CN105400686A - 沼气发酵高固含量物料进料装置及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种沼气发酵高固含量物料进料装置，包括从前到后依次同轴相连的输送螺旋、增压螺旋和出料螺旋，切割刀套装在增压螺旋和出料螺旋之间的螺旋轴上，输送螺旋螺旋轴的前端伸出螺旋筒体外与减速机通过联轴器相连，输送螺旋的前部螺旋筒体上设有进料斗，进料斗后方的输送螺旋的螺旋筒体上设置滤水孔，进料斗后方的输送螺旋的螺旋筒体外还套装有外筒，在外筒上设置残液排放口，出料螺旋的尾端设置出料口。本发明的解决了目前沼气发酵高固含量物料用泵输送易堵塞、螺旋提升上部进料结构复杂，成本高的问题。占地面积小，结构简单，安装灵活，维护成本低。

Description

沼气发酵高固含量物料进料装置及方法
技术领域
本发明涉及一种物料进料装置，特别涉及一种针对沼气发酵的高固含量物料的进料装置及进料的方法。
背景技术
目前大中型沼气工程基本上都是采用潜污泵或螺杆泵通过管道进料，采用泵进料一般适用于TS(固含量)＜5％的原料。如果原料中TS＞10％或纤维较多较长时通过潜污泵或螺杆泵进料很困难，主要是泵和管道容易堵塞，维修难度大，往往因此造成沼气工程停产，重新恢复生产需要耗费大量人力和时间。在国外发酵原料TS＞20％以上时通常采用螺旋提升从发酵罐上部进料，此方法存在进料系统庞大，结构复杂，建造和维护成本高的问题。针对目前沼气发酵原料TS含量较高时泵进料容易堵塞，螺旋提升上部进料结构复杂，占地面积大、成本高的问题，开发一种新的进料装置是沼气发酵行业急需要解决的问题。
发明内容
为了解决上述技术问题，本发明提供一种沼气发酵高固含量物料进料装置。本发明还涉及用该沼气发酵高固含量物料进料装置的进料方法。
为了实现上述目的，本发明的技术方案如下：一种沼气发酵高固含量物料进料装置，其特征在于：包括从前到后依次同轴相连的输送螺旋、增压螺旋和出料螺旋，所述增压螺旋为锥形结构，其大直径端与出料螺旋的螺旋轴相连，小直径端与输送螺旋的螺旋轴相连，所述增压螺旋的螺旋叶片直径小于输送螺旋和出料螺旋的螺旋叶片的直径，切割刀套装在增压螺旋和出料螺旋之间的螺旋轴上；
所述输送螺旋螺旋轴的前端伸出螺旋筒体外与减速机通过联轴器相连，所述输送螺旋的前部螺旋筒体上设有进料斗，所述进料斗后方的输送螺旋的螺旋筒体上设置滤水孔，所述进料斗后方的输送螺旋的螺旋筒体外还套装有外筒，在外筒上设置残液排放口，所述出料螺旋的尾端设置出料口。
在上述方案中：所述滤水孔为条形孔。条形孔不易堵塞，便于滤水。
在上述方案中：所述残液排放口上安装球阀。
本发明的另一目的是这样实现的：
一种沼气发酵高固含量物料进料方法，其特征在于：在发酵箱的旁边水平安装权利要求1-3任一项所描述的沼气发酵高固含量物料进料装置，所述出料口与发酵箱的下部进料口相连，高固含量物料从进料斗进入输送螺旋，经过输送螺旋的输送和挤压，在输送螺旋的后部实现固液分离，液体从残液排放口排出、固体继续进入增压螺旋，在增压螺旋内，固体的密度被进一步挤压增大，大密度的固体物料对液体形成密封，避免发酵厢体内液体从出料口排出，在增压螺旋的尾部，固体被切割刀切割后进入出料螺旋，最后经出料口进入发酵箱内，实现高固含量物料的进料。
本发明发明人通过分析发现：固体物料在螺栓输送过程中，因为物料与螺旋面和筒体的摩擦力作用，使得物料的密度逐渐增大(物料被挤严实)，其水分也会随着密度的增大而被逐渐挤出。发明人针对这一特点，设计了本发明的装置：物料从进料斗进入输送螺旋，然后被输送到输送螺旋的后部，在此过程中，物料的密度逐渐增大，物料中的水分被挤出，在输送螺旋的后部(固液分离段)实现固液分离，液体部分从滤水孔排出到外筒，再从残液排放口排出。当物料通过固液分离段后进入增压螺旋内，物料的密度被进一步挤压增大，由于增压螺旋的螺旋叶片直径较小，因此固体物料在增压密封段会形成高密度物料“密封环”(几乎成块状)，并且随着增压密封段螺旋压缩比增大(与增压螺旋锥度成线性关系)，“密封环”的密度越大，密封性越好，从而实现阻断液体从出料口流出的作用，起到密封液体的作用，使得液体只能从残液排放口排出。固体物料在经过增压螺旋的挤压后，一般会呈块状，此时，再经过切割刀的粉碎，然后进入出料螺旋，从出料口进入发酵箱内。该装置可以水平设置，然后出料口可以设置在发酵箱的下部，建设成本低，占地面积小，不堵塞。
有益效果：本发明的解决了目前沼气发酵高固含量物料用泵输送易堵塞、螺旋提升上部进料结构复杂，成本高的问题。占地面积小，结构简单，安装灵活，维护成本低，具有广阔的推广前景。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
图2为图1的A-A剖视图。
图3为图1的B-B剖视图。
图4为图1的C-C剖视图。
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：
本发明的上、下、左、右、前和后等方位词仅代表图中的相对位置，不表示产品的绝对位置。
实施例1，如图1-4所示：本发明的沼气发酵高固含量物料进料装置由输送螺旋1、增压螺旋2、出料螺旋3、切割刀4、减速机5、联轴器6、进料斗7、滤水孔8、外筒9、残液排放口10、出料口11、球阀12等部件组成。
输送螺旋1、增压螺旋2和出料螺旋3从前到后依次同轴相连。输送螺旋1和出料螺旋3的螺距和螺旋叶片的直径相同。增压螺旋2为锥形结构，其大直径端与出料螺旋3的螺旋轴相连，小直径端与输送螺旋1的螺旋轴相连，增压螺旋2的螺旋叶片直径小于输送螺旋1和出料螺旋3的螺旋叶片的直径，切割刀4套装在增压螺旋2和出料螺旋3之间的螺旋轴上。
输送螺旋1螺旋轴的前端伸出螺旋筒体外与减速机5通过联轴器6相连，减速机5与电机相连，带动输送螺旋1、增压螺旋2、出料螺旋3和切割刀4旋转。
输送螺旋1的前部螺旋筒体上设有进料斗7，进料斗7后方的输送螺旋1的螺旋筒体上设置滤水孔8，滤水孔8为条形孔，这样可以减少堵塞。进料斗7后方的输送螺旋1的螺旋筒体外还套装有外筒9，外筒9和输送螺旋1的螺旋筒体之间有间隙，在外筒9上设置残液排放口10，残液排放口10上安装球阀12。出料螺旋3的尾端设置出料口11。在发酵箱13的旁边水平安装沼气发酵高固含量物料进料装置，出料口11与发酵箱13的下部进料口相连，高固含量物料从进料斗7进入输送螺旋1，经过输送螺旋1的输送和挤压，在输送螺旋1的后部实现固液分离，液体从残液排放口10排出、固体继续进入增压螺旋2，在增压螺旋2内，固体的密度被进一步挤压增大，大密度的固体物料对液体形成密封，避免发酵厢体内的液体从出料口11排出，在增压螺旋2的尾部，固体被切割刀4切割后进入出料螺旋3，最后经出料口11进入发酵箱13内，实现高固含量物料的进料。
本发明不局限于上述具体实施例，应当理解，本领域的普通技术人员无需创造性劳动就可以根据本发明的构思做出诸多修改和变化。总之，凡本技术领域中技术人员依本发明的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。

