CN109231776B - 一种连续作业的淤泥离心脱水装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种连续作业的淤泥离心脱水装置，所述淤泥离心脱水装置沿淤泥走向依次包括过滤装置、加压碎土装置、淤泥脱水装置以及淤泥收集装置，本发明针对现有淤泥脱水装置中生产效率低、脱水效果差、无法连续工作、设备尺寸大的问题，提供了一种可以连续运行、生产效率高、设配尺寸较小，脱水效果好的离心脱水装置。

Description

一种连续作业的淤泥离心脱水装置

技术领域

本发明涉及离心机领域，尤其涉及一种连续作业的淤泥离心脱水装置。

背景技术

离心机是利用离心力，分离液体与固体颗粒或液体与液体的混合物中各组分的机械。在工作时，通过高速旋转产生的离心力将混合物按照密度差异进行分层的一种设备。

淤泥脱水的方法主要有自然干化法、机械脱水法和造粒法，自然干化法已无法满足现代化工业的污水处理的需求，其中机械脱水是使用最广的一种，机械脱水主要有压滤、离心脱水等几种方法，相应设备主要有带式压滤脱水机、离心脱水机、板框式压滤脱水机、螺旋式压榨脱水机等。带式压滤脱水机、离心脱水机、螺旋压榨式脱水机虽然可以连续运行，但其工作过程中，滤网承受的压力较大，滤网容易受到淤泥的堵塞和淤泥中夹杂的硬物损伤，造成了频繁更换滤网的情况，降低了淤泥脱水的效果；板框式压滤脱水机由于其压滤脱水工作是间断性完成的，且其装置的占地面积大，因此其在工作效率和经济效益上都较低。

发明内容

针对上述存在的问题，本发明针对现有淤泥脱水装置中生产效率低、脱水效果差、无法连续工作、设备尺寸大的问题，提供了一种可以连续运行、生产效率高、设配尺寸较小，脱水效果好的离心脱水装置。

为了实现上述目的，本发明所采用的技术方案如下：

一种连续作业的淤泥离心脱水装置，所述淤泥离心脱水装置沿淤泥走向依次包括过滤装置、加压碎土装置、淤泥脱水装置以及淤泥收集装置，其中：

所述过滤装置设在淤泥管道一上，且所述过滤装置包括过滤面板、伸缩弹簧、滑动挡板以及弹性元件，所述淤泥管道一上设有开口，所述过滤面板竖向插进所述开口内，所述过滤面板的底端与所述淤泥管道转动连接，顶端一侧通过所述伸缩弹簧与所述淤泥管道一的外壁相连接，所述滑动挡板滑动连接在所述弹性元件内，通过所述过滤面板上受到的压力大小将所述滑动挡板在所述弹性元件内向内或向外滑动；向内滑动，过滤面板方向倾斜，开口打开，向外滑动，过滤面板方向竖直，开口闭合；

所述加压碎土装置经动力机构一提供动力，将淤泥在向前运输的同时进行压碎处理，所述过滤装置与所述加压碎土装置之间通过淤泥管道一连通设置；

所述淤泥脱水装置与所述淤泥收集装置分别设在钢架机构内，并且上、下连通设置，所述淤泥脱水装置经动力机构二提供动力，实现淤泥与水的分离，所述淤泥脱水装置与所述加压碎土装置之间通过淤泥管道二连通设置；

所述淤泥收集装置经动力机构三提供动力，将分离出的淤泥向上旋转运输进行收集，所述钢架机构的顶端连接有淤泥管道三，所述淤泥管道三与所述淤泥收集装置连通设置。

作为优选，所述加压碎土装置包括加压碎土管以及螺旋钻杆，所述螺旋钻杆经所述动力机构一带动在所述加压碎土管内高速转动，并且所述螺旋钻杆上的螺旋叶片随淤泥前进的方向逐渐加密，螺旋叶片的直径也逐渐增大。

作为优选，所述弹性元件包括一端开口的长条形的方形槽以及复位弹簧，所述方形槽靠近开口侧设置滚珠导向层，且在远离所述方形槽开口侧那一端连接所述复位弹簧，所述复位弹簧的自由端连接所述滑动挡板。

