CN214861408U - 浓密机沉降槽用二次喷射溢流稀释装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种浓密机沉降槽用二次喷射溢流稀释装置，稀释装置包括槽体，槽体内还依次连接有进液管、溜槽、稳流筒，所述稳流筒位于槽体中心，溜槽前端底部位于进液管的旁侧开设有稀液进液口，稀液进液口中连接有抽吸泵，所述进液管包括连接至溜槽的出液端、背向出液端延伸并伸出槽体外侧的浓液进液端，进液管的管身上还连接有向上延伸的清液进液段，所述进液管内位于进液端和清液进液段的出液口之间的位置处具有缩口部，缩口部的口径小于进液管的内径而形成第一喷射口，所述进液管的出液端的口径小于进液管的内径而形成第二喷射口。完全避免了可能形成的内高外低的液位差，不再造成短路现象，传质交换更充分，混合更均匀。

Description

浓密机沉降槽用二次喷射溢流稀释装置

技术领域

本实用新型涉及一种浓密机沉降槽用二次喷射溢流稀释装置。

背景技术

现有技术中的浓密机沉降槽的稀释装置，包括槽体，以及设置在槽体的槽体中间位置的稳流筒，槽体内还依次连接有浓液进料管、混合喷嘴、U型溜槽、其中U型溜槽的前侧底部设于连通槽体的清液进液口，清液进液口处安装有抽吸泵，上述的浓液进料管偏心连接在U型溜槽的前端，同时在溜槽顶部引入稀液进料管，将上游清液排入至溜槽内。

实际工作过程中，上述的各个部分结构均设置在槽体的液面以下的位置处，浓稠流体自浓液进料管泵入，通过混合喷嘴喷入U型溜槽内，与此同时抽吸泵工作，将槽体内的上部清液抽入至溜槽内，上游清液自稀液进料管流入U型溜槽内，三种流体在U型溜槽内混合后，进入稳流筒，经由絮凝剂的混合，固体物质下降并沉降至槽体底部，清液则自稳流筒的顶部溢流而出，向外外出，此过程在循环不间断稀释过程中，各处流体液面基本处于不变的位置，形成溢流稀释循环。

但是上述的稀释装置存在如下问题：(1)现有的自浓密机沉降槽的顶部开孔引入溢流到溜槽的开放式引入方式存在多种不确定性，如引入位置不确定，也就是上游清液自稀液进料管流入溜槽内时，稀液进料管的位置悬伸在溜槽内，或在溜槽前端附近、或在溜槽后端附近，不管悬伸在哪个位置，都可能形成内高外低的液位差(即槽体液面高度低于溜槽内液面高度)，特别是在当轴流泵失效而停止运转时，溢流从清液进液口直接排入至槽体内，造成部分或者全部短路，特别是在溜槽前端靠近清液进液口的位置处，短路现象十分明显。这是由于稀液进料管悬伸在溜槽内时，无论处于哪个位置，溜槽内的流速均较小、压力较大，相对应的便导致溜槽内的液面高度增加，当溜槽内的液面高度高于槽体内的液面高度时，溜槽内的液体会从清液进液口流出，从而形成短路问题。

(2)稀液进料管设置在溜槽前端位置处，容易造成短路，靠后时过流距离较短，混合不均匀，传质交换不充分，达不到洗涤的理想效果。

(3)不能充分形成内高外的液位差，自压稀释流量不足，稀释比例不达标，固液比达不到工艺要求，沉降分离速度慢，絮凝剂消耗增加。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种浓密机沉降槽用二次喷射溢流稀释装置，以解决现有技术中的浓密机沉降槽连续稀释装置的稀液进料管直接通入溜槽内，导致的溜槽内短路以及传质交换不充分的问题。

为了解决上述问题，本实用新型所涉及的浓密机沉降槽用二次喷射溢流稀释装置采用以下技术方案：

稀释装置包括槽体，槽体内还依次连接有进液管、溜槽、稳流筒，所述稳流筒位于槽体中心，溜槽前端底部位于进液管的旁侧开设有稀液进液口，稀液进液口中连接有抽吸泵，所述进液管包括连接至溜槽的出液端、背向出液端延伸并伸出槽体外侧的浓液进液端，进液管的管身上还连接有向上延伸的清液进液段，所述进液管内位于进液端和清液进液段的出液口之间的位置处具有缩口部，缩口部的口径小于进液管的内径而形成第一喷射口，所述进液管的出液端的口径小于进液管的内径而形成第二喷射口。

