CN117585886B - 一种离心挤压式泥浆脱水装置及其使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及泥浆处理装置技术领域，尤其是一种离心挤压式泥浆脱水装置及其使用方法，脱水装置包括脱水单元尾水仓侧、脱水单元泥浆仓侧、伸缩连杆、旋转轴、电机；旋转轴安装于电机上转动，旋转轴通过伸缩连杆牵引脱水单元泥浆仓侧，脱水单元尾水仓侧与脱水单元泥浆仓侧相互嵌合形成脱水单元；本发明能够实现离心脱水与挤压脱水同步结合，提高脱水效果，减少於堵，且本装置结构小巧，部件可拆卸组装，占地面积小，适合处理小批量的泥浆。

Description

一种离心挤压式泥浆脱水装置及其使用方法

技术领域

本发明涉及泥浆处理装置技术领域，尤其涉及一种离心挤压式泥浆脱水装置及其使用方法。

背景技术

在泥浆絮凝、淤泥固化等方向的研究中，室内试验是重要的研究手段。现场采集的泥浆或淤泥样品根据研究方案往往需要在室内进行二次脱水，将获得的淤泥干料作为后续研究的原材料。通常室内试验需要使用大量的淤泥干料制备试样，因此在实验室条件下，如何安全、高效、可靠的对泥浆或淤泥进行二次脱水，是一个不可回避的重要问题。工程泥浆脱水通常借助带式压滤机和板框压滤机完成，在实验室处理泥浆具有单次处理量小，处理次数多的特点，且场地受限，对机器功率及噪声有较高限制。目前尺寸适配实验室要求的小型带式压滤机和板框压滤机的单次泥浆处理量至少需要在15～30升，处理能力远大于实际需求量，多余的淤泥干料超期储存不能满足试验方案要求造成浪费；需要外接进浆管、排水管、储水池、储泥浆池、空压机等辅助设备，操作复杂；滤布或滤带需要定期更换，维护成本高。

发明内容

本发明的目的在于提供一种离心挤压式泥浆脱水装置及使用方法，以解决上述背景技术中提出的现有的实验室压滤脱水处理装置单次处理量过高，与需求量不匹配，操作复杂，维护成本高的问题；主要面向实验室使用场景，主打设计思路就是可快拆、小批量处置，离心+挤压脱水同步发生作用。

为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

一种离心挤压式泥浆脱水装置，包括脱水单元尾水仓侧、脱水单元泥浆仓侧、伸缩连杆、旋转轴、电机；旋转轴安装于电机上转动，旋转轴通过伸缩连杆牵引一个脱水单元泥浆仓侧，一个脱水单元尾水仓侧与一个脱水单元泥浆仓侧相互嵌合形成一个脱水单元；

所述脱水单元尾水仓侧包括尾水仓前板、尾水仓上板、尾水仓下板、尾水仓后板、尾水仓侧板、上滑槽轨板、上滑槽、下滑槽轨板、下滑槽、尾水排出管、尾水仓六边形凸起挤压块、尾水仓；尾水仓由尾水仓前板、尾水仓上板、尾水仓下板、尾水仓后板以及两块尾水仓侧板构成的封闭腔体；尾水仓后板上下端具有延伸部，上端延伸部设有上滑槽轨板，下端延伸部设有下滑槽轨板，上滑槽轨板与尾水仓上板之间为上滑槽，下滑槽轨板与尾水仓下板之间为下滑槽；上滑槽轨板与下滑槽轨板前端设有卡扣一；尾水仓六边形凸起挤压块位于尾水仓前板表面，与尾水仓前板一体连接，尾水仓前板及表覆尾水仓六边形凸起挤压块由单向透水材料制成；尾水排出管与尾水仓连通；所述卡扣一与旋转轴之间设有固定连杆；

所述脱水单元泥浆仓侧包括泥浆仓后板、泥浆仓上板、泥浆仓下板、泥浆仓侧板、泥浆仓六边形凸起挤压块、泥浆仓、上滚轴、下滚轴、滚轴槽、进泥浆管；泥浆仓由泥浆仓后板、泥浆仓上板、泥浆仓下板以及两块泥浆仓侧板构成的半开放腔体，泥浆仓六边形凸起挤压块位于半开放腔体内的泥浆仓后板表面，与泥浆仓后板一体连接，进泥浆管与泥浆仓连通，泥浆仓上板与泥浆仓下板上设有滚轴槽，滚轴槽内分别设有上滚轴与下滚轴，滚轴槽垂直于脱水单元尾水仓侧和脱水单元泥浆仓侧的嵌合活动方向，泥浆仓上板嵌入上滑槽，泥浆仓下板嵌入下滑槽；上滚轴位于泥浆仓上板的滚轴槽中与上滑槽轨板滚动接触，下滚轴位于泥浆仓下板的滚轴槽中与下滑槽轨板滚动接触；所述泥浆仓后板的外侧面与旋转轴之间设有伸缩连杆。

