CN114455668B - 一种螺旋挤压离心式固液分离机 - Google Patents

Abstract

一种螺旋挤压离心式固液分离机，包括污泥检测装置和滚筒内摩擦自适应调整机构，污泥检测机构具有可以检测污泥掉落连续性和污泥块度的转动轮体以及检测转动小轮转速的涡流传感器。当涡流转速传感器检测到对应小轮的转速变化超出阈值范围时，或当检测装置检测到相邻的涡流转速传感器检测的转速同步瞬间上升然后同步下降时，检测装置发出排渣不连续的指令，控制滚筒内摩擦自适应调整机构调节滚筒内摩擦状况，使排渣恢复正常。每个内摩擦自适应调整机构由若干弹性凸块组件和钢索驱动机构构成，钢索驱动机构可以驱动弹性凸块组件从而对滚筒内壁的内表面摩擦情况进行调节，进而改变排渣状态。

Description

一种螺旋挤压离心式固液分离机

技术领域

本发明涉及一种污水净化设备，尤其涉及一种固液分离设备，具体地说是一种螺旋挤压离心式固液分离机。

背景技术

如图1所示，卧式离心挤压式固液分离机通常具有圆锥状的滚筒，在圆锥滚筒的锥端分离出浓缩的污泥，在另一端排出分离液。在滚筒内部，转动安装有螺旋输送器，通过螺旋输送器和滚筒的差速旋转，进而实现了浓缩污泥与分离液向两个方向运动。

针对以上的差速转动，如果未控制好差速的范围，则很容易导致浓缩污泥排渣困难，或者导致排渣不连续、间断性的排出较大块状的污泥。然而一旦出现了较大块状的污泥，往往也很容易导致排出通道和螺旋通道的阻塞。此时，需要拆开滚筒和螺旋输送机进行疏通，该过程费时费力。并且针对某一款特定的离心分离机，需要用于分离多种不同的混合物。针对某些混合物，即便在最大范围内调节离心差速值，也无法满足顺利的分离要求，此时为了实现分离，则需要拆开滚筒，在滚筒内壁焊接凸条以增大滚筒内壁的摩擦力，然而，这种方式费时费力，无法满足分离机连续工作的要求。

针对上述问题，需要设计一种可以根据排渣的不良状况自动同步改变滚筒内壁摩擦状况的挤压式离心固液分离机。

发明内容

本发明的目的在于提供一种螺旋挤压离心式固液分离机，以解决现有技术中的的技术问题。

本发明为实现上述目的，采用以下技术方案：

一种螺旋挤压离心式固液分离机，包括：污泥检测装置和滚筒内摩擦自适应调整机构；

所述污泥检测装置设置在分离机锥端浓缩污泥排出口的下侧，由若干并排设置于转轴上的且相互之间可以独立转动的小轮构成，每个小轮的宽度大于浓缩污泥正常排出状态下的平均块度，在每个小轮的外侧，还设置有对应的涡流转速检测传感器，若干涡流转速检测传感器与一控制器电性连接，控制器能够接受并逻辑判断涡流转速检测传感器输入的转速信号，控制器包括单片机以及蓝牙无线信号收发模块，该蓝牙无线信号收发模块可与滚筒内摩擦自适应调整机构进行通讯连接；

当涡流转速传感器检测到对应小轮的转速变化超出阈值范围时，或当检测装置检测到相邻的涡流转速传感器检测的转速同步瞬间上升然后同步下降时，检测装置发出排渣不连续的指令，控制滚筒内摩擦自适应调整机构调节滚筒内摩擦状况，使排渣恢复正常。