进一步的，所述缩口部由固定在进液管内的缩口板与进液管合围形成，缩口板为布置在清液进液段的下方，并自浓液进液端向出液端的方向倾斜向下延伸的斜板结构，所述缩口板与进液管的下侧管壁之间合围形成所述第一喷射口，缩口板与进液管的上侧管壁合围形成清液进液段的出口。

进一步的，所述清液进液段自上至下朝向第二喷射口的方向倾斜延伸。

进一步的，缩口部由固定在进液管内的锥形板形成，锥形板的扩口侧与进液管的管壁连接，锥形板的缩口侧形成所述第一喷射口。

进一步的，清液进液段的高度H满足：其内液面最大高度h₁与第一喷射口的流速V₂的关系为：P₁+ρgh₁+1/2ρV₁ ²＝P₂+ρgh₂+1/2ρV₂ ²,而使清液进液段内的清液能够自压压入进液管内。

进一步的，稀液进液口的正下方悬吊有锥形盖板，所述锥形盖板的中间位置向上凸起。

本实用新型的有益效果如下：相比于现有技术，本实用新型所涉及的稀释装置，在实际的工作过程中，区别于现有技术中的三种流体在溜槽内进行混合，将上游清液直接流入至进液管内，引入位置确定，排出了诸多的不确定性，完全避免了可能形成的内高外低的液位差，不再造成短路现象；同时利用两次喷射的混合方式，使传质交换在进液管内就已经开始，形成两次强烈的湍流运动，传质交换更充分，混合更均匀。同时，进液管的二次喷射、各个溢流方式的设置采用类似U形管连通器的输送类型，压差稳定，流量波动小，混合比例可控，工艺过程因而更加稳定。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍：

图1为本实用新型的浓密机沉降槽用二次喷射溢流稀释装置的具体实施例1结构示意图；

图2为图1的右视图；

图3为图1中的进液管的截面图；

图4为本实用新型的稀释装置的实施例2的进液管的截面图。

附图标记说明：1-槽体；2-稳流筒；3-溜槽；4-进液管；5-抽吸泵；6-溢流口；7-排出口；8-稀液进液口；9-锥形盖板；10-进液端；11-出液端；12-清液进液段；13-三通管；14-进液连接口；15-出液连接口；16-清液连接口；17-斜板；18-锥形板。

具体实施方式

为了使本实用新型的技术目的、技术方案和有益效果更加清楚，下面结合附图和具体实施例对本实用新型的技术方案作出进一步的说明。

本实用新型所涉及的浓密机沉降槽用二次喷射溢流稀释装置的具体实施例，如图1至图3所示，该稀释装置包括槽体1，槽体1内还依次连接有进液管4、溜槽3、稳流筒2，定义连接为自左向右连接，则稳流筒2固定在槽体1的中间位置，稳流筒2上下贯通，下部插入至槽体1的液面以下，稳流筒2的上端沿左侧具有溢流口6，溢流口6主要是用于供溜槽3内的混合流体溢流至紊流筒内；槽体1的右侧壁上具有排出口7，该排出口7沿也为溢流结构，用于在槽体1内液位达到最大高度时，槽体1内的上侧清液自排出口7溢流而出。

溜槽3连接在稳流筒2的左侧，整体位U型长槽式结构,且溜槽3的底部为沿自左向右的方向逐渐向下倾斜的斜面。溜槽3的左端连接有进液管4，进液管4的右端口为出液口，左端口为伸出槽体1外侧进液口，进液管4设置在溜槽3的左侧壁的前后方向上的中间位置旁侧。在溜槽3的底部且位于进液管4的旁侧开设有稀液进液口8，稀液进液口8中连接有抽吸泵5，用于将槽体1内的流体抽入至溜槽3内。

对于上述的进液管4来说，进液管4包括连接至溜槽3的出液端11、背向出液端11延伸并伸出槽体1外侧的浓液进液端10，进液管4的管身上还连接有向上延伸的清液进液段12，进液管4内位于进液端10和清液进液段12的出液口之间的位置处具有缩口部，缩口部的口径小于进液管4的内径而形成第一喷射口，所述进液管4的出液端11的口径小于进液管4的内径而形成第二喷射口。

