CN113354142B - 一种絮凝分级脱水装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及固液分离技术领域，具体涉及一种絮凝分级脱水装置，其通过罐体上端的进料口投放初始物料，然后通过加药机构向初始物料加入化学药剂，初始物料经絮凝反应后，下方沉淀物料沉到沉淀池内，上方的液体经溢流口溢出；在离心脱水区，通过转动筛篮，使得落入筛篮内的沉淀物料做离心运动，沉淀物料中的水分筛篮侧壁上的通液孔移入导流腔，导流腔内的液体流向离心液出口，而筛篮内脱水后的物料在离心运动后由筛篮移出；在颗粒筛分区，筛分机构对筛篮排出的脱水物料中不同粒级的颗粒实施筛分，且筛分过程中筛除的水分下行经排水口排出；上述离心液出口和溢流口排出的液体再经溢流分散管道汇集后，由溢流分散管道的混合液出口排出。

Description

一种絮凝分级脱水装置

技术领域

本发明涉及固液分离设备领域，特别是一种絮凝分级脱水装置。

背景技术

在湿法选煤方面，对于含水煤料需要经过逐级絮凝、脱水、分级等工序进行处理。

关于物料脱水，现有技术主要有如下几种：

(1)脱水筛

脱水筛是选煤厂使用最多的脱水设备，也是湿法选煤厂必须具备的脱水设备。公布号为CN108800849A的发明专利，公开了一种可调节直线脱水筛，该直线脱水筛，结构紧凑，使用方便，但易出现激振器转速减慢，轴承温度升高等现象，导致直线筛无法正常运行。

(2)离心脱水设备

我国选煤厂离心脱水机按处理物料粒度分为两大类：采用离心过滤原理用于处理13～0.5mm末煤(末精煤、中煤)的刮刀卸料离心脱水机和振动卸料离心脱水机，以及采用离心沉降或离心沉降—离心过滤组合原理的、用于处理0.5～0mm的螺旋卸料离心沉降脱水机和离心沉降过滤脱水机。

公布号为CN108855638A的发明专利，公开了一种振动离心脱水机，该振动离心脱水机脱水效果较好，可连续化生产，但结构复杂，无法筛分粗细颗粒。

(3)真空过滤设备

如圆盘过滤机、折带过滤机、水平带式过滤机等，使用最广的为圆盘真空过滤机，几乎所有带浮选工艺或煤泥回收的厂都有该设备，主要用于浮选精煤、煤泥的脱水，早期也用于浮选物料脱水。

公布号为CN103537129A的发明专利，公开了一种圆盘真空过滤机，其缺陷是，滤饼水分较高，脱水效果较差，一般含水10％以上。

(4)加压过滤设备

现压过滤设备有三种类型：箱式压滤机(简称压滤机)，它是通过悬浮液在压强差的作用下通过过滤介质来脱水的；带式挤压机，它是通过机械的压力，在一个变小的空间内使物料结构发生挤压，液体从中分离出来，达到脱水的目的；连续加压过滤机，它也是让矿浆在压缩空气的压力下通过过滤介质而脱水的。压滤设备也是选煤厂广泛采用细粒级脱水的把关设备，尤其箱式压滤机是目前能够胜任处理细粒、高灰、细粘物料最有效的把关设备，带式挤压机、连续加压过滤机适于对细粒级中较粗部分的回收和脱水，但滤液浓度相对较高。

公布号为CN10107226A的发明专利，公开了一种带式压滤机，该专利的缺陷是，无法进行粗颗粒物料与细颗粒物料的筛分，具有一定的局限性。

综上，现有工艺过程较为复杂，且完成整个工艺过程通常采用多个不同的设备，而物料在不同设备之间流转需要时间，增大了操作的时间间隙，生产效率较低，无法适应自动化的生产需求。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种絮凝分级脱水装置，其能够通过一台设备对物料完成絮凝、脱水、分级等各个工序的处理，有利于提高生产效率。

为了实现上述目的，本发明提供了一种絮凝分级脱水装置，其包括立状布置的罐体，罐体内自上而下依次设置混药区、絮凝沉降区、离心脱水区和颗粒筛分区；罐体的上端设置用于向混药区投放初始物料的进料口；混药区内设置有加药机构，加药机构用于向混药区内的初始物料中加入参与絮凝反应的化学药剂；絮凝沉降区具有用于盛接混药区下沉的沉淀物料的沉淀池；絮凝沉降区的罐体侧壁上设置有供沉淀物料上方的液体溢出的溢流口，溢流口的高度低于进料口且高于沉淀池的入口；离心脱水区具有回转配合的碗状筛篮和驱使筛篮回转的离心驱动组件，筛篮用于盛接沉淀池卸出的沉淀物料，筛篮的回转轴沿铅垂方向布置，筛篮的侧壁具有供沉淀物料中分离的水分通过的通液孔，筛篮的外周侧设置有分别与各通液孔均连通的导流腔，导流腔分别与筛篮的外侧壁、罐体的内壁密封配合，罐体上设置有与导流腔相连通的离心液出口；颗粒筛分区设置有筛分机构，筛分机构用于对筛篮排出的脱水物料中不同粒级的颗粒实施筛分；罐体的底部设置供筛分过程中的水分排出的排水口；还包括溢流分散管道，溢流分散管道分别与溢流口、离心液出口相连通，溢流分散管道具有供溢流液和/或离心液排出的混合液出口。

