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专利名称：浮力取液装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种浮力取液装置。
背景技术：
现有技术中，为了确定不同比重液体分界面位置，需要操作人员在操作岗位上下查看确定分离液的分层位置，为操作带来了不便。同时由于有人为因素存在，往往导致分离层确定标准不一，有时会由于操作失误，将重相/固体吸出，造成后续分离工序的困难。特别是处理一些分离后重相液体比较粘稠、密度较大、颜色较深、较难判断分离界面的情况，人工分离难度更大。文献CN2488053Y公开了一种控制液面的浮球装置。该装置包括浮子，具有出液口的阀体和与阀体配合的具有进液口的阀芯，阀芯的外面有一个下部连接阀体、上部连接浮子的导套，与阀芯的外壁滑动配合。但是，这种浮球装置不适宜用于分离不同比重的液体，无法快速确定分离层位置。
发明内容本实用新型所要解决的技术问题是现有技术无法快速确定不同比重液体分界面位置的问题，提供一种新的浮力取液装置。该浮力取液装置能够快速简便地确定不同比重液体的分离层位置，可提高分离效率、方便分离操作、提高物料分离可靠性、减少分离操作失误，并减轻操作人员的劳动强度。为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案如下一种浮力取液装置，包括空心腔体I和取液管2 ;空心腔体I下半部为凹状，形成凹状空间23 ;取液管2穿过空心腔体I ;取液管2与空心腔体I通过螺纹22固定，且通过螺纹22调节取液管2伸入凹状空间23的长度。上述技术方案中，取液管2优选方案为从空心腔体I中心穿过。空心腔体I优选方案为具有凹状空间23的空心半椭球形腔体或空心圆柱形腔体。本实用新型中，凹状空间23的深度及取液管伸出长度需通过拟分离的两相液体密度差和取液装置的重量经计算确定，以保证取液管22有效抽取上清液同时不与下层重相液体接触。本实用新型使用时，取液管22上部连接有取液软管，根据空心腔体在上清液分离面和重相液体中所受浮力不同，可简易判断出分离层位置。当虹吸上清液时，由于取液管22深入轻液液面，上层液面被不断抽取，液面随之降低。当上清液抽取完毕，浮力取液装置到达两相分界面时，由于重相液体的浮力大于浮力取样装置的重力，致使其不再下降，此时可观察到软管的长度不再变化，空心腔体位置基本保持不动时，则到达上清液分离面，此时可停止取液。这样，整个抽取过程无需操作人员在操作岗位上下查看，既提高了分离效率，减少了操作失误，又减轻了操作人员的劳动强度，取得了较好的分离效果。
图I为本实用新型一个实施方案的剖视结构图，其空心腔体是空心圆柱形腔体。图2为本实用新型另一个实施方案的剖视结构图，其空心腔体是空心半椭球形腔体。图I和图2中，I为空心腔体，2为取液管，3为所取液体，22为螺纹，23为凹状空间，h为浮力取液装置浸入液体的高度，H为凹状空间23的高度，L为取液管2伸入凹状空间23的长度，R为空心腔体的外径，r为 空心腔体的内径。图I中，本实用新型浮力取液装置包括空心腔体I和取液管2，空心腔体I下半部为凹状，形成凹状空间23 ;取液管2穿过空心腔体I ;取液管2与空心腔体I通过螺纹22固定，且通过螺纹22调节取液管2伸入凹状空间23的长度。取液管2伸入凹状空间23的长度L可以根据上清液和重相液体的密度差来确定。以空心圆柱形腔体为例，当浮力取液装置位于液体之中时，其排出液体的体积为V= Ji * (R2-r2) *h,排出液体的质量为W= V* P = Ji* (R2-r2) *h * P (P为液体的密度,V为排出液体体积，g为重力加速度，9. 8m/S2)。根据阿基米德定律，一个物体在液体中受到的浮力F与该物体排出液体的重力G相等，即G=F = Wg= Ji *h*(R2-r2) *P*g,此时达到受力平衡，该物体将浮在液体上。由公式可知，当取液装置一定时，其重量W，空心腔体的内外半径R和r均为常数，其浸入液体的高度h与该液体的密度P有关。根据公式换算可知h = G/Ji **(R2-r2) *p。设有两种不同密度的液体,轻液和重液,其密度分别为P I和P 2，取液装置在两种液体中的浸入深度分别为hi和h2,由上述公式可知，当p2>p I时，由于G为一常数,则hl>h2。由此可知，通过计算浮力取液装置在两种不同密度的液体中受到的浮力大小可以计算出取液管伸出凹状空间23的高度L。其相互关系为L = H — h2 — X。其中X为液面调整值，由两相液体的分层面特性和液面波动因素确定，为保证分离效果和液体的收率，X的取值范围在I 5mm之间，最佳范围2 4mm。空心半椭球形腔体的浮力计算比较复杂，计算原理同空心圆柱形腔体。下面通过实施例对本实用新型作进一步阐述。
具体实施方式
实施例I采用图I所示浮力取液装置分离具有不同密度的液体。其中，空心腔体是空心圆柱形腔体。上层液体密度P l=1050kg/m3，下层重相液体沉淀层密度P 2=1250kg/m3。浮力取液装置的R=O. 15m, r=0. 05m,该物体的重量ff = 2 kg,由上述公式h = G/ jt * (R2-r2) *p ,计算其深入轻相和重相液体的深度hi = 2 / 3. 14 * (O. 152_0 . 052) * 10 50 = 0 . 0 30m。h2 = 2 / 3· 14 * (0. 152_0· 052) * 1250 = O. 025m。凹状空间的深度H=50mm。调整系数x = 2mm，则取液管伸出凹状空间的高度L为[0028]L = H - h2_ x = 50 - 25 - 2 = 23mm。取液管22上部连接有取液软管，当虹吸上清液时，空心腔体位置随着液面迅速下降，当空心腔体位置基本保持不动时，则到达上清液分离面，此时即停止取液。
权利要求1.一种浮力取液装置，其特征在于，包括空心腔体(I)和取液管(2);空心腔体(I)下半部为凹状，形成凹状空间(23);取液管(2)穿过空心腔体(I);取液管(2)与空心腔体(I)通过螺纹(22)固定，且通过螺纹(22)调节取液管(2)伸入凹状空间(23)的长度。
2.根据权利要求I所述的浮力取液装置，其特征在于取液管(2)从空心腔体(I)中心穿过。
3.根据权利要求I所述的浮力取液装置，其特征在于空心腔体(I)为具有凹状空间(23)的空心圆柱形腔体或空心半椭球形腔体。
专利摘要本实用新型涉及一种浮力取液装置，主要解决现有技术存在无法快速确定不同比重液体分界面位置的问题。本实用新型通过采用包括空心腔体1和取液管2；空心腔体1下半部为凹状，形成凹状空间23；取液管2穿过空心腔体1；取液管2与空心腔体1通过螺纹22固定，且通过螺纹22调节取液管2伸入凹状空间23的长度的技术方案较好地解决了该问题，可应用于浮力取液装置的工业生产中。
文档编号G01F23/00GK202715275SQ201220374158
公开日2013年2月6日 申请日期2012年7月31日 优先权日2012年7月31日
发明者杨军, 林长骏 申请人:中国石油化工集团公司, 中石化上海工程有限公司