CN106731149A - 一种直压式平板压榨脱水机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种直压式平板压榨脱水机，包括机架，机架的一端为进料端，另一端为出料端，进料端与出料端之间设有可循环转动的上滤带和下滤带，上滤带与下滤带在压榨区间内彼此位置匹配，进料端与出料端之间设有至少一个平板脱水模块，平板脱水模块的上部包括可竖直往复运动的上加压平板，下部包括平置的排液槽板，绝缘排液槽板上设有密封框；上加压平板可上下往复运动的位于上滤带的压榨区间的上侧，密封框位于下滤带的压榨区间的下侧；上加压平板的运动方向与密封框的位置对应。本发明的有益效果是：不需依赖直流电就可以对物料进行有效的压榨脱水，成本低效果好。

Description

一种直压式平板压榨脱水机

技术领域

本发明涉及环保领域，尤其是涉及一种用于污泥处理的直压式平板压榨脱水机。

背景技术

我国每年的污泥处理需求总量接近4000万吨，初级脱水后的污泥平均含水率约80%。现行对污泥处理的要求是：减量化、无害化、稳定化、资源化，其中减量化至关重要，要求将污泥的含水率从80%降低到50%左右，使污泥体积减少一半以上，形成相对稳定的状态，不容易造成二次污染。目前污泥处理中脱水环节普遍使用烘干或深度挤压的方式。烘干需要消耗大量能耗，还会生成需要进一步处理的臭气；挤压过程中需要对污泥进行加药调质，药剂的副作用是使污泥的绝干总量增加，泥质变差，导致后续处置困难。中国专利文献CN104817247A，于2015年8月5日公开了“压力电渗透干化机”，该设备包括：机架；模块单元，设置在所述机架上，包括加压装置、承压装置、导向柱、复位弹性部件、上绝缘板、下绝缘板；所述加压装置固定在所述机架上；所述承压装置的两端套设在所述导向柱上，所述复位弹性部件也套设在所述导向柱上；所述上绝缘板固定在所述承压装置的下部，所述下绝缘板设置上绝缘板的下方；所述上绝缘板的表面镶嵌有阳极板；所述下绝缘板的表面镶嵌有阴极板；物料传送装置；布料装置以及卸料装置。该方案通过直流电带动液体流动的方式实现污泥脱水。但是这样的方式需要配备大型直流电供电单元，还需要配置较为昂贵却容易消耗的阳极板，整体处理成本偏高。

发明内容

本发明需要解决的技术问题是，现有电渗透脱水设备的使用成本偏高，从而提供一种直压式平板压榨脱水机，可以以更为低廉的成本实现污泥脱水。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：一种直压式平板压榨脱水机，包括机架，机架的一端为进料端，另一端为出料端，进料端与出料端之间设有可循环转动的上滤带和下滤带，上滤带与下滤带在压榨区间内彼此位置匹配，进料端与出料端之间设有至少一个平板脱水模块，平板脱水模块的上部包括可竖直往复运动的上加压平板，下部包括平置的排液槽板，绝缘排液槽板上设有密封框；上加压平板可上下往复运动的位于上滤带的压榨区间的上侧，密封框位于下滤带的压榨区间的下侧；上加压平板的运动方向与密封框的位置对应；待处理物料由进料端进入，铺设于密封框位置对应的下滤带的上表面，上加压平板向下运动，与密封框构成密封空间，并在该密封空间范围内挤压待处理物料实现脱水，然后由下滤带将已脱水物料带至出料端实施出料。

在本技术方案中，为脱水机设计了上下两个滤带，每个滤带都在动力作用下依次经过各个辊体，各自形成一个往复循环，其中位于进料端与出料端之间的一段，上下两个滤带彼此位置对应，构成了压榨区间，待处理物料的压榨工作就在该区间内完成。实现压榨动作的是平板脱水模块，可以是一个，如有必要也可以是串联起来的多个。平板脱水模块包括上下两个部分，上部分主要是位于上滤带压榨区间之上的上加压平板，可以在动力控制下上下运动，下部分设有固定在下滤带压榨区间之下的绝缘排液槽板，排液槽板上设有密封框，上加压平板的位置与密封板的位置适配。当待处理物料由进料端进入，并平摊在下滤带上，下滤带向出料端运动，将物料带至密封框上方时，上加压平板向下运动，隔着上滤带挤压物料，受压的物料向外摊开，面积变大，厚度变薄，但受密封框的外框的限制，无法继续变薄，就可以始终承受来自上加压平板的压力，始终处于压榨脱水状态，而不是一受到压力就被挤出压榨区间。上加压平板升起后，上滤带和下滤带夹着已脱水物料，同步向出料端运动，在出料端完成出料。一般的，进料端可以配置进料装置，例如保持供料平衡的进料机、可使物料相对均匀的摊开在下滤带上的刮料板等；出料端可以配置出料装置，例如处于静止位置的卸料刮刀，上下滤带运转至出料端后，上滤带向上返回，已脱水物料触及出料刮刀而被从下滤带上分离出来后，下滤带也向下返回；上滤带和下滤带以滤带驱动装置驱动，核心部件可以是一个或多个动力辊；上加压平板的上下往复运动可以由气缸或者油缸控制；排液槽板可以沿用传统方案中的排液槽板；整个设备的动力设备可由PLC控制器进行控制。平板脱水模块可以在数量上进行扩展，配合必要长度的上滤带、下滤带，可以满足不同物料的不同压榨脱水要求。