作为更进一步的优选方案，伸缩连杆包括外固定杆，内活动杆，腔室，弹簧；外固定杆端部设置外固定杆螺纹用于连接旋转轴；内活动杆外侧端部设置螺纹二用于连接脱水单元泥浆仓侧；外固定杆内为腔室，弹簧两端分别固定在腔室底部和内活动杆内侧端部；内活动杆可以在腔室内伸缩。

作为更进一步的优选方案，旋转轴包括主轴、花键套、伸缩连杆螺孔；主轴上设有伸缩连杆螺孔和固定连杆螺孔，伸缩连杆螺孔与伸缩连杆对应；花键套由内花键和外花键构成，内花键位于主轴底端，外花键固定于电机的动力输出端上；所述固定连杆一端设有固定连杆螺纹用以同主轴上的固定连杆螺孔连接，另一端设有卡扣二用以同脱水单元尾水仓侧的卡扣一连接。

作为更进一步的优选方案，旋转轴上设有至少两个脱水单元，多个脱水单元两两等间距布置在旋转轴周围。

一种离心挤压式泥浆脱水装置的使用方法，包括以下步骤：

S1：组装泥浆脱水装置，封闭尾水排出管，泥浆经由进泥浆管注入泥浆仓，泥浆注入完毕后封闭进泥浆管；

S2：启动电机，经由花键套带动主轴转动，与此同时与主轴相连接的脱水单元尾水仓侧、脱水单元泥浆仓侧、伸缩连杆开始转动；

S3：在离心力的作用下，泥浆中的水分透过尾水仓前板及上覆尾水仓六边形凸起挤压块进入尾水仓；脱水单元尾水仓侧受固定连杆约束，不产生径向位移；

S4：随着旋转轴的转动，在离心力的作用下伸缩连杆中的弹簧将伸长，内活动杆向外滑动并顶推泥浆仓后板，脱水单元泥浆仓侧通过上滚轴、下滚轴、上滑槽、下滑槽发生滑移，使得泥浆仓体积减小，泥浆受到挤压排出的水透过尾水仓前板及上覆尾水仓六边形凸起挤压块进入尾水仓，弹簧的伸长可和转速建立匹配关系，实现转速控制弹簧伸长，进而实现脱水效果的控制；

S5：停止电机，待整体装置停止旋转后，打开尾水排出管排除尾水，断开脱水单元尾水仓侧上的卡扣一与固定连杆端部卡扣二之间的连接，取下脱水单元尾水仓侧，分别清理尾水仓前板及上覆尾水仓六边形凸起挤压块表面和泥浆仓内壁。

与现有技术相比，本发明的有益效果在于：

1、本发明结构小巧，部件可拆卸组装，占地面积小，适合处理小批量的泥浆。

2、在泥浆脱水原理上，旋转产生的离心力既能在产生脱水效果的同时，又使得内含弹簧的伸缩连杆伸长，顶推与其相连的泥浆仓后板，脱水单元泥浆仓侧向外侧滑移，使得泥浆仓体积减小，仓内泥浆受压，实现离心脱水与挤压脱水同步结合，提升脱水效果；

3、尾水仓六边形凸起挤压块与泥浆仓六边形凸起挤压块既能增大泥浆与面板的接触面积，相邻六边形凸起挤压块之间的凹槽又能提高导水入仓效率，提高脱水效果，减少於堵；

4、脱水单元泥浆仓侧为半开放式设计，与尾水仓前板共同构成密闭的泥浆仓，存储泥浆，便于拼装拆卸和清理脱水后的淤泥；

5、通过调节电机转速可以控制弹簧伸长量，从而控制泥水仓挤压压力，并控制脱水后淤泥的含水率。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明作进一步解释：

