动静态油水分离装置及油水分离方法

技术领域

本发明涉及油水分离技术的领域，特别涉及一种动静态油水分离装置及油水分离方法。

背景技术

在当前市场上，油水混合物的油水分离都是通过对油水分界面的测定后实现。对于油水分界面的测定，有利用浮力变化的（沉浸式）浮筒液位计，有利用重度变化的差压液位计，也有利用电学性质的电容液位计、射频导纳液位计、磁致伸缩液位计、磁翻板液位计等等。

由于油水混合液的整体密度以及电解常数通常都不是很稳定，因此，利用上述现有液位仪测定装置，很容易产生较为严重的测量误差，特别是在对动态油水分界面的测定中，因为油水分界面的过渡性以及在油水分离的抽水过程中的移动性，使得油水分界面不易测定，造成油水不能有效地分离（抽水时会有油水混合液或油一起抽出），使得测定的稳定性和精确性受到影响；同时，上述的测定装置也存在着结构复杂、造价成本高且维护不便的缺点。

发明内容

本发明的目的就是针对上述问题，提供一种在油水分界面测定的稳定性和精确性上具有进步性的，且结构简单、造价低且易于维护的动静态油水分离装置，另外也提供了一种应用该装置的油水分离方法。

为了实现上述目的，本发明提供了以下技术方案：

动静态油水分离装置，设置于容器中，其包括：

至少一第一连杆，其竖直设置于上述容器中，其至少一端部固定连接于上述容器内的顶部或者底部；

浮动块单元，包括至少两个浮球，其可滑动地设置于上述第一连杆上，该浮动块单元的比重大于油的比重并小于水的比重。

进一步地，上述的油水分离装置还包括至少一第二连杆，上述至少两个浮球通过该第二连杆连接，上述第二连杆的两端分别与上述至少两个浮球可拆卸地连接，用于调节该至少两个浮球的距离。

进一步地，上述的至少两个浮球套设于上述第一连杆上。

进一步地，上述的第二连杆平行于上述第一连杆设置。

进一步地，上述的至少两个浮球中的至少一个内还设置有磁铁，上述的第一连杆上排列设置有多个磁传感器。

再进一步地，上述的第一连杆为空心结构，上述多个磁传感器设置于上述第一连杆的内部。

更进一步地，上述的多个磁传感器与外部控制装置进行信号连接，用于向上述外部控制装置发出控制信号，通过上述外部控制装置控制容器的阀门的开闭，以驱动油水的分离。

油水分离方法，其包括以下步骤：

1）向容器内输入油水混合液，浮动块单元由于其比重大于油的比重并小于水的比重，其处于油面以下水面以上，油水分界面位于至少两个浮球之间，完成油水分界面的测定；

2）浮球内的磁铁触发第一连杆内相应位置上的磁感应器，磁感应器向外部控制装置发出控制信号，外部控制装置控制容器的阀门的开闭，来放出水和/或油，完成油水分离。

进一步地，上述的第2）步骤中，外部控制装置控制容器的出水口和出油口的开闭，来分别放出水和油，完成油水分离。

采用以上技术方案的有益效果在于：

1．本发明提供的一种动静态油水分离装置在必要的技术方案中包括了至少一第一连杆和浮动块单元，浮动块单元包括至少两个浮球，该第一连杆竖直设置于容器中，其至少一端部固定连接于该容器内的顶部或者底部，浮动块单元的至少两个浮球可滑动地穿设于该第一连杆上，浮动块单元的比重大于油的比重并小于水的比重，可以看到此装置结构相较于现有的测定装置较为简单，相应地也就减小了造价和维护的成本，更为重要的是，本发明的测定装置将至少两个浮球位于油水界面之间并滑动地套设于固定设置在容器内的第一连杆上，使得浮球只能沿着第一连杆即Y轴运动，不能沿着X轴和Z轴运动，从而可以有效地测定油水界面，减少由特别是动态油水液扰动而引起的测定不稳和精确度低的问题，进而使得原先由于测定不稳定和精确度低所导致的不能有效地进行油水分离排放的问题得到解决。不论是静态油水液面还是动态性油水液面都能有效地测定,使油水分离过程达到有效的油水分离，通过浮动块单元来进行测定，相较于原先单一设置浮球来对油水分界面测定也使得测定结果更为准确；

