專利名稱：利用水泵從負壓容器內排液的裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種液體分離、排放裝置，更確切地說涉及一種從任何負壓容器(真空條件下)內均可排出液體的裝置。
背景技術：
現有的從負壓容器內排液的裝置，主要有以下兩種類型一種是利用液體重力，從高位自動排液。過濾系統的過濾機和氣液分離器必須放置在很高的位置上，如圖2所示的一個真空抽濾系統，真空泵8對負壓系統抽真空，氣液分離器1處在負壓狀態，地下水池10的水被抽吸到氣液分離器1內，真空抽濾機9在負壓作用下其氣液混合物也被吸入到氣液分離器1內。當負壓系統的真空度接近760mmHg柱時，氣液分離器1內的液面距地下水池10的液面約有10米高差，從真空抽濾機9吸入氣液分離器1的水在重力作用下，自動泄入地下水池10，當真空度降低時，氣液分離器1的液位也相應降低。地下水池10內的水再用水泵3輸送出去。該系統的優點是氣液分離器1能在任意負壓條件下大流量地排出液體，液體中夾帶的固體也能隨水排出。其不足是真空抽濾機9和氣液分離器1以及需要抽濾的物料均要放到9米以上高度，僅僅為了從負壓容器即氣液分離器1內對外排液就必須付出高昂的土建投資，同時仍然需要水泵3對濾液輸送。
另一種是低位安裝的氣液分離器1，如圖3所示，真空泵8對抽濾系統抽真空，真空抽濾機9抽濾的濾液和氣體進入氣液分離器1內，氣體被真空泵8吸出，液體留在氣液分離器1內并交替進入其下部的兩個排液容器，一個排液容器排液時常壓空氣就進入其內，該容器再進液時容器的常壓空氣先被真空泵8吸出。每體積濾液需一體積常壓空氣置換，每體積常壓空氣要占據3-5體積負壓空間，高真空度運行時，每體積常壓空氣要占據10-20倍負壓空間。該系統排出的濾液進入地下水池10后，仍然要用水泵3輸送出去。該系統雖然有低位安裝節約土建投資的優點，但不足是每次排液都要進入3-5倍體積的空氣，不但導致負壓系統產生大的波動，還成倍地加大了真空泵8的負荷；且這種低位氣液分離器一般都是小體積排液，因其設備體積約等于每小時排液量÷每小時排液次數×2，要制造大排液量的低位氣液分離器，其設備造價是相當大的。
由于現行的大流量水泵特別是離心泵，提高揚程容易，提高吸程困難，而且現行離心泵不能輸送大粒徑固體顆粒，這兩個局限性限制了高效率離心泵的使用范圍。用水泵特別是大流量離心泵，直接從負壓容器抽吸液體存在許多技術困難，從而難以達到實用目的。
發明內容
本實用新型的目的在于克服現有技術的不足，提供一種利用水泵從負壓容器內大流量排液的裝置，其結構簡單、使用方便、基建和設備投資少。
本實用新型的發明構思是用水泵從高真空度負壓容器內抽吸液體，必須解決液體對水泵的供液問題，液體不能順利無阻地進入泵腔，水泵就無法排液。水泵的供液有吸入式和灌入式，吸入式受水泵吸程的影響，一般工業水泵均達不到9.8米水柱的吸程，而灌入式不受吸程影響，只受重力影響，液體在負壓容器內，無論負壓如何變化，液體在重力作用下總是集在最下部，讓水泵串接在負壓容器的液位計回路里，并讓水泵置于該回路的下部，水泵以灌入式進液。對離心泵而言，泵腔內的氣體和泵軸封等處進入的少量氣體，就會從液位計回路進入負壓容器。一個反映負壓容器全程液位變化的液位計回路里串接的水泵進出口處在等壓強等液位狀態，如開啟水泵，液體在液位計回路就形成回流，如增大泵出口管的阻力并在泵出口并聯一個對外排液的裝置，泵出口壓力大于大氣壓時，液體就會頂開排液裝置對外排液，泵出口壓力小于大氣壓時，因對外排液的管道有一個像單向止回閥樣的排液裝置，可防止大氣進入負壓容器系統。
為此，本實用新型的技術方案是這樣的其包括水泵、氣液分離器、連接管道等，由水泵、氣液分離器和排氣裝置通過管道連接組成液位計回路，水泵的進口連接氣液分離器的下部，出口一路連接排氣裝置，排氣裝置的另一端連接到不影響真空泵運行的負壓系統上，水泵的出口另一路連接只排液體的單向排液裝置。
所述的排氣裝置的另一端連接在氣液分離器的上部。
所述的排氣裝置為節流閥或節流孔。
所述的水泵為離心式水泵。
本實用新型具有以下有益效果1、本實用新型可在任意負壓即真空度0-760mmHg柱之間正常工作，也就是說真空度的大小不影響水泵的排液量。因為水泵靜止時，進出口等壓強等液位，液體靠重力進入水泵。開啟水泵，揚程不大于10米就能頂開單向排液裝置，真空度越高，水泵揚程損失越大，極限損失約10米揚程，而此時負壓容器的吸程也約為10米水柱，其吸程約等于損失的揚程。
