CN210340655U - 一种用于污泥脱水的动态密封全方位出水的压榨装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种用于污泥脱水的动态密封全方位出水的压榨装置，本实用新型采用液压缸推动压板的方式向滤室中的污泥施压，压板的周边有弹性密封圈，压板在滤筒中移动的过程中，密封圈在压板和滤筒之间形成了动态密封；在滤筒壁上开有排水孔，压板上和底板上也都开有排水孔；压板上的排水孔、底板上的排水孔、与滤筒壁的排水孔共同构成了滤室全方位出水的结构形式。本实用新型具有全方位出水方式，滤液流动阻力大大降低，使得出水速度成倍增加，处理效率大大提高；本实用新型还具有动态密封方式，压板的运动幅度没有限制，滤室的装泥厚度可以大幅度提高，相应地处理量大幅度增加。

Description

一种用于污泥脱水的动态密封全方位出水的压榨装置

技术领域

本发明涉及一种用于污泥脱水的动态密封及滤室全方位出水装置，属于压力脱水机械设备领域。

背景技术

压滤机是用于污泥加压脱水的主要设备。目前，污泥脱水处理常用的有带式压滤机、板框式压滤机、隔膜式压滤机等。带式压滤机是将污泥夹在两层滤布之间，在多个辊子上绕行，依靠辊子的压力和滤布的张力对污泥进行压滤脱水。其工作效率高，但污泥脱水处理后含水率较高，为80～85％，远远不能满足处理要求。板框式压滤机中滤板和滤框交替叠合架在两根平行的支撑横梁上，过滤压力是由进料泵提供的，过滤压力较低(通常小于0.6MPa)，所能达到的脱水效果也无法满足处理要求。隔膜式压滤机是板框式压滤机的改进型，主要不同之处就是在滤板的两侧加装了两块弹性膜。隔膜式压滤机的工作过程分两个阶段。入料结束后进料泵继续提供压力，使得滤液排出，这个阶段称为压滤。压滤结束后可将高压介质(可为压缩空气或水)注入隔膜板中，这时整张隔膜就会鼓起压迫滤饼，从而实现滤饼的进一步脱水，这个阶段称为压榨。高压隔膜压滤机也是目前为止脱水效果最好的压滤机。其滤饼含水率可以达到60％以下，但其一个工作周期一般需要4个小时，效率太低。

隔膜式压滤机出水速度慢、效率低的主要原因是：

一、滤室是单面出水。隔膜式压滤机的滤板和滤框构成一个滤室，在压榨过程中滤框上的橡胶膜在介质的压力作用下向污泥施压，挤压出的水分透过滤板上的滤布流出。污泥中的颗粒粒径细小，而且有一定的粘性，在受压时污泥表面会形成致密层，致使污泥内部水分排出困难。隔膜式压滤机在压榨过程中所有的水分都要由滤板一侧排出，就是说靠近橡胶膜一侧的污泥中水分也要穿过泥饼再由滤板一侧排出，因而滤液排出阻力大，所需压榨时间长。

二、滤室侧面没有出水通道。压滤过程中，挤压出的水分是沿滤室轴线方向透过滤室端部滤板上的滤布流出的，而滤室在径向方向上没有出水通道。

三、压力不能太高。隔膜式压滤机的加压方式是压力介质注入隔膜板中使整张隔膜鼓起压迫滤饼，隔膜由橡胶制成，因此不能承受太高的压力，对污泥的压力也就受到一定的限制。

四、采用静态密封，导致滤室容量有限。隔膜式压滤机是由橡胶膜鼓起向污泥施压的，橡胶膜的周边是固定在滤框上的，也就是所谓的静态密封，其施压过程中的位移是靠弹性变形产生的，因而其运动幅度有限，因此滤室中的装泥厚度不能太厚，是导致其处理效率不高的原因之一。

发明内容

经过多年研究，本发明人发现：污泥在受压过程中脱出的水分主要是从滤饼侧面排出的，即水分的运动方向是垂直于加压方向的；而只有少量的水分是从滤饼端面排出的，即水分的运动方向是平行于加压方向的。观察压榨脱水后的泥饼的断面，其具有明显的分层结构，层与层之间结构较为粗糙，与层内部结构相比有更多的孔隙。水分平行于加压方向向滤饼端面运动时需要通过较为致密的每一层，遇到的阻力较大；而垂直于加压方向向滤饼侧面运动时可通过层与层之间的孔隙结构，遇到的阻力较小；因此水分更容易沿着垂直于加压方向的滤饼侧面排出。

