專(zhuān)利名稱(chēng)：節(jié)能油水分離器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是一種將浮油與水分離并自動(dòng)集油的節(jié)能和環(huán)境保護(hù)的產(chǎn)品或方法。也可用于其他任何兩相比重不同流體的分離及自動(dòng)分流，在高壓流體輸送系統(tǒng)中應(yīng)用更能起到積極作用。
目前常用的分離污水中浮油的設(shè)施-各種小型隔油池及利用電磁閥門(mén)(或汽動(dòng)閥門(mén)等)控制油水排放的分離器，前者只能在常壓條件下使用，并需要定期人工清油;后者雖可在加壓條件下使用，但結(jié)構(gòu)復(fù)雜，容易失靈，閥門(mén)開(kāi)關(guān)產(chǎn)生噪音且消耗外加能源?！董h(huán)境保護(hù)》1984年第一期公開(kāi)的“簡(jiǎn)易節(jié)能油水分離器”雖然有所進(jìn)步，然而用浮動(dòng)閥門(mén)“調(diào)節(jié)排水口排水量”，排水口開(kāi)關(guān)受水流及沉渣等影響較大，不適于大流量含油污水的處理。排水口設(shè)在分離器的最底部，整個(gè)分離器需放置在地面以上，常壓下含油污水也要有一定壓力方能輸入分離器，更不利的是由于排水口閥門(mén)內(nèi)外壓差較大(基本等于排水口面積與油水對(duì)分離器底面產(chǎn)生壓強(qiáng)的乘積)要用較大的力方能打開(kāi)排水口，浮子就要做的很大?！霸谟退蛛x器內(nèi)壓力較高的情況下”，“排水口與集油口可均采用省力閥門(mén)，并用同一個(gè)控制桿控制”，不僅增加了一個(gè)省力閥門(mén)，而且制造時(shí)兩個(gè)省力閥門(mén)不可能在同一物體上，要保證兩者的同心是十分困難的。還有省力閥門(mén)不可能達(dá)到理論狀態(tài)，仍然是隨著分離器內(nèi)壓力的增加，浮子也要相應(yīng)加大，適用的加壓情況是十分有限的。
本發(fā)明的目的就在于避免上述現(xiàn)有技術(shù)中的不足之處，而提出一種(組)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，適用廣泛的兩相流體分離(包括油水分離)及自動(dòng)分流的產(chǎn)品或方法。
為了便于本發(fā)明的描述，先將省力閥門(mén)的工作原理及結(jié)構(gòu)特征加以解釋圖4所示，要垂直向上打開(kāi)排水口閘板，不考慮閘板重量和體積時(shí)，所用的力(F1)為液體對(duì)筒體底面產(chǎn)生的壓強(qiáng)水排水口面積的乘積;但如水平拉開(kāi)排水口閘板，在不考慮摩擦阻力的情況下，理論上所需的力(F2)為零。上述省力閥門(mén)的工作原理是以“不考慮摩擦阻力”為前提的，但實(shí)際上由于閘板上方液體產(chǎn)生的壓力很大，閘板被緊緊地壓在排水口上，由于摩擦力的存在水平拉開(kāi)閘板所需的力(F2)也是相當(dāng)大的。為此將排水管(出水管)的盲端伸到分離器內(nèi)，在其周壁均勻地挖出幾個(gè)內(nèi)口，并用隨浮子移動(dòng)的環(huán)形閘板控制(參見(jiàn)“簡(jiǎn)易節(jié)能油水分離器”圖Ⅲ)。這樣由于環(huán)形閘板周?chē)幸后w產(chǎn)生的壓力，受力均勻互相抵消，環(huán)形閘板上下移動(dòng)摩擦力很小。省力閥門(mén)的結(jié)構(gòu)可有多種形式，但基本特征為一個(gè)由浮子帶動(dòng)的閘板(或相當(dāng)功能的其他結(jié)構(gòu))控制兩個(gè)以上均勻分布(不均勻分布也行，但不如均勻分布合理)的排水管或集油管內(nèi)口的開(kāi)關(guān)，且內(nèi)口平面與閘板的運(yùn)動(dòng)方向基本平行(＜45°)，以下將帶有省力閥門(mén)的浮動(dòng)閥門(mén)簡(jiǎn)稱(chēng)為省力浮動(dòng)閥門(mén)。
