专利名称：水封装置的制作方法
技术领域：
本实用新型提供一种水封装置，水封装置用于沼气等可燃气体单向排气装置中， 起到明火止回的作用。
背景技术：
水封装置是利用水将两部分气体环境隔离开来，从而驱使气体单向流动，尤其适 于在沼气等可燃气体单向排气中起到明火止回的作用。现有的水封装置通常是气体管道通 入一定深度的水中，例如沼气池的沼气管通入到密闭容器内的水中，密闭容器上部有出气 管道连通用气设备。这样的水封存在以下不足因沼气管位于水封液面下的端口为敞口状， 也就是管口本身作为出气口，沼气直接从该管口处排出，形成显著的气泡鼓涌现象，因此水 封水体中的沼气气泡较大容易被出气管道内的明火引燃造成回火、将沼气管内和沼气池内 的沼气引燃，引起安全事故，而起不到水封的作用；而如果加深水的深度，则沼气管管口的 液压较大，水会经沼气管倒流进入沼气池，导致沼气池内的沼气不能正常收集和导出。
发明内容本实用新型的目的就是提供一种水封效果更加可靠的水封装置。采用的方案是一种水封装置，包括容器，容器上设置进气管、排气管及进水管，进 气管的管身为密实状，其端部连接的排气头位于水封的水体中，排气头上用于排气的小孔 径的排气孔位于水封液面以下。由上述技术方案可知工作时待保护气体由进气管进入排气头，继而经排气头上 的排气孔进入水中，而后从水中上升并逸出水封液面后经排气管排出，实现了管道气体与 其它系统的阻隔和保障气体单向排流；由于排气孔的直径小，所以气体在水中形成的气泡 也都较小，避免了下游工序的明火引燃水中和进气管内的气体，起到了可靠的明火止回作 用；同时又可以降低水封的水体深度，既节约用水量，又可减小水封装置的体积，还可有效 避免水封的水体倒流进入进气管中。
图1是本实用新型的结构示意图；图2是具有第二种排气头结构的水封装置的结构示意图；图3是具有第三种排气头结构的水封装置的结构示意图；图4是具有第四种排气头结构的水封装置的结构示意图。
具体实施方式
如图1至图4所示，一种水封装置，包括用于盛水的容器10，容器10上连有进气管 20、排气管30及进水管40，进气管20的管身为密实状，也就是管体上没有排气或足以泄露 气体的部位，进气管20伸入水封的水体中，其管端连接用于排气的排气头21，排气头21上设置的排气孔211用于排气，也就是说排气头21浸没于水封的水体中，并且排气孔211距 离水封液面有一定的距离，如图中虚线所示为水封液面，目的是保证进气管20内的气体全 部经排气孔211排入水中。排气孔211的直径没有固定要求，但必须使排入到水封水体中 的气泡小于由进气管20管口直接排入到水体中形成的气泡，简单的做法就是将排气孔211 的孔径设置的比进气管20的管口直径更小，根据经验来说排气孔211的直径大约在5mm左 右比较好，当然，为满足排气需要排气孔211直径越小则排气孔211的数量越多。同时排气 孔211的孔径越小其离水封液面的距离可以越近，通常排气孔211距离水封液面的距离只 要几厘米就能起到可靠的作用效果。以待保护气体为沼气为例，进气管20与沼气池出口管道连通，排气管30与用气管 道连接，沼气即由进气管20进入排气头21后通过排气头21上的排气孔211进入水中，而 后从水中上升并逸出水面经排气管30流入用气管道。因排气头21上的排气孔211孔径 小，那么沼气排到水体中形成的气泡体积也很小，就避免了水中的沼气与用气管道内的气 体混合或者被明火点燃进而引燃进气管20内沼气的危险，即进气管20内的沼气与用气管 道的明火被水封的水体有效隔绝，装置起到了可靠的水封作用。并且随着装置作用效果提 高，那么排气孔211到水封液面的距离，也就是水封的水深可以更低，既节约水量减小水封 装置的体积而便于加工使用，还可有效避免因水封的水位太深而导致水体倒流进入进气管 20和沼气池中，以利于沼气的收集和输送；并可以减小装置工作时因大气泡上涌产生的噪
