专利名称：吸附虹吸分离工艺和有自吸功能的虹吸分离装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及的技术领域是固液混合物和/或油水混合物的分离工艺和设备，特别涉及到采用吸附虹吸的方法进行固液和/或(非乳化)油水分离的技术，并提供一种具有自吸功能的虹吸分离装置的制备方法。
背景技术：
目前，公知的无机电动力的澄清过滤分离技术是用以下方式实现的在澄清过滤器的底部设有多孔的挡板，其上铺设有可以更换或清洗的过滤介质，料浆中的非悬浮状固体颗粒依靠重力沉降落下，被过滤介质截留的较大颗粒“架桥”又截留较小的颗粒，滤液依靠重力穿透滤饼和介质排出，属一维顺流分离；但是，随着被截留固体颗粒的增加，形成厚度逐渐增大的滤饼，特别是当料浆中固形物浓度大、颗粒小的情况下，滤液必须克服过滤介质及比之大得多的滤饼的阻力，才能从其微小的缝隙中穿透；这种装置只能间歇工作，而随着时间的延长，滤液的位能越来越小，滤饼阻力越来越大，最终可能导致过滤失败；澄清过滤的缺点还表现在过滤介质必须得到坚固的支撑、滤饼的移出和过滤介质的清洗再生都较困难、不能连续操作、要增加过滤面积将直接导致设备的庞大。
目前公知的油水分离技术有利用吸油性高分子功能材料的吸油功能来实现油水分离的，而利用吸水疏油的高分子高吸水材料制作成无动力油水分离装置的，还未见报道。
目前公知的液体虹吸技术，是依靠虹吸管两端的压力差实现将高位的液体翻越一定高度流向更低位置的方法；但必须预先将管内的空气排掉或抽出，填以流动的液体作“引水”，并使虹吸管出口低于虹吸管进口处水位；目前公知的液体虹吸技术，还未见有自吸功能的同时有过滤功能的虹吸管的报道。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是针对公知的无机电动力的澄清过滤分离技术之滤饼阻力大、过滤介质必须得到坚固的支撑、滤饼的移出和过滤介质的清洗再生都较困难、不能实现无动力连续操作、要增加过滤面积将直接导致设备庞大的缺点，结合利用公知技术吸水疏油的高分子高吸水材料的特点和公知虹吸管技术，提供一种新的无动力吸附分离工艺和具有一定自吸高度的吸附虹吸分离装置。
本发明解决技术问题的技术方案为提供一种无动力吸附分离工艺，其工艺流程特征是吸附虹吸分离管经吸附头吸入容器中料浆液中的水清液组分，当料浆液液面与吸附虹吸分离管之内顶点的垂直距离小于吸附虹吸分离管对于水清液的自吸高度时，吸附棒材料对水的吸附能力使水清液浸透吸附头，并沿吸附棒上升，翻越吸附棒之顶点，随后充填吸附棒并排出吸附棒内的空气，在料浆液的位能的推动下，克服吸附棒的阻力，不断将水清液从料浆中吸附虹吸分离出来；为实现这种无动力吸附分离工艺，本发明解决其技术问题而采用了有自吸功能的吸附虹吸分离装置，其技术方案是在待分离料浆容器中安装若干支有自吸功能的吸附虹吸分离管，吸附虹吸分离管由虹吸管和吸附棒组成，其特征是虹吸管由两端通孔的可润湿内表面的不透气材料制成马蹄状弯管，其进口管长度小于出口管长度，虹吸管管径在自吸高度的1/20～1/10范围；在虹吸管的管内安有直径等于管径、长度大于虹吸管总长的吸附棒，吸附棒伸出虹吸管进口端的部分吸附头，其最佳长度大于吸附棒对液体的自吸高度，吸附棒伸出虹吸管的出口部分排液头，可以被分为若干个滴头，吸附棒由加入了高吸水树脂并以亲水疏油性高分子材料为基质的、经过微孔通孔发泡处理的、具有弹性的海绵状材料制成，吸附头表面光滑，吸附棒的内孔隙可在0.01～0.10mm范围，吸附棒插入虹吸管内部分的剖面尺寸应保证其遇水膨胀后与虹吸管管壁紧密相贴。
本发明吸附虹吸分离工艺和有自吸功能的虹吸分离装置的有益效果是，在无机电动力下实现固液混合物和/或(非乳化)油水混合物的连续或间歇分离，本发明工艺简明、独特，分离方式为三维错流分离，所需分离推动力为吸附材料的内能和被分离料浆的位能；本发明装置设备结构简单，制造容易，制造费用低；操作简便，仅仅依靠料浆的位能就得以实现预期的分离过程；本发明装置单位容积处理量高于普通澄清过滤器，处理(高浓度料浆)效果也优于普通澄清过滤器；本发明装置工作稳定，吸附材料(比普通过滤布)经久耐用，可以自再生、自清洗。
