CN2654909Y - 利用水泵从负压容器内排液的装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种利用水泵从负压容器内排液的装置，解决了现有装置基建和设备投资大、动力要求高、排液流量小、负压容器不能远距离输送液体的问题。本实用新型由水泵、气液分离器和排气装置通过管道连接组成液位计回路，水泵的进口连接气液分离器的下部，出口连接排气装置，排气装置的另一端连接到不影响真空泵运行的负压系统上，以构成液位计回路，水泵的出口还连接只排液体的单向排液装置，以构成单向排液通道。本实用新型具有结构简单、便于安装、维修、节省资金等优点，水泵的可选性大，安装位置灵活，既可用于气液分离，也可用于固液输送，尤其对于液体的远吸远送以及固液混合物的远程输送更能显示出本实用新型的突出效果。

Description

利用水泵从负压容器内排液的装置

所属技术领域

本实用新型涉及一种液体分离、排放装置，更确切地说涉及一种从任何负压容器(真空条件下)内均可排出液体的装置。

背景技术

现有的从负压容器内排液的装置，主要有以下两种类型：

一种是利用液体重力，从高位自动排液。过滤系统的过滤机和气液分离器必须放置在很高的位置上，如图2所示的一个真空抽滤系统，真空泵8对负压系统抽真空，气液分离器1处在负压状态，地下水池10的水被抽吸到气液分离器1内，真空抽滤机9在负压作用下其气液混合物也被吸入到气液分离器1内。当负压系统的真空度接近760mmHg柱时，气液分离器1内的液面距地下水池10的液面约有10米高差，从真空抽滤机9吸入气液分离器1的水在重力作用下，自动泄入地下水池10，当真空度降低时，气液分离器1的液位也相应降低。地下水池10内的水再用水泵3输送出去。该系统的优点是气液分离器1能在任意负压条件下大流量地排出液体，液体中夹带的固体也能随水排出。其不足是真空抽滤机9和气液分离器1以及需要抽滤的物料均要放到9米以上高度，仅仅为了从负压容器即气液分离器1内对外排液就必须付出高昂的土建投资，同时仍然需要水泵3对滤液输送。

另一种是低位安装的气液分离器1，如图3所示，真空泵8对抽滤系统抽真空，真空抽滤机9抽滤的滤液和气体进入气液分离器1内，气体被真空泵8吸出，液体留在气液分离器1内并交替进入其下部的两个排液容器，一个排液容器排液时常压空气就进入其内，该容器再进液时容器的常压空气先被真空泵8吸出。每体积滤液需一体积常压空气置换，每体积常压空气要占据3-5体积负压空间，高真空度运行时，每体积常压空气要占据10-20倍负压空间。该系统排出的滤液进入地下水池10后，仍然要用水泵3输送出去。该系统虽然有低位安装节约土建投资的优点，但不足是每次排液都要进入3-5倍体积的空气，不但导致负压系统产生大的波动，还成倍地加大了真空泵8的负荷；且这种低位气液分离器一般都是小体积排液，因其设备体积约等于每小时排液量÷每小时排液次数×2，要制造大排液量的低位气液分离器，其设备造价是相当大的。

由于现行的大流量水泵特别是离心泵，提高扬程容易，提高吸程困难，而且现行离心泵不能输送大粒径固体颗粒，这两个局限性限制了高效率离心泵的使用范围。用水泵特别是大流量离心泵，直接从负压容器抽吸液体存在许多技术困难，从而难以达到实用目的。

发明内容

本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，提供一种利用水泵从负压容器内大流量排液的装置，其结构简单、使用方便、基建和设备投资少。

本实用新型的发明构思是：用水泵从高真空度负压容器内抽吸液体，必须解决液体对水泵的供液问题，液体不能顺利无阻地进入泵腔，水泵就无法排液。水泵的供液有吸入式和灌入式，吸入式受水泵吸程的影响，一般工业水泵均达不到9.8米水柱的吸程，而灌入式不受吸程影响，只受重力影响，液体在负压容器内，无论负压如何变化，液体在重力作用下总是集在最下部，让水泵串接在负压容器的液位计回路里，并让水泵置于该回路的下部，水泵以灌入式进液。对离心泵而言，泵腔内的气体和泵轴封等处进入的少量气体，就会从液位计回路进入负压容器。一个反映负压容器全程液位变化的液位计回路里串接的水泵进出口处在等压强等液位状态，如开启水泵，液体在液位计回路就形成回流，如增大泵出口管的阻力并在泵出口并联一个对外排液的装置，泵出口压力大于大气压时，液体就会顶开排液装置对外排液，泵出口压力小于大气压时，因对外排液的管道有一个像单向止回阀样的排液装置，可防止大气进入负压容器系统。