2．本发明优选的方案中，除了提供了有益效果1中所说的技术方案外，还提供了在本发明的动静态油水分离装置中包括有配至少一第二连杆的技术方案，至少两个浮球通过该第二连杆连接，第二连杆的两端分别与至少两个浮球可拆卸地连接，使得至少两个浮球之间的距离可以调节，使油水分界面位于至少两个浮球之间，当需要增大或者缩小距离时，只需要将至少两个浮球从第二连杆上拆卸后定位在第二连杆上不同的位置既可以达到；

3．本发明优选的方案中，除了提供了有益效果1及2中所说的技术方案外，还进一步地在至少两个浮球中的至少一个内优选地还设置有磁铁，而第一连杆优选地为空心结构，其内排列设置有多个磁传感器，多个磁传感器优选地又与外部控制装置进行信号连接，由于浮球内的磁铁可以触发第一连杆相应位置上的磁感应器，磁感应器向外部控制装置发出控制信号，外部控制装置通过该控制信号可以控制容器的阀门的开闭，来放出水或者油，自动完成油水分离，在有益效果1）中提高油水分界面测定精确性和稳定性高的基础上还可以自动、高效率且精确地完成油水的分离，相较于现有技术有相当大的进步性；

4．本发明提供的使用本动静态油水分离装置的油水分离方法，其取得的有益效果同于上述的几点所取得的有益效果。

附图说明

图1是本发明的动静态油水分离装置在实施例1中的结构示意图。

图2是图1中A部的放大示意图。

图3是本发明的动静态油水分离装置在实施例1中应用于容器中时的结构示意图。

其中，1.第一连杆 11.H1液位磁传感器 12.H2液位磁传感器 2.第一浮球 3.第二浮球 31.磁铁 4.第二连杆 5.容器 51.油 52.水 53.油水分界面 54.出水口 541.阀门 55.出油口。

具体实施方式

下面结合附图详细说明本发明的优选实施方式。

实施例1

如图1-3所示，本实施例中的动静态油水分离装置，设置于容器5中，其包括：第一连杆1，其竖直设置于容器5中，该第一连杆1的至少一端部固定连接于该容器5内的顶部或者底部，即其上端部固定连接于顶部或者下端部固定连接于底部，或者也可以将其上、下端部都分别固定连接于容器5内的顶部和底部；浮动块单元，包括第一浮球2和第二浮球3，其可滑动地设置于第一连杆1上，该第一浮球2的比重设置为大于油51的比重并小于水52的比重，由于第二连杆4的作用，使得本该浮于水面而沉于油底的第一浮球2略高于油水分界面而处于油中，第二浮球3，其可滑动地设置于第一连杆1上并且连接于第一浮球2的下方，该第二浮球3的比重设置为大于水52的比重，由于第二连杆4的作用，使得本该浮于水底的第二浮球3略低于油水分界面而处于水中。浮动块单元的平均比重设置为大于油的比重并小于水的比重。

上述的浮球的数量并不限于两个，也可以根据需要设置成多于两个，本实施例中优选地采用了两个浮球的作法，因此至少应该设置为两个。

上述的第一浮球2和第二浮球3在本实施例中都为球体，但是第一浮球2和第二浮球3也可以设置为其他形状，特别是第二浮球3，可以设置为杆状、块状等形状。

如图1-3所示，本发明的油水分离装置还包括第二连杆4，上述第二浮球3通过该第二连杆4连接于第一浮球2的下方，其两端分别与第一浮球2和第二浮球3可拆卸地连接，用于调节该两个浮球的距离，具体是连接在第一浮球2和第二浮球3的一侧端部，当然也可以设置连接在其他部位，可以使得第一浮球2和第二浮球3一起并且同步地沿着第一连杆1上下滑动。

上述的第二连杆4可以采用螺杆来进行实施，在第一浮球2和第二浮球3的一侧端部设置连接一具有螺孔的耳片，螺杆穿设于耳片中，通过调节螺杆既可以调节第一浮球2和第二浮球3之间的距离，当液面较宽时，距离则需要调节地长一些，反之亦然。