具体的如图3所示，进液管4的中间位置处通过法兰连接有一个三通管13，该三通管13为进液管的一部分，三通管13的三个端口分别为向左延伸的进液连接口14、向右延伸的出液连接口15，以及斜向上延伸的清液连接口16，其中本实施例中的缩口部由固定在三通管13内的斜板17与三通管13合围形成，斜板17布置在清液连接口16的下方，并自进液连接口14向出液连接口15的方向倾斜向下延伸，斜板17与三通管13的下侧管壁之间合围形成所述第一喷射口，斜板13与三通管13的上侧管壁合围形成清液进液段12的出口。清液进液段自上至下朝向第二喷射口的方向倾斜延伸，避免流体交汇时产生的紊流堆积问题，利于流体混合。

对于抽吸泵5来说，稀液进液口8的正下方悬吊有锥形盖板9，锥形盖板9的中间位置向上凸设，可以防止抽吸泵5的叶轮对槽体1内的上部稀液的干扰，造成下部浊液上浮，锥形盖板9与稀液进液口8之间留有空间，大小满足流量，且锥形的设计可以防止固形物沉积。同时，在稀液进液口8内设置有引流板，该引流板位于抽吸泵5的叶轮的上部，该引流板本有2个以上，通常为3个或4个居多，该引流板可以加强轴向流量及压力，与抽吸泵5组合强化溜槽3内外的压力差。

而清液进液段12的高度H满足：其内部的液面最大高度h₁与第一喷射口的流速V₂的关系为：P₁+ρgh₁+1/2ρV₁ ²＝P₂+ρgh₂+1/2ρV₂ ²,而使清液进液段12内的清液能够自压压入进液管4内。

该稀释装置的工作流程如下：浓稠流体自进液管4的进液口通入，经由第一喷射口喷出，上游清液由清液进液段12流入，与第一喷射口喷出处的浓稠流体进行一次混合后进入二次喷射口，经由二次喷射口喷出后，溜槽3内的左侧位置处位于二次喷射口附近的流体被推向溜槽3的右侧，从而拉低了溜槽3左侧的液位高度，使槽体1内的稀液从稀液进液口8进入溜槽3内，此时通过抽吸泵5工作能够进一步的抽取更多的稀液，三相流体在溜槽3内混合后自稳流筒2的左侧溢流口6处流入稳流筒2内，经过稳流筒2的底部进入槽体1内，固体物下沉到底部排出，清液上浮留在槽体1内，达到最高位置时一部分从排出孔溢出，另一部分清液从稀液进液口8处继续进入循环状态。

上述的流程实现原理如下：以二次喷射口的位置处的液面高度为零点高度，本稀释装置供形成五个液位差，分别是清液进液段12内的液面高度h₁、槽体1内液面高度h₂、溜槽3左侧液面高度h₃、溜槽3右侧液面高度h₄和稳流筒2内部液体高度h₅。定义二次喷射口出的流体压力为P0，一次喷射口处的流体压力为P2,清液进液段12内的压力为P1,为了保证两次喷射混合的进行，三处压力大小需满足P0<P2<P1。

当浓稠的流体由泵压入进液管4的进液端10内后，流体以一个基本固定的流量和流速从第一喷射口喷出，而上游清液则从清液进液段12流入，在这个流程中，清液进液段12内的清液也是常压的，为了保证清液进液段12内的流体不反流，务必保证上游清液的液面高度h₁的液位差，根据伯努利方程：P₁+ρgh₁+1/2ρV₁ ²＝P₂+ρgh₂+1/2ρV₂ ²，如果第一喷射口的流速为4.43m/s，那么h₁要等于大于1m，反之如果工艺中h₁达不到1m时，则必须要改变一次喷射口的流速，这可以通过改变截面积来实现，而因此喷射口的截面积与进液管4的截面积具有一个比例关系，这与进液端10流量和清液进液段12内的流量有关，同时满足伯努利方程式中对h₁液位的要求。另外由于清液进液段12的液体密度小于进液端10进入的液体密度，实际产生的液位差h₁要略大。

而经过一次混合后的液体自二次喷射口喷出，又会形成第二阶速度，根据伯努利方程式：P+ρgh+1/2ρV²＝C，C、P不变，V越大，h越小，因此h₃会小于h₂，同理，C、h不变，V越大，P越小，这时，根据U形管原理，槽体1内的稀液从稀液进液口8进入溜槽3内。同时满足P0<P2<P1。

