CN205343882U - 一种畜禽干清粪便固液分离设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种畜禽干清粪便固液分离设备。主要包括外壳，外壳内自上之下依次设有破损单元、进给单元和固液分离单元；所述破损单元包括主轴，主轴上固定连接有多个兼顾搅拌与破损粪便表面粘膜的旋齿；所述固液分离单元包括固定连接于外壳上的第一驱动电机，第一驱动电机通过第一减速机带动固液分离绞龙旋转；粪便从破损单元进入后，经过进给单元进给至固液分离单元进行固液分离，分离后流体从出水端流出，固体从出料端流出。本装置通过设计全新的结构，能够在初次少量加水，后续循环使用少量废水的情况下，实现畜禽干清粪便的高效固液分离。

Description

一种畜禽干清粪便固液分离设备

技术领域

本实用新型涉及农业设备相关技术领域，具体的说，是涉及一种畜禽干清粪便固液分离设备。

背景技术

随着养殖业的规模化快速发展，畜禽数量的大幅增加将产生大量的畜禽粪便。目前养殖业清理畜禽粪便普遍采用水冲(泡)粪方式，消耗大量的水资源，导致大量的畜禽粪便污水排放。养殖业产生的畜禽粪便已成为环境污染的重要来源。

对畜禽粪便进行无害化处理，实现资源化利用是解决畜禽粪便带来的大气、水资源、农田等污染问题的有效途径。

固液分离装备是对畜禽粪便无害化处理，实现资源化利用的关键设备。现有固液分离设备主要是针对水冲(泡)粪方式的畜禽粪便的固液分离，喂入易产生架桥阻塞，同时固体产出物含水率高、自动化程度低、效率低。

目前现有的固液分离机采用普通螺旋挤压、出口压力重锤调整结构，应用在水冲(泡)粪方式的粪便固液分离固体产出物含水率在60％以上。固体含水率高限制了固体产出物的无害化处理和后续再利用途径。

目前现有的畜禽粪便固液分离设备多数采用液下泵泵入进料，干清粪便无法直接泵入。又因为干清粪便表层包裹一层粘膜，现有的固液分离机在挤压之前没有破坏这层黏膜的机构，造成粪便中的液体分离率很低。因此，现有的畜禽粪便固液分离设备只适用于大量水冲(泡)粪处理至粪便含水量高达百90％或以上的方式，造成大量水资源浪费。又因为粪便在固液分离前含水率过高，在本质上决定了固液分离后的干粪便依然具有较高的含水率。

因此，如何设计一种装置，来实现畜禽干清粪便的固液分离，且分离过程中实现少加水或者废水循环利用，既实现粪便的高效固液分离，又能有效节约水资源,是本领域技术人员亟需解决的问题。

实用新型内容

本实用新型的目的是为克服上述现有技术的不足，提供一种畜禽干清粪便固液分离设备。本装置通过设计全新的结构，实现了畜禽粪便的高效固液分离。

为了达成上述目的，本实用新型采用如下技术方案：

一种畜禽干清粪便固液分离设备，包括外壳，外壳内自上至下依次设有破损单元、进给单元和固液分离单元；

所述破损单元包括主轴，主轴上固定连接有多个兼顾搅拌与破损粪便表面粘膜的旋齿；

所述固液分离单元包括固定连接于外壳上的第一驱动电机，第一驱动电机通过第一减速机带动固液分离绞龙旋转；

粪便从破损单元进入后，经过进给单元进给至固液分离单元进行固液分离，分离后流体从出水端流出，固体从出料端流出。

优选的，固液分离绞龙为变径变螺距螺旋结构，固液分离绞龙的直径及螺距自接受减速机动力的一端向另一端逐渐变小。

优选的，所述破损单元包括搅拌箱，搅拌箱顶部具有竖直设置的第二驱动电机及投料口，第二驱动电机带动主轴旋转。

优选的，所述进给单元包括位于搅拌箱底部并横向设置的第三驱动电机，第三驱动电机通过第二减速机带动搅拌箱内部的定量进给绞龙转动。

优选的，所述出料端外侧具有挡板，挡板一侧依次与弹簧和螺杆相连接，螺杆接受调节电机的转矩实现自身转动，螺杆的另一端通过螺纹副与电机相适配，调节电机安装于电机支架上。

