CN1259901A - 处理适应螺旋挤压型的容积率的过滤装置 - Google Patents
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Abstract
一种螺旋挤压型过滤装置,其包括一个环形固定盘(1)和环形移动盘(11)交替重叠的结构;一个过滤圆筒(2),由一排固定盘的开口限定固定圆柱形空间(12),螺杆(5)两端部穿过该圆柱形空间延伸到进口和出口腔(1,3);以及用于按照螺杆的旋转使移动盘转动的机构(15,16),其中在过滤圆筒中相邻螺脊之间的空间的容积从进口向出口逐渐减少,使得该容积减少相应于被处理的目标材料的水分的逐渐减少。
Description
本发明涉及一种螺旋挤压型过滤装置，用于过滤含有污泥和其它悬浮体的未净化的水，把其分离成滤液和脱水滤饼。
关于常规的螺旋挤压型过滤装置，比如有一种直通螺旋型过滤圆筒系统，如在日本专利公报昭63-65364(专利号：1520106)中所公开的那样。该系统的过滤装置包括：一个鼓筒；一个安装在不包括鼓筒两端的基本整个长度上的过滤圆筒，用于过滤未净化的水，以便可分离地把其中的水分径向从鼓筒的内部转移到外部；在所述基本整个长度上在鼓筒的外周表面上形成的很多通孔；一个贯通鼓筒的整个长度的螺杆，其伸出所述过滤圆筒，在所述鼓筒内相对端的空间被用作用于未净化的水的进口腔和用于脱水滤饼的出口腔。在过滤圆筒中的过滤通道由构成所述圆筒的交替环形固定和移动盘之间的间隙限定。
在上述装置中，通常，从盘之间的间隙中向过滤圆筒的外周挤压出水分，被挤压向相应于一节距的螺旋叶片的经处理的目标材料的容积(未净化的水经处理后保留的残余物)随着挤压出的水分量逐渐减少。与此相对照，在一般的结构中，其中容积率(处理容积/单位长度)和螺杆节距在过滤圆筒的整个长度上是恒定的。随着逐渐接近过滤圆筒的后端，螺旋负载变得较轻，导致螺杆的后端基本不受负载。
本发明的一个目的是提供一种螺旋挤压装置，其中当目标材料在过滤圆筒中被推进移动以挤压出其中的水分，随着每一螺杆节距处理的目标材料正常减少的量，过滤圆筒每一螺杆节距的处理容量(容积/螺杆节距)在从进口到出口的整个区域中逐渐减少。
为了达到上述目的，本发明提供了一种螺旋挤压型过滤装置，其包括：
a)、一个过滤圆筒，其包括多个环形固定盘和多个移动盘交替重叠的结构，每个固定盘具有一个内径，每个移动盘具有比所述固定盘的内径稍微大一点的另一内径，并且移动盘可在同一平面内摆动，摆动幅度相当于各个所述固定盘和移动盘的内径之间的差值，在盘间限定很小的过滤间隙，所述过滤圆筒具有由一系列所述固定盘中的开口限定的固定圆柱形空间；以及
b)、一个安装在所述过滤圆筒的圆柱形空间中以穿过其延伸的螺杆，带有一个可通过螺杆旋转摆动所述移动盘的机构，由此通过所述过滤圆筒的进口端供进的未净化的水被推动到或推进到出口端，同时所述盘间的过滤间隙总是由于移动盘的摆动重复出现；
c)、所述螺旋挤压型过滤装置的特征在于，处理的所述过滤圆筒的每一螺杆节距的容积在从进口端到出口端的区域中逐渐减少。
在上述结构中，有三个系统的装置，用于在从进口端到出口端的区域中逐渐减少处理的每一螺杆节距的容积：①用于在所述过滤圆筒的从进口端到出口端的区域中逐渐减少螺杆节距的装置，②用于在所述过滤圆筒的从进口端到出口端的区域中逐渐增加螺杆的轴径的装置，以及③用于在所述过滤圆筒的从进口端到出口端的区域中逐渐减少过滤圆筒的内径和与此相应的螺杆横截面的投影面积的装置。
在根据本发明的螺旋挤压型过滤装置中，其中按照所述三个系统中的一个，处理的过滤圆筒的每一螺杆节距的容积在从进口端到出口端的区域中逐渐减少，受到逐渐水挤压变硬的目标材料的每一螺杆节距的处理量相应地逐渐减少，由此螺杆上的负载的分配很均匀，以保证在过滤圆筒的整个长度上进行充分的水挤压。
下面将结合附图描述本发明的最佳实施例的螺旋挤压型过滤装置，其中：
