CN209324369U - 一种真空排污垂直提升系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种真空排污垂直提升系统，解决了现有技术中垂直输送物料困难大、输送效率低的问题。本实用新型包括储气罐和空压机，还包括若干个串联的输送单元，储气罐分别与空压机、输送单元相连接，储气罐与空压机之间设有过滤器，储气罐与输送单元之间设有第一手动球阀和压力流量监测装置。本实用新型采用串联的多级输送单元，通过联动输送，实现大输送距离的垂直输送，适用于各类大埋深和垂直高度大的地方，压力容器内可通过增加改良剂或润滑剂，减少系统泵送阻力和堵塞，可较好地输送各类物料，提高了输送效率，具有较高的推广价值。

Description

一种真空排污垂直提升系统

技术领域

本实用新型涉及气动控制排渣技术领域，特别是指一种真空排污垂直提升系统。

背景技术

国内目前在垂直提升方式上有垂直输送机、各类离心泵串联泵送或柱塞泵串联泵送。在隧道施工过程中采用的各种掘进机，土体转运方法通常采用后配套编组列车方式进行携带出渣，利用吊运编组列车来实现间断性地出渣，降低了施工效率。对于竖井或深井在空间有限情况下，多数设备受限不易实现泵送出渣。现有排污方式存在以下问题：真空排污垂直提升存在逆向回流且垂直高度内提升渣土困难的问题；离心泵在输送物料过程中容易产生气蚀现象；柱塞泵在输送过程中采用的高压输送方式能量消耗大；螺杆输送物料过程中定子和转子磨损损耗及输送大颗粒物料困难。因此研制一种可以在一定的程度上增大泵送扬程的气动控制排渣系统很有必要。

实用新型内容

针对上述背景技术中的不足，本实用新型提出一种真空排污垂直提升系统及其排污方法，解决了现有技术中垂直输送物料困难大、输送效率低的问题。

本实用新型的技术方案是这样实现的：一种真空排污垂直提升系统，包括储气罐和空压机，还包括若干个串联的输送单元，储气罐分别与空压机、输送单元相连接，储气罐与空压机之间设有过滤器，储气罐与输送单元之间设有第一手动球阀和压力流量监测装置。

所述压力流量监测装置包括气体流量计、压力传感器和压力表，气体流量计、压力传感器和压力表均设置在储气罐与输送单元之间的管道上。

所述输送单元包括压力容器和拉瓦尔喷管真空发生器，压力容器和拉瓦尔喷管真空发生器相连接且两者之间设有气动闸阀V2，压力容器通过第一管道与储气罐相连接，拉瓦尔喷管真空发生器通过第二管道与储气罐相连接，压力容器上设有物料排放管道、物料吸入管道和改良剂添加管道。

所述第一管道上设有减压阀和加气气动球阀V6，第二管道上设有第二手动球阀和气动球阀V4，拉瓦尔喷管真空发生器上连接有消音器。

所述物料排放管道上设有排料气动闸阀V1，物料吸入管道上设有进料气动闸阀V3，改良剂添加管道上设有添加剂气动球阀V7和单向阀。

所述物料排放管道与下一级的物料吸入管道相连接。

所述压力容器上设有安全阀和压力监测装置；排料气动闸阀V1、气动闸阀V2、进料气动闸阀V3和气动球阀V4均为带接近开关的电磁阀。

一种真空排污垂直提升系统的排污方法，包括如下步骤：S1：压力容器抽真空：将排料气动闸阀V1和进料气动闸阀V3关闭，开启气动闸阀V2和气动球阀V4，空压机和其他阀门处于工作状态，对压力容器抽真空形成负压；

S2：压力容器进料：压力容器达到一定压力之后打开进料气动闸阀V3，物料经物料吸入管道被持续吸入压力容器，直至吸料完毕；

S3：压力容器排料：输送单元关闭气动闸阀V2和进料气动闸阀V3，开启排料气动闸阀V1，进行物料防逆流气力输送，输送速度和流量可通过调整第一管道上的减压阀的压力来实现；当管路堵塞，管道压力升高时及时开启反冲洗模式；

