CN219440762U - 一种自动分水器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种自动分水器，所述分水器包括分相罐和拱形弯管道。本实用新型结构简单，通过在重相出料口处管道上增加一个拱形弯管道，以及在拱形弯管道正上方和分相罐罐体上排气口相接的连通排气管道，消除了生产过程中可能产生的压差，巧妙避免了虹吸的发生，有利于正常的生产操作；根据分相罐内两种物料的比重，找到一个合适的两相分界面，可知此时两相液体水平高度，在分相罐的重相出口管道上做一个特定高度的拱形弯管道，进料口持续进料时，根据液体压强平衡原理在压强差的作用下轻重两相能持续自动排出，分相罐内两相分界面保持不变，不需要人工干预就可持续分离该轻重两相。

Description

一种自动分水器

技术领域

本实用新型涉及一种自动分水器，特别是利用液体压强平衡原理的自动分水器。

背景技术

在现有的化工生产过程中，有许多反应体系中会产生水，需要将水与其它溶剂分离开来。常规分水器是一个分相罐，利用溶剂和水的密度不同且难互溶形成上下分液层，从而使上层溶剂由溶剂出口排出，下层的水由分相罐底部排水管排出。原有的这种常规分水方法存在一些问题：分水过程需要有人实时看守，依靠手动排水，人工操作效率低下，容易出现误差，且人为操作稍有不当或有小的疏忽就会妨碍生产的连续正常进行。为了节约人工成本，同时避免操作不及时或者疏忽所带来的不良后果，本专利的发明人利用液体压强平衡原理优化得到了一种自动分水器。

实用新型内容

本实用新型的目的在于针对现有技术的不足，现提供一种有效分离密度不同且难互溶的溶剂的分相罐改进措施，改造出更能节约人工成本以及避免虹吸的自动分水器。

为解决上述的技术问题，本实用新型的技术方案如下：

一种自动分水器，其特征在于：所述分水器包括分相罐和拱形弯管道，所述分相罐罐体为一个下半身为圆锥形封头而上半身为圆柱筒体的组合型的空腔结构，所述分相罐包括筒体，所述筒体的顶部设置有排气口、清洗阀口和备用阀口，所述排气口上设置有连通排气管道与所述拱形弯管道连接；在所述筒体下部设置有支撑腿，在所述筒体顶部设置有顶盖，在所述筒体表面中部竖直设置有条形视镜，在所述筒体下部设置有锥形封头，锥形封头下部设置有重相出料口及连接在重相出料口上的出口管道，以及安装在出口管道上的放空阀，安装在筒体侧边中部的进料口和侧边上部的轻相出料口；所述拱形弯管道上安装了一个分水手阀和一个玻璃视镜；所述连通排气管道连接拱形弯管道与分相罐罐体上方排气口。

进一步地，所述分相罐下方的出口管道上的放空阀两端处连接一个增加的拱形弯管道。

进一步地，所述分相罐增加的拱形弯管道一定是正上方与罐体上方排气口通过一个连通排气管道相接。

进一步地，所述分相罐增加的拱形弯管道高度由液体压强平衡原理确定：

其中，ρ₁为重相液体密度，ρ₂为轻相液体密度，h₁为拱形弯管道水平高度，h₂为分相罐内两相分界面至上液面的水平高度，h₃为分相罐内两相分界面至地面的水平高度，若ρ₁、ρ₂、h₂、h₃已知即可确定拱形弯管道水平高度h₁。

进一步地，所述自动分水器适用不限于本实用新型实施例中的分离甲苯和水，还适用于一切可用分相罐分离的两相。

本实用新型的有益效果为：

本实用新型通过在重相出料口处出口管道上增加一个拱形弯管道以及在拱形弯管道正上方与分相罐罐体上排气口相接的连通排气管道，消除了生产过程中可能产生的压差，巧妙避免了虹吸的发生，有利于正常的生产操作；根据灌入分相罐内两种物料的比重，找到一个合适的两相分界面，可知此时两相液体水平高度，在分相罐的重相出口管道上做一个特定高度的拱形弯管道，进料口持续进料时，根据液体压强平衡原理在压强差的作用下轻重两相能持续自动排出，分相罐内两相分界面保持不变，不需要人工干预就可持续分离该轻重两相。