为此，本实用新型的技术方案是这样的：

其包括水泵、气液分离器、连接管道等，由水泵、气液分离器和排气装置通过管道连接组成液位计回路，水泵的进口连接气液分离器的下部，出口一路连接排气装置，排气装置的另一端连接到不影响真空泵运行的负压系统上，水泵的出口另一路连接只排液体的单向排液装置。

所述的排气装置的另一端连接在气液分离器的上部。

所述的排气装置为节流阀或节流孔。

所述的水泵为离心式水泵。

本实用新型具有以下有益效果：

1、本实用新型可在任意负压即真空度0-760mmHg柱之间正常工作，也就是说真空度的大小不影响水泵的排液量。因为水泵静止时，进出口等压强等液位，液体靠重力进入水泵。开启水泵，扬程不大于10米就能顶开单向排液装置，真空度越高，水泵扬程损失越大，极限损失约10米扬程，而此时负压容器的吸程也约为10米水柱，其吸程约等于损失的扬程。

2、本实用新型结构简单，管路简化，便于安装、维修、维护，低位安装可节省大量的基建和设备投资，用于大流量排液时，也不需大体积的气液分离器。

3、水泵的安装位置灵活，不受安装位置限制，既可与气液分离器连成一体，又可通过管道接入泵房；既可单泵运行，也可多泵并联，只不过多泵运行时每台水泵均需有独立的液位计回路，以及单向排液装置和排气装置，以防止各水泵互相干扰。

4、水泵的可选择性比较大，工作可靠性高。如需要提高远距离输送能力，可选高扬程泵；如液体粘度大，含微细颗粒，可选浓浆泵。

5、本实用新型应用范围广。因负压容器被真空泵抽真空，使其吸程远比水泵高得多，同时水泵具有远距离输送液体的能力。从而具有更方便、更广泛、更灵活的用途。

附图说明

下面结合附图对本实用新型及其应用作进一步的说明。

图1是本实用新型的组成结构示意图。

图2是现有的高位自动排液装置示意图。

图3是现有的低位排液装置示意图。

图4是本实用新型用于气液混合物分离的工艺示意图。

图5是本实用新型用于液体远吸远送的工艺示意图。

图6是本实用新型用于远距离输送固液混合物的工艺示意图。

在图4、5、6中，虚线框内部分表示本实用新型。

在附图中，1--气液分离器，2--进液管，3--水泵，4--排液管道，5--单向排液装置，6--上行管，7--排气装置，8--真空泵，9--真空抽滤机，10--地下水池，11--固液分离器，12--固液混合器。

具体实施方式

如图1所示，进液管2的一端连接气液分离器1的下部，另一端接入水泵3的进口，使水泵3形成灌入式进液，并尽量减少管道阻力；水泵3的出口分成两路，一路通过上行管6连接排气装置7，排气装置7连接在不影响真空泵运行的负压系统上，最好接于气液分离器1的上部，以便构成液位计回路，另一路通过排液管道4连接只向外排液体的单向排液装置5，构成液体外排通道。

本实用新型的工作原理：

气液分离器1的上口接到负压源上，在负压作用下，气液混合物吸入到气液分离器1内，气体被真空泵从上部抽出，液体在重力作用下集于气液分离器1的下部。无论负压如何变化，水泵3进出口均出在等压强等液位状态。当水泵3启动后，液位计回路的各处压强有所不同，进液管2是负压区，水泵3的出口处压强增高为正压区。此时，逐渐关小排气装置7，只让很小的液体流过，导致水泵3出口处压强进一步升高，当压强超过大气压时，液体就会顶开单向排液装置5从排液管道4被强制排出。一旦气液分离器1内的液体被排空，水泵3空运转，上行管6内因无液体加压而转入负压状态，单向排液装置5自动停止排液。

正常工作时排气装置7的液体通道很小，以最大限度减少循环量，提高排液能力。当水泵3停运后，尚有较少的流体通道，因气体粘度小，仍能形成良好的液位计回路，还能及时抽走水泵3因泵轴封密封不严而串漏的少量气体，使水泵3的泵腔内避免气体聚集，使水泵3能顺利启动、排液。

水泵3的开启可以受控于气液分离器1的液位高度，只需在气液分离器1内加装液位报警和自动控制水泵3开停的装置，避免水泵3的空载运行并起到节能作用，实现无人自动操作。

本实用新型各元件的选择特征是：

排气装置7的特征是对液体通过的阻力大，而对气体很容易通过，这样，既能把水泵3泵腔内的气体快速引到负压源的负压空间去，以利水泵3的启动，又能减少水泵3启动后液体到气液分离器1的回流量。一般选用节流阀或节流孔，以节流阀为好，方便开大开小，可避免逐渐关小节流阀时液体中夹带的少量固体杂质堵塞通道。