S4：重复步骤S1—S3，实现多输送单元联动排污。

所述步骤S1中的压力容器抽真空包括手动抽真空模式和自动抽真空模式；手动抽真空模式下，手动关闭排料气动闸阀V1和进料气动闸阀V3，手动开启气动闸阀V2和气动球阀V4；自动抽真空模式下，进料气动闸阀V3关闭，同时进料气动闸阀V3自身接近开关感应信号输出，气动闸阀V2打开，并将自身接近开关感应信号输出，气动球阀V4开启，压力容器内压力达到一定值之后排料气动闸阀V1打开，进行连续抽真空模式；

所述步骤S3中的反冲洗模式包括物料排放管道反冲洗模式和物料吸入管道反冲洗模式；物料吸入管道反冲洗模式时，在任意一个输送单元处于压力容器抽真空阶段开始时，开启进料气动闸阀V3和加气气动球阀V6，持续3~9秒，然后关闭进料气动闸阀V3和加气气动球阀V6，反复操作2~4次可实现物料吸入管道反冲；物料排放管道反冲洗模式时，在任意一个输送单元处于压力容器抽真空阶段开始时，开启排料气动闸阀V1，持续持续3~9秒，然后关闭排料气动闸阀V1，反复操作2~4次可实现物料排放管道反冲。

所述步骤S1—S4中，根据物料情况开启改良模式；改良模式时，需开启添加剂气动球阀V7，向压力容器中添加改良剂或润滑剂，对物料进行改良。

本实用新型利用正压压缩气体通过拉瓦尔喷管真空发生器将压力容器形成负压环境，从而使物料被吸入到压力容器内部。当渣土需要提升时，通过下一级的压力容器抽真空，本级压力容器正压压缩空气来实现气力输送，从而实现增大垂直提升高度和防止回流现象。本实用新型采用串联的多级输送单元，通过联动输送，实现大输送距离的垂直输送，适用于各类大埋深和垂直高度大的地方，压力容器内可通过增加改良剂或润滑剂，减少系统泵送阻力和堵塞，可较好地输送各类物料，提高了输送效率，具有较高的推广价值。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例，下面将对实施例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实用新型的一些实施例，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为本实用新型真空排污垂直提升系统工作示意图。

图2为本实用新型输送单元工作示意图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有付出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

如图1所示，实施例1，一种真空排污垂直提升系统，包括储气罐3和空压机1，还包括若干个串联的输送单元8，输送单元8的数量根据要输送的高度进行合理设置，输送单元8的结构相同，多个输送单元串联使用来实现大埋深高距离垂直泵送。储气罐3分别与空压机1、输送单元8相连接，用于产生压缩气体，提供动力。储气罐3与空压机1之间设有过滤器2，用于净化气体。储气罐3与输送单元8之间设有第一手动球阀5和压力流量监测装置，第一手动球阀实现手动开启与关闭，压力流量监测装置用于监测空压机与储气罐之间的压力。

如图2所示，所述压力流量监测装置包括气体流量计4、压力传感器7和压力表6，气体流量计4、压力传感器7和压力表6均设置在储气罐3与输送单元8之间的管道上。所述输送单元8包括压力容器8-6和拉瓦尔喷管真空发生器8-3，压力容器用以吸入物料和泵送物料存放，拉瓦尔喷管真空发生器8-3是正压压缩空气转换成负压环境的主要元器件；压力容器8-6和拉瓦尔喷管真空发生器8-3相连接且两者之间设有气动闸阀8-5（即V2），压力容器8-6通过第一管道11与储气罐3相连接，拉瓦尔喷管真空发生器8-3通过第二管道12与储气罐3相连接，压力容器8-6上设有物料排放管道13、物料吸入管道14和改良剂添加管道15。物料排放管道13用于压力容器中物料的排放，物料吸入管道14用于物料的进入，改良剂添加管道15用于往压力容器中添加改良剂或润滑剂，减少系统泵送阻力和堵塞，可较好地输送各类物料。

如图2所示，实施例2，一种真空排污垂直提升系统，所述第一管道11上设有减压阀8-11和加气气动球阀8-12（即V6），减压阀控制输送气体压力从而来控制系统输送物料的速度和通过调整输出压力大小来控制加气气动球阀的动作速度。第二管道12上设有第二手动球阀8-1和气动球阀8-2（即V4），拉瓦尔喷管真空发生器8-3上连接有消音器8-4，气动球阀用以开启和关闭压缩空气气源来实现拉瓦尔喷管真空发生器产生负压和正向泵送物料。