图1是本发明的立体结构示意图；

图2是本发明中脱水单元尾水仓侧结构主视图；

图3是本发明中脱水单元尾水仓侧立体结构示意图；

图4是本发明中脱水单元泥浆仓侧结构主视图；

图5是本发明中脱水单元泥浆仓侧立体结构示意图；

图6是本发明中伸缩连杆立体结构示意图；

图7是本发明中旋转轴立体结构示意图；

图8是本发明中花键套立体结构示意图；

附图标记说明：1、脱水单元尾水仓侧；2、脱水单元泥浆仓侧；3、伸缩连杆；4、旋转轴；5、电机；101、尾水仓前板；102、尾水仓上板；103、尾水仓下板；104、尾水仓后板；105、尾水仓侧板；106、上滑槽轨板；107、上滑槽；108、下滑槽轨板；109、下滑槽；110、尾水排出管；111、卡扣一；112、尾水仓六边形凸起挤压块；113、尾水仓；201、泥浆仓后板；202、泥浆仓上板；203、泥浆仓下板；204、泥浆仓侧板；205、泥浆仓六边形凸起挤压块；206、泥浆仓；207、上滚轴；208、下滚轴；209、滚轴槽；210、进泥浆管；211、伸缩连杆内活动杆螺孔；301、外固定杆；302、内活动杆；303、腔室；304、弹簧；305、外固定杆螺纹；306、内活动杆螺纹；401、主轴；402、固定连杆；403、花键套；404、内花键；405、外花键；406、卡扣二；407、伸缩连杆螺孔；408、固定连杆螺孔；409、固定连杆螺纹。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。

本发明所述的一种离心挤压式泥浆脱水装置，如图1所示，包括脱水单元尾水仓侧1、脱水单元泥浆仓侧2、伸缩连杆3、旋转轴4、电机5；电机5与旋转轴4通过花键套403连接，伸缩连杆3与旋转轴4通过螺纹连接，脱水单元泥浆仓侧2与伸缩连杆3通过螺纹连接；所述脱水单元尾水仓侧1通过固定连杆402与旋转轴4连接。

如图2和图3所示，脱水单元尾水仓侧1包括尾水仓前板101、尾水仓上板102、尾水仓下板103、尾水仓后板104、尾水仓侧板105、上滑槽轨板106、上滑槽107、下滑槽轨板108、下滑槽109、尾水排出管110、卡扣一111、尾水仓六边形凸起挤压块112、尾水仓113；尾水仓113是由尾水仓前板101、尾水仓上板102、尾水仓下板103、尾水仓后板104、尾水仓侧板105构成的封闭腔体，尾水仓六边形凸起挤压块112位于尾水仓前板101表面，与尾水仓前板101一体连接，尾水排出管110与尾水仓113连通，上滑槽轨板106与下滑槽轨板108前端设有卡扣一111。尾水仓前板101及表覆尾水仓六边形凸起挤压块112由单向透水材料制成。

尾水仓和泥浆仓的六边形凸起挤压块结构，呈蜂窝状阵列排布，相邻六边形单元存在间隔，间隔槽可以一方面可便利导水，即时排除挤压水；另一方面可改变泥浆挤压过程中泥浆的流动状态，相比光滑壁板面，间隔槽使泥浆紊流，即在离心压滤过程中，泥浆始终保持均匀状态，能有效解决在旋转挤压过程中，泥粒因重力沉积在底部而造成泥浆仓上部“无泥可脱”，下部“泥粒堆积”阻碍脱水。

六边形凸起使得泥浆与壁面接触面大，在相同脱水效果上，可采用更小尺寸的泥浆仓，有助于机器安装更多的脱水单元，大幅提升装置整体脱水效能。 凸起六边形面配合半开放式的泥浆仓设计形式，还有利于清理脱水后泥浆仓仓壁的泥饼。

如图4和图5所示，脱水单元泥浆仓侧2包括泥浆仓后板201、泥浆仓上板202、泥浆仓下板203、泥浆仓侧板204、泥浆仓六边形凸起挤压块205、泥浆仓206、上滚轴207、下滚轴208、滚轴槽209、进泥浆管210、伸缩连杆内活动杆螺孔211；泥浆仓是由泥浆仓后板201、泥浆仓上板202、泥浆仓下板203、泥浆仓侧板204构成的半开放腔体，泥浆仓六边形凸起挤压块205位于泥浆仓后板201表面，与泥浆仓后板201一体连接，进泥浆管210与泥浆仓206连通，泥浆仓上板202与泥浆仓下板203设有滚轴槽209，滚轴槽209内分别设有上滚轴207与下滚轴208。脱水单元尾水仓侧1与脱水单元泥浆仓侧嵌套2，并通过上滚轴207、下滚轴208、上滑槽107、下滑槽109实现相对位移。

