应用于污水泵的气液分离装置的制作方法

1.本实用新型涉及一种分离气液的装置，尤其涉及一种应用于污水泵的气液分离装置。


背景技术：

2.污水泵在市政环保、农业养殖等领域使用广泛。但在输送一些气体含量较高的污水时，进口容易因气泡集聚而发生堵塞，会降低泵的扬程和效率，严重时会导致泵空转运行，转子部件温度升高、难以散热，最终导致泵的损坏。
3.因此，亟待解决上述问题。


技术实现要素：

4.实用新型目的：本实用新型的目的是提供一种可快速完成气液分离且损失能耗小的应用于污水泵的气液分离装置。
5.技术方案：为实现以上目的，本实用新型公开了一种应用于污水泵的气液分离装置，包括用于分离气液的分离桶、位于分离桶内侧面且具有亲水疏气特性的内凹板、位于分离桶内侧面且具有亲气疏水特性的外凸板、与分离桶上端相连且用于带动分离桶转动的电机传动组件、通过轴承与分离桶下端相连的污水泵进口段以及与分离桶外侧相连且用于调节分离桶出口开度的开度调节组件，含气污水进入分离桶，电机传动组件带动分离桶旋转，内凹板和外凸板加速气液分离，开度调节组件调节分离桶出口开度，污水进入污水泵进口段。
6.其中，所述开度调节组件对称设置于分离桶的外壁，该开度调节组件包括依次铰接的与分离桶外壁相连的铰链、第一连杆、摆球、第二连杆和隔板，所述摆球与分离桶外壁之间连接有弹簧，且初始状态下弹簧处于压缩状态；所述分离桶外壁上对称设有滑槽，隔板包括圆柱部和带通孔的平板部，其中隔板的圆柱部位于滑槽内且可沿着滑槽来回移动，两个隔板的平板部穿过分离桶外壁伸入分离桶内部并错列贴合，且初始状态下两个平板部的通孔无重叠，隔板开度为0，处于关闭状态。
7.优选地，所述隔板为由石墨烯材料制成的板件，该隔板的圆柱部与滑槽内壁为间隙配合。
8.再者，所述分离桶包括与电机传动组件相连接的柱体部和与污水泵进口段相连的椎体部，且椎体部的小端与污水泵进口段相连，椎体部的大端与柱体部相连。
9.进一步，所述电机传动组件包括与分离桶外壁面紧密连接的联轴器、位于联轴器的中心轴线处的主轴以及用于驱动主轴转动的电机。
10.优选地，所述联轴器包括绕分离桶中心轴线对称分布的6个传动杆，每个传动杆的截面形状为l型，每个传动杆的垂直部均与分离桶的外壁面紧密连接。
11.再者，所述外凸板上设置有l型的导气棒，该导气棒为由亲气疏水性材料制成的棒体。
12.进一步，所述内凹板为由亲水疏气性材料制成的板件，内凹板的一侧面与分离桶的内壁面紧密贴合，内凹板的另一侧面为内凹弧面，该内凹弧面对应的弦长、半径之比为4：5。
13.优选地，所述外凸板为由亲气疏水性材料制成的板件，外凸板的一侧面与分离桶的内壁面紧密贴合，外凸板的另一侧面为外凸弧面，该外凸弧面对应的弦长、半径之比为4：5。
14.有益效果：与现有技术相比，本实用新型具有以下优点：
15.(1)、本实用新型解决了含气污水中气体的排放问题，极大的改善了污水泵的进口条件，有效的减少了污水泵的空化空蚀，在一定程度上提高了污水泵的使用效率，延长了污水泵的使用寿命；
16.(2)、本实用新型采用亲水疏气材料制成的内凹板与亲气疏水材料制成的外凸板，同时采用亲气疏水材料制成的导气棒，借助惯性力的作用完成气液分离过程，分离效率高，能耗小；
17.(3)、本实用新型利用开度调节组件实现根据转速的大小自动调节泵进口段的进口流量，在保障进口口出水流畅的同时缓解污水泵输送含气污水的压力，避免了污水泵进口段因气体来不及输送而积聚、堵塞。
附图说明
18.图1为本实用新型的结构示意图；
19.图2为本实用新型中联轴器的结构示意图；
20.图3为本实用新型中隔板的一种结构示意图；
21.图4为本实用新型中隔板的另一种结构示意图。
具体实施方式
22.下面结合附图对本实用新型的技术方案作进一步说明。
23.如图1所示，本实用新型一种应用于污水泵的气液分离装置包括分离桶1、内凹板2、外凸板3、电机传动组件、轴承4、污水泵进口段5和开度调节组件，其中电机传动组件、分离桶1和污水泵进口段5自上而下依次设置。