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1是本发明有自吸功能的吸附虹吸分离管的纵剖面构造图。
图2是本发明第一个实施例的工作原理图。
图3是本发明第二个实施例的工作原理图。
图4是本发明第三个实施例的工作原理图。
图5是本发明第四个实施例的工作原理图。
图6是本发明第五个实施例的工作原理图。
图中1.吸附虹吸分离管，2.吸附棒，3.吸附头，4.排液头，5.容器，6.进料阀，7.排料阀，8.排油阀；h.吸附虹吸分离管的自吸高度，其值取决于吸附棒的材料性质，H.分离过程工作压头，其值取决于排液头到容器液面高度之液体的压强。
具体实施例方式
在图1中，吸附虹吸分离管(1)由虹吸管和吸附棒(2)组成，吸附棒伸出虹吸管进口端部分是吸附头(3)，吸附棒伸出虹吸管的出口部分是排液头(4)。
在图2所示第一个实施例中，预期达成无机电动力固液分离的功效如下工作时，固液混合料浆经进料阀(6)进入容器(5)，吸附头(3)开始将水清液吸入并沿吸附棒(2)上升，当液面升高至与吸附虹吸分离管(1)之内顶点的垂直距离小于吸附虹吸分离管的自吸高度(h)后，水清液逐渐上升并翻越吸附虹吸分离管(1)的顶部，随即浸透整个吸附棒(2)；由于分离过程工作压头(H)的存在，排液头(4)的多个滴头使液滴加快形成，吸附棒(2)内吸入的水分得以流动，虹吸过程实现；料浆中的颗粒因重力的作用和吸附头(3)的阻挡，沉入容器底都，并随着时间的延长和/或新加入的料浆带入更多可沉降颗粒而逐渐增浓，成为滤泥；但滤泥即便沉积到淹没了吸附头(3)，水清液仍然能够被吸附头(3)吸入；滤泥可以在适当时候经排料阀(7)排出，也可适当开启排料阀(7)逐渐排出，以保持分离系统的进料、排泥、排液的物料平衡。在泥污出现气浮上升于液面的特殊情况下，只要下面的清液层被吸干，吸附头(3)与泥污接触，仍然能够吸附其中的水清液。
在图3所示第二个实施例中，吸附棒(2)的材料具有吸水疏油的特性，预期达成无机电动力油水分离的功效如下工作时，油水混合液经进料阀(6)进入容器(5)，吸附头(3)选择性地吸入水清液，同第一个实施例的过程，虹吸过程得以实现，水清液经排液头(4)排出；油水混合物中的油分因浮力作用和吸附头(3)的排斥，只能上升至液面逐渐形成油层；连续工作时，积厚的油层可在油面到达排油阀(8)时排出，也可在间歇工作时，停止进料，待插入底部的吸附头(3)将水分吸完，将油分从排料阀(7)排出。
在图4所示的第三个实施例中，预期达成无机电动力油水泥分离的功效如下工作时，油水泥混合料浆经进料阀(6)进入容器(5)，吸附头(3)选择性地吸入水清液，同第一个实施例的过程，虹吸过程得以实现，水清液经排液头(4)排出；油水泥混合料浆中的颗粒亦同第一个实施例的过程，沉降、增浓，成为滤泥，经排料阀(7)排出；油水泥混合物中的油分亦同第二个实施例，上升至液面，形成油层，经排油阀(8)排出；从而保持分离系统的进料、排泥、排油、排液的物料平衡。
在图5所示的第四个实施例中，吸附虹吸分离管(1)的作用主要是用于缓慢、微量、定时、连续输送液体，预期达成无机电动力温室作物滴灌(或人造雨水景观)的功效如下工作时，水或营养液经进料阀(6)进入容器(5)，吸附头(3)吸入水或营养液，同第一个实施例的过程，虹吸过程得以实现，水或营养液经排液头(4)的多个滴头滴出液滴；通过调整排液头(4)之滴头与液面的高度差，从而改变分离过程工作压头(H)，实现对液滴滴落间隔时间的控制。对于水或营养液中的固体杂质，也分离于容器(5)之中，避免了现有滴灌技术不装过滤装置滴头容易堵塞的弊病。
