泥水分離機構(gòu)的制作方法
【專利摘要】污泥濃縮缸：當污泥在變距變徑螺桿旋轉(zhuǎn)的作用下，其向前的推力克服了彈簧的壓力時，背壓盤向左打開，污泥經(jīng)背壓盤和濃縮缸左端的開口、形成泥餅狀擠出。片式濾水器：經(jīng)過絮凝的泥分子被注入由活動濾水片和固定濾水片排列組成的片式濾水器內(nèi)，既有自清洗的作用，又能將滯留在兩片間隙中的污泥刮回到濾水器內(nèi)。變距變徑螺桿：一是使螺距漸次縮小；二是使螺桿徑漸次變粗。這樣一來，則會使污泥沿著螺紋旋轉(zhuǎn)的方向，一邊推進、一邊受到螺距縮小、螺距變粗的雙層擠壓。自動背壓盤：自動背壓裝置是由彈簧、彈簧座、背壓盤等零件組成。當污泥的推力克服了彈簧的壓力時，背壓盤向左打開。
【專利說明】泥水分離機構(gòu)
一、【技術(shù)領域】
[0001]在環(huán)境保護行業(yè)中，所有的污水處理系統(tǒng)，其方法，主要是把污水中的污泥分離出來。初步分離出來的污泥含水量在百分之百以上，不便于運輸或進行下一步的處理，所以便用污泥脫水設備進行進一步的脫水處理，使含水率達到85%以下，以便于運輸?shù)教盥裉幓蚍贌庍M行再處理。甚至可以方便污泥的回收再利用等等。我國現(xiàn)有的污泥脫水設備，大致可分以下幾種:
[0002]1、板框式污泥脫水機:絲桿通過電機減速機傳動，兩板框之間夾濾網(wǎng)，夾緊板框，擠壓污泥，使之脫水。缺點是，效率低下，濾網(wǎng)易堵塞。屬于中國環(huán)保行業(yè)的70年代的產(chǎn)品，現(xiàn)在基本已被市場淘汰。
[0003]2、履帶式污泥脫水機:基本結(jié)構(gòu)是，由濾網(wǎng)制成履帶，通過壓輥，對污泥進行滾壓，使之脫水。履帶易跑偏，要時常進行糾偏調(diào)整，履帶易堵塞，要經(jīng)常清洗。屬于80年代的產(chǎn)品，現(xiàn)在還有應用。
[0004]3、離心式污泥脫水機:離心桶內(nèi)的污泥，經(jīng)高速旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生離心力，將污泥中的水分分離出來。缺點是噪音大，電耗高，屬于90年代的環(huán)保行業(yè)中的產(chǎn)品，現(xiàn)在市場上多有應用。
[0005]4、疊螺式污泥脫水機:通過螺桿輸送并擠壓污泥，使污泥中的水分經(jīng)動片、靜片之間的間隙過濾出來。缺點是動片在有載荷的污泥中，通過螺桿的強摩擦，進行上下運動，把主要部件變?yōu)榱艘讚p部件。屬于2005年以后的，最新一代的污泥脫水機。因其能耗低、無噪音和自動化能力高，很受市場歡迎。

二、【背景技術(shù)】
[0006]日本有個產(chǎn)品設計者，名“佐佐木正昌”，他于1995年在日本開始設計一款名為“疊螺式污泥脫水機”的污泥處理設備，歷經(jīng)近十年終于成型，并于2005年開始在中國申請注冊發(fā)明專利，2010年6月2日得到授權(quán)(固液分離裝置為發(fā)明專利，還特別進行了“疊螺”二個字的商標注冊)。因此，日本人便驕傲的在中國的環(huán)保行業(yè)里自詡:“這是第四代機”。有產(chǎn)品說明書為證(詳見附件:安尼康株式會社-疊螺式污泥脫水機說明書)。成為了中國環(huán)保行業(yè)里最先進、最環(huán)保、自動化最高、最節(jié)能高效的污泥脫水設備。毋庸置疑，該設備因其低能耗、低噪音、高效率等諸多優(yōu)勢，一舉占得中國污泥處理設備的技術(shù)前沿。
[0007]通過和東京帝國工業(yè)大學的研究生(現(xiàn)為日本在中國注冊公司的代理人)鄭經(jīng)理交流，我進一步了解到:佐佐木設計該款疊螺式污泥脫水機，先是在橫濱市市政污水處理廠進行展示，結(jié)果獲得了日本市政和相關(guān)部門的一致好評，與此同時得到了日本橫濱市政府部門大力資助，政府為了推廣該款設備，出資幫其創(chuàng)辦了 AMCON株式會社，先在國內(nèi)進行制作和銷售這個設備，后又將其銷往美國、韓國……2007年正式推廣到了中國的宜興、福建等地。但是我們仔細地觀察和研究這款疊螺式污泥脫水機時，就不難發(fā)現(xiàn)，佐佐木先生的這個設計，存在著致命的缺陷。即:這個設備前端的污泥濃縮部分，污泥的擠壓力比較大，而此時的螺桿與活動螺片的旋轉(zhuǎn)摩擦，變成了強迫活動螺片做上下的運動，而此時的強摩擦，必然會使得設備中的主要部件變?yōu)榱艘讚p件。這在機械設計當中是個應當盡力避免的缺陷！