24.分离桶1包括一体成型的柱体部和椎体部，柱体部的上端与电机传动组件相连接，椎体部的小端通过轴承4与污水泵进口段5相连，椎体部的大端与柱体部相连，轴承采用圆锥滚子轴承。内凹板2和外凸板3均位于分离桶的内壁面上，且内凹板2和外凸板3相对设置。内凹板2为由亲水疏气性材料制成的板件，内凹板的一侧面与分离桶的内壁面紧密贴合，内凹板的另一侧面为内凹弧面，该内凹弧面对应的弦长、半径之比为4：5。外凸板3为由亲气疏水性材料制成的板件，外凸板的一侧面与分离桶的内壁面紧密贴合，外凸板的另一侧面为外凸弧面，该外凸弧面对应的弦长、半径之比为4：5。外凸板3上设置有l型的导气棒17，该导气棒17为由亲气疏水性材料制成的棒体，导气棒17的长段、短段之比为5：1。
25.电机传动组件包括联轴器13、主轴14和电机15，如图2所示，其中联轴器13包括绕分离桶中心轴线对称分布的6个传动杆16，联接器13呈“正六边”型，每两个传动杆之间的夹角为60
°
，每个传动杆的截面形状为l型，每个传动杆的垂直部均与分离桶的外壁面紧密连
接。主轴14位于联轴器的中心轴线处，电机15与主轴相连，通过主轴带动联轴器13旋转，同时带动分离桶1转动。
26.开度调节组件与分离桶外侧相连，开度调节组件对称设置于分离桶1的外壁，开度调节组件用于调节分离桶出口开度。含气污水进入分离桶1，电机传动组件带动分离桶1旋转，内凹板2和外凸板3加速气液分离，开度调节组件调节分离桶1出口开度，污水进入污水泵进口段5。
27.该开度调节组件包括铰链6、第一连杆7、摆球8、第二连杆9、隔板10和弹簧11，其中铰链6、第一连杆7、摆球8、第二连杆9和隔板10依次铰接，连杆之间可转动的角度为30～100
°
，铰链6与分离桶外壁相连，摆球8与分离桶1外壁之间连接有弹簧11，且初始状态下弹簧处于压缩装置。分离桶1外壁上对称设置有滑槽12，滑槽12、分离桶的柱体部与分离桶的锥体部三者为一体铸造成型结构，滑槽12为圆柱体中空状结构，滑槽12的槽深与槽内径之比为3：1；隔板10包括圆柱部和带通孔的平板部，其中通孔可以为椭圆形或者矩形，如图3和图4所示；滑槽12的槽深与隔板的圆柱部长度之比为1.5：1；其中隔板10的圆柱部位于滑槽内且可沿着滑槽12来回移动，两个隔板10的平板部穿过分离桶1外壁伸入分离桶1内部并错列贴合，且初始状态下两个平板部的通孔无重叠，隔板开度为0，处于关闭状态。隔板10为由石墨烯材料制成的板件，该隔板10的圆柱部与滑槽12内壁为间隙配合。
28.本实用新型的工作过程如下：
29.电机15带动主轴14转动，使得联接器13按照顺时针方向旋转，随着联接器13的转动，与联轴器13相啮合的分离桶1也随之转动，分离桶内的含气污水开始旋转。由于分离桶内设置有内凹板2和外凸板3，在旋转的过程中，分离桶1内流体受到旋转离心力的作用，遵循流体的流动规律，质量大的液体介质会朝着内凹板2一侧运动，而质量小的气体介质会朝着外凸板3一侧运动；由于内凹板2是由亲水疏气材料制成，具有吸附液体、排斥气体的特性，外凸板3是由亲气疏水材料制成，具有吸附气体、排斥液体的特性，加速了分离桶内气液分离的过程。当气体朝着外凸板3一侧运动时，由亲气疏水材料制成的导气棒17也会对气体产生吸附作用，加速气液的分离。随着外凸板3一侧气体含量逐渐增大，小气泡会逐渐积聚成大气泡，并由导气棒13排出分离桶1；随着转速的不断提高，离心力作用不断增大，气液分离过程加速进行。
30.初始状态时，摆球8因质量大，受到重力的作用处在低位，此时弹簧11处于被压缩状态，随着电机1带动分离桶转动，摆球8受到旋转离心力的作用也开始旋转，由于摆球8是通过铰链6与第一连杆7连接，随着转速的提高，摆球8会逐渐向外侧、上方移动，弹簧11内的压力逐渐减小，隔板10跟随着沿着滑槽12向外侧移动，此时分离桶内部的两个隔板10的通孔开始重叠，污水泵进口段5的进口打开，分离桶1内的污水开始进入污水泵进口段5；随着转速的不断提高，摆球8不断向外、向上移动，隔板10逐渐向外移动，开度被打开，进入污水泵进口段5的流量不断增大。
31.在装置工作后期，随着转速的大幅提高，此时分离桶内的气液分离过程来不及进行，大量气体来不及排出分离桶外，如果不采取措施控制污水泵进口段5进口流量，可能会导致进口段堵塞。本发明中的分离桶内两个隔板10的通孔相互交叠，重合部分是先增大后缩小，使得开度是先扩后缩，当后期转速提高时，隔板10的通孔重叠部分经历先增大后减小的规律，当后期转速过大时，隔板10会自动减小通孔重叠的面积，相应的减小进口面积，减
小进口流量，缓解污水泵输送含气污水的压力，避免了污水泵进口段5因气体来不及输送而积聚、堵塞，有效改善了污水泵进口条件，提高了污水泵的使用效率，延长了使用寿命。