螺旋挤压式固液分离机及固液分离方法

摘要

本发明公开了一种螺旋挤压式固液分离机，包括有进料机构、动力机构、螺旋挤压机构、固体出料机构和液体出料机构，所述螺旋挤压机构包括主体套筒、滤网筒和绞龙，所述滤网筒设置在所述主体套筒内，所述绞龙设置在所述滤网筒内；所述绞龙的叶片是由螺旋叶片本体及包覆在其外沿高耐磨橡胶包条构成；所述绞龙包括前段绞龙和后段绞龙；所述滤网筒包括前段滤网筒和后段滤网筒；所述固体出料机构是在所述主体套筒的出料口处设有一个与压缩弹簧顶接的环形盖板。同时，本发明还公开了利用该设备进行固液分离的方法。采用本发明的设备对畜禽粪污及沼渣等进行固液分离，具有多方面的良好效果。

权利要求

1.一种螺旋挤压式固液分离机，包括有进料机构、动力机构、螺旋挤压机构、固体出料机构和液体出料机构，其特征是：所述螺旋挤压机构包括主体套筒、滤网筒和绞龙，所述滤网筒设置在所述主体套筒内，所述绞龙设置在所述滤网筒内，所述绞龙与所述滤网筒间的间隙为0.1~0.5mm；

所述绞龙的叶片是由耐腐蚀钢材制成的螺旋叶片本体，及包覆在所述螺旋叶片本体外沿高耐磨橡胶包条构成；所述绞龙包括前段绞龙和后段绞龙，所述前段绞龙与所述后段绞龙通过连接件固定连接在一起；

所述滤网筒包括前段滤网筒和后段滤网筒，所述前段滤网筒设置在所述前段绞龙的外围，所述后段滤网筒设置在所述后段绞龙的外围；

所述固体出料机构是在所述主体套筒的出料口处设有一个与压缩弹簧顶接的环形盖板；

所述滤网筒由内层网筒和外层网筒构成，所述内层网筒具有环形网孔，所述外层网筒具有螺旋网孔。

2.根据权利要求1所述的螺旋挤压式固液分离机，其特征是，所述螺旋叶片本体外沿的截面呈“凸”字型结构，所述高耐磨橡胶包条的截面呈与所述螺旋叶片本体外沿截面吻合的倒“凹”字型结构。

3.根据权利要求1所述的螺旋挤压式固液分离机，其特征是，所述外层网筒可相对于所述内层网筒进行转动。

4.利用权利要求1所述固液分离机进行固液分离的方法，其特征是，包括以下步骤：a、开机，动力机构提供动力使螺旋挤压机构工作；将物料经由进料机构投入后进入螺旋挤压机构；

b、在螺旋挤压机构内，物料经前段绞龙进行初步挤压，将部分水分经前段滤网筒滤出后并经由液体出料机构流出；剩余物料继续被推至后段绞龙，在后段绞龙中被进一步挤压，将剩余水分经后段滤网筒滤出后并经由液体出料机构流出；

c、所述剩余物料经后段绞龙进一步挤压后所得干料在后段绞龙末端堆积，干料堆积过程中水分被进一步挤干，同时堆积的干料对固体出料机构的压力逐渐增加，待压力增加至一定程度，固体出料机构的出料口处的环形盖板被顶开，干料经由出料口排出。

5.根据权利要求4所述的固液分离方法，其特征是，

所述前段滤网筒与所述后段滤网筒均分别由内层网筒和外层网筒构成，所述内层网筒具有环形网孔，所述外层网筒具有螺旋网孔，所述外层网筒可相对于所述内层网筒进行转动；

步骤b中，水分经前段滤网筒和后段滤网筒滤出的同时，所述外层网筒相对所述内层网筒进行转动。

6.根据权利要求4所述的固液分离方法，其特征是，所述前段滤网筒与所述后段滤网筒均分别由内层网筒和外层网筒构成，所述内层网筒具有环形网孔，所述外层网筒具有螺旋网孔，所述外层网筒可沿轴向产生拉伸或收缩形变；