上述的第二连杆4还可以是平行于第一连杆1设置的，使得第一浮球2和第二浮球3可以更加贴合于第一连杆1进行上下滑动。

上述的第一浮球2和第二浮球3是套设于第一连杆1上的，沿着第一连杆1的外壁上下滑动。

上述的第一浮球2和第二浮球3的比重应该根据实际油水的比重来进行调校，但不能超出本技术方案所给出的范围。而第二浮球3应该是重于第一浮球2的。

上述的第一连杆1和第二连杆4的数量在本实施例中都设置为一根，但是其数量是可以根据工艺需求进行调整，而且第二连杆4的长度也是可以根据工艺需求进行调整的。如浮动块单元体积和质量较本实施例中的浮动块单元大时，一根第一连杆1可能不足以支撑时，可以采用多于一根的方案，设置多根第一连杆1时可以将其平行设置，一对较大的浮动块单元进行更好的支撑；而如为了提高第一浮球2和第二浮球3之间连接的牢固性，以提高其滑动的同步性，可以在第一浮球2和第二浮球3的两侧端部设置多于一根的第二连杆4。

上述的第二连杆4是连接在第一浮球2和第二浮球3的一侧端部的，当然也可以连接在第一浮球2和第二浮球3之间相对位置的中间部或者其他部位，都是可以的。

如图2所示，上述的第二浮球3内还设置有磁铁31，上述的第一连杆1上排列设置有多个磁传感器，具体是测定H1液位的H1液位磁传感器11和测定H2液位的H2液位磁传感器12。该多个磁传感器用于和上述的磁铁31配合，磁铁31用于驱动该多个磁传感器。

上述的多个磁传感器即H1液位磁传感器11和H2液位磁传感器12可以是均匀排列设置于第一连杆1上。

如图2所示，上述的第一连杆1为空心结构，多个磁传感器即H1液位磁传感器11和H2液位磁传感器12设置于该第一连杆1的内部，可以防止外部液体对磁传感器的损坏。

上述的磁传感器也可以固定连接在第一连杆1的外壁上，在外面设置一层防水壳就可以。

上述的H1液位磁传感器11和H2液位磁传感器12还与外部控制装置（图中未示出）进行信号连接，用于向该外部控制装置发出控制信号，通过该外部控制装置控制容器5的阀门的开闭，即驱动出水口54上的阀门541，放出水，以驱动油水的分离。分离过程中，需要保留一点水，油则从出油口55溢出。阀门541可以选用电磁阀来进行实施。

上述的出油口55处也可以设置阀门，优选地设置电磁阀，来达到控制出油量的目的。

下面，再根据附图1-3所示来介绍本实施例中的油水分离方法，该方法包括以下步骤：

1）向容器5内输入油水混合液，浮动块单元由于其比重大于油52的比重并小于水51的比重，其处于油面以下水面以上，即正好位于油水分界面53上，油水分界面位于第一浮球2和第二浮球3之间，完成油水分界面53的测定；

2）此时第二浮球3内的磁铁31触发第一连杆1内相应位置上的磁感应器，磁感应器向外部控制装置发出控制信号，外部控制装置控制容器5的阀门541的开闭，来放出水51，完成油水分离，油则通过出油口55放出。也可以在出油口55处设置阀门，控制阀门来放出油。

上述的第1）步骤中，还可以对第一浮球2和第二浮球3进行加质来调节适用于第一浮球2和第二浮球3在第二连杆4上的位置出现偏差的情况。

上述的第2）步骤中，外部控制装置可以设置为同时控制容器5的出水口54和出油口55的开闭，来分别放出水和油，完成油水分离。

实施例2

其他与实施例1的内容相同，不同之处在于：磁铁31设置于第一浮球2内。

实施例3

其他与实施例1的内容相同，不同之处在于：第一浮球2内也设置有磁铁31。

实施例4

其他与实施例1的内容相同，不同之处在于：去除了第二连杆4，将第一浮球2和第二浮球3设置为一体式，该一体式的单元上半部设置为第一浮球2，下半部设置为第二浮球3，形成上轻下重的特殊块单元。

