CN106956457B - 一种可控固体湿度的螺旋挤压式粪便固液分离装置 - Google Patents

一种可控固体湿度的螺旋挤压式粪便固液分离装置 Download PDF

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Abstract

一种可控固体湿度的螺旋挤压式粪便固液分离装置，涉及一种粪便固液分离装置。本发明为了解决现有的粪便固液分离装置维护成本高、分离时间长、分离出的固体含水率高进而无法有效控制微生物反应环境和筛网式离固液装置易堵塞的问题。该装置由电机、分离器壳体、筛筒、绞龙和卸料口压紧盖构成；绞龙的绞龙轴上设置有数段螺旋叶片，每段螺旋叶片的螺纹间距自分离器壳体封闭端一侧向分离器壳体的锥形敞口一侧逐渐变小；筛筒由多个等距分布的楔形的条形板构成，筛筒的内壁上设置有数个阻料齿。该装置运行稳定，解决了易堵塞的问题，能控制固体废弃物的湿度，能够满足菌类生存环境需求，使其处于最优的菌类生存生长条件。本发明适用于粪便固液分离。

Description

一种可控固体湿度的螺旋挤压式粪便固液分离装置
技术领域
本发明涉及一种粪便固液分离装置。
背景技术
人类粪便中含有大量的有机物质，这些有机物质是可以通过生物降解再生利用的生物资源，如不加以利用而直接排放，则会造成资源的极大浪费；另外粪便中含有大量病原菌、重金属及其他有害物质，因此必须加以有效处理。生态厕所是利用微生物将人体的排泄物转化为有机肥料或土壤改良剂的环保型厕所，解决了粪便污染、有机质富集的问题。但是目前现有的生态厕所普遍采用粪尿一体化反应器，因无法有效控制反应器入料的含水率，导致微生物的生长环境湿度难以控制，生长条件恶劣，同时还普遍存在着反应器体积大、处理效率低下和系统易崩溃等问题。因此，若要实现对粪便的有效综合利用，其重要的前提条件是必须对粪便进行前处理，即固液分离，进而实现控制固体废弃物的含水率。但是现有生态厕所中并没有配套固液分离装置。现有技术中应用于养殖场粪便的固液分离装置大多采用重力沉淀分离法，其缺点为分离时间长、分离出的固体含水率较高，进而无法达到对微生物反应环境进行有效控制的目的；其它的粪便的固液分离装置如传统的筛网式固液分离装置存在着筛网易堵塞，维护成本较高的缺点。
发明内容
本发明为了解决现有的粪便固液分离装置维护成本高、分离时间长、分离出的固体含水率高进而无法有效控制微生物反应环境和筛网式固液分离装置易堵塞的问题，提出了一种可控固体湿度的螺旋挤压式粪便固液分离装置。
本发明可控固体湿度的螺旋挤压式粪便固液分离装置由电机、分离器壳体、筛筒、绞龙和卸料口压紧盖构成；
所述筛筒由多个等距分布的条形板构成，条形板的截面为楔形，楔形的较长边朝向筛筒中心设置，筛筒的内壁上设置有数个阻料齿；
所述分离器壳体圆筒形，分离器壳体其中一端为封闭端，分离器壳体另一端设置有锥形敞口，分离器壳体的圆周外表面上靠近分离器壳体封闭端设置有物料进口，筛筒设置于分离器壳体内部物料进口和锥形敞口之间；筛筒中较大直径端设置于靠近物料进口一侧，筛筒中较小直径端设置于靠近锥形敞口一侧；靠近筛筒中部的分离器壳体上设置有物料出口，绞龙设置于分离器壳体内部，绞龙的绞龙轴的一端穿过分离器壳体封闭端中心与电机的动力输出轴连接，绞龙轴的另一端探出至分离器壳体的锥形敞口外部；
所述绞龙轴探出锥形敞口外部的端部设置有压紧盖限位圆盘，压紧盖限位圆盘靠近锥形敞口的侧面上设置有数个螺杆，螺杆上设置有螺母；卸料口压紧盖为圆台形，卸料口压紧盖中较大的底面上设置有数个垂直底面的圆柱筒，圆柱筒套设在螺杆上，圆柱筒之间设置有压弹簧；
