CN104147837A - 一种真空抽吸式螺旋挤压固液分离系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种真空抽吸式螺旋挤压固液分离系统，包括连接有连续进料机构和连续排固机构的螺旋挤压机构，为螺旋挤压机构提供旋转动力的驱动机构，将螺旋挤压机构封闭于其内并使连续进料机构和连续排固机构与外部连通的密封箱体；其特征在于，所述螺旋挤压机构倾斜设置，其进口高度低于出口高度；所述密封箱体底部设有与密封箱体底部连通并用于收集液体的收集槽，且该密封箱体容纳于一个密封的水箱中；该水箱上还连通有用于为该螺旋挤压固液分离系统提供真空抽吸力的真空机；所述收集槽靠近连续排固机构的一端底部设有排水口；所述水箱上还设有连续排液机构。本发明可靠性高，占用面积小，能够控制出口物料的干湿度。

Description

一种真空抽吸式螺旋挤压固液分离系统

技术领域

 本发明涉及污废处理领域，具体地讲，是涉及一种真空抽吸式螺旋挤压固液分离系统。

背景技术

现有处理污泥的方法主要是将其过滤脱干后填埋，处理化粪池或沼气池内的渣子是先将其抽出，进行预处理，之后再过滤脱干，使固态物质与液态物质分离，方便运输处理。但是现有的处理设备由于结构设计和原理的因素常常只能处理工况简单的污废，如较为单一的污泥、废物种类较简单的化粪池或沼气池等，一旦污废工况复杂，现有设备便很容易引起设备堵塞，导致无法正常运行处理，甚至设备损坏。而且现有设备在进行正式分离处理时还必须经过预处理，在过程上也较为复杂，耗费的时间和人工成本均较高。

因此，设计一种能够适应复杂工况、过程相对简化、成本相对低廉、不会发生堵塞且运行稳定性高的污废处理设备成为本领域技术人员重点研究的课题。申请号201310649853.3的申请文件中，公开了一种较佳的固液分离系统，但是该装置占用面积相对较大，而且无法调节出料口物料的干湿度，仍有待改进。

发明内容

为了解决现有技术中的问题，本发明提供一种占用面积小、可控制出料口物料干湿度、成本相对低廉、不会发生堵塞且运行稳定性高的一种真空抽吸式螺旋挤压固液分离系统。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种真空抽吸式螺旋挤压固液分离系统，包括连接有连续进料机构和连续排固机构的螺旋挤压机构，为螺旋挤压机构提供旋转动力的驱动机构，将螺旋挤压机构封闭于其内并使连续进料机构和连续排固机构与外部连通的密封箱体；其特征在于，所述螺旋挤压机构倾斜设置，其进口高度低于出口高度；所述密封箱体底部设有与密封箱体底部连通并用于收集液体的收集槽，且该密封箱体容纳于一个密封的水箱中；该水箱上还连通有用于为该螺旋挤压固液分离系统提供真空抽吸力的真空机；所述收集槽靠近连续排固机构的一端底部设有排水口；所述水箱上还设有连续排液机构；所述水箱上部还设有液面镜。

进一步地，水箱内部还设有一端与排水口连通，另一端位于密封箱体上方且出水口正对液面镜的出水管。

再进一步地，所述连续排固机构包括其进口与挤压内筒连接的呈进口大出口小形状的锥度管，与锥度管出口连接的排固缓冲管，以及设置于排固缓冲管出口处的单向门，所述单向门的口径大于排固缓冲管的口径，其上部与排固缓冲管铰接，并且单向门上设有用于控制单向门开度的控制机构。

作为一种选择，所述控制机构包括设置于单向门上方并与缓冲管固定相连的支撑板，以及一端与单向门背面铰接，另一端穿过支撑板并与支撑板活动连接的控制杆。

进一步地，所述控制杆为螺纹杆，所述支撑板上设有供控制杆穿过的通孔，控制杆一端通过铰接件与单向门相连，另一端穿过通孔；同时在控制杆上设有位于支撑板远离单向门一侧的螺帽，所述支撑板上表面还设有用于阻止螺帽向上运动的阻挡板。

