專利名稱：：液態(tài)氯脈動(dòng)加氯機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及一種城市自來水滅菌消毒劑的投加設(shè)備，具體地說，涉及一種直接投加液態(tài)氯的脈動(dòng)加氯機(jī)。
背景技術(shù)：
：自來水使用氯消毒的方法由于具有足夠的安全性和卓有成效，已經(jīng)廣泛被人們所接受。凡采用此方法的地方，傳染病發(fā)病率和死亡率均大幅度降低，且其運(yùn)行費(fèi)用低廉。截止二十一世紀(jì)初葉，自來水氯消毒方法一直處于主導(dǎo)地位。這種消毒劑歷史悠久，早在1835年羅布雷東林遜博士(RobleyDimglinson)在美國費(fèi)城發(fā)表《人類健康》論文，提出用氯對(duì)飲用水進(jìn)行消毒處理的建議。1850年約翰*斯諾博士(JohnSnow)在英國倫敦爆發(fā)霍亂之后使用氯對(duì)飲用水進(jìn)行消毒。1902年比利時(shí)的麥道克水廠(Middlekerke)建立世界第一座用氯進(jìn)行消毒的永久性水廠。1912年美國尼加拉大瀑布水廠用液氯對(duì)自來水進(jìn)行消毒，并采用喬爾格'沃爾斯坦博士(GeorgOmstein)開發(fā)的投氯設(shè)備，為自來水的近代消毒工藝奠定了技術(shù)基礎(chǔ)。目前水廠使用氯消毒的工藝技術(shù)已基本定型，各國技術(shù)規(guī)范、設(shè)計(jì)手冊(cè)和全部高等學(xué)校教材均遵照同一模式進(jìn)行知識(shí)傳授，并按這一投氯模式建造更多的新水廠。目前投氯工藝的基本特點(diǎn)是先把外購的液氯鋼瓶中的液態(tài)氯加以汽化，再把氯氣投入水中。所用的加氯機(jī)是節(jié)流式的，依靠節(jié)流閥的開度變化調(diào)節(jié)加氯量，連續(xù)投加。這種節(jié)流式加氯機(jī)不能直接投加液態(tài)氯，首要原因在于，節(jié)流過程中液態(tài)氯必然有一部分汽化，由于吸熱而使另一部分液態(tài)氯結(jié)冰，堵塞節(jié)流閥的通道。假設(shè)增設(shè)電熱裝置解決結(jié)冰堵塞問題，還有另外難題——液態(tài)氯的比重遠(yuǎn)大于氯氣的比重，因而若投加液態(tài)氯則節(jié)流閥的開度將更小，此時(shí)，液態(tài)氯中的固體顆粒雜質(zhì)非常容易堵塞節(jié)流閥的通道。另外，節(jié)流閥的開度過小將使調(diào)節(jié)精度大受影響，不利于運(yùn)行控制。在實(shí)際運(yùn)行中，如果加氯機(jī)偶然進(jìn)入液氯，將被視為運(yùn)行事故，需即時(shí)檢修清理，甚至更換部件。目前的加氯機(jī)有手動(dòng)式(適用于小型水廠)和自動(dòng)式(適合大、中型水廠)兩種。手動(dòng)加氯機(jī)的缺點(diǎn)是投氯量難于準(zhǔn)確掌握，自動(dòng)加氯機(jī)的缺點(diǎn)是價(jià)格高，運(yùn)行費(fèi)用大，設(shè)備復(fù)雜，維護(hù)困難，易出障礙。為了推動(dòng)城市供水行業(yè)的技術(shù)進(jìn)步，我們對(duì)加氯工藝進(jìn)行了長時(shí)期研究工作，并于2004年申報(bào)了中國發(fā)明專利《液態(tài)氯直接投加工藝系統(tǒng)和裝置》(專利號(hào)ZL200410010109X)，目前正在進(jìn)行實(shí)質(zhì)審查。與此同時(shí)，還申報(bào)了中國實(shí)用新型專利《液態(tài)氯直接投加工藝系統(tǒng)》(專利號(hào)ZL200420010315.6)和《液態(tài)氯投加器》(專利號(hào):ZL200420010316.0)，這兩項(xiàng)專利申請(qǐng)，已經(jīng)授予專利證書。此外，2005年3月又申辦了美國專利《DirectChlorinationSystemandDeviceofCityWater城市用水的直接氯化系統(tǒng)和裝置》(專利受理號(hào)US11/070.735)，目前正在進(jìn)行實(shí)質(zhì)審查。以上四項(xiàng)專利的核心技術(shù)是使用化工行業(yè)已廣泛采用的往復(fù)式隔膜計(jì)量泵代替了昂貴的氣態(tài)氯自動(dòng)加氯機(jī)，同時(shí)省掉了昂貴的液氯蒸發(fā)器，實(shí)現(xiàn)了液態(tài)氯的直接投加，因而大幅降低了投資和運(yùn)行費(fèi)用，投氯精度也有提高。它的基本特點(diǎn)是用間斷式的脈動(dòng)投加方式代替了原來的連續(xù)式節(jié)流投加。