CN208308661U - 一种阴极可自动除垢的电动能脱水机 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种阴极可自动除垢的电动能脱水机，包括机架，机架的一端为进料部，另一端为出料部，两者之间为电动能脱水部，电动能脱水部包括若干首尾排列的脱水模块，每个脱水模块下方为阴极，上方对应的设有可升降的阳极板，下滤带环绕各个阴极，可在进料部与出料部之间循环转动，电动能脱水部的阴极为一条板链带，板链带由金属质的链板环绕连接，可在进料部与出料部之间循环转动；板链带环位于下滤带环内侧；在脱水模块列的首尾之间，下滤带适配的位于板链带上方；机架的出料部一端设有可对板链带外表面进行除垢的清洁部。本实用新型的有益效果是：可以方便的对阴极进行除垢作业，从而使整机可以高效连续的进行脱水作业。

Description

一种阴极可自动除垢的电动能脱水机

技术领域

本实用新型属于环保领域，具体是一种阴极可自动除垢的电动能脱水机，主要应用于污泥处理工艺上。

背景技术

电动能脱水是利用外加直流电场增强污泥脱水性能的方法，它可在污泥不加药剂调质的前提下脱除污泥间隙水、毛细水，其脱水性能优于机械方法，对污泥饼后续处置及资源化利用带来一系列好处，是一种先进的污泥脱水技术。污泥内含物质成分复杂，所含水份中溶解有多种化学物质，因此当脱水机使用一段时间后，阴极必然产生积垢现象。积垢的存在会带来阴极板导电性快速下降，能耗增加，处理耗时延长，处理量降低，设备无法连续正常工作，脱水作业效率受到影响。中国专利文献CN104671632A 于2015年6月3日公开了“序批式电渗透污泥深度脱水设备及方法”，该设备包括密闭的框架，框架内安置有阳极组件和阴极组件；阴极组件包括支撑于框架下部的传动轮组，传动轮组上套设有首尾相接呈环状的阴极滤布，阴极滤布内侧设有阴极板；阳极组件包括一组与阴极板相对的阳极板、支撑于框架上部的固定座，阳极板分别经传动件支撑于固定座上；阳极板背离传动件的一侧设有阳极滤布；阳极板与阴极板之间形成污泥处理空间；阳极板表面依次设有中间层和表面活性层。要解决结垢的问题，需要经常性除垢。该方案采用的是转动阴极，但是阴极表面覆盖有同步运转的滤布，无法对阴极板表面进行除垢处理，因此该方案如果不做进一步改进将难以推广使用。中国专利文献CN206535264U于2017年10月3日公开了“一种电动能平板压榨脱水机”，包括机架和直流电源，机架的一端为进料端，另一端为出料端，还包括滤带；进料端与出料端之间设有至少一个平板脱水模块，平板脱水模块的上部包括可竖直往复运动的阳极板，下部包括固定的阴极板，阴极板上设有密封框；阳极板的下底面和阴极板的顶面均平行与水平面；阳极板的运动方向与密封框的位置对应；滤带循环转动，其中位于进料端和出料端之间的部分位于密封框和阳极板之间；直流电源的阳极与阴极分别连通阳极板和阴极板。该技术方案采用的是固定阴极，除垢需要停机后拆下阴极板，经过人工刷洗再重新安装复位。根据厂家实际应用的数据，整机平均每工作8小时就需要进行一次除垢作业，而除垢作业就需要耗时5-6小时，使一个作业班组的作业时长延长至13-14小时。这样的时间成本和人工成本显然不够理想。

实用新型内容

基于上述问题，本实用新型提供一种阴极可自动除垢的电动能脱水机，可以方便的对阴极进行除垢作业，从而使整机可以高效连续的进行脱水作业。

为了实现实用新型目的，本实用新型采用如下技术方案：一种阴极可自动除垢的电动能脱水机，包括机架，机架的一端为进料部，另一端为出料部，两者之间为电动能脱水部，电动能脱水部包括若干首尾排列的脱水模块，每个脱水模块下方为阴极，上方对应的设有可升降的阳极板，下滤带环绕各个阴极，可在进料部与出料部之间循环转动，电动能脱水部的阴极为一条板链带，板链带由金属质的链板环绕连接，可在进料部与出料部之间循环转动；板链带环位于下滤带环内侧；在脱水模块列的首尾之间，下滤带适配的位于板链带上方；机架的出料部一端设有可对板链带外表面进行除垢的清洁部。