优选地，离心脱水区的罐体外侧还设置振动组件，振动组件沿罐体的周向间隔布置，振动组件用于驱使筛篮沿轴向激振，使得筛篮内的沉淀物料上下振动。

优选地，筛篮包括筛篮主体和接料件，筛篮主体与罐体内壁之间形成供脱水物料通行的通行间隙，接料件为与筛篮主体同心布置的环形件并设置在通行间隙内，接料件用于盛接筛篮主体中移出的脱水物料，接料件的内环边部与筛篮主体的的边沿密封连接，接料件的外环边部与罐体的内壁密封配合；接料件上设置有供脱水物料向下排出的排料口，排料口与导流腔之间分隔布置。

优选地，接料件的上表面高度低于筛篮主体的顶边，筛篮主体的顶边向下延伸并与接料件的内环边部向连接，排料口设置在接料件上表面的较低处。

优选地，接料件为导流腔的上侧腔壁构成，导流腔的腔底高度低于筛篮的底部高度，离心液出口与导流腔的腔室底部对应布置。

优选地，混药区中部还设置有用于对初始物料与化学药剂搅拌混合的搅拌机构，搅拌机构包括立状布置的搅拌轴和搅拌轴上安装的各个搅拌叶。

优选地，混药区内还设置有用于将初始物料向搅拌机构处推动的推料机构，推料机构包括沿罐体的径向活动装配的推板，推板的中部设置空缺部，空缺部内安装有柔性的隔膜，隔膜用于在推板往复移动过程中产生波动并使得物料中的固态物质分散，推板与调节其沿罐体径向移动的推料驱动组件相连。

优选地，所述加药机构为射流混药组件构成，射流混药组件包括加药管和加药泵，加药泵串接在加药管的出口端，用于将加药管入口端流入的的化学药剂喷射至初始物料中。

优选地，絮凝沉降区还设置有倒锥形的导流管，导流管布置在沉淀池的上方，导流管的上端口与混药区相连通，导流管的下端口与沉淀池的池口间隔布置；沉淀池的池口自上而下呈收口状布置，沉淀池的池壁下端向下延伸形成过渡导料管，过渡导料管的下端伸至筛篮内且与筛篮的篮底间隔布置，过渡导流管在筛篮篮底的投影范围小于筛篮篮底的布置范围，过渡导料管用于对沉淀物料进入筛篮内进行导引。

优选地，筛分机构包括沿竖直方向间隔布置的第一振动筛和第二振动筛，第一振动筛、第二振动筛分别用于对不同粒级的颗粒进行振动筛分，第一振动筛的筛分粒级大于第二振动筛的筛分粒级，罐体上对应颗粒筛分区的罐体部分呈倒锥形；第一振动筛的旁侧设置有用于对第一振动筛上截留的颗粒物进行收集的第一收集槽，第二振动筛的旁侧设置有用于对第二振动筛上截留的颗粒物进行收集的第二收集槽；第一振动筛和第二振动筛在振动筛分过程中所产生的水分由排水口排出。

本发明相比现有技术的有益效果在于：

(1)本发明提供的絮凝分级脱水装置，其通过罐体上端的进料口投放初始物料，然后通过混药区的加药机构向初始物料加入化学药剂以进行絮凝反应，初始物料经絮凝反应后，初始物料中产生的沉淀物料下沉到沉淀池内，沉淀物料上方的液体经溢流口溢出；在离心脱水区，通过转动筛篮，使得落入筛篮内的沉淀物料做离心运动，沉淀物料中的水分分离并经筛篮侧壁上的通液孔移入导流腔内，随后导流腔内的液体经离心液出口排出，而筛篮内脱水后的物料在离心运动后由筛篮移出；在颗粒筛分区，筛分机构对筛篮排出的脱水物料中不同粒级的颗粒实施筛分，且筛分过程中筛除的水分下行经排水口排出；上述离心液出口和溢流口排出的液体再经溢流分散管道汇集后，由溢流分散管道的混合液出口排出。通过采用上述方案，能够完成对含水物料的絮凝沉降、脱水、分级的所有工序处理，有利于提高脱水效果，也能够实现对固体颗粒物进行筛分的目的，进而能够提高生产效率。

(2)通过在离心脱水区的罐体外设置振动组件，能够为筛篮中进行离心脱水的沉淀物料提供轴向激振力，从而使得沉淀物料能够在轴向激振力的作用下上下间歇振动，进而使得沉淀物料在上下振动的过程中更加松散，有利于水分通过无聊间隙排出，进一步提高离心脱水的效果。

(3)通过在筛篮与罐体之间设置接料件能够对筛篮中移出的脱水物料进行承接，而通过在接料件上设置排料口，能够方便离心脱水后的物料由接料件向下排出至筛分区。

(4)通过将接料件上表面的高度设置成低于筛篮主体的顶边，而筛篮主体的顶边向下延伸与接料件的内环边部相连，从而使得接料件与罐体内壁之间围合形成暂时存储脱水物料的槽型结构，这样能够增大接料件承接脱水物料的量，再者，通过在接料件的上表面较低处设置排料口，能够方便接料件上的脱水物料的排出。

(5)采用导流腔的上侧腔壁构成接料件，有利减少零件数量，结构更加简单可靠；再者，通过将导流腔的腔底高度设置成低于筛篮的底部高度，有利于离心分离的水分的顺利排出，也能在一定程度上提高排水效率。