所述绞龙的绞龙轴上设置有数段螺旋叶片，每段螺旋叶片的螺纹间距自分离器壳体封闭端一侧向分离器壳体的锥形敞口一侧逐渐变小；
所述筛筒与分离器壳体之间的间隙构成分离液流出通道，粪便经绞龙挤压后产生的分离液经筛筒的筒壁流入分离液流出通道，最后经物料出口排出。
本发明装置的使用原理及有益效果如下：
一、本发明装置在使用时，人的粪便进入装置后，粪便在绞龙的推力下向锥形敞口方向运动，筛筒为楔形筒，粪便运动过程中筛筒的内径逐渐变小，依次粪便在绞龙和筛筒之间受到挤压，挤压产生的分离液经筛筒的筒壁流入分离液流出通道，最后经物料出口排出；挤压产生的固体由卸料口压紧盖与锥形敞口之间的间隙排出；其中，螺杆上设置的螺母用以调节压弹簧，压弹簧的压缩比例能够进而实现卸料口压紧盖与锥形敞口之间的压紧力的调节，实现处理工艺所需的固体出料湿度的控制；并且上述调节方式能够保证卸料口压紧盖与锥形敞口之间的压力恒定，进而保证固体出料湿度的恒定控制；本发明装置能够获得湿度为40～80％的固体；分离液的含固率含固率小于3％；因此，本发明可以有效的控制固体废弃物的湿度，能够满足菌类生存环境需求，使其处于最优的菌类生存生长条件，显著提高好氧堆肥效率；
二、本发明装置中绞龙的设置有数段螺旋叶片，每段螺旋叶片的螺纹间距自分离器壳体封闭端一侧向分离器壳体的锥形敞口一侧逐渐变小，这种绞龙叶片为变螺距的断续螺旋叶片，本发明装置在使用时，电机带动绞龙转动，人的粪便在变螺距的断续螺旋叶片作用下完成多级固液分离处理，脱水效果显著，并且能够适应多种入料工况，提高生态厕所的普适性；
三、本发明装置中绞龙具有足够推力保证固液分离的顺利进行，同时压弹簧在遇到较大的阻力时能够起到释放压力的作用，同时，筛筒为楔形，筛筒中相邻的条形板的间隙宽度由筛筒外壁向筛筒外壁递减，与等间隙筛网相比不容易堵塞，运行更加稳定，解决了现有筛网式固液分离装置易堵塞的问题；
四、由于处理的混合物性质具有不稳定性和不确定性，部分固体废弃物容易粘合在螺旋叶片上，影响分离效果甚至会造成动态固液分离器的堵塞，本发明在筛筒的内壁上设置了数个阻料齿，阻料齿可以扰动两相邻螺旋叶片之间的区域，将黏附于螺旋叶片上的固体废弃物刮下，保证固液分离器的稳定运行，延长维护周期与装置的使用寿命。
附图说明
图1为本发明装置结构示意图；
图2为本发明装置内部结构示意图；
图3为筛筒结构示意图。
具体实施方式
本发明技术方案不局限于以下所列举具体实施方式，还包括各具体实施方式间的任意合理组合。
具体实施方式一：结合图1～3说明本实施方式，本实施方式可控固体湿度的螺旋挤压式粪便固液分离装置，该装置由电机1、分离器壳体2、筛筒3、绞龙4和卸料口压紧盖5构成；
所述筛筒3由多个等距分布的条形板32构成，条形板32的截面为楔形，楔形的较长边朝向筛筒3中心设置，筛筒3的内壁上设置有数个阻料齿31；
所述分离器壳体2圆筒形，分离器壳体2其中一端为封闭端，分离器壳体2另一端设置有锥形敞口21，分离器壳体2的圆周外表面上靠近分离器壳体2封闭端设置有物料进口22，筛筒3设置于分离器壳体2内部物料进口22和锥形敞口21之间；筛筒3中较大直径端设置于靠近物料进口22一侧，筛筒3中较小直径端设置于靠近锥形敞口21一侧；靠近筛筒3中部的分离器壳体2上设置有物料出口23，绞龙4设置于分离器壳体2内部，绞龙4的绞龙轴41的一端穿过分离器壳体2封闭端中心与电机1的动力输出轴连接，绞龙轴41的另一端探出至分离器壳体2的锥形敞口21外部；