作为优选，所述钢架机构包括上锥形斗以及下锥形斗，所述上锥形斗与所述下锥形斗贯通设置，所述淤泥脱水装置设在所述下锥形斗内，所述淤泥收集装置设在所述上锥形斗内。

作为优选，所述上锥形斗内设置中心空心的螺旋推进杆，所述螺旋推进杆与所述淤泥管道三之间通过外旋转限位接头与内旋转限位接头上下对应转动连接，在所述动力机构三上设置齿轮一，并在所述螺旋推进杆顶端设置齿轮二，所述齿轮一与所述齿轮二相啮合。

作为优选，所述外旋转限位接头包括限位凸块一以及滑动滚珠一，所述限位凸块一套接安装在所述螺旋推进杆上，且紧靠所述淤泥管道三外壁设置，在所述限位凸块一上还加工有用于放置所述滑动滚珠一的滚珠槽一，所述滚珠槽一开口向下，通过所述滑动滚珠一的设置使得螺旋推进杆相对于所述淤泥管道三的外壁旋转运动。

作为优选，所述内旋转限位接头包括限位凸块二以及滑动滚珠二，所述限位凸块二与所述螺旋推进杆一体成型，且紧靠所述淤泥管道三的内壁设置，在所述限位凸块二上加工有用于放置所述滑动滚珠二的滚珠槽二，所述滚珠槽二开口向上，通过所述滑动滚珠二的设置使得螺旋推进杆相对于所述淤泥管道三的内壁旋转运动。

作为优选，所述淤泥脱水装置包括离心筒及置于离心筒内的过滤网，所述离心筒与过滤网之间形成淤泥分离通道，在所述过滤网内部设置贯通所述螺旋推进杆的抽水管，并在所述抽水管底端一体连通设置抽水盘。

作为优选，所述离心筒底端与所述淤泥管道三之间设置旋转分离装置，所述旋转分离装置包括旋转分离接头以及限位接头，所述旋转分离接头包括限位凸块三以及滑动滚珠三，所述限位接头包括可拆卸的环形限位板以及截面为C形的竖向限位板，所述环形限位板横向安装在所述淤泥管道二上，所述限位凸块三与所述竖向限位板之间形成用于放置所述滑动滚珠三的滚珠槽三，所述限位凸块三在所述滑动滚珠三的滑动作用下相对于所述竖向限位板旋转运作。

作为优选，所述离心筒与所述动力机构二传动连接，通过所述动力机构二带动所述离心筒在离心力的作用下将淤泥和水进行分离，在分离的同时带动所述离心筒相对于所述淤泥管道二旋转运作。

本发明的有益效果是：与现有技术相比，本发明的改进之处在于，

首先，本发明对淤泥进料端的过滤装置进行改进，当淤泥中包含尺寸较大的块石或者其他块状杂质时，过滤面板在淤泥冲击的作用下会沿着转轴产生旋转，滑动挡板弹入管道中；块状堵塞物会沿着过滤面板冲出管道，而后过滤面板在伸缩弹簧作用下归位；

其次，本发明还设计加压碎土装置，一是将淤泥中较大块状物搅碎，二是通过在螺旋叶片转动过程中起到了增压的作用，使得带有压力的淤泥从淤泥管道三中向淤泥脱水装置输送；

再次，本发明设计了淤泥脱水装置，在压力的作用下，淤泥逐渐被向上推出；分离出的水经抽水管抽出，而抽水管套在螺旋推进杆内，两者互为一体设置，且互不影响，保持了动静分离的目的，节省空间，并且实现了抽水与旋转收集淤泥操作同时进行，使用效果好。