(6)通过在混药区内设置搅拌机构，能够对初始物料和化学药剂充分搅拌混合，以提高絮凝反应的效率，进而提高物料的脱水筛分效率。

(7)通过设置推料机构，能将物料推向搅拌机构，有利于提高物料混合的效率和均匀性；其次，通过推料机构中的推板中部设置空缺部，并在空缺部处设柔性隔膜，从而在推板往复移动过程中，使得隔膜能够在隔膜两侧压力下产生往复波动，继而有利于使得物料中的固体物质分散均匀，从而有利于絮凝反应更加充分和提高反应效率。

(8)通过采用射流混药组件以射流形式向混药区加入化学药剂，有利于化学药剂快速进入到初始物料内部，进而便于化学药剂与初始物料的充分混合。

(9)通过在沉淀池的上方设置倒锥形的导流管，有利于沉淀物料顺利落入沉淀池内，进而有利于沉淀物料顺利进入后续处理工序；再者，导流管的下端口与沉淀池的池口间隔布置，能够防止沉淀物料堵塞导流管的下端口，并方便沉淀池与导流管之间的液体向溢流口移动；另外，沉淀池的池口自上而下呈收口状布置，能够有利于沉淀物料在下沉的过程中逐渐聚拢，方便沉淀物料后续能够落入筛篮的中部，进而为沉淀物料的离心运动预留运动的空间；通过设置过渡导流管将沉淀物料由沉淀池导入到筛篮内，且由于过渡导流管的下端处于筛篮以内，从而能够确保沉淀物料顺利落入筛篮的底部，这样能够为沉淀物料的离心运动提供更多的轴向运动空间，而沉淀物料将由筛篮的底部中央开始做离心运动并沿筛篮的侧壁爬升，继而提高物料脱水效果。

(10)通过筛分机构中的第一振动筛、第二振动筛分别对脱水物料中的不同粒级的颗粒物进行筛分，将筛分过程中的水分由下方的排水口排出，一方面能够进一步降低固体物中的含水率，另一方面能够将不同粒级的颗粒物分别筛选出来，便于后续对不同粒级的颗粒物分别处理。

附图说明

图1为本发明实施例提供的絮凝分级脱水装置的结构图；

图2为本发明实施例提供的混药区的结构示意图；

图3为本发明实施例提供的加药机构的结构示意图；

图4为本发明实施例提供的推料机构的结构示意图；

图5为本发明实施例提供的絮凝沉降区的结构示意图；

图6为本发明实施例提供的离心脱水区的结构示意图；

图7为本发明又一实施例提供的筛篮与导流腔的装配示意图；

图8为本发明实施例提供的溢流分散管道的结构示意图；

图9为本发明实施例提供的筛选机构在罐体内的装配示意图。

附图中标记的含义如下：

a-初始物料，b-絮凝物料，c-溢流液，d-沉淀物料，e-离心液，f-脱水物料；

10-罐体，11-进料口，12-溢流口，13-离心液出口，14-排水口；

20-加药机构，21-加药管，22-加药泵；

30-搅拌机构，31-搅拌轴，32-搅拌叶；

40-推料机构，41-推板，42-隔膜，43-推料驱动组件；

50-沉淀池，51-导流管，52-过渡导料管；

60-筛篮，61-接料件，62-导流腔，63-离心驱动组件，64-振动组件；

70-筛分机构，71-第一振动筛，72-第一收集槽，73-第二振动筛，74-第二收集槽；

80-溢流分散管道，81-混合液出口，82-溢流液管道，83-离心液管道。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图和实施例，对本发明进行进一步详细说明，基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

煤泥水是湿法选煤过程中产生的，煤泥水为煤颗粒与水的混合液，为了使煤泥水符合环保要求，需要对煤泥水进一步固液分离处理。而对煤泥水固液分离的方法主要是絮凝分级脱水，其要实现目的为：

(1)利用加入化学药剂，使物料水中的悬浮物以较大颗粒或松散絮团的形式沉降分离，经济而有效地实现煤泥水的闭路循环，满足环境保护对物料水处理的要求。

(2)利用振动离心脱水装置，使煤物料在离心力的作用下进行脱水，实现固液分离，降低了煤炭产品的水分，强化了脱水作用，改善了脱水效果。

(3)利用分级振动筛，使粗颗粒物料和细颗粒物料能够有效筛分，以满足后续对物料回收再利用的要求。

现有技术在实现上述目的时，工艺过程较为复杂，且完成整个工艺过程通常需要采用多个不同的设备，而物料在不同设备之间流转需要时间，增大了操作的时间间隙，生产效率较低，无法适应自动化的生产需求。

参阅图1至图9，本实施例提供了一种絮凝分级脱水装置，其包括立状布置的罐体10，罐体10内自上而下依次设置混药区、絮凝沉降区、离心脱水区和颗粒筛分区。在罐体10的上端设置进料口11，进料口11是用来向混药区投入初始物料a的。在混药区内设置加药机构20，通过加药机构20向混药区内的初始物料a中加入参与絮凝反应的化学药剂，使初始物料a发生絮凝反应形成絮凝物料b，在絮凝物料b中固体因结团而下沉形成沉淀物料d，絮凝物料b中的水分会随着参与絮凝反应的物料增多而逐渐溢出形成溢流液c。在絮凝沉降区，絮凝物料b分层，上层为含有杂质较少的水，而下层为沉淀物料d，絮凝沉降区内具有沉淀池50，沉淀池50用来盛接沉淀物料d；罐体10侧壁上设置有供沉淀物料d上方的水分溢出的溢流口12，溢流口12的高度低于进料口11且高于沉淀池50的入口，溢流口12处流出的液体记为溢流液c。