上述现象总结为“层间通道效应”，即污泥在受压脱水过程中泥饼会形成多层结构，层与层之间具有较多的孔隙，可以为水分的排出提供通道。

为了解决已有压滤机脱水速度慢、脱水效果差的问题，本发明基于“层间通道效应”原理提供一种滤室侧壁有出水孔及压板和底板均有出水孔的全方位出水压榨装置，且该压榨装置的压板和滤筒之间具有动态密封。压板在液压缸或其他动力装置的推动下向滤室中的污泥施压，大部分滤液沿滤室径向方向通过泥饼的层间通道运动到滤室的侧壁，再透过滤布从侧壁上的排水孔排出；少部分滤液沿滤室轴向方向运动到滤室的端部，再透过滤布从端部的排水孔排出。滤室侧壁的排水孔为通过泥饼层间通道运动到滤室侧壁的滤液开辟了排出通道，从而改变了滤液必须沿滤室轴线方向通过致密的污泥层运动到滤室端面再排出的排水方式，滤液流动阻力大大降低；还有，滤室端面的压板和底板均有排水孔，比隔膜式压滤机的单面出水又多了一个出水面，也有助于提高滤液排出效率。另一方面，由于采用了动态密封形式，压板的运动幅度没有限制，滤室的装泥厚度可以大幅度提高，使得单次的处理量增加。该压榨装置的加压方式是液压缸或其他动力装置推动压板向滤室中的污泥施压，因此污泥所受的压力只取决于液压系统或动力装置的压力，比隔膜式压滤机提高几倍甚至数十倍。

本发明是通过以下的技术方案实现的：

(1)在滤室侧壁开有排水孔，而不是如隔膜压滤机只在滤室端部的滤板上开有排水孔。在对污泥压榨的过程中，滤液通过泥饼层间通道到达滤室侧壁时可以不受阻碍地排出。

(2)加大滤室的轴向尺寸，使滤室为圆筒形，而不是如隔膜压滤机的圆饼形。目的是增加滤室侧壁面积，可以在其上加工出更多的排水孔。

(3)在滤室的两个端部，即压板和底板上，均开有排水孔，与滤室侧壁的排水孔共同构成了滤室全方位出水的结构形式。

(4)加压方式由液压缸或其他动力装置推动压板向滤室中的污泥直接施压，而不是如隔膜压滤机由压力介质推动橡胶膜施压，因而压力大大提高，污泥脱水效果也显著提高。

(5)压板和滤筒之间采用动态密封，即在压板上装有密封圈，压板在滤筒中移动向污泥施压的过程中，密封圈保证污泥不泄露；因而压板的运动幅度没有限制，可以增加滤室的装料量，提高处理效率。

本发明提供一种动态密封全方位出水的压榨装置，由滤筒、压板、底板组成。压榨装置可以由多组滤室、压板、底板组成，一个滤筒、一个压板和一个底板构成的封闭空间称作滤室。压榨时，液压缸或其他动力装置推动压板向滤室中的污泥施压，大部分滤液沿滤室径向方向通过泥饼的层间通道运动到滤室的侧壁，再透过滤布从侧壁上的排水孔排出；少部分滤液沿滤室轴向方向运动到滤室的端部，再透过滤布从端部的排水孔排出。随着滤液的排出，污泥的体积不断减小，压板也随之移动，对污泥保持稳定的压力。

上述的动态密封全方位出水的压榨装置，所述滤筒为一圆筒形结构，筒壁上分布多个小孔，作为滤液排出通道。圆筒的两端内壁为锥形面，用于导入压板及底板。

上述的动态密封全方位出水的压榨装置，所述压板为一圆形结构，由一块大圆形平板、一块小圆形平板、一个圆筒和多个筋板及密封圈构成；大圆形平板在压榨时直接和污泥接触，向污泥施加压力，其上分布有供滤液排出的小孔；小圆形平板周边有螺栓孔，用于连接液压缸或其他动力装置；圆筒位于大小圆形平板之间，与大小圆形平板焊接连接；筋板分别与大小圆形平板、圆筒焊接连接，作用是加强压板的整体强度；密封圈安装在大圆形平板周边的阶梯面上，作用是在压板和滤筒之间形成运动密封，阻止污泥在受压时泄露。