步骤b中，水分经前段滤网筒和后段滤网筒滤出的同时，所述外层网筒进行往复的收缩和拉伸动作。

说明书

螺旋挤压式固液分离机及固液分离方法

技术领域

[0001] 本发明涉及一种固液分离机，具体的说是一种适用于牧场、养殖厂粪污及沼气池中沼渣沼液固液分离的螺旋挤压式固液分离设备。

背景技术

[0002] 随着社会经济的发展和人们生活水平的提高，动物性食品在人们的饮食结构中所占比例越来越高，畜禽养殖的规模也相应出现了前所未有的发展。养殖业发展的同时，也带来了畜禽粪便处理的问题。由于畜禽粪便含水率高且带有恶臭，运输和施用不方便，也增加了畜禽粪便再利用的难度，同时带来环境污染问题。并且，畜禽粪便中含有大量的有机物质和营养物质，如不能加以利用而直接排放，则会造成资源的巨大浪费。

[0003] 固液分离是畜禽粪便处理过程中的一个步骤，目前畜禽粪便固液分离设备主要有筛网式分离机、离心式分离机和压滤式分离机三类，目前常见的螺旋挤压式固液分离机属于压滤式分离机。现有的螺旋挤压式固液分离机分离效果不好，分离出的固体物水分含量过高，固体物从出料口甩出时容易污染周围环境，不能满足生产的要求，并且，现有的螺旋挤压式固液分离机针不适用各种不同畜禽粪便的处理，适用性不好，目前许多国家都在致力研究和改进该设备。

发明内容

[0004] 本发明的目的之一是提供一种螺旋挤压式固液分离机，以解决现有固液分离机分离效果差、适用性不好的问题。

[0005] 本发明的目的之二是提供一种固液分离方法，以解决现有固液分离方法效果不好，分离出的固体物水分含量高的缺点。

[0006] 本发明的目的之一是这样实现的：

[0007] 一种螺旋挤压式固液分离机，其包括有进料机构、动力机构、螺旋挤压机构、固体出料机构和液体出料机构，

[0008] 所述螺旋挤压机构包括主体套筒、滤网筒和绞龙，所述滤网筒设置在所述主体套筒内，所述绞龙设置在所述滤网筒内，所述绞龙与所述滤网筒间的间隙为0.1~0.5mm；

[0009] 所述绞龙的叶片是由耐腐蚀钢材制成的螺旋叶片本体，及包覆在所述螺旋叶片本体外沿高耐磨橡胶包条构成；所述绞龙包括前段绞龙和后段绞龙，所述前段绞龙与所述后段绞龙通过连接件固定连接在一起；

[0010] 所述滤网筒包括前段滤网筒和后段滤网筒，所述前段滤网筒设置在所述前段绞龙的外围，所述后段滤网筒设置在所述后段绞龙的外围；

[0011] 所述固体出料机构是在所述主体套筒的出料口处设有一个与压缩弹簧顶接的环形盖板。

[0012] 本发明所述的螺旋挤压式固液分离机，所述螺旋叶片本体外沿的截面呈“凸”字型结构，所述高耐磨橡胶包条的截面呈与所述螺旋叶片本体外沿截面吻合的倒“凹”字型结构。

[0013] 本发明所述的螺旋挤压式固液分离机，所述滤网筒由内层网筒和外层网筒构成，所述内层网筒具有环形网孔，所述外层网筒具有螺旋网孔。

[0014] 本发明所述的螺旋挤压式固液分离机，所述外层网筒可相对于所述内层网筒进行转动。

[0015] 本发明的目的之二是这样实现的：

[0016] 利用所述固液分离机进行固液分离的方法，包括以下步骤：

[0017] a、开机，动力机构提供动力使螺旋挤压机构工作；将物料经由进料机构投入后进入螺旋挤压机构；

[0018] b、在螺旋挤压机构内，物料经前段绞龙进行初步挤压，将部分水分经前段滤网筒滤出后并经由液体出料机构流出；剩余物料继续被推至后段绞龙，在后段绞龙中被进一步挤压，将剩余水分经后段滤网筒滤出后并经由液体出料机构流出；

[0019] c、所述剩余物料经后段绞龙进一步挤压后所得干料在后段绞龙末端堆积，干料堆积过程中水分被进一步挤干，同时堆积的干料对固体出料机构的压力逐渐增加，待压力增加至一定程度，固体出料机构的出料口处的环形盖板被顶开，干料经由出料口排出。

