CN104803577B - 一种高含水泥浆的快速脱水装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种高含水泥浆的快速脱水装置，所述装置包括：泥水存储部件、进泥部件、液面测量部件、进泥控制部件、电渗部件、输送支撑部件、输送部件、吸水部件、刮泥部件、接泥部件、脱水部件、接水部件，当泥浆随着输送部件运动到顶端后，通过刮泥部件将吸水带表面的泥刮离，被刮离的泥落入接泥部件内；吸水部件表面的泥被刮以后，通过脱水部件挤压，脱除吸水部件内部的水分，被挤出的水落入接水部件中。本发明增加出料效率，显著提高泥浆脱水效率。

Description

一种高含水泥浆的快速脱水装置

技术领域

本发明涉及水利工程及水环境保护工程技术领域的一种装置，具体地，涉及一种高含水泥浆的快速脱水装置。

背景技术

吹填造陆是解决我国土地资源紧张的一个重要途径。未来十年我国将会更大规模地利用吹填土进行滩涂围垦。在疏浚吹填施工中，前期含水率很高，如何降低吹填土的含水率是吹填区地基处理的一项关键工作。土体的含水率高低决定吹填区地基承载力的大小。目前主要采用真空预压快速排水固结的方法对于吹填地基进行排水处理。该方法的能量损耗较大，工期较长，且影响因素较多。因此，需要发展一种高含水泥浆的快速脱水方法，以达到经济高效、实用环保的多重功效。

经对现有技术文献和专利检索发现，现有的泥浆脱水主要分为烘干方法、机械分离方法、絮凝剂和固化材料添加方法、及后两者的结合。烘干方法对高含水泥浆的脱水成本太高。

中国专利号：CN 200610060194.X，公开(公告)号：CN1837109，名称：一种压榨式泥浆脱水装置，此技术的主要不足之处在于：1)由于压力大，往复移动的滤板容易破损；2)滤网过滤效率低，易被滤泥堵塞；3)处理能力有限。

中国专利号：CN01812300.7，专利名称为：泥浆快速脱水的设备和方法，该发明公开了一种用于在高流速下对连续泥浆流进行脱水的系统和方法，该专利主要不足之处在于：1)泥浆处理能力低，不适用于围海造地工程吹填土的处理。2)滤网过滤效率低，易被滤泥堵塞。3)需要添加絮凝剂，成本高。

中国专利号：CN 200680052627.5，公开(公告)号：CN101384326，专利名称：振动分离器，其不足之处主要在于不适用于高含水率泥浆的脱水处理，同时，这种机械振动不但筛网容易磨损，而且能量损耗较大。

此外，中国实用新型专利号：CN201220139186.5，专利名称：一种泥浆脱水装置。其不足之处主要在于：1)不适用于高含水率泥浆的脱水处理，2)需要添加絮凝剂，成本高，3)出渣口容易堵塞，否则出泥的含水率高，4)振动电机工作时诱发整个设备振动，不但降低设备的寿命，而且能耗高。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种高含水泥浆的快速脱水装置，该装置通过吸水带与电渗部件的综合作用，使泥浆中的自由水和结合水最大程度的从泥浆中分离出来，显著地提高了泥浆脱水效率，连续出泥，达到经济实用且高效环保的多重功效。

为实现以上目的，本发明提供一种高含水泥浆的快速脱水装置，所述装置包括：泥水存储部件、进泥部件、液面测量部件、进泥控制部件、电渗部件、输送支撑部件、输送部件、吸水部件、刮泥部件、脱水部件，其中：

