一种自动液位调节的防夹气浮箱装置及其应用的制作方法

本发明涉及一种自动液位调节的防夹气浮箱装置及其应用，属于浮箱技术领域。

背景技术：

目前，我国无论是生活污水还是工业废水，其排放量都是在逐渐增大。由于国民环保意识的不断加强，促使着污水处理技术不断的走向成熟，但是部分现有或改造装置在初始设计时由于未考虑除空气功能，从而导致运行后发现污泥量流失、污泥活性下降，严重时甚至失效等问题，然而现实各种条件制约导致改造相对困难或无法实现。本技术发明着重改进了沉淀池进水夹带空气的问题，并在不影响正常生产、不改变原有系统结构的前提下，通过在反应器出水口上方增加浮箱装置，来达到期望的出水水封高度进而防止夹气的目的。

技术实现要素：

鉴于现有技术的缺陷，本技术发明提供一种自动液位调节的防夹气浮箱装置，可做到无人值守，利用水的浮力、浮箱重力、管道真空吸力等多相动态力平衡作用，使浮箱自动调节高度，在沉淀池入口管路上方形成一定量的水封，以防止气体由于水流抽吸负压作用导致水体溶气、夹气进入沉淀池。本发明适用于各类非淹没式反应器出水系统除空气改造，从而提高泥水分离效果，特别是对水中厌氧环境要求较高的系统，如厌氧出水沉淀系统。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种自动液位调节的防夹气浮箱装置，包括箱体1，所述箱体1的四个侧面分别设有一对轨道卡扣3，所述箱体1的两个相对侧面分别设有一对浮箱绳索连接处2，所述箱体1外设有支架框4，所述支架框4上设有支架轨道6，所述支架轨道6与轨道卡扣3相对应设置，所述支架框4上还设有支架绳索连接处7，所述支架绳索连接处7上设有长条形卡槽，并与浮箱绳索连接处2相对应设置，所述浮箱绳索连接处2与支架绳索连接处7之间设有钢索9，所述支架绳索连接处7与固定件8连接，所述固定件8的一个侧面与池壁连接，所述固定件8上设有长条形卡槽，并通过螺栓与支架绳索连接处7上长条形卡槽配合连接。

