节能油水分离器.pdf

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摘要
申请专利号:

CN88103034.1

申请日:

1988.05.22

公开号:

CN1037844A

公开日:

1989.12.13

当前法律状态:

撤回

有效性:

无权

法律详情:

|||公开|||

IPC分类号:

B01D17/02; C02F1/40

主分类号:

B01D17/02; C02F1/40

申请人:

马峻岭

发明人:

马峻岭

地址:

山东省潍坊市军分区第二干休所10楼4号

优先权:

专利代理机构:

代理人:

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内容摘要

节能油水分离器是一种将浮油与水分离并自动集油的节能和环保产品或方法,也可用于其他任何两相比重不同流体的分离及自动分流,在高压流体输送系统中应用更能起到积极作用。它将浮动阀门特别是省力浮动阀门与U形管状结构或(和)U形管状结构的变形相配合,突出特点是在不消耗外加能源的情况下自动排水集油、常压下含油污水可自然流入,并且结构简单、经久耐用、油水分离效果可靠。

权利要求书

1: 一种浮油与水分离及自动分流的产品,特征为集油管内口和排水管内口有一个或均配用浮动阀门,筒体与排水管或(和)其他限压装置形成U形管状结构或(和)U形管状结构的变形。
2: 权利要求1所述的产品,特征为浮动阀门是省力浮动阀门。
3: 权利要求1所述的产品,特征为在配用浮动阀门的集油管或排水管加用限压装置,此限压装置所限压力又低于筒体内的工作压力。
4: 权利要求3所述的产品,特征为浮动阀门是省力浮动阀门。
5: 权利要求1、2、3或4所述的产品,特征为在集油管内口配用浮动阀门,排水口不用浮动阀门控制,U形管状结构或(和)U形管状结构的变形使浮动阀门打开时的压强为排水口>集油口。
6: 权利要求1、2、3或4所述的产品,特征为在排水管内口配用浮动阀门,集油口不用浮动阀门控制,U形管状结构或(和)U形管状结构的变形使浮动阀门打开时的压强为集油口>排水口。
7: 将权利要求2、3或4所述的产品用于其他两相比重不同流体的分离及自动分流,特征为浮动阀门有效体积的平均比重介于两种流体比重之间。
8: 将权利要求5所述的产品用于其他两相比重不同流体的分离及自动分流,特征为浮动阀门有效体积的平均比重介于两种流体比重之间。
9: 将权利要求6所述的产品用于其他两相比重不同流体的分离及自动分流,特征为浮动阀门有效体积的平均比重介于两种流体比重之间。

说明书


本发明是一种将浮油与水分离并自动集油的节能和环境保护的产品或方法。也可用于其他任何两相比重不同流体的分离及自动分流,在高压流体输送系统中应用更能起到积极作用。

    目前常用的分离污水中浮油的设施-各种小型隔油池及利用电磁阀门(或汽动阀门等)控制油水排放的分离器,前者只能在常压条件下使用,并需要定期人工清油;后者虽可在加压条件下使用,但结构复杂,容易失灵,阀门开关产生噪音且消耗外加能源。《环境保护》1984年第一期公开的“简易节能油水分离器”虽然有所进步,然而用浮动阀门“调节排水口排水量”,排水口开关受水流及沉渣等影响较大,不适于大流量含油污水的处理。排水口设在分离器的最底部,整个分离器需放置在地面以上,常压下含油污水也要有一定压力方能输入分离器,更不利的是由于排水口阀门内外压差较大(基本等于排水口面积与油水对分离器底面产生压强的乘积)要用较大的力方能打开排水口,浮子就要做的很大。“在油水分离器内压力较高的情况下”,“排水口与集油口可均采用省力阀门,并用同一个控制杆控制”,不仅增加了一个省力阀门,而且制造时两个省力阀门不可能在同一物体上,要保证两者的同心是十分困难的。还有省力阀门不可能达到理论状态,仍然是随着分离器内压力的增加,浮子也要相应加大,适用的加压情况是十分有限的。

    本发明地目的就在于避免上述现有技术中的不足之处,而提出一种(组)结构简单,适用广泛的两相流体分离(包括油水分离)及自动分流的产品或方法。

    为了便于本发明的描述,先将省力阀门的工作原理及结构特征加以解释:图4所示,要垂直向上打开排水口闸板,不考虑闸板重量和体积时,所用的力(F1)为液体对筒体底面产生的压强水排水口面积的乘积;但如水平拉开排水口闸板,在不考虑摩擦阻力的情况下,理论上所需的力(F2)为零。上述省力阀门的工作原理是以“不考虑摩擦阻力”为前提的,但实际上由于闸板上方液体产生的压力很大,闸板被紧紧地压在排水口上,由于摩擦力的存在水平拉开闸板所需的力(F2)也是相当大的。为此将排水管(出水管)的盲端伸到分离器内,在其周壁均匀地挖出几个内口,并用随浮子移动的环形闸板控制(参见“简易节能油水分离器”图Ⅲ)。这样由于环形闸板周围均有液体产生的压力,受力均匀互相抵消,环形闸板上下移动摩擦力很小。省力阀门的结构可有多种形式,但基本特征为:一个由浮子带动的闸板(或相当功能的其他结构)控制两个以上均匀分布(不均匀分布也行,但不如均匀分布合理)的排水管或集油管内口的开关,且内口平面与闸板的运动方向基本平行(<45°),以下将带有省力阀门的浮动阀门简称为省力浮动阀门。