图1是示出螺杆节距逐渐减少的螺旋挤压型过滤装置的一个实施例的纵剖面图；
图2是沿图1中的箭头方向I-I的剖面图；
图3是沿图2中的箭头方向II-II的不完整剖面图；
图4是示出螺杆轴径逐渐增加的系统的螺旋挤压型过滤装置的一个实施例的纵剖面图；以及
图5是示出过滤圆筒的内径逐渐减少的系统的螺旋挤压型过滤装置的一个实施例的纵剖面图。
如图1所示，根据本发明第一实施例的螺旋挤压型过滤装置包括从图1中的右侧看过去串接在一起的一个进口腔1、一个过滤圆筒2和一个出口腔3，其中在从进口腔1到出口腔3的过滤装置的整个长度上延伸的螺杆5经过过滤圆筒2中的圆柱形空间4。进口部1a形成在进口腔1的上部，用于接收将被处理的未净化的水，同时出口部3a形成在出口腔3的下部。螺杆5被制成这样的形状，即节距从进口处的这些螺旋叶片5a的节距A到出口处的这些螺旋叶片的节距B连续减少(因此，B＜A)，以便适应目标材料的容积，该目标材料被脱水而容积逐渐减少。
过滤圆筒2的前端盘6a和后端盘6b分别限定进口腔1和出口腔3的边界。形成过滤圆筒的内壁延伸部分的后端圆筒7通过后端盘6b的校准开口突出。直径逐渐减小的螺旋轴5a的后端轴部5b安装在用于控制挤压材料的排出的阀门盘8上面。阀门盘8由安装在阀门盘8后面的后端轴部5b上的弹簧9支撑。所述弹簧9将阀门盘8压向后端圆筒7的末端边缘和螺旋轴5a(轴部5b的根部)的后端，使得过滤圆筒2的出口在该设备的停工期间被关闭，直到受处理的材料在该装置的操作开始后在压力下供入。
过滤圆筒2包括很多环形固定盘11和很多环形移动盘12，固定盘11由搭在前端盘6a和后端盘6b之间的四个支撑棒10(图2)固定定位，移动盘12具有直径略大于环形固定盘的直径的中心开口直径，环形固定盘和移动盘彼此交替布置，其间限定很小的过滤间隙。移动盘12可在同一平面内由后面将要描述的凸轮机构摆动，幅度相应于移动盘和固定盘之间的孔径的差值。在这种情况下，在所有固定盘11中的一系列开口限定所述的圆柱形空间4，由于移动盘12的摆动运动，移动盘12窄于圆柱形空间4的内周表面的可能性是不存在的。因此，螺杆5的叶片的外边缘可紧贴该内周表面并连续转动。
螺旋轴5a和5b的末端由安装在进口腔1和出口腔3的外端盘13a和13b上的轴承支撑，从安装在出口腔的外端盘13上的轴承突出的轴部5b的后端被驱动通过齿轮或类似物旋转，并且通过一个齿轮组14与另一个转轴15活动连接。如图2中所示，转轴15在过滤装置下面和外端盘13a和13b之间延伸，并且位于过滤圆筒2中的部分直径减小，直径减小部分15’在所述直径减小部分15的外周表面上具有径向延伸的凸轮键16。
固定盘11最好为环形盘，其具有限定过滤圆筒2的外周表面的外周和限定前述圆柱形空间4的开口，并且由穿过其间延伸的四个所述支撑棒10支撑，在小圆形盘也由穿过其间延伸的所述四个支撑棒10支撑的形式下由隔片17彼此隔开。另一方面，移动盘12是环形盘，其具有略小于固定盘11的外周，并形成有围绕隔片17的凹口18，其周围留下足够的空白，并且移动盘12具有直径略大于固定盘11中的开口(即大于圆柱形空间4)的开口19，并在移动盘12的上区域和下区域中形成上孔20a和下孔20b，支杆21松配合地固定在上孔20a中，前述转轴15的中间较窄直径部分15’固定在下孔20b中。如图1中所示，较窄直径部分15’通过固定盘11中的下孔延伸，下孔的直径相应于或大于凸轮键16的圆形路径，由此，固定盘11在它们的固定状态下允许较窄直径部分15’和转轴15的旋转。此外，由于移动盘12中的前述下孔20b的直径略大于较窄直径部分15’的直径加上凸轮键16的突出高度，移动盘12由凸轮驱动，以便在凸轮键16旋转时进行离心旋转，使得移动盘12围绕穿过上孔20a延伸的支杆21主要做垂直摆动。