进一步，所述物料排放管道13上设有排料气动闸阀8-7（即V1），物料吸入管道14上设有进料气动闸阀8-8（即V3），改良剂添加管道15上设有添加剂气动球阀8-9（即V7）和单向阀8-10。所述物料排放管道13与下一级的物料吸入管道14相连接。所述压力容器8-6上设有安全阀8-15和压力监测装置；排料气动闸阀8-7（即V1）、气动闸阀8-5（即V2）、进料气动闸阀8-8（V3）和气动球阀8-2（即V4）均为带接近开关的电磁阀，并为刀型闸阀，三个刀形闸阀带有接近开关来切断压力容器的外界环境，并通过接近开关和压力传感器来联锁响应的气动球阀阀门动作，从而实现压力容器内真空吸料，正压排放输送物料。

以三个输送单元为例进一步说明，系统通过抽真空模式来实现物料的吸入，在垂直输送时，下一级完成抽真空模式后，上一级开启排放模式下进行物料的气力输送，这样可以减少管路物料反向流动，并提高单个输送单元扬程。当管路堵塞，管道压力升高时可以及时开启反冲洗模式，系统泵送困难开启改良模式减少系统泵送阻力，大高差输送时可串联多个输送单元来实现高扬程输送。一般情况下，初始时，在第一输送单元完成真空吸料模式时，后两级的输送单元完成抽真空模式。在第一输送单元需要正向气力输送时，第二输送单元也同时开启真空吸料模式，从而提高垂直泵送扬程。第一输送单元压力容器排空后，第二输送单元的压力容器充满。下次联动时，在第二输送单元需要正向气力输送时，第三输送单元也同时开启真空吸料模式，从而提高垂直泵送扬程，同时第一输送单元开启真空吸料模式。此时第二输送单元压力容器排空，第三输送单元的压力容器充满。再下次联动时，在第三输送单元需要正向气力输送并排空，第一输送单元需要正向气力输送时，第二输送单元也同时开启真空吸料模式。第三输送单元压力容器排空，第二输送单元压力容器充满，第一单元压力容器排空。这里仅是三个输送单元联动，当有三个或多个输送单元时，系统仍可以按照该联动进行连续动作。

其他结构与实施例1相同。

实施例3，一种真空排污垂直提升系统的排污方法，包括如下步骤：S1：压力容器抽真空：将排料气动闸阀8-7（即V1）和进料气动闸阀8-8（即V3）关闭，开启气动闸阀8-5（即V2）和气动球阀8-2（即V4），空压机和其他阀门处于工作状态，对压力容器抽真空形成负压；

S2：压力容器进料（即为真空吸料模式）：压力容器达到一定压力之后打开进料气动闸阀8-8（即V3），物料经物料吸入管道14被持续吸入压力容器，直至吸料完毕；

S3：压力容器排料：输送单元关闭气动闸阀8-5（即V2）和进料气动闸阀8-8（即V3），开启排料气动闸阀8-7（即V1），进行物料防逆流气力输送，输送速度和流量可通过调整第一管道11上的减压阀8-11的压力来实现；当管路堵塞，管道压力升高时及时开启反冲洗模式；

S4：重复步骤S1—S3，实现多输送单元联动排污。

步骤S1中的压力容器抽真空包括手动抽真空模式和自动抽真空模式；手动抽真空模式下，手动关闭排料气动闸阀8-7（即V1）和进料气动闸阀8-8（即V3），手动开启气动闸阀8-5（即V2）和气动球阀8-2（即V4）；自动抽真空模式下，进料气动闸阀8-8（即V3）关闭，同时进料气动闸阀8-8（即V3）自身接近开关感应信号输出，气动闸阀8-5（即V2）打开，并将自身接近开关感应信号输出，气动球阀8-2（即V4）开启，压力容器内压力达到一定值之后排料气动闸阀8-7（即V1）打开，进行多级输送单元的连续抽真空模式；

