一种气力驱动定量提升方法及装置与流程

本发明属于一种气力驱动定量提升装置设备领域，特别适用于小型分散式农村污水处理设备污水提升、回流、排泥及其他行业有毒、易燃易爆液体或固液混合物的提升。

背景技术：

随着社会的发展，尤其是科学进步的进步，大大促进了社会生产力的飞速发展；在城市化飞速发展的同时，农村经济也进入了快速发展发展阶段，农民生活水平得到了很大的提高；但是农村环境建设与经济发展不同步，其中水环境污染问题尤为严重。

对于分散居住的农户，宜采用低能耗小型分散式污水处理，对与小型分散式污水处理设备，处理量在0.5吨/天到20吨/天之间，其污水提升泵的选择成为一大难题，现有市面没有与之匹配的污水提升泵。

常规电动污水提升泵流量远大于设备处理量，对设备进水造成冲击，流量无法根据处理量定量调节；功率偏大，对户用小型污水处理设备不适宜；长期使用受污水腐蚀及磨损，需经常检修更换。

常规气提和脉冲气提技术成熟，历史悠久，已大量用于污水处理设备，但也存在很多不足：常规气提提升高度小，无法满足较高扬程需求、在小流量状态下工作不稳定、提升量无法定量调节；脉冲气提虽然在提升效率及小流量稳定性上有所改善，但气提本质是利用提升管内外密度差实现液体提升的，需要较高的淹没率（>60%）才能实现提升，提升高度有限。

因此，提供一种能够适用于上述现有技术中的污水处理设备，是一个急需解决的问题。

技术实现要素：

针对现有技术的不足，本发明提供一种结构简单，没有运动部件，无需维修，流量定量连续可调的气力驱动液体提升装置。

本发明的目的是这样实现的：

一种气力驱动定量提升装置，包括圆柱形泵体1，设置在泵体1顶部左侧上的气管快速接头6，所述的气管快速接头6通过管体上设置有节流阀7的气体软管与气源装置连接；

所述泵体1内部设置有上端伸出泵体顶部的提升管2、一端插在提升管2的中间u形管3；泵体1的底部设置有止水装置；

所述的止水装置包括圆形橡胶材质的止水片4，止水片4通过紧固螺钉5固定在泵体1内部底面上，用于封堵泵体1底部设置的进水口a；

所述的泵体1底部设置的进水口a为圆形进水口，通过橡胶止水片4的翻转开合实现液体单向进入泵体而不能从进水口a排出；

所述的提升管2一端插入泵体1内部接近泵体底部，一端为出水口b，出水口b连接外部提升管道；

所述的节流阀7通过尼龙软管作为气体软管与泵体1上部气管快速接头6连接，为装置提供驱动气源，通过节流阀7调节进气流量，实现提升量的调节。

所述的泵体1、提升管2、u形管3均为耐腐蚀材料，包括pvc或塑料材质；不受污水腐蚀，耐腐性能好；没有可动部件，无磨损，使用寿命长。

一种气力驱动定量提升装置的提升方法，包括以下步骤：

步骤一：用于液体提升时，泵体1安装在待提升液体液面以下，使泵体有一定的淹没深度l，出水口b连接出水管道，气源处安装节流阀7，气源通过尼龙软管插入气管快速接头6上的气源进口d；

当水位有一定的淹没深度l时，初始状态泵体1内没有液体，从气源处过来的压缩空气从节流阀7经由尼龙软管进入气源进口d，然后气体又经由u形管3上方的泄压口c进入提升管2，经由出水口b释放；

此时，由于泵体1内压缩空气自由释放，泵体1内处于无压状态，由于淹没液位l液体静压，止水片4翻转打开，待提升液体经由进水口a进入泵体1内；

步骤二：随着泵体1内液位升高，当泵体1内液位达到排出开始液位l1时，泄压口c被液体淹没封闭，u型管内充满液体，由于泄压口c被封闭，压缩空气在泵体内聚集，泵体内压力升高，止水片4在压力作用下封闭，泵体内液体在压缩空气作用下经提升管2下部管口进入，经由出水口b提升排出；

步骤三：随着泵体1内液体持续排出，液位下降至排出终了液位l2时，u型管3内液体排空，压缩空气又从泄压口c泄压排出，泵体内处于无压状态，液体在静压作用下又从进水口a进入泵体1内，这样周而复始，从而实现液体的提升；

