CN109373018A - 一种重力式负压气液分离阀及使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种重力式负压气液分离阀，其中分离阀主体共分为三部分，从上到下依次为顶部连接区（A）、阀片区（B）和底部连接（C）区；其中顶部连接区（A）上部为丝扣连接、法兰连接或粘接多种不同的连接方式，阀片区（B）设有积液腔和阀片，底部链接区（C）由丝扣连接、法兰连接或粘接多种不同的连接方式，底端阀片依靠阀门顶端负压自动关闭，保障设备的密闭性，阀门采用垂直式安装。本发明在保证设备内恒定负压状态下利用液体自身重力克服设备内负压，当阀门内积液增加达到设定液位，底端阀片依靠积液重力作用自动打开，保障设备内积液及时排出；当设备内积液减少至设定液位，底端阀片依靠阀门顶端负压自动关闭，保障设备的密闭性，维持设备内负压恒定。

Description

一种重力式负压气液分离阀及使用方法

技术领域

本发明属于工程技术领域，涉及一种利用重力作用，在负压容器内实现冷凝液自动排出的气液分离阀，具有成本低安装操作方便等特点。

背景技术

在废气治理或其他工业生产过程中，由于气体湿度较大，不满足处理或生产工艺需要，或极易在设备和管道中造成积水导致设备无法正常运行，需首先进行除湿处理。为保障设备或管道的密闭性一般采取负压输送，负压状态一般负压保持在-200Pa～-3000Pa。一般气水分离器或易积水设备底部均设有排液口，但是由于设备处于负压状态经常导致设备内积水无法正常排出，或设备内液体积存过多影响设备正常运行。设备运行过程中经常采用人工停机排水，操作麻烦又容易因操作不及时对设备造成损害。常规疏水阀工作条件均需正压，不能满足以上需求，因此急需一种简易又能自动排液的负压气液分离阀装置来解决此问题。

发明内容

本发明的主要目的在于，解决常规疏水阀不能在负压条件下工作的难题，为负压气液分离工况解决自动排液问题。

为实现上述目的，本发明公开了如下的技术内容：

一种重力式负压气液分离阀，其特征在于分离阀主体共分为三部分，从上到下依次为顶部连接区A、阀片区B和底部连接C区；其中顶部连接区A上部为丝扣连接、法兰连接或粘接多种不同的连接方式，以满足不同设备的需求，阀片区B设有积液腔3和阀片5，当阀门内积液增加达到设定液位，根据设备或管道内负压大小进行选择，底部链接区C由丝扣连接、法兰连接或粘接多种不同的连接方式，底端阀片依靠阀门顶端负压自动关闭，保障设备的密闭性，阀门采用垂直式安装。

本发明进一步公开了重力式负压气液分离阀的使用方法，其特征在于按如下的步骤进行：

（1）阀门选型：根据待处理液体性质选择阀门材质，对于酸性常温液体选择UPVC或ABS工程塑料阀体；根据液体产生量，选择阀体直径；根据负压大小选择阀体积液腔高度;

（2）阀门安装：采用垂直式安装；

（3）阀体的工作过程如下：

积液腔设计积液高度H按如下公式计算：

其中：

当积液腔实际液位H′＜H时，ρ·g·H′＜P₂-P₁，

由于积液自身重力小于设备内负压，受负压作用，阀片吸闭；

当积液腔实际液位H′＞H时，ρ·g·H′＞P₂-P₁，

由于积液自身重力大于设备内负压，受积液重力挤压阀片张开，积液外排直至积液腔积液高度小于H，阀片再次受负压作用吸闭；

本发明更进一步公开了所述的重力式负压气液分离阀使用方法在用于负压气液分离工况解决自动排液问题方面的应用。实验结果证明，本发明重力式负压气液分离阀安装方便、运行稳定，能够实现设计压力下的气液分离达到预期目的。

本发明更加详细的描述如下：

本发明的基本原理为在保证设备内恒定负压状态下利用液体自身重力克服设备内负压，当阀门内积液增加达到设定液位，底端阀片依靠积液重力作用自动打开，保障设备内积液及时排出；当设备内积液减少至设定液位，底端阀片依靠阀门顶端负压自动关闭，保障设备的密闭性，维持设备内负压恒定。阀体设计及工作过程如下：

积液腔设计积液高度H按如下公式计算：

其中：

当积液腔实际液位H′＜H时，ρ·g·H′＜P₂-P₁，

由于积液自身重力小于设备内负压，受负压作用，阀片吸闭。

当积液腔实际液位H′＞H时，ρ·g·H′＞P₂-P₁，

由于积液自身重力大于设备内负压，受积液重力挤压阀片张开，积液外排直至积液腔积液高度小于H，阀片再次受负压作用吸闭。

本发明气水分离阀采用垂直安装，阀门主体共分为三部分。从上到下依次为顶部连接区（A）、阀片区（B）和底部连接（C）区。其中顶部连接区（A）上部为丝扣连接、法兰连接也可以粘接等多种不同的连接方式，以满足不同设备的需求。阀片区设有积液腔（3）和阀片（5），积液高度根据设备或管道内负压大小进行选择。底部链接区（C）有丝扣连接、法兰连接也可以粘接等多种不同的连接方式。

本发明主要解决了负压设备内部积液无法正常排出问题，重点考察了废气治理设备在实际运行过程中遇到的问题及相关工况条件，主要的难点在于进口负压、出口常压状态下，无需人工助力，阀门能够根据设备内积液情况自动打开和关闭，且积液可在阀门开启状态下从阀体排出。

