本发明涉及一种气体输送系统，更具体地说，是涉及一种利用集水排气方式的气体输送系统。
背景技术：
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随着工业技术的发展，高精尖系统的集成发展，工业、实验研究等领域对气泵的要求越来越精密化与安全化，设计一种新型的气泵技术及系统越来越重要起来。
而现有的气泵技术，多为电力驱动的扇叶结构的透平机械，这种设备设计复杂，生产技术要求高，具有噪声大、耗电高、密封性差等特点，而在精密送气的领域，这些缺点就更加显著了，当气泵的通气状况要求保证连续与稳定时，现有的气泵设备是远远不能满足这些要求的。
以德国进口微型气泵SP200EC-LC为例，其流量范围为0.2L/min到600L/min，既288L/min到864000L/min；而针对沼气提纯净化领域，采用微氧法脱硫的实验研究过程中，每立方米的发酵罐每天的需氧量却是低至14L/d，并且发酵过程还非常需要稳定的环境。
技术实现要素：
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本发明正是针对上述问题，提供了一种利用集水排气方式的气体输送系统。
为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案，包括储液箱、排液管、回液管、电磁阀、进气管、出气管、集液箱、水泵、水位传感器、控制器，储液箱位于集液箱上方，储液箱分别通过排液管、回液管与集液箱连通，电磁阀位于集液箱的顶部且排液管通过电磁阀与集液箱连通，进气管、出气管也通过电磁阀与集液箱连通；水泵设置在集液箱内的回液管上，控制器设置在集液箱上，水位传感器设置在集液箱内，电磁阀、水泵、水位传感器、进气管和出气管上的阀门均与控制器电性相连。
储液箱下方的排液管、回液管上均设置阀门。
储液箱上还设置有通气口，保证排液时储液箱内的气压与外界大气压一致，液体能够顺利的流入集液箱中，排液管上设置有补液口，集液箱上方的回液管上设置有单向阀，以确保液体的单向流通性，保证流量控制的精度。
进气管的另一端与大气相连通，出气管的另一端与待输送气体的设备相连通。
水泵的入水口出设置有过滤器。
排液管和回液管采用PVC、PP、PE、HDPE或TPE的塑料软管，一方面可以方便储液箱与集液箱位置的布置，另一方面能够使用更灵活的方式进行流量控制。
根据设备供气的装置内部的气压，调节储液箱与集液箱的高度差，以保证液体向下流动的动力需求；针对输送气体的类别选定合适的液体，保证液体不会污染和吸收输送气体；设备开始运行后储液箱内部液体受重力作用经电动阀向下流入集液箱，这时集液箱上部的气体与需要供气的装置内部的气体接通，自动地将气压调整为需气装置内部的气压，储液箱流入集液箱的液体体积，即为集液箱内上方气体排出的体积；
液体流入集液箱后，集液箱内部的液体增多，水位随之上升，通过安装在集液箱内的水位传感器，可以测得水位的升高情况δh(m)，结合传感器的扫描频率f(Hz)以及集液箱水平截面的面积s(m2)就可以得出流入集液箱的液体流量，这也是设备供气的流量q(m3/s)；
水位传感器传入液面信息至控制器，控制器根据设定的参数：比例系数Kp、积分系数KaS以及微分系数Ki/S进行PID控制，以达到设定的供气流速；
当集液箱内水位达到限定上值后，控制器控制集液箱内水泵向储液箱内回水，同时关闭出气管打开进气管，让需要输送的气体流入集液箱；当集液箱内水位达到限定上值后，控制器控制集液箱内水泵向储液箱内回水，同时关闭出气管打开进气管，让需要输送的气体流入集液箱。
本发明的优点及有益效果是：
1、本发明将利用液体的重力作用进行气体的传输，调整储液箱积液箱的垂直高度差，可以控制通过重力效果的集水排气方式运行的动力，使设备运行中设备内部气压与供气位置的气压匹配，不会出现透平气泵的进气气压不均匀的情况。
2、本发明采用的流体系统，对通入的气体来说能够提供一个完全密闭的环境，不会出现气体的泄漏事件，以及气力输送时因泄漏引起的能量损失。
3、本发明的排气量的控制是通过控制流入积液箱内液体的体积来实现的，相比于透平机械压缩空气的方式，更加的简单精密。
4、本发明能够与供气位置的压力精准匹配，设备供气均匀、稳定，不会出现透平气泵的进气气压不均匀的情况。
附图说明：
图1(a)-(b)为本发明的结构示意图；其中，图1(a)为主视图；图1(b)为图1(a)中的A处放大图。
图1中，1为通气口，2为储液箱，3为回液管，4为排液管，5为补液口，6为单向阀，7为电磁阀，8为控制器，9为出气管，10为水泵，11为过滤器，12为集液箱，13为水位传感器，14为进气管。
图2为本发明的PID控制系统原理图。
图3为本发明的电动阀门控制示意图；其中，A为电动阀关闭减少流量时的状态图，B为液面到达下线开启水泵向储液箱回流的状态图，C为回流结束继续进行供气的状态图。
图4为图1的应用图。图中，15为通气管；16为发酵体；17为水浴锅；18为出气管；19为集气罐。
图5为实施例1的脱硫效果图。
图6为实施例1的脱除率图。
图7为实施例2的脱硫效果图。
图8为实施例2的脱除率图。
具体实施方式：