附图说明

图1 为本发明淤泥离心脱水装置结构简图。

图2为本发明淤泥过滤装置简图。

图3 为本发明淤泥过滤装置工作简图。

图4为本发明加压碎土装置简图。

图5 为本发明淤泥脱水和收集装置简图。

图6为本发明旋转分离接头装置简图。

图7为本发明限位接头简图。

其中：1-过滤装置，11-伸缩弹簧，12-过滤面板，13-滑动挡板，14-滚珠导向层，15-弹性元件，16-开口，17-转动轴，18-复位弹簧，2-动力机构一，21-电机，22-冷却水系统，221-冷却水进口，222-冷却水出口，3-加压碎土装置，31-圆弧，32-螺旋钻杆，33-加压碎土管，4-淤泥脱水装置，41-下锥形斗，42-动力机构二，43-旋转分离装置，431-限位凸块三，432-环形限位板，433-竖向限位板，434-滑动滚珠三，435-滚珠槽三，44-离心筒，45-过滤网，5-淤泥收集装置，51-螺旋推进杆，52-外旋转限位接头，521-限位凸块一，522-滑动滚珠一，523-滚珠槽一，53-内旋转限位接头，531-限位凸块二，532-滑动滚珠二，533-滚珠槽三，54-动力机构三，55-齿轮一，56-齿轮二， 6-抽水管，61-抽水盘，7-淤泥管道一，8-淤泥管道二，9-淤泥管道三，10-钢架机构。

具体实施方式

为了使本领域的普通技术人员能更好的理解本发明的技术方案，下面结合附图和实施例对本发明的技术方案做进一步的描述。

参照附图1-7所示的一种连续作业的淤泥离心脱水装置，一种连续作业的淤泥离心脱水装置，所述淤泥离心脱水装置沿淤泥走向依次包括过滤装置1、加压碎土装置3、淤泥脱水装置4以及淤泥收集装置5，其中：

所述过滤装置1设在淤泥管道一7上，且所述过滤装置1包括过滤面板12、伸缩弹簧11、滑动挡板13以及弹性元件15，所述淤泥管道一7上设有开口16，所述过滤面板12竖向插进所述开口16内，所述过滤面板12的底端与所述淤泥管道通过转动轴17转动连接，顶端一侧通过所述伸缩弹簧11与所述淤泥管道一7的外壁相连接，所述滑动挡板13滑动连接在所述弹性元件15内，通过所述过滤面板12上受到的压力大小将所述滑动挡板13在所述弹性元件15内向内或向外滑动；向内滑动，过滤面板12方向倾斜，开口16打开，向外滑动，过滤面板12方向竖直，开口16闭合；所述弹性元件15包括一端开口16的长条形的方形槽以及复位弹簧18，所述方形槽靠近开口16侧设置滚珠导向层14，且在远离所述方形槽开口16侧那一端连接所述复位弹簧18，所述复位弹簧18的自由端连接所述滑动挡板13；所述过滤面板12的过滤孔形状、大小可根据设计要求进行调整，且其底部应有一个与主体管道相连的转动轴17；所述伸缩弹簧11因包括所有的伸缩构件，且其两端有铰接的节点；所述弹性元件15包括所有的弹性构件，使得滑动挡板13保持弹出状态；所述滑动挡板13的端部应为圆弧形状，便于过滤面板12转动，且其上应有一定的槽线，便于限制水平移动；所述滚珠导向层14因处于管壁与滑动挡板13之间，且被管壁上的限位凸块所约束，通过滚珠导向层14的设置不仅减少滑动挡板13在弹性元件15内收到的摩擦阻力，而且还能对滑动挡板13的伸进、伸出起到较好的水平导向作用；

所述加压碎土装置3经动力机构一2提供动力，将淤泥在向前运输的同时进行压碎处理，所述过滤装置1与所述加压碎土装置3之间通过淤泥管道一7连通设置；所述加压碎土装置3包括加压碎土管33以及螺旋钻杆32，所述螺旋钻杆32经所述动力机构一2带动在所述加压碎土管33内高速转动，并且所述螺旋钻杆32上的螺旋叶片随淤泥前进的方向逐渐加密，螺旋叶片的直径也逐渐增大；所述加压碎土装置3中的螺旋钻杆32的螺旋叶片随着淤泥前进的方向逐渐加密，且螺旋叶片的直径逐渐增大；所述淤泥输送管的拐角处应呈流线型，包括圆弧31等。