作为另一种选择，所述缓冲管出口端的外侧还设有口径大于缓冲管口径的连接管；所述连接管底部还设有与其连通的排放管；所述控制机构包括一端与单向门背面铰接，另一端穿过连接管顶部侧壁并与连接管活动连接的控制杆。

进一步地，所述控制杆为螺纹杆，所述连接管顶部侧壁上设有供控制杆穿过的通孔，控制杆一端通过铰接件与单向门相连，另一端穿过通孔；同时在控制杆上设有位于连接管外部的螺帽，所述连接管外壁上还设有用于阻止螺帽向上运动的阻挡板。

另外，所述铰接件为倒“U”型结构，其两端部通过销轴与单向门铰接，且顶部设有供控制杆穿过的通孔；所述控制杆一端端部穿过通孔，且在该端端部上还设有用于阻止控制杆与铰接件分离的阻挡块；该阻挡块位于“U”槽内。

此外，所述连接管远离缓冲管一端的端口处设有操作门；所述排放管底部设有排放门。

具体的讲，所述连续排液机构包括与水箱底部连通的排水管，设置在排水管上的水泵，以及设置于水箱内用于控制水泵开闭的浮球阀。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

（1）本发明除了具有申请号201310649853.3中固液分离系统中的所有优点以外，还应将密封箱体设置于水箱外部，大大地的减少了设备的占用面积，并且将收集槽的排水口设置于后端，可以将掉落于收集槽内的杂质一起排出，避免将收集槽堵塞。

（2）本发明通过在单向门上设置控制机构，通过控制机构控制单向门的开度，从而使得单向门能够与螺旋挤压机的挤出机构相配合，对物料挤压，从而控制物料的干湿度；当单向门开度较小时，挤出的物料较干，当开度较大时，挤出的物料相对较湿；另外，本发明的控制机构的结构简单，操作容易，方便使用，而且能够实现完全封闭缓冲管出口，使得单向门与缓冲管之间不存在缝隙。

（3）本发明将螺旋挤压机构倾斜设置，为的是更好的实现挤压效果，使固相与液相能够更佳的分离，同时由于废物的自身重力，当物料通过倾斜设置的螺旋挤压机构时能够达到最佳的固化效果。

附图说明

图1为本发明的整体结构示意图。

图2为本发明中螺旋挤压机构的结构示意图。

图3为本发明中连续进料机构的结构示意图。

图4为本发明中挤压内筒的结构示意图。

图5为本发明中静环的端面结构示意图。

图6为本发明中动环的端面结构示意图。

图7为本发明中连续排固机构的结构示意图一。

图8为本发明中连续排固机构的结构示意图二。

上述附图中，附图标记对应的部件名称如下：

1-连续进料机构，2-连续排固机，3-螺旋挤压机构，4-驱动机构，5-密封箱体，6-收集槽，7-水箱，8-真空机，9-排水口，10-连续排液机构，11-出水管，12-锥度管，13-排固缓冲管，14-单向门，15-支撑板，16-控制杆，17-铰接件，18-螺帽，19-阻挡板，20-连接管，21-排放管，22-操作门，23-排放门，24-排水管，25-水泵，26-浮球阀，27-主旋转轴，28-支撑件，29-传动接头，30-挤压螺旋，31-挤压内筒，32-进料腔，33-进料口，34-旋转接头，35-进料管，36-密封圈，37-静环，38-动环，39-连接耳，40-连接杆，41-支撑架，42-液面镜。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明，本发明的实施方式包括但不限于下列实施例。

实施例

如图1至图8所示，该一种真空抽吸式螺旋挤压固液分离系统，包括连接有连续进料机构1和连续排固机构2的螺旋挤压机构3，为螺旋挤压机构提供旋转动力的驱动机构4，将螺旋挤压机构封闭于其内并使连续进料机构和连续排固机构与外部连通的密封箱体5；所述螺旋挤压机构倾斜设置，其进口高度低于出口高度；所述密封箱体底部设有与密封箱体底部连通并用于收集液体的收集槽6，且该密封箱体容纳于一个密封的水箱7中；该水箱上还连通有用于为该螺旋挤压固液分离系统提供真空抽吸力的真空机8；所述收集槽靠近连续排固机构的一端底部设有排水口9；所述水箱上还设有连续排液机构10；所述水箱上部还设有液面镜42。其中，各机构的具体结构如下：