步骤S3中的反冲洗模式包括物料排放管道13反冲洗模式和物料吸入管道14反冲洗模式；物料吸入管道14反冲洗模式时，在任意一个输送单元8处于压力容器抽真空阶段开始时，开启进料气动闸阀8-8（即V3）和加气气动球阀8-12（即V6），持续数秒，可选3~9秒，然后关闭进料气动闸阀8-8（即V3）和加气气动球阀8-12（即V6），反复操作数次，可采用2~4次可实现物料吸入管道14反冲；物料排放管道13反冲洗模式时，在任意一个输送单元8处于压力容器抽真空阶段开始时，开启排料气动闸阀8-7（即V1），持续数秒，可选持续3~9秒，然后关闭排料气动闸阀8-7（即V1），反复操作数次，可选2~4次可实现物料排放管道13反冲。

步骤S1—S4中，根据物料情况开启改良模式；改良模式时，需开启添加剂气动球阀8-9（即V7），向压力容器中添加改良剂或润滑剂，对物料进行改良。

步骤S3中的压力容器排料包括手动排放模式和自动排放模式；手动排放模式下下一级输送单元已经实现其压力容器抽真空之后，本级输送单元关闭气动闸阀8-5（即V2）和进料气动闸阀8-8（即V3），开启排料气动闸阀8-7（即V1），进行物料防逆流气力输送，垂直提升时需要上一级和下一级联合使用，进行高扬程提升排污；自动排放模式下，下一级提前完成罐体抽真空之后，上一级完成真空吸料，后台控制器控制本级输送单元关闭气动闸阀8-5（即V2）和进料气动闸阀8-8（即V3），开启排料气动闸阀8-7（即V1），可进行物料防逆流气力输送，输送速度和流量可通过调整本级输送单元对应的管路上减压阀的压力来实现。此后上下两级来回交替真空吸料和真空模式，从而实现系统进行连续抽排放模式，直至送料完毕，排放模式完毕后自动进入自动真空模式。

其结构与实施例2相同。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种真空排污垂直提升系统，包括储气罐（3）和空压机（1），其特征在于：还包括若干个串联的输送单元（8），储气罐（3）分别与空压机（1）、输送单元（8）相连接，储气罐（3）与空压机（1）之间设有过滤器（2），储气罐（3）与输送单元（8）之间设有第一手动球阀（5）和压力流量监测装置。

2.根据权利要求1所述的真空排污垂直提升系统，其特征在于：所述压力流量监测装置包括气体流量计（4）、压力传感器（7）和压力表（6），气体流量计（4）、压力传感器（7）和压力表（6）均设置在储气罐（3）与输送单元（8）之间的管道上。

3.根据权利要求1或2所述的真空排污垂直提升系统，其特征在于：所述输送单元（8）包括压力容器（8-6）和拉瓦尔喷管真空发生器（8-3），压力容器（8-6）和拉瓦尔喷管真空发生器（8-3）相连接且两者之间设有气动闸阀（8-5），压力容器（8-6）通过第一管道（11）与储气罐（3）相连接，拉瓦尔喷管真空发生器（8-3）通过第二管道（12）与储气罐（3）相连接，压力容器（8-6）上设有物料排放管道（13）、物料吸入管道（14）和改良剂添加管道（15）。

4.根据权利要求3所述的真空排污垂直提升系统，其特征在于：所述第一管道（11）上设有减压阀（8-11）和加气气动球阀（8-12），第二管道（12）上设有第二手动球阀（8-1）和气动球阀（8-2），拉瓦尔喷管真空发生器（8-3）上连接有消音器（8-4）。

5.根据权利要求4所述的真空排污垂直提升系统，其特征在于：所述物料排放管道（13）上设有排料气动闸阀（8-7），物料吸入管道（14）上设有进料气动闸阀（8-8），改良剂添加管道（15）上设有添加剂气动球阀（8-9）和单向阀（8-10）。

6.根据权利要求5所述的真空排污垂直提升系统，其特征在于：所述物料排放管道（13）与下一级的物料吸入管道（14）相连接。

7.根据权利要求6所述的真空排污垂直提升系统，其特征在于：所述压力容器（8-6）上设有安全阀（8-15）和压力监测装置；排料气动闸阀（8-7）、气动闸阀（8-5）、进料气动闸阀（8-8）和气动球阀（8-2）均为带接近开关的电磁阀。