本技术方案中，设计了金属材质的板链带作为阴极，而且板链带可以在外力带动下转动。当脱水机处于正常的脱水作业时，板链带是不动的；当需要进行除垢时，板链带会逐步转动，板链带的表面被清洁部刷洗，完成除垢。清洁部可以采用各种物理或者化学手段对转动离开脱水工作区域的板链带进行除垢，例如钢丝刷物理刷除，例如可以向板链带上喷洒弱酸性液体后进行冲洗的若干喷头，等等。完成除垢后的板链带处于非脱水工作区域内，等待另一半转动循环后。这样设计后，脱水机的除垢作业不再需要繁琐的阴极拆装操作，时间被大幅压缩至仅需十几分钟。而且这样的设计方案，还能根据结垢程度调节除垢作业的频率和强度，充分实现除垢作业的自动化，大大优化了设备的作业效率，提高了处理能力。

作为优选，板链带设有至少2条链条，链条长度与板链带相等，在链板的宽度方向上等距设置，各个链板首尾衔接的固定在链条上；链条由主动链轮和从动链轮张紧成长环形，长环形一端位于进料部，另一端位于出料部。本方案采用的板链带，在链板的宽度方向上布设有至少2条链条来连接各个板链组成板链带，并且链条由主动链轮和从动链轮张紧，一端位于进料部，另一端位于出料部，确保板链带对整个脱水作业区域的全程的承载作用和导电作用。

作为优选，清洁部包括与板链带等宽的钢丝辊刷，钢丝辊刷的刷毛尖端触及链板的外端面；还包括高压喷枪，高压喷枪的喷淋范围覆盖钢丝辊刷与链板接触的位置。本方案中，清洁部选用的是钢丝辊刷，钢丝辊刷与板链带的动力辊同步转动但是转速不同，使钢丝辊刷的刷毛尖端对板链带表面形成刮刷动作，即可实现除垢效果。清洁部中还安装有高压喷枪，可以配合钢丝辊刷一边刷除一边喷出洗涤液，提高除垢效果。

作为优选，机架上设有可调节板链带张紧度的张紧轮。板链带的松紧程度决定了其对物料的承载效果，对电渗透脱水作业效率有直接影响，也会影响到除垢作业时钢丝刷的刷除效果，因此有必要通过张紧轮来张紧板链带。

作为优选，链板上阵列的布设有排水通孔，排水通孔贯通链板的厚度方向。排水通孔可以加速在脱水过程中从物料中渗出的液体，排出板链带。

作为优选，排水通孔的形状为长圆形，长圆形的长度方向平行于链板的宽度方向。本方案选择的排水通孔为长圆孔，可以破坏液体的表面张力，使物料渗出液加快从排水通孔中流过。

作为优选，进料部包括料斗和进料泵；所述进料泵为螺杆泵或柱塞泵，料斗的下料口开口向下，进料泵的进料口开口向上，与料斗的下料口密封连接。本方案中，将进料方式由传统的重力控制的被动进料改进为主动进料。进料泵可选带强制喂料装置的螺杆泵或柱塞泵，进料的速度可主动控制，因此可以避免传统进料方式中进料不均匀导致的物料在滤带上厚薄不均匀的问题，可以提升脱水效率。

作为优选，还设有滤带辅助张紧机构；下滤带环绕于出料部侧的下滤带主动辊与进料部侧的下滤带从动辊外；所述滤带辅助张紧机构包括与下滤带主动辊紧贴且可自由转动的辅助辊；下滤带压紧于下滤带主动辊和辅助辊之间。本方案还设计了滤带辅助张紧机构，以一个辅助辊配合下滤带主动辊，将下滤带紧紧的压在下滤带主动辊表面，对下滤带形成强力的咬合效果，确保下滤带转动不会打滑失效。