作为优选，所述密封框高出排液槽板的高度不低于30mm。限定密封框高出排液槽板的高度，使每次压榨时密封框内的物料的压榨后体积得到了限制。如果高度设置过高，可能导致压榨不充分，脱水效果未能满足要求；高度设置过低，单次压榨动作完成的脱水工作量太小，影响作业效率。

作为优选，所述密封框连接有竖直方向可压缩的弹性件，平板脱水模块的下部对应的设有导向方向为竖直方向的导向机构；当上加压平板触及待处理物料时，随着待处理物料所含水份被挤压排出，厚度变薄，密封框可随导向机构的导向方向向下运动，并始终保持上加压平板对待处理物料施加压力。本技术方案为密封框设计了受压后可在竖直方向上伸缩的结构。当上加压平板下压物料时，物料会在密封框的范围内变薄，但当物料含水量较高时，物料厚度不高于密封框边框的高度，上加压平板仅能触及到密封框的边框，无法对边框内的物料施加足够的压力。在应用了本方案后，当上加压平板下压时，首先会将物料在密封框范围内摊开；当上加压平板继续下压，触及密封框的外框时，密封框会克服弹性件的弹力逐渐向下运动，在此过程中上加压平板与排液槽板之间的距离会越来越小，而位于此位置的物料受到越来越大的压力，实现充分脱水；最后，达到脱水要求后，上加压平板上升，密封槽带动下滤带向上回弹至原始位置，上下滤带前行。其中使用的弹性件可以是钢弹簧或者空气弹簧，导向机构可以导向柱，也可以是竖直设置的键槽配合结构等，可以是与弹簧组合在一起的，也可以是独立设置的。

作为优选，所述排液槽板上布设有排液槽，排液槽的排水口连接真空抽吸系统；所述真空抽吸系统包括真空泵和自动排液罐，自动排液罐的抽气端连接真空泵，自动排液罐的液体进口分别与排液槽的排水口连接；物料经挤压排出的滤液通过排液槽被吸入连接真空泵的自动排液罐，并实现自动排液。作为传统压榨脱水方案，在压榨时产生的带少量物料颗粒的滤液是在重力影响下自然流淌排放的，带来的问题是物料颗粒在流淌路径上发生沉淀，堵塞部分管路，导致排液不畅，未及时排放的滤液被已完成脱水的物料反吸，严重影响脱水效果。为了解决这个问题，本方案配备了真空抽吸系统，将脱水产生的液体通过排液槽收集至自动排液罐，并通过抽真空的方法使自动排液罐自动排液。这样一来，压榨产生的液体就得到了妥善的收集，不会滞留在压榨区间影响脱水效果。由于这个设计可以有效回收压榨出的液体，因此本方案还可以应用在大规模的果蔬榨汁作业上。

作为优选，所述平板脱水模块的下部还设有清洗系统；所述清洗系统包括清洗水泵和清洗水管；清洗水泵连接清洗水管，清洗水管的喷头的喷淋方向与处于非压榨区间内的下滤带的平面方向形成夹角；当下滤带由出料端回转至进料端时，清洗水泵将清洗液泵送至清洗水管，由喷头向下滤带表面进行喷淋。由于本技术方案的压榨效果较好，压榨后的物料含水量较低，因此物料颗粒容易粘在下滤带上，同一位置经过多次压榨作业之后，下滤带上的小孔容易被堵塞，影响后续的压榨效果。为此，本方案专门设计了清洗系统，通过清洗系统对下滤带进行喷淋清洗，有效的解决了这个问题。为了获得更好的喷淋效果，可以考虑在清洗液中混合压缩空气，用气液混合物对下滤带进行喷淋。由于重力因素，下滤带发生堵塞的频率远远高于上滤带，因此此处仅给出针对下滤带的清洗方案，但经过适宜性改造后，可以将本方案移植到上滤带处，针对上滤带进行喷淋清洗。