螺旋挤压机构，主要用于对污废的固液通过螺旋挤压进行分离，具体包括一端与连续进料机构连接的主旋转轴27，设置于主旋转轴上靠近连续进料机构一侧部分的支撑件28，设置于主旋转轴上用于连接驱动机构的传动接头29，设置于主旋转轴上远离连续进料机构一侧部分的挤压螺旋30，以及套于挤压螺旋外与其配合且具有供挤出液体排出的间隙的挤压内筒31，其中，密封箱体将挤压内筒上供挤出液体排出的间隙全部罩于内部，挤压内筒远离连续进料机构的一端与连续排固机构连接。为了增强挤压作用，提高废物固化效果，挤压螺旋的螺距还可采用前大后小的方式设计。而本发明采用了倾斜设置，这样靠自身重力提高废物固化效果，同时液相由于重力原因会向下流动，从而更佳的起到了固液分离效果；另外，由于本操作是在真空条件下，故而通过真空吸力能够进一步地提高固液分离的效果，将液相从螺旋挤压机构中抽出。

连续进料机构，主要用于利用整体的真空吸力对污废进行连续的吸取并通过轴向方式向螺旋挤压机构送料，具体包括将主旋转轴由端部起至挤压内筒内的轴心挖空形成的进料腔32，开设于位于挤压内筒内的主旋转轴上并与进料腔连通的进料口33，以及通过旋转接头34与主旋转轴端部连接的进料管35。

连续排固机构，主要用于将固态废物压实并排放，具体所述连续排固机构包括其进口与挤压内筒连接的呈进口大出口小形状的锥度管12，与锥度管出口连接的排固缓冲管13，以及设置于排固缓冲管出口处的单向门14，所述单向门的口径大于排固缓冲管的口径，其上部与排固缓冲管铰接，并且单向门上设有用于控制单向门开度的控制机构，同时在排固缓冲管的出口端还设有密封圈36。

本发明提供了两种控制机构形式：

如图8所示，第一种：控制机构包括设置于单向门上方并与缓冲管固定相连的支撑板15，以及一端与单向门背面铰接，另一端穿过支撑板并与支撑板活动连接的控制杆16。通过控制杆的拉动控制单向门的开度，从而实现控制物料的干湿度。

其中，所述控制杆为螺纹杆，所述支撑板上设有供控制杆穿过的通孔，控制杆一端通过铰接件17与单向门相连，另一端穿过通孔；同时在控制杆上设有位于支撑板远离单向门一侧的螺帽18，所述支撑板上表面还设有用于阻止螺帽向上运动的阻挡板19。具体的操作方法为，当需要增大单向门的开度时，只需拧动控制杆，使其向支撑板上方运行，此时，由于控制杆与单向门相连便会带动单向门向上运动，从而是单向门的开度增大，由于设置了螺帽，则可防止单向门由于重力的原因带动控制杆向下运动，当然为了防止旋转控制杆时螺帽随其发生位移，无法达到固定控制杆，故而采用了阻挡板，使得螺帽无法发生位移，仅能够在支撑板与阻挡板之间极小范围的发生位移；同时支撑板上的通孔孔径大于控制杆的直径，使得控制杆能够左右晃动，但是螺帽的外径是大于该通孔孔径，是为了防止螺帽从通孔中穿过。之所以支撑板上的通孔孔径要大于控制杆的直径，主要目的是为了能够将单向门将缓冲管出口密封，倘若控制杆的直径与通孔孔径大小相当，那么单向门关闭之后必然会与缓冲管之间存在较小的间隙。但是采用本实施例的设计，则是能够是单向门完全关闭。