本發(fā)明的目的可以通過(guò)以下措施來(lái)達(dá)到通過(guò)排水管或其他限壓裝置適當(dāng)提高排水口水位，使筒體與排水管或其他限壓裝置形成U形管狀或U形管狀的變形，集油口或排水口用浮動(dòng)閥門(mén)特別是省力浮動(dòng)閥門(mén)控制，浮動(dòng)閥門(mén)外的集油管或排水管還可加用限壓裝置。具體地說(shuō)本發(fā)明可分為兩大類(lèi)型1.常壓時(shí)，僅在分離器頂部的集油管內(nèi)口配用浮動(dòng)閥門(mén)，特別是省力浮動(dòng)閥門(mén)(由浮子和閘門(mén)及兩者的連接結(jié)構(gòu)組成，其有效體積的平均比重必須介于油和水的比重之間，且在油中的下沉力應(yīng)足以打開(kāi)閥門(mén))，排水口可不用任何閥門(mén)控制，含油污水自然流入分離器，通過(guò)分離器的U形管狀結(jié)構(gòu)使工作狀態(tài)下，浮動(dòng)閥門(mén)打開(kāi)時(shí)的壓強(qiáng)為污水入口＞排水口＞集油口(如

圖1所示)。
當(dāng)排水口與需有一定壓力方能使水順利通過(guò)的二級(jí)除油(除去水中的浮化油)裝置，或其他需提供高壓的裝置、設(shè)施、系統(tǒng)等聯(lián)用時(shí)(可看做是U形管狀結(jié)構(gòu)排水段的延長(zhǎng)-U形管狀結(jié)構(gòu)的變形)，可在浮動(dòng)閥門(mén)特別是省力浮動(dòng)閥門(mén)外集油管加用限壓裝置(如安全閥等，可看做是U形管狀結(jié)構(gòu)集油段的延長(zhǎng)-U形管狀結(jié)構(gòu)的變形)，以減小浮動(dòng)閥門(mén)內(nèi)外的壓差，這時(shí)可利用水泵等將含油污水輸入分離器而加壓，但仍須使浮動(dòng)閥門(mén)打開(kāi)時(shí)的壓強(qiáng)為污水入口＞排冢炯涂冢ㄈ繽 所示)。
2.常壓下，僅在分離器底部的排水管內(nèi)口配用浮動(dòng)閥門(mén)特別是省力浮動(dòng)閥門(mén)(其有效體積的平均比重必須介于油和水的比重之間，且在水中的上浮力應(yīng)足以打開(kāi)閥門(mén))，集油口可不用任何閥門(mén)控制，含油污水自然流入，通過(guò)分離器的U形管狀結(jié)構(gòu)，提高排水口水位，減小浮動(dòng)閥門(mén)內(nèi)外壓差;且使工作狀態(tài)下，浮動(dòng)閥門(mén)打開(kāi)時(shí)的壓強(qiáng)為污水入口＞集油口＞排水口(如圖3所示)。
當(dāng)集油口與需有一定壓力方能使油順利通過(guò)的油過(guò)濾(除去油中的雜質(zhì))裝置，或其他需提供高壓的裝置、設(shè)施、系統(tǒng)等聯(lián)用時(shí)(可看做是U形管狀結(jié)構(gòu)集油段的延長(zhǎng)-U形管狀結(jié)構(gòu)的變形)，可在浮動(dòng)閥門(mén)特別是省力浮動(dòng)閥門(mén)外排水管加用限壓裝置(如安全閥等，可看做是U形管狀結(jié)構(gòu)排水段的延長(zhǎng)-U形管狀結(jié)構(gòu)的變形)，以進(jìn)一步減小浮動(dòng)閥門(mén)內(nèi)外的壓差，這時(shí)可利用水泵等將含油污水輸入而加壓，但仍須使浮動(dòng)閥門(mén)打開(kāi)時(shí)的壓強(qiáng)為污水入口＞集油口＞排水口(圖略)。
綜上所述，本發(fā)明是一組據(jù)油水比重不同設(shè)計(jì)的浮動(dòng)閥門(mén)特別是省力浮動(dòng)閥門(mén)與U形管狀結(jié)構(gòu)或(和)U形管狀結(jié)構(gòu)的變形相配合的浮油與水分離及自動(dòng)集油設(shè)施。
這里所說(shuō)的“U形管狀結(jié)構(gòu)”，由排水管、筒體和集油管的一部分組成。特征為通過(guò)排水管使排水口高于筒體底(同時(shí)集油口也高于筒體底)。通過(guò)排水管等提高排水口水位、減小浮動(dòng)閥門(mén)內(nèi)外壓差，是與“簡(jiǎn)易節(jié)能油水分離器”的一個(gè)顯著區(qū)別。
