CN111469472A - 对挤变径双螺杆固液分离装置 - Google Patents

Abstract

对挤变径双螺杆固液分离装置，包括双螺杆进料段套筒，双螺杆进料段套筒的前部设有进料口，双螺杆进料段套筒内沿轴向并列配置两根螺杆芯轴，两根螺杆芯轴上分别套装螺纹块或捏合块，位于两根螺杆芯轴上前侧的螺纹块或捏合块的螺旋方向与位于两根螺杆芯轴上后侧的螺纹块或捏合块的螺旋方向相反，位于两根螺杆芯轴中部的螺纹块或捏合块上采用间隙配合套装有多个脱液段套筒，相邻脱液段套筒之间具有漏液间隙，两根螺杆芯轴上的螺纹块或捏合块在压榨段套筒内的轴段上彼此不啮合。其目的在于提供一种可用于水果、甘蔗以及蔬菜榨汁、高分子等化工粘性液体固液分离、特别是用于厨房剩余垃圾的固液分离等技术领域的对挤变径双螺杆固液分离装置。

Description

对挤变径双螺杆固液分离装置

技术领域

本发明涉及一种用于水果、甘蔗以及蔬菜榨汁、高分子等化工粘性液体固液分离、特别是用于果蔬市场及厨房剩余垃圾的固液分离等技术领域的对挤变径双螺杆固液分离装置。

背景技术

固液分离装置是化工、塑料、食品和环保等行业广泛采用的设备。现有固液分离器有以下几种：

1.简易固液分离器是将常温为固态与液态的混合物，经过平板或筒体强制加压实现液态与固态的分离。该方法设备简单，需要经常更换滤网等，不能连续生产。

2.固液离心分离器可将常温下液态与固态混合物分离。这种分离方式是传统分离方式，主要是通过大面积分离布或网依靠机械高速旋转来实现的。此种方法设备庞大，生产效率也很低。

3.真空分离器，是通过抽真空的方法达到分离目的，这种分离器较简易分离器复杂，分离后的固料中液体成分比较高。

4.螺杆固液分离器，通过出口背压装置产生压力，但背压靠弹簧或液压等方式实现，维护成本较高。但是对于果蔬等大块物料或者容易缭绕的物体处理较困难。

5.以往双螺杆对挤型固液分离装置，由于压榨段与脱液段没有严格区分，致使固体料在压榨段的高压下直接从套筒壁出来，导致固液分离效率低，或者说无法分离。另外，原来的双螺杆固液分离装置，由于延用原有装置特性，双螺杆无法反转，致使剩余物料无法排除干净。

本发明提供了一种用于水果、甘蔗以及蔬菜等榨汁、高分子等化工粘性液体固液分离、特别是用于果蔬市场及厨房剩余垃圾的固液分离等技术领域的对挤变径双螺杆固液分离装置。

发明内容

本发明的目的在于提供一种可用于水果、甘蔗以及蔬菜榨汁、高分子等化工粘性液体固液分离、特别是用于果蔬市场及厨房剩余垃圾的固液分离等技术领域的对挤变径双螺杆固液分离装置。

本发明的对挤变径双螺杆固液分离装置，包括双螺杆进料段套筒，双螺杆进料段套筒的进料设有进料口，双螺杆进料段套筒内沿轴向并列配置两根螺杆芯轴，两根螺杆芯轴分别沿双螺杆进料段套筒的轴向向后延伸并穿出双螺杆进料段套筒，两根螺杆芯轴上分别套装螺纹块或捏合块，位于两根螺杆芯轴上前侧的螺纹块或捏合块的螺旋方向与位于两根螺杆芯轴上后侧的螺纹块或捏合块的螺旋方向相反，位于两根螺杆芯轴上前侧的螺纹块或捏合块沿着轴向的长度尺寸大于位于两根螺杆芯轴上后侧的螺纹块或捏合块沿着轴向的长度尺寸，位于两根螺杆芯轴中部的螺纹块或捏合块上采用间隙配合套装有多个脱液段套筒，相邻脱液段套筒之间具有漏液间隙，双螺杆压榨段套筒的内孔直径尺寸小于双螺杆进料段套筒的内孔直径尺寸，压榨段套筒末端为固态料出料口，两根螺杆芯轴上的螺纹块或捏合块在双螺杆进料段套筒内的轴段上和脱液段套筒内的轴段上彼此相啮合，两根螺杆芯轴上的螺纹块或捏合块在压榨段套筒内的轴段上彼此不啮合。