优选的，所述自适应调整机构包括具有空腔的滚筒，滚筒的空腔由内壁和外壁构成，若干内摩擦自适应调整机构沿滚筒周向环形阵列式的布置在空腔的内部。

优选的，每个内摩擦自适应调整机构由若干弹性凸块组件和钢索驱动机构构成，钢索驱动机构可以驱动弹性凸块组件从而对滚筒内壁的内表面摩擦情况进行调节，进而改变排渣状态。

优选的，内壁上设置有用于安装凸块组件的安装孔，安装孔呈阶梯孔状，安装孔具有大孔径段和小孔径段，阶梯孔的大孔径段位于内壁的内侧，弹性凸块组件包括摩擦板、连接柱、顶板、弹簧、滚轮以及滚轮座，其中摩擦板的形状、厚度与安装孔的大孔径段的形状、深度匹配，连接柱两端分别固定连接摩擦板和顶板，连接柱的一端从安装孔的小孔径段伸出，连接柱的长度大于小孔径段的深度，顶板设置于内壁的外侧，位于空腔内部，并且顶板呈圆板状，其外径大于安装孔小孔径的孔径尺寸，在顶板与内壁之间，设置有弹簧。

优选的，在自由状态下，弹簧始终将顶板顶向滚筒外侧方向，使与顶板连接的摩擦板完全收纳于安装孔的大孔径段内部，摩擦板的表面与内壁的内表面形成平滑的滚筒内表面。

优选的，在顶板的顶部两端，设置有用于安装滚轮的滚轮座，在自由状态下，每个凸轮组件的滚轮的顶端至内壁的外表面具有相同的高度H。

优选的，当凸块组件被下压至最大位置时，摩擦板仍部分位于大孔径段内部。

优选的，钢索驱动机构由固定吊环、活动吊环、电动伸缩缸、钢索构成，其中，固定吊环设置于每个内摩擦自适应调整机构的滚筒锥端的端部的空腔内，电动伸缩缸设置于每个内摩擦自适应调整机构的滚筒大径端的端部的空腔内，活动吊耳设置于电动伸缩缸的活动缸体端，钢索的一端固定于固定吊环上，随后依次跨过每个凸块组件顶部的滚轮，最后钢索的另一端固定于活动吊环上。

优选的，钢索在固定吊环和活动吊环上的固定位置距离内壁外表面具有相同的高度h，该高度h小于每个凸轮组件的滚轮的顶端至内壁的外表面具有相同的高度H。

优选的，设置于空腔内部的若干电动伸缩缸接收控制器的同步驱动，控制器安装于滚筒尾端，且控制器通过无线通讯设备与污泥检测装置通讯连接，接收污泥检测装置发出的指令。

本发明的有益效果是:

1、通过设置凸块组件的滚轮承受钢索驱动机构的驱动下压，使摩擦板伸出安装孔的大孔径段，进而使滚筒的内壁内表面形成若干凸起，改变了滚筒内表面的摩擦状况，增大了固液混合物与滚筒之间的摩擦力；

2、通过采用连续排列的小轮、小轮转速涡流检测、小轮的块度与排渣块度的匹配关系、小轮转速与排渣不连续和块度之间的匹配等的技术方案，可以通过对小轮转速的检测实现对排渣不连续、排渣块度较大两种情况的检测，进而实现了对分离机浓缩污泥排渣状况的实时检测；

3、由于设置钢索两端的固定点高度h小于每个凸轮组件的滚轮的顶端至内壁的外表面的高度H，使钢索会驱动每个凸轮组件下压，进而通过电动伸缩缸的回缩实现了对滚筒内表面摩擦状态的调节；

4、凸轮组件的摩擦板厚度、连接柱长度等与阶梯形安装孔的大小孔段长度的匹配关系，使得摩擦板可以完全收纳于安装孔的大孔径段内部，摩擦板的表面与内壁的内表面可以形成平滑的滚筒内表面，同时，当凸块组件被下压至最大位置时，摩擦板会仍部分位于大孔径段内部，由此保证混合液不会从凸块组件处渗出，由于滚筒锥形段的存在，会导致靠近锥端的凸块组件下压的程度高，摩擦板伸出的长度高，使靠近锥端的浓缩污泥更容易连续排出较细的污泥。