2、本實用新型結構簡單，管路簡化，便于安裝、維修、維護，低位安裝可節省大量的基建和設備投資，用于大流量排液時，也不需大體積的氣液分離器。
3、水泵的安裝位置靈活，不受安裝位置限制，既可與氣液分離器連成一體，又可通過管道接入泵房；既可單泵運行，也可多泵并聯，只不過多泵運行時每臺水泵均需有獨立的液位計回路，以及單向排液裝置和排氣裝置，以防止各水泵互相干擾。
4、水泵的可選擇性比較大，工作可靠性高。如需要提高遠距離輸送能力，可選高揚程泵；如液體粘度大，含微細顆粒，可選濃漿泵。
5、本實用新型應用范圍廣。因負壓容器被真空泵抽真空，使其吸程遠比水泵高得多，同時水泵具有遠距離輸送液體的能力。從而具有更方便、更廣泛、更靈活的用途。
以下結合附圖對本實用新型及其應用作進一步的說明。
圖1是本實用新型的組成結構示意圖。
圖2是現有的高位自動排液裝置示意圖。
圖3是現有的低位排液裝置示意圖。
圖4是本實用新型用于氣液混合物分離的工藝示意圖。
圖5是本實用新型用于液體遠吸遠送的工藝示意圖。
圖6是本實用新型用于遠距離輸送固液混合物的工藝示意圖。
在圖4、5、6中，虛線框內部分表示本實用新型。
在附圖中，1--氣液分離器，2--進液管，3--水泵，4--排液管道，5--單向排液裝置，6--上行管，7--排氣裝置，8--真空泵，9--真空抽濾機，10--地下水池，11--固液分離器，12--固液混合器。
具體實施方式
如
圖1所示，進液管2的一端連接氣液分離器1的下部，另一端接入水泵3的進口，使水泵3形成灌入式進液，并盡量減少管道阻力；水泵3的出口分成兩路，一路通過上行管6連接排氣裝置7，排氣裝置7連接在不影響真空泵運行的負壓系統上，最好接于氣液分離器1的上部，以便構成液位計回路，另一路通過排液管道4連接只向外排液體的單向排液裝置5，構成液體外排通道。
本實用新型的工作原理氣液分離器1的上口接到負壓源上，在負壓作用下，氣液混合物吸入到氣液分離器1內，氣體被真空泵從上部抽出，液體在重力作用下集于氣液分離器1的下部。無論負壓如何變化，水泵3進出口均出在等壓強等液位狀態。當水泵3啟動后，液位計回路的各處壓強有所不同，進液管2是負壓區，水泵3的出口處壓強增高為正壓區。此時，逐漸關小排氣裝置7，只讓很小的液體流過，導致水泵3出口處壓強進一步升高，當壓強超過大氣壓時，液體就會頂開單向排液裝置5從排液管道4被強制排出。一旦氣液分離器1內的液體被排空，水泵3空運轉，上行管6內因無液體加壓而轉入負壓狀態，單向排液裝置5自動停止排液。
正常工作時排氣裝置7的液體通道很小，以最大限度減少循環量，提高排液能力。當水泵3停運后，尚有較少的流體通道，因氣體粘度小，仍能形成良好的液位計回路，還能及時抽走水泵3因泵軸封密封不嚴而串漏的少量氣體，使水泵3的泵腔內避免氣體聚集，使水泵3能順利啟動、排液。
水泵3的開啟可以受控于氣液分離器1的液位高度，只需在氣液分離器1內加裝液位報警和自動控制水泵3開停的裝置，避免水泵3的空載運行并起到節能作用，實現無人自動操作。
本實用新型各元件的選擇特征是排氣裝置7的特征是對液體通過的阻力大，而對氣體很容易通過，這樣，既能把水泵3泵腔內的氣體快速引到負壓源的負壓空間去，以利水泵3的啟動，又能減少水泵3啟動后液體到氣液分離器1的回流量。一般選用節流閥或節流孔，以節流閥為好，方便開大開小，可避免逐漸關小節流閥時液體中夾帶的少量固體雜質堵塞通道。
單向排液裝置5的特征是以排液為主，盡量不排氣體，能最大限度地向外排液，而不允許外界的液體或氣體回流到液位計回路，一般選用市售的單向止回閥，其安裝在排液管道4上。
水泵3選用廉價高效的離心式水泵，清水泵的效率較高，濃漿泵的效率稍低。
本實用新型的應用舉例本實用新型在生產生活中有多種用途，現舉三例說明其先進性和實用性。
例1、如圖4所示，本實用新型應用于低位真空抽濾系統，進行氣液混合物的分離。真空泵8對負壓系統抽真空，真空抽濾機9運行后，抽濾的濾液和氣體進入本實用新型(虛線框)，氣體被真空泵8抽吸后排出負壓系統，液體被本實用新型的水泵3排出負壓系統，從而實現了氣液物料的分離和輸送。