曰°所述的排气管30、进水管40可以是连接在容器10上部的管子，当排气量不大、容 器10较小的场合，容器10上口也就可以作为排气管30、进水管40，其与水源和用气管道连 接的方法可以是任何公知的方式。进气管20通常由容器10上部，准确地说就是水封的水体以上的位置延伸到容器 10下部的水封水体中，进气管20由上到下布置能避免容器10内的水体倒流进入进气管20 或沼气池等气源装置中。当然如果进气管20内沼气压力本身大于水体产生的液压，也就是 沼气靠自身压力能够顺利排出的情况下，进气管20可以只是连通到水封水体中的一段横 管而没有必要由容器10上部向下延伸。图1至图4给出了排气头21的四种结构，如图1所示的进气管20是由容器10上 部穿过容器10上壁伸入水封水体中，排气头21是与进气管20连通的一段横管，两者整体 呈倒“T”形或称“L”形，排气头21可以是与进气管20加工为一体的，也可以是焊接在进气 管20下方的，因排气头21具有一定长度，其管壁上可以设置更多的排气孔211，以便将待 保护气体更均勻、更分散地通入到水中，起到更好的水封效果并进一步降低水体的深度。还 可以将排气孔211只设置在管状排气头21的径向截面的下半部分管壁上，这样沼气从排气 孔211溢出后上升到水面所经过的路径更长，外界系统的明火也就更难于引燃水体中和进 气管20中的沼气，水封装置的作用效果进一步提高。也可以将排气头21的两端盲死，或者 将横管做的足够长，那么沼气就将全部由排气头21上的排气孔211进入水体中，水封效果 更可靠。图4所示的结构与图1所示的结构是一样的原理，只是进气管20由容器10外壁 自上而下延伸到容器下部后横向穿过容器10侧壁进入水封水体中。而且装置加工时可以 不需要进气管20的竖管部分，也就是只将进气管20的横管部分在容器10下部外壁上留个 与气源连接的接头即可，便于将本装置根据生产现场的情况进行布置。图2中所示的排气头21是喇叭口朝下的喇叭状，排气孔211设置在喇叭壁上，虽然排气头21下端是敞口的， 但由于其上、下部水封水体产生的液压差不一样以及由于沼气受浮力的原因，绝大部分沼 气会经排气孔211进入水中而极少有沼气从喇叭口的下口排出，这样的结构加工简单。图 3所示的排气头21是与进气管20同轴加工的一段管体，最好就是进气管20向下顺延的一 段管体，在该段管体上密布排气孔211，这样的结构加工是比较简单的，而且材料用量最省， 绝大部分沼气都会经排气孔211进入水中，排气孔211越多分散排出沼气的效果越好。虽 然只要有小直径的排气孔211存在，都能分散排出沼气，使沼气在水封水体中形成的气泡 更小，起到提高水封效果的作用。但最好还是在管壁上设置足够数量的排气孔211，而将排 气头21下端封闭，使沼气全部以小气泡的形式进入水体中水封效果更好。排气头21还可以是其它具有类似功能的结构。上述四种结构中，图1所示的结构 更为实用，首先是它占用空间更小，便于装置的安装、布置，并不论沼气压力如何都能正常 使用；而且在寒冷地区，容器20可以起到保护壳的作用，这样的进气管20内结冰的概率大 大降低，装置的实用性进一步提高。为了使本实用新型的水封装置使用更方便，容器10最好是密闭的金属罐，金属罐 由不锈钢材料加工而成，既轻便又耐腐蚀，金属罐由位于上部的上端盖11和位于下部的罐 身12构成，金属罐的上端盖11部分与罐身12螺栓连接或者压板连接，进气管20的上端与 上端盖11固接为一体，用于导出沼气的排气管30以及加注水体的进水管40也固接在上 端盖11上，排气管30和进水管40可以是焊接在上端盖11上的法兰，也可以是一段金属管， 或者就是一个开口，排气管30只要能方便地排出沼气并与用气管道连接即可；进水管40只 要能便于重复加注水体即可，以便重复使用水封装置，降低装置使用成本；容器10采用金 属结构相比于钢筋混凝土结构或其它结构更便于加工，装置的加工成本也较低。