在申報(bào)了有關(guān)專利之后，我們繼續(xù)進(jìn)行試驗(yàn)研究，發(fā)現(xiàn)投氯工藝系統(tǒng)和設(shè)備還可繼續(xù)簡化，達(dá)到更好的效果。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種液態(tài)氯脈動(dòng)加氯機(jī)，可以直接投加液態(tài)氯，且結(jié)構(gòu)簡單、安全性和工作穩(wěn)定性高。為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案如下一種液態(tài)氯脈動(dòng)加氯機(jī)，包括一加氯機(jī)本體，本體兩端分別為進(jìn)水端和出水端，兩者之間為依次相連的漸縮管、喉管和漸擴(kuò)管；一液態(tài)氯投加5口，位于喉管中部下方，投加口與喉管接通處為錐形閥座，它是液態(tài)氯投入喉管的最后閘口。錐形閥座的正上方設(shè)置有常閉式錐形閥桿，它從加氯機(jī)本體頂部的垂直圓孔中插入喉管；常閉式錐形閥桿受一脈動(dòng)電磁執(zhí)行機(jī)構(gòu)的控制做上下運(yùn)動(dòng)，開啟或關(guān)閉液態(tài)氯投加口。脈動(dòng)電磁執(zhí)行機(jī)構(gòu)靠通電率自動(dòng)調(diào)節(jié)控制器隨時(shí)變更通電率從而達(dá)到及時(shí)調(diào)節(jié)加氯量的目的。采用上述結(jié)構(gòu)的液態(tài)氯脈動(dòng)加氯機(jī)，自來水廠的自用壓力水首先進(jìn)入漸縮管，再進(jìn)入喉管，在這里水速大幅度提高，形成微真空狀態(tài)。常閉式錐形閥桿開啟液態(tài)氯投加口時(shí)，液態(tài)氯可從液態(tài)氯投加口進(jìn)入喉管，使水流變成高濃度氯溶液，然后由漸擴(kuò)管流出，最終投入清水池的水中，完成投氯工序，從而實(shí)現(xiàn)了直接投加液態(tài)氯，且結(jié)構(gòu)簡單、安全性和工作穩(wěn)定性高。所述常閉式錐形閥桿僅停留在一個(gè)上限位置或一個(gè)下限位置上，不在中間位置停留。脈動(dòng)電磁執(zhí)行機(jī)構(gòu)通電時(shí)，常閉式閥桿的錐形端部位于上限位置以開啟液態(tài)氯投加口；脈動(dòng)電磁執(zhí)行機(jī)構(gòu)斷電時(shí)，常閉式閥桿的錐形端部位于下限位置以關(guān)閉液態(tài)氯投加口。液態(tài)氯投加口與喉管連通處的錐形閥座，其形狀與常閉式錐形閥桿的錐形端部相匹配。當(dāng)常閉式錐形閥桿的錐形端部處于下限位置時(shí)，常閉式錐形閥桿的兩側(cè)形成兩個(gè)弓形過水截面，這樣，當(dāng)常閉式錐形閥桿處于下限位置時(shí)，并不會(huì)全部堵住喉管的過水截面。由于液態(tài)氯的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)系不穩(wěn)定流(脈動(dòng)流)，有可能產(chǎn)生水錘(壓力急劇升高或降低)。為此，可在脈動(dòng)電磁執(zhí)行機(jī)構(gòu)中設(shè)置阻尼裝置，以降低常閉式錐形閥桿的運(yùn)動(dòng)速度，消除這一隱患。液態(tài)氯投加口連有一加氯機(jī)進(jìn)口液態(tài)氯管道，該管道上設(shè)有止回閥，以防止喉管中的水倒流回液氯鋼瓶中。所述通道內(nèi)、常閉式錐形閥桿四周設(shè)有密封填料圈，防止喉管內(nèi)的液體外泄或者外部空氣進(jìn)入。圖1是本發(fā)明的液態(tài)氯脈動(dòng)加氯機(jī)的主視圖，其中的常閉式錐形閥桿位于可能的最高上限位置；圖2是圖1中常閉式錐形閥桿位于下限位置時(shí)的A-A向剖視圖；圖3是投氯工藝總體系統(tǒng)圖。具體實(shí)施例方式下面根據(jù)圖1至圖3，給出本發(fā)明的較佳實(shí)施例，并予以詳細(xì)描述，使能更好地理解本發(fā)明的功能、特點(diǎn)。如圖1所示，加氯機(jī)本體4兩端設(shè)有進(jìn)水管螺紋1和出口管螺紋5，進(jìn)水管螺紋l與廠內(nèi)壓力水管相聯(lián)接。壓力水首先進(jìn)入漸縮管2，然后進(jìn)入喉管3，在這里大幅度提高水速，降低水壓，形成微真空狀態(tài)，即略低于大氣壓力的狀態(tài)。在喉管3中部下方可投入液態(tài)氯，使水流變成高濃度氯溶液，最后經(jīng)漸擴(kuò)管6流出。本體4中部下方有一液態(tài)氯投加口16，其與喉管3接通處是一錐形閥座17，它是液態(tài)氯投入喉管3的最后閘口。其上方設(shè)有常閉式錐形閥桿7，它從加氯機(jī)本體4頂部的垂直圓孔中插入喉管3。