[0020] 本发明所述的固液分离方法，所述前段滤网筒与所述后段滤网筒均分别由内层网筒和外层网筒构成，所述内层网筒具有环形网孔，所述外层网筒具有螺旋网孔，所述外层网筒可相对于所述内层网筒进行转动；

[0021] 步骤b中，水分经前段滤网筒和后段滤网筒滤出的同时，所述外层网筒相对所述内层网筒进行转动。

[0022] 本发明所述的固液分离方法，所述前段滤网筒与所述后段滤网筒均分别由内层网筒和外层网筒构成，所述内层网筒具有环形网孔，所述外层网筒具有螺旋网孔，所述外层网筒可沿轴向产生拉伸或收缩形变；

[0023] 步骤b中，水分经前段滤网筒和后段滤网筒滤出的同时，所述外层网筒进行往复的收缩和拉伸动作。

[0024] 螺旋挤压式固液分离机往往存在绞龙后段往往磨损比较严重的问题，当其磨损大一定程度往往需要更换整条绞龙。本发明的采用分体式设计的筛网筒和绞龙，解决了这一问题，降低了更换绞龙的成本支出。另外，本发明在绞龙的螺旋叶片本体外沿包覆一层高耐磨橡胶包条，也减轻了使用过程中螺旋叶片的磨损，只需定期对高耐磨橡胶进行更换即可。并且，本发明中高耐磨橡胶包条与螺旋叶片间采用特殊结构，无需使用任何胶黏剂或固定件进行固定。

[0025] 本发明还对滤网筒进行了改进，滤网筒为活动式双层设计，外层网筒可相对内层网筒进行转动或伸缩活动，一方面解决了网眼容易发生堵塞的问题，另一方面减少了滤出的水分中的固体悬浮物含量。

[0026] 采用本发明的设备对畜禽粪污及沼渣等进行固液分离，具有多方面的良好效果。首先，本发明所得固体物水分含量低，大大提高了固液分离效果，并且所得液体物中悬浮颗粒含量低，经简单常规处理即可达到排放标准，不会产生二次污染。另外，本发明适用性广，可用于各种不同类型畜禽粪便的处理。

附图说明

[0027] 图1是本发明整体结构示意图。

[0028] 图2是滤网筒结构示意图。

[0029] 图3是绞龙螺旋叶片横截面结构示意图。

[0030] 图4是前段绞龙螺旋叶片横截面结构示意图。

[0031] 图5是后段绞龙螺旋叶片横截面结构示意图。

[0032] 图6是前、后段绞龙连接结构示意图。

[0033] 图中：1、底座，2、液体排水管，3、压缩弹簧，4、拉杆，5、绞龙，6、环形盖板，7、滤网筒，8、主体套筒，9、缓冲器，10、排气管，11、进料口，12、溢料口，13、传动主轴，14、减速电机，15、轴承箱，16、轴承，17、螺旋叶片，18、高耐磨橡胶包条，19、内层网筒，20、外层网筒，21、前段绞龙，22、后段绞龙，23、前段绞龙螺旋叶片，24、后段绞龙螺旋叶片，25、内连接轴。

具体实施方式

[0034] 实施例1

[0035] 本发明的设备由进料机构、动力机构、螺旋挤压机构、固体出料机构、液体出料机构和底座1（见图1）构成。

[0036] 如图1所示，进料机构包括一个竖直设置的缓冲器9、设置于缓冲器9上方的进料口11和设置于缓冲器9侧壁上部的溢料口12。在缓冲器9上还设置有一个排气管10。

[0037] 进料机构的下端接螺旋挤压机构。如图1，螺旋挤压机构由主体套筒8、设置于主体套筒8内的滤网筒7及设置于滤网筒7内的绞龙5构成。其中，滤网筒7和绞龙5的具体结构如下：

[0038] ①绞龙5：

[0039] 如图1所示，绞龙5由绞龙轴和螺旋叶片17构成。

[0040] 螺旋挤压式固液分离机在工作过程中，当物料接近出料口时，由于物料中水分含量降低、固体物质堆积压力增大，其与绞龙叶片摩擦力也随之增大，叶片磨损比较快，当叶片磨损到一定程度时就必须要更换整条绞龙，为降低更换时的成本，本固液分离机对螺旋挤压机构内的绞龙5的结构进行了改进，如图6所示，绞龙5分为前段绞龙21和后段绞龙22，两者通过内连接轴25连接；同时，螺旋叶片17也相应分为前段绞龙螺旋叶片23和后段绞龙螺旋叶片24。并且，前段绞龙螺旋叶片23的厚度较后段绞龙螺旋叶片24略薄。

