CN1059860C - 从液态介质中分离固体并使其脱水的螺旋压榨式分离器 - Google Patents

Abstract

一种用于从液态介质中将固体分离并使之脱水的螺杆压榨式分离器具有：一个定位在壳体中的过滤筒，其定位方式使其的转动被禁止但其可沿径向移动；一个在其一个端部用一个可松开的驱动连接装置将之与一个驱动马达相连结的螺杆，该螺杆以自由支承的方式延伸穿过过滤筒。在驱动连接装置处，螺杆借助于在驱动连接装置上和螺杆端上的两个相对贴靠的径向面而被支承着，在螺杆的排放端附近配置有一个排放控制装置。

Description

从液态介质中分离固体并使其脱水的螺杆压榨式分离器

本发明的一种推荐使用的场合是从市政工程，农业和工业废水或淤泥中分离出固体。与此同时，该被分离出的固体还被用机械方式脱水到大体上能经受后继生物处理(堆肥)或可将之送入某些别的利用它们的装置的程度。

出版物EP-A2-0443385及EP-B1-0367037用作本发明的相关现有技术参考资料。它们的申请人与本发明的申请人是相同的。EP-A2-0443385公开了一种螺杆压榨式分离器。在这种分离器中螺杆输送器(以下螺杆输送器均简称为螺杆)的一端与一马达间有驱动连接关系，螺杆的另一端从一过滤筒中伸出后被支承在一前轴承组件中。虽然该螺杆压榨式分离器在关于固体的分离及脱水方面工作得令人满意，但螺杆的前轴承不仅阻碍脱水后的物质从过滤筒向外排放，而且还使得在进行维修和清洁工作时该螺杆的组装和拆卸更加困难。在EP-B1-0367037中所介绍的一个组件产生了一种改进。在这种公知的螺杆压榨式分离器中，该螺杆的前端支承已被取消。作为一种替代是通过过滤筒提供对该螺杆的径向支承，过滤筒则被支持在分离器壳体的孔中央一个固定位置上。

在使用期间被固定的过滤筒可能被作用在螺杆上的径向力加载，而且在别的零件中也会由于从过滤筒出来的处理过的物质的沿螺杆外圆周的不均匀性排放而产生径向力。过滤筒相对壳体孔所需的精确对中使该过滤筒或螺杆的装拆更为困难。如果这些工作不以必要的细心来完成，就会使过滤筒的磨损加大。

本发明的目的就是提供一种如在开头所述的螺杆压榨式分离器，这种分离器基本上消除了公知的螺杆压榨式分离器的上述不足之处。更加具体地说，本发明的一个目的就是进一步改进EP-B1-0367037所介绍的那种螺杆压榨式分离器。本发明的另一个目的就是提供一种上述的螺杆压榨式分离器，在这种分离器中，对具有难以处理的脱水性能的固体也可使之脱水，从而使螺杆压榨式分离器的应用领域扩大。

根据本发明的螺杆压榨式分离器具有：一个过滤筒，该筒支持于一个壳体的一个孔中，过滤筒不能转动，但是可沿径向移动；一个螺杆，在其一端部用一个可松开的驱动连接装置与一个驱动马达连接，而且该螺杆从该驱动连接装置被自由地支承着延伸穿过过滤筒，该螺杆的螺旋部分被引导至过滤筒的内表面附近，和在该驱动连接装置处支承所述被自由支承的螺杆的装置，该支承装置使得在运转中的螺杆实质上是由在驱动连接装置中的那部分螺杆施加的轴向力所支持，使之相对于壳体的孔沿轴向定位。

本发明的螺杆压榨式分离器的一个特点是过滤筒在分离器壳体中的安装。这种安装不是刚性的，而是可沿径向移动，从而使得过滤筒能在螺杆施加的轴向力作用下相对壳体孔可自动对中即自动地使其本身沿径向定位。相对第一点而言的本发明的另一个特点是，螺杆在其驱动端的轴向支承使得施加于驱动连接装置上的轴向力可以在相对于壳体孔的需要的轴向方向支撑住整个螺杆，而无须在过滤筒上加任何可见的螺杆支承件，也无须在过滤筒前端加一个必须的轴承。这种在使用中产生的轴向力大大地超过，例如由该螺杆的重量产生的径向力。这种结构的结果是，大约只是在该螺杆压榨式分离器空转、启动期间和停车过程中才有由螺杆的重量产生的径向力施加于过滤筒上。这样就大大地简化了过滤筒和螺杆的组装、拆卸及分离器的维修和清洁工作。而且同时还使过滤器过早磨损的危险大大减少。