這里所說(shuō)的“U形管狀結(jié)構(gòu)的變形”可以是某種裝置，也可以是某種設(shè)施、系統(tǒng)等。特征為只要適當(dāng)充分提高排水口或(和)集油口的液位就能達(dá)到該變形對(duì)(與)浮動(dòng)閥門(mén)的配合效果，即該變形可看做是U形管狀結(jié)構(gòu)的排水段或(和)集油段的一部分。在分離器內(nèi)壓力較高的情況下利用U形管狀結(jié)構(gòu)的變形來(lái)節(jié)約省力閥門(mén)也是與“簡(jiǎn)易節(jié)能油水分離器”的一個(gè)顯著區(qū)別。
這里所說(shuō)的“相配合”有兩種含意，其一特征為若集油管用浮動(dòng)閥門(mén)控制，則排水管可不用任何閥門(mén)控制，且利用分離器的U形管狀結(jié)構(gòu)或其變形使浮動(dòng)閥門(mén)打開(kāi)時(shí)的壓強(qiáng)為排水口＞集油口;若排水管用浮動(dòng)閥門(mén)控制，則集油管可不用任何閥門(mén)控制，且利用分離器的U形管狀結(jié)構(gòu)或其變形提高排水口水位，減小閥門(mén)內(nèi)外壓差，并使浮動(dòng)閥門(mén)打開(kāi)時(shí)的壓強(qiáng)為集油口＞排水口。在集油管配用浮動(dòng)閥門(mén)而排水管不用任何閥門(mén)控制，又是與“簡(jiǎn)易節(jié)能油水分離器”的一個(gè)顯著區(qū)別。
“相配合”還有一個(gè)重要的含意，特征為在浮動(dòng)閥門(mén)特別是省力浮動(dòng)閥門(mén)外的集油管或排水管加用限壓裝置(如安全閥等)，此限壓裝置所限壓力又略低于分離器內(nèi)需要保持的壓力。這是與“簡(jiǎn)易節(jié)能油水分離器”的再一個(gè)顯著區(qū)別。
本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有如下優(yōu)點(diǎn)1.在常壓條件下先以?xún)H在集油管配用浮動(dòng)閥門(mén)的為例，①由于采用了排水管將排水口提高，分離器可設(shè)置在地面以下，地面含油污水可自然流入;②各進(jìn)出口的高度(或壓強(qiáng))為污水入口＞排水口＞集油口，集油管浮動(dòng)閥門(mén)打開(kāi)后油只能從集油口排出，排水管不用任何閥門(mén)也不會(huì)發(fā)生漏油現(xiàn)象;③由于排水管不用任何閥門(mén)，砂粒等沉渣便無(wú)關(guān)緊要，且即使排水流量較大時(shí)，浮子升降也基本不受快速排出水流的影響(因油層及上部水層一般基本處?kù)o態(tài));④加之一般情況下集油管閥門(mén)內(nèi)外壓差(主要取決于集油口與排水口的高度差)及排油量均較小，用很小的力就能打開(kāi)浮動(dòng)閥門(mén)，浮子可做的很小，因此分離器的有效容積較大。
在某種情況下，人們的目的是除去油中混入的少量水份，這時(shí)集油口排油量較大，而排水口水流量較小或在一些特殊情況下，可選用僅在排水管配用浮動(dòng)閥門(mén)的。由于通過(guò)排水管提高了排水口的水位，使浮動(dòng)閥門(mén)內(nèi)外液體壓差減小，浮子仍可做的很小。
不難看出，本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，造價(jià)低廉，省力節(jié)能，油水分離效果可靠。常壓時(shí)，不僅在不消耗任何外加能源的情況下自動(dòng)集油，而且適用范圍完全同小型隔油池，實(shí)踐證明它經(jīng)久耐用。