进泥部件连接在泥水存储部件的一侧侧壁上，向泥水存储部件内输入泥水；

进泥控制部件用于驱动、控制进泥部件开闭，并与液面测量部件连接；

电渗部件的正极连接到绝缘安装在泥水存储部件内壁上的金属板上、负极连接到输送部件上；

输送支撑部件呈一锐角倾斜设置在泥水存储部件中，其一端从泥水存储部件另一侧的开口处伸出泥水存储部件外且高度高于泥水存储部件；

输送部件设置在输送支撑部件上，用于输送泥水；

吸水部件设置在输送部件上，并随输送部件一起运动，用于快速吸收泥水中的水分；

刮泥部件倾斜靠近输送部件的一侧顶端，用于将吸水部件表面的泥刮离；

脱水部件固定在输送支撑部件上，其表面压实在输送部件上，并与吸水部件过盈配合，用于挤压脱除吸水部件内部的水分。

优选地，所述液面测量部件是感应泥水存储部件内液面高度的传感器，当泥水存储部件内液面超过设计高程以后，发送信号给电磁阀，自动调节进泥控制部件的开启程度，使得泥水存储部件内的液面维持在设计高程。

优选地，所述进泥控制部件设置在进泥部件上，其电路与设置在泥水存储部件内的液面测量部件连接。

更优选地，所述进泥控制部件是与液面测量部件连接的、通过使用电磁线圈驱动、控制进泥部件开闭的阀门。

优选地，所述电渗部件由正极、负极、直流电源和电缆线组成，通过电缆线将直流电源的正极连接到绝缘安装在泥水存储部件内壁上的金属板上、通过电刷将直流电源的负极连接到输送部件上，直流电源设置在装置外。电渗部件给泥水施加一直流电压，利用电渗作用进行脱水，使泥水中的水向负极移动。

优选地，所述输送部件是由一块块大小均一的金属输送块拼接组成的传送机构，输送块之间由金属铰接相连，用于输送泥浆。

优选地，所述输送支撑部件是金属或高强度非金属材料制成的固定在泥水存储部件内的支撑部件，其两端装有转轮，作为输送部件的支撑。进一步的，输送支撑部件呈小于30°的角度设置在泥水存储部件中。

优选地，所述装置进一步设有输送控制部件，输送控制部件安装在输送支撑部件的上端，并由交流电源驱动，以转动输送部件。

更优选地，所述输送控制部件是由交流电源驱动、通过调速器调速的电动机，用于驱动输送支撑部件上端的转轮，以转动输送部件。

优选地，所述交流电源是220V或380V的交流电源，为低速电动机提供动力。

优选地，所述吸水部件由一块块由多层的超强瞬间快速吸水材料制作的吸水块组成，用于快速吸收泥水中的水分。

优选地，所述支撑部件是金属或高强度非金属材料制成的固定框架。

优选地，所述进泥部件是向泥水存储部件内输入泥水的管道，泥水存储部件安装在支撑部件上，用于向泥水存储部件内输入泥水。

优选地，所述刮泥部件由高强度材料制作，用于将吸水部件表面的泥刮离。

优选地，所述脱水部件是由非金属或金属材料制成的滚筒，用于挤压脱除吸水部件内部的水分。

优选地，所述泥水存储部件是由高强度材料制作的、用于储存待处理泥水的容器。

优选地，所述装置进一步设置有支撑部件，用于支撑整个装置。

优选地，所述装置进一步设置有接泥部件，接泥部件用于接收、储存脱水处理后的泥，设置在刮泥部件下方，即刮泥部件设于接泥部件的侧壁顶部。进一步的，所述接泥部件是用于接收、储存脱水处理后的泥的容器。

优选地，所述装置进一步设置有接水部件，接水部件设置在脱水部件下方，用于接收、储存吸水部件上挤压出的水分。进一步的，所述接水部件是用于接收、储存吸水部件上挤压出水的容器。