常閉式錐形閥桿7受脈動(dòng)電磁執(zhí)行機(jī)構(gòu)13的控制，可在垂直方向作上下運(yùn)動(dòng)，它僅在上、下極限位置停留，中間不停止。當(dāng)常閉式錐形閥桿7處于如圖1所示的上限位置時(shí)，具有壓力的液態(tài)氯可從錐形閥座17進(jìn)入喉管3;當(dāng)常閉式錐形閥桿7處于如圖2所示的下限位置時(shí)，常閉式錐形閥桿7的錐形端部壓緊錐形閥座17，使具有壓力的液態(tài)氯停止進(jìn)入喉管3。液態(tài)氯投加口16是一個(gè)圓孔。液態(tài)氯投加管螺紋15，與液態(tài)氯管道聯(lián)接。密封填料圈8設(shè)在常閉式錐形閥桿7的四周，其作用是隔絕喉管3內(nèi)的液體與加氯機(jī)外部的空氣。壓蓋9的作用是壓緊密封填料圈8。支撐墊塊10的作用是支撐脈動(dòng)電磁執(zhí)行機(jī)構(gòu)13。底座11與脈動(dòng)電磁執(zhí)行機(jī)構(gòu)13是一個(gè)整體。雙頭螺栓連帽12把底座11、支撐墊塊10與加氯機(jī)本體4聯(lián)接在一起。脈動(dòng)電磁執(zhí)行機(jī)構(gòu)13上設(shè)置有脈動(dòng)電流進(jìn)線座14。如圖2所示，當(dāng)常閉式錐形閥桿7處于下限位置時(shí)，它不會(huì)全部堵住喉管3的過水截面，此時(shí)在7的兩側(cè)形成兩個(gè)弓形過水截面，因而在整個(gè)工作過程中，通過喉管3的水流不會(huì)被截?cái)?，?dāng)然流量會(huì)波動(dòng)。如圖1所示，當(dāng)常閉式錐形閥桿7處于可能的最高上限位置時(shí)，喉管3的過水截面全部暢通。需要指出，常閉式錐形閥桿7的實(shí)際整定上限位置，未必一定如圖1所表示的那樣，使喉管3的過水截面絲毫不受阻攔。常閉式錐形閥桿7的實(shí)際整定上限位置，可以使錐尖端點(diǎn)低于喉管3的內(nèi)徑最高點(diǎn)，即常閉式錐形閥桿7即使位于上限位置時(shí)，它也可占據(jù)喉管3的部分過水截面。這樣可縮短常閉式錐形閥桿7的上下運(yùn)動(dòng)行程，并且使液態(tài)氯進(jìn)入喉管3后，更容易快速而均勻地溶入喉管3內(nèi)的水流中。但常閉式錐形閥桿7處于上限位置時(shí)，其頂端與錐形閥座17之間的縫隙尺寸應(yīng)大于或等于液態(tài)氯投加口16的內(nèi)徑。圖3是投氯工藝總體系統(tǒng)圖。如圖所示，在線液氯鋼瓶18中的液態(tài)氯經(jīng)由鋼瓶右下部的在線氯瓶閥20流出(當(dāng)使用備用氯瓶閥19時(shí)，把液氯鋼瓶旋轉(zhuǎn)180())，經(jīng)鋼瓶出口液態(tài)氯管道21、止回閥22、加氯機(jī)進(jìn)口液態(tài)氯管道23，到達(dá)液態(tài)氯脈動(dòng)加氯機(jī)中部下方的液態(tài)氯投加口16。在這里，當(dāng)常閉式錐形閥桿7處于上限位置時(shí)，液態(tài)氯將依靠自身壓力經(jīng)錐形閥座17進(jìn)入喉管3，并被水流沖入漸擴(kuò)管6，經(jīng)高濃度氯溶液管45進(jìn)入水射器47。由于高濃度氯溶液管45在運(yùn)行中處于略低于大氣壓力的真空狀態(tài)，即使管道不嚴(yán)密也只會(huì)讓空氣滲入管內(nèi)，而不會(huì)把高濃度氯溶液泄入大氣。此時(shí)水射器進(jìn)水管46中的壓力水也進(jìn)入水射器47，在這里，壓力水經(jīng)噴射后變成負(fù)壓水，與高濃度氯溶液進(jìn)行混合、稀釋，變成了低濃度氯溶液，經(jīng)水射器47的漸擴(kuò)管后，壓力升高為正壓。經(jīng)低濃度氯溶液管48投入流量計(jì)出水管28。低濃度氯溶液管48在運(yùn)行中的壓力略高于流量計(jì)出水管28中的壓力，兩者均高于大氣壓力。當(dāng)常閉式錐形閥桿7處于下限位置時(shí)，停止加氯，但經(jīng)過喉管3的水流仍然不會(huì)斷絕。此時(shí)，喉管3內(nèi)的水流從7兩側(cè)的弓形截面中通過。投氯后的濾后水經(jīng)混合井進(jìn)水管29到達(dá)混合井30。然后經(jīng)由混合井出水管31、清水池進(jìn)水管32進(jìn)入清水池33。清水池33上方設(shè)有通氣孔34。在這里，氯與水充分反應(yīng)滅菌消毒，使濾后水成為合格的成品水，最后經(jīng)由送水泵吸水管35、送水泵36、送水泵出水管37，送入城市供水管網(wǎng)38。脈動(dòng)投氯的特點(diǎn)是時(shí)斷時(shí)續(xù)，但這不致造成清水池33中水體含氯量時(shí)多時(shí)少或此處多彼處少。