上述的动态密封全方位出水的压榨装置，所述底板为一圆形结构，由一块大圆形平板、一块小圆形平板、一个圆形芯板、一个圆筒和多个筋板及密封圈构成；小圆形平板周边有螺栓孔，用于连接机架；圆筒位于大小圆形平板之间，与大小圆形平板焊接连接；筋板分别与大小圆形平板、圆筒焊接连接，作用是加强底板的整体强度；圆形芯板位于大圆形平板的上部，其周边有阶梯面，用以将密封圈固定在圆形芯板上，作用是在底板和滤筒之间形成固定密封，阻止污泥在受压时泄露；圆形芯板上分布有供滤液排出的小孔；圆形芯板与大圆形平板用螺钉连接；圆形芯板在压榨时直接和污泥接触，承受污泥压榨时的轴向压力，并传递给大圆形平板、圆筒、小圆形平板，最终将底板的整体受力传递给机架。

本发明的有益效果是：本发明基于“层间通道效应”原理创造性地提供了一种具有侧壁出水孔的滤室，为通过泥饼层间通道运动到滤室侧壁的滤液开辟了排出通道，并在两个端面均开有出水孔，从而改变了滤液必须沿滤室轴线方向通过致密的污泥层运动到滤室一个端面再排出的排水方式，形成了滤室全方位出水的结构形式；滤液流动阻力大大降低，使得出水速度成倍增加；因而压榨所用时间短，处理效率大大提高；滤饼含水率更低，脱水效果更好。并在压板和滤筒之间采用了动态密封形式，压板的运动幅度没有限制，滤室的装泥厚度可以大幅度提高，使得单次的处理量增加。

附图说明

图1为本实用新型示意图；

图2为压板剖视图；

图3为底板剖视图；

图4为滤筒端部的局部放大图。

图中，1为压板，2为滤筒，3为底板，4为压板1或底板3的小圆板，5为压板1或底板3的圆筒，6为压板1或底板3的筋板，7为固定密封圈8的螺钉，8为密封圈，9为压板 1的大圆板，10为底板3上固定芯板12的螺钉，11为底板3的大圆板，12为底板3的芯板， 13为底板3的圆环。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

动态密封全方位出水的压榨装置包括1个压板1、1个滤筒2、1个底板3，如图1所示。底板3在最下面，滤筒2位于底板3上方，压板1从滤筒2的上方伸入滤筒2内。底板3固定在机架上；滤筒2由一套升降装置带动可以上下移动；压板1由液压缸或其他动力装置驱动向下运动对污泥施压或向上升起。

压榨开始前，滤筒2下降落在底板3上，滤筒2的下端与底板3上的大圆板11接触，同时底板3上的芯板12及密封圈8进入滤筒2的底部，密封圈8在滤筒2和底板3之间形成密封，并使滤筒2和底板3组合成一个有底的圆筒形容器。之后用进料装置将污泥从上方送入滤筒2中。进料完成后，压板1在液压缸驱动下向下运动进入滤筒2中，向污泥施压进行压榨。压板1上的密封圈8在滤筒2和压板1之间形成动态密封，保证压榨过程中污泥不泄露。滤液通过滤筒2上的排水孔、压板1的大圆板9上的排水孔和底板3的芯板12上的排水孔排出。随着滤液的排出，滤室中污泥体积会不断减少，压板1在液压缸的驱动下也会随之移动，对滤室中的污泥施加稳定的压力。

压榨结束后，压板1升起，然后滤筒2升起使滤筒2与底板3分离，在二者之间有一定的空间距离；压榨后的滤饼变得紧实且具有一定硬度，不会靠自重从滤筒2中脱落，而是保持在滤筒2中，并随之升起；滤筒2升起后，压板1再次下降，将滤饼从滤筒2中推出。至此，完成了一个工作周期。

如图1所示，滤筒2的筒壁上均匀布满了小孔，作为滤液排出的通道。如图1和图4所示，滤筒2的上下端的内侧为锥面，角度为10°～20°，其作用是使压板1及底板3上的密封圈8能顺利进入滤筒2中。