所述淤泥脱水装置4与所述淤泥收集装置5分别设在钢架机构10内，并且上、下连通设置，所述淤泥脱水装置4经动力机构二42提供动力，实现淤泥与水的分离，所述淤泥脱水装置4与所述加压碎土装置3之间通过淤泥管道二8连通设置；所述淤泥脱水装置4包括离心筒44及置于离心筒44内的过滤网45，所述离心筒44与过滤网45之间形成淤泥分离通道，在所述过滤网45内部设置贯通所述螺旋推进杆51的抽水管6，并在所述抽水管6底端一体连通设置抽水盘61；所述淤泥脱水装置4中的离心桶的外壁上因有一定的凸块，或者纹路等，以保证离心力可以添加到淤泥上，且其整体形状应为下大上小，且拐角处应通过流线型过度；所述滤网上应包括一定密布的滤孔，其孔径应已水可以通过，淤泥不可以通过为标准；所述抽水管6的进水口形状应贴合滤网的内壁，使得离心的水体可以抽出；

所述淤泥收集装置5经动力机构三54提供动力，将分离出的淤泥向上旋转运输进行收集，所述钢架机构10的顶端连接有淤泥管道三9，所述淤泥管道三9与所述淤泥收集装置5连通设置，所述钢架机构10包括上锥形斗57以及下锥形斗41，所述上锥形斗57与所述下锥形斗41贯通设置，所述淤泥脱水装置4设在所述下锥形斗41内，所述淤泥收集装置5设在所述上锥形斗57内；

在本发明中，所述上锥形斗57内设置中心空心的螺旋推进杆51，所述螺旋推进杆51应为空心圆管，其螺旋杆的最下端叶片应为外土形，以便将离心桶喷出的淤泥收集、传递，且螺旋推进杆51的主杆上端应有一定的齿轮组，用于与动力机构三54传动啮合；所述螺旋推进杆51与所述淤泥管道三9之间通过外旋转限位接头52与内旋转限位接头53上下对应转动连接，在所述动力机构三54上设置齿轮一55，并在所述螺旋推进杆51顶端设置齿轮二56，所述齿轮一55与所述齿轮二56相啮合作为优选，所述外旋转限位接头52包括限位凸块一521以及滑动滚珠一522，所述限位凸块一521套接安装在所述螺旋推进杆51上，且紧靠所述淤泥管道三9外壁设置，在所述限位凸块一521上还加工有用于放置所述滑动滚珠一522的滚珠槽一523，所述滚珠槽一523开口16向下，通过所述滑动滚珠一522的设置使得螺旋推进杆51相对于所述淤泥管道三9的外壁旋转运动；所述内旋转限位接头包括限位凸块二531以及滑动滚珠二532，所述限位凸块二531与所述螺旋推进杆51一体成型，且紧靠所述淤泥管道三9的内壁设置，在所述限位凸块二531上加工有用于放置所述滑动滚珠二532的滚珠槽二，所述滚珠槽二开口16向上，通过所述滑动滚珠二532的设置使得螺旋推进杆51相对于所述淤泥管道三9的内壁旋转运动，限位凸块一521、二、三均可与主体一体成型，可采用焊接等可靠连接方式固定。

上述外旋转限位接头与内旋转限位接头在淤泥管道三9的管壁内外对应夹持设置，而螺旋推进杆51是贯通淤泥管道三9设置，在实际操作中，既要保证动力机构三54带动螺旋推进杆51旋转运作，又要保证淤泥管道三9对于与螺旋推进杆51静止不动，故本发明设置上述内外结合的旋转限位接头，在操作过程中不仅起来较好的相对旋转的目的，而且定位效果好，保证螺旋推进杆51始终在规定的位置旋转收集淤泥。

在本发明中，所述离心筒44底端与所述淤泥管道三9之间设置旋转分离装置43，所述旋转分离装置43包括旋转分离接头以及限位接头，所述旋转分离接头包括限位凸块三431以及滑动滚珠三434，所述限位接头包括可拆卸的环形限位板432以及截面为C形的竖向限位板433，所述环形限位板432横向安装在所述淤泥管道二8上，所述限位凸块三431与所述竖向限位板433之间形成用于放置所述滑动滚珠三434的滚珠槽三533435，所述限位凸块三431在所述滑动滚珠三434的滑动作用下相对于所述竖向限位板433旋转运作；所述离心筒44与所述动力机构二42传动连接，通过所述动力机构二42带动所述离心筒44在离心力的作用下将淤泥和水进行分离，在分离的同时带动所述离心筒44相对于所述淤泥管道二8旋转运作。