原因是脈動(dòng)加氯的周期很短(小于1分鐘)及氯很容易溶入水中并會(huì)很快擴(kuò)散，其機(jī)理如同交流電白熾燈一樣，雖然燈絲上的電流時(shí)刻在變化，但燈絲的亮度并無顯著的變化。投氯后的高濃度氯溶液管45中，水量與氯量之比約為1000:1，經(jīng)水射器47稀釋后的低濃度氯溶液管48中，水量與氯量之比約為10000:1，低濃度氯溶液投加入流量計(jì)出水管28后，在混合井進(jìn)水管29中，水量與氯量之比約為百萬分之二左右。清水池33的容積約為水廠全日供水量的十分之一，是一個(gè)很大的數(shù)值，因而清水池33具有很大的緩沖功能，所以由送水泵36送出的成品自來水，其余氯值是十分穩(wěn)定的，大約為百萬分之一左右。圖3的系統(tǒng)中還包括水廠自用壓力水總管39、出廠水檢測儀進(jìn)水管40、廠內(nèi)自用壓力水管41、加氯機(jī)水源管42、水力穩(wěn)壓閥43、加氯機(jī)進(jìn)水管44、專用壓力水管65以及廠內(nèi)其它用水單位(加礬、綠化、辦公室等)66，其中的水力穩(wěn)壓閥43使閥后水壓保持在0.25MPa左右加氯機(jī)采用電子自動(dòng)控制方式運(yùn)轉(zhuǎn)，其主要的控制信號(hào)來自混合井出水管31。采樣泵50經(jīng)采樣泵吸水管49從混合井出水管31中吸水，其出水經(jīng)采樣泵出水管51送至投氯后余氯連續(xù)檢測儀52。投氯后檢測儀的排水漏斗53位于投氯后余氯連續(xù)檢測儀52后。投氯后余氯連續(xù)檢測儀52發(fā)出4-20mA的連續(xù)電流信號(hào)，它代表著投氯后水樣中余氯值的大小，該電流信號(hào)經(jīng)投氯后余氯量電流信號(hào)線路61(4-20mA)傳遞到通電率(ED)自動(dòng)控制調(diào)節(jié)器62。在這里，經(jīng)投氯后余氯量電流信號(hào)線路61傳遞來的電流信號(hào)瞬間值將與設(shè)定的標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)值進(jìn)行比對(duì)，以決定增強(qiáng)或是減弱通電率(ED)自動(dòng)控制調(diào)節(jié)器62發(fā)出的動(dòng)力電流的通電率(ED)，如果電流信號(hào)瞬間值小于設(shè)定的標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)值，就要增加ED值，反之亦然。通電率(ED)自動(dòng)控制調(diào)節(jié)器62發(fā)出的脈動(dòng)電流經(jīng)脈動(dòng)電流線路(DC24V)63傳遞到脈動(dòng)電磁執(zhí)行機(jī)構(gòu)13。由脈動(dòng)電磁執(zhí)行機(jī)構(gòu)13決定常閉式錐形閥桿7的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，從而控制了加氯量。次要的控制信號(hào)來自濾后水的流量計(jì)27，濾后水的流量計(jì)27在快濾池出水管26之后。快濾池進(jìn)水管24，也就是水廠沉淀池的出水管，之后連有快濾池25。當(dāng)快濾池25的出水量增加或減少時(shí)，流量計(jì)27立即變更電流信號(hào)數(shù)值，通過濾后水流量電流信號(hào)線路56(4-20mA)傳遞到通電率(ED)自動(dòng)控制調(diào)節(jié)器62，這一即時(shí)的信息比投氯后余氯連續(xù)檢測儀52發(fā)出的信息超前許多，可以使通電率(ED)自動(dòng)控制調(diào)節(jié)器62立即適量調(diào)整它發(fā)出的脈動(dòng)電流ED值(實(shí)際上是調(diào)整投氯量)，防止濾后水含氯量在濾后水流量變化時(shí)產(chǎn)生過多波動(dòng)。設(shè)置前述次要信號(hào)控制系統(tǒng)雖可使調(diào)節(jié)功能更完善，但控制設(shè)備復(fù)雜了，如果需要節(jié)約投資，可以考慮省略濾后水流量電流信號(hào)線路56及相關(guān)設(shè)施。電子磅秤57發(fā)出的電流信號(hào)(4-20mA)表達(dá)在線液氯鋼瓶18中液態(tài)氯的實(shí)際消耗速率，它可以監(jiān)視投氯系統(tǒng)是否正常運(yùn)轉(zhuǎn)。該電流信號(hào)經(jīng)由在線氯瓶重量電流信號(hào)線路(4-20mA)58傳遞到通電率(ED)自動(dòng)控制調(diào)節(jié)器62，由通電率(ED)自動(dòng)控制調(diào)節(jié)器62按設(shè)定程序決定是否暫停加氯及是否向運(yùn)行值班人員發(fā)出警報(bào)信號(hào)。