本发明的对挤变径双螺杆固液分离装置，其中所述双螺杆进料段套筒的后端与连接筒的前端串接相连，连接筒的后端与压榨段套筒的前端串接相连，连接筒的侧壁上设置一个以上的排液孔，连接筒的上表面或侧面开设清理孔或进水孔。

本发明的对挤变径双螺杆固液分离装置，其中两根所述螺杆芯轴在双螺杆加料段套筒内的轴段上、多个脱液段套筒内的轴段上和压榨段套筒前半部分的轴段上分别套装有正向输送螺纹块或捏合块或具有与芯轴一起整体加工成型的正向输送螺纹块或捏合块，在压榨段套筒后半部分的轴段上分别套装有反向输送螺纹块或捏合块或具有与芯轴一起整体加工成型的反向输送螺纹块或捏合块。

本发明的对挤变径双螺杆固液分离装置，其中相邻的所述脱液套筒之间具有0.1mm—2.0mm的漏液间隙，所述进料口处设置进料漏斗，所述双螺杆进料段套筒、连接筒和压榨段套筒沿水平方向安装在所述机架上。

本发明的对挤变径双螺杆固液分离装置，其中所述双螺杆进料段套筒、连接筒和压榨段套筒的侧壁上配置加热装置，相邻的所述脱液段套筒之间具有0.3mm—1.0mm的漏液间隙。

本发明的对挤变径双螺杆固液分离装置，其中所述连接筒内沿轴向设置套筒定位轴，套筒定位轴的两端分别直接或间接固定在连接筒的端部，每个所述脱液段套筒的侧壁上沿轴向开设套筒定位孔，每个脱液段套筒分别通过套筒定位孔套装在套筒定位轴上。

本发明的对挤变径双螺杆固液分离装置，其中每个所述脱液段套筒分别套装在套筒定位轴上，所述螺纹块上开设刮料凹槽或挂料凹槽。

本发明的对挤变径双螺杆固液分离装置，其中所述螺纹块上开设的刮料凹槽或挂料凹槽沿所述螺杆芯轴的轴向开设，刮料凹槽或挂料凹槽沿螺杆芯轴截面为三角形或矩形或梯形或半圆形。

本发明的对挤变径双螺杆固液分离装置，其中所述螺纹块上开设刮料凹槽或挂料凹槽。

本发明的对挤变径双螺杆固液分离装置，其中所述螺纹块上开设的刮料凹槽或挂料凹槽沿所述螺杆芯轴的轴向开设，刮料凹槽或挂料凹槽沿螺杆芯轴截面为三角形或矩形或梯形或半圆形。

本发明的对挤变径双螺杆固液分离装置在使用时，可将需要脱液处理的物料通过进料漏斗加入到进料口中，物料进入到双螺杆进料段套筒内，在正向输送螺纹块或捏合块的推挤作用下，沿着双螺杆进料段套筒朝脱液段套筒方向运动并进入脱液段套筒，而随着反向输送螺纹块或捏合块往回推挤，物料在双螺杆脱液段套筒内受到挤压作用，物料中所含的液体成分通过多个脱液段套筒之间的漏液间隙被挤压出来，由连接筒收集并从侧壁的排液孔排出设备，由于反向输送螺纹块或捏合块沿轴向方向的长度小于位于其前侧正向输送螺纹块或捏合块沿轴向方向的长度，物料会一直朝后运动，最后从压榨段套筒后端固态料出料口离开设备。如果需要通过加热来促进液体的产生及分离，还可以启动加热装置来加热物料。与现有的固液分离装置相比，本发明的对挤变径双螺杆固液分离装置对被处理物料产生较强挤压作用，处理量较大，不仅生产效率高，脱除物料中液体成分的比率也很高，可以用于植物油料压榨、水果及蔬菜榨汁、高分子熔体过滤、化工混合物的固液分离、环保水处理的污泥与水的分离等技术领域。因此，本发明具有可用于水果、甘蔗以及蔬菜榨汁、高分子等化工粘性液体固液分离、特别是用于果蔬市场及厨房剩余垃圾的固液分离等技术领域的特点。