    本发明的目的可以通过以下措施来达到:

    通过排水管或其他限压装置适当提高排水口水位,使筒体与排水管或其他限压装置形成U形管状或U形管状的变形,集油口或排水口用浮动阀门特别是省力浮动阀门控制,浮动阀门外的集油管或排水管还可加用限压装置。具体地说本发明可分为两大类型:

    1.常压时,仅在分离器顶部的集油管内口配用浮动阀门,特别是省力浮动阀门(由浮子和闸门及两者的连接结构组成,其有效体积的平均比重必须介于油和水的比重之间,且在油中的下沉力应足以打开阀门),排水口可不用任何阀门控制,含油污水自然流入分离器,通过分离器的U形管状结构使工作状态下,浮动阀门打开时的压强为:污水入口>排水口>集油口(如图1所示)。

    当排水口与需有一定压力方能使水顺利通过的二级除油(除去水中的浮化油)装置,或其他需提供高压的装置、设施、系统等联用时(可看做是U形管状结构排水段的延长-U形管状结构的变形),可在浮动阀门特别是省力浮动阀门外集油管加用限压装置(如安全阀等,可看做是U形管状结构集油段的延长-U形管状结构的变形),以减小浮动阀门内外的压差,这时可利用水泵等将含油污水输入分离器而加压,但仍须使浮动阀门打开时的压强为:污水入口>排冢炯涂冢ㄈ缤?所示)。

    2.常压下,仅在分离器底部的排水管内口配用浮动阀门特别是省力浮动阀门(其有效体积的平均比重必须介于油和水的比重之间,且在水中的上浮力应足以打开阀门),集油口可不用任何阀门控制,含油污水自然流入,通过分离器的U形管状结构,提高排水口水位,减小浮动阀门内外压差;且使工作状态下,浮动阀门打开时的压强为:污水入口>集油口>排水口(如图3所示)。

    当集油口与需有一定压力方能使油顺利通过的油过滤(除去油中的杂质)装置,或其他需提供高压的装置、设施、系统等联用时(可看做是U形管状结构集油段的延长-U形管状结构的变形),可在浮动阀门特别是省力浮动阀门外排水管加用限压装置(如安全阀等,可看做是U形管状结构排水段的延长-U形管状结构的变形),以进一步减小浮动阀门内外的压差,这时可利用水泵等将含油污水输入而加压,但仍须使浮动阀门打开时的压强为:污水入口>集油口>排水口(图略)。

    综上所述,本发明是一组据油水比重不同设计的浮动阀门特别是省力浮动阀门与U形管状结构或(和)U形管状结构的变形相配合的浮油与水分离及自动集油设施。

    这里所说的“U形管状结构”,由排水管、筒体和集油管的一部分组成。特征为:通过排水管使排水口高于筒体底(同时集油口也高于筒体底)。通过排水管等提高排水口水位、减小浮动阀门内外压差,是与“简易节能油水分离器”的一个显著区别。

    这里所说的“U形管状结构的变形”可以是某种装置,也可以是某种设施、系统等。特征为:只要适当充分提高排水口或(和)集油口的液位就能达到该变形对(与)浮动阀门的配合效果,即该变形可看做是U形管状结构的排水段或(和)集油段的一部分。在分离器内压力较高的情况下利用U形管状结构的变形来节约省力阀门也是与“简易节能油水分离器”的一个显著区别。

    这里所说的“相配合”有两种含意,其一特征为:若集油管用浮动阀门控制,则排水管可不用任何阀门控制,且利用分离器的U形管状结构或其变形使浮动阀门打开时的压强为:排水口>集油口;若排水管用浮动阀门控制,则集油管可不用任何阀门控制,且利用分离器的U形管状结构或其变形提高排水口水位,减小阀门内外压差,并使浮动阀门打开时的压强为:集油口>排水口。在集油管配用浮动阀门而排水管不用任何阀门控制,又是与“简易节能油水分离器”的一个显著区别。

    “相配合”还有一个重要的含意,特征为:在浮动阀门特别是省力浮动阀门外的集油管或排水管加用限压装置(如安全阀等),此限压装置所限压力又略低于分离器内需要保持的压力。这是与“简易节能油水分离器”的再一个显著区别。

    本发明与现有技术相比具有如下优点:

    1.在常压条件下

    先以仅在集油管配用浮动阀门的为例,①由于采用了排水管将排水口提高,分离器可设置在地面以下,地面含油污水可自然流入;②各进出口的高度(或压强)为:污水入口>排水口>集油口,集油管浮动阀门打开后油只能从集油口排出,排水管不用任何阀门也不会发生漏油现象;③由于排水管不用任何阀门,砂粒等沉渣便无关紧要,且即使排水流量较大时,浮子升降也基本不受快速排出水流的影响(因油层及上部水层一般基本处静态);④加之一般情况下集油管阀门内外压差(主要取决于集油口与排水口的高度差)及排油量均较小,用很小的力就能打开浮动阀门,浮子可做的很小,因此分离器的有效容积较大。