如果需要節(jié)約投資，可以考慮省略在線氯瓶重量電流信號(hào)線路58及相關(guān)設(shè)施。出廠水余氯連續(xù)檢測儀54發(fā)出的電流信號(hào)經(jīng)出廠水余氯量電流信號(hào)線路(4-20mA)60傳遞到通電率(ED)自動(dòng)控制調(diào)節(jié)器62，由通電率(ED)自動(dòng)控制調(diào)節(jié)器62按照設(shè)定程序向值班人員發(fā)出"運(yùn)轉(zhuǎn)正常"或"運(yùn)轉(zhuǎn)異常"等信號(hào)，必要時(shí)報(bào)出具體的余氯值，以便采取及時(shí)措施，保證出廠成品水的水質(zhì)安全。出廠水余氯連續(xù)檢測儀54的檢測水樣由出廠水檢測儀進(jìn)水管40供給，而出廠水檢測儀進(jìn)水管40接自水廠自用壓力水總管39，由于水廠自用壓力水總管39的管徑較大且其中水速較高，可保證水樣的準(zhǔn)確及時(shí)。出廠水余氯連續(xù)檢測儀54之后連有出廠水檢測儀的排水漏斗55。如果需要節(jié)約投資，可以考慮省略出廠水余氯連續(xù)檢測儀54及相關(guān)設(shè)施。通電率(ED)手動(dòng)設(shè)定旋紐59在有關(guān)電流信號(hào)線路或裝置失靈時(shí)，由人工按經(jīng)驗(yàn)設(shè)定ED值，實(shí)質(zhì)上是設(shè)定水廠的投氯量，平時(shí)備而不用。通電率(ED)手動(dòng)設(shè)定旋紐59是必備的裝置，絕對(duì)不可省略。供電電源(AC220V)64選定為50Hz。下面再就幾項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)問題加以說明如圖1所示，常閉式錐形閥桿7受脈動(dòng)電磁執(zhí)行機(jī)構(gòu)13的控制可在垂直方向作往復(fù)運(yùn)動(dòng)，脈動(dòng)電磁執(zhí)行機(jī)構(gòu)13內(nèi)有可產(chǎn)生向上牽引力的電磁線圈。當(dāng)斷電時(shí)，不存在牽引力，脈動(dòng)電磁執(zhí)行機(jī)構(gòu)13內(nèi)壓縮彈簧的推力把常閉式錐形閥桿7壓到下限位置，并能克服液態(tài)氯的最大向上壓力，使常閉式錐形閥桿7的錐形端部壓緊錐形閥座17，停止投氯；當(dāng)通電時(shí)，電磁線圈產(chǎn)生的向上牽引力超過了彈簧的向下推力，把常閉式錐形閥桿7拉到上限位置，使7與17之間出現(xiàn)縫隙，液態(tài)氯從該縫隙中進(jìn)入喉管3，進(jìn)行投氯。從投加液態(tài)氯的角度著眼，常閉式錐形閥桿7處于上限位置的時(shí)間對(duì)常閉式錐形閥桿7處于上限和下限位置總和時(shí)間之比值，稱為占空比(P/B或Pulse/Bar)，以百分?jǐn)?shù)表示之。從電磁線圈通電斷電的角度著眼，通電時(shí)間對(duì)通電、斷電的總和時(shí)間之比值，稱為通電率ED(ElectricDuctRatio)。它可以用下式計(jì)算通電率(ED)%=通電時(shí)間/(通電時(shí)間+斷電時(shí)間)X100在本發(fā)明中，占空比和通電率在數(shù)值上完全相等。通過改變通電率達(dá)到調(diào)節(jié)液態(tài)氯投加量的目的。在一個(gè)脈動(dòng)過程中，通電時(shí)間與斷電時(shí)間之和作為一個(gè)周期，可以事先選為定數(shù)(譬如10秒、30秒等)，而在這一個(gè)周期內(nèi)的通電時(shí)間(即投氯時(shí)間)則是一個(gè)變數(shù)，事實(shí)上代表著投氯量的變化。這就是液態(tài)氯脈動(dòng)加氯機(jī)控制投氯量的工作機(jī)理。選定的脈動(dòng)周期越長，常閉式錐形閥桿7的上下運(yùn)動(dòng)頻率越低，機(jī)械摩損越輕，但加氯的均勻性也越差。選定的周期越短，常閉式錐形閥桿7的上下運(yùn)動(dòng)頻率就越快，加氯的均勻性越好，但是機(jī)械摩損越嚴(yán)重。因此，可以通過實(shí)驗(yàn)，選定一個(gè)最佳值。在本發(fā)明中，無論常閉式錐形閥桿7的摩損(即使用壽命)或加氯的均勻性都存在極其寬松的選用范圍，在技術(shù)上不會(huì)帶來困難。需要指出占空比或通電率的具體數(shù)值不能完全決定投氯量的大小。事實(shí)上，投氯量的具體數(shù)值還取決于在線液氯鋼瓶18內(nèi)的壓力、喉管3內(nèi)的壓力以及鋼瓶出口液態(tài)氯管道21等的阻力，以及液態(tài)氯的粘度及其中的雜質(zhì)等種種因素。