CN105712605A - 一种新型叠螺式污泥脱水机及其螺旋轴 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种新型叠螺式污泥脱水机及其螺旋轴。该新型螺旋轴螺旋叶片导程角度排列顺序由排泥箱到进泥箱逐渐变小，导程角由16°-22°逐渐减小到6°-14°；其轴体的螺距沿排泥箱方向逐渐增大，且螺旋轴轴体从轴长的1/3位置起，其直径由进泥箱向排泥箱方向逐渐增大；螺旋叶片底部两侧均设有与轴体中心线之间的夹角为20°-45°的防堵板,高度不低于螺旋叶片高度的2/3。本发明能处理比重大、流动性差、粘性大、易结块泥浆，扩大了叠螺机的处理能力和适应范围，螺距更合理，螺旋轴表面更光滑，能有效降低污泥通过螺旋轴时的摩擦阻力，防止污泥堵轴；螺旋轴表面喷涂硬质合金耐磨层，延长了螺旋轴的使用寿命。

Description

一种新型叠螺式污泥脱水机及其螺旋轴

技术领域

本发明属于环保技术领域，涉及一种新型叠螺式污泥脱水机及其螺旋轴。

背景技术

随着常规的叠螺式脱水机以功耗小，结构简单可靠，运转平稳，无人值守，易于实现自动化的优点，被越来越多的行业和客户所认可；在固液分离的设备竞争市场中，逐渐占有一席之地，主要应用于：市政污水厂；食品加工厂；垃圾渗滤液；沼气工程中的沼液；畜产养殖业的生化工艺；卷烟蓝藻、畜禽粪便、加药气浮浮渣等。

常规的叠螺式脱水机螺旋轴脱水段螺旋叶片升程角度一般为8～13°，整个螺旋轴螺旋叶片升程角度排列顺序由出泥端到进泥端逐渐变大。由于污泥在脱水过程中，随含水率的快速降低，污泥的和螺旋叶片的摩擦力会快速增加，而螺旋升程角度越小推动能力越强，现有螺旋轴螺旋叶片升程排列方式，使螺旋输送效率较低，产生的污泥脱水段较短，局部压力大，造成脱水时间不足，出泥含水率较高，活动环磨损严重，设备使用寿命较短；并且在电镀、钻桩泥浆、河道淤泥、污水厂初沉污泥、混凝沉淀、自来水厂沉淀污泥、电镀污泥、畜牧养殖业行业的污泥等行业应用中，由于泥质比常规市政污泥差别较大，无机质含量高，污泥可压缩性较差，填充系数高，比重大、流动性差，粘性大，甚至含有长纤维，使螺旋运行阻力系数较大，易于结块，常规叠螺式脱水机在运行过程中，污泥容易阻滞在螺旋叶片中间，螺旋输送通道阻塞，造成设备故障，生产不能正常运行，销售渠道适应面窄，已经严重阻碍了叠螺式脱水机发展。

发明内容

本发明的目的在于克服现有常规脱水设备处理比重大、流动性差、粘性大、易结块泥浆时存在的缺陷，提供一种处理能力和适应范围扩大，能处理比重大、流动性差、粘性大、易结块泥浆，能提高活动环使用寿命的新型叠螺式污泥脱水机及其螺旋轴。

本发明的技术方案如下：

一种新型叠螺式污泥脱水机的螺旋轴(简称新型螺旋轴)，它采用一种变径变螺距螺旋轴，整个设计原理和原常规叠螺式污泥脱水机的螺旋轴设计有根本的不同，结合螺旋输送原理、脱水物料变化的过程特点和螺旋挤压的特点，其详细方案如下：新型螺旋轴螺旋叶片导程角度排列顺序由排泥箱到进泥箱逐渐变小，导程角由16°～22°逐渐减小到6°～14°(导程角，又叫纹升角，指的是螺纹的中径展开的圆周线与螺旋线的夹角)；其轴体的螺距(相邻两个螺旋叶片之间的距离)沿排泥箱方向逐渐增大，且螺旋轴轴体从轴长的1/3位置起，其直径由进泥箱向排泥箱方向逐渐增大。