为了更好的实现本发明，使得操作方便，所述阻挡板为倒“U”型结构，且其两端固定于支撑板上，螺帽则位于“U”型槽内。通过该设计，螺帽就仅能够在“U”型槽内发生较小的位移，同时之所以设置成“U”型结构，目的是在旋转控制杆时，使用者能够极方便的拧住螺帽，然后旋转控制杆，操作十分简单。所述铰接件为倒“U”型结构，其两端部通过销轴与单向门铰接，且顶部设有供控制杆穿过的通孔；所述控制杆一端端部穿过通孔，且在该端端部上还设有用于阻止控制杆与铰接件分离的阻挡块；该阻挡块位于“U”槽内。通过上述设置，能够轻松的旋转控制杆，而且旋转控制杆时不会影响铰接件的正常运行；同时在控制杆发生移动时，铰接件能够随着控制杆移动方向发生旋转。

如图7所示，第二种：所述缓冲管出口端的外侧还设有口径大于缓冲管口径的连接管20；所述连接管底部还设有与其连通的排放管21。通过上述设置，在排料的时候，物料能够随着自身重力从排放管排出，防止直接从缓冲管出口排出到处洒落；通过排放管的设置，只需再排放管下方防止一个收集袋或者收集桶，便能成功的将物料收集；然而连接管的设置能够有效的观察单向门的开度，从而控制物料的干湿度。另外，当物料较多，排放管无法及时排出时，也能够通过连接管排出。本方案的控制机构包括一端与单向门背面铰接，另一端穿过连接管顶部侧壁并与连接管活动连接的控制杆。所述控制杆为螺纹杆，所述连接管顶部侧壁上设有供控制杆穿过的通孔，控制杆一端通过铰接件与单向门相连，另一端穿过通孔；同时在控制杆上设有位于连接管外部的螺帽，所述连接管外壁上还设有用于阻止螺帽向上运动的阻挡板。具体控制单向门开度的操作方法为，当需要增大单向门的开度时，只需拧动控制杆，使其向连接管上方运行，此时，由于控制杆与单向门相连便会带动单向门向上运动，从而是单向门的开度增大，由于设置了螺帽，则可防止单向门由于重力的原因带动控制杆向下运动，当然为了防止旋转控制杆时螺帽随其发生位移，无法达到固定控制杆，故而采用了阻挡板，使得螺帽无法发生位移，仅能够在连接管与阻挡板之间极小范围的发生位移；同时连接管上的通孔孔径大于控制杆的直径，使得控制杆能够左右晃动，但是螺帽的外径是大于该通孔孔径，是为了防止螺帽从通孔中穿过。之所以连接管上的通孔孔径要大于控制杆的直径，主要目的是为了能够将单向门将缓冲管出口密封，倘若控制杆的直径与通孔孔径大小相当，那么单向门关闭之后必然会与缓冲管之间存在较小的间隙。但是采用本实施例的设计，则是能够是单向门完全关闭。

所述阻挡板为倒“U”型结构，且其两端固定于连接管外侧，螺帽则位于“U”型槽内。通过该设计，螺帽就仅能够在“U”型槽内发生较小的位移，同时之所以设置成“U”型结构，目的是在旋转控制杆时，使用者能够极方便的拧住螺帽，然后旋转控制杆，操作十分简单。所述铰接件为倒“U”型结构，其两端部通过销轴与单向门铰接，且顶部设有供控制杆穿过的通孔；所述控制杆一端端部穿过通孔，且在该端端部上还设有用于阻止控制杆与铰接件分离的阻挡块；该阻挡块位于“U”槽内。通过上述设置，能够轻松的旋转控制杆，而且旋转控制杆时不会影响铰接件的正常运行；同时在控制杆发生移动时，铰接件能够随着控制杆移动方向发生旋转。

为了防止物料的气味外排，所述连接管远离缓冲管一端的端口处设有操作门22；所述排放管底部设有排放门23。当暂时不使用本发明时，只需将操作门和排放门关闭即可，从而便能有效的防止物料气味外排。其中，操作门采用铰接的形式连接于连接管上，同时为单向的。而排放门采用一端通过销轴与排放管相连，另一端采用卡扣的形式固定，也就是采用旋转门，需要打开时只需松开卡扣，旋转排放门即可。