在本发明的一个推荐实施例中，可以在螺杆的出口端附近配置一个排放控制装置，以使正在被处理的物体沿螺杆的外周实质上定量地被排出。由于采用了这些装置，实现了对被分离的固体排放更好地控制，从而使得具有难以处理的脱水性质的那类固体也可以被脱水。这些装置的另一特点是，他们实现了沿圆周方向施加于该螺杆上的轴向力的平衡，这种平衡通过在驱动端的支承有助于达到被自由支承的螺杆的轴向定位。

对本发明的一个推荐实施例结合附图进行说明。其中：

图1是本发明的一个螺杆压榨式分离器的局部剖切的侧视图。

图2是该螺杆压榨式分离器在其出口端处的视图；

图3是沿图1中III-III线剖切的、放大尺寸比例的结构详图；

图4是沿图1中IV-IV线剖切的、放大尺寸比例的结构详图；

参见图1和图2，下面按照本发明的一个推荐实施例介绍一种具有排放控制装置的螺杆压榨式分离器。

该螺杆压榨式分离器最好有一个圆柱形中空壳体1，壳体1安装于支承架24中。通常，将处于运转状态中的分离器的壳体1的纵轴线设定在一个水平或大致为水平的位置上。但是，这并不是限定本发明的分离器只能有这样一种定位位置。在壳体1的一端(从附图1上看，是在左端)处有以法兰盘形式或别的安装形式固定的一个具有如电动机一类的马达和一个减速器的驱动组件13。安置在该壳体1孔中的螺杆2与驱动组件13间的驱动连接装置将回转运动传送至螺杆2。由螺杆2将含有悬浮状固体的液态物料传送至壳体1的另一出口端。待处理的介质可以在靠近螺杆2的驱动端处被送入壳体1中。脱水和分离主要是在安置于壳体1内的过滤筒3的区域范围进行的。过滤筒3例如可以是一种杆条型过滤器。螺杆2延伸过该过滤筒。过滤筒3的尺寸与螺杆2的尺寸相适应，从而使螺杆2的螺旋部分的外周面处于接近过滤筒3的内周面处。

壳体1的出口端由一个管形管口4确定。管形管口4可沿纵轴方向调整其位置，而且该管口4由壳体1支承成其能与壳体1的纵轴线有同轴性。螺杆2的非螺旋部分5同心地穿过管形管口4并朝外延伸。在管形管口4的内周面和非螺旋部分5的外周面之间形成了一个环形空间。脱水后的固体就可以通过该环形空间排放。在使用期间，在过滤筒3和管形管口4的区段内有一种固体堵塞物形成。一方面，这种固体堵塞物为螺杆2构成一种支承；从另一方面来说，又可促进该固体的脱水。如上所述的螺杆压榨式分离器的基本结构已经公开于EP-B1-0367037中，因此，该文件可以被用作本申请的更为密切的参考文件。

在过滤器运转中，固体堵塞物的形成必然会导致由螺杆2在该堵塞物上施加相当大的轴向力，使堵塞物被推着穿过管形管口4。在管口4的出口端处，配备有一对月牙板6、7形式的排放控制装置。该控制装置能够对堵塞物施加压力。如图1和图2所示，月牙板6、7彼此对称地并径向相对地沿螺杆2的纵轴线配置，它们可以绕由安装架10支承的轴9转动，安装架10则固定于壳体1上。这些安装架10安排得可以移动，从而使得月牙板6、7相对管口4的排放端的轴向位置可以调整。

配置一个将月牙板6、7预拉紧的装置，从而使这些月牙板可以被转到关闭或限制管形管口4的排放端的位置上。虽然所述预拉紧装置也可以是另外的形式，但在本发明的这个实施例中预拉紧装置具有一个连接于月牙板6、7中的一个的杠杆臂11(在图1中所示的是下面的月牙板7)。沿纵向可调整其位置的配重12、12’就安装在杠杆臂11上。通过杠杆臂11，这些配重就可以使月牙板7绕轴9沿上述的方向转动。另一个即上面的月牙板6用连接杆8也连接于杠杆臂11上，从而使杠杆臂11能以作用于下月牙板7相同的方式使月牙板6转动。在固体堵塞物的压力作用下，月牙形6、7可以克服配重12及12’的预拉紧力而绕打开管形管口4的排放端的方向转动。

虽然本发明已介绍了用预拉紧配重12，12’及一个杠杆系统推动月牙板6，7的结构，但是可以想到的是：这并不意味着本发明只能限于采用这一种结构。作为一种替换，月牙板6，7的调整也可以用由螺杆2的流量控制的一种驱动机构来实现。还可以进一步想到的是，也可以将2个以上的月牙板6，7等距离地沿螺杆2的外周面方向配置，以此作为对一对月牙板6，7的替代。