单向排液装置5的特征是以排液为主，尽量不排气体，能最大限度地向外排液，而不允许外界的液体或气体回流到液位计回路，一般选用市售的单向止回阀，其安装在排液管道4上。

水泵3选用廉价高效的离心式水泵，清水泵的效率较高，浓浆泵的效率稍低。

本实用新型的应用举例

本实用新型在生产生活中有多种用途，现举三例说明其先进性和实用性。

例1、如图4所示，本实用新型应用于低位真空抽滤系统，进行气液混合物的分离。真空泵8对负压系统抽真空，真空抽滤机9运行后，抽滤的滤液和气体进入本实用新型(虚线框)，气体被真空泵8抽吸后排出负压系统，液体被本实用新型的水泵3排出负压系统，从而实现了气液物料的分离和输送。

和图2现行工艺比较，省去了高位安装所必需的昂贵的基建投资和地下水池10。和图3现行工艺比较，提高排液能力只需提高水泵3输送能力，而无须成倍地增大气液分离器1的体积，也不会因提高排液量而成倍提高真空泵8负荷，同时省去了地下水池10。

例2、如图5所示，本实用新型用于液体的远吸远送系统。

使本实用新型(虚线框内)的负压系统形成高真空度，将液体吸入到本实用新型的气液分离器内，水泵及时再将液体排出并远送，这实际上是一台组合式的大流量、特大流量远吸远送离心泵。因为大流量、特大流量离心泵都存在一个吸程低或抽吸距离短的局限性，抽吸力越强，适用范围越广，应用越灵活方便。液体在高真空度负压条件下，要解析出相对多的气体，其气液比在1∶100到1∶10000之间，真空泵8抽气很少，主要是及时抽吸出这少部分气体并维持负压系统的高真空度。在本应用例中，与现行大流量、特大流量离心泵比较，本实用新型利用损失扬程提高吸程这一特性可把吸程提高到9米以上，解决了吸程不足这一较难解决的问题，同时吸程管省去了灌注引水和注入引水必需的底阀，使用更方便。

例3、如图6所示，用于远距离输送固液混合物系统。

大粒径固液混合物不能用高效率的离心泵输送，这是离心泵的一大局限性。本实用新型(虚线框内)的输送系统可突破这一点，水泵3选择大流量、高扬程的浓浆泵，与真空泵8、固液分离器11、固液混合器12组成输送系统，与现行的负压进料、正压输送的风力输送系统相似。其中，真空泵8选用小型高真空度的，固液分离器11是现行的底部带有螺旋推料器的旋流器，固液混合器12也是现行的水力输送辅助装置。

真空泵8启动后，调整合适的真空度，将固液混合物吸入固液分离器11内，固体物旋流到底部，被螺旋推料器推入固液混合器12内，分离了大粒径固体的液体部分，包括允许进入水泵的细小颗粒从固液分离器11的上部吸入本实用新型(虚线框内)，然后被水泵3排出负压系统进入固液混合器12，固液混合器12内的大粒径固体被带有强大推动力的液体带出并远送。在本系统中，固体物粒径只受输送管线的限制，不受水泵3的限制。当固液体积比达30％以上，重量比达50％以上时，固液混合物仍有良好的流动性。只要有足够的推动力就能远距离输送，其输送的线速度大于固体物的干涉沉降速度时，固体物就不会沉降在管线里。该系统可用于现行运输机械不便于操作或输送成本高昂、输送量大的区域，如河道、湖泊清淤，以及工矿、土建输送固液混合物，不仅方便高效，成本也成倍降低。

Claims (5)

1、一种利用水泵从负压容器内排液的装置，包括水泵、气液分离器、连接管道等，其特征在于水泵(3)、气液分离器(1)和排气装置(7)通过连接管道组成液位计回路，水泵(3)的进口连接气液分离器(1)的下部，出口连接排气装置(7)，排气装置(7)的另一端连接到不影响真空泵运行的负压系统上，水泵的出口还连接只排液体的单向排液装置(5)。

2、根据权利要求1所述的利用水泵从负压容器内排液的装置，其特征在于排气装置(7)的一端接水泵(3)的出口，另一端连接在气液分离器(1)的上部。

3、根据权利要求1所述的利用水泵从负压容器内排液的装置，其特征在于排气装置(7)为节流阀或节流孔。

4、根据权利要求1所述的利用水泵从负压容器内排液的装置，其特征在于单向排液装置(5)为单向止回阀。

5、根据权利要求1所述的利用水泵从负压容器内排液的装置，其特征在于水泵为离心式水泵。

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