更进一步的，金属罐的罐身12的侧壁上连接溢流管50，在加注水体时不用打开上 端盖11也能准确掌握水体的加注量，不至于水体加注太多或不足，溢流管50到排气头21 的高度差也就是沼气在水体中上升的行程或称水封的水深，根据实际需要确定，通常采用 小孔径排气孔211结构的水封水深在100mm左右，也就最上部的排气孔211到溢流管50下 端口的垂直落差为100mm。需要注意的是水体也无须加注太多，既节约用水也确保水体在 进气管20下端处产生的压强低于进气管20内的沼气压强，保证沼气能顺利排出。罐体底 部连接有排空管60，可以将容器10内的水体排空以便于清洗容器10内腔或者对其进行维 修。综上所述本发明的水封装置水封功能可靠，同时又避免了回水的可能，且体积 小、自重轻，加工、使用方便。文中仅以沼气为例进行说明，本实用新型的应用不仅限于沼气 输送系统使用，可燃气体需要防止被明火点燃的、气体单向排流等工况均适用本发明的水 封装置。
权利要求一种水封装置，包括容器(10)，容器(10)上设置进气管(20)、排气管(30)及进水管(40)，其特征在于进气管(20)的管身为密实状，其端部连接的排气头(21)位于水封的水体中，排气头(21)上用于排气的小孔径的排气孔(211)位于水封液面以下。
2.根据权利要求1所述的水封装置，其特征在于所述的进气管(20)自容器(10)上 部延伸到容器(10)的下部；所述的排气孔(211)设置有多个。
3.根据权利要求2所述的水封装置，其特征在于所述的排气头(21)呈管状并沿水平 方向布置，所述的排气孔(211)沿排气头(21)的管壁布置。
4.根据权利要求2所述的水封装置，其特征在于所述的排气头(21)呈喇叭状且喇叭 口朝下布置，所述的排气孔(211)分布在喇叭壁上。
5.根据权利要求2所述的水封装置，其特征在于所述的排气头(21)是进气管(20)向 下顺延的一段管体，排气孔(211)布置在该段管壁上。
6.根据权利要求2至5任意一项所述的水封装置，其特征在于所述的容器(10)为密 闭的金属罐，金属罐由位于上部的上端盖(11)和位于下部的罐身(12)构成，上端盖(11) 与罐身(12)可拆卸连接。
7.根据权利要求6所述的水封装置，其特征在于所述的进气管(20)、排气管(30)、进 水管(40)与容器(10)的上端盖(11)固定连接；所述的罐身(12)的侧壁上固接有溢流管 (50)，溢流管(50)的管口的位置与水封的水深对应，罐身(12)的底壁连接有排空管(60)。
8.根据权利要求3所述的水封装置，其特征在于所述的排气孔(211)布置在排气头 (21)的下半部分管壁上。
专利摘要本实用新型提供一种沼气等可燃气体单向排气装置中，起到明火止回作用的水封装置，该水封装置的水封效果更加可靠。水封装置包括容器，容器上设置进气管、排气管及进水管，进气管的管身为密实状，其端部连接的排气头位于水封的水体中，排气头上用于排气的小孔径的排气孔位于水封液面以下。由于排气孔的直径小，所以气体在水中形成的气泡也都较小，避免了下游工序的明火引燃水中和进气管内的气体，起到了可靠的明火止回作用；同时又可以降低水封的水体深度，既节约用水量，又可减小水封装置的体积，还可有效避免水封的水体倒流进入进气管中。
文档编号F16K15/00GK201706010SQ20102015547
公开日2011年1月12日 申请日期2010年4月9日 优先权日2010年4月9日
发明者刘庆臣, 韩厚强 申请人:安徽南风环境工程技术有限公司