本发明所述装置的工作过程：

当泥浆随着输送部件运动到顶端后，通过刮泥部件将吸水带表面的泥刮离，被刮离的泥落入接泥部件内；吸水部件表面的泥被刮以后，通过脱水部件挤压，脱除吸水部件内部的水分，被挤出的水落入接水部件中；输送部件不断来回运转，其上的吸水部件也跟着不停地来回运转；由于电渗部件和吸水部件的综合作用，泥水中的水分向输送部件移动，吸水部件将泥水中的水分快速吸收，水进入吸水部件的内部，而泥停留在吸水部件的表面；随着滚动输送部件的不断转动，吸水部件表面的泥浆不断被刮落入接泥部件内，吸水部件不断被脱水部件挤压脱水；被挤干的吸收部件再次进入泥水部件内，吸收泥水部件内泥水；如此不断循环，将输送来的泥水进行分离，获得浓度高的泥浆。

与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：

本发明不使用化学药剂，通过电渗作用配合超强瞬间快速吸水材料的快速吸水效果对泥水进行快速高效脱水，脱水效果好、能耗低，且能连续出泥，增加了出料效率，达到了高效环保且经济实用的效果。本发明广泛用作围垦区的吹填工程、清淤工程中泥浆等脱水作业。

附图说明

通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：

图1为本发明一实施例的装置整体结构示意图。

图中：支架1、泥水槽2、进泥管3、电动阀门4、液面传感器5、输送带支架6、输送带7、吸水带8、电渗部件9、刮泥板10、接泥槽11、脱水滚12、接水槽13、低速电机14、交流电源15。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，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。

实施例1

对于含水率为150％的泥浆脱水实施例效果。如图1所示，本实施例提供一种高含水泥浆的快速脱水装置，该装置由支架1、泥水槽2、进泥管3、电动阀门4、液面传感器5、输送带支架6、输送带7、吸水带8、电渗部件9、刮泥板10、接泥槽11、脱水滚12、接水槽13、低速电机14、交流电源15构成，其中：

泥水槽2安装在支架1上；进泥管3连接在泥水槽2的左侧侧壁上；电动阀门4设置在进泥管3上，其电路与设置在泥水槽2内的液面传感器5连接；输送带支架6成30°设置在泥水槽2中，其一端从泥水槽2右侧的开口处伸出泥水槽2外；输送带7设置在输送带支架6上，其由等大小的金属输送块组成，金属输送块之间通过铰接形式连接；吸水带8设置在输送带7上，并随输送带7一起运动；低速电机14安装在输送带支架6的上端，并由220V的交流电源15驱动，以转动输送带7；电渗部件9由正极、负极、直流电源和电缆线组成，即通过电缆线将直流电源的正极连接到绝缘安装在泥水槽2内壁上的金属板上、通过电刷将直流电源的负极连接到输送带7上，直流电源设置在系统装置外；刮泥板10设置于接泥槽11的侧壁顶部，并倾斜靠近输送带7的右侧顶端；脱水滚12固定在输送带支架6上，其表面压实在输送带7上，并与吸水带8过盈配合；接水槽13设置在脱水滚12下方。

本实施例中，所述支架1是由∠25×25×3的304#不锈钢钢材制成的用于支撑整个装置的固定框架，支架1高0.5m。

本实施例中，所述泥水槽2是由不锈钢钢板制作的高1m、长1.5m、宽0.5m的用于储存待处理泥水的长方形容器。

本实施例中，所述进泥管3是不锈钢管材制成的直径60mm的向泥水槽2内输入泥水的管道。

本实施例中，所述电动阀门4是直动式电磁阀，其与液面传感器5连接的，通过使用电磁线圈驱动，控制进泥管3开闭程度的阀门。

本实施例中，所述液面传感器5是感应泥水槽2内液面高度的传感器，当泥水槽2内液面超过设计高程以后，发送信号给电磁阀，自动调节电动阀门4的开启程度，使得泥水槽2内的液面维持在设计高程。

本实施例中，所述输送带支架6是不锈钢板制作的固定在泥水槽2内的长250cm、宽45cm、厚0.5cm的支架，其两端装有由不锈钢制作的直径10cm、长45cm的圆筒状转轮，作为输送带7的支撑。