[0041] 本设备要求滤网筒和绞龙之间的间隙小于0.5mm，为达到这一要求，本发明提供了如图3所示的设计方案。如图3所示，在螺旋叶片17边缘外侧包覆有U型截面的高耐磨橡胶包条18，利用橡胶的塑性变形来实现绞龙5和滤网筒7之间的间隙控制，同时也利用了其高耐磨性延长绞龙5的使用寿命。如此设计的原因是，使用本固液分离机进行固液分离时，前段绞龙21输送的物料中液态状物质含量较高，需将绞龙5和滤网筒7间的间隙控制在小于0.5mm时，才能把物料中的固体物质向后端输送且同时把液态物质通过滤网筒7滤出。

[0042] ②滤网筒7：

[0043] 与绞龙5对应，滤网筒7分为前段滤网筒和后段滤网筒，且前段滤网筒与后段滤网筒为一体结构。滤网筒7固定在主体套筒8内，其结构如图2所示，其由内层网筒19和外层网筒20构成。内层网筒19为环形滤网，其环形网孔宽度为3-5mm，外层网筒20为螺旋形滤网，且外层网筒20可相对内层网筒19发生转动。

[0044] 固体出料机构设置在螺旋挤压机构末端，其是在螺旋挤压机构末端的固体出料口处设有一个被压缩弹簧3顶住的环形盖板6，压缩弹簧3的另一端与设置在绞龙轴内的固定拉杆4末端固定连接。环形盖板6和压缩弹簧3是保证固体出料口有一定的压力，以及起到密封作用，防止螺旋挤压机构腔内压力小时腔内液体流出。

[0045] 液体出料机构设置在主体套筒8的下方侧壁上，其通过两根连通管与主体套筒8内腔连通，该两根连通管分别与前段筛网筒和后段筛网筒的位置对应设置。

[0046] 动力机构主要包括一个减速电机14，减速电机14通过传动主轴13与绞龙轴连接，相关的轴承16设置在轴承箱15内。

[0047] 本机器主要用于养殖场粪污、沼气池沼渣等的处理场所，由于粪污、沼渣等具有一定的腐蚀性，所以本发明的设备除减速电机14外，其它部件均都采用304不锈钢制作。

[0048] 实施例2

[0049] 利用实施例1的固液分离机进行固液分离的方法：

[0050] 开机，减速电机14通过传动主轴13带动绞龙5顺时针转动，然后将待分离物料由进料口11送入缓冲器9中，物料在转动的绞龙5作用下向后运送，同时进行挤压。物料经过前段绞龙21时完成初步挤压，挤压出的水分经前段滤网筒滤出后经由液体出料机构流出；剩余物料仍留在滤网筒7内继续向后输送至后段绞龙22，在后段绞龙22内被进一步挤压，将剩余水分经后段滤网筒滤出。随着滤网筒7内固体物料在出料口处不断的堆积，固体物料对环形盖板6的压力也不断增大，且含水率也进一步降低，当压力增加到足以克服压缩弹簧3的弹力时，环形盖板6被顶开，固体物由出料口排出，从而达到固液分离的目的。

[0051] 设备工作过程中，使外层网筒20进行转动，如此可达到随时清理内层网筒19的目的，同时保证内层网筒19的环形网孔不被堵塞，省去了对滤网筒1的维护程序，提高了工作效率。

[0052] 实施例3

[0053] 为进一步提高本设备螺旋叶片17的耐用性，可在实施例1的基础上对前段绞龙螺旋叶片23和后段绞龙螺旋叶片24的结构做进一步改进，其结构分别如图4、图5所示。如图4所示，前段绞龙螺旋叶片23的主体结构边缘为“凸”字型截面，所包覆的高耐磨橡胶包条18具有与该截面吻合的凹槽，如此所形成的螺旋叶片整体表面平滑，工作过程中不易脱落。后段绞龙螺旋叶片24的结构如图5所示，其边缘为异形“凸”字型截面，如此所形成的螺旋叶片具有更高的强度，满足后段绞龙对叶片强度的要求。