所述绞龙轴41探出锥形敞口21外部的端部设置有压紧盖限位圆盘51，压紧盖限位圆盘51靠近锥形敞口21的侧面上设置有数个螺杆52，螺杆52上设置有螺母53；卸料口压紧盖5为圆台形，卸料口压紧盖5中较大的底面上设置有数个垂直底面的圆柱筒54，圆柱筒54套设在螺杆52上，圆柱筒54之间设置有压弹簧55；
所述绞龙4的绞龙轴41上设置有数段螺旋叶片，每段螺旋叶片的螺纹间距自分离器壳体2封闭端一侧向分离器壳体2的锥形敞口21一侧逐渐变小。
一、本实施方式装置在使用时，人的粪便进入装置后，粪便在绞龙4的推力下向锥形敞口21方向运动，筛筒3为楔形筒，粪便运动过程中筛筒3的内径逐渐变小，依次粪便在绞龙4和筛筒3之间受到挤压，挤压产生的分离液经筛筒3的筒壁流入分离液流出通道24，最后经物料出口23排出；挤压产生的固体由卸料口压紧盖5与锥形敞口21之间的间隙排出；其中，螺杆52上设置的螺母用以调节压弹簧55，压弹簧55的压缩比例能够进而实现卸料口压紧盖5与锥形敞口21之间的压紧力的调节，实现处理工艺所需的固体出料湿度的控制；并且上述调节方式能够保证卸料口压紧盖5与锥形敞口21之间的压力恒定，进而保证固体出料湿度的恒定控制；本实施方式装置能够获得湿度为40～80％的固体；分离液的含固率含固率小于3％；因此，本实施方式可以有效的控制固体废弃物的湿度，能够满足菌类生存环境需求，使其处于最优的菌类生存生长条件，显著提高好氧堆肥效率；
二、本实施方式装置中绞龙4的设置有数段螺旋叶片，每段螺旋叶片的螺纹间距自分离器壳体2封闭端一侧向分离器壳体2的锥形敞口21一侧逐渐变小，这种绞龙叶片为变螺距的断续螺旋叶片，本实施方式装置在使用时，电机1带动绞龙4转动，人的粪便在变螺距的断续螺旋叶片作用下完成多级固液分离处理，脱水效果显著，并且能够适应多种入料工况，提高生态厕所的普适性；
三、本实施方式装置中绞龙4具有足够推力保证固液分离的顺利进行，同时压弹簧55在遇到较大的阻力时能够起到释放压力的作用，同时，筛筒3为楔形，筛筒3中相邻的条形板32的间隙宽度由筛筒外壁向筛筒外壁递减，与等间隙筛网相比不容易堵塞，运行更加稳定，解决了现有筛网式固液分离装置易堵塞的问题；
四、由于处理的混合物性质具有不稳定性和不确定性，部分固体废弃物容易粘合在螺旋叶片上，影响分离效果甚至会造成动态固液分离器的堵塞，本实施方式在筛筒3的内壁上设置了数个阻料齿31，阻料齿31可以扰动两相邻螺旋叶片之间的区域，将黏附于螺旋叶片上的固体废弃物刮下，保证固液分离器的稳定运行，延长维护周期与装置的使用寿命。
具体实施方式二：本实施方式与具体实施方式一不同的是：所述压紧盖限位圆盘51靠近锥形敞口21的侧面上设置有4个螺杆52。其它步骤与参数与具体实施方式一相同。
具体实施方式三：本实施方式与具体实施方式一或二不同的是：所述卸料口压紧盖5中较大的底面上设置有4个垂直底面的圆柱筒54。其它步骤与参数与具体实施方式一或二相同。
具体实施方式四：本实施方式与具体实施方式一至三之一不同的是：所述筛筒3与分离器壳体2之间的间隙构成分离液流出通道24，粪便经绞龙4挤压后产生的分离液经筛筒3的筒壁流入分离液流出通道24，最后经物料出口23排出。其它步骤与参数与具体实施方式一至三之一相同。
具体实施方式五：本实施方式与具体实施方式一至四之一不同的是：所述阻料齿31设置于两段相邻的螺旋叶片之间。其它步骤与参数与具体实施方式一至四之一相同。