作为优选，还设有密封框和滤带自动松紧装置；密封框位于下滤带和阴极之间，仅可与机架做上下相对运动；滤带自动松紧装置包括突出的设于上方阳极板侧向边缘的碰头，机架上对应位置设置有碰头开关，碰头开关电连接下滤带张紧气缸，下滤带张紧气缸可推动下滤带从动辊远离或接近下滤带主动辊。由于本脱水机选择了板链带作为阴极，因此密封框被设计为仅可以与机架做上下相对运动。机架和上方的阳极之间设计以碰头开关控制动作，碰头置于上方阳极板上，可上下运动，碰头开关固定于机架上。当阳极板带动碰头下行时，触及碰头开关，产生电信号，则电控系统可以驱动下滤带张紧气缸动作，松开下滤带，使下滤带处于自由态，可以更好的贴合在物料与密封框之间。这样可以使布设在密封框内的物料更平整更均匀，有助于脱水更彻底，也可以保护下滤带，使下滤带的使用寿命更长。在脱水完毕后，阳极板带动碰头上行，则电控系统可以驱动下滤带张紧气缸动作，张紧下滤带，使下滤带更容易带动物料前行，出料更便捷。

作为优选，阳极板由阳极板工作油缸推动升降；阳极板工作油缸固定在油缸安装板上，油缸安装板位于阳极板上方；油缸安装板由阳极板升降油缸推动升降。本方案中，使用了阳极板升降油缸来推动油缸安装板升降，而在油缸安装板上安装了阳极板工作油缸，使用阳极板工作油缸控制阳极板动作。由于油缸安装板的升降仅需要较小功率的电机推动即可，因此可以使用小功率电机，动作时更加节能；而大功率电机带动的是阳极板的压榨动作，因此只在阳极板工作油缸上配置大功率电机。而且在阳极板工作油缸升起的同时，阳极板升降油缸也可以同步升起，因此还能节约阳极板升起的时间，加快脱水速度。

作为优选，进料泵通过布料管道连接布料器；料斗的下料口低于布料器，布料管道上设有布料管道截止阀。本方案在布料管道的末端安装了布料器，料斗的下料口低于布料器，可以杜绝重力对料斗下料造成的影响波及到布料器处。

作为优选，布料器上设有布料头，布料头为沿板链带宽度方向设置的管道，两端封闭，管道的下方阵列的设有布料孔。布料孔设于布料器上，物料可以均匀的从布料孔中挤出，且挤出力始终是恒定的，使得铺设在进料部下滤带上的物料厚度均匀、宽度规整，在进入压榨脱水区域后可以很高的适应设备，满足设备的高效率运行。

作为优选，布料头的两封闭端至少其中之一可拆装。该端拆开后可以进行必要的检修维护、清除卡滞在内的大块物料等。

作为优选，所述布料器为双联式布料器，设有横向并联的两个布料头；布料管道通过三通管连接两个布料头。从布料器中挤出的物料是半流体形态的，在布料器两侧的受力相对不够均匀，而使用两个布料器并联排列，可以大幅减少布料不均匀的问题。

作为优选，三通管内安装有折流板。折流板可以帮助物料在管道内顺利转向。

作为优选，两个布料头上均单独设有调节阀。调节阀可以进一步的对布料头的挤出量进行微调。

作为优选，进料泵由变频电机带动；变频电机频率调整与下滤带的行进速度匹配。进料泵控制的是物料的挤出量和挤出速度，可以将带动进料泵的电机选用变频电机，频率调整速度与下滤带的行进速度匹配，以便应对不同质地物料的不同脱水时间。

作为优选，辅助辊的表面均匀间隔的设有周向的沟槽。滤布上残留有少量的污泥，沟槽设计可以使残留的污泥在受压时流入，减少对辅助辊的表面的影响。

作为优选，辅助辊为中空密封的橡胶辊。通过对中空橡胶辊的充气控制程度，可以更改辅助辊与下滤带主动辊之间的压强，在够用的前提下减少下滤带主动辊转动阻力，降低能耗。

作为优选，辅助辊固定于杠杆机构的杠杆上，杠杆机构的支点固定在机架上，杠杆的推动端与机架之间安装有空气弹簧。使用该结构，可以通过调节空气弹簧的气压来调节辅助辊与下滤带主动辊之间的压力，进而调节两者对下滤带的咬合力。