附图说明

图1是现有技术中螺旋挤压离心式固液分离机结构示意图；

图2是本发明实施例螺旋挤压离心式固液分离机结构示意图图；

图3是本发明实施例内摩擦调节结构示意图；

图4是本发明实施例凸块组件示意图。

具体实施方式

下面结合附图及较佳实施例详细说明本发明的具体实施方式。

如图2所示为本申请螺旋挤压离心式固液分离机100的结构示意图。本申请在现有技术的螺旋离心式固液分离机的基础上，设置了污泥检测装置102和滚筒内摩擦自适应调整机构101。通过污泥检测装置102对滚筒锥端分离出的浓缩污泥的连续情况、污泥块度进行检测，当检测到排出污泥状态异常时，对滚筒内摩擦自适应调整机构101发出指令，改变滚筒的内摩擦力，从而使排渣状态恢复正常。

首先结合图2对本申请的污泥检测装置102进行阐述。如图2所示，污泥检测装置102设置在分离机锥端浓缩污泥排出口的下侧。检测装置102由若干并排设置于转轴21上的小轮22构成。并排设置的小轮22相互之间可以独立转动，每个小轮22的宽度大于浓缩污泥正常排出状态下的平均块度，在小轮22的外缘设置有长条毛刷。并排设置的小轮22构成的检测装置在长度方向上的长度等于污泥排出口的宽度。当污泥从排出口掉落时，污泥会沿着小轮22的切线方向竖直掉落，进而驱动小轮22转动。在每个小轮22的外侧，还设置有对应的涡流转速检测传感器23，每个转速传感器23对应一个小轮22进行转速检测，若干涡流转速检测传感器23与一控制器电性连接，控制器能够接受并逻辑判断涡流转速检测传感器23输入的转速信号。控制器包括单片机以及蓝牙无线信号收发模块，单片机可采用常规的32位M683单片机，该蓝牙无线信号收发模块可与滚筒内摩擦自适应调整机构101进行通讯连接。

在正常情况下，浓缩污泥总是连续掉落的，并且由于分离后浓缩污泥通常块度较细，因此，在正常情况下，每个小轮22被污泥所驱动后的转速通常会在一定的阈值范围内波动，并且每个相邻的小轮22之间都会受到相对单独的浓缩污泥掉落的驱动，因此相邻的小轮22的转速不会在瞬间相同且增大。因此，当出现排渣不连续的状况时，小轮22的转速就会由于不连续的排渣在转速增高后迅速掉落甚至归零，由此导致小轮22的转速的波动会超出正常情况下的波动阈值范围。因此，本申请在检测装置102的控制器内预存设置了小轮22转速波动的正常阈值范围[a，b]，当涡流转速传感器23检测到对应小轮22的转速变化超出该阈值范围时，控制器通过蓝牙无线信号收发模块向滚筒内摩擦自适应调整机构101发出排渣不连续的指令，控制滚筒内摩擦自适应调整机构101调节滚筒内摩擦状况，使排渣恢复正常。

另一种情况，当排出的浓缩污泥的块度较大时，如前所述，当块度超过小轮22的宽度尺寸后，同一块污泥会同步带动相邻的若干个小轮转速同步瞬间上升然后同步下降。因此，当检测装置检测到相邻的涡流转速传感器检测的转速同步瞬间上升，然后同步下降时，则检测装置发出排渣块度较大的指令，控制滚筒内摩擦自适应调整机构101调节滚筒内摩擦状况，使排渣恢复正常。

通过以上采用连续排列的小轮、小轮转速涡流检测、小轮的块度与排渣块度的匹配关系、小轮转速与排渣不连续和块度之间的匹配等的技术方案，可以通过对小轮转速的检测实现对排渣不连续、排渣块度较大两种情况的检测，进而实现了对分离机浓缩污泥排渣状况的实时检测。

如图3所示为本申请滚筒内摩擦自适应调整机构101的示意图。相对于现有技术中的滚筒，本申请的滚筒11在滚筒主体的外侧设置有空腔12，滚筒11的空腔12由内壁13和外壁14构成，其中内壁13的内侧即为螺旋分离的滚筒腔体，在内壁13的外侧设置有外壁14，沿滚筒11的长度方向，外壁14从滚筒宽端开始，延伸至滚筒锥端的排渣孔结束，内壁13与外壁14之间形成了环绕滚筒11的空腔12。若干内摩擦自适应调整机构101沿滚筒周向环形阵列式的布置在空腔12的内部。