附图说明

下面结合附图对本实用新型做进一步说明。

图1为本实用新型自动分水器的结构示意图

其中，附图标记如下：1-筒体，2-支撑腿，3-顶盖，4-条形视镜，5-锥形封头，6-重相出料口，7-出口管道，8-放空阀，9-进料口，10-轻相出料口，11-排气口，12-清洗阀口，13-备用阀口，14-拱形弯管道，15-分水手阀，16-玻璃视镜，17-连通排气管道。

实施方式

下面将结合本实用新型的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，以下所描述的实施例只是本实用新型的一部分实施例，不是全部实施例。基于本实施例，本领域的普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所得到的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

如图1所示，一种优化后的自动分水器，所述分水器包括分相罐和拱形弯管道；所述分相罐罐体为一个下半身是锥形封头而上半身为圆柱筒体的组合型的空腔结构，所述分相罐包括筒体1，所述筒体1的顶部设置有排气口11、清洗阀口12和备用阀口13，所述排气口11上设置有连通排气管道17与所述拱形弯管道14连接；在所述筒体1下部设置有起支撑作用的支撑腿2，在所述筒体1顶部设置有顶盖3，在所述筒体1表面中部竖直设置有条形视镜4，所述条形视镜4上有刻度线，用于观察两相分界面的液面高度，在所述筒体1下部设置有锥形封头5，所述锥形封头5可使介质通过时均匀改变速度，便于卸净粘稠液体和含固体颗粒物料，利于重相液体排出，锥形封头5下部设置有重相出料口6及连接在重相出料口6上的出口管道7，以及安装在出口管道7上的放空阀8，所述放空阀8常关，只有在需排空分相罐内液体时打开，还有安装在所述筒体1侧边中部的进料口9和侧边上部的轻相出料口10；所述拱形弯管道14上安装了一个分水手阀15和一个玻璃视镜16，分水手阀15用于控制液体流量，玻璃视镜16用于观测出口管道中的液体流动情况；所述分相罐下方的出口管道7上的放空阀8两端处连接一个增加的拱形弯管道14；所述连通排气管道17连接拱形弯管道14正上方与分相罐罐体上方排气口11。

所述自动分水器的使用：从分相罐进料口9持续灌入两相混合液，两相因密度不同且难互溶而上下分层，出口管道上的放空阀8常关，罐体上方排气口11是打开的，其余清洗阀口12、备用阀口13常关，打开拱形管道14上的分水手阀15，重相液体充满拱形管道14，当分相罐内两相的分界面达到一定高度，轻相液体液面能没过轻相出料口10，罐内液体压强大于拱形管道最高处液体压强时，重相液体可自动经重相出料口6从拱形管道14处排出，轻相液体也可从轻相出料口10排出，当罐内液体压强小于拱形管道最高处液体压强时，此时轻相液体液面若高于轻相出料口10，则还会继续排出轻相液体至液面低于轻相出料口10，重相液体则不会继续排出，而是等待进料口持续进料至罐内两相分界面达到一定高度，轻相液体液面能没过轻相出料口10，罐内液体压强大于拱形管道14最高处液体压强，轻重两相液体才会继续排出。该自动分水器系统处于一个动态平衡状态。

具体工作流程如下：

本实用新型用于对甲苯和水进行分离，甲苯和水的混合物从进料口9进入分相罐，根据两相密度不同，水的比重为1，甲苯为0.87，且甲苯难溶于水，甲苯与水可自行分层，甲苯质轻在上层，水较重会沉在下层。在本实施例中，所述分相罐实测轻相出料口10的水平高度为1900mm，条形视镜4刻度为0处距地面水平高度为975mm，观察条形视镜4两相分界面在刻度不超过200mm的区间为宜，此为实际经验值，当两相分界面在进料口9下方位置最佳。在放空阀8与分水手阀15都关闭的情况下，打开进料口9持续灌入甲苯和水的混合物至刚好能没过轻相出料口10，观察条形视镜4两相分界面的液面，设定两相分界面至地面的水平高度为h₃，两相分界面至上液面的水平高度为h₂，由液体压强平衡原理：