由于在叠螺式污泥脱水机脱水过程中，进泥箱端污泥含水率较高，污泥的摩擦系数和填充系数较小，需要较大的推动能力(需要较小的螺旋导程角度)，对后端的污泥产生较大的压力，促进脱水作用，使整个脱水段延长，增加脱水时间，叠螺机脱水段压力更加均衡，出泥含水率更低；而排泥箱端污泥含水率较低，污泥摩擦系数和填充系数较大，不需要的太大的推动能力(不需要较小的螺旋导程角度)，污泥随含水率的快速降低，使污泥摩擦系数和填充系数急剧增加，造成排泥箱段污泥和螺旋叶片的摩擦力成倍增加，致使局部压力过大，导致活动环和螺旋轴磨损。本发明结合螺旋输送原理(螺旋升程角度越小推动能力越强)，提出了螺旋轴的螺旋叶片导程角度由排泥箱到进泥箱逐渐变小、螺距沿排泥箱方向逐渐增大、直径由进泥箱到排泥箱逐渐增大的设计方案；这种设计既可以有效提高污泥脱水效率，同时，又可以降低活动叠片和固定叠片的损坏程度，延长活动叠片和固定叠片的使用寿命，同目前普通叠螺式污泥脱水机相比较使用寿命可提高3～4倍以上。

上述新型螺旋轴螺旋叶片底部两侧均设有和轴体中心线之间的夹角为20°～45°的防堵板,高度不低于螺旋叶片高度的2/3，防堵板的作用在于物料运动过程中，减小螺旋叶片的直角对物料的摩擦阻力，防止物料停顿抱轴。

上述新型螺旋轴，采用钨极氩弧人工控制或半自动控制的焊接工艺方法，在螺旋轴叶片的顶端堆焊多层超耐磨硬质合金层；该超耐磨硬质合金层中含钴、钨、铬等稀有金属，具有较好的高温、常温硬度，极好的强度、高温抗疲劳性能、抗热震冲击性能和良好的抗氧化性能、耐腐蚀性能(铬含量约22～33％)、良好的自润滑性能、很高的耐磨磨料磨损性能，以及良好的抗金属间磨损等综合性能，该超耐磨硬质合金层与不锈钢之间的摩擦系数为0.2；在800℃时仍能保持硬度在318HV，耐磨性能不变化。整个螺旋轴经过40多道工序精加工制作而成，螺旋轴表面更圆润、光滑，采用精磨和抛光的精加工方式，使螺旋轴螺旋叶片与活动环接触表面粗糙度达0.8～1.6μm，耐磨层精加工完成后，耐磨层即超耐磨硬质合金层的厚度为2～3mm。

本发明一种采用上述新型螺旋轴的新型叠螺式污泥脱水机由多个部件构成，它包括由固定环(环形固定叠片)、活动环(环形活动叠片)和上述新型螺旋轴构成的过滤本体，还包括罩壳、滤液收集槽、滤液排出口、进泥箱和排泥箱；所述罩壳内部依次排列若干个固定环，相邻两个固定环之间配置有与固定环同心且可动的活动环，活动环的内径比固定环的内径小；螺旋轴从固定环和活动环的中心孔中穿过；过滤本体底部设有滤液收集槽和滤液排出口；进泥箱和排泥箱分别设置在螺旋轴的两端。固定环的外径比活动环的外径大，相邻两个固定环之间在大于活动环外径的外端边缘处设置有调整块，每块调整块均与连接杆固定连接，连接杆两端分别固定安装在进泥箱和排泥箱上。所述新型螺旋轴与安装在排泥箱一侧的变频减速机或其他驱动装置连接。

本发明的有益效果：

本发明从根本上解决了常规叠螺式污泥脱水机使用寿命短易磨损的问题，同目前普通叠螺式污泥脱水机相比较使用寿命可提高4～6倍以上。

本发明通过多种对比试验证明，同目前普通叠螺式污泥脱水机相比较，可使污泥含水率同比降低5～8个百分点，大幅提高了客户满意程度。

本发明有效解决了叠螺机适应范围小的问题，扩大了处理能力和适应范围，能处理比重大、流动性差、粘性大、易结块泥浆，不但覆盖了原来的应用领域，并且有效拓展了电镀、钻桩泥浆、河道淤泥、污水厂初沉污泥、混凝沉淀、自来水厂沉淀污泥、电镀污泥、畜牧养殖业行业的污泥等行业的污泥处理，从技术上拓宽销售渠道，使产品的应用前景更加乐观。