离心脱水区具有回转配合在筛篮座上的碗状筛篮60和驱使筛篮60回转的离心驱动组件63，其中，筛篮座与离心脱水区处的罐体10内壁固定连接，筛篮60的回转轴沿铅垂方向布置，筛篮60的侧壁具有供沉淀物料d中分离的水分通过的通液孔，筛篮60的外周侧设置有分别与各通液孔均连通的导流腔62，导流腔62分别与筛篮60的外侧壁、罐体10的内壁密封配合，罐体10上设置有与导流腔62相连通的离心液出口13。在使用时，筛篮60在离心驱动组件63的驱使下进行转动，转动过程中，沉淀物料d由沉淀池50卸出至筛篮60内并在筛篮60内做离心运动，而筛篮60的本体内侧壁是倾斜的，即筛篮的篮口60自下而上呈扩口状，由此使得筛篮60内的沉淀物料d在离心运动的同时沿着筛篮60的筛壁向上爬升，直至移出至筛篮口以外；而在沉淀物料d沿筛篮60爬升的过程中，由于沉淀物料d本身还受到离心力作用，其中的水分会从筛篮60侧壁上的通液孔排出至导流腔62内，后续再由导流腔62流向离心液出口13。通过该方案，不仅实现离心脱水，还实现了对沉淀物料d进一步固液分离的目的。

经过离心脱水之后获得的脱水物料f，其含水量已经比较低了，但是颗粒有大有小，为了便于后续对不同粒级的颗粒分别进行利用，在颗粒筛分区设置有筛分机构70，通过筛分机构70对筛篮60排出的脱水物料f中不同粒级的颗粒实施筛分。在筛分过程中，脱水物料f中还会有水透过筛孔进入筛下，由此，在筛分机构70对脱水物料f筛分过程中的水分将会积聚到罐体10的底部。通过在罐体10的底部设置供筛分过程中的水分排出的排水口14，有利于对罐体10底部积聚的筛下水及时进行排放。

还包括溢流分散管道80，溢流分散管道80分别与溢流口12、离心液出口13相连通，溢流分散管道80具有供溢流液c和/或离心液e排出的混合液出口81，采用溢流分散管道80对溢流口12流出的溢流液c和离心液出口13排出的离心液e进行收集，并通过溢流分散管道80上的混合液出口13排出。具体地，溢流分散管道80设置在罐体10外，由上下对应布置的溢流液管道82和离心液管道83拼接而成，混合液出口81设置在溢流液管道82和离心液管道83的交汇处，溢流液管道82的上端管口与溢流口12衔接，离心液管道83的下端管口与离心液出口13衔接。

本实施例提供的絮凝分级脱水装置，其通过罐体10上端的进料口投放初始物料a，然后通过混药区的加药机构20向初始物料a加入化学药剂以进行絮凝反应，初始物料a经絮凝反应后，初始物料a中产生的沉淀物料d下沉到沉淀池50内，沉淀物料d上方的液体经溢流口12溢出；在离心脱水区，通过转动筛篮60，使得落入筛篮60内的沉淀物料d做离心运动，沉淀物料d中的水分分离并经筛篮60侧壁上的通液孔移入导流腔62内，随后导流腔62内的液体经离心液出口13排出，而筛篮60内的沉淀物料d在离心脱水后形成脱水物料f并由筛篮60移出；在颗粒筛分区，筛分机构70对筛篮60排出的脱水物料f中不同粒级的颗粒实施筛分，且筛分过程中筛除的水分下行经排水口14排出；上述离心液出口13和溢流口12排出的液体再经溢流分散管道80汇集后，由溢流分散管道80的混合液出口81排出。通过采用上述方案，能够完成对含水物料的絮凝沉降、脱水、分级的所有工序处理，有利于提高脱水效果，也能够实现对固体颗粒物进行筛分的目的，进而能够提高生产效率。

上述的离心驱动组63为旋转电机构成。

参阅图1和图6，离心脱水区的罐体10外侧还设置振动组件64，振动组件64沿罐体10的周向间隔布置，振动组件64用于驱使筛篮60沿轴向激振，使得筛篮60内的沉淀物料d上下振动。该实施方案通过在离心脱水区的罐体外设置振动组件，能够为筛篮中进行离心脱水的沉淀物料d提供轴向激振力，从而使得沉淀物料d能够在轴向激振力的作用下上下间歇振动，进而使得沉淀物料d在上下振动的过程中更加松散，有利于水分通过无聊间隙排出，进一步提高离心脱水的效果。

其中，振动组件64为振动电机构成，振动电机设置两个，两个振动电机沿罐体10的圆周向等间距布置。通过振动电机的运行为筛篮60内的沉淀物料d提供轴向激振力，而轴向激振力是随着振动电机的运转周期性向上、向下，使得筛篮60内的沉淀物料d能够在离心力和轴向激振力的作用下呈阶梯状向上爬升。

沉淀物料d由絮凝沉降区的沉淀池50进入到离心脱水区，沉淀物料d在离心力和轴向激振力等综合作用下脉动性前移，离心液e通过筛篮上的孔排出，在沉淀物料d逐渐通过筛篮60的过程中完成物料的脱水。沉淀物料d在进入筛篮60时和即将离开筛篮60完成脱水时，由于回转半径的逐渐加大，沉淀物料d的切向速度逐渐加大，所产生离心力也随之增加，从而更有利于沉淀物料d中较难脱除的水分的排出。脱水物料f进入到颗粒筛分区，而离心液e顺着导流腔62进入溢流分散管道同溢流液一起排出。此外，由于沉淀物料d在运动和停止的交替过程中，沉淀物料d处于松散状态，有利于水分通过物料间空隙排出，从而强化了脱水作用，改善了脱水效果。