本发明公开的重力式负压气液分离阀与现有技术相比所具有的积极效果在于：

现有普通截止阀，负压状态下不能正常排液，若想实现负压排液需用排液泵定期抽吸，或采取停机处理。若排液不及时经常导致设备损坏或影响设备正常运行。

本发明的气液分离阀，无需增加人工动力，当积液达到设计液位后，依靠积液自身重力克服设备内负压，推动排液阀片打开，实现自动排液，具有简单、高效、低成本等诸多优点。

附图说明

图1为重力式负压气液分离阀结构示意图；

图2 为重力式负压气液分离阀的阀片吸闭图；

图3为重力式负压气液分离阀的阀片打开图；

图4为某食品厂污水站废气治理工艺流程图；

图5为常规排水口示意图；其中a设备整体效果图，b阀门局部放大图；

图6为重力式气液分离阀安装效果图；其中

1：进口连接法兰 2、进口连接件 3、积液腔

4、阀片转轴 5、阀片 6、出口连接法兰；

P1：设备内负压 D、管径 P2：阀体出口大气压；

H′：积液腔实际液位 ρ：冷凝液体密度； g：重力加速度。

具体实施方式

下面通过具体的实施方案叙述本发明。除非特别说明，本发明中所用的技术手段均为本领域技术人员所公知的方法。另外，实施方案应理解为说明性的，而非限制本发明的范围，本发明的实质和范围仅由权利要求书所限定。对于本领域技术人员而言，在不背离本发明实质和范围的前提下，对这些实施方案中的各种改变或改动也属于本发明的保护范围。

实施例1

一种重力式负压气液分离阀，其中分离阀主体共分为三部分，从上到下依次为顶部连接区A、阀片区B和底部连接C区；其中顶部连接区A上部为丝扣连接接方式，阀片区B设有积液腔3和阀片5，当阀门内积液增加达到设定液位，根据设备或管道内负压大小进行选择，底部链接区C由丝扣连接，底端阀片依靠阀门顶端负压自动关闭，保障设备的密闭性，阀门采用垂直式安装。

实施例2

一、阀门安装

本发明阀门安装采用垂直式安装。

二、阀门选型

（1）根据待处理液体性质选择阀门材质，例如酸性常温液体选择UPVC或ABS工程塑料阀体。

（2）根据液体产生量，选择阀体直径。若底部连接管道弯头较多应适当选择大直径阀门。管径流量对照表

（3）根据设备内负压选择积液腔型号。

积液高度负压对照表

（4）根据设备连接方式选择进出口连接件。

实施例3

实际使用情况：

某食品厂污水处理站废气处理装置，对污水站曝气池、调节池等废气采取微负压（管道负压＜2500Pa）密闭收集处理。处理工艺为：

由于污水站废水来水为45℃左右温水，在曝气处理过程中有大量水蒸气从水池表面挥发，水池密闭后被废气收集管道收集。在废气输送过程中极易在UV光解设备和活性炭吸附箱内产生积水。积水达到一定高度UV光解设备内电器元件将形成短路烧毁，活性炭箱内炭粒遇水后失效。因此需在设备底部设排水口。排水口最初设置为普通截止阀，如图5所示：

配置普通截至阀的设备排水口，由于设备内负压作用，当截止阀打开时空气通过截止阀被吸入设备，由于风速较大一般在排水口周围会形成积水局部回流，导致设备内积水无法排出。选用本发明的重力式气液分离阀后，详细情况见图6：

更换本发明重力式气液分离阀以后，当积液腔页面低于设计值时，阀片关闭，气液分离阀阀体进口端压力P₁与设备内负压P₃保持一致，设备内积液在同一个压力空间内，受重力作用影响，全部流入阀体积液腔储存；当积液腔积液高度达到设定值（ρ·g·H=P₂-P₁）时，由于积液重力大于阀片两端的压差，阀片打开，此时积液腔内积液顺阀片开口流出。气液分离阀如此循环自动排出设备内冷凝液体，无需人工操作，无需额外动力，简单方便，安全高效。

尽管上面结合附图对本发明进行了描述，但是本发明并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨的情况下，还可以做出很多变形，这些均属于本发明的保护之内。

Claims (3)

1.一种重力式负压气液分离阀，其特征在于分离阀主体共分为三部分，从上到下依次为顶部连接区（A）、阀片区（B）和底部连接（C）区；其中顶部连接区（A）上部为丝扣连接、法兰连接或粘接多种不同的连接方式，以满足不同设备的需求，阀片区（B）设有积液腔（3）和阀片（5），当阀门内积液增加达到设定液位，根据设备或管道内负压大小进行选择，底部链接区（C）由丝扣连接、法兰连接或粘接多种不同的连接方式，底端阀片依靠阀门顶端负压自动关闭，保障设备的密闭性，阀门采用垂直式安装。

2.一种重力式负压气液分离阀的使用方法，其特征在于按如下的步骤进行：

（1）阀门选型：根据待处理液体性质选择阀门材质，对于酸性常温液体选择UPVC或ABS工程塑料阀体；根据液体产生量，选择阀体直径；根据负压大小选择阀体积液腔高度;

（2）阀门安装：采用垂直式安装；

（3）阀体的工作过程如下：

积液腔设计积液高度H按如下公式计算：

其中：

当积液腔实际液位H′＜H时，ρ·g·H′＜P₂-P₁，

由于积液自身重力小于设备内负压，受负压作用，阀片吸闭；

当积液腔实际液位H′＞H时，ρ·g·H′＞P₂-P₁，

由于积液自身重力大于设备内负压，受积液重力挤压阀片张开，积液外排直至积液腔积液高度小于H，阀片再次受负压作用吸闭。

3.权利要求2所述的重力式负压气液分离阀使用方法在用于负压气液分离工况解决自动排液问题方面的应用。