下面结合附图及实施例详述本发明。

附图说明

图1为本发明的对挤变径双螺杆固液分离装置的结构示意图的主视剖面图；

图2为图1的俯视剖面图；

图3为本发明的对挤变径双螺杆固液分离装置的脱液段套筒在截面方向上放大的主视剖面图；

图4为本发明的沿螺杆芯轴轴向在螺纹块上开设的刮料凹槽或挂料凹槽的轴向截面视图；

图5为图4的侧视图。

具体实施方式

如图1、图2和图3所示，本发明的对挤变径双螺杆固液分离装置，包括双螺杆进料段套筒1，双螺杆进料段套筒1的前部设有进料口6，双螺杆进料段套筒1内沿轴向并列配置两根螺杆芯轴3，两根螺杆芯轴3的轴线相互平行，两根螺杆芯轴3向前穿过双螺杆进料段套筒1的前端，与传动箱4的传动轴固定，再与驱动电机5传动相连，两根螺杆芯轴3分别沿双螺杆进料段套筒1的轴向向后延伸并穿出双螺杆进料段套筒1，两根螺杆芯轴3上分别套装螺纹块或捏合块，位于两根螺杆芯轴3上前侧的螺纹块或捏合块的螺旋方向与位于两根螺杆芯轴3上后侧的螺纹块或捏合块的螺旋方向相反，位于两根螺杆芯轴3上前侧的螺纹块或捏合块沿着轴向的长度尺寸大于位于两根螺杆芯轴3上后侧的螺纹块或捏合块沿着轴向的长度尺寸，位于两根螺杆芯轴3中部的螺纹块或捏合块上采用间隙配合套装有多个脱液段套筒2，脱液段套筒2内空腔截面的形状与双螺杆进料段套筒1内空腔截面的形状相同或相似，相邻的脱液段套筒2之间具有漏液间隙，压榨段套筒8的内孔直径尺寸小于双螺杆进料段套筒1的内孔直径尺寸，压榨段套筒8的后端为固态料出料口9，两根螺杆芯轴3上的螺纹块或捏合块在双螺杆进料段套筒1内的轴段上和每个脱液段套筒2内的轴段上彼此相啮合，两根螺杆芯轴3上的螺纹块或捏合块在压榨段套筒8内的轴段上彼此不啮合。

上述压榨段套筒8内的螺纹块为一组正向螺纹块和一组反向螺纹块，压榨段套筒8内的螺纹块直径小于双螺杆进料段套筒1与脱液段套筒2内的螺纹块或捏合块的直径，并且压榨段套筒8内的两根螺杆芯轴3上的螺纹块不再相互啮合，而是相互脱离。压榨段套筒8为整体形状，无轴向间隙，并且套筒表面无孔洞，也就是说将双螺杆分开，形成单独运转的两根单筒螺杆。这样可以有效地防止螺杆与螺杆之间以及螺杆与套筒之间的漏流，可防止固体物料通过压榨段套筒8的侧壁排出，使原料在此阶段进一步压缩榨干并且在此对挤形成高压流动式隔离墙，从而可以保障物料在脱液段套筒2内达到足够的压力并实现脱液。

压榨段套筒8内螺杆挤出量为进料量减去脱液段排出液体量所剩余的固体量，压榨段套筒8内螺杆直径也可以由此确定。也就是说螺杆直径变化取决于所要分离或压榨的原料固含量，固含量越小或者压榨越干，螺杆直径变化越大。可以根据不同原料及不同的过滤要求，设计对挤变径双螺杆固液分离装置。

作为本发明的进一步改进，上述双螺杆进料段套筒1的后端与连接筒7的前端串接相连，连接筒7的后端与压榨段套筒8的前端串接相连，连接筒7的侧壁上开设一个以上的排液孔10。连接筒7的上表面或侧面开设清理孔或进水孔17，便于清理脱液段套筒间隙排出来的液体，而且可以将压榨前的混合物内的清水等从此口预先排出，实现初期固液分离。