Claims (3)

1.一种可控固体湿度的螺旋挤压式粪便固液分离装置，其特征在于：该装置由电机(1)、分离器壳体(2)、筛筒(3)、绞龙(4)和卸料口压紧盖(5)构成；
所述筛筒(3)由多个等距分布的条形板(32)构成，条形板(32)的截面为楔形，楔形的较长边朝向筛筒(3)中心设置，筛筒(3)的内壁上设置有数个阻料齿(31)；
所述分离器壳体(2)为 圆筒形，分离器壳体(2)其中一端为封闭端，分离器壳体(2)另一端设置有锥形敞口(21)，分离器壳体(2)的圆周外表面上靠近分离器壳体(2)封闭端设置有物料进口(22)，筛筒(3)设置于分离器壳体(2)内部物料进口(22)和锥形敞口(21)之间；筛筒(3)中较大直径端设置于靠近物料进口(22)一侧，筛筒(3)中较小直径端设置于靠近锥形敞口(21)一侧；靠近筛筒(3)中部的分离器壳体(2)上设置有物料出口(23)，绞龙(4)设置于分离器壳体(2)内部，绞龙(4)的绞龙轴(41)的一端穿过分离器壳体(2)封闭端中心与电机(1)的动力输出轴连接，绞龙轴(41)的另一端探出至分离器壳体(2)的锥形敞口(21)外部；
所述绞龙轴(41)探出锥形敞口(21)外部的端部设置有压紧盖限位圆盘(51)，压紧盖限位圆盘(51)靠近锥形敞口(21)的侧面上设置有数个螺杆(52)，螺杆(52)上设置有螺母(53)；卸料口压紧盖(5)为圆台形，卸料口压紧盖(5)中较大的底面上设置有数个垂直底面的圆柱筒(54)，圆柱筒(54)套设在螺杆(52)上，圆柱筒(54)之间设置有压弹簧(55)；
所述绞龙(4)的绞龙轴(41)上设置有数段螺旋叶片，每段螺旋叶片的螺纹间距自分离器壳体(2)封闭端一侧向分离器壳体(2)的锥形敞口(21)一侧逐渐变小；
所述筛筒(3)与分离器壳体(2)之间的间隙构成分离液流出通道(24)，粪便经绞龙(4)挤压后产生的分离液经筛筒(3)的筒壁流入分离液流出通道(24)，最后经物料出口(23)排出；
所述阻料齿(31)设置于两段相邻的螺旋叶片之间。
2.根据权利要求1所述的可控固体湿度的螺旋挤压式粪便固液分离装置，其特征在于：所述压紧盖限位圆盘(51)靠近锥形敞口(21)的侧面上设置有4个螺杆(52)。
3.根据权利要求1所述的可控固体湿度的螺旋挤压式粪便固液分离装置，其特征在于：所述卸料口压紧盖(5)中较大的底面上设置有4个垂直底面的圆柱筒(54)。
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