参阅图6和图7，筛篮60包括筛篮主体和接料件61，筛篮主体与罐体10内壁之间形成供脱水物料f通行的通行间隙，接料件61为与筛篮主体同心布置的环形件并设置在通行间隙内，接料件61用来盛接从筛篮主体中移出至通行间隙内的脱水物料f，接料件61的内环边部与筛篮主体的的边沿密封连接，接料件61的外环边部与罐体10的内壁密封配合；接料件61上设置有供脱水物料f向下排出的排料口，排料口与导流腔62之间分隔布置。通过在筛篮60与罐体10之间设置接料件61能够对筛篮60中移出的脱水物料f进行承接，而通过在接料件61上设置排料口，能够方便离心脱水后的物料由接料件61向下排出至筛分区。

接料件61的上表面高度低于筛篮主体的顶边，筛篮主体的顶边向下延伸并与接料件61的内环边部相连接，排料口设置在接料件61上表面的较低处。通过将接料件61上表面的高度设置成低于筛篮主体的顶边，而筛篮主体的顶边向下延伸与接料件的内环边部相连，从而使得接料件61、筛篮主体的顶边向下延伸的部分、以及罐体10内壁之间围合形成暂时存储脱水物料f的槽型结构，这样能够增大接料件61承接脱水物料f的量，再者，通过在接料件61的上表面较低处设置排料口，能够方便接料件61上的脱水物料f的排出。

参阅图1和图6，为了使结构更加稳固和提高导流腔的密封性能，接料件61最好是与筛篮主体设置为一体，接料件61为导流腔62的上侧腔壁构成，导流腔62的腔底高度低于筛篮60的底部高度，离心液出口13与导流腔62的腔室底部对应布置。采用导流腔的上侧腔壁构成接料件，有利减少零件数量，结构更加简单可靠；再者，通过将导流腔的腔底高度设置成低于筛篮的底部高度，便于水分流向低处，从而有利于离心分离的水分的顺利排出，也能在一定程度上提高排水效率。

参阅图1和图2，混药区中部还设置有搅拌机构30，搅拌机构30用于对初始物料a与化学药剂实施搅拌混合操作。搅拌机构30包括立状布置的搅拌轴31和搅拌31轴上安装的各个搅拌叶32，各个搅拌叶32沿搅拌轴31的轴向、圆周向分别间隔布置。搅拌轴31与变频电机相连，启动变频电机，驱使搅拌轴31转动，进而带动搅拌轴31转动，搅拌轴31转动的同时，利用搅拌轴31上的搅拌叶32对混药区内的混合液进行搅拌，使得混合液中的固体物质和化学药剂能分散均匀，提高絮凝反应效率。通过在混药区内设置搅拌机构30，能够对初始物料a和化学药剂充分搅拌混合，以提高絮凝反应的效率，进而提高物料的脱水筛分效率。搅拌机构30对快速混药的物料进行搅拌使其均匀混药，实现了物料快速均匀混药的目的。

参阅图1、图2和图4，混药区内还设置有用于将初始物料a向搅拌机构30处推动的推料机构40，推料机构40包括沿罐体10的径向活动装配的推板41，推板41的中部设置空缺部，空缺部内安装有柔性的隔膜42，隔膜42用于在推板41往复移动过程中产生波动并使得物料中的固态物质分散，推板41与调节其沿罐体10径向移动的推料驱动组件43相连。

参阅图4，推料机构40也可以称为隔膜式鼓动搅拌机构，推板41与推料驱动组件43相连接，推料驱动组件43能够驱使推板41靠近/远离搅拌机构30运动。其在工作时，推板41在电推料驱动组件43的驱动下，带动推板41作往复运动，使推板41上的隔膜42来回鼓动，进而鼓动初始物料a快速到达搅拌机构30处，从而加快混药速度，加大物料进料量。

通过设置推料机构40，其能将物料较快地推向搅拌机构41，有利于提高物料混合的效率和均匀性；其次，通过推料机构40中的推板41中部设置空缺部，并在空缺部处设柔性隔膜，从而在推板41往复移动过程中，使得隔膜42能够在隔膜两侧压力下产生往复波动，继而有利于使得物料中的固体物质分散均匀，从而有利于絮凝反应更加充分和提高反应效率。

其中，推料驱动组件43可以为电缸/气缸/液压缸的活塞杆构成，电缸/气缸/液压缸的缸体与罐体10相连。

参阅图1至图3，上述的加药机构20可以由射流混药组件构成，而射流混药组件包括加药管21和加药泵22，加药泵22的入口与加药管21的出口相连，用于将加药管21入口端流入的的化学药剂喷射至初始物料a中。射流混药组件能够将化学药剂以射流的形式泵入到混药区的混合液中，从而能够提高均匀混药的速度。当然，加药泵22的出口也可以加装一段管子，而这段管子的末端最好能够伸入到混药区的混合液内，这样能够加快混药效率。加药泵22可以选用现有的泵，只要能够起到提高化学药剂加药速度即可。通过采用射流混药组件以射流形式向混药区加入化学药剂，有利于化学药剂快速进入到初始物料内部，进而便于化学药剂与初始物料的充分混合。