但前述種種因素在短時(shí)間內(nèi)都是不變的或只有微小變動(dòng)，故僅靠及時(shí)調(diào)整通電率就能達(dá)到即時(shí)改變投氯量的目的。至于在較長時(shí)間內(nèi)，種種因素中有些因素發(fā)生了很大變動(dòng)(譬如在線液氯鋼瓶內(nèi)的壓力)，也不會(huì)影響加氯的效能。因?yàn)橥堵群笥嗦冗B續(xù)檢測儀52會(huì)及時(shí)把實(shí)測的余氯值傳遞到通電率(ED)自動(dòng)控制調(diào)節(jié)器62，這種終極的反饋信號(hào)會(huì)促使通電率(ED)自動(dòng)控制調(diào)節(jié)器62根據(jù)當(dāng)時(shí)情況適量變更通電率來滿足制水工藝所需要的投氯量，前述種種額外因素的影響會(huì)被沖銷。沒有必要也沒有可能建立通電率(或占空比)與投氯量的一一對(duì)應(yīng)的函數(shù)關(guān)系。本發(fā)明的液態(tài)氯脈動(dòng)加氯機(jī)的過水通道采用"漸縮管2—喉管3—漸擴(kuò)管6"的形狀，即文丘利管(VenturiTube)。喉管3中形成微真空狀態(tài)，大約為-0.02MPa表壓力。在全年任何季節(jié)，包括在嚴(yán)冬季節(jié)，在線液氯鋼瓶18中的液態(tài)氯溫度最低因而壓力也最低時(shí)，液態(tài)氯仍然能夠順利地投入喉管3。液氯鋼瓶中液態(tài)氯的壓力與其溫度的關(guān)系(同時(shí)存在液、汽兩相時(shí))，大致如下表<table>tableseeoriginaldocumentpage12</column></row><table>例如某水廠供水量30萬mV日，最高小時(shí)投氯量45kg/h。選用兩臺(tái)本發(fā)明的液態(tài)氯脈動(dòng)加氯機(jī)，一臺(tái)使用、一臺(tái)備用，每臺(tái)額定投氯量為0-50kg/h。加氯間最低氣溫-8。C，鋼瓶內(nèi)液氯最低溫度-l(TC，查上表，鋼瓶內(nèi)相應(yīng)壓力為20m水柱或13m液氯柱表壓力(液氯比重1.525kg/L)。加氯機(jī)喉管3中壓力近似按0表壓力計(jì)算。一臺(tái)液態(tài)氯加氯機(jī)最大瞬間體積加氯量為45+1.525+3600+0.8=0.01L/s在上式中，最高通電率EDmax二80。/c^0.8。采用內(nèi)徑為06的紫銅管輸送液態(tài)氯，最大流速Vmax=0.39m/S，系不穩(wěn)定流。約略估算，10延長米紫銅管阻力約10m水柱，小于鋼瓶內(nèi)壓力與喉管內(nèi)壓力之差(20m水柱)。若經(jīng)實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)銅管阻力較估算數(shù)值大，可選用內(nèi)徑為08的紫銅管。大型的液態(tài)氯脈動(dòng)加氯機(jī)，其進(jìn)液氯管干管規(guī)格選用名義直徑為o100M5的鋼管?？捎枚鄠€(gè)在線液氯鋼瓶并聯(lián)，通過各自的06-cD8液氯支管向液態(tài)氯干管供應(yīng)液態(tài)氯，然后再用干管使液態(tài)氯進(jìn)入加氯機(jī)。脈動(dòng)投氯的過程線，在圖面上不會(huì)是斷續(xù)的矩形，而只可能是斷續(xù)的梯形。這是因?yàn)槌ｉ]式錐形閥桿7具有一定的質(zhì)量慣性，無論向上的電磁牽引力或者向下的彈簧推力都不可能使常閉式錐形閥桿7獲得無窮大的加速度。于是脈動(dòng)投氯過程中，投氯量的變動(dòng)也不會(huì)是完全突然的。由此可知，鋼瓶出口液態(tài)氯管道21、止回閥22、加氯機(jī)進(jìn)口液態(tài)氯管道23以及錐形閥座17、液態(tài)氯投加口16等處是否會(huì)產(chǎn)生水錘現(xiàn)象，完全決定于常閉式錐形閥桿7的質(zhì)量大小，電磁力和彈簧力的大小以及與常閉式錐形閥桿7相接觸的物體對(duì)常閉式錐形閥桿7產(chǎn)生的磨擦阻力的大小。考慮到鋼瓶出口液態(tài)氯管道21、止回閥22、加氯機(jī)進(jìn)口液態(tài)氯管道23、液態(tài)氯投加口16、錐形閥座17的口徑均很小，鋼瓶出口液態(tài)氯管道21、加氯機(jī)進(jìn)口液態(tài)氯管道23的長度也不大，預(yù)計(jì)出現(xiàn)水錘現(xiàn)象的可能性很小。若試驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)水錘較重，可在脈動(dòng)電磁執(zhí)行機(jī)構(gòu)13中增設(shè)阻尼裝置，降低常閉式錐形閥桿7的運(yùn)動(dòng)速度。