优选的，所述挡板内嵌设有水分传感器。

优选的，所述外壳被机架支撑，机架上设有电控系统，水分传感器将信号传递给电控系统，且电控系统控制所有的电机运转。

优选的，所述外壳内具有动静片支架，动静片支架上固定连接有多个静片，相邻的静片之间放置有动片，固液分离绞龙贯穿于所有的动片和静片。

优选的，所述挡板为锥形结构。

在提供结构方案的同时，本实用新型还提供了一种利用上述固液分离设备进行禽畜粪便固液分离的方法，包括如下步骤：

A、根据设计需要调节挡板与固液分离绞龙之间的距离；

B、禽畜粪便与水混合后进入破损单元进行搅拌；

C、进给单元将搅拌后的混合物输送至固液分离单元；

D、第一驱动电机启动，混合物被固液分离绞龙输送压缩，完成固液分离。

本实用新型的有益效果是：

(1)固液分离绞龙旋转的过程中，粪便中的液体通过动片、静片之间的缝隙流出，这期间动片会随着粪便转动和移动，由于动片的可移动性，既保证了粪便中液体的挤压分离，又解决了固定式筛网筛孔易堵塞粪便的弊端，减少了筛网清理的频率，降低了清理的难度；

(2)水分传感器内嵌在挡板中，利用粪便介电常数和粪便容积含水量所存在的线性关系，实时测量挤压室出口端的固体物含水率；

(3)电控系统不仅具有常用的启、停功能，还能实时接收水分传感器传回的数据，利用控制器对数据进行实时处理，并输出电信号对电机进行控制；

(4)出料口挡板外侧通过压簧的压力进行压紧，压簧的压缩程度通过伺服电机的转动，控制螺杆的移动，通过螺杆的移动控制压簧的压缩程度，最终改变挡料板的开口压力，通过监测粪便的含水率，实时控制挡料板的开口压力，实现粪便固液分离含水量的控制，并首次实现在类似固液分离设备上的自动化控制。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为本实用新型中破损单元的结构示意图；

图3为本实用新型中动片、静片及固液分离绞龙的相对关系图；

图4为本实用新型中压缩弹簧的配合图；

图中1、第一驱动电机，2、第一减速机，3、第三驱动电机，4、输入室，5、第二减速机，6、定量进给绞龙，7、搅拌箱，8、投料口，9、挤压室，10、动片，11、静片，12、挡板，13、水分传感器，14、调节电机，15、压缩弹簧，16、机架，17、出水软管，18、出水口，19、固液分离绞龙，20、电控系统，21、第二驱动电机，22、旋齿，23、螺杆，24、外壳，25、出料口，26、电机支架，27、动静片支架，28、旋齿轴，29、螺栓组，30、连接架。

具体实施方式

下面将结合附图对本实用新型进行详细说明。

实施例：一种畜禽干清粪便固液分离设备，其结构如图1所示：包括外壳24，外壳24内自上至下依次设有破损单元、进给单元和固液分离单元，固液分离单元的一侧为压力调节单元。

所述压力调节单元包括挡板12，用以调节固液分离单元内固体粪便的含水量。

所述固液分离单元包括固定连接于外壳24上的第一驱动电机1，第一驱动电机1通过第一减速机2带动固液分离绞龙19旋转，固液分离绞龙19与挡板12配合实现固液分离。所述挡板12为锥形结构，外壳24上设有与之适配的锥形口。

锥形结构的挡板12，使挡板12与挤压室末端接触处为锥形结构，优势为：一、关闭时能够对挤压室起到更好的密封作用；二、开启时能够更好的控制压力的释放，提高固液分离的效果。

所述第一驱动电机1为变频电机，第一减速机2为斜齿轮减速机。

为了提高第一减速机2的寿命，防止泄漏，第一减速机2与外壳24通过螺栓连接，在连接部位采用迷宫密封机构，防止粪便中的液体流入减速机，造成减速机内部腐蚀，影响设备寿命。