Claims (4)

1.一种沼气发酵高固含量物料进料装置，其特征在于：包括从前到后依次同轴相连的输送螺旋(1)、增压螺旋(2)和出料螺旋(3)，所述增压螺旋(2)为锥形结构，其大直径端与出料螺旋(3)的螺旋轴相连，小直径端与输送螺旋(1)的螺旋轴相连，所述增压螺旋(2)的螺旋叶片直径小于输送螺旋(1)和出料螺旋(3)的螺旋叶片的直径，切割刀(4)套装在增压螺旋(2)和出料螺旋(3)之间的螺旋轴上；
所述输送螺旋(1)螺旋轴的前端伸出螺旋筒体外与减速机(5)通过联轴器(6)相连，所述输送螺旋(1)的前部螺旋筒体上设有进料斗(7)，所述进料斗(7)后方的输送螺旋的螺旋筒体上设置滤水孔(8)，所述进料斗(7)后方的输送螺旋的螺旋筒体外还套装有外筒(9)，在外筒(9)上设置残液排放口(10)，所述出料螺旋(3)的尾端设置出料口(11)。
2.根据权利要求1所述沼气发酵高固含量物料进料装置，其特征在于：所述滤水孔(8)为条形孔。
3.根据权利要求1所述沼气发酵高固含量物料进料装置，其特征在于：所述残液排放口(10)上安装球阀(12)。
4.一种沼气发酵高固含量物料进料方法，其特征在于：在发酵箱(13)的旁边水平安装权利要求1-3任一项所描述的沼气发酵高固含量物料进料装置，所述出料口(11)与发酵箱(13)的下部进料口相连，高固含量物料从进料斗(7)进入输送螺旋(1)，经过输送螺旋(1)的输送和挤压，在输送螺旋(1)的后部实现固液分离，液体从残液排放口(10)排出、固体继续进入增压螺旋(2)，在增压螺旋(2)内，固体的密度被进一步挤压增大，大密度的固体物料对液体形成密封，避免发酵厢内液体从出料口(11)排出，在增压螺旋(2)的尾部，固体被切割刀(4)切割后进入出料螺旋(3)，最后经出料口(11)进入发酵箱(13)内，实现高固含量物料的进料。
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