在本发明中，所述动力机构一2、动力机构二42以及动力机构三54均包括电机21以及用于对电机21进行及时降温的冷却系统22，所述冷却系统22为一冷却箱，所述电机21包裹在所述冷却箱内，冷却箱内的冷却水为循环冷却水，在冷却箱上设置冷却水进口221以及冷却水出口222，同时本发明为了达到资源循环利用的目的，本发明冷却箱内的循环冷却水来自于从抽水管6中抽出的与淤泥分离出来的水，在进入冷却箱冷却之前对该分离水还可再进行多次过滤，这样直接采用部分从淤泥中分离出来的水不仅节省了资源，实现资源再利用，而且还环保，可以将资源二次利用，且能及时通过冷却水对电机21进行降温，以延长电机21的使用寿命，在本发明中，动力机构一2必须设置冷却系统22，因转速高，升温快，故需要对动力机构一2进行及时有效的降温，对于动力机构二42和动力机构三54而言，可设置冷却系统22也可不设置，根据实际情况设置即可。

本发明的具体实施过程为：本发明在进行淤泥脱水操作时，按照以下步骤：

首先，从河底抽取的淤泥首先进入到过滤装置1中，淤泥可以较好的通过滤网45；当淤泥中包含尺寸较大的块石或者其他块状杂质时，会堵塞过滤面板12；此时过滤面板12在淤泥冲击的作用下会沿着转轴产生旋转，滑动挡板13弹入管道中，如图7所示；块状堵塞物会沿着过滤面板12冲出管道，而后过滤面板12在伸缩弹簧11作用下归为，如图2、3所示。

然后，淤泥沿着管道进入到加压碎土装置3中，螺旋推进杆51将进入的淤泥向前推进，如图4所示。由于螺旋叶片的螺距逐渐增加，所以淤泥中部分较大的块状物被搅碎，且向前推进；又因为螺旋叶片的直径逐渐增加，在螺旋叶片转动过程中起到了增压的作用，使得带有压力的淤泥从管道口排除。

然后带有压力的淤泥进入淤泥脱水装置4中，在离心力的作用下淤泥分散在离心桶的底部四周，在压力的作用下，淤泥逐渐被向上推出；在离心旋转过程中，由于土体的密度大于水体，因此水被分离出来，通过滤网45，在水体自重的作用下，抽水管6将水体抽出；脱水后的淤泥最中在压力作用下从管口喷出。如图5所示。

然后喷出的淤泥在螺旋推进杆51的作用下，逐渐上移，由于推进杆叶片和钢架都逐渐减小，因此淤泥再次受到压力作用，带有压力的脱水淤泥被排除。

上述过程中，螺旋推进杆51旋转的扭矩来源于电机21。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (10)

1.一种连续作业的淤泥离心脱水装置，其特征在于：所述淤泥离心脱水装置沿淤泥走向依次包括过滤装置、加压碎土装置、淤泥脱水装置以及淤泥收集装置，其中：

所述过滤装置设在淤泥管道一上，且所述过滤装置包括过滤面板、伸缩弹簧、滑动挡板以及弹性元件，所述淤泥管道一上设有开口，所述过滤面板竖向插进所述开口内，所述过滤面板的底端与所述淤泥管道转动连接，顶端一侧通过所述伸缩弹簧与所述淤泥管道一的外壁相连接，所述滑动挡板滑动连接在所述弹性元件内，通过所述过滤面板上受到的压力大小将所述滑动挡板在所述弹性元件内向内或向外滑动；

所述加压碎土装置经动力机构一提供动力，将淤泥在向前运输的同时进行压碎处理，所述过滤装置与所述加压碎土装置之间通过淤泥管道一连通设置；

所述淤泥脱水装置与所述淤泥收集装置分别设在钢架机构内，并且上、下连通设置，所述淤泥脱水装置经动力机构二提供动力，实现淤泥与水的分离，所述淤泥脱水装置与所述加压碎土装置之间通过淤泥管道二连通设置；