化学药剂(絮凝剂或凝聚剂)从加药管21中进入射流混药组件内，通过控制器控制射流混药组件，将絮凝剂或凝聚剂射流到混药区，自动化程度高，运行时性能稳定，操作方便，加快了物料混药速度。

参阅图1和图5，絮凝沉降区还设置有倒锥形的导流管51，导流管51布置在沉淀池50的上方，导流管51的上端口与混药区相连通，导流管51的下端口与沉淀池50的池口间隔布置。之所以采用倒锥形的导流管51，能够对絮凝物料b中下沉的沉淀物料d的落料范围、落料方向进行引导，使得沉淀物料d能够顺利且准确地落入到沉淀池中。而且，随着沉淀物料d在导流管51处的积聚，物料之间产生向下的挤压力，从而也有利于提高沉淀物料d的下沉速度。

絮凝物料b经由混药区跌落到絮凝沉降区，其中导流管51的锥形面加快了絮凝物料b的跌落速度，絮凝物料b由重力势能沉降到沉淀池50进行沉淀。

导流管51也可以有倾斜布置的板件代替，倾斜板件可以沿罐体10的环向围合拼装成导流的结构，只要能够实现上述功能即可。

参阅图1、图5和图6，沉淀池50的池口自上而下呈收口状布置，这样确保沉淀物料d容易进入，而且能够逐渐向沉淀池50的中部聚拢，直至最终落至沉淀池50底部，能够有效防止沉淀物料d落在沉淀池以外。沉淀池50的池壁下端向下延伸形成过渡导料管52，过渡导料管52的下端伸至筛篮60内且与筛篮60的篮底间隔布置，过渡导流管51在筛篮60篮底的投影范围小于筛篮60篮底的布置范围，过渡导料管52用于对沉淀物料d进入筛篮60内进行导引，以确保沉淀物料d可靠地进入到筛篮60内进行离心脱水处理。

其中，过渡导料管52内设置有立状布置的分隔板，分隔板将过渡导料管52的管腔均匀分隔，用于使得沉淀物料d进入筛篮60内，分布更加均匀，从而有利于提高离心脱水的效率和脱水效果。

通过在沉淀池50的上方设置倒锥形的导流管51，有利于沉淀物料d顺利落入沉淀池50内，进而有利于沉淀物料d顺利进入后续处理工序；再者，导流管51的下端口与沉淀池50的池口间隔布置，能够防止沉淀物料d堵塞导流管51的下端口，并方便沉淀池50与导流管51之间的液体向溢流口移动；另外，沉淀池50的池口自上而下呈收口状布置，能够有利于沉淀物料d在下沉的过程中逐渐聚拢，方便沉淀物料d后续能够落入筛篮的中部，进而为沉淀物料d的离心运动预留运动的空间；通过设置过渡导流管51将沉淀物料d由沉淀池50导入到筛篮内，且由于过渡导流管51的下端处于筛篮以内，从而能够确保沉淀物料d顺利落入筛篮的底部，这样能够为沉淀物料d的离心运动提供更多的轴向运动空间，而沉淀物料d将由筛篮的底部中央开始做离心运动并沿筛篮的侧壁爬升，继而提高物料脱水效果。

参阅图1和图9，上述的筛分机构70包括沿竖直方向间隔布置的第一振动筛71和第二振动筛73，第一振动筛71、第二振动筛73分别用于对不同粒级的颗粒进行振动筛分，第一振动筛71的筛分粒级大于第二振动筛73的筛分粒级，罐体10上对应颗粒筛分区的罐体10部分呈倒锥形。

其中，第一振动筛71包括水平布置的第一筛网、与第一筛网相连的第一振动器，在脱水物料f落到第一筛网上以后，通过第一振动器的振动，一方面使得脱水物料f逐渐松散，另一方面还增加第一筛网对脱水物料f的筛分效率，使得符合粒径要求的较小颗粒物和筛分过程中因振动而脱离的水分透过第一筛网，到达下层的第二振动筛73处。在第一振动筛71的上方，会对不符合粒径要求的较大颗粒物进行截留，而截留的较大颗粒物等待收集。

同理，第二振动筛73包括水平布置的第二筛网、与第二筛网相连的第二振动器，透过第一筛网的较小颗粒物和水分落在第二筛网上，通过第二振动器的振动，一方面使得较小颗粒物变得松散，另一方面还增加第二筛网对较小颗粒物进行筛分的效率，使得符合排放要求的更小的颗粒物和筛分过程中产生的水分一起透过第二筛网，落在罐体10底部，罐体10底部积聚的水分和更小的颗粒物由排水口卸出。而截留在第二筛网上的颗粒等待收集，第二筛网上的颗粒的粒径小于第一筛网上的颗粒粒径。

上述第一振动筛71和第二振动筛73能够将脱水物料中的两种不同粒级的颗粒物分别筛分出来。为便于对第一筛网和第二筛网上方截留的颗粒物分别进行收集，本实施例优选的实施方案为：第一振动筛71的旁侧设置有用于对第一振动筛71上截留的颗粒物进行收集的第一收集槽72，第二振动筛73的旁侧设置有用于对第二振动筛73上截留的颗粒物进行收集的第二收集槽74。另外，为了提高收集效率，可以将第一筛网、第二筛网设置成倾斜布置，而第一收集槽72与第一筛网的较低端对应布置，第二收集槽74与第二筛网的较低端对应布置，从而在振动筛分的同时，截留在第一筛网、第二筛网上的截留物能够在自身身重和振动作用下分别移至第一收集槽72、第二收集槽74内。