挤压内筒，属于螺旋挤压机构中的关键部件，具体包括数个均套于挤压螺旋上并依次间隔排列且相互之间存在供挤出液体排出的间隙的静环37和动环38（具体数量根据内筒的整体长度和环的厚度决定，通常都是采用密集排布的方式），分别设置于静环和动环的至少两个匹配位置上的连接耳39（选优四组），穿过每组匹配位置的连接耳使静环固定、动环可活动的连接杆40，以及使连接杆与密封箱体固定的支撑架41，其中，静环的内孔直径与挤压螺旋的最大直径相当，动环的内孔直径小于静环的内孔直径，静环上连接耳的耳孔与连接杆直径相当，动环上连接耳的耳孔大于连接杆的直径。为了更好地实现动静环功能，该挤压内筒的前后两端均应为静环。进一步地，所述供挤出液体排出的间隙为0.5~1.5mm，该优选的间隙能够使液体漏出或渗出，同时能够防止绝大多数固体留在挤压内筒内；静环和动环的内孔直径差与动环上连接耳的耳孔和连接杆的直径差匹配，以此保证动环的灵活动作又不至于动作过大。为了保证静环和动环之间预留的间隙，故而在动环的连接耳中套接有一个定距环，该定距环套接于连接杆上，且定距环的外径小于动环连接耳的通孔，使得动环能够相对定距环发生位移；同时该定距环的宽度大于动环的宽度，使得定距环套于动环的连接耳内时两端均由一部分位于动环连接耳外侧，这样动环两侧的静环无能怎么压紧都会与动环之间留有一定间隙，能够使动环发生小范围的位移，方便液体流出；而不会像申请号：201310649853.3中提及的技术，当压力过大时，两个静环将会把动环卡死，导致动环无法发生位移，将影响液体的流出。

驱动机构，主要用于提供动力，包括与传动接头传动连接的驱动电机。该驱动机构还可以通过传动接头连接其他驱动方式，如与汽车取力器连接受汽车发动机动力驱动，动力来源可按实际情况自行选择。

连续排液机构，主要用于在内部空间真空状态下能够正常连续地排液，具体包括与水箱底部连通的排水管24，设置在排水管上的水泵25，以及设置于水箱内用于控制水泵开闭的浮球阀26。

另外，水箱内部还设有一端与排水口连通，另一端位于密封箱体上方且出水口正对液面镜的出水管11，通过将出水管的出水口设置于密封箱体的上方，并且正对液面镜，能够使其降低密封箱体内温度，合理利用资源；而且还能够起到冲洗液面镜的作用，避免液相中的杂质将液面镜挡住，造成使用者无法清除的观察水箱内的液面的情况发生。

使用时，无论固液污废的工况有多复杂，本发明均能从容应对，除了不能被真空吸入进料管内的超大件废物外，其他体积、形式的废物均能被吸入，并被压缩后排放。具体来讲，关闭水泵、单开门，真空机启动产生真空吸力，使密封水箱、管道、密封箱体、挤压内筒、进料腔、进料管内均形成真空，此时也只有进料管进口惟一一个与内外连通的通道，将进料管放入化粪池中便可由真空吸力吸取池内的固液废物。固液废物由进料管进入进料腔，并通过进料口进入挤压内管内，在挤压螺旋的不断旋转下往后移动，过程中，较多的液体经前部的间隙逐渐渗漏，螺旋越往后，废物越干，相对越容易聚集，而且在旋转作用力下废物自身也逐渐挤压，其内的液体也逐渐被挤出，通过间隙漏出至密封箱体内。当挤压螺旋后段的固态废物越来越多时，固态废物自身也在锥度管的作用下在排固缓冲管内形成对出料端的封堵，而后续来的固废推动其整体往出口端移动，顶开单开门即可排放，实际处理时还会在排固缓冲管出口下设置收集装置进行收集。与此同时，液体在密封箱体下部的收集槽中聚集，并通过排水口进入水箱中存储，存储到一定程度便可打开水泵进行废液排出。在排水管后还可根据实际处理情况设置进一步的处理装置，其不属于本发明的发明内容，此处不再赘述。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

按照上述实施例，便可很好地实现本发明。值得说明的是，基于上述结构设计的前提下，为解决同样的技术问题，即使在本发明上做出的一些无实质性的改动或润色，所采用的技术方案的实质仍然与本发明一致的，也应当在本发明的保护范围内。