如图2所示，压板1由小圆板4、大圆板9、圆筒5、筋板6、密封圈8和螺钉7组成。大圆板9上均匀布满了小孔，作为滤液排出的通道；并用螺钉7将密封圈8固定在大圆板9 上。小圆板4的边缘有螺栓孔，用于将压板1与液压缸连接。圆筒5位于大圆板9和小圆板 4之间，用焊接连接；其周围有筋板6，与大圆板9、小圆板4、圆筒5均为焊接连接，用于加强压板1的整体强度。

如图3所示，底板3由小圆板4、大圆板11、圆筒5、筋板6、密封圈8、螺钉7、芯板 12、螺钉10和圆环13组成。芯板12上均匀布满了小孔，作为滤液排出的通道；并用螺钉7 将密封圈8固定在芯板12上；芯板12用螺钉10固定在大圆板11上。小圆板4的边缘有螺栓孔，用于将底板3与机架连接。圆筒5位于大圆板11和小圆板4之间，用焊接连接；其周围有筋板6，与大圆板11、小圆板4、圆筒5均为焊接连接，用于加强底板3的整体强度。圆环13的作用是在芯板12和大圆板11之间起支撑作用，确保芯板12在受压过程中不会变形。

以下结合实施例，对本发明做进一步说明。

实施例1

滤筒内径为500mm，高为300mm，端部内侧锥面的角度为15°，出水孔直径为6mm，在筒壁上均匀分布，间距为25mm；压板上密封圈的外径为504mm，略大于滤筒内径，出水孔直径为6mm，在压板上均匀分布，间距为25mm；底板的芯板上密封圈的外径为504mm，略大于滤筒内径，出水孔直径为6mm，在压板上均匀分布，间距为25mm。采用液压缸驱动压板方式施压，液压系统压力为28MPa；未处理前污泥的含水率为83.1％，压榨15min，测得泥饼的含水率为52.7％，低于污泥脱水后泥饼含水率不高于60％的要求。压榨所用时间是隔膜式压滤机的1/8，处理效率成倍提高。

以上所述仅为本发明的实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种用于污泥脱水的动态密封全方位出水的压榨装置，由压板、滤筒、底板组成，其特征在于：底板上芯板的圆周方向有密封圈，在底板和滤筒之间形成静态密封；压板的圆周方向有密封圈，在压板和滤筒之间形成动态密封；压板、滤筒、底板构成一个滤室；压板、滤筒及底板的芯板上有排水孔。

2.根据权利要求1所述的动态密封全方位出水的压榨装置，其特征在于：有可以在压榨过程中移动的压板。

3.根据权利要求1所述的动态密封全方位出水的压榨装置，其特征在于：有可以与滤筒组合或分离的底板。

4.根据权利要求1所述的动态密封全方位出水的压榨装置，其特征在于：压板由小圆板、大圆板、圆筒、筋板、密封圈和螺钉组成；所述的大圆板上均匀布满了小孔，作为滤液排出的通道；所述的密封圈用螺钉固定在大圆板上；所述的小圆板的边缘有螺栓孔，用于将压板与液压缸连接；所述的圆筒位于大圆板和小圆板之间，用焊接连接；所述的筋板布置在圆筒周围，与大圆板、小圆板、圆筒均为焊接连接，用于加强压板的整体强度。

5.根据权利要求1所述的动态密封全方位出水的压榨装置，其特征在于：底板由小圆板、大圆板、圆筒、筋板、密封圈、小螺钉、芯板、大螺钉和圆环组成；所述的芯板用大螺钉固定在大圆板上，其上均匀布满了小孔，作为滤液排出的通道；所述的密封圈用小螺钉固定在芯板上；所述的小圆板的边缘有螺栓孔，用于将底板与机架连接；所述的圆筒位于大圆板和小圆板之间，用焊接连接；所述的筋板布置在圆筒周围，与大圆板、小圆板、圆筒均为焊接连接，用于加强底板的整体强度；所述的圆环在芯板和大圆板之间起支撑作用，用于防止芯板在受压过程中变形。

6.根据权利要求1所述的动态密封全方位出水的压榨装置，其特征在于：滤筒筒壁上均匀布满了小孔，作为滤液排出的通道；滤筒两端内侧为锥形面，角度为10°～20°，用于将压板上的密封圈或底板的芯板上的密封圈导入滤筒中。

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