第一振动筛71和第二振动筛73在振动筛分过程中所产生的水分由排水口14排出。

通过筛分机构中的第一振动筛71、第二振动筛73分别对脱水物料中的不同粒级的颗粒物进行筛分，将筛分过程中的水分由下方的排水口排出，一方面能够进一步降低固体物中的含水率，另一方面能够将不同粒级的颗粒物分别筛选出来，便于后续对不同粒级的颗粒物分别处理。

参阅图9，筛分机构70也可以按照如下方案进行实施：

筛分机构70包括粗颗粒振动筛、细颗粒振动筛、粗颗粒筛上物收集槽、细颗粒筛上物收集槽，其中，粗颗粒振动筛包括粗颗粒筛网、粗颗粒振动器，细颗粒振动筛包括细颗粒筛网、细颗粒振动器。在具体实施时，脱水物料f由离心脱水区进入到粗颗粒振动筛，透过粗颗粒筛网筛分出粒级为-0.5mm以上的粗颗粒物料，并由粗颗粒筛上物收集槽对粒级为-0.5mm以上的粗颗粒物料进行收集。透过粗颗粒筛网的物料，同粗颗粒筛下水一同进入细颗粒振动筛进一步筛分；透过细颗粒筛网筛分出粒级为-0.5mm以下的细颗粒物料，并由细颗粒筛上物收集槽对粒级为-0.5mm以下的细颗粒物料进行收集。粗颗粒物料中的筛下水与细颗粒物料中的筛下水一同从排水口流出。粗(细)颗粒振动器运行带动粗(细)颗粒振动筛和粗(细)颗粒筛网一起振动，增大了物料振动效率，继而提高筛分效率，增强了粗细颗粒筛分效果，具有能够实现粗细颗粒分级的优点。

参阅图1，上述的罐体10，其对应混药区、絮凝沉降区、离心脱水区的罐体部分均为圆柱体结构，颗粒筛分区所对应的罐体结构为圆锥体结构。

本实施例提供的絮凝分级脱水装置的具体工作过程如下：

首先，在混药区，初始物料a从罐体10顶部的进料口11随重力作用自由下落；射流混药组件以射流形式向混药区内的初始物料a中泵入化学药剂，推料机构40将进料口11处下落的初始物料a和/或加入的化学药剂向搅拌机构30处推动，搅拌机构30对混药区内的初始物料a和化学药剂进行搅拌，使两者混合均匀，发生絮凝反应，初始物料a和化学药剂的混合物料记为絮凝物料b。

然后，在絮凝沉降区，絮凝物料b中因絮凝反应而下沉的物料(记为沉降物料d)经导流管51引导，进入沉淀池50，随着进料口11加入的初始物料a不断增多，絮凝物料b的上层液体从溢流口12溢出(溢出的液体记为溢流液c)至溢流液管道82内。

再然后，在离心脱水区，旋转的筛篮60接收上方沉淀池50卸出的沉淀物料d，同时，振动组件64为筛篮60提供轴向激振力，沉淀物料d在筛篮60中向筛篮口脉动式爬升，移出筛篮口之后的物料(记为脱水物料f)落在接料件61上，最后再由接料件61上的排料口卸出至筛分机构。在沉淀物料d沿筛篮60的侧壁向筛篮口爬升的过程中，沉淀物料d中的水分受离心力作用而脱离，并由筛篮60的通液孔排出至导流腔62内(排至导流腔62内的液体记为离心液e)，最后由离心液出口13流出至离心液管道83内，离心液管道83内的离心液e和溢流液管道82内的溢流液c一起由混合液出口排出。

最后，脱水物料f到达颗粒筛分区，第一振动筛71和第二振动筛73分别将脱水物料f中的不同粒级的颗粒振动筛分出来，再分别由第一收集槽72、第二收集槽74将其收集起来，实现对脱水物料f中的粗细颗粒进行筛分的目的。筛分过程中产生的水分将逐级下落，最终到达排水口，开启排水口即可对积水进行排放。

本实施例通过将絮凝混药沉降、振动离心脱水、二级振动筛选三者结合在一起，旨在含水物料能够均匀混药、絮凝沉降、二级筛分一体化，一方面满足了对物料再加工或后续处理的要求，另一方面将絮凝、脱水、分级有效结合起来，解决了物料需要逐级絮凝、脱水、分级的工艺复杂的问题，节省了物料的处理时间，简化了物料的处理步骤，实现了物料絮凝、脱水、分级自动一体化的目的。

本领域的技术人员应理解，以上所述仅为本发明的若干个具体实施方式，而不是全部实施例。应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，还可以做出许多变形和改进，所有未超出权利要求所述的变形或改进均应视为本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种絮凝分级脱水装置，其特征在于，包括立状布置的罐体(10)，罐体(10)内自上而下依次设置混药区、絮凝沉降区、离心脱水区和颗粒筛分区；

罐体(10)的上端设置用于向混药区投放初始物料(a)的进料口(11)；

混药区内设置有加药机构(20)，加药机构(20)用于向混药区内的初始物料(a)中加入参与絮凝反应的化学药剂；

絮凝沉降区具有用于盛接混药区下沉的沉淀物料(d)的沉淀池(50)；絮凝沉降区的罐体(10)侧壁上设置有供沉淀物料(d)上方的液体溢出的溢流口(12)，溢流口(12)的高度低于进料口(11)且高于沉淀池(50)的入口；