如图3所示，每个内摩擦自适应调整机构101由若干弹性凸块组件15和钢索驱动机构16构成。钢索驱动机构16可以驱动弹性凸块组件15从而对滚筒内壁13的内表面摩擦情况进行调节，进而改变排渣状态。

弹性凸块组件15沿滚筒11的长度方向依次设置在内壁13上。内壁13上设置有用于安装凸块组件15的安装孔153。安装孔153呈阶梯孔状，安装孔具有大孔径段和小孔径段，阶梯孔的大孔径段位于内壁13的内侧。弹性凸块组件15包括摩擦板151、连接柱157、顶板152、弹簧156、滚轮155以及滚轮座154。其中摩擦板151的形状、厚度与安装孔153的大孔径段的形状、深度匹配。连接柱157两端分别固定连接摩擦板151和顶板152，连接柱157的一端从安装孔153的小孔径段伸出，连接柱157的长度大于小孔径段的深度。顶板152设置于内壁13的外侧，位于空腔12内部，并且顶板152呈圆板状，其外径大于安装孔153小孔径的孔径尺寸。在顶板152与内壁13之间，设置有弹簧156，在自由状态下，弹簧156始终将顶板152顶向滚筒外侧方向，使与顶板152连接的摩擦板151完全收纳于安装孔153的大孔径段内部，摩擦板151的表面与内壁13的内表面形成平滑的滚筒内表面。在顶板152的顶部两端，设置有用于安装滚轮155的滚轮座154，在自由状态下，每个凸轮组件15的滚轮155的顶端至内壁的外表面具有相同的高度H。凸块组件15的滚轮155承受钢索驱动机构16的驱动下压，使摩擦板151伸出安装孔153的大孔径段，进而使滚筒11的内壁13内表面形成若干凸起，改变了滚筒11内表面的摩擦状况，增大了固液混合物与滚筒11之间的摩擦力。此外，当凸块组件15被下压至最大位置时，摩擦板151仍部分位于大孔径段内部，由此保证混合液不会从凸块组件15处渗出。

钢索驱动机构16由固定吊环161、活动吊环162、电动伸缩缸163、钢索164构成。其中，固定吊环161设置于每个内摩擦自适应调整机构101的滚筒锥端的端部的空腔内，电动伸缩缸163设置于每个内摩擦自适应调整机构101的滚筒大径端的端部的空腔内，活动吊耳162设置于电动伸缩缸163的活动缸体端，钢索164的一端固定于固定吊环161上，随后依次跨过每个凸块组件15顶部的滚轮155，最后钢索164的另一端固定于活动吊环162上。钢索164在固定吊环161和活动吊环162上的固定位置距离内壁13外表面具有相同的高度h，该高度h小于每个凸轮组件15的滚轮155的顶端至内壁的外表面具有相同的高度H。在自由状态下，电动伸缩缸163处于伸长状态，该状态下钢索164上不存在拉力，当电动伸缩缸163回缩时，钢索164被拉伸，由于钢索164两端的固定点高度h小于每个凸轮组件15的滚轮155的顶端至内壁的外表面具有相同的高度H，因此钢索164会驱动每个凸轮组件15下压，进而通过电动伸缩缸163的回缩实现了对滚筒11内表面摩擦状态的调节。并且，由于滚筒锥形段的存在，会导致靠近锥端的凸块组件下压的程度高，摩擦板151伸出的长度高，使靠近锥端的浓缩污泥更容易连续排出较细的污泥。

设置于空腔12内部的若干电动伸缩缸163接收一伸缩缸控制器的同步驱动，伸缩缸控制器与各个电动伸缩缸电性连接，伸缩缸控制器安装于滚筒尾端，且伸缩缸控制器同样包括单片机模块和蓝牙无线通讯模块，并通过蓝牙无线通讯模块与污泥检测装置102通讯连接，接收污泥检测装置102发出的指令。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种螺旋挤压离心式固液分离机，包括：污泥检测装置和滚筒内摩擦自适应调整机构；所述污泥检测装置设置在分离机锥端浓缩污泥排出口的下侧，由若干并排设置于转轴上的且相互之间可以独立转动的小轮构成，每个小轮的宽度大于浓缩污泥正常排出状态下的平均块度，在每个小轮的外侧，还设置有对应的涡流转速检测传感器，若干涡流转速检测传感器与一控制器电性连接，控制器可以接受并逻辑判断涡流转速检测传感器输入的转速信号，控制器主要包括单片机以及蓝牙无线信号收发模块，该蓝牙无线信号收发模块可与滚筒内摩擦自适应调整机构进行通讯连接；

