接。真空泵依次通过真空管道和空气管道5与筒体1内的腔体10相连，并对腔体10进行抽气，从而调节腔体10内的压力。由于真空泵为现有成熟设备，故对其具体结构不再赘述。
在一种具体实施方式中，所述压力调节装置包括：压力管道和压力泵。
其中，压力管道与空气管道5连通，压力泵与压力管道连接。压力泵依次通过压力管道和空气管道5与筒体1内的腔体10相连，并向腔体10输出具有一定压力的气体，从而调节腔体10内的压力。由于压力泵为现有成熟设备，故对其具体结构不再赘述。
本实施例所述流量调节装置，在筒体内部设置挡板，在筒体顶部设置与压力调节装置相连的空气管道，流体从流体入口进入，再从挡板溢出并从流体出口流出，流体的流量随着筒体内部压力改变而变化，从而通过改变装置内部的压力，可以连续的调节流体流量，并具有良好的调节性能，且装置本身无运动部件，可实现免维修，特别适用于核燃料后处理中流体流量调节控制领域的需要。
本发明实施例还提供了一种混合澄清槽。如图5所示，所述混合澄清槽包括：混合室13、位于混合室13下方的潜室14，以及位于混合室13侧面的澄清室11；澄清室11中具有两相界面12；混合室13中设置有搅拌桨。
其中，澄清室11中设置有上一实施例所述的流量调节装置，且流量调节装置的流体出口与潜室14连通，以调节混合澄清槽的回流量。
具体地，如图5所示，澄清室11相当于前一实施例中的容器7，流量调节装置的空气管道5伸出至澄清室11之外，流体入口3设置在与入口室8对应的底板6上，流体出口设置在筒体1侧壁上，并通过流体出口管道4与潜室14连通。
需要说明的是，虽然图5仅示出了混合澄清槽应用图3和图4所示流量调节装置，但本发明不限制于此，混合澄清槽还可以应用图1和图2所示流量调节装置，抑或是本发明保护范围内的其他结构的流量调节装置。由于混合澄清槽属于现有成熟设备，故对于其中的混合室13、潜室14和澄清室11的具体结构不再赘述。
对于安装在澄清室11中的流量调节装置而言，流体入口3的位置根据需要回流的相而定：
当水相需要回流时，流量调节装置的流体入口3位于澄清室11中两相界面12下方；
当有机相需要回流时，流量调节装置的流体入口3位于澄清室11中两相界面12上方。
本实施例所述混合澄清槽，由于应用了前一实施例中的流量调节装置，通过调节筒体1中腔体10内的压力，就可实现回流量的连续调节。
可以理解的是，以上实施方式仅仅是为了说明本发明的原理而采用的示例性实施方式，然而本发明并不局限于此。对于本领域内的普通技术人员而言，在不脱离本发明的精神和实质的情况下，可以做出各种变型和改进，这些变型和改进也视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种流量调节装置，放置在容纳有流体的容器中，其特征在于，所述流量调节装置包括：
内部中空的筒体；
底板，其与所述筒体底部连接；
挡板，其设置在所述筒体内部并分别与所述底板和所述筒体内侧壁连接，且高度低于所述筒体；所述挡板将所述筒体的内部空间划分为相互连通的入口室和出口室，所述入口室设置有流体入口，所述出口室设置有流体出口；以及，
空气管道，其与所述筒体顶部连通；
其中，所述筒体通过所述空气管道与压力调节装置连接，以通过所述压力调节装置调节所述筒体内部压力，从而调节流体流量。
2.根据权利要求1所述的流量调节装置，其特征在于，所述入口室与所述容器之间通过所述流体入口直接连通。
3.根据权利要求2所述的流量调节装置，其特征在于，所述流体入口设置在所述筒体侧壁上，或者设置在所述入口室对应的底板上。
4.根据权利要求3所述的流量调节装置，其特征在于，所述流体入口为设置在所述底板上的通孔。
5.根据权利要求1所述的流量调节装置，其特征在于，所述出口室与所述容器之间通过所述底板分隔开；所述流量调节装置还包括：流体出口管道，其一端与所述流体出口连接，另一端伸出至所述容器之外。
6.根据权利要求5所述的流量调节装置，其特征在于，所述流体出口设置在所述筒体侧壁上，或者设置在所述出口室对应的底板上。
7.根据权利要求1所述的流量调节装置，其特征在于，所述压力调节装置包括：
真空管道，其与所述空气管道连通；以及，
真空泵，其与所述真空管道连接。
8.根据权利要求1所述的流量调节装置，其特征在于，所述压力调节装置包括：
压力管道，其与所述空气管道连通；以及，
压力泵，其与所述压力管道连接。
9.一种混合澄清槽，包括：混合室、位于所述混合室下方的潜室，以及位于所述混合室侧面的澄清室，其特征在于，所述澄清室内设置有如权利要求1-8中任一项所述的流量调节装置，且所述流量调节装置的流体出口与所述潜室连通，以调节所述混合澄清槽的回流量。
10.根据权利要求9所述的混合澄清槽，其特征在于，
当水相需要回流时，所述流量调节装置的流体入口位于所述澄清室中两相界面下方；
当有机相需要回流时，所述流量调节装置的流体入口位于所述澄清室中两相界面上方。
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