和圖2現行工藝比較，省去了高位安裝所必需的昂貴的基建投資和地下水池10。和圖3現行工藝比較，提高排液能力只需提高水泵3輸送能力，而無須成倍地增大氣液分離器1的體積，也不會因提高排液量而成倍提高真空泵8負荷，同時省去了地下水池10。
例2、如圖5所示，本實用新型用于液體的遠吸遠送系統。
使本實用新型(虛線框內)的負壓系統形成高真空度，將液體吸入到本實用新型的氣液分離器內，水泵及時再將液體排出并遠送，這實際上是一臺組合式的大流量、特大流量遠吸遠送離心泵。因為大流量、特大流量離心泵都存在一個吸程低或抽吸距離短的局限性，抽吸力越強，適用范圍越廣，應用越靈活方便。液體在高真空度負壓條件下，要解析出相對多的氣體，其氣液比在1∶100到1∶10000之間，真空泵8抽氣很少，主要是及時抽吸出這少部分氣體并維持負壓系統的高真空度。在本應用例中，與現行大流量、特大流量離心泵比較，本實用新型利用損失揚程提高吸程這一特性可把吸程提高到9米以上，解決了吸程不足這一較難解決的問題，同時吸程管省去了灌注引水和注入引水必需的底閥，使用更方便。
例3、如圖6所示，用于遠距離輸送固液混合物系統。
大粒徑固液混合物不能用高效率的離心泵輸送，這是離心泵的一大局限性。本實用新型(虛線框內)的輸送系統可突破這一點，水泵3選擇大流量、高揚程的濃漿泵，與真空泵8、固液分離器11、固液混合器12組成輸送系統，與現行的負壓進料、正壓輸送的風力輸送系統相似。其中，真空泵8選用小型高真空度的，固液分離器11是現行的底部帶有螺旋推料器的旋流器，固液混合器12也是現行的水力輸送輔助裝置。
真空泵8啟動后，調整合適的真空度，將固液混合物吸入固液分離器11內，固體物旋流到底部，被螺旋推料器推入固液混合器12內，分離了大粒徑固體的液體部分，包括允許進入水泵的細小顆粒從固液分離器11的上部吸入本實用新型(虛線框內)，然后被水泵3排出負壓系統進入固液混合器12，固液混合器12內的大粒徑固體被帶有強大推動力的液體帶出并遠送。在本系統中，固體物粒徑只受輸送管線的限制，不受水泵3的限制。當固液體積比達30％以上，重量比達50％以上時，固液混合物仍有良好的流動性。只要有足夠的推動力就能遠距離輸送，其輸送的線速度大于固體物的干涉沉降速度時，固體物就不會沉降在管線里。該系統可用于現行運輸機械不便于操作或輸送成本高昂、輸送量大的區域，如河道、湖泊清淤，以及工礦、土建輸送固液混合物，不僅方便高效，成本也成倍降低。
權利要求1.一種利用水泵從負壓容器內排液的裝置，包括水泵、氣液分離器、連接管道等，其特征在于水泵(3)、氣液分離器(1)和排氣裝置(7)通過連接管道組成液位計回路，水泵(3)的進口連接氣液分離器(1)的下部，出口連接排氣裝置(7)，排氣裝置(7)的另一端連接到不影響真空泵運行的負壓系統上，水泵的出口還連接只排液體的單向排液裝置(5)。
2.根據權利要求1所述的利用水泵從負壓容器內排液的裝置，其特征在于排氣裝置(7)的一端接水泵(3)的出口，另一端連接在氣液分離器(1)的上部。
3.根據權利要求1所述的利用水泵從負壓容器內排液的裝置，其特征在于排氣裝置(7)為節流閥或節流孔。
4.根據權利要求1所述的利用水泵從負壓容器內排液的裝置，其特征在于單向排液裝置(5)為單向止回閥。
5.根據權利要求1所述的利用水泵從負壓容器內排液的裝置，其特征在于水泵為離心式水泵。
專利摘要本實用新型公開了一種利用水泵從負壓容器內排液的裝置，解決了現有裝置基建和設備投資大、動力要求高、排液流量小、負壓容器不能遠距離輸送液體的問題。本實用新型由水泵、氣液分離器和排氣裝置通過管道連接組成液位計回路，水泵的進口連接氣液分離器的下部，出口連接排氣裝置，排氣裝置的另一端連接到不影響真空泵運行的負壓系統上，以構成液位計回路，水泵的出口還連接只排液體的單向排液裝置，以構成單向排液通道。本實用新型具有結構簡單、便于安裝、維修、節省資金等優點，水泵的可選性大，安裝位置靈活，既可用于氣液分離，也可用于固液輸送，尤其對于液體的遠吸遠送以及固液混合物的遠程輸送更能顯示出本實用新型的突出效果。
文檔編號F04D15/00GK2654909SQ0327270
公開日2004年11月10日 申請日期2003年6月21日 優先權日2003年6月21日
發明者武善東, 武征 申請人:武善東, 武征