作为本发明的进一步改进，上述两根所述螺杆芯轴3在双螺杆进料段套筒1内的轴段上、多个脱液段套筒2内的轴段上和压榨段套筒8前半部分的轴段上分别套装正向输送螺纹块或捏合块14，在压榨段套筒8后半部分的轴段上分别套装反向输送螺纹块或捏合块14。所述双螺杆也可以是在螺杆芯轴3上整体加工出来螺纹块或捏合块14。即多个脱液段套筒内的轴段上和压榨段套筒前半部分的轴段上分别具有与芯轴一起整体加工成型的正向输送螺纹块或捏合块，在压榨段套筒后半部分的轴段上具有与芯轴一起整体加工成型的反向输送螺纹块或捏合块。

作为本发明的进一步改进，上述相邻的所述脱液段套筒2之间具有0.1mm—2.0mm的漏液间隙，所述进料口3处设置进料漏斗11，所述双螺杆进料段套筒1、连接筒7和压榨段套筒8沿水平方向安装在所述机架12上。

作为本发明的进一步改进，上述双螺杆进料段套筒1、连接筒7和压榨段套筒8的侧壁上配置加热装置，相邻的所述脱液段套筒2之间具有0.3mm—1.0mm的漏液间隙。如需熔化固体物料或降低过滤液体粘度，可以启动加热装置。

上述相邻的脱液段套筒2之间的轴向间隙要根据过滤要求而定，当要求过滤精度高时，此间隙可以小一些，但是液体不易渗滤出来，反之，过滤精度不高时，此间隙可以大一些，但是过滤液中固含量会增加，此间隙宜在0.1—2.0mm，优选0.3—1.0mm。

作为本发明的进一步改进，上述连接筒7内沿轴向设置套筒定位轴，套筒定位轴的两端分别固定在连接筒7的端部，每个所述脱液段套筒2的侧壁上沿轴向开设套筒定位孔15，每个脱液段套筒2分别通过套筒定位孔15套装在套筒定位轴上。

上述脱液段套筒2的截面呈8字形，用套筒定位轴(图中未画出)串联在一起，挤压机运转时，伴随两根螺杆转动，脱液段套筒2可以绕套筒定位轴微量旋转摆动，从而可以有效防止脱液段套筒2之间的轴向间隙堵塞。物料在脱液段套筒2内通过双螺杆旋转捏合并粉碎，由脱液段套筒2之间的轴向间隙有效排出液体。

作为本发明的进一步改进，上述每个脱液段套筒2分别采用间隙配合套装在套筒定位轴上，参见图4和图5，所述螺纹块上开设有刮料凹槽或挂料凹槽17。

当螺纹块推动的污泥、厨房垃圾、下水道中垃圾等与水的混合物中混有纤维状材料、布状材料或棍状材料时，纤维状材料、布状材料或棍状材料会被挤入该刮料凹槽或挂料凹槽17中，或者被刮料凹槽或挂料凹槽17的边钩住，当刮料凹槽或挂料凹槽17旋转至与另一个螺纹块相啮合的位置处，两根啮合的螺纹块会对纤维状材料、布状材料或棍状材料形成对切并粉碎，可防止螺纹块被卡住无法旋转。

参见图4和图5，作为本发明的进一步改进，上述刮料凹槽或挂料凹槽17沿所述螺杆芯轴3的轴向开设在螺纹块上，刮料凹槽或挂料凹槽17沿螺杆芯轴3截面为三角形或矩形或梯形或半圆形。