接着，如图3中所示，图3是沿图2中箭头方向II-II的不完整剖面图，凹口18中的隔片17的厚度决定相邻固定盘10之间的间隔，在这种情况下，固定盘的厚度略大于移动盘11的厚度，结果是在相邻的盘10和11之间限定了很小的过滤间隙；因此，完成了包括大量的盘10和11的结构的过滤圆筒2(图1)。
在上述的第一实施例的结构中，当螺杆5被驱动时，转轴15同时由齿轮组14转动，凸轮键16的转动使得移动盘12中的下孔20b(见图2)进行离心旋转，并伴随局部的离心旋转，如上所述，所有的移动盘12在上孔20a围绕支杆21的摇摆运动允许的范围内摆动，在这种情况下，凸轮键16的高度被设定为等于固定盘11和移动盘12之间的内径的差值，并且小孔20a的内径和支杆21的直径之间的差值也被设定为等于此。因此，移动盘12中的开口19的尺寸被制成这样，即在图2中所示的最下面的位置，它们的上边缘与固定盘11中的开口的上边缘部分即过滤圆筒2的内周表面的上端相符合一致，同时在最上面的位置，当转轴15已经转过半圈时，它们的下边缘与固定盘10中的开口的下边缘部分即过滤圆筒2的内周表面的下端相符合一致；因此，移动盘12在转轴15的旋转一圈期间从不进入过滤圆筒内周表面4的内部。
通过进口部1a供入的未净化的水由螺杆5推进到进口腔1，从进口腔1供入过滤圆筒2。未净化的水在过滤圆筒2中被螺杆5逐渐挤压过滤，径向通过过滤间隙，过滤间隙总是由于移动盘12的摆动在移动盘12和固定盘11之间滑动地重复出现，滤液通过外周面排出。当目标材料被螺杆5向前推进时，目标材料水分的减少，即目标材料容积的减少最初由进行的挤压和脱水造成。在该实施例中，螺杆5的节距在从进口腔1到出口腔3的区域上相应的减少。因此，有可能消除常规装置的缺陷，即该缺陷是，随着位置向前，螺杆5上的目标材料的负载强度突然从最佳值降低，使得没有在特定水平上受到充分处理的目标材料到达出口腔3并通过出口部3a排出。
因此，在该实施例的螺旋挤压型过滤装置中，相应于一节距的未净化的水(目标材料)由具有逐渐减少的节距的螺杆5推进，使得受处理的容积/单位时间(处理率)随着目标材料移动到下游区域而下降。因此，污泥浓度增加且脱水率：压力关系降低的目标材料可受到长时间的处理，以便进一步脱水，结果是完全降低了通过出口部3a排出的滤饼的水分。
图4示出了螺旋轴直径逐渐增加的类型的过滤装置的一个实施例，其是本发明的第二种形式。在该实施例中，如图1和图2中所示的过滤装置一样，螺杆节距没有变化，而是螺杆5’的轴5a’的直径在从进口腔1到出口腔3的区域上逐渐增加，比如从过滤圆筒2前的直径A’至不到过滤圆筒2中的出口腔处的直径B’(B’＞A’)。该结构的其余部分与图1和图2中所示的实施例相同，相同的部件用相同的标号表示，不再赘述。
在该实施例中，螺旋轴5a’的直径相应于目标材料水分即在从进口腔1到出口腔3的区域上减少的螺杆节距目标材料容积的减少而增加，由此，相邻螺脊之间的空间的容积减少。因此，有可能消除常规装置的缺陷，即该缺陷是，随着位置向前，螺杆5’上的目标材料的负载强度突然从最佳值降低，使得没有受到充分处理的目标材料到达出口腔3并通过出口部3a排出。也就是说，在该实施例的螺旋挤压型过滤装置中，相应于一节距的未净化的水(目标材料)由螺杆5’推进逐渐来到节距空间容积减少的位置，由此有可能实现进一步脱水，同时保留螺杆5’上的最佳负载强度。结果是，充分降低了通过出口部3a排出的滤饼的水分。
图5示出了过滤圆筒的内径逐渐减少的类型的过滤装置的一个实施例，其是本发明的第三种形式。在该实施例中，不是如前述实施例那样螺杆节距或螺旋轴直径发生变化，而是过滤圆筒2’的内径在从进口腔1到出口腔3的区域上逐渐减少，比如从过滤圆筒2前的直径A”至不到过滤圆筒2中的出口腔处的直径B”(B”＜A”)。因此，螺杆5”的叶片直径(横剖面的凸出直径)相应地逐渐增加。该结构的其余部分与前述实施例相同，相同的部件用相同的标号表示，不再赘述。