当控制器检测到涡流转速传感器检测到对应小轮的转速变化超出阈值范围时，或当控制器检测到相邻的涡流转速传感器的转速瞬间同步上升然后同步下降时，控制器通过蓝牙无线信号收发模块向滚筒内摩擦自适应调整机构发出排渣不连续的指令，控制滚筒内摩擦自适应调整机构调节滚筒内摩擦状况，使排渣恢复正常；

所述自适应调整机构包括具有空腔的滚筒，滚筒的空腔由内壁和外壁构成，若干内摩擦自适应调整机构沿滚筒周向环形阵列式的布置在空腔的内部；

每个内摩擦自适应调整机构由若干弹性凸块组件和钢索驱动机构构成，钢索驱动机构可以驱动弹性凸块组件从而对滚筒内壁的内表面摩擦情况进行调节，进而改变排渣状态；

内壁上设置有用于安装凸块组件的安装孔，安装孔呈阶梯孔状，安装孔具有大孔径段和小孔径段，阶梯孔的大孔径段位于内壁的内侧，弹性凸块组件包括摩擦板、连接柱、顶板、弹簧、滚轮以及滚轮座，其中摩擦板的形状、厚度与安装孔的大孔径段的形状、深度匹配，连接柱两端分别固定连接摩擦板和顶板，连接柱的一端从安装孔的小孔径段伸出，连接柱的长度大于小孔径段的深度，顶板设置于内壁的外侧，位于空腔内部，并且顶板呈圆板状，其外径大于安装孔小孔径的孔径尺寸，在顶板与内壁之间，设置有弹簧。

2.如权利要求1所述的一种螺旋挤压离心式固液分离机，其特征在于：在自由状态下，弹簧始终将顶板顶向滚筒外侧方向，使与顶板连接的摩擦板完全收纳于安装孔的大孔径段内部，摩擦板的表面与内壁的内表面形成平滑的滚筒内表面。

3.如权利要求2所述的一种螺旋挤压离心式固液分离机，其特征在于：在顶板的顶部两端，设置有用于安装滚轮的滚轮座，在自由状态下，每个凸轮组件的滚轮的顶端至内壁的外表面具有相同的高度H。

4.如权利要求3所述的一种螺旋挤压离心式固液分离机，其特征在于：当凸块组件被下压至最大位置时，摩擦板仍部分位于大孔径段内部。

5.如权利要求4所述的一种螺旋挤压离心式固液分离机，其特征在于：钢索驱动机构由固定吊环、活动吊环、电动伸缩缸、钢索构成，其中，固定吊环设置于每个内摩擦自适应调整机构的滚筒锥端的端部的空腔内，电动伸缩缸设置于每个内摩擦自适应调整机构的滚筒大径端的端部的空腔内，活动吊耳设置于电动伸缩缸的活动缸体端，钢索的一端固定于固定吊环上，随后依次跨过每个凸块组件顶部的滚轮，最后钢索的另一端固定于活动吊环上。

6.如权利要求5所述的一种螺旋挤压离心式固液分离机，其特征在于：钢索在固定吊环和活动吊环上的固定位置距离内壁外表面具有相同的高度h，该高度h小于每个凸轮组件的滚轮的顶端至内壁的外表面具有相同的高度H。

7.如权利要求6所述的一种螺旋挤压离心式固液分离机，其特征在于：设置于空腔内部的若干电动伸缩缸接收控制器的同步驱动，控制器安装于滚筒尾端，且控制器通过无线通讯设备与污泥检测装置通讯连接，接收污泥检测装置发出的指令。

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