固液分离绞龙19包括两部分，左侧部分为固定直径和螺距的结构，右侧部分为径变螺距螺旋结构，左右部分一体成型。固液分离绞龙19右侧部分的直径及螺距自接受减速机动力的一端向另一端逐渐变小。来实现对畜禽粪便的挤压压力变大，因此粪便越接近挤压室末端，受到的压强越大，并在末端聚集；

参考图2所示，破损单元包括搅拌箱7，搅拌箱7顶部具有竖直设置的第二驱动电机21及投料口8，第二驱动电机21带动旋齿轴28(即主轴)旋转。旋齿轴28通过连接架30及螺栓组29固定连接有旋齿22。旋齿22转动来实现粪便的搅拌，搅拌后的混合物成流体状。又因为旋齿的边缘具有锋利刃部，所以旋齿22还能打破粪便表面的粘膜类物质。

所述进给单元包括位于搅拌箱7底部并横向设置的第三驱动电机3，第三驱动电机3通过第二减速机5带动搅拌箱7内部的定量进给绞龙6转动。通过控制第三驱动电机3的转速，可以控制流体粪便进入输入室4的流量，防止粪便在进料端的堵塞。

所述第二减速机5为摆线针轮减速机。

参考图4所示，压力调节单元包括固定连接于外壳上的调节电机14，调节电机14带动螺杆23转动，螺杆23的一端通过螺纹副与调节电机14相配合，螺杆23另一端固定连接有压缩弹簧15，压缩弹簧15与挡板12固定连接。

所述调节电机14优选为伺服电机，螺杆23贯穿于伺服电机的两端。

所述挡板12内嵌设有水分传感器13。

所述外壳24被机架16支撑，机架16上设有电控系统20，水分传感器13将信号传递给电控系统20，且电控系统20控制所有的电机运转。

参考图3所述，固液分离绞龙19外侧环套有多个动片10和多个静片11，二者间隔设置，静片11固定连接于动静片支架27上，动静片支架27固定连接于壳体内部。

上述动片10和静片11构成动、静叠片筛网结构。静片11固定在外壳24内，动片10布置在静片11两侧，动静片均具有中心通孔，通孔内为固液分离绞龙19。固液分离绞龙19旋转时，推动流体粪便向挤压室末端聚集，粪便中的液体通过动片10、静片11之间的缝隙流出，这期间动片10会随着粪便转动和移动，由于动片10的可移动性，既保证了粪便中液体的挤压分离，又解决了固定式筛网筛孔易堵塞粪便的弊端，减少了筛网清理的频率，降低了清理的难度。

使用本装置进行固液分离的原理与步骤是：

A、根据设计需要调节挡板12与固液分离绞龙19之间的距离。

B、畜禽干清粪通过投料口8放入搅拌箱7，按照30％或30％以下的比例加水混合，第二驱动电机21带动旋齿22转动，通过搅拌，将粪便与水充分混合，最终成为流体状。流体状粪便的含水率约为80％。当然也可以是75％或70％。

C、启动第三驱动电机3，流体粪便通过定量进给绞龙6的推动作用，自右至左均匀的进入固液分离机的输送室4；

启动第一驱动电机1，固液分离绞龙19随之运转。固液分离绞龙19靠近输送室4端的螺旋叶片为固定螺距和半径，主要起输送流体粪便进入挤压室9的作用，进入挤压室9后，通过变径变螺旋挤压结构将粪便向出料口26推进，由于螺距和螺旋半径越来越小，且采用了创新的动静叠片筛网，流体粪便不断向前推进并受到挤压，水分从众多的动、静片间的缝隙渗出。

参考图3所示：相邻两个静片11之间的距离不变，静片11之间的动片10可以移动和旋转，但动、静片之间的最大间隙受到限制，因此能够对流体粪便起到很好的固液分离作用，同时动片10的可移动性也解决了固定式筛网易堵塞的缺点，减少了维护时间，降低了维护成本。