作为本发明的进一步改进，上述螺纹块上开设有刮料凹槽或挂料凹槽17。

作为本发明的进一步改进，上述刮料凹槽或挂料凹槽17沿所述螺杆芯轴3的轴向开设在螺纹块上，刮料凹槽或挂料凹槽17沿螺杆芯轴3截面为三角形或矩形或梯形或半圆形。

本发明的对挤变径双螺杆固液分离装置在使用时，可将需要脱液处理的物料加入进料漏斗11经进料口6，物料进入双螺杆进料段套筒1内，在正向输送螺纹块或捏合块13的推挤作用下，沿着双螺杆进料段套筒1朝脱液段套筒2运动并进入脱液段套筒2，而随着反向输送螺纹块或捏合块14往回推挤，物料在双螺杆脱液段套筒2内受到挤压作用，物料中所含的液体成分通过多个脱液段套筒2之间的漏液间隙16被挤压出来，由连接筒7收集并从侧壁的排液孔10排出设备，由于反向输送螺纹块或捏合块14沿轴向方向的长度小于位于其前侧正向输送螺纹块或捏合块13沿轴向方向的长度，物料会一直朝后运动，最后从压榨段套筒8后端固态料出料口9离开设备。如果需要通过加热来促进液体的产生并分离，还可以启动加热装置来加热物料。与现有的固液分离装置相比，本发明的对挤变径双螺杆固液分离装置可以对被处理物料产生较强挤压作用，处理量较大，不仅生产效率高，脱除物料中液体成分的比率也很高，可以用于植物油料压榨、水果及蔬菜榨汁、高分子熔体过滤、化工混合物的固液分离、环保水处理的污泥与水的分离等技术领域。

实施例1.本发明的对挤变径双螺杆固液分离装置，双螺杆进料段套筒1内螺纹块直径35mm正螺纹块长度68mm，多个脱液段套筒2内螺纹块直径35mm正螺纹块长度78mm，压榨段套筒8直径28mm，其内正螺纹块长度22mm，反向螺纹块长度16mm。用白菜作压榨实验，挤出的白菜碎末用手挤压几乎不出水。

本发明的对挤变径双螺杆固液分离装置可以用于对油菜籽、大豆、花生的压榨以生产植物油料，用于压榨水果及蔬菜生产水果汁及蔬菜汁，还可以用于高分子熔体过滤、化工混合物的固液分离、环保水处理的污泥与水的分离等技术领域。

比较例1.用增加脱液段套筒数量取代压榨段套筒的双螺杆固液分离装置做实验，进料段螺纹块直径35mm正螺纹块长度68mm，脱液段螺纹块直径35mm正螺纹块长度100mm，反向螺纹块长度16mm。用白菜作压榨实验，固体出料口挤出来的白菜碎末含水量较高不用手挤就出水，一部分白菜碎末从套筒壁冒出。

比较例2.用不变径双螺杆固液分离装置，进料段螺纹块直径35mm正螺纹块长度68mm，脱液段套筒内螺纹块直径35mm正螺纹块长度78mm，压榨段套筒内螺纹块直径35mm正螺纹块长度22mm反向螺纹块长度16mm。用白菜作压榨实验，挤出的白菜碎末用手挤压明显可以挤出水。

通过以上实施例1可以看出，采用本发明的对挤变径双螺杆固液分离装置，并且压榨段套筒壁无出水间隙时，挤出的白菜碎末用手挤压几乎不出水，实验效果明显好。

通过以上比较例1可以看出，用不变径双螺杆固液分离装置，增加脱液段套筒数量取代压榨段套筒，压榨区筒壁上有出水间隙，白菜碎末直接从套筒壁冒出，固体出料口挤出来的白菜碎末含水量较高不用手挤就出水，说明由于压榨段白菜碎末冒出而泄压，造成脱液段套筒有间隙区压力不足，固液分离不好。

通过以上比较例2可以看出，用不变径双螺杆固液分离装置，尽管在压榨段套筒壁无出水间隙，但挤出的白菜碎末用手挤压仍然出水，说明螺杆压缩比不够，固液分离仍然不好。

通过以上实验数据表明，本发明的对挤变径双螺杆固液分离装置，将机身分为双螺杆进料段、多个脱液段套筒2组成的脱液段和压榨段，在脱液段套筒壁设置轴向间隙，使压榨段螺杆直径变小双螺杆不再捏合单独运行并通过对挤使物料形成高压流动式隔离墙，从而保障物料在脱液段达到足够压力实现脱液，具有较好的实验效果。

Claims (10)