下面介绍本发明的工作原理：

向容器5内输入油水混合液，根据浮力原理，第一浮球2由于其比重大于油52的比重并小于水51的比重，其处于油面以下水面以上，第二浮球3的比重大于水的比重，第一浮球2和第二浮球3所构成的浮动块单元的平均比重大于油的比重并小于水的比重，油水分界面位于第一浮球2和第二浮球3之间，第一浮球2和第二浮球3滑动地设置于固定设置在容器5内的第一连杆1上，使得第一浮球2和第二浮球3只能沿着第一连杆1即Y轴运动，并且使得第一浮球2和第二浮球3不能沿着X轴和Z轴运动，从而可以有效地减少由特别是动态油水液扰动而引起的测定不稳和精确度低的问题；当不间断地向容器5内输入油水混合液时，第一浮球2和第二浮球3也就不断上升，当上升到H2液位时，磁铁31首先触发第一连杆1上的H2液位磁感应器12，H2液位磁感应器12向外部控制装置发出打开阀门541的控制信号，开始进行抽水，外部控制装置首先打开容器5的阀门541来放出水51，水51放出后，第二浮球3则自然地下降，当降至H1液位时，其内的磁铁31再次触发H1液位磁传感器11，H1液位磁传感器11向外部控制装置发出关闭阀门541的控制信号，外部控制装置关闭阀门541，停止抽水，当油量上升时，油52则通过出油口55放出。还可以对第一浮球2和/或第二浮球3进行加质来调节适用于第一浮球2、第二浮球3和第二连杆4的位置出现偏差的情况。

采用上述实施例所取得的有益效果在于：

1．本发明提供的一种动静态油水分离装置在必要的技术方案中包括了至少一第一连杆和浮动块单元，浮动块单元包括至少两个浮球，该第一连杆竖直设置于容器中，其至少一端部固定连接于该容器内的顶部或者底部，浮动块单元的至少两个浮球可滑动地穿设于该第一连杆上，浮动块单元的比重大于油的比重并小于水的比重，可以看到此装置结构相较于现有的测定装置较为简单，相应地也就减小了造价和维护的成本，更为重要的是，本发明的测定装置将至少两个浮球位于油水界面之间并滑动地套设于固定设置在容器内的第一连杆上，使得浮球只能沿着第一连杆即Y轴运动，不能沿着X轴和Z轴运动，从而可以有效地测定油水界面，减少由特别是动态油水液扰动而引起的测定不稳和精确度低的问题，进而使得原先由于测定不稳定和精确度低所导致的不能有效地进行油水分离排放的问题得到解决。不论是静态油水液面还是动态性油水液面都能有效地测定,使油水分离过程达到有效的油水分离，通过浮动块单元来进行测定，相较于原先单一设置浮球来对油水分界面测定也使得测定结果更为准确；

2．本发明优选的方案中，除了提供了有益效果1中所说的技术方案外，还提供了在本发明的动静态油水分离装置中包括有配至少一第二连杆的技术方案，至少两个浮球通过该第二连杆连接，第二连杆的两端分别与至少两个浮球可拆卸地连接，使得至少两个浮球之间的距离可以调节，使油水分界面位于至少两个浮球之间，当需要增大或者缩小距离时，只需要将至少两个浮球从第二连杆上拆卸后定位在第二连杆上不同的位置既可以达到；

3．本发明优选的方案中，除了提供了有益效果1及2中所说的技术方案外，还进一步地在至少两个浮球中的至少一个内优选地还设置有磁铁，而第一连杆优选地为空心结构，其内排列设置有多个磁传感器，多个磁传感器优选地又与外部控制装置进行信号连接，由于浮球内的磁铁可以触发第一连杆相应位置上的磁感应器，磁感应器向外部控制装置发出控制信号，外部控制装置通过该控制信号可以控制容器的阀门的开闭，来放出水或者油，自动完成油水分离，在有益效果1）中提高油水分界面测定精确性和稳定性高的基础上还可以自动、高效率且精确地完成油水的分离，相较于现有技术有相当大的进步性；

4．本发明提供的使用本动静态油水分离装置的油水分离方法，其取得的有益效果同于上述的几点所取得的有益效果。

以上所述的仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明创造构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。