离心脱水区具有回转配合的碗状筛篮(60)和驱使筛篮(60)回转的离心驱动组件(63)，筛篮(60)用于盛接沉淀池(50)卸出的沉淀物料(d)，筛篮(60)的回转轴沿铅垂方向布置，筛篮(60)的侧壁具有供沉淀物料(d)中分离的水分通过的通液孔，筛篮(60)的外周侧设置有分别与各通液孔均连通的导流腔(62)，导流腔(62)分别与筛篮(60)的外侧壁、罐体(10)的内壁密封配合，罐体(10)上设置有与导流腔(62)相连通的离心液出口(13)；

颗粒筛分区设置有筛分机构(70)，筛分机构(70)用于对筛篮(60)排出的脱水物料(f)中不同粒级的颗粒实施筛分；罐体(10)的底部设置供筛分过程中的水分排出的排水口(14)；

还包括溢流分散管道(80)，溢流分散管道(80)分别与溢流口(12)、离心液出口(13)相连通，溢流分散管道(80)具有供溢流液(c)和/或离心液(e)排出的混合液出口(81)；

离心脱水区的罐体(10)外侧还设置振动组件(64)，振动组件(64)沿罐体(10)的周向间隔布置，振动组件(64)用于驱使筛篮(60)沿轴向激振，使得筛篮(60)内的沉淀物料(d)上下振动。

2.根据权利要求1所述的絮凝分级脱水装置，其特征在于，筛篮(60)包括筛篮主体和接料件(61)，筛篮主体与罐体(10)内壁之间形成供脱水物料(f)通行的通行间隙，接料件(61)为与筛篮主体同心布置的环形件并设置在通行间隙内，接料件(61)用于盛接筛篮主体中移出的脱水物料(f)，接料件(61)的内环边部与筛篮主体的边沿密封连接，接料件(61)的外环边部与罐体(10)的内壁密封配合；接料件(61)上设置有供脱水物料(f)向下排出的排料口，排料口与导流腔(62)之间分隔布置。

3.根据权利要求2所述的絮凝分级脱水装置，其特征在于，接料件(61)的上表面高度低于筛篮主体的顶边，筛篮主体的顶边向下延伸并与接料件(61)的内环边部向连接，排料口设置在接料件(61)上表面的较低处。

4.根据权利要求3所述的絮凝分级脱水装置，其特征在于，接料件(61)为导流腔(62)的上侧腔壁构成，导流腔(62)的腔底高度低于筛篮(60)的底部高度，离心液出口(13)与导流腔(62)的腔室底部对应布置。

5.根据权利要求1所述的絮凝分级脱水装置，其特征在于，混药区中部还设置有用于对初始物料(a)与化学药剂搅拌混合的搅拌机构(30)，搅拌机构(30)包括立状布置的搅拌轴和搅拌轴上安装的各个搅拌叶(32)。

6.根据权利要求5所述的絮凝分级脱水装置，其特征在于，混药区内还设置有用于将初始物料(a)向搅拌机构(30)处推动的推料机构(40)，推料机构(40)包括沿罐体(10)的径向活动装配的推板(41)，推板(41)的中部设置空缺部，空缺部内安装有柔性的隔膜(42)，隔膜(42)用于在推板(41)往复移动过程中产生波动并使得物料中的固态物质分散，推板(41)与调节其沿罐体(10)径向移动的推料驱动组件(43)相连。

7.根据权利要求1所述的絮凝分级脱水装置，其特征在于，所述加药机构(20)为射流混药组件构成，射流混药组件包括加药管(21)和加药泵(22)，加药泵(22)串接在加药管(21)的出口端，用于将加药管(21)入口端流入的化学药剂喷射至初始物料(a)中。

8.根据权利要求1所述的絮凝分级脱水装置，其特征在于，絮凝沉降区还设置有倒锥形的导流管(51)，导流管(51)布置在沉淀池(50)的上方，导流管(51)的上端口与混药区相连通，导流管(51)的下端口与沉淀池(50)的池口间隔布置；

沉淀池(50)的池口自上而下呈收口状布置，沉淀池(50)的池壁下端向下延伸形成过渡导料管(52)，过渡导料管(52)的下端伸至筛篮(60)内且与筛篮(60)的篮底间隔布置，过渡导流管(51)在筛篮(60)篮底的投影范围小于筛篮(60)篮底的布置范围，过渡导料管(52)用于对沉淀物料(d)进入筛篮(60)内进行导引。

9.根据权利要求1所述的絮凝分级脱水装置，其特征在于，筛分机构(70)包括沿竖直方向间隔布置的第一振动筛(71)和第二振动筛(73)，第一振动筛(71)、第二振动筛(73)分别用于对不同粒级的颗粒进行振动筛分，第一振动筛(71)的筛分粒级大于第二振动筛(73)的筛分粒级，罐体(10)上对应颗粒筛分区的罐体(10)部分呈倒锥形；

第一振动筛(71)的旁侧设置有用于对第一振动筛(71)上截留的颗粒物进行收集的第一收集槽(72)，第二振动筛(73)的旁侧设置有用于对第二振动筛(73)上截留的颗粒物进行收集的第二收集槽(74)；

第一振动筛(71)和第二振动筛(73)在振动筛分过程中所产生的水分由排水口(14)排出。