进一步地，上述技术方案中，所述箱体1顶部盖有铝板。

进一步地，上述技术方案中，所述箱体1和支架框4为不锈钢材质。

进一步地，上述技术方案中，所述支架框4与箱体1的高度比不小于4:3。

进一步地，上述技术方案中，所述固定件8与池壁通过膨胀螺栓连接。

本发明还提供了一种自动液位调节的防夹气浮箱装置的应用方法，具体包括如下步骤：

1)将箱体1上的轨道卡扣3对应支架轨道方孔5放置到支架框4内；

2)利用钢索9将支架绳索连接处7与浮箱绳索连接处2连接；

3)进行调试，箱体1在支架框4内滑动顺畅后，调整支架框4使其平行放置于出水堰底面，并将支架框4与池壁用固定件8连接；

4)浮箱将在浮力f浮、浮箱本身重力g自、浮箱加配重力g配、管道真空吸力f吸、钢索拉力f拉的作用下沿着轨道自动上下往复动作，使浮箱自动调节高度。

进一步地，上述技术方案中，所述步骤4)中最高水封液位h高、最低水封液位h低如下：

其中：p为标准大气压；l为浮箱长；a为浮箱宽；s为出水管口面积；ρ液为水的密度。

有益效果

1、自动运行，节约人力。

2、不同工况调节灵活，其最高和最低水封液位控制分别只需改变浮箱配重及钢索长度就可以了。

3、结构简单安装方便，并且浮箱安装轨道上下浮动，不偏不倚。

4、不破坏原有设备设施，改造无需停产。

附图说明

图1为本发明浮箱装置使用时结构示意图；

图2为本发明浮箱装置箱体结构示意图；

图3为本发明浮箱装置箱体结构左视图；

图4为本发明浮箱装置箱体结构主视图；

图5为本发明浮箱装置支架结构示意图；

图6为本发明浮箱装置支架结构俯视图；

图7为本发明浮箱装置固定部件；

图示中：1、箱体；2、浮箱绳索连接处；3、轨道卡扣；4、支架框；5、支架轨道方孔；6、支架轨道；7、支架绳索连接处；8、固定件；9、钢索。

具体实施方式

下述非限定性实施例可以使本领域的普通技术人员更全面地理解本发明，但不以任何方式限制本发明。

实施例1

如图1所示，一种自动液位调节的防夹气浮箱装置，包括箱体1，所述箱体1的四个侧面分别设有一对轨道卡扣3，所述箱体1的两个相对侧面分别设有一对浮箱绳索连接处2，所述箱体1外设有支架框4，所述支架框4上设有支架轨道6，所述支架轨道6与轨道卡扣3相对应设置，所述支架框4上还设有支架绳索连接处7，所述支架绳索连接处7上设有长条形卡槽，并与浮箱绳索连接处2相对应设置，所述浮箱绳索连接处2与支架绳索连接处7之间设有钢索9，所述支架绳索连接处7与固定件8连接，所述固定件8的一个侧面与池壁通过膨胀螺栓连接，所述固定件8上设有长条形卡槽，并通过螺栓与支架绳索连接处7上长条形卡槽配合连接，便于螺栓连接时能左右上下灵活调整，以利于固定件8与池壁通过膨胀螺栓紧固，所述箱体1顶部盖有铝板，可以防雨水或其他杂质进入，所述箱体1和支架框4为不锈钢材质，所述支架框4与箱体1的高度比为4:3。

本发明所述自动液位调节的防夹气浮箱装置的应用方法，具体包括如下步骤：

1)将箱体1上的轨道卡扣3对应支架轨道方孔5放置到支架框4内；

2)利用钢索9将支架绳索连接处7与浮箱绳索连接处2连接；

3)在地面进行调试，使箱体(1)在支架框(4)内滑动顺畅后再上池，调整支架框4使其平行放置于出水堰底面，并将支架框4与池壁用固定件8连接好。

4)将箱体1与支架框4安装好之后，浮箱将在浮力f浮、浮箱本身重力g自、浮箱加配重力g配、管道真空吸力f吸、钢索拉力f拉的作用下沿着轨道自动上下往复动作，使浮箱自动调节高度。

所述步骤4)中浮箱的上下动作主要受水的浮力f浮、浮箱本身重力g自、浮箱加配重力g配、管道真空吸力f吸、钢索拉力f拉多相动态力平衡作用进行周而复始在最高与最低水封液位之间周期性运动，使浮箱自动调节高度，在沉淀池入口管路上方形成一定量的水封，以防止气体由于水流抽吸负压作用导致水体溶气、夹气进入沉淀池，所述最高、最低水封液位控制满足如下：

1、最高水封液位h高

当水槽液位达到最高水封液位h高时，浮箱在浮力作用下开始上浮，即f浮>f吸+g自+g配，具体分解计算为：

注：p：为标准大气压；浮箱尺寸：长l、宽a；s出水管口面积；ρ液：水的密度。

此时由于浮箱上浮，导致其与出水管口间距变大，出水流量增加，对应水封水位下降，直至水封液位降至h低止，即管道真空吸力f吸作用力增强，并在钢索拉力f拉合力作用下重新恢复平衡。

2、最低水封液位h低

当水槽液位下降至最低水封液位h低时，水箱管道真空吸力f吸远大于f浮，即f浮<f吸+g自+g配，但由于浮箱设置有钢索限位作用，使最终浮箱维持在最低水封液位h低不变，即：

f浮+f拉＝f吸+g自+g配

此时由于浮箱与出水管口间距最小，出水流量减少，对应水封水位上升，直至封液位升至h高止，即浮箱浮力f浮作用力增大，并当f浮>f吸+g自+g配时浮箱开始上浮。

钢索的长度:由浮箱最低水封液位h低决定，此时浮箱被钢索拉紧，以保持其距离池底为h2，实际应用中h2可根据最低水封液位要求进行调整。

浮箱的最大配重由最高水封液位h高决定，即最高水封液位要求越高对应配重越重，超过最高水封液位浮箱即开始上浮，但最高水封液位高度不能没过浮箱，所以最大配重可由如下公式计算得出：

h高＝h1+h2

注：h1表示浮箱的高度；h2表示当浮箱处于最低水封液位h低时浮箱离池底的高度。

浮箱的最小配重即为浮箱自身重量。