作为优选，所述清洗系统还包括真空箱，真空箱位于下滤带的未设清洗水管的喷头的一侧；真空箱一端连接真空泵，一端设有开口，开口方向正对清洗水管的喷头的喷淋方向。为了提高清洗效果和便于收集清洗后残液，本方案设置了真空箱，真空箱连接真空泵，真空箱的开口正对清洗水管的喷头的喷淋方向。当喷淋作业时，打开真空泵，真空箱内的真空状态可以通过开口将喷淋液和被冲下来的物料颗粒吸走。

作为优选，所述清洗水管的喷头的喷淋方向与处于非压榨区间内的下滤带的平面方向形成的夹角为直角。直角喷淋，喷淋的效果最佳，喷淋液的用量最少，喷淋的压力可以调节至最小，最节水节能。

综上所述，本发明的有益效果是：不需依赖直流电就可以对物料进行有效的压榨脱水，成本低效果好。使用本方案设计的脱水机，不但可以应用在传统的污泥脱水处理中，还能在食品、生物制药、化工、建筑材料等领域发挥作用。

附图说明

图1是本发明的结构示意图。

图2是图1的A-A剖视图。

图3是平板脱水模块的结构示意图。

图4是密封框应用在平板脱水模块上的配合关系图。

图5是密封框的俯视图。

图6是真空抽吸系统和清洗系统的示意图。

其中：1机架、2进料机、4密封框、5辊体、6上滤带、7、下滤带、8滤带驱动电机、9卸料刮刀、10清洗系统、11真空抽吸系统、14油缸、15上加压平板、16排液槽板、17承压箱体、18尼龙板条、19弹簧、20导向柱、21固定板、22真空泵、23自动排液罐、24气动阀、25真空支管、26集液总管、27清洗水泵、28清洗水管、29真空箱。

具体实施方式

下面结合附图与具体实施方式对本发明做进一步的描述。

如图1、图2、图3所示，为一种直压式平板压榨脱水机。该脱水机包括固定在地面的机架1，机架的右侧端为进料端，左侧端为出料端，进料端安装有进料机2，出料端安装有卸料刮刀9。机架上安装有上滤带6和下滤带7，上滤带位于下滤带的上方。上滤带由若干个辊体5撑起，由滤带驱动电机8带动，形成顺时针转动的循环圈；下滤带同样由若干个辊体撑起，由滤带驱动电机带动，形成拟时针转动的循环圈。上、下滤带从进料机至卸料刮刀之间的一段互相平行位置对应，构成压榨区间。在该区间内安装有至少一个平板脱水模块，本例为一个。平板脱水模块包括上下两部分，上部位于上滤带的循环圈内，包括上加压平板15，被安装在固定于机架上方的油缸14上，上加压平板的底面为水平面；下部分包括承压箱体17，承压箱体的上方水平设置有排液槽板16，排液槽板上放置有密封框4。

如图5所示，密封框为矩形，外框架为尼龙板条18。如图3、图4所示，密封框位于排液槽板的上方，下滤带的下方，其高度高于排液槽板上表面不低于30mm，本例为高于排液槽板上表面35mm。外框架的四个侧边外侧壁上均固定有上下方向的导向机构，本例使用的是导向柱20，导向柱的下端固定有固定板21，承压箱体的侧壁上固定有定位板，导向柱穿过定位板，在定位板和导向柱的上端固定点之间抵接有弹簧19。

如图6所示，并结合图1所示，本脱水机还设计有真空抽吸系统11和清洗系统10。排液槽板上均布有排液用的沟槽和通孔，这些沟槽和通孔分别连接真空支管25，再汇集至集液总管26，集液总管的出口连接自动排液罐23的进口，自动排液罐的抽气端连接真空泵22。清洗系统安装在机架的下方，清洗水泵27连接清洗水管28，下滤带紧贴真空箱29上平面运转，清洗水管安装在下滤带上方，喷头垂直于下滤带的平面，真空箱下端通过真空抽吸系统连接真空泵，真空箱的上端开口正对喷头的喷淋方向。真空泵的出气端还能将压缩空气送入清洗液中，由水泵将混有压缩空气的清洗液泵送至喷头进行喷淋。在真空抽吸系统中，为了保证真空效果，在管路中设置有多个气动阀24。

本例的直压式平板压榨脱水机，其工作状态是：首先由机器右侧的进料机将适量待处理污泥送至下滤带上，下滤带带动污泥向左运动，使污泥对应密封框的位置，此时上方的上加压平板在油缸推动下向下压，上加压平板的下底面首先接触污泥堆的峰顶，污泥受力后逐渐在密封框的范围内向周围摊开，厚度也逐渐变薄，部分水份开始溢出。然后，上加压平板的下底面接触密封框的外框架，使密封框整体克服弹簧向下移动，而位于密封框和上加压平板的下底面之间的污泥受到下方排液槽板的支撑，无法向下位移，因此受到上方越来越大的挤压力，自身厚度越来越薄，大量的水份被挤出，直至满足脱水要求。然后油缸推动上加压平板上升复位，弹簧也推动密封框整体上升复位，上滤带和下滤带夹着已完成脱水的污泥继续向左运动，至最左端时，上滤带向上向后循环运转，卸料刮刀与已脱水污泥接触，将污泥与下滤带分离，下滤带向下向右循环运转，对污泥的压榨脱水步骤完成。

