前言

氣浮技術(shù)由于其效率高、裝置體積小、容易操作、管理簡單而被廣泛應(yīng)用。但是氣浮技術(shù)也還有不完善待改進(jìn)的地方，如釋放器堵塞問題。盡管現(xiàn)有的釋放器設(shè)計(jì)了許多防堵措施，但仍不理想，還不時(shí)會出現(xiàn)堵塞。又如刮渣機(jī)的設(shè)計(jì)還不能很好地解決浮渣上升堆積的問題。本文主要就氣浮池水位與排水量之間的調(diào)節(jié)進(jìn)行一些探討。

1 水位與排水量調(diào)節(jié)方法

筆者在設(shè)計(jì)氣浮裝置時(shí)，也遇到了氣浮池水位與出水量調(diào)整的問題，經(jīng)過反復(fù)比較，最后確定如圖1所示的調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)。該機(jī)構(gòu)的原理是：由浮筒鉸點(diǎn)2處調(diào)節(jié)浮筒連桿的高度來確定調(diào)節(jié)閥桿4和調(diào)節(jié)閥5的高度，調(diào)節(jié)閥直接作用到橡膠管8上，改變橡膠管的過水面積，控制氣浮池的排水量。當(dāng)池內(nèi)水位升高時(shí)，浮筒上升，杠桿上移，帶動(dòng)連桿4和調(diào)節(jié)閥5上移，放大橡膠管通水面積，增加排水量；排水量增大后，氣浮池水位必然要下降。反之，若氣浮池水位下降，浮筒就下降，帶動(dòng)連桿4和調(diào)節(jié)閥5下移，調(diào)節(jié)閥5下移必然縮小橡膠管過水?dāng)嗝妫瑴p少排水量，排水量減水后，氣浮池水位隨之而上升。這樣自動(dòng)調(diào)節(jié)平衡，只要根據(jù)撤除浮渣的要求，確定了水位高度，則水位與排水量之間自動(dòng)平衡，省人省力。這種裝置結(jié)構(gòu)簡單，巧妙實(shí)用，是小型氣浮裝置中適宜的機(jī)構(gòu)。

2 水力學(xué)計(jì)算

孔口出流計(jì)算公式：

Q=μω(2gH)1/2 （1）

式中：Q-孔口出水量，m3/s；
　    μ-流速系數(shù)；
　    ω-孔口面積，m3，ω=πd2/4 （d為排水管徑）；
　    H-水位，m。

根據(jù)（1）孔口出流計(jì)算方法[1]，將上述調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)簡化為如圖2所示：

若水位往上調(diào)高為△H，要保證排水量Q不變，必然要縮小排水管面積，設(shè)縮小面積為△ω，孔口變形后，μ值不變，則有如下公式成立。

ω(2gH)1/2=(ω-Δω)[2g(H+ΔH)]1/2 （2）

變換等式：[ω/(ω-Δω]2=(H+ΔH)/H

設(shè)變換后的孔口面積為ω1則為：

[(ω1+Δω)/ω1]2=(H+ΔH)/H  (3)

1+2(Δω/ω1)+(Δω/ω1)2=1+ΔH/H　(4)

合并同類項(xiàng)：(Δω/ω1]2值太小，忽略不計(jì)，則有

2(Δω/ω1)=ΔH/H  (5)

上式可以寫成：

ΔH/H=2(ω/ω1-1)  (6)

從（6）式中可以看出，H、ω為定值，ΔH的變化只與ω1有關(guān)，此公式推導(dǎo)可為調(diào)節(jié)方法的可行性從理論上作進(jìn)一步證明。

3 計(jì)算舉例

某一氣浮裝置參數(shù)如下：處理水量Q=20m3/h，水位高H=1.6m，排水管d=40mm，欲提高水位0.04m，求排水管面積改變多少？

將參數(shù)代入公式（6）中，有

0.04/1.6=2(ω/ω1-1)

得：
ω/ω1=1.0125

則：
ω1/ω=1/1.0125≈98.8%

結(jié)果是排水管面積變化為原來的98.8%，這么小的改變量用橡膠管來做變形部分的排水管，是完全能夠滿足水位調(diào)節(jié)要求的。
 
 
 

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