作为优选，还设有上滤带；上滤带环绕各个阳极板，可在进料部的上滤带主动辊与出料部的上滤带从动辊之间循环转动，且与下滤带的转动同步。下滤带位于物料与阴极之间，上滤带位于物料与阳极之间，结构和功能均与下滤带类似。

作为优选，碰头开关还电连接上滤带张紧气缸，上滤带张紧气缸可推动上滤带从动辊远离或接近上滤带主动辊；上滤带张紧气缸的伸缩动作与下滤带张紧气缸的伸缩动作时间同步方向相反。本方案实现了上滤带的张弛和下滤带的张弛在时段上互相错位。当阳极下行进行压榨脱水时时，上滤带张紧成平面，下滤带松弛，物料均匀规则的摊在下滤带上，方便阳极向下进行压榨脱水；当脱水完毕后，下滤带张紧，将物料托起向前输送，而上滤带松弛，可以帮助脱水后的泥饼与阳极快速分离。

综上所述，本实用新型的有益效果是：可以方便的对阴极进行除垢作业，从而使整机可以高效连续的进行脱水作业。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图。

图2是板链带的链板的结构示意图。

图3是进料部的结构示意图。

图4是图3的俯视图。

图5是图4中J-J剖视图。

图6是图5中K-K剖视图。

图7是上下滤带的张紧控制及压紧控制结构示意图。

图8是辅助辊的表面结构示意图。

图9是碰头开关的触发和控制状态示意图。

其中：1机架，21料斗，22进料泵，23料斗控制阀，24布料管道， 25布料器，26布料管道截止阀，27折流板，28调节阀，41阳极板，42下滤带，43板链带，44张紧轮，45主动链轮，46从动链轮，47上滤带，48 上滤带主动辊，49上滤带从动辊，51钢丝辊刷，52高压喷枪，61下滤带主动辊，62下滤带从动辊，63辅助辊，64杠杆，65支点，66空气弹簧， 71密封框，72碰头，73碰头开关，74下滤带张紧气缸，75上滤带张紧气缸，81阳极板工作油缸，82油缸安装板，83阳极板升降油缸，251布料孔， 431链板，432链条，631沟槽，4311排水通孔。

具体实施方式

下面结合附图与具体实施方式对本实用新型做进一步的描述。

如图1所示的实施例，为一种阴极可自动除垢的电动能脱水机。该脱水机包括机架1，机架的右端为进料部，左端为出料部，两者之间为电动能脱水部，电动能脱水部包括6个首尾排列的脱水模块，每个脱水模块下方为阴极，上方对应的设有可升降的阳极板41。本例中阴极为一条板链带 43，由左端的主动链轮45和右端的从动链轮46控制，绕各个脱水模块下方的承压箱体循环转动。在板链带外侧，还环绕有下滤带42，由左端的下滤带主动辊61和右端的下滤带从动辊62控制循环转动。

板链带由金属质的链板431环绕连接，本例选择316L不锈钢材质。如图2所示，板链带设有至少2条链条432，本例为4条链条。链条长度与板链带相等，在链板的宽度方向上等距设置，各个链板首尾衔接的固定在链条上；链条由主动链轮和从动链轮环形的张紧于进料部与出料部之间。机架上还设有可调节板链带张紧度的张紧轮44。链板上阵列的布设有排水通孔4311，排水通孔贯通链板的厚度方向；本例中，排水通孔的形状为长圆形，长圆形的长度方向平行于链板的宽度方向。

在板链带的左端，机架上设置有清洁部。清洁部包括一个钢丝辊刷51 和一组高压喷枪52。钢丝辊刷与板链带等宽，刷毛尖端触及链板的外端面，高压喷枪的喷淋范围覆盖钢丝辊刷与链板接触的位置。钢丝辊刷的转动速度与带动板链带转动的主动链轮的转动速度不同步，可以刷除链板外表面的结垢，而高压喷枪可以同步喷出清洁液来，加速除垢效果，提高除垢效率。

