空气提升泵制造技术

一种泵，具有竖管，该竖管具有下部、上部和中间部，中间部的横截面面积小于上部的横截面面积，下部具有直径D。提升装置包括：在下部上的N2个端口，每个端口具有直径E，所述端口还具有位于下部的末端，并且远离末端水平地延伸。喷射器具有位于中间部的顶部的末端，并且竖直向下地延伸，末端由厚度为B的圆柱形凹槽限定。环形腔围绕喷射器，具有长度A，并通过与过渡部与中间部的接合处相隔距离F的一行N1个孔与喷射器连通，每个孔具有直径C。以毫米表示，则：D介于约25.4和203.2之间；B≈0.521(D)

Air lift pump

【技术实现步骤摘要】
空气提升泵
本技术涉及空气提升泵领域。
技术介绍
通过在部分浸入在流体材料(液体或固液混合物)中的竖直管道的下部引入压缩空气，使流体材料移动通过该竖直管道，这是众所周知的。
技术实现思路
形成本技术的一个方面的泵，用于与工作流体供应以及比工作流体密度高的流体材料供应一起使用，该泵包括竖直延伸的导管，以及提升装置。竖直延伸的导管在使用中浸入流体材料供应中。该竖直延伸的导管具有下部、上部，和在下部和上部之间的中间部。中间部的横截面面积小于上部的横截面面积，下部具有直径D，中间部具有直径d。提升装置包括具有N2个端口的阵列、喷射器和环形腔。该阵列在下部的长度上布置。阵列的每个端口具有直径E，每个端口还包括位于下部的末端，并且每个端口远离末端水平地延伸，以使得工作流体被引导向导管的中心。喷射器具有位于中间部的顶部的末端，并且竖直向下地延伸，使得工作流体被竖直向上地引导，喷射器的末端由厚度为B的圆柱形槽限定。环形腔围绕喷射器。环形腔具有长度A，并通过一行N1个孔与喷射器连通。该一行N1个孔与过渡部和中间部的接合处相隔距离F，并且每个孔具有直径C。如果B、C、D、E和F以毫米表示，则D介于约25.4和203.2之间B≈0.521(D)0.296C≈1.918(D)0.343E≈0.521(D)0.296F≈0.321D-3.41根据本技术的另一个方面，D、A、B、C、d、E、F、N1和N2可以根据下面几何形状中的任意一种确定大小：根据本技术的另一个方面，所述泵能够以空气作为工作流体以及水作为流体材料地使用。根据本技术的另一个方面，在使用中，气流、水流和几何形状的组合基本上能落入与以下任何组合一致的情况：组合气流(m3/S)水流(m3/S)10.00023-0.000270.0002-0.00420.0002-0.00180.0005-0.000730.00115-0.010.0025-0.003740.006-0.0250.006-0.01750.008-0.050.011-0.015通过阅读下文中的详细描述和附图，本技术的优点、特征和特性将会变得明显。附图将在下文中简要描述。附图说明图1是根据本技术示例性实施例构造的泵的横截面图；图2是沿图1的L-L的截面图；图3是根据本技术另一示例性实施例构造的泵的横截面图；图4示出了根据本技术一个实施例的泵的曝气性能；以及图5示出了根据本技术另一个实施例的泵的曝气性能。具体实施方式图1和图2中示出了根据本技术的一个示例性实施例的泵20。可以理解，该泵20是用于与工作流体供应以及比工作流体密度高的流体材料供应一起使用的类型，工作流体和流体材料均未示出。并且将会看到，泵20包括环形导管22和提升装置24。在使用中，导管22是竖直延伸的，并具有：圆形入口26；圆柱形下部28，其与入口连通并且具有小于入口直径的直径D；截锥形过渡部30，与下部连通，并且随着其从下部以一角度延伸而逐渐变细；中间部32，与过渡部30连通并且直径为d；桥接部34，与中间部32连通并具有比中间部32大的直径；以及上部36。入口26的直径和上部36的直径应理解为，具有容纳内径为D的常规管(未示出)的尺寸。提升装置24包括端口40的阵列38和喷射器42。阵列的每个端口具有在下部28中的末端44。每个端口具有直径E，并且远离末端44地水平延伸，使得工作流体被引导向导管的中心(未示出)。端口40的总数是N2个。喷射器42设置在中间部32和桥接部34的接合处。喷射器42具有径向厚度为B的环形末端，并且竖直向下延伸距离A，使得工作流体被竖直向上地引导。环形腔46围绕喷射器42，并通过一行孔48使二者连通，每一个孔48均具有一直径。该行孔48与过渡部30和中间部32的接合处相隔距离F。孔48的总数是N1个。