本实施例中，所述输送带7是由一块块的由不锈钢制作的长45cm、宽5cm、厚0.5cm的输送块拼接组成的传送机构，输送块之间由金属铰接相连，用于输送泥浆。

本实施例中，所述吸水带8由一块块尺寸为长20cm、宽45cm、厚2cm的生态棉制作的吸水块组成，用于快速吸收泥水中的水分。

本实施例中，所述电渗部件9是由设置在泥水槽2顶部内壁的正极板、设置在输送带支架6上的负极以及一个外接直流电源组成的，利用电渗作用进行脱水的系统，使泥水中的水向输送带7移动。

本实施例中，所述刮泥板10由长40cm、宽45cm、厚1cm的HDPVC板制成，成向外斜向上55°固定在接泥槽11侧壁顶部，用于将吸水带8表面的泥刮离。

本实施例中，所述接泥槽11是高140cm、宽50cm、长50cm的用于接收、储存脱水处理后的泥的容器。

本实施例中，所述脱水滚12是由PU材料制成的5个直径10cm的滚轮，用于挤压脱除吸水带8内部的水分。

本实施例中，所述接水槽13是高100cm、宽50cm、长50cm的用于接收、储存吸水带8上挤压出水的容器。

本实施例中，所述低速电机14是由220V的交流电源15驱动、通过调速器调速的电机，功率500W,用于驱动输送带支架6上端的转轮，以转动输送带7。

本实施例工作步骤如下：

1、打开电动阀门4，泥水从进泥管3中流入泥水槽2；

2、待泥水没过液面传感器5后，打开电渗部件9，接通220V的交流电源15，开动低速电机14以转动输送带7；

3、在吸水带8上，在泥水随着输送带7的传输向泥水槽2外运动的同时，由于电渗透部件9和吸水带8的综合作用，泥水中的水分向输送带7移动，吸水带8将泥水中的水分快速吸收，水进入吸水带8的内部，而泥停留在吸水带8的表面；

4、当泥水随着输送带7运动到顶端后，通过刮泥板10将吸水带8表面的泥刮离，被刮离的泥落入接泥槽11内；

5、吸水带8表面的泥被刮以后，通过脱水滚12挤压，脱除吸水带8内部的水分，被挤出的水落入接水槽13中；

6、通过调速器调整低速电机14的速度，如此循环，泥水从进泥管3来的高含水率泥浆最后被快速脱水，变为含水率低于55％的泥浆或泥块。

实施效果：本实施例的快速脱水装置通过电渗和吸水的综合作用，处理后泥水的含水量小于55％，实施方法简单高效。通过电渗和物理吸附方式脱水过程节能且无污染，达到了高效、经济、环保的效果。

实施例2

对于含水率为180％的泥浆脱水实施例效果。如图1所示，本实施例提供一种XX的泥浆快速脱水功能的系统装置，由支架1、泥水槽2、进泥管3、电动阀门4、液面传感器5、输送带支架6、输送带7、吸水带8、电渗部件9、刮泥板10、接泥槽11、脱水滚12、接水槽13、低速电机14、交流电源15构成，其中：

泥水槽2安装在支架1上；进泥管3连接在泥水槽2的左侧侧壁上；电动阀门4设置在进泥管3上，其电路与设置在泥水槽2内的液面传感器5连接；输送带支架6成25°设置在泥水槽2中，其一端从泥水槽2右侧的开口处伸出泥水槽2外；输送带7由等大小的金属输送块组成，设置在输送带支架6上，金属输送块之间通过铰接形式连接；低速电机14安装在输送带支架6的上端，并由220V的交流电源15驱动，以转动输送带7；电渗部件9由正极、负极、直流电源和电缆线组成，即通过电缆线将直流电源的正极连接到绝缘安装在泥水槽2内壁上的金属板上、通过电刷将直流电源的负极连接到输送带7上，直流电源设置在系统装置外；吸水带8设置在输送带7上，并随输送带7一起运动；刮泥板10设置于接泥槽11的侧壁顶部，并倾斜靠近输送带7的右侧顶端；脱水滚12固定在输送带支架6上，其表面压实在输送带7上，并与吸水带8过盈配合；接水槽13设置在脱水滚12下方。