    在某种情况下,人们的目的是除去油中混入的少量水份,这时集油口排油量较大,而排水口水流量较小或在一些特殊情况下,可选用仅在排水管配用浮动阀门的。由于通过排水管提高了排水口的水位,使浮动阀门内外液体压差减小,浮子仍可做的很小。

    不难看出,本发明结构简单,造价低廉,省力节能,油水分离效果可靠。常压时,不仅在不消耗任何外加能源的情况下自动集油,而且适用范围完全同小型隔油池,实践证明它经久耐用。

    2.在加压条件下:

    本发明配用一个省力阀门,不仅保持了“简易节能油水分离器”采用两个省力阀门的原有功能(成本降低),而且大大降低了保证同心度的技术要求(工艺简化),另外带动一个省力阀门与两个相比,浮子可做的更小(分离器有效容积加大),省力浮动阀门外加用调节适当的限压装置后,则本发明可用任何高压流体输送系统中(适用范围增加)。本发明可取代或部分取代利用电磁阀门(或汽动阀门等)控制油水排放的分离器。

    应当指出的是,该设施还可在地上挖池,用水泥砖块等建造(特别是仅在集油管配用浮动阀门的),因此也可称自动油水分离池。另外,该设施可用于任何两相比重不同流体(如:气体/液体,液体/液体)的分离及自动分流,因此也可称为节能两相流体自动分流器。

    附图1为常压时仅在分离器顶部的集油管内口配用浮动阀门的节能油水分离器结构示意图,图中(1)分离器放置池,(2)分离器简体(可看做是U形管状结构的集油段),(3)排水管(可看做是U形管状结构的排水段),(4)浮子,(5)控制杆(也可用其他连接结构代替),(6)省力阀门(也可用其他阀门),(7)浮动阀门导向架,(8)封盖,(9)排水口,(10)下水道,(11)地面含油污水引流管,(12)污水入口,(13)通气口,(14)集油口,(15)集油管(也可看做是U形管状结构集油段的一部分),(16)集油桶,(17)筒体底,(18)沉渣清除口,(19)闸门,(20)支架,

    附图2为加压时仅在分离器顶部的集油管内口配用浮动阀门的节能油水分离器结构示意图。图中(1)需有一定压力方能让水顺利通过的二级除油装置(也可是其他需提供高压的装置、设施或系统等),(2)限压装置(如安全阀,也可是其他装置,设施或系统等),(3)省力阀门(也可用其他阀门),(4)水泵(也可是其他加压装置,设施或系统等)。其他参见附图1图面说明。

    附图3为常压时仅在分离器底部的排水管内口配用浮动阀门的节能油水分离器结构示意图。参见附图1图面说明。

    附图4为省力阀门的工作原理示意图。图中(1)排水口,(2)闸板,(3)筒体,(4)通气口。

    本发明下面将结合附图2作进一步扩展说明。

    假设水泵(4)为一石油输出站,二级除油装置(1)为一石油接收站,它们连接的管道为石油输送系统,节能两相流体自动分流器即安装在此系统中,如此石油输送系统中需保持10kg/cm2的输送压,则将限压装置(2)调到当其两侧压差为8kg/cm2时便打开。由于省力阀门(3)关闭时不可能(也不必要)滴水不漏,因此通过压强传递省力阀门内外压差总小于2kg/cm2(10-8=2),这时浮子做的很小即可。不难看出不论流体输送系统中压力有多高,均可通过适当调节限压装置使省力阀门内外的压差保持在一定范围内。从石油输出站输出的石油难免带有天然气,天然气占用了石油输送系统管道的有效空间,应当除去。于是可将省力浮动阀门有效体积的平均比重调致介于石油和天然气的比重之间(刚比石油轻),这样当含有天然气的石油进入筒体后,天然气便与石油分离并在石油上方不断集多,当将石油液面压致低于浮子顶一定部位时,浮子下沉打开省力阀门,由于筒体内压力10kg/cm2大于8kg/cm2,限压装置也随之打开,排出天然气,随着天然气的排出,筒体内石油液面又上升,浮子上移将省力阀门关闭,周而复始。同样道理,在化肥厂的铜液循环系统中需除去不断混入的油脂而又要保证循环不得终断,等等情况,也可应用本发明加以解决(说明略)。

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节能油水分离器是一种将浮油与水分离并自动集油的节能和环保产品或方法,也可用于其他任何两相比重不同流体的分离及自动分流,在高压流体输送系统中应用更能起到积极作用。它将浮动阀门特别是省力浮动阀门与U形管状结构或(和)U形管状结构的变形相配合,突出特点是在不消耗外加能源的情况下自动排水集油、常压下含油污水可自然流入,并且结构简单、经久耐用、油水分离效果可靠。 。

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