阅读说明：本技术 给排水工程中利用气压提升液体的装置及其方法 (Device and method for lifting liquid by using air pressure in water supply and drainage engineering ) 是由 张吉库 赵家新 赵江浩 魏圣霖 于 2021-09-02 设计创作，主要内容包括：本发明给排水工程中利用气压提升液体的装置及其方法,涉及给排水工程水处理装置及其方法,包括控制柜、气泵、电磁阀、逆止阀、集水箱、浮球液控管、空气管、水管。浮球液控管内侧的浮球在液位和压力变化时起呈现开启和封闭的状态,能够实现集水室的进气压水、排气补水的有效工作循环。利用气压通过多个控制阀将多个集水室内的水交替压出,实现连续工作。集水室容积固定,启停次数与出水流量精确关联,装置可以精确计量液量。压缩空气来源不限于专设的气泵,可以与水处理装置的其它装置共用压缩空气源,从而简化水处理装置结构。空气管路低温不冻,在严寒地区,可以实现地埋设备的动力部分和控制部分统一设置地面以上,降低了施工和运维难度。(The invention relates to a device and a method for lifting liquid by using air pressure in water supply and drainage engineering, in particular to a water treatment device and a method for water supply and drainage engineering. The floating ball on the inner side of the floating ball hydraulic control pipe is opened and closed when the liquid level and the pressure change, and effective work circulation of air intake and water pressing, air exhaust and water replenishing of the water collecting chamber can be realized. The water in the water collecting chambers is alternatively pressed out by using air pressure through a plurality of control valves, so that continuous work is realized. The volume of the water collecting chamber is fixed, the starting and stopping times are accurately related to the water outlet flow, and the device can accurately measure the liquid amount. The compressed air source is not limited to a dedicated air pump, and can be shared with other devices of the water treatment device, thereby simplifying the structure of the water treatment device. The air pipeline is not frozen at low temperature, and in severe cold areas, the power part and the control part of the underground equipment can be uniformly arranged above the ground, so that the construction and operation difficulty is reduced.)

给排水工程中利用气压提升液体的装置及其方法

技术领域

本发明涉及一种给排水工程水处理装置及其方法，特别是涉及一种给排水工程中利用气压提升液体的装置及其方法。

背景技术

在给排水工程领域，曝气工艺作为一种处理环节被广泛应用，80%以上的水处理设施中采用的是空压机、空气管路、扩散器组成的曝气装置。在进水、出水、混合液回流、等多个环节需要离心水泵等液位提升设备，在一个体系内同时存在多种类型空压机和水泵，在客观上加大了水处理设施运行维护难度，尤其在冬季寒冷地区，有些一体化设备需要布设在冰冻线以下，设备间位于地面以下，动力部分结构复杂，导致运维困难。

目前，空气提升管是水处理行业广泛使用的空气提升液体的装置，具体实施方法为：向水池中竖管内下部接入压缩空气，利用空气在液体中扩散造成的管内外液体重度差来提升管内液位，这种方式提升液位的能力和效率都非常有限，由于扬程过低，只能用于短程混合液回流，在大多数应用场景，都不能满足液位提升的实际需要。

综上所述，研发空气提升液体的装置必须满足两个基本要求：

（1）实现单一空气动力驱动装置运行；

（2）具备较高的扬程，满足多种工艺类型的液位提升的需要。

发明内容

本发明的目的在于提供一种给排水工程中利用气压提升液体的装置及其方法，本发明集水室容积固定，电磁阀启停次数与出水量进行精确关联，可提升液位，又可计量液量，可以兼具提升泵和计量泵的作用；由于空气管路低温不冻，在寒冷气象条件下，防潮防冻，可以实现地埋设备的动力部分和控制部分统一设置地面以上，能够便于运行维护，降低施工和运维难度，用可靠的方式解决了通过压缩空气提升液位的问题。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