泥浆仓采用半开放腔体设计，在完成装置组合后，将同尾水仓前板101组成封闭式腔体，上下滚轴的滑动设计可确保装置运行过程中的泥浆仓密闭。

如图6所示，伸缩连杆3包括外固定杆301，内活动杆302，腔室303，弹簧304；外固定杆端部设置外固定杆螺纹305用于连接旋转轴4；内活动杆外侧端部设置内活动杆螺纹306用于连接脱水单元泥浆仓侧2；弹簧304两端分别固定在腔室303底部和内活动杆302里侧端部；内活动杆302可以在腔室303内伸缩。

如图7和图8所示，旋转轴4包括主轴401、固定连杆402、花键套403、伸缩连杆螺孔407；主轴401上设有伸缩连杆螺孔407和固定连杆螺孔408；花键套403由内花键404和外花键405构成；固定连杆402一端设有固定连杆螺纹409用以同主轴401上的固定连杆螺孔408连接，一端设有卡扣二406用以同脱水单元尾水仓侧1的卡扣一111连接。

使用上述的一种离心挤压式泥浆脱水装置的使用方法，包括以下步骤：

S1：组装泥浆脱水装置，封闭尾水排出管110，泥浆经由进泥浆管210注入泥浆仓206，泥浆注入完毕后封闭进泥浆管210；

S2：启动电机5，经由花键套403带动主轴401转动，与此同时与主轴401相连接的脱水单元尾水仓侧1、脱水单元泥浆仓侧2、伸缩连杆3开始转动；

S3：在离心力的作用下，泥浆中的水分透过尾水仓前板101及上覆尾水仓六边形凸起挤压块112进入尾水仓113。脱水单元尾水仓侧1受固定连杆402约束，不产生径向位移；

S4：随着旋转轴4的转动，在离心力的作用下伸缩连杆3中的弹簧304将伸长，内活动杆302向外滑动并顶推泥浆仓后板201，脱水单元泥浆仓侧2通过上滚轴207、下滚轴208、上滑槽107、下滑槽109发生滑移，使得泥浆仓206体积减小，泥浆受到挤压排出的水透过尾水仓前板101及上覆尾水仓六边形凸起挤压块112进入尾水仓113；弹簧的伸长可和转速建立匹配关系，实现转速控制弹簧伸长，进而实现脱水效果的控制；

S5：停止电机5，待整体装置停止旋转后，打开尾水排出管110排除尾水，断开脱水单元尾水仓侧1上的卡扣一111与固定连杆402端部卡扣二406之间的连接，取下脱水单元尾水仓侧1，分别清理尾水仓前板101及上覆尾水仓六边形凸起挤压块112表面和泥浆仓206内壁。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (3)

1.一种离心挤压式泥浆脱水装置，其特征在于：包括脱水单元尾水仓侧（1）、脱水单元泥浆仓侧（2）、伸缩连杆（3）、旋转轴（4）、电机（5）；旋转轴（4）安装于电机（5）上转动，旋转轴（4）通过伸缩连杆（3）牵引一个脱水单元泥浆仓侧（2），一个脱水单元尾水仓侧（1）与一个脱水单元泥浆仓侧（2）相互嵌合形成一个脱水单元；

所述脱水单元尾水仓侧（1）包括尾水仓前板（101）、尾水仓上板（102）、尾水仓下板（103）、尾水仓后板（104）、尾水仓侧板（105）、上滑槽轨板（106）、上滑槽（107）、下滑槽轨板（108）、下滑槽（109）、尾水排出管（110）、尾水仓六边形凸起挤压块（112）、尾水仓（113）；尾水仓（113）由尾水仓前板（101）、尾水仓上板（102）、尾水仓下板（103）、尾水仓后板（104）以及两块尾水仓侧板（105）构成的封闭腔体；尾水仓后板（104）上下端具有延伸部，上端延伸部设有上滑槽轨板（106），下端延伸部设有下滑槽轨板（108），上滑槽轨板（106）与尾水仓上板（102）之间为上滑槽（107），下滑槽轨板（108）与尾水仓下板（103）之间为下滑槽（109）；上滑槽轨板（106）与下滑槽轨板（108）前端设有卡扣一（111）；尾水仓六边形凸起挤压块（112）位于尾水仓前板（101）表面，与尾水仓前板（101）一体连接，尾水仓前板（101）及表覆尾水仓六边形凸起挤压块（112）由单向透水材料制成；尾水排出管（110）与尾水仓（113）连通；所述卡扣一（111）与旋转轴（4）之间设有固定连杆（402）；