进入中溜槽3内的混合液体，根据能量守恒定律，V产生的动能到达溜槽3右端附近时，转换为势能，产生h₄液位差，按U形管原理，液体向h₅低位端补位。

稳流筒2内的液体为混合后的混浊液，密度ρ₁大于槽体1的上部的稀清液密度ρ₂，按伯努力方程及U形连通器原理，液位也会由h₅向h₂补位，形成一个连续的工作循环过程。

上述流程满足伯努利方程；且由于进入溜槽3内的混合液体密度必然大于溢流液体密度和自压进入的清液密度；则在溜槽3内必然形成液位差，同时结合二次喷射技术形成更大的液位差；而抽吸泵5的设置则会进一步形成更大的液位差。该流程需要满足有最低限度的压力差，以确保喷射速度和溢流流量之间的平衡。

当然，作为辅助的，要加快已经混合的固体物和稀请液的分离，需要在清液进液段12内；二次喷射出口、溜槽3内靠右位置处、稳流筒2靠近溢流口6的位置处添加恶胎的凝结剂。

上述的各个流程的实现过程需要满足槽体1内的液位高度达到排出口7的高度，在此之前本申请所描述的流程无法形成，之前的过程只是液体从高位向低位的自由落体运动，不在本申请讨论范围内。

稀释装置的实施例2：与实施例1的不同之处在于，如图4所示，进液管内的缩口部的设置是由固定在三通管内的锥形板18形成，锥形板18的扩口侧与三通管的管壁连接，锥形板18的缩口侧形成所述第一喷射口。

稀释装置的实施例3：与实施例1的不同之处在于，进液管的缩口部可以直接将进液管的中间位置设计变径结构，内部截面积在此处变小来实现。

在其他实施例中，可以通过进液端加压调节一次喷射口处的流速；也可以通过泵压方式调节清液进液段内部的压力。

最后所应说明的是：上述实施例仅用于说明而非限制本实用新型的技术方案，任何对本实用新型进行的等同替换及不脱离本实用新型精神和范围的修改或局部替换，其均应涵盖在本实用新型权利要求保护的范围之内。

Claims (6)

1.浓密机沉降槽用二次喷射溢流稀释装置，包括槽体，槽体内还依次连接有进液管、溜槽、稳流筒，所述稳流筒位于槽体中心，溜槽前端底部位于进液管的旁侧开设有稀液进液口，稀液进液口中连接有抽吸泵，所述进液管包括连接至溜槽的出液端、背向出液端延伸并伸出槽体外侧的浓液进液端，其特征在于，进液管的管身上还连接有向上延伸的清液进液段，所述进液管内位于进液端和清液进液段的出液口之间的位置处具有缩口部，缩口部的口径小于进液管的内径而形成第一喷射口，所述进液管的出液端的口径小于进液管的内径而形成第二喷射口。

2.根据权利要求1所述的稀释装置，其特征在于，所述缩口部由固定在进液管内的缩口板与进液管合围形成，缩口板为布置在清液进液段的下方，并自浓液进液端向出液端的方向倾斜向下延伸的斜板结构，所述缩口板与进液管的下侧管壁之间合围形成所述第一喷射口，缩口板与进液管的上侧管壁合围形成清液进液段的出口。

3.根据权利要求2所述的稀释装置，其特征在于，所述清液进液段自上至下朝向第二喷射口的方向倾斜延伸。

4.根据权利要求1所述的稀释装置，其特征在于，缩口部由固定在进液管内的锥形板形成，锥形板的扩口侧与进液管的管壁连接，锥形板的缩口侧形成所述第一喷射口。

5.根据权利要求1-4任一项所述的稀释装置，其特征在于，清液进液段的高度H满足：其内液面最大高度h₁与第一喷射口的流速V₂的关系为：P₁+ρgh₁+1/2ρV₁ ²＝P₂+ρgh₂+1/2ρV₂ ²,而使清液进液段内的清液能够自压压入进液管内。

6.根据权利要求1-4任一项所述的稀释装置，其特征在于，稀液进液口的正下方悬吊有锥形盖板，所述锥形盖板的中间位置向上凸起。

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