所述淤泥收集装置经动力机构三提供动力，将分离出的淤泥向上旋转运输进行收集，所述钢架机构的顶端连接有淤泥管道三，所述淤泥管道三与所述淤泥收集装置连通设置。

2.根据权利要求1所述的一种连续作业的淤泥离心脱水装置，其特征在于：所述加压碎土装置包括加压碎土管以及螺旋钻杆，所述螺旋钻杆经所述动力机构一带动在所述加压碎土管内高速转动，并且所述螺旋钻杆上的螺旋叶片随淤泥前进的方向逐渐加密，螺旋叶片的直径也逐渐增大。

3.根据权利要求1所述的一种连续作业的淤泥离心脱水装置，其特征在于：所述弹性元件包括一端开口的长条形的方形槽以及复位弹簧，所述方形槽靠近开口侧设置滚珠导向层，且在远离所述方形槽开口侧那一端连接所述复位弹簧，所述复位弹簧的自由端连接所述滑动挡板。

4.根据权利要求1所述的一种连续作业的淤泥离心脱水装置，其特征在于：所述钢架机构包括上锥形斗以及下锥形斗，所述上锥形斗与所述下锥形斗贯通设置，所述淤泥脱水装置设在所述下锥形斗内，所述淤泥收集装置设在所述上锥形斗内。

5.根据权利要求4所述的一种连续作业的淤泥离心脱水装置，其特征在于：所述上锥形斗内设置中心空心的螺旋推进杆，所述螺旋推进杆与所述淤泥管道三之间通过外旋转限位接头与内旋转限位接头上下对应转动连接，在所述动力机构三上设置齿轮一，并在所述螺旋推进杆顶端设置齿轮二，所述齿轮一与所述齿轮二相啮合。

6.根据权利要求5所述的一种连续作业的淤泥离心脱水装置，其特征在于：所述外旋转限位接头包括限位凸块一以及滑动滚珠一，所述限位凸块一套接安装在所述螺旋推进杆上，且紧靠所述淤泥管道三外壁设置，在所述限位凸块一上还加工有用于放置所述滑动滚珠一的滚珠槽一，所述滚珠槽一开口向下。

7.根据权利要求5或6所述的一种连续作业的淤泥离心脱水装置，其特征在于：所述内旋转限位接头包括限位凸块二以及滑动滚珠二，所述限位凸块二与所述螺旋推进杆一体成型，且紧靠所述淤泥管道三的内壁设置，在所述限位凸块二上加工有用于放置所述滑动滚珠二的滚珠槽二，所述滚珠槽二开口向上。

8.根据权利要求7所述的一种连续作业的淤泥离心脱水装置，其特征在于：所述淤泥脱水装置包括离心筒及置于离心筒内的过滤网，所述离心筒与过滤网之间形成淤泥分离通道，在所述过滤网内部设置贯通所述螺旋推进杆的抽水管，并在所述抽水管底端一体连通设置抽水盘。

9.根据权利要求8所述的一种连续作业的淤泥离心脱水装置，其特征在于：所述离心筒底端与所述淤泥管道三之间设置旋转分离装置，所述旋转分离装置包括旋转分离接头以及限位接头，所述旋转分离接头包括限位凸块三以及滑动滚珠三，所述限位接头包括可拆卸的环形限位板以及截面为C形的竖向限位板，所述环形限位板横向安装在所述淤泥管道二上，所述限位凸块三与所述竖向限位板之间形成用于放置所述滑动滚珠三的滚珠槽三，所述限位凸块三在所述滑动滚珠三的滑动作用下相对于所述竖向限位板旋转运作。

10.根据权利要求9所述的一种连续作业的淤泥离心脱水装置，其特征在于：所述离心筒与所述动力机构二传动连接，通过所述动力机构二带动所述离心筒在离心力的作用下将淤泥和水进行分离，在分离的同时带动所述离心筒相对于所述淤泥管道二旋转运作。

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