Claims (10)

1. 一种真空抽吸式螺旋挤压固液分离系统，包括连接有连续进料机构（1）和连续排固机构（2）的螺旋挤压机构（3），为螺旋挤压机构提供旋转动力的驱动机构（4），将螺旋挤压机构封闭于其内并使连续进料机构和连续排固机构与外部连通的密封箱体（5）；其特征在于，所述螺旋挤压机构倾斜设置，其进口高度低于出口高度；所述密封箱体底部设有与密封箱体底部连通并用于收集液体的收集槽（6），且该密封箱体容纳于一个密封的水箱（7）中；该水箱上还连通有用于为该螺旋挤压固液分离系统提供真空抽吸力的真空机（8）；所述收集槽靠近连续排固机构的一端底部设有排水口（9）；所述水箱上还设有连续排液机构（10）；所述水箱上部还设有液面镜（42）。

2. 根据权利要求1所述的一种真空抽吸式螺旋挤压固液分离系统，其特征在于，水箱内部还设有一端与排水口连通，另一端位于密封箱体上方且出水口正对液面镜的出水管（11）。

3. 根据权利要求1或2所述的一种真空抽吸式螺旋挤压固液分离系统，其特征在于，所述连续排固机构包括其进口与挤压内筒连接的呈进口大出口小形状的锥度管（12），与锥度管出口连接的排固缓冲管（13），以及设置于排固缓冲管出口处的单向门（14），所述单向门的口径大于排固缓冲管的口径，其上部与排固缓冲管铰接，并且单向门上设有用于控制单向门开度的控制机构。

4. 根据权利要求3所述的一种真空抽吸式螺旋挤压固液分离系统，其特征在于，所述控制机构包括设置于单向门上方并与缓冲管固定相连的支撑板（15），以及一端与单向门背面铰接，另一端穿过支撑板并与支撑板活动连接的控制杆（16）。

5. 根据权利要求4所述的一种真空抽吸式螺旋挤压固液分离系统，其特征在于，所述控制杆为螺纹杆，所述支撑板上设有供控制杆穿过的通孔，控制杆一端通过铰接件（17）与单向门相连，另一端穿过通孔；同时在控制杆上设有位于支撑板远离单向门一侧的螺帽（18），所述支撑板上表面还设有用于阻止螺帽向上运动的阻挡板（19）。

6. 根据权利要求3所述的一种真空抽吸式螺旋挤压固液分离系统，其特征在于，所述缓冲管出口端的外侧还设有口径大于缓冲管口径的连接管（20）；所述连接管底部还设有与其连通的排放管（21）；所述控制机构包括一端与单向门背面铰接，另一端穿过连接管顶部侧壁并与连接管活动连接的控制杆。

7. 根据权利要求6所述的一种真空抽吸式螺旋挤压固液分离系统，其特征在于，所述控制杆为螺纹杆，所述连接管顶部侧壁上设有供控制杆穿过的通孔，控制杆一端通过铰接件与单向门相连，另一端穿过通孔；同时在控制杆上设有位于连接管外部的螺帽，所述连接管外壁上还设有用于阻止螺帽向上运动的阻挡板。

8. 根据权利要求6或7所述的一种真空抽吸式螺旋挤压固液分离系统，其特征在于，所述铰接件为倒“U”型结构，其两端部通过销轴与单向门铰接，且顶部设有供控制杆穿过的通孔；所述控制杆一端端部穿过通孔，且在该端端部上还设有用于阻止控制杆与铰接件分离的阻挡块；该阻挡块位于“U”槽内。

9. 根据权利要求6或7所述的真空抽吸力螺旋挤压固液分离系统，其特征在于，所述连接管远离缓冲管一端的端口处设有操作门（22）；所述排放管底部设有排放门（23）。

10. 根据权利要求1或2所述的一种真空抽吸式螺旋挤压固液分离系统，其特征在于，所述连续排液机构包括与水箱底部连通的排水管（24），设置在排水管上的水泵（25），以及设置于水箱内用于控制水泵开闭的浮球阀（26）。