在该实施例中，过滤圆筒2’的直径相应于目标材料水分即在从进口腔1到出口腔3的区域上减少的螺杆节距的目标材料容积的减少而减少，由此，相邻螺脊之间的空间的容积减少。因此，有可能消除常规装置的缺陷，即该缺陷是，随着位置向前，螺杆5”上的目标材料的负载强度突然从最佳值降低，使得没有受到充分处理的目标材料到达出口腔3并通过出口部3a排出。也就是说，在该实施例的螺旋挤压型过滤装置中，相应于一节距的未净化的水(目标材料)由螺杆5”推进逐渐来到节距空间容积减少的位置的，由此有可能实现进一步脱水，同时保留螺杆5’上的最佳负载强度。结果是，充分降低了通过出口部3a排出的滤饼的水分。
如迄今为止所描述的，本发明提供了一种螺旋挤压型过滤装置，其中在由过滤圆筒的螺杆节距限定的空间中的处理容积逐渐减少，由此有可能增加过滤和脱水功能，并且使处理的滤饼的水分充分的低。
权利要求书
按照条约第19条的修改
1、一种螺旋挤压型过滤装置，其包括：
a)、一个过滤圆筒，其包括多个环形固定盘和多个移动盘交替重叠的结构，每个固定盘具有一个内径，每个移动盘具有比所述固定盘的内径稍微大一点的另一内径，并且移动盘可在同一平面内摆动，摆动幅度相当于各个所述固定盘和移动盘的内径之间的差值，在盘间限定很小的过滤间隙，所述过滤圆筒具有由一系列所述固定盘中的开口限定的固定圆柱形空间；
b)、一个安装在所述过滤圆筒的圆柱形空间中以穿过其延伸的螺杆，带有一个可通过螺杆旋转摆动所述移动盘的机构，由此通过所述过滤圆筒的进口端供进的未净化的水被推动到或推进到出口端，同时所述盘间的过滤间隙总是由于移动盘的摆动重复出现；以及
c)、与安装在所述过滤圆筒的后端的所述螺杆的后端相对的阀门盘，其限定了圆筒的出口端，用于关闭所述出口端，直到将被处理的未净化的水在压力下供入所述出口端；
d)、所述螺旋挤压型过滤装置的特征在于，处理的所述过滤圆筒的每一螺杆节距的容积在从进口端到出口端的区域中逐渐减少。
2、按照权利要求1所述的螺旋挤压型过滤装置，其特征在于，螺旋轴的直径在从所述过滤圆筒的进口端到出口端的区域中逐渐增加，由此逐渐减少处理的容积。
3、按照权利要求1所述的螺旋挤压型过滤装置，其特征在于，过滤圆筒的内径和相应于此的螺杆的横剖面的凸出直径在从所述过滤圆筒的进口端到出口端的区域中逐渐减少，由此逐渐减少处理的容积。
Claims (4)
1、一种螺旋挤压型过滤装置，其包括：
a)、一个过滤圆筒，其包括多个环形固定盘和多个移动盘交替重叠的结构，每个固定盘具有一个内径，每个移动盘具有比所述固定盘的内径稍微大一点的另一内径，并且移动盘可在同一平面内摆动，摆动幅度相当于各个所述固定盘和移动盘的内径之间的差值，在盘间限定很小的过滤间隙，所述过滤圆筒具有由一系列所述固定盘中的开口限定的固定圆柱形空间；以及
b)、一个安装在所述过滤圆筒的圆柱形空间中以穿过其延伸的螺杆，带有一个可通过螺杆旋转摆动所述移动盘的机构，由此通过所述过滤圆筒的进口端供进的未净化的水被推动到或推进到出口端，同时所述盘间的过滤间隙总是由于移动盘的摆动重复出现；
c)、所述螺旋挤压型过滤装置的特征在于，处理的所述过滤圆筒的每一螺杆节距的容积在从进口端到出口端的区域中逐渐减少。
2、按照权利要求1所述的螺旋挤压型过滤装置，其特征在于，螺杆节距在从所述过滤圆筒的进口端到出口端的区域中逐渐减少，由此逐渐减少处理的容积。
3、按照权利要求1所述的螺旋挤压型过滤装置，其特征在于，螺旋轴的直径在从所述过滤圆筒的进口端到出口端的区域中逐渐增加，由此逐渐减少处理的容积。
4、按照权利要求1所述的螺旋挤压型过滤装置，其特征在于，过滤圆筒的内径和相应于此的螺杆的横剖面的凸出直径在从所述过滤圆筒的进口端到出口端的区域中逐渐减少，由此逐渐减少处理的容积。
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