本发明该螺旋轴采用特殊加工工艺制成，相比普通螺旋轴，表面更光滑，能有效降低污泥通过螺旋轴时的摩擦阻力，防止污泥堵轴；该螺旋轴表面堆焊有更硬更厚、更加耐磨的硬质合金耐磨层，能延长螺旋轴的使用寿命。

附图说明

图1是本发明的叠螺式污泥脱水机的螺旋轴的结构示意图；

图2是本发明的叠螺式污泥脱水机的结构示意图；

图3是本发明的叠螺式污泥脱水机中固定环与活动环连接的示意图。

图中：1、轴体2、防堵板3、螺旋叶片4、变频减速机或其它驱动装置5、排泥箱6、螺旋轴3A、脱水段3B、浓缩段7、固定环8、活动环9、调整块10、连接杆11、进泥箱12、罩壳13、滤液收集槽14、滤液排出口

具体实施方式

以下结合附图和实施例对本发明作进一步的说明。

实施例

如图1所示，一种新型叠螺式污泥脱水机的螺旋轴(简称新型螺旋轴)，它采用一种变径变螺距螺旋轴，该新型螺旋轴螺旋叶片导程角度排列顺序由排泥箱到进泥箱逐渐变小，导程角由16°～22°逐渐减小到6°～14°；其轴体的螺距沿排泥箱方向逐渐增大，螺距更加合理；且螺旋轴轴体从轴长的1/3位置起，其直径由进泥箱向排泥箱方向逐渐增大。该新型螺旋轴其螺旋叶片3底部两侧均设有和轴体1中心线之间的夹角为20°～45°的防堵板2,高度不低于螺旋叶片高度的2/3，防堵板的作用在于物料运动过程中，减小螺旋叶片的直角对物料的摩擦阻力，防止物料停顿抱轴、堵轴。该新型螺旋轴采用钨极氩弧焊接工艺，在螺旋轴叶片的顶端(外沿)堆焊有含钴、钨、铬等稀有金属的超耐磨硬质合金层；该超耐磨硬质合金层厚度为2～3mm，与不锈钢之间的摩擦系数为0.2；在800℃时仍能保持硬度在318HV。该新型螺旋轴表面更圆润、光滑，经精磨和抛光精加工，螺旋轴螺旋叶片与活动环接触表面粗糙度达0.8～1.6μm。

如图2所示，本发明一种建筑泥浆专用叠螺式污泥脱水机由多个部件构成，它包括由固定环7(环形固定叠片)、活动环8(环形活动叠片)和上述新型螺旋轴(即螺旋轴6)构成的过滤本体，还包括罩壳12、滤液收集槽13、滤液排出口14、进泥箱11和排泥箱5；所述罩壳内部依次排列若干个固定环7，相邻两个固定环7之间配置有与固定环同心且可动的活动环8，活动环7的内径比固定环8的内径小；螺旋轴6从固定环7和活动环8的中心孔中穿过；过滤本体底部设有滤液收集槽13和滤液排出口14；进泥箱11和排泥箱5分别设置在螺旋轴6的两端；固定环7的外径比活动环8的外径大，相邻两个固定环之间在大于活动环外径的外端边缘处设置有调整块9，每块调整块9均与连接杆10固定连接，连接杆10两端分别固定安装在进泥箱11和排泥箱5上。螺旋轴6与安装在排泥箱5一侧的变频减速机或其它驱动装置4连接。