在对污泥的压榨脱水步骤中，有大量的滤液携带少量的污泥颗粒以悬浮液的形态被挤出，这些悬浮液通过排液槽板上布设的排液槽、孔等进入真空支管，再汇集至集液总管，并通过真空吸力被吸入自动排液罐，最终实现妥善处理和排放。

在对污泥的压榨脱水步骤中，下滤带在与污泥分离后，会沾有少量的污泥颗粒，随着作业的持续，这些颗粒越来越多，堵塞下滤带上的滤孔，会影响设备的作业效率。清洗水泵开启后供水，真空泵开启后供压缩空气，水汽混合体从喷头喷出，对下滤带进行喷淋清洗，冲去这些污泥颗粒，保持滤孔的通畅。冲下的残液被真空箱的开口吸走，送入自动排液罐处理。

本例的直压式平板压榨脱水机，不依靠直流电和昂贵的阳极板，就能低成本的实现对待处理物料的高效压榨脱水，使用了密封框可以提高压榨脱水的效率，使用了真空抽吸系统可以收集滤液使用了清洗系统可以对下滤带进行冲洗。在设备的控制上，可以将各个子设备的动力控制系统集成在PLC控制柜上，实现操作者的便捷操控。

本例的直压式平板压榨脱水机，仅使用了一个平板脱水模块。如有应用需求，平板脱水模块可以在数量上进行扩展，彼此串联起来，配合必要长度的上滤带、下滤带，可以满足不同物料的不同压榨脱水要求。

Claims (7)

1.一种直压式平板压榨脱水机，包括机架（1），机架的一端为进料端，另一端为出料端，其特征是，进料端与出料端之间设有可循环转动的上滤带（6）和下滤带（7），上滤带与下滤带在压榨区间内彼此位置匹配，进料端与出料端之间设有至少一个平板脱水模块，平板脱水模块的上部包括可竖直往复运动的上加压平板（15），下部包括平置的排液槽板（16），排液槽板上设有密封框（4）；上加压平板可上下往复运动的位于上滤带的压榨区间的上侧，密封框位于下滤带的压榨区间的下侧；上加压平板的运动方向与密封框的位置对应；待处理物料由进料端进入，铺设于密封框位置对应的下滤带的上表面，上加压平板向下运动，与密封框构成密封空间，并在该密封空间范围内挤压待处理物料实现脱水，然后由下滤带将已脱水物料带至出料端实施出料。

2.根据权利要求1所述的一种直压式平板压榨脱水机，其特征是，所述密封框高出排液槽板的高度不低于30mm。

3.根据权利要求1或2所述的一种直压式平板压榨脱水机，其特征是，所述密封框连接有竖直方向可压缩的弹性件（19），平板脱水模块的下部对应的设有导向方向为竖直方向的导向机构（20）；当上加压平板触及待处理物料时，随着待处理物料所含水份被挤压排出，厚度变薄，密封框可随导向机构的导向方向向下运动，并始终保持上加压平板对待处理物料施加压力。

4.根据权利要求1或2所述的一种直压式平板压榨脱水机，其特征是，所述排液槽板上布设有排液槽，排液槽的排水口连接真空抽吸系统；所述真空抽吸系统包括真空泵（22）和自动排液罐（23），自动排液罐的抽气端连接真空泵，自动排液罐的液体进口分别与排液槽的排水口连接；物料经挤压排出的滤液通过排液槽被吸入连接真空泵的自动排液罐，并实现自动排液。

5.根据权利要求1或2所述的一种直压式平板压榨脱水机，其特征是，所述平板脱水模块的下部还设有清洗系统；所述清洗系统包括清洗水泵（27）和清洗水管（28）；清洗水泵连接清洗水管，清洗水管的喷头的喷淋方向与处于非压榨区间内的下滤带的平面方向形成夹角；当下滤带由出料端回转至进料端时，清洗水泵将清洗液泵送至清洗水管，由喷头向下滤带表面进行喷淋。

6.根据权利要求5所述的一种直压式平板压榨脱水机，其特征是，所述清洗系统还包括真空箱（29），真空箱位于下滤带的未设清洗水管的喷头的一侧；真空箱一端连接真空泵，一端设有开口，开口方向正对清洗水管的喷头的喷淋方向。

7.根据权利要求6所述的一种直压式平板压榨脱水机，其特征是，所述清洗水管的喷头的喷淋方向与处于非压榨区间内的下滤带的平面方向形成的夹角为直角。