三、
【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]針對上述的問題，我設計了一款新型的污泥脫水機，并命名為:泥水分離機構(gòu)(日本人注冊的發(fā)明專利名稱是:固液分離裝置)。本設計一方面保留了低能耗、低噪音、高效率等優(yōu)點，另一方面糾正了上述的缺點，即降低或消除摩擦，延長設備的使用壽命可達二倍以上。比較兩機之不同:1、變徑變距螺桿可以更高效的擠干污泥當中的水分；2、將污泥濃縮室之疊螺式改為缸體式，可以很好地避免活動螺片與螺桿的強摩擦；3、片式濾水器位于脫水部位，動、定片間隙相對較大，還不能破壞絮凝劑對污泥的凝結(jié)作用，此時螺桿對活動濾水片的摩擦可以忽略不計，所以能夠有效的避免因摩擦而產(chǎn)生對主要部件的磨損與損壞。另外，前支架上的背壓盤，可以迫使?jié)饪s缸中的污泥繼續(xù)向前走，而被擠壓出來的水，則往后走；污泥濃縮缸是由缸體和變徑、變距螺桿組成的。隨著螺桿慢速均勻的轉(zhuǎn)動，污泥在螺桿的推壓下，越來越密、越來越緊的向前輸送；而經(jīng)過擠壓、剪切、推送等復合作用力之下，泥分子中間的水分子，只能沿著缸體四周、螺桿外徑和缸體內(nèi)經(jīng)的縫隙，被擠向缸體的右端，最后經(jīng)片式濾水器析出、排入貯水槽。
[0009]四、【專利附圖】

【附圖說明】:圖見《說明書附圖》。
[0010]A.圖1說明:1、電機減速機；2、前支架；3、固定螺片；4、活動螺片；5、螺桿；6、后支架；7、污泥水進口。
[0011]圖示為日本人設計的疊螺式污泥脫水機。發(fā)明專利名稱:固液分離裝置
[0012]B.圖2說明:1、電機減速機；2、前支架；3、污泥濃縮缸；4、變徑變距螺桿；5、片式濾水器；6、后支架；7、污泥水進口。
[0013]圖示為本人設計的容積壓縮式污泥脫水機。發(fā)明專利名稱:泥水分離機構(gòu)。
[0014]C.圖3說明:圖示為包含各分支機構(gòu)的整個污泥脫水系統(tǒng)。
[0015]D.圖4說明:所示為片式濾水器。經(jīng)絮凝過的泥分子被留在由活動片和固定片排列組成的過濾器內(nèi)，并隨著螺距的變小、螺桿的變粗，而污泥團則發(fā)生有大變小，由疏變密的變化，并且被繼續(xù)向前推進著、和擠壓著。水分子則經(jīng)兩片之間的間隙排出。
[0016]E.圖5說明:圖中的背壓裝置即:背壓自調(diào)節(jié)裝置，是由彈簧、彈簧座、背壓盤等零件組成。當污泥的推力克服了彈簧的壓力時，背壓盤向左打開，污泥經(jīng)背壓盤和濃縮缸左端的開口、形成泥餅狀擠出。污泥濃縮缸是由缸體和變徑、變距螺桿組成的。通過分析圖示可以得知:隨著螺桿慢速均勻的轉(zhuǎn)動，污泥在螺桿的推壓下，越來越密、越來越緊的向前輸送；而經(jīng)過擠壓、剪切、推送等復合作用力之下，泥分子中間的水分子，只能沿著缸體四周、螺桿外徑和缸體內(nèi)經(jīng)的縫隙，被擠向缸體的右端，最后經(jīng)片式濾水器排入貯水槽。
[0017]F.圖6說明:圖示為片式濾水器之固定濾水片。
[0018]G.圖7說明:圖示為片式濾水器之活動濾水片。
[0019] H.圖8說明=圖示為背壓自調(diào)節(jié)裝置的零件之一背壓盤。

五、【具體實施方式】
[0020]可分為五大部分:加藥絮凝部分；過濾脫水部分；污泥濃縮部分和背壓自調(diào)節(jié)裝置；電機減速機驅(qū)動部分；電氣控制部分。
[0021](一)加藥絮凝部分
[0022]將含有一定水分(大于或等于100% )的污泥，用污泥泵或通過落差自流，使其進入加藥(PAC\PAM藥劑)絮凝槽內(nèi)將污泥進行絮凝，后經(jīng)攪拌提升，使絮凝后的污泥水進入泥水分離機構(gòu)的過濾脫水部分。
[0023]( 二 )過濾脫水部分