上述的排放控制装置不仅可用于控制作用于螺杆2与固体堵塞物间的轴向力，甚至还可以控制该轴向力沿螺杆2的圆周方向的分布情况。

下面参看图3，在图3中展示了螺杆2与驱动组件13(参看图1)之间的可松开的驱动连接装置的详细情况。

如上所述，螺杆2在操作运转中主要承受轴向载荷，与这轴向力相比，由螺杆2、固体堵塞物及过滤筒3的重量所产生的径向力是可以忽略不计的。根据本发明，所产生的这种轴向力主要是用来使被自由地支承着的或者说被悬臂地支承着的螺杆2相对壳体孔维持一种合适的轴向定位关系。

驱动连接装置作成一种插入式连接头较好。该装置具有一个短柱即输出轴22。驱动连接装置可以如图所示支承在螺杆2的一个管状端部14中。配备如花键15那样的连接件以便将力矩从短柱轴22传送至螺杆2。采用如锥形滚子轴承17那样的一种合适的支承组件将短柱轴22安装于壳体1中或安装在壳体1上的驱动组件13的凸缘件21中，而且可以在其中转动。

此外，短柱轴22在离其前端一合适距离处有一台肩，该台肩确定一环状径向邻接面16。在管状端部14沿短柱轴向前滑移时，螺杆2的管状端部14的环状径向前面即端面23与该环状径向邻接面16贴接。轴向力就通过环状径向面16和23从螺杆2传送至该驱动连接装置或锥形滚子轴承17，由此而借助存在于邻接面16和23之间的压力使螺杆2得以获得轴向定位。

下面参看图4。图4展示过滤筒3的支承状况。从一方面说来，过滤筒3不能相对壳体1转动；但从另一方面说它又可以相对壳体1作径向移动。这样就能使过滤筒自动地分别相对壳体1的孔和螺杆2径向定位和对中，并使螺杆2的轴向定位状况维持不变。

在图4中，将具有一合适截面的、沿轴向延伸的一个夹持杆18借助于如焊接一类的方法固定于过滤筒3的外周面上。在过滤筒上的夹持杆18突伸入两个类似的轴向延伸的夹持杆19之间的空间内，这两个夹持杆19沿周向彼此相隔开，他们可以直接地或通过一个合适的中间板用螺栓固定于壳体1上。夹持杆18和19的径向尺寸及其在过滤筒和壳体上的彼此相对的位置选择成使过滤筒3沿轴向能被插入壳体孔中，而且由此而使过滤筒的夹持杆18延伸入壳体的两个夹持杆19之间的空间时，在该空间内仍然保持一个径向间隙S，这个间隙是供过滤筒3相对壳体1作径向移动用的。

虽然，对本发明已经结合本发明的一个推荐实施例进行了介绍，但是对在本领域内的那些熟练人员而言十分明显的是，无需偏离如在所附权利要求中确定的那些本发明的基本原则就可以作出各种变更和更改。

Claims (7)

1、一种用于从含有固体的液态介质中将固体分离出来并使之脱水的螺杆压榨式分离器，该分离器具有：一个以非转动方式被支持在一壳体的一个孔中的过滤筒；一个螺杆，其轴向一端通过一个驱动连接装置与一个驱动马达连接，并且该螺杆从驱动连接装置延伸穿过所述过滤筒，该螺杆具有被导引至所述过滤筒的内周面附近的螺旋部分；和用于支承所述螺杆的支承装置，

(a)所述支承装置用于只在螺杆轴向的一端支承螺杆，螺杆从该支承处以悬臂方式延伸穿过过滤筒，所述支承装置包括推力轴承装置和在螺杆轴向的一端和驱动连接装置上的径向啮合邻接面，使得在运转作业中，作用在螺杆上的轴向力通过所述邻接面传递到所述轴承装置上，用于轴向支承该螺杆；其特征在于，

(b)所述过滤筒被这样支持在壳体的孔中，使得过滤筒可以相对于所述孔沿径向移动；

2、如权利要求1所述的螺杆压榨式分离器，其特征在于，该轴承装置包含滚子轴承。

3、如权利要求1所述的螺杆压榨式分离器，其特征在于，所述驱动连接装置具有一个插入式连接头，插入式连接头具有一个可安装在所述螺杆的一个管状端部上的短柱轴。

4、如权利要求1所述的螺杆压榨式分离器，其特征在于，在所述螺杆的出口端附近配置有一个排放控制装置，用以沿螺杆的圆周实质上定量地排放处理过的物料。

5、如权利要求4所述的螺杆压榨式分离器，其特征在于，该排放控制装置至少具有两个径向对置的、相对该壳体孔的中心线对称安置的月牙板，这些月牙板用于使过滤筒的排放口截面关闭或打开。

6、如权利要求5所述的螺杆压榨式分离器，其特征在于，所述的那些月牙板由配重在将所述过滤筒的排放口截面关闭的方向上预拉紧。

7、如权利要求5所述的螺杆压榨式分离器，其特征在于，所述的月牙板可以由马达驱动。

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