1.对挤变径双螺杆固液分离装置，其特征是：包括双螺杆进料段套筒(1)，双螺杆进料段套筒(1)的前部设有进料口(6)，双螺杆进料段套筒(1)内沿轴向并列配置两根螺杆芯轴(3)，两根螺杆芯轴(3)分别沿双螺杆进料段套筒(1)的轴向向后延伸并穿出双螺杆进料段套筒(1)，两根螺杆芯轴(3)上分别套装螺纹块或捏合块，位于两根螺杆芯轴(3)上前侧的螺纹块或捏合块的螺旋方向与位于两根螺杆芯轴(3)上后侧的螺纹块或捏合块的螺旋方向相反，位于两根螺杆芯轴(3)上前侧的螺纹块或捏合块沿着轴向的长度尺寸大于位于两根螺杆芯轴(3)上后侧的螺纹块或捏合块沿着轴向的长度尺寸，位于两根螺杆芯轴(3)中部的螺纹块或捏合块上套装有多个脱液段套筒(2)，相邻的脱液段套筒(2)之间具有漏液间隙，压榨段套筒(8)的内孔直径尺寸小于双螺杆进料段套筒(1)的内孔直径尺寸，压榨段套筒(8)的后端为固态料出料口(10)，两根螺杆芯轴(3)上的螺纹块或捏合块在双螺杆进料段套筒(1)内的轴段上和脱液段套筒(2)内的轴段上彼此相啮合，两根螺杆芯轴(3)上的螺纹块或捏合块在压榨段套筒(8)内的轴段上彼此不啮合。

2.如权利要求1所述的对挤变径双螺杆固液分离装置，其特征是：所述双螺杆进料段套筒(1)的后端与连接筒(7)的前端串接相连，连接筒(7)的后端与压榨段套筒(8)的前端串接相连，连接筒(7)的侧壁上开设一个以上的排液孔(10)，连接筒(7)的上表面或侧面开设清理孔或进水孔(17)。

3.如权利要求2所述的对挤变径双螺杆固液分离装置，其特征是：两根所述螺杆芯轴(3)在双螺杆进料段套筒(1)内的轴段上、多个脱液段套筒(2)内的轴段上和压榨段套筒(8)前半部分的轴段上分别套装有正向输送螺纹块或捏合块(13)或具有与芯轴一起整体加工成型的正向输送螺纹块或捏合块(13)，在压榨段套筒(8)后半部分的轴段上分别套装有反向输送螺纹块或捏合块(14)或具有与芯轴一起整体加工成型的反向输送螺纹块或捏合块(14)。

4.如权利要求3所述的对挤变径双螺杆固液分离装置，其特征是：相邻的所述脱液段套筒(2)之间具有0.1mm—2.0mm的漏液间隙，所述进料口(3)处设置进料漏斗(11)，所述双螺杆进料段套筒(1)、连接筒(7)和压榨段套筒(8)沿水平方向安装在所述机架(12)上。

5.如权利要求4所述的对挤变径双螺杆固液分离装置，其特征是：所述双螺杆进料段套筒(1)、连接筒(7)和压榨段套筒(8)的侧壁上配置加热装置，相邻的所述脱液段套筒(2)之间具有0.3mm—1.0mm的漏液间隙。

6.如权利要求1至5中任何一项所述的对挤变径双螺杆固液分离装置，其特征是：所述连接筒(7)内沿轴向设置套筒定位轴，套筒定位轴的两端分别固定在连接筒(7)的端部，每个所述脱液段套筒(2)的侧壁上沿轴向开设套筒定位孔(15)，每个脱液段套筒(2)分别通过套筒定位孔(15)套装在套筒定位轴上。

7.如权利要求6所述的对挤变径双螺杆固液分离装置，其特征是：每个所述脱液段套筒(2)分别采用间隙配合套装在套筒定位轴上，所述螺纹块上开设有刮料凹槽或挂料凹槽(17)。

8.如权利要求7所述的对挤变径双螺杆固液分离装置，其特征是：所述螺纹块上开设的刮料凹槽或挂料凹槽(17)沿所述螺杆芯轴(3)的轴向开设，刮料凹槽或挂料凹槽(17)沿螺杆芯轴(3)截面为三角形或矩形或梯形或半圆形。

9.如权利要求1至5中任何一项所述的对挤变径双螺杆固液分离装置，其特征是：所述螺纹块上开设有刮料凹槽或挂料凹槽(17)。

10.如权利要求9所述的对挤变径双螺杆固液分离装置，其特征是：所述螺纹块上开设的刮料凹槽或挂料凹槽(17)沿所述螺杆芯轴(3)的轴向开设，刮料凹槽或挂料凹槽(17)沿螺杆芯轴(3)截面为三角形或矩形或梯形或半圆形。

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