2.在加壓條件下本發(fā)明配用一個(gè)省力閥門(mén)，不僅保持了“簡(jiǎn)易節(jié)能油水分離器”采用兩個(gè)省力閥門(mén)的原有功能(成本降低)，而且大大降低了保證同心度的技術(shù)要求(工藝簡(jiǎn)化)，另外帶動(dòng)一個(gè)省力閥門(mén)與兩個(gè)相比，浮子可做的更小(分離器有效容積加大)，省力浮動(dòng)閥門(mén)外加用調(diào)節(jié)適當(dāng)?shù)南迚貉b置后，則本發(fā)明可用任何高壓流體輸送系統(tǒng)中(適用范圍增加)。本發(fā)明可取代或部分取代利用電磁閥門(mén)(或汽動(dòng)閥門(mén)等)控制油水排放的分離器。
應(yīng)當(dāng)指出的是，該設(shè)施還可在地上挖池，用水泥磚塊等建造(特別是僅在集油管配用浮動(dòng)閥門(mén)的)，因此也可稱(chēng)自動(dòng)油水分離池。另外，該設(shè)施可用于任何兩相比重不同流體(如氣體/液體，液體/液體)的分離及自動(dòng)分流，因此也可稱(chēng)為節(jié)能兩相流體自動(dòng)分流器。
附圖1為常壓時(shí)僅在分離器頂部的集油管內(nèi)口配用浮動(dòng)閥門(mén)的節(jié)能油水分離器結(jié)構(gòu)示意圖，圖中(1)分離器放置池，(2)分離器簡(jiǎn)體(可看做是U形管狀結(jié)構(gòu)的集油段)，(3)排水管(可看做是U形管狀結(jié)構(gòu)的排水段)，(4)浮子，(5)控制桿(也可用其他連接結(jié)構(gòu)代替)，(6)省力閥門(mén)(也可用其他閥門(mén))，(7)浮動(dòng)閥門(mén)導(dǎo)向架，(8)封蓋，(9)排水口，(10)下水道，(11)地面含油污水引流管，(12)污水入口，(13)通氣口，(14)集油口，(15)集油管(也可看做是U形管狀結(jié)構(gòu)集油段的一部分)，(16)集油桶，(17)筒體底，(18)沉渣清除口，(19)閘門(mén)，(20)支架，附圖2為加壓時(shí)僅在分離器頂部的集油管內(nèi)口配用浮動(dòng)閥門(mén)的節(jié)能油水分離器結(jié)構(gòu)示意圖。圖中(1)需有一定壓力方能讓水順利通過(guò)的二級(jí)除油裝置(也可是其他需提供高壓的裝置、設(shè)施或系統(tǒng)等)，(2)限壓裝置(如安全閥，也可是其他裝置，設(shè)施或系統(tǒng)等)，(3)省力閥門(mén)(也可用其他閥門(mén))，(4)水泵(也可是其他加壓裝置，設(shè)施或系統(tǒng)等)。其他參見(jiàn)附圖1圖面說(shuō)明。
附圖3為常壓時(shí)僅在分離器底部的排水管內(nèi)口配用浮動(dòng)閥門(mén)的節(jié)能油水分離器結(jié)構(gòu)示意圖。參見(jiàn)附圖1圖面說(shuō)明。
附圖4為省力閥門(mén)的工作原理示意圖。圖中(1)排水口，(2)閘板，(3)筒體，(4)通氣口。
本發(fā)明下面將結(jié)合附圖2作進(jìn)一步擴(kuò)展說(shuō)明。
假設(shè)水泵(4)為一石油輸出站，二級(jí)除油裝置(1)為一石油接收站，它們連接的管道為石油輸送系統(tǒng)，節(jié)能兩相流體自動(dòng)分流器即安裝在此系統(tǒng)中，如此石油輸送系統(tǒng)中需保持10kg/cm2的輸送壓，則將限壓裝置(2)調(diào)到當(dāng)其兩側(cè)壓差為8kg/cm2時(shí)便打開(kāi)。由于省力閥門(mén)(3)關(guān)閉時(shí)不可能(也不必要)滴水不漏，因此通過(guò)壓強(qiáng)傳遞省力閥門(mén)內(nèi)外壓差總小于2kg/cm2(10-8＝2)，這時(shí)浮子做的很小即可。不難看出不論流體輸送系統(tǒng)中壓力有多高，均可通過(guò)適當(dāng)調(diào)節(jié)限壓裝置使省力閥門(mén)內(nèi)外的壓差保持在一定范圍內(nèi)。從石油輸出站輸出的石油難免帶有天然氣，天然氣占用了石油輸送系統(tǒng)管道的有效空間，應(yīng)當(dāng)除去。