给排水工程中利用气压提升液体的装置，所述装置包括气泵、控制柜、第一常闭型电磁阀、第二常闭型电磁阀、第一常开型电磁阀、第二常开型电磁阀、第一逆止阀、第二逆止阀、集水箱、第一集水室、第二集水室、第一浮球液控管、第二浮球液控管、第一空气管路、第二空气管路、第一压水管、第二压水管；装置进水管连接集水箱，并通过第一浮球液控管、第二浮球液控管对应的第一流入口、第二流入口连接集水箱底部的第一集水室、第二集水室；集水室连接气泵；控制柜设有电磁阀，包括第一常闭电磁阀、第一常开电磁阀，以及第二常闭电磁阀和第二常开电磁阀；空气管设在集水室的顶部，第一浮球液控管中的浮球对应设在第一流入口处；集水室底部设有第一压水管、第一逆止阀、出水管；第一集水室设置第一常闭电磁阀、第一常开电磁阀，集水室连通第一空气管和第一常开电磁阀；集水箱设有第一浮球液控管，并连接第一集水室。

所述的给排水工程中利用气压提升液体的装置，所述装置浮球直径小于浮球液控管内径，大于流入口内径。

所述的给排水工程中利用气压提升液体的装置，所述装置压缩空气来源不限于专设的气泵，可以与同一装置的其它装置共用压缩空气源。

给排水工程中利用气压提升液体的方法，所述方法包括以下过程：

首先将提升液体由进水管流入集水箱，通过第一浮球液控管、第二浮球液控管的对应的第一流入口、第二流入口流入集水箱底部的第一集水室、第二集水室，集水室注满水后启动气泵，由控制柜来控制电磁阀的工作状态，第一常闭电磁阀通电开启，同时，第一常开电磁阀通电关闭，此时第二常闭电磁阀和第二常开电磁阀处于未通电待机状态，空气由空气管从集水室的顶部进入，空气压力传递给液体，第一浮球液控管中的浮球在浮力和压力的作用下将第一流入口封闭，集水室内的液体在气压作用下由集水室底部的第一压水管经第一逆止阀从出水管流出，实现液位提升。第一集水室排空后，第一常闭电磁阀断电关闭，第一常开电磁阀断电开启，集水室内的气体在集水箱内液体压力作用下通过第一空气管和第一常开电磁阀释放，第一浮球液控管内液位和压力降低，第一浮球脱离第一流入口，集水箱内的水经第一浮球液控管流入第一集水室，第一集水室内的液位得到恢复，对于第一集水室而言，完成了装置进气压水、排气补水的整体工作流程；

遵循同样的流程，通过控制柜控制电磁阀实现第一集水室和第二集水室处于交替的进水和出水状态，即能够连续完成提升液体过程。

所述的给排水工程中利用气压提升液体的方法，所述利用气压将集水室内的水交替压出，一个集水室的工作周期包括进水和出水两个阶段，为实现装置连续工作，集水箱底部的集水室的数量至少为二个，根据实际需要或是二个以上。

所述的给排水工程中利用气压提升液体的方法，所述进气压水、排气补水的控制，在液位和压力变化时，自动切换开启和封闭流入口，配合电磁阀的运行，实现集水室的进气压水、排气补水的切换，是一种经济、可靠的控制方式。

所述的给排水工程中利用气压提升液体的方法，所述出水压力与进气压力直接关联，通过改变进气压力，调节出水扬程。

所述的给排水工程中利用气压提升液体的方法，所述集水室容积固定，电磁阀启停次数与出水量进行精确关联，可提升液位，又可计量液量。

本发明的优点与效果是：

1.本发明集水室容积固定，电磁阀启停次数与出水量进行精确关联，可提升液位，又可计量液量，可以兼具提升泵和计量泵的作用。

2.本发明由于空气管路低温不冻，在寒冷气象条件下，防潮防冻，可以实现地埋设备的动力部分和控制部分统一设置地面以上，能够便于运行维护，降低施工和运维难度。

3.本发明集水箱结构简单无需维护，可以埋于地下，集水箱进水管可以与化粪池出水、一体化污水处理等装置的出水连接，适用性广泛。

附图说明

图1为本发明装置整体构成示意图。

图中部件：1-气泵；2-控制柜；3-第一常闭型电磁阀；4-第一常开型电磁阀；5-第二常开型电磁阀；6-第二常闭型电磁阀；7-信号线；8-第一空气管；9-第二空气管；10-第一压水管；11-第二压水管；12-第一逆止阀；13-第二逆止阀；14-第一流入口；15-第二流入口；16-第一浮球；17-第二浮球； 18-第一浮球液控管；19-第二浮球液控管；20-第一集水室；21-第二集水室；22-出水管；23-进水；24-集水箱。