本实施例中，所述支架1是由∠100×100×6的角钢制成的用于支撑整个装置的固定框架，支架1高3.5m。

本实施例中，所述泥水槽2是由不锈钢钢板制作的高2m、长3m、宽1.5m的用于储存待处理泥水的长方形容器。

本实施例中，所述进泥管3是PVC材料制成的直径150mm的向泥水槽2内输入泥水的管道。

本实施例中，所述电动阀门4是直动式电磁阀，其与液面传感器5连接的，通过使用电磁线圈驱动，控制进泥管3开闭程度的阀门。

本实施例中，所述液面传感器5是感应泥水槽2内液面高度的传感器，当泥水槽2内液面超过设计高程以后，发送信号给电磁阀，自动调节电动阀门4的开启程度，使得泥水槽2内的液面维持在设计高程。

本实施例中，所述输送带支架6是钢板制作的固定在泥水槽2内的长8m、宽1.4m、厚1.2cm的支架，其两端装有由钢材制作的直径30cm、长1.4m的圆筒状转轮，作为输送带7的支撑。

本实施例中，所述输送带7是由一块块的由钢材制作的长140cm、宽5cm、厚0.5cm的输送块拼接组成的传送机构，输送块之间由金属铰接相连，用于输送泥浆。

本实施例中，所述吸水带8由一块块尺寸为长50cm、宽140cm、厚5cm的生态棉制作的吸水块组成，用于快速吸收泥水中的水分。

本实施例中，所述电渗部件9是由设置在泥水槽2顶部内壁的正极板、设置在输送带支架6上的负极以及一个外接直流电源组成的，利用电渗作用进行脱水的系统，使泥水中的水向输送带7移动。

本实施例中，所述刮泥板10由长80cm、宽140cm、厚1cm的PVC制成，成向外斜向上65°固定在接泥槽11侧壁顶部，用于将吸水带8表面的泥刮离。

本实施例中，所述接泥槽11是高240cm、宽180cm、长250cm的用于接收、储存脱水处理后的泥的容器。

本实施例中，所述脱水滚12是由PVC材料制成的5个直径30cm的滚轮，用于挤压脱除吸水带8内部的水分。

本实施例中，所述接水槽13是高200cm、宽180cm、长250cm的用于接收、储存吸水带8上挤压出水的容器。

本实施例中，所述低速电机14是由380V的交流电源15驱动、通过调速器调速的电机，功率1500W,用于驱动输送带支架6上端的转轮，以转动输送带7。

本实施例工作步骤如下：

1、打开电动阀门4，泥水从进泥管3中流入泥水槽2；

2、待泥水没过液面传感器5后，打开电渗部件9，接通220V交流电源15，开动低速电机14以转动输送带7；

3、在吸水带8上，在泥水随着输送带7的传输向泥水槽2外运动的同时，由于电渗透部件9和吸水带8的综合作用，泥水中的水分向输送带7移动，吸水带8将泥水中的水分快速吸收，水进入吸水带8的内部，而泥停留在吸水带8的表面；

4、当泥水随着输送带7运动到顶端后，通过刮泥板10将吸水带8表面的泥刮离，被刮离的泥落入接泥槽11内；

5、吸水带8表面的泥被刮以后，通过脱水滚12挤压，脱除吸水带8内部的水分，被挤出的水落入接水槽13中；

6、通过调速器调整低速电机14的速度，如此循环，使得泥水从进泥管3来的高含水率泥浆最后被快速脱水，变为含水率60％的泥浆或泥块。

实施效果：本实施例的快速脱水装置通过电渗和吸水的综合作用，处理后泥水的含水量小于60％，实施方法简单高效。通过电渗和物理吸附方式脱水过程节能且无污染，达到了高效、经济、环保的效果。