于是可將省力浮動(dòng)閥門(mén)有效體積的平均比重調(diào)致介于石油和天然氣的比重之間(剛比石油輕)，這樣當(dāng)含有天然氣的石油進(jìn)入筒體后，天然氣便與石油分離并在石油上方不斷集多，當(dāng)將石油液面壓致低于浮子頂一定部位時(shí)，浮子下沉打開(kāi)省力閥門(mén)，由于筒體內(nèi)壓力10kg/cm2大于8kg/cm2，限壓裝置也隨之打開(kāi)，排出天然氣，隨著天然氣的排出，筒體內(nèi)石油液面又上升，浮子上移將省力閥門(mén)關(guān)閉，周而復(fù)始。同樣道理，在化肥廠(chǎng)的銅液循環(huán)系統(tǒng)中需除去不斷混入的油脂而又要保證循環(huán)不得終斷，等等情況，也可應(yīng)用本發(fā)明加以解決(說(shuō)明略)。
權(quán)利要求
1.一種浮油與水分離及自動(dòng)分流的產(chǎn)品，特征為集油管內(nèi)口和排水管內(nèi)口有一個(gè)或均配用浮動(dòng)閥門(mén)，筒體與排水管或(和)其他限壓裝置形成U形管狀結(jié)構(gòu)或(和)U形管狀結(jié)構(gòu)的變形。
2.權(quán)利要求1所述的產(chǎn)品，特征為浮動(dòng)閥門(mén)是省力浮動(dòng)閥門(mén)。
3.權(quán)利要求1所述的產(chǎn)品，特征為在配用浮動(dòng)閥門(mén)的集油管或排水管加用限壓裝置，此限壓裝置所限壓力又低于筒體內(nèi)的工作壓力。
4.權(quán)利要求3所述的產(chǎn)品，特征為浮動(dòng)閥門(mén)是省力浮動(dòng)閥門(mén)。
5.權(quán)利要求1、2、3或4所述的產(chǎn)品，特征為在集油管內(nèi)口配用浮動(dòng)閥門(mén)，排水口不用浮動(dòng)閥門(mén)控制，U形管狀結(jié)構(gòu)或(和)U形管狀結(jié)構(gòu)的變形使浮動(dòng)閥門(mén)打開(kāi)時(shí)的壓強(qiáng)為排水口＞集油口。
6.權(quán)利要求1、2、3或4所述的產(chǎn)品，特征為在排水管內(nèi)口配用浮動(dòng)閥門(mén)，集油口不用浮動(dòng)閥門(mén)控制，U形管狀結(jié)構(gòu)或(和)U形管狀結(jié)構(gòu)的變形使浮動(dòng)閥門(mén)打開(kāi)時(shí)的壓強(qiáng)為集油口＞排水口。
7.將權(quán)利要求2、3或4所述的產(chǎn)品用于其他兩相比重不同流體的分離及自動(dòng)分流，特征為浮動(dòng)閥門(mén)有效體積的平均比重介于兩種流體比重之間。
8.將權(quán)利要求5所述的產(chǎn)品用于其他兩相比重不同流體的分離及自動(dòng)分流，特征為浮動(dòng)閥門(mén)有效體積的平均比重介于兩種流體比重之間。
9.將權(quán)利要求6所述的產(chǎn)品用于其他兩相比重不同流體的分離及自動(dòng)分流，特征為浮動(dòng)閥門(mén)有效體積的平均比重介于兩種流體比重之間。
全文摘要
節(jié)能油水分離器是一種將浮油與水分離并自動(dòng)集油的節(jié)能和環(huán)保產(chǎn)品或方法，也可用于其他任何兩相比重不同流體的分離及自動(dòng)分流，在高壓流體輸送系統(tǒng)中應(yīng)用更能起到積極作用。它將浮動(dòng)閥門(mén)特別是省力浮動(dòng)閥門(mén)與U形管狀結(jié)構(gòu)或(和)U形管狀結(jié)構(gòu)的變形相配合，突出特點(diǎn)是在不消耗外加能源的情況下自動(dòng)排水集油、常壓下含油污水可自然流入，并且結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、經(jīng)久耐用、油水分離效果可靠。
文檔編號(hào)B01J23/92GK1038034SQ88103170
公開(kāi)日1989年12月20日 申請(qǐng)日期1988年5月28日 優(yōu)先權(quán)日1988年5月28日
發(fā)明者馬峻嶺 申請(qǐng)人:馬峻嶺