所述的泵体1内径为φ，排出液位高度为h，从而可以计算出每个周期固定排出液体量为：v=(π×φ²×h)/4，从而实现液体的定量计量；压缩空气流量经由节流阀7调节，通过调节进气流量，可以控制液体的每次排出时间，即提升周期，从而实现提升量的调节。

积极有益效果：本发明具有如下优点：利用污水处理装置曝气风机提供气源驱动，无需另外增加动力；结构简单，没有运动部件，无需维修，安装使用方便；提升量可在20l/h—1000l/h之间定量连续可调，可适应不同污水处理能力；气力驱动定量提升装置与气提装置原理不同，本装置提升高度取决于驱动气体的压力，不受淹没深度的影响；提升量相同时，所耗气量远低于气提装置，理论上可达到同体积气体提升同体积液体。本发明用途广泛，可在各种场合代替提升泵，可用于污水处理设备污水提升、硝化液回流、污泥回流及排泥；适应范围广，流量可定量调节，节能高效；安装使用方便，无需维护。对于提倡节能减排的当下，该发明具有广阔的应用前景。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

泵体1、提升管2、u形管3、止水片4、紧固螺钉5、气管快速接头6、节流阀7、进水口a、出水口b、泄压口c、气源进口d、淹没液位l、排出开始液位l1、排出终了液位l2、排出液体高度h、泵体内径φ。

具体实施方式

下面结合附图及实施例，对本发明做进一步的说明：

如图1所示，一种气力驱动定量提升装置，包括泵体1，泵体1内部设置有提升管2，以及一端穿插在提升管2中部的u形管3；

如图1所示，所述的泵体1内下端设有橡胶止水片4，止水片4利用紧固螺钉5固定在泵体1内部底面上；

如图1所示，所述的泵体1上部设置有气管快速接头6，以及通过尼龙软管与气管快速接头6连接的节流阀7。

所述的泵体1、提升管2、u形管3均为耐腐蚀材料，包括pvc或塑料材质；不受污水腐蚀，耐腐性能好；没有可动部件，无磨损，使用寿命长。

实施例

如图1所示：当用于液体提升时，泵体1安装在待提升液体液面以下，使泵体有一定的淹没深度l，出水口b连接出水管道，气源处安装节流阀7，气源通过尼龙软管插入气源进口d；

当作为污水处理设备污水提升或回流使用时，因为污水处理设备都设置有曝气风机，利用曝气风机提供气源即可，无需外加动力；

如图1所示，当水位有一定的淹没深度l时，初始状态泵体内没有液体，压缩空气从节流阀7经由尼龙软管进入气源进口d，然后气体又经由u形管3上方泄压口c进入提升管2，经由出水口b释放；

此时，由于泵体1内压缩空气自由释放，泵体1内处于无压状态，由于淹没液位l液体静压，止水片4翻转打开，待提升液体经由进水口a进入泵体1内；

随着泵体1内液位升高，当泵体1内液位达到排出开始液位l1时，泄压口c被液体淹没封闭，u型管内充满液体，由于泄压口c被封闭，压缩空气在泵体内聚集，泵体内压力升高，止水片4在压力作用下封闭，泵体内液体在压缩空气作用下经提升管2下部管口进入，经由出水口b提升排出；

随着泵体1内液体持续排出，液位下降至排出终了液位l2时，u型管3内液体排空，压缩空气又从泄压口c泄压排出，泵体内处于无压状态，液体在静压作用下又从进水口a进入泵体1内，这样周而复始，从而实现液体的提升；

如图1所示，泵体内径为φ，排出液位高度为h，从而可以计算出每个周期固定排出液体量为：v=(π×φ²×h)/4，从而实现液体的定量计量；

如图1所示，压缩空气流量经由节流阀7调节，通过调节进气流量，可以控制液体的每次排出时间，即提升周期，从而实现提升量的调节；

如上所述，液体的提升是由于压缩空气对泵体内液体施加压力实现，提升高度取决于压缩空气的压力，与淹没深度l无关，液位只需淹没泵体即可，这与常规气提或脉冲气提装置提升高度由淹没深度决定不同，从而实现更高的提升高度。

以上实施案例对于本发明进行了详细说明，但所述内容仅为本发明的优选实施方式，但本发明并不限于上述实施方式，在所述领域普通技术人员所具备的知识范围内，本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替代及改进等，均应视为本申请的保护范围。