至于在線液氯鋼瓶18，因?yàn)槠渲幸簯B(tài)氯的充滿度最高僅達(dá)85%左右，故不可能產(chǎn)生水錘。如果水射器47或低濃度氯溶液管48發(fā)生了堵塞，水力穩(wěn)壓閥43失靈，由于水廠自用壓力水總管39中的壓力可能達(dá)到0.3-0.4MPa，喉管3內(nèi)的水壓就有可能高于在線液氯鋼瓶18內(nèi)的壓力(冬季壓力約0.2-0.27MPa)，喉管3中的壓力水就有可能倒流入18及相關(guān)液態(tài)氯管道，這是十分危險(xiǎn)而不能允許的。為此，在液態(tài)氯投加口16之前的加氯機(jī)進(jìn)口液態(tài)氯管道23上安裝了止回閥22。如果在運(yùn)行中發(fā)生了極其罕見的壓力水倒流入氯瓶和管道的事故，應(yīng)及時(shí)將氯瓶下載，推入沉淀池中，將瓶內(nèi)液氯放凈，然后按規(guī)定做耐壓試驗(yàn)，以決定該鋼瓶是否報(bào)廢，相關(guān)管道也接此原則處理。壓力水進(jìn)入鋼瓶，短時(shí)間內(nèi)并不會(huì)立即把鋼瓶蝕透，不必過于驚慌。加氯間停電將影響水廠正常生產(chǎn)，故其供電線路應(yīng)為雙回路，且兩回路的室外走向路徑不同。其電源宜與送水泵站電源并列。此外尚可采用蓄電池、UPS貯電器等備用電源，以確保加氯系統(tǒng)的運(yùn)行安全。在極其罕見的情況下，即水廠送水泵未停電，上述安全措施全部失效，這時(shí)可使用脈動(dòng)電磁執(zhí)行機(jī)構(gòu)13上帶有的手動(dòng)裝置臨時(shí)憑經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行投氯，并盡快恢復(fù)供電。如果液氯中含有固體顆粒狀雜質(zhì)，在常閉式錐形閥桿7下降至錐形閥座17附近時(shí)，顆粒狀雜質(zhì)有可能卡塞在常閉式錐形閥桿7與錐形閥座17之間。這不至于造成運(yùn)行障礙，因?yàn)樵谙乱粋€(gè)周期中，當(dāng)常閉式錐形閥桿7處于上限位置時(shí)，該雜質(zhì)必被液態(tài)氯沖走。常閉式錐形閥桿7與錐形閥座17均使用耐腐蝕、耐磨損材質(zhì)制成，偶爾被雜質(zhì)卡塞一下，不會(huì)造成損壞。液態(tài)氯投入水中后，產(chǎn)生吸熱效應(yīng)。因通過加氯機(jī)的水量與投氯量之比甚大(約為1000:1)及水廠自用水最低水溫約為0.2匸，故管道中不會(huì)形成冰渣以致堵塞管道。本發(fā)明的液態(tài)氯脈動(dòng)加氯機(jī)，其部件及部位編號(hào)為1-17。本發(fā)明的核心技術(shù)在標(biāo)號(hào)為1-9、15-17的部件，由發(fā)明人設(shè)計(jì)制圖，交由指定廠家制造。由于各部件、零件的幾何形狀均無銳角及小于5mm的尺寸，且加工精度要求不高，故制造成本較低。脈動(dòng)電磁執(zhí)行機(jī)構(gòu)13，采用市場上的系列商品電磁閥的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，略加改造。通電率(ED)自動(dòng)控制調(diào)節(jié)器62需要向相關(guān)廠家按具體技術(shù)要求訂購，其產(chǎn)品技術(shù)已經(jīng)普及，不是專利產(chǎn)品。待制造成批產(chǎn)品時(shí)，62和13制成一體。止回閥22是往復(fù)式隔膜計(jì)量泵的附件，可向廠家購買。其它設(shè)備均可在市場上購置，其中許多設(shè)備、設(shè)施為水廠原有的產(chǎn)業(yè)。本發(fā)明也可用于投加氣態(tài)氯，這時(shí)它的優(yōu)點(diǎn)表現(xiàn)在投氯精度高，加氯機(jī)堅(jiān)固耐用，偶爾進(jìn)入含固體顆粒雜質(zhì)的液態(tài)氯也不會(huì)堵塞加氯通道。其缺點(diǎn)是需要可靠的電源。本發(fā)明不宜用于小型水廠。前面提供了對(duì)較佳實(shí)施例的描述，以使本領(lǐng)域內(nèi)的任何技術(shù)人員可使用或利用本發(fā)明。對(duì)該較佳實(shí)施例，本領(lǐng)域內(nèi)的技術(shù)人員在不脫離本發(fā)明原理的基礎(chǔ)上，可以作出各種修改或者變換。應(yīng)當(dāng)理解，說明書中所舉的實(shí)施例僅是一種較佳實(shí)施例，對(duì)該實(shí)施例做出的修改或者變換都不脫離本發(fā)明的保護(hù)范圍。