以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变形或修改，这并不影响本发明的实质内容。

Claims (11)

1.一种高含水泥浆的快速脱水装置，其特征在于，所述装置包括：泥水存储部件、进泥部件、液面测量部件、进泥控制部件、电渗部件、输送支撑部件、输送部件、吸水部件、刮泥部件以及脱水部件；其中：

进泥部件连接在泥水存储部件的一侧侧壁上，向泥水存储部件内输入泥水；

进泥控制部件用于驱动、控制进泥部件开闭，并与液面测量部件连接；

电渗部件的正极连接到绝缘安装在泥水存储部件内壁上的金属板上、负极连接到输送部件上；

输送支撑部件呈一锐角倾斜设置在泥水存储部件中，其一端从泥水存储部件另一侧的开口处伸出泥水存储部件外且高度高于泥水存储部件；

输送部件设置在输送支撑部件上，是由一块块大小均一的金属输送块拼接组成的传送机构，输送块之间由金属铰接相连，用于输送泥水；

吸水部件设置在输送部件上，并随输送部件一起运动，用于快速吸收泥水中的水分；

刮泥部件倾斜靠近输送部件的一侧顶端，用于将吸水部件表面的泥刮离；

脱水部件固定在输送支撑部件上，其表面压实在输送部件上，并与吸水部件过盈配合，用于挤压脱除吸水部件内部的水分。

2.根据权利要求1所述的一种高含水泥浆的快速脱水装置，其特征在于，所述液面测量部件是感应泥水存储部件内液面高度的传感器，当泥水存储部件内液面超过设计高程以后，发送信号调节进泥控制部件的开启程度，使得泥水存储部件内的液面维持在设计高程。

3.根据权利要求1所述的一种高含水泥浆的快速脱水装置，其特征在于，所述进泥控制部件设置在进泥部件上，其电路与设置在泥水存储部件内的液面测量部件连接；所述进泥控制部件是与液面测量部件连接的、通过使用电磁线圈驱动、控制进泥部件开闭的阀门。

4.根据权利要求1所述的一种高含水泥浆的快速脱水装置，其特征在于，所述电渗部件由正极、负极、直流电源和电缆线组成，通过电缆线将直流电源的正极连接到绝缘安装在泥水存储部件内壁上的金属板上、通过电刷将直流电源的负极连接到输送部件上，直流电源设置在装置外。

5.根据权利要求1所述的一种高含水泥浆的快速脱水装置，其特征在于，所述输送支撑部件呈小于30°的角度设置在泥水存储部件中。

6.根据权利要求5所述的一种高含水泥浆的快速脱水装置，其特征在于，所述输送支撑部件是金属或高强度非金属材料制成的固定在泥水存储部件内的支撑部件，其两端装有转轮，作为输送部件的支撑。

7.根据权利要求1-6任一项所述的一种高含水泥浆的快速脱水装置，其特征在于，所述装置进一步设有输送控制部件，输送控制部件安装在输送支撑部件的上端，并由交流电源驱动，以转动输送部件。

8.根据权利要求7所述的一种高含水泥浆的快速脱水装置，其特征在于，所述输送控制部件是由交流电源驱动、通过调速器调速的电动机，用于驱动输送支撑部件上端的转轮，以转动输送部件。

9.根据权利要求1-6任一项所述的一种高含水泥浆的快速脱水装置，其特征在于，所述装置进一步设置有支撑部件，用于支撑整个装置。

10.根据权利要求1-6任一项所述的一种高含水泥浆的快速脱水装置，其特征在于，所述装置进一步设置有接泥部件，接泥部件用于接收、储存脱水处理后的泥，设置在刮泥部件下方，即刮泥部件设于接泥部件的侧壁顶部。

11.根据权利要求1-6任一项所述的一种高含水泥浆的快速脱水装置，其特征在于，所述装置进一步设置有接水部件，接水部件设置在脱水部件下方，用于接收、储存吸水部件上挤压出的水分。