可计算出所需要的拱形弯管道14距地面的水平高度h₁的值，例如本实施例中按上述操作我们观察到条形视镜4两相分界面的液面刻度为150mm，即h₃=975mm+150mm=1125mm，h₂=1900mm-h₃=775mm，由上公式可计算出h₁为1799mm，作为设计的拱形弯管道14的高度，但是在实际的生产操作中，由于有温度、杂质等其它因素的影响，在拱形弯管道14的水平高度h₁为1799mm时，进料口9持续进料，条形视镜4两相分界面的刻度值不一定就为150mm，会受这些因素的影响而有小的波动，但是总是会维持在一个稳定的液面高度，在不需要人工看守的情况下，轻相出料口10和重相出料口6能持续分别排出甲苯和水，能持续对甲苯和水进行分离，可通过玻璃视镜16观察排水情况。在进料初期，较重的下方水层高度若未达到限定的高度，即条形视镜4两相分界面的刻度值小于150mm，甲苯层高度也未达到没过轻相出料口10的高度，则罐内液体的压强小于拱形弯管道14最高处液体的压强，下方重相出口管道7是无法将水排出的，进料口9持续进料，只有当水层高度达到了限定的高度，即条形视镜4两相分界面的刻度值大于或等于150mm，且上方甲苯层也刚好能没过轻相出料口10高度，罐内液体的压强大于拱形弯管道14最高处液体的压强，此时水刚好能从下方重相出料口6排出，甲苯也刚好能从轻相出料口10排出。为了维持罐内液体的压强与拱形弯管道14最高处液体的压强平衡，进料口9持续进料，分相罐内两相分界液面会自动维持在一定的高度，轻相出料口10和重相出料口6能持续分别排出甲苯和水，不需要人工看守就能持续分离甲苯和水，解决了节约人工成本，巧妙避免了虹吸，同时避免操作不及时或者疏忽给连续生产过程所带来的不良后果等问题。

本实用新型未尽事宜为公知技术。

上述实施例只是为了说明本实用新型的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本实用新型的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡是根据本实用新型精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种自动分水器，其特征在于：所述分水器包括分相罐和拱形弯管道，所述分水器包括（1）-筒体，（2）-支撑腿，（3）-顶盖，（4）-条形视镜，（5）-锥形封头，（6）-重相出料口，（7）-出口管道，（8）-放空阀，（9）-进料口，（10）-轻相出料口，（11）-排气口，（12）-清洗阀口，（13）-备用阀口，（14）-拱形弯管道，（15）-分水手阀，（16）-玻璃视镜，（17）-连通排气管道；所述分相罐罐体为一个下半身为圆锥形封头而上半身为圆柱筒体的组合型的空腔结构，所述分相罐包括筒体（1），所述筒体（1）的顶部设置有排气口（11）、清洗阀口（12）和备用阀口（13），所述排气口（11）上设置有连通排气管道（17）与所述拱形弯管道（14）连接；在所述筒体（1）下部设置有支撑腿（2），在所述筒体（1）顶部设置有顶盖（3），在所述筒体（1）表面中部竖直设置有条形视镜（4），在所述筒体（1）下部设置有锥形封头（5），锥形封头（5）下部设置有重相出料口（6）及连接在重相出料口（6）上的出口管道（7），以及安装在出口管道（7）上的放空阀（8），安装在筒体（1）侧边中部的进料口（9）和侧边上部的轻相出料口（10）；所述拱形弯管道（14）上安装了一个分水手阀（15）和一个玻璃视镜（16）；所述连通排气管道（17）连接拱形弯管道（14）与分相罐罐体上方排气口（11）。

2.按照权利要求1所述的自动分水器，其特征在于：所述分相罐下方的出口管道(7)上的放空阀 (8)两端处连接一个增加的拱形弯管道(14)。

3.按照权利要求1所述的自动分水器，其特征在于：所述分相罐增加的拱形弯管道（14）一定是正上方与罐体上方排气口(11)通过一个连通排气管道(17)相接。

4.按照权利要求1所述的自动分水器，其特征在于：所述分相罐增加的拱形弯管道（14）高度由液体压强平衡原理确定：其中，ρ₁为重相液体密度，ρ₂为轻相液体密度，h₁为拱形弯管道（14）水平高度，h₂为分相罐内两相分界面至上液面的水平高度，h₃为分相罐内两相分界面至地面的水平高度，若ρ₁、ρ₂、h₂、h₃已知即可确定拱形弯管道（14）水平高度h₁。