整个工作过程如下：安装在排泥箱5侧面的变频减速机或其它驱动装置4起动，首先带动螺旋轴6旋转，推动污泥向排泥箱5方向运动，通过进泥箱11供给污泥，污泥进入固定环7、活动环8与螺旋轴6之间的滤室空间；在浓缩段3B，由于活动环8的内径比固定环7的内径小，螺旋轴13在旋转时，螺旋叶片3顶端推动活动环5在固定环4之间进行不规则游动，对通道内的污泥产生挤压剪切力，使污泥中的大部分水份在运动过程中通过活动环5与固定环4之间的间隙流出至滤液收集槽13后，从滤液排出口14排出。之后，螺旋叶片3继续推动污泥螺旋向前运动沿螺旋方向，至脱水段3A即螺旋轴6直径增大区域，进一步将螺旋通道内的污泥摊薄，有效提高了污泥脱水效率；经脱水段3A进一步脱水后，污泥从排泥箱5排出。

本发明通过螺旋轴螺旋叶片导程角度排列顺序由排泥箱到进泥箱逐渐变小的特殊设计，使脱水段3A的压力更加均衡，并使脱水段自然增加长度延长了脱水时间；避免了原来常规叠螺机局部压力大，脱水时间短，造成脱水效果不好的问题；螺旋轴表面精磨和抛光加工，有效降低污泥通过螺旋轴时的摩擦阻力；在螺旋轴叶片的顶端堆焊超耐磨硬质合金层，降低了活动叠片和固定叠片的损坏程度，延长了活动叠片和固定叠片的使用寿命。

Claims (10)

1.一种新型叠螺式污泥脱水机的螺旋轴，其特征在于，它采用一种变径变螺距螺旋轴，整个螺旋轴螺旋叶片导程角度排列顺序由排泥箱到进泥箱逐渐变小，导程角由16°～22°逐渐减小到6°～14°。其轴体的螺距沿排泥箱方向逐渐增大，且螺旋轴轴体从轴长的1/3位置起，其直径由进泥箱向排泥箱方向逐渐增大。

2.如权利要求1所述的新型叠螺式污泥脱水机的螺旋轴，其特征在于，螺旋叶片底部两侧均设有与轴体中心线之间的夹角为20°～45°的防堵板,高度不低于螺旋叶片高度的2/3。

3.如权利要求1或2所述的新型叠螺式污泥脱水机的螺旋轴，其特征在于，在螺旋轴叶片的外沿堆焊有一层硬质合金层。

4.如权利要求3所述的新型的叠螺式污泥脱水机的螺旋轴，其特征在于，所述硬质合金层的厚度为2～3mm。

5.如权利要求3所述的新型叠螺式污泥脱水机的螺旋轴，其特征在于，所述硬质合金层是含稀有金属钴、钨、铬的超耐磨硬质合金层。

6.如权利要求5所述的新型叠螺式污泥脱水机的螺旋轴，其特征在于，该超耐磨硬质合金层与不锈钢之间的摩擦系数为0.2；在800℃时仍能保持硬度在318HV。

7.如权利要求3所述的新型叠螺式污泥脱水机的螺旋轴，其特征在于，该螺旋轴螺旋叶片与活动环接触表面粗糙度达0.8～1.6μm。

8.一种采用如权利要求1-7任一所述的螺旋轴的新型叠螺式污泥脱水机，其特征在于，它包括由固定环、活动环和上述螺旋轴构成的过滤本体，还包括罩壳、滤液收集槽、滤液排出口、进泥箱和排泥箱；所述罩壳内部依次排列若干个固定环，相邻两个固定环之间配置有与固定环同心且可动的活动环，活动环的内径比固定环的内径小；螺旋轴从固定环和活动环的中心孔中穿过；过滤本体底部设有滤液收集槽和滤液排出口；进泥箱和排泥箱分别设置在螺旋轴的两端。

9.如权利要求8所述的新型叠螺式污泥脱水机，其特征在于，固定环的外径比活动环的外径大，相邻两个固定环之间在大于活动环外径的外端边缘处设置有调整块，每块调整块均与连接杆固定连接，连接杆两端分别固定安装在进泥箱和排泥箱上。

10.如权利要求8或9所述的新型叠螺式污泥脱水机，其特征在于：所述螺旋轴与安装在排泥箱一侧的变频减速机或其它驱动装置连接。