另一个环形腔50围绕下部28，并与端口40连通。本领域的普通技术人员将容易理解的是，在使用中，气体例如空气被引入腔46、50，从而经过提升装置24进入流体材料。作为泵的一个特征，如果B、C、D、E和F以毫米表示：D介于约25.4和203.2之间B≈0.521(D)0.296C≈1.918(D)0.343E≈0.521(D)0.296F≈0.321D-3.41更具体地，D、A、B、C、d、E、F、N1和N2可以根据表1所列出的几何形状中的任意一种确定：表1图1和图2中所示出的泵应理解为，使用常规方法通过三维打印的方式容易地构造。然而这不是必需的，泵也可以通过如图3中所示出的常规的机械加工而容易地构造。根据每个几何形状，构造了本技术的泵的五个版本。对这五种泵进行测试，测试结果在下面的表2中列出：表2为了更加确定，在表2中，“浸没比”是被液体填充的竖管部分与管道总长度的比率，“浸没头”是被液体填充的管道部分。本领域普通技术人员将容易地意识到，泵能够相对有效地泵送相对大量的水。如图4中所示出的，测试了101.6mm泵的曝气性能。该测试涉及在循环基础上泵送水箱中的水。进行了三次测试。在每次测试中，水箱中的水均暴露在大气中足够的时间，以允许氧气浓度平衡在1mg/L。在每次测试中，迫使体积流量恒定的气体通过泵。在第一次测试中，75％的流量被引导通过下部阵列，而25％的流量被引导通过上部。在第二次测试中，流量被分成50:50。在第三次测试中，25％的流量被引导通过下部阵列，而75％的流量被引导通过上部。图4示出了通过迫使更多的流量通过下部阵列，氧化作用增加了。如图5中所示出的，测试了50.8mm泵的标准曝气效率。再次进行了三次测试，每次测试涉及在循环基础上泵送水箱中的水。在每次测试中，水箱中的水均暴露在大气中足够的时间，以允许氧气浓度平衡在1mg/L。在每次测试中，迫使体积流量恒定的气体通过泵。在第一次测试中，75％的流量被引导通过下部阵列，而25％的流量被引导通过上部。在第二次测试中，流量被分成50:50。在第三次测试中，25％的流量被引导通过下部阵列，而75％的流量通过上部。图5表明，对于75％的径向流动测试，用在风机中的每千瓦所能转移到水中的氧气量最高。随着水达到饱和，转移到水中的氧气量随时间而降低。相应地，本技术应当被理解为仅由所附的权利要求限制及有目的地解释。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种泵，用于工作流体供应以及比工作流体密度高的流体材料供应一起使用，该泵包括：/n竖直延伸的导管，其在使用中浸入所述流体材料供应中；所述竖直延伸的导管具有下部、上部，和在下部与上部之间的中间部，其特征在于，所述中间部的横截面面积小于所述上部的横截面面积，所述下部具有直径D，所述中间部具有直径d；/n提升装置，包括：/nN2个端口，该N2个端口在所述下部的长度上布置；每个端口具有直径E，每个所述端口还包括位于所述下部的末端，并且所述端口远离所述末端水平地延伸，以使得工作流体被引导向所述导管的中心；以及/n喷射器，具有位于所述中间部的顶部的末端，并且竖直向下地延伸，使得所述工作流体被竖直向上地引导；所述喷射器的末端由厚度为B的圆柱形凹槽限定；/n环形腔，围绕所述喷射器；所述环形腔具有长度A，并通过一行N1个孔与所述喷射器连通；该一行N1个孔与过渡部和所述中间部的接合处相隔距离F，并且每个孔具有直径C；/n其中，如果B、C、D、E和F以毫米表示，则/nD介于约25.4mm和203.2mm之间；/nB≈0.521(D)

【技术特征摘要】
1.一种泵，用于工作流体供应以及比工作流体密度高的流体材料供应一起使用，该泵包括：
竖直延伸的导管，其在使用中浸入所述流体材料供应中；所述竖直延伸的导管具有下部、上部，和在下部与上部之间的中间部，其特征在于，所述中间部的横截面面积小于所述上部的横截面面积，所述下部具有直径D，所述中间部具有直径d；
提升装置，包括：
N2个端口，该N2个端口在所述下部的长度上布置；每个端口具有直径E，每个所述端口还包括位于所述下部的末端，并且所述端口远离所述末端水平地延伸，以使得工作流体被引导向所述导管的中心；以及
喷射器，具有位于所述中间部的顶部的末端，并且竖直向下地延伸，使得所述工作流体被竖直...

【专利技术属性】
技术研发人员：瓦埃勒·阿哈姆德，
申请(专利权)人：圭尔夫大学，
类型：新型
国别省市：加拿大;CA