如图3、图4所示，在进料部，设置有料斗21和进料泵22。本例中，进料泵选择的是螺杆泵，带有强制喂料装置，可以主动控制进料速度。螺杆泵的进料口开口向上，与料斗的下料口密封连接。进料泵通过布料管道 24连接布料器25；料斗的下料口低于布料器，布料管道上设有布料管道截止阀26。布料器上设有布料头，布料头为沿板链带宽度方向设置的管道，两端封闭，如图6所示，管道的下方阵列的设有布料孔251。本例中，布料器为双联式布料器，设有横向并联的两个布料头；布料管道通过三通管连接两个布料头。两个布料头上均单独设有调节阀28。每个布料头的两封闭端的外侧端是可拆装的，以便进行必要的清理操作。如图5所示，三通管内安装有折流板27，以便物料在三通管内可以轻松转动流动方向。进料泵由变频电机带动；变频电机频率调整与下滤带的行进速度匹配。

机架上还设置有滤带辅助张紧机构。如图7所示，滤带辅助张紧机构包括与下滤带主动辊紧贴且可自由转动的辅助辊63；下滤带压紧于下滤带主动辊和辅助辊之间。本例的下滤带采用碳纤维+棉纤维+丙纶纤维的复合型材质。和泥层接触的一面为丙纶纤维+碳纤维，采用压光工艺对表面进行处理，以提高泥饼的剥离性和导电性。辅助辊为中空密封的橡胶辊，如图 8所示，表面均匀间隔的设有周向的沟槽631。辅助辊固定于杠杆机构的杠杆64上，杠杆机构的支点65固定在机架上，杠杆的推动端与机架之间安装有空气弹簧66，可以通过对空气弹簧的充放气，来调节对杠杆的推动力，从而影响辅助辊与下滤带主动辊之间的压力。

如图7所示，上滤带47环绕各个阳极板，可在进料部的上滤带主动辊 48与出料部的上滤带从动辊49之间循环转动，且与下滤带的转动同步。上滤带也同样配套设置有一套滤带辅助张紧机构，结构与下滤带的相似。

本例中，在机架上设有密封框71，密封框位于下滤带和阴极之间，仅可与机架做上下相对运动。如图9所示，上滤带和下滤带都设置有滤带自动松紧装置，包括突出的设于上方阳极板侧向边缘的碰头72，机架上对应位置设置有碰头开关73，碰头开关电连接下滤带张紧气缸74和上滤带张紧气缸75，下滤带张紧气缸可推动下滤带从动辊远离或接近下滤带主动辊，上滤带张紧气缸可推动上滤带从动辊远离或接近上滤带主动辊。上滤带张紧气缸的伸缩动作与下滤带张紧气缸的伸缩动作时间同步方向相反。本例中的碰头开关是一个二位五通机控阀。

本例中，阳极板由阳极板工作油缸81推动升降；阳极板工作油缸固定在油缸安装板82上，油缸安装板位于阳极板上方；油缸安装板由阳极板升降油缸83推动升降。阳极板升降油缸的工作电机功率要小于阳极板工作油缸的工作电机。当需要升降油缸安装板时，只需要启动小功率的电机，使用阳极板升降油缸即可，只有在需要进行压榨脱水作业时，才启动大功率电机，使用阳极板工作油缸。

本例的一种阴极可自动除垢的电动能脱水机，在布料阶段，通过料斗下开口、进料泵选用螺杆进料泵，保证了进料不受重力影响，可以实现进料均匀。进料泵的带动电机为变频电机，可以使进料速度与下滤带的行进速度匹配，即与电动能脱水部的脱水作业速度匹配。布料器选用的双联式布料器，布料效果更均匀。在脱水阶段，常态下下滤带是松弛的，盛满物料后在重力作用下与密封框的边角紧密贴合。当上方阳极板下行时，碰头与喷头开关接触，产生电信号，使上滤带在上滤带张紧气缸的动作下张紧，阳极板下表面紧密贴合物料上表面，推动密封框和下滤带下行至下滤带紧贴板链带，然后阴极阳极一边通电，阳极板一边继续下压，采用电动和机械的双重作用，将物料中的液体挤出。脱水完毕，阳极板上行，再次通过碰头开关产生电信号，此时下滤带在下滤带张紧气缸的动作下张紧，而上滤带松弛，使下滤带可以承载着已脱水的物料向出料端运动。在出料端，由于设置了辅助辊，可以与下滤带主动辊贴合且可自由转动，将下滤带压紧在两者之间，可以杜绝下滤带在运动时的打滑现象。上滤带也采用了同样结构。关于板链带，脱水作业时板链带是固定不动的，只有在脱水作业一段时间、链板表面产生明显结垢时，才需要除垢作业。除垢时，下滤带无需动作，板链独立的向前转动，在经过清洁部所在位置时，链板表面被钢丝辊刷刷洗，被高压喷枪冲洗，结垢被清除。整个除垢时间仅需十几分种即可。关于阳极板的动作，由于采用了两套油缸系统，分别管理油缸安装板的升降动作和阳极板的压榨动作，因此可以在阳极板升降油缸上使用功率更小的电机，以节约能源。整个脱水机由PLC控制器控制，既可以按照预设程序自动运动，也可以在局部进行人工干预操作，实现了高效作业。