随着畜禽粪便在挤压室末端受到的挤压力越来越大，粪便中的水分被强制挤出，透过动静叠片筛网流入外壳内部，并最终通过出水口18流出，出水口18可外接出水软管17，将液体引入沉淀池，进行自然静止沉淀,沉淀后的水可以进行重复利用，以节约水资源。

表层液体可以直接泵入搅拌箱7，与干清粪便混合，进行下一次搅拌，实现循环利用。也可将分离出的液体，注入沼气池，生成沼气，产生经济效益。

在挤压室9的末端，挡板12上安装有水分传感器13，传感器探针插入固体粪便物实时检测含水量，传感器的数据传回电控系统20，电控系统20通过水分数据控制调节电机14的正反转，进一步控制螺杆23的运动，螺杆23与压缩弹簧16连接在一起，从而控制压缩弹簧16的预压缩程度，改变压缩弹簧16的压紧力，最终控制挡板12的开合压力，实现了固体粪便含水量的可调。

因为有电控系统20的存在，所以整个系统实现闭环控制，最终实现对固体分离物含水量的控制。当含水量达到预设值时，挡板12的压力不再增大，挡板12被推开，粪便从设备中卸出，完成畜禽粪便的液体与固体分离。

采用了上述结构后，本装置通过少量加水即可实现禽类粪便的高效固液分离，且分离后的水可以循环使用，极大的避免了现有技术中水冲(泡)方式进行粪便处理过程中大量水资源浪费且处理后的粪便含水率较高的问题。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新型。对实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现，未予以详细说明和局部放大呈现的部分，为现有技术，在此不进行赘述。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和特点相一致的最宽的范围。

Claims (9)

1.一种畜禽干清粪便固液分离设备，其特征在于，包括外壳，外壳内自上之下依次设有破损单元、进给单元和固液分离单元；

所述破损单元包括主轴，主轴上固定连接有多个兼顾搅拌与破损粪便表面粘膜的旋齿；

所述固液分离单元包括固定连接于外壳上的第一驱动电机，第一驱动电机通过第一减速机带动固液分离绞龙旋转；粪便从破损单元进入后，经过进给单元进给至固液分离单元进行固液分离，分离后流体从出水端流出，固体从出料端流出。

2.根据权利要求1所述的畜禽干清粪便固液分离设备，其特征在于，所述固液分离绞龙为变径变螺距螺旋结构，固液分离绞龙的直径及螺距自接受减速机动力的一端向另一端逐渐变小。

3.根据权利要求1所述的畜禽干清粪便固液分离设备，其特征在于，所述破损单元包括搅拌箱，搅拌箱顶部具有竖直设置的第二驱动电机及投料口，第二驱动电机带动主轴旋转。

4.根据权利要求1所述的畜禽干清粪便固液分离设备，其特征在于，所述进给单元包括位于搅拌箱底部并横向设置的第三驱动电机，第三驱动电机通过第二减速机带动搅拌箱内部的定量进给绞龙转动。

5.根据权利要求1所述的畜禽干清粪便固液分离设备，其特征在于，所述出料端外侧具有挡板，挡板一侧依次与弹簧和螺杆相连接，螺杆接受调节电机的转矩实现自身转动，螺杆的另一端通过螺纹副与调节电机相适配，调节电机安装于电机支架上。

6.根据权利要求5所述的畜禽干清粪便固液分离设备，其特征在于，所述挡板内嵌设有水分传感器。

7.根据权利要求1所述的畜禽干清粪便固液分离设备，其特征在于，所述外壳被机架支撑，机架上设有电控系统，水分传感器将信号传递给电控系统，且电控系统控制所有的电机运转。

8.根据权利要求1所述的畜禽干清粪便固液分离设备，其特征在于，所述外壳内具有动静片支架，动静片支架上固定连接有多个静片，相邻的静片之间放置有动片，固液分离绞龙贯穿于所有的动片和静片。

9.根据权利要求5所述的畜禽干清粪便固液分离设备，其特征在于，所述挡板为锥形结构。