在图6所示的第五个实施例中，吸附虹吸分离管(1)是靠用特定功能吸附分离材料制成的吸附棒(2)工作的，预期达成吸附分离清液中的有害成分或有用成分的功效如下工作时，容器(5)中带有有害成分或有效成分的清液被吸入吸附头(2)，并全部流过吸附棒(2)经排液头(4)排出的过程中，清液所携带的有害成分或有用成分直接与特定功能吸附分离材料相接触，而被吸附到吸附棒(2)中；经过一定时间，吸附棒(2)降低或失去吸附有害成分或有效成分的活性，通过解吸直致更换的方式继续此分离过程。此实施例也可以分别与前述第一、第二、第三实施例合并操作。
权利要求
1.提供一种吸附虹吸分离工艺和有自吸功能的虹吸分离装置，其工艺流程特征是吸附虹吸分离管(1)经吸附头(3)吸入容器(5)中料浆液中的水清液组分，当料浆液液面与吸附虹吸分离管(1)之内顶点的垂直距离小于吸附虹吸分离管的自吸高度(h)时，吸附棒(2)对水的吸附能力使水清液浸透吸附头(3)，并沿吸附棒(2)上升，翻越吸附棒(2)之顶点，随后充填吸附棒(2)并排出其内的空气，在料浆液的位能分离过程工作压头(H)的推动下，克服吸附棒(2)的阻力，不断将水清液从料浆中吸附分离出来，虹吸排出；为实现这种无动力吸附分离工艺，本发明解决其技术问题而采用了有自吸功能的吸附虹吸分离装置，其技术方案是有自吸功能的吸附虹吸分离装置，它由吸附虹吸分离管(1)，容器(5)，进料阀(6)，排料阀(7)，排油阀(8)组成；进料阀(6)安装于进料管上，进料管位于容器(5)之上，排料阀(7)位于容器(5)的最下方，排油阀(8)位于容器(5)的侧面壁偏上方，在容器(5)中安装若干支有自吸功能的吸附虹吸分离管(1)，吸附虹吸分离管(1)的出口排液头(4)的位置低于容器(5)的最下方；其特征是吸附虹吸分离管(1)由虹吸管和吸附棒(2)组成，虹吸管由两端通孔的可润湿内表面的不透气材料制成马蹄状弯管，其进口管长度小于出口管长度，虹吸管管径在自吸高度(h)的1/20～1/10范围；在虹吸管的管内安有直径等于管径、长度大于虹吸管总长的吸附棒(2)，吸附棒(2)伸出虹吸管进口端的部分吸附头(3)，其最佳长度大于吸附棒(2)对液体的自吸高度(h)，吸附棒(2)伸出虹吸管的出口部分排液头(4)可以被分为若干个滴头，吸附棒(2)由加入了高吸水树脂并以亲水疏油性高分子材料为基质的、经过微孔通孔发泡处理的、具有弹性的海绵状材料制成，吸附头(3)表面光滑，吸附棒(2)的内孔隙可在0.01～0.00mm范围，吸附棒(2)插入虹吸管内部分的剖面尺寸应保证其遇水膨胀后与虹吸管管壁紧密相贴。
2.根据权利要求1所述的吸附虹吸分离工艺和有自吸功能的虹吸分离装置，其特征在于，用作温室作物滴灌(或人造雨水景观)的时候，通过调整排液头(4)之滴头与液面的高度差，从而改交分离过程工作压头(H)，实现对液滴滴落间隔时间的控制。
3.根据权利要求1所述的吸附虹吸分离工艺和有自吸功能的虹吸分离装置，其特征在于，用作分离清液中的有害成分或有用成分的时候，吸附棒(2)是用特定功能吸附分离材料制成的，工作时，容器(5)中带有有害成分或有效成分的清液被吸入吸附头(3)，并全部流过吸附棒(2)经排液头(4)排出的过程中，清液所携带的有害成分或有用成分直接与特定功能吸附分离材料相接触，而被吸附到吸附棒(2)中。
全文摘要
一种吸附虹吸分离工艺和有自吸功能的虹吸分离装置。本发明工艺所采用的分离方式为三维错流分离，所需分离推动力为吸附材料的内能和被分离料浆的位能；它是在料浆容器中安装若干支有自吸功能的吸附虹吸分离管，利用其中吸附棒高吸水疏油材料的吸水功能和憎油特性，利用颗粒组分的沉降性和油分的上浮性，来实现固液和/或油水的分离。本发明吸附虹吸分离装置采用了在普通虹吸管中贯穿吸附棒的方式完成自吸虹吸分离过程。本发明设备结构简单，制造容易，制造费用低；装置操作简易，维护方便；仅仅依靠料浆的位能作推动力就得以实现预期的分离过程；利用本发明还可以实现缓慢连续微量定时输送液体的功能、实现清液中的有害成分或有效成分在吸附棒中的再分离。
文档编号B01D35/00GK101069785SQ20071007827
公开日2007年11月14日 申请日期2007年3月9日 优先权日2007年3月9日
发明者熊四达 申请人:熊四达