具体实施方式

下面结合附图所示实施例对本发明进行详细说明；为了使本领域技术人员更好地理解本发明的技术方案能予以实施，下面结合具体实施例对本发明作进一步说明，但所举实施例不作为对本发明的限定。

本发明实施例静态组合结构是：

本发明给排水工程中利用气压提升液体的装置包括气泵1、控制柜2、第一常闭型电磁阀3、第二常闭型电磁阀6、第一常开型电磁阀4、第二常开型电磁阀5、第一逆止阀12、第二逆止阀13、集水箱24、第一集水室20、第二集水室21、第一浮球液控管18、第二浮球液控管19、第一空气管路8、第二空气管路9、第一压水管10、第一压水管11；装置进水管23连接集水箱24，并通过第一浮球液控管18、第二浮球液控管19对应的第一流入口14、第二流入口15连接集水箱24底部的第一集水室20、第二集水室21；集水室连接气泵1；控制柜2设有电磁阀，包括第一常闭电磁阀3、第一常开电磁阀4，以及第二常闭电磁阀6和第二常开电磁阀5；空气管8设在集水室20的顶部，第一浮球液控管中的浮球16对应设在第一流入口14处；集水室20底部设有第一压水管10、第一逆止阀12、出水管22；第一集水室设置第一常闭电磁阀3、第一常开电磁阀4，集水室20连通第一空气管8和第一常开电磁阀4；集水箱24设有第一浮球液控管，并连接第一集水室20；其中浮球直径小于浮球液控管内径，大于流入口内径。进水管23与集水箱24连接，气泵1与第一空气管8、第二空气管9连接，第一空气管8、第二空气管9分别与第一集水室20、第二集水室21连接，其接入开口位于集水室的顶部，集水箱24底部通过第一浮球液控管18、第二浮球液控管19与第一集水室20、第二集水室21连接，第一压水管10、第二压水管11进液口位于集水室底部，第一压水管10、第二压水管11经第一逆止阀12、第二逆止阀13之后，合并与出水管22连接，控制柜2通过控制信号线与第一常闭型电磁阀3、第二常闭型电磁阀6、第一常开型电磁阀4、第二常开型电磁阀5以及气泵1连接。

本发明装置工作方式是：

本发明装置工作时需要提升的液体由进水管23流入集水箱24，通过第一浮球液控管18、第二浮球液控管19的对应的第一流入口14、第二流入口15流入集水箱24底部的第一集水室20、第二集水室21，集水室注满水后启动气泵1，由控制柜2来控制电磁阀的工作状态，第一常闭电磁阀3通电开启，同时，第一常开电磁阀4通电关闭，此时第二常闭电磁阀6和第二常开电磁阀5处于未通电待机状态，空气由空气管8从集水室20的顶部进入，空气压力传递给液体，第一浮球液控管中的浮球16在浮力和压力的作用下将第一流入口14封闭，集水室20内的液体在气压作用下由集水室底部的第一压水管10经第一逆止阀12从出水管22流出，实现液位提升。第一集水室排空后，第一常闭电磁阀3断电关闭，第一常开电磁阀4断电开启，集水室20内的气体在集水箱内液体压力作用下通过第一空气管8和第一电磁阀4释放，第一浮球液控管内液位和压力降低，第一浮球16脱离第一流入口14，集水箱24内的水经第一浮球液控管流入第一集水室20，第一集水室20内的液位得到恢复。

遵循同样的流程，通过控制电磁阀实现第一集水室20和第二集水室21处于交替的进水和出水状态，就能够连续提升液体。

以上所述实施例仅是为充分说明本发明而所举的较佳的实施例，其保护范围不限于此。本技术领域的技术人员在本发明基础上所作的等同替代或变换，均在本发明的保护范围之内，本发明的保护范围以权利要求书为准。