Claims (10)

1.一种阴极可自动除垢的电动能脱水机，包括机架(1)，机架的一端为进料部，另一端为出料部，两者之间为电动能脱水部，电动能脱水部包括若干首尾排列的脱水模块，每个脱水模块下方为阴极，上方对应的设有可升降的阳极板(41)，下滤带(42)环绕各个阴极，可在进料部与出料部之间循环转动，其特征是，电动能脱水部的阴极为一条板链带(43)，板链带由金属质的链板(431)环绕连接，可在进料部与出料部之间循环转动；板链带环位于下滤带环内侧；在脱水模块列的首尾之间，下滤带适配的位于板链带上方；机架的出料部一端设有可对板链带外表面进行除垢的清洁部。

2.根据权利要求1所述的一种阴极可自动除垢的电动能脱水机，其特征是，板链带设有至少2条链条(432)，链条长度与板链带相等，在链板的宽度方向上等距设置，各个链板首尾衔接的固定在链条上；链条由主动链轮(45)和从动链轮(46)张紧成长环形，长环形一端位于进料部，另一端位于出料部。

3.根据权利要求1或2所述的一种阴极可自动除垢的电动能脱水机，其特征是，清洁部包括与板链带等宽的钢丝辊刷(51)，钢丝辊刷的刷毛尖端触及链板的外端面；还包括高压喷枪(52)，高压喷枪的喷淋范围覆盖钢丝辊刷与链板接触的位置。

4.根据权利要求1或2所述的一种阴极可自动除垢的电动能脱水机，其特征是，机架上设有可调节板链带张紧度的张紧轮(44)。

5.根据权利要求1或2所述的一种阴极可自动除垢的电动能脱水机，其特征是，链板上阵列的布设有排水通孔(4311)，排水通孔贯通链板的厚度方向。

6.根据权利要求5所述的一种阴极可自动除垢的电动能脱水机，其特征是，排水通孔的形状为长圆形，长圆形的长度方向平行于链板的宽度方向。

7.根据权利要求1或2所述的一种阴极可自动除垢的电动能脱水机，其特征是，进料部包括料斗(21)和进料泵(22)；所述进料泵为螺杆泵或柱塞泵，料斗的下料口开口向下，进料泵的进料口开口向上，与料斗的下料口密封连接。

8.根据权利要求1或2所述的一种阴极可自动除垢的电动能脱水机，其特征是，还设有滤带辅助张紧机构；下滤带环绕于出料部侧的下滤带主动辊(61)与进料部侧的下滤带从动辊(62)外；所述滤带辅助张紧机构包括与下滤带主动辊紧贴且可自由转动的辅助辊(63)；下滤带压紧于下滤带主动辊和辅助辊之间。

9.根据权利要求1或2所述的一种阴极可自动除垢的电动能脱水机，其特征是，还设有密封框(71)和滤带自动松紧装置；密封框位于下滤带和阴极之间，仅可与机架做上下相对运动；滤带自动松紧装置包括突出的设于上方阳极板侧向边缘的碰头(72)，机架上对应位置设置有碰头开关(73)，碰头开关电连接下滤带张紧气缸(74)，下滤带张紧气缸可推动下滤带从动辊远离或接近下滤带主动辊。

10.根据权利要求1或2所述的一种阴极可自动除垢的电动能脱水机，其特征是，阳极板由阳极板工作油缸(81)推动升降；阳极板工作油缸固定在油缸安装板(82)上，油缸安装板位于阳极板上方；油缸安装板由阳极板升降油缸(83)推动升降。