所述脱水单元泥浆仓侧（2）包括泥浆仓后板（201）、泥浆仓上板（202）、泥浆仓下板（203）、泥浆仓侧板（204）、泥浆仓六边形凸起挤压块（205）、泥浆仓（206）、上滚轴（207）、下滚轴（208）、滚轴槽（209）、进泥浆管（210）；泥浆仓（206）由泥浆仓后板（201）、泥浆仓上板（202）、泥浆仓下板（203）以及两块泥浆仓侧板（204）构成的半开放腔体，泥浆仓六边形凸起挤压块（205）位于半开放腔体内的泥浆仓后板（201）表面，与泥浆仓后板（201）一体连接，进泥浆管（210）与泥浆仓（206）连通，泥浆仓上板（202）与泥浆仓下板（203）上设有滚轴槽（209），滚轴槽（209）内分别设有上滚轴（207）与下滚轴（208），滚轴槽（209）垂直于脱水单元尾水仓侧（1）和脱水单元泥浆仓侧（2）的嵌合活动方向，泥浆仓上板（202）嵌入上滑槽（107），泥浆仓下板（203）嵌入下滑槽（109）；上滚轴（207）位于泥浆仓上板（202）的滚轴槽（209）中与上滑槽轨板（106）滚动接触，下滚轴（208）位于泥浆仓下板（203）的滚轴槽（209）中与下滑槽轨板（108）滚动接触；所述泥浆仓后板（201）的外侧面与旋转轴（4）之间设有伸缩连杆（3）；所述伸缩连杆（3）包括外固定杆（301），内活动杆（302），腔室（303），弹簧（304）；外固定杆（301）端部设置外固定杆螺纹（305）用于连接旋转轴（4）；内活动杆（302）外侧端部设置螺纹二（306）用于连接脱水单元泥浆仓侧（2）；外固定杆（301）内为腔室（303），弹簧（304）两端分别固定在腔室（303）底部和内活动杆（302）内侧端部；内活动杆（302）可以在腔室（303）内伸缩；所述旋转轴（4）包括主轴（401）、花键套（403）、伸缩连杆螺孔（407）；主轴（401）上设有伸缩连杆螺孔（407）和固定连杆螺孔（408），伸缩连杆螺孔（407）与伸缩连杆（3）对应；花键套（403）由内花键（404）和外花键（405）构成，内花键（404）位于主轴（401）底端，外花键（405）固定于电机（5）的动力输出端上；所述固定连杆（402）一端设有固定连杆螺纹（409）用以同主轴（401）上的固定连杆螺孔（408）连接，另一端设有卡扣二（406）用以同脱水单元尾水仓侧（1）的卡扣一（111）连接。

2.根据权利要求1所述的一种离心挤压式泥浆脱水装置，其特征在于：所述旋转轴（4）上设有至少两个脱水单元，多个脱水单元两两等间距布置在旋转轴（4）周围。

3.根据权利要求1-2中任意一项所述的一种离心挤压式泥浆脱水装置的使用方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1：组装泥浆脱水装置，封闭尾水排出管（110），泥浆经由进泥浆管（210）注入泥浆仓（206），泥浆注入完毕后封闭进泥浆管（210）；

S2：启动电机（5），经由花键套（403）带动主轴（401）转动，与此同时与主轴（401）相连接的脱水单元尾水仓侧（1）、脱水单元泥浆仓侧（2）、伸缩连杆（3）开始转动；

S3：在离心力的作用下，泥浆中的水分透过尾水仓前板（101）及上覆尾水仓六边形凸起挤压块（112）进入尾水仓（113）；脱水单元尾水仓侧（1）受固定连杆（402）约束，不产生径向位移；

S4：随着旋转轴（4）的转动，在离心力的作用下伸缩连杆（3）中的弹簧（304）将伸长，内活动杆（302）向外滑动并顶推泥浆仓后板（201），脱水单元泥浆仓侧（2）通过上滚轴（207）、下滚轴（208）、上滑槽（107）、下滑槽（109）发生滑移，使得泥浆仓（206）体积减小，泥浆受到挤压排出的水透过尾水仓前板（101）及上覆尾水仓六边形凸起挤压块（112）进入尾水仓（113），弹簧的伸长和转速建立匹配关系，实现转速控制弹簧伸长，进而实现脱水效果的控制；

S5：停止电机（5），待整体装置停止旋转后，打开尾水排出管（110）排除尾水，断开脱水单元尾水仓侧（1）上的卡扣一（111）与固定连杆（402）端部卡扣二（406）之间的连接，取下脱水单元尾水仓侧（1），分别清理尾水仓前板（101）及上覆尾水仓六边形凸起挤压块（112）表面和泥浆仓（206）内壁。