權(quán)利要求1、一種液態(tài)氯脈動(dòng)加氯機(jī)，包括一加氯機(jī)本體(4)，本體(4)兩端分別為進(jìn)水端(1)和出水端(5)，兩者之間依次為相連的漸縮管(2)、喉管(3)和漸擴(kuò)管(6)；一液態(tài)氯投加口(16)，位于喉管(3)中部下方，投加口(16)與喉管(3)接通處為錐形閥座(17)，它是液態(tài)氯投入喉管(3)的最后閘口。錐形閥座(17)的正上方設(shè)置有常閉式錐形閥桿(7)，它從加氯機(jī)本體(4)頂部的垂直圓孔中插入喉管(3)，常閉式錐形閥桿(7)受一脈動(dòng)電磁執(zhí)行機(jī)構(gòu)(13)的控制做上下運(yùn)動(dòng)，開啟或關(guān)閉液態(tài)氯投加口(16)，脈動(dòng)電磁執(zhí)行機(jī)構(gòu)(13)靠通電率自動(dòng)調(diào)節(jié)控制器(61)隨時(shí)變更通電率達(dá)到及時(shí)調(diào)節(jié)加氯量的目的。2、如權(quán)利要求1所述的液態(tài)氯脈動(dòng)加氯機(jī)，其特征在于，所述常閉式錐形閥桿(7)僅停留在一個(gè)上限位置或一個(gè)下限位置上；脈動(dòng)電磁執(zhí)行機(jī)構(gòu)(13)通電時(shí)，常閉式閥桿(7)的錐形端部位于上限位置以開啟液態(tài)氯投加口(16);脈動(dòng)電磁執(zhí)行機(jī)構(gòu)(13)斷電時(shí)，常閉式閥桿(7)的錐形端部位于下限位置以關(guān)閉液態(tài)氯投加口(16)。3、如權(quán)利要求2所述的液態(tài)氯脈動(dòng)加氯機(jī)，其特征在于，液態(tài)氯投加口(16)與喉管(3)連接處是一錐形閥座(17)，該錐形閥座(17)的形狀與常閉式錐形閥桿(7)的錐形端部相匹配。4、如權(quán)利要求2或3所述的液態(tài)氯脈動(dòng)加氯機(jī)，其特征在于，當(dāng)常閉式錐形閥桿(7)的錐形端部處于下限位置時(shí)，常閉式錐形閥桿(7)的兩側(cè)形成兩個(gè)弓形過水截面。常閉式錐形閥桿(7)的上限位置的整定原則是其錐尖可在喉管(3)圓形過水截面頂端以下適當(dāng)位置。5、如權(quán)利要求4所述的液態(tài)氯脈動(dòng)加氯機(jī)，其特征在于，脈動(dòng)電磁執(zhí)行機(jī)構(gòu)(13)中設(shè)有阻尼裝置。6、如權(quán)利要求5所述的液態(tài)氯脈動(dòng)加氯機(jī)，其特征在于，脈動(dòng)電磁執(zhí)行機(jī)構(gòu)(13)連有一通電率自動(dòng)調(diào)節(jié)控制器(62)，其中設(shè)置有通電率手動(dòng)設(shè)定按鈕(59)。批量生產(chǎn)時(shí)，(13)和(62)制成一個(gè)整體。7、如權(quán)利要求6所述的液態(tài)氯脈動(dòng)加氯機(jī)，其特征在于，液態(tài)氯投加口(16)連有一加氯機(jī)進(jìn)口液態(tài)氯管道(23)，該管道(23)上設(shè)有止回閥(22)。8、如權(quán)利要求1或2所述的液態(tài)氯脈動(dòng)加氯機(jī)，其特征在于，所述通道內(nèi)、常閉式錐形閥桿(7)四周設(shè)有密封填料圈(8)。全文摘要本發(fā)明公開了一種液態(tài)氯脈動(dòng)加氯機(jī)，適用于大中型自來水廠的水質(zhì)凈化，包括一加氯機(jī)本體，本體兩端分別為進(jìn)水端和出水端，兩者之間為依次相連的漸縮管、喉管和漸擴(kuò)管；一液態(tài)氯投加口，位于喉管中部下方，投加口與喉管接通處為錐形閥座。錐形閥座的正上方設(shè)置有常閉式錐形閥桿，它從加氯機(jī)本體頂部的垂直圓孔中插入喉管；常閉式錐形閥桿受一脈動(dòng)電磁執(zhí)行機(jī)構(gòu)的控制做上下運(yùn)動(dòng)，開啟或關(guān)閉液態(tài)氯投加口。常閉式錐形閥桿開啟液態(tài)氯投加口時(shí)，液態(tài)氯可從液態(tài)氯投加口進(jìn)入喉管，使水流變成高濃度氯溶液，然后由漸擴(kuò)管流出，最終投入清水池的水中，完成投氯工序。脈動(dòng)電磁控制機(jī)構(gòu)靠通電率自動(dòng)調(diào)節(jié)控制器隨時(shí)變更通電率從而達(dá)到及時(shí)調(diào)節(jié)加氯量的目的。文檔編號(hào)C02F1/50GK101318727SQ20071004177公開日2008年12月10日申請(qǐng)日期2007年6月8日優(yōu)先權(quán)日2007年6月8日發(fā)明者劉憲武,吳文紅,孫俊峰,宋向陽,偉張,張可欣,張建煜,張湛軍,施東文,瑛林,毛文杰,汪紅杰,王君亞,王永紅,嶺申,峰申,翔董,趙春英,閆建華,黃德剛申請(qǐng)人:劉憲武;張建煜