[0024]進入過濾脫水部分的污泥水，現(xiàn)在分為泥分子絮凝團和水分子兩種成分，水分子經(jīng)過濾器之固定片與活動片之間的間隙，迅速的排入貯水槽。泥分子絮凝團則在變徑、變距螺桿的旋轉(zhuǎn)輸送的作用下繼續(xù)向前推進。由于固定片內(nèi)徑大于螺桿的外徑，活動片的內(nèi)徑小于螺桿的外徑，活動片在兩固定片之間，在螺桿螺紋的作用下做上下運動，目的是將進入間隙中的泥分子刮回到螺桿的螺紋之間，再則可在無反沖洗水的狀態(tài)下，進行著自清洗的作用。這里需要說明的是:此時的污泥水，還沒有形成推送方向上的擠壓力，水分子在自重的狀態(tài)下，經(jīng)過濾片與過濾片之間的間隙流出過濾器；再由于螺桿的轉(zhuǎn)速小于每分鐘3轉(zhuǎn)，活動片上下自由運動的間隙相對較大，所以其摩擦力可以忽略不計。
[0025](三)污泥濃縮部分和背壓自調(diào)節(jié)裝置
[0026]當污泥的推力克服了彈簧的壓力時，背壓盤向左打開，污泥經(jīng)背壓盤和濃縮缸左端的開口、形成泥餅狀擠出。污泥濃縮缸是由缸體和變徑、變距螺桿組成的，隨著螺桿慢速均勻的轉(zhuǎn)動，污泥在螺桿的推壓下，越來越密、越來越緊的向前輸送；而經(jīng)過擠壓、剪切、推送等復合作用力之下，泥分子中間的水分子，只能沿著缸體四周、螺桿外徑和缸體內(nèi)經(jīng)的縫隙，被擠向缸體的右端，最后經(jīng)片式過濾器排入貯水槽。
[0027](四)電機減速機驅(qū)動部分
[0028]1、電動機功率:0.25KW、6P、可變頻；
[0029]2、減速機使用減速比:I: 280左右；
[0030]3、當污泥濃度為2000mg/L時，本樣機(缸體直徑10mm時)每小時處理量為:2m3/h ；
[0031]4、污泥脫水后的含水率:75%~83%，固體回收率在96%以上；
[0032]5、絮凝槽攪拌電機減速機:0.4KW，4P，可變頻，減速比:1: 35
[0033](五)電氣控制部分
[0034]1、電源指示燈:電控柜接通電源時，電源指示燈點亮；
[0035]2、旋鈕開關(guān):污泥脫水機構(gòu)的開啟和停止；
[0036]3、過載報警指示燈:變頻器發(fā)生異常、電機減速機載荷過大時點亮；
[0037]4、計時器:污泥脫水機構(gòu)的連續(xù)運行時間；
[0038]5、定時器:自動運行時間，I~24小時可調(diào)；
[0039]6、運行模式開關(guān)；手動-停止-自動；
[0040]7、急停開關(guān):緊急情況下按下(EMS)；
[0041]8、螺桿開關(guān):一根或多根螺桿時，可控制其單獨運轉(zhuǎn)或共同運轉(zhuǎn)；
[0042]9、絮凝槽攪拌電機開關(guān)；
[0043]10、加藥泵啟動開關(guān)；
[0044]11、混藥攪拌電機開關(guān)；
[0045]12、總開關(guān)及接線柱預留。
【權(quán)利要求】
1.泥水分離機構(gòu)的主要組成部分: 1)污泥濃縮缸； 2)片式濾水器； 3)變距變徑螺桿； 4)自動背壓裝置； 泥水分離機構(gòu)是環(huán)保行業(yè)中污泥脫水設備中的一款，主要應用在環(huán)境治理中的污水處理方面的污泥處理；根據(jù)其工作原理，又可稱之為:容積壓縮式污泥脫水機。
2.污泥濃縮缸的基本結(jié)構(gòu)和幾何形狀: 1)按工作需求長度的圓形缸體； 2)變徑邊距輸送污泥的螺桿； 變徑邊距螺桿在電機減速機的作用下，在缸體內(nèi)旋轉(zhuǎn)并向前擠壓推進污泥。
3.片式濾水器: 活動片有一定厚度，僅呈圓環(huán)形狀；固定片厚度與活動片一致，外環(huán)帶有4~6個做固定用的耳孔；固定環(huán)與 活動環(huán)為一組，片式濾水器由10組以上組成的。
4.變距變徑螺桿: 1)在一定長度范圍內(nèi)，螺桿的外徑約是螺桿直徑的2~3倍，即約為:1/2~1/3;變距:指螺紋的螺距有大變?。? 2)變徑:指螺桿的直徑由細變粗；根據(jù)污泥狀況，可以有變距螺桿；又可以有變徑螺桿；還可以有既變距又變徑螺桿。
5.自動背壓裝置: 圓盤式，背面焊接有4個在圓周上均布的壓力彈簧座；中心套管內(nèi)徑的滑動長度，與軸徑相等。
【文檔編號】C02F11/12GK104176895SQ201310200016
【公開日】2014年12月3日 申請日期:2013年5月27日 優(yōu)先權(quán)日:2013年5月27日
【發(fā)明者】呂偉國 申請人:呂偉國