结合图1-3可知，本发明包括储液箱2、排液管4、回液管3、电磁阀7、进气管14、出气管9、集液箱12、水泵10、水位传感器13、控制器8，储液箱2位于集液箱12上方，储液箱2分别通过排液管4、回液管3与集液箱12连通，电磁阀7位于集液箱12的顶部，且排液管4通过电磁阀7与集液箱12连通，进气管14、出气管9也通过电磁阀7与集液箱12连通；水泵10设置在集液箱12内的回液管3上，控制器8设置在集液箱12上，水位传感器13设置在集液箱12内，电磁阀7、水泵10、水位传感器13、进气管14和出气管9上的阀门均与控制器8电性相连。
储液箱2下方的排液管4、回液管3上均设置阀门。
储液箱2上还设置有通气口1，保证排液时储液箱2内的气压与外界大气压一致，液体能够顺利的流入集液箱12中，排液管4上设置有补液口5，集液箱12上方的回液管3上设置有单向阀6，以确保液体的单向流通性，保证流量控制的精度。
进气管14的另一端与大气相连通，出气管9的另一端与待输送气体的设备相连通，水泵10的入水口出设置有过滤器11。
排液管4和回液管3采用PVC、PP、PE、HDPE或TPE的塑料软管，一方面可以方便储液箱2与集液箱12位置的布置，另一方面能够使用更灵活的方式进行流量控制。
根据设备供气的装置内部的气压，调节储液箱2与集液箱12的高度差，以保证液体向下流动的动力需求；针对输送气体的类别选定合适的液体，保证液体不会污染和吸收输送气体；设备开始运行后储液箱2内部液体受重力作用经电动阀向下流入集液箱12，这时集液箱12上部的气体与需要供气的装置内部的气体接通，自动地将气压调整为需气装置内部的气压，储液箱2流入集液箱12的液体体积，即为集液箱12内上方气体排出的体积；
液体流入集液箱12后，集液箱12内部的液体增多，水位随之上升，通过安装在集液箱12内的水位传感器13，可以测得水位的升高情况δh(m)，结合传感器的扫描频率f(Hz)以及集液箱12水平截面的面积s(m2)就可以得出流入集液箱12的液体流量，这也是设备供气的流量q(m3/s)；
水位传感器13传入液面信息至控制器8，控制器8根据设定的参数：比例系数Kp、积分系数KaS以及微分系数Ki/S进行PID控制，以达到设定的供气流速；
当集液箱12内水位达到限定上值后，控制器8控制集液箱12内水泵10向储液箱2内回水，同时关闭出气管9打开进气管14，让需要输送的气体流入集液箱12；当集液箱12内水位达到限定上值后，控制器8控制集液箱12内水泵10向储液箱2内回水，同时关闭出气管9打开进气管14，让需要输送的气体流入集液箱12。
控制器8通过水位传感器13给出的信号控制水泵10向储液箱2的供水，或者排液管4向下滴水的速度，以此精准地控制排气量。根据箱体的形状，计算达到指定排气量的水位升高速度，并结合水位传感器13的信号，控制排水量。
调整储液箱2积液箱的垂直高度差，可以控制通过重力效果的集水排气方式运行的动力，使设备运行中设备内部气压与供气位置的气压匹配，不会出现透平气泵的进气气压不均匀的情况。
如图4所示，将图1的气体输送系统进行应用时，气体输送系统的进气管14与通气管15的一端连通，通气管15的另一端伸至水浴锅17中的发酵体16内，发酵体16内的上方通过管路与伸至集气罐19内，集气罐19内的上方通过出气管18实现H2S排放。
在沼气发酵领域，因为沼气中除了含有60％-70％甲烷和30％-40％的二氧化碳外，还含有微量的硫化氢气体，其浓度一般为1-12g/m3。而硫化氢是一种具有臭鸡蛋气味的有毒气体，对管道、阀门、仪表等装置有一定的腐蚀性，硫化氢气体经过燃烧后会形成二氧化硫，从而造成大气污染。因此在沼气利用过程中，必须对硫化氢气体进行脱除。
而由于沼气中的硫化氢的含量非常少，对于一个1L的发酵罐，按其产气为1天0.8L计，其每天的硫化氢产量在0.04L，进行原位脱硫适用的通入氧气量为0.08L/d，如此小的通气量，现有的气泵设备是无法满足的，对于能够适用的气泵其造价又很高昂。
而且发酵装置在发酵过程中，因气温、光照、产气等方面的影响，罐内气压波动较大，对于透平机械来说，更加无法保证其工作的准确性。
下面，通过实施例对本发明进一步详细阐述。
实施例1对牛粪发酵原位脱硫发酵系统输送气体
如图1、图4所示，本发明气体输送系统的出气管9，通过输气管道与牛粪发酵系统连通。
采用无氧气通入的对照组，以及有微量氧气通入的实验组。发酵启动阶段，两组设备均不同如氧气以保证严格的厌氧的环境。在发酵稳定进行后，向实验组通入一定量的微量氧气，分别测定实验过程中两组实验装置发酵的沼气含硫化氢的量(ppm)，结果见图5，根据图5的测定结果可得到原位脱硫的效率，结果见图6。由图6可知，脱硫效率能够保证在80％以上，气泵的通入状态能够满足实验严格的要求。
实施例2对鸡粪发酵原位脱硫发酵系统输送气体
如图1、图4所示，本发明气体输送系统的出气管9，通过输气管道与鸡粪发酵系统连通。
因为鸡与牛的饲料不同，鸡粪与牛粪的成分也有很大的区别：牛粪中的主要物质是秸秆残渣，含有纤维素以及半纤维素较多；而鸡粪中含有较多的蛋白质，发酵过程中会产生大量的氨基酸，使得沼气中的硫化氢含量远远高于牛粪发酵。利用实施例1的检测方法，得到沼气含硫化氢的量(ppm)，结果见图7，根据图7的测定结果可得到原位脱硫的效率，结果见图8。脱硫效率能够保证在70％以上，气泵的通入状态能够满足实验严格的要求。