一种差速低速离心分离装置及使用方法

1.本发明涉及养殖粪污资源化利用技术领域，具体涉及一种差速低速离心分离装置及使用方法。


背景技术：

2.目前，以养殖粪污为原料的厌氧发酵系统产生的沼液与经过长时间浸泡养殖粪污会变得十分粘稠、固体颗粒小，采用现有的分离设备很难进行充分、适当、高效的固液分离。
3.现有技术中，经过水冲洗浸泡后的养殖粪污和湿法厌氧发酵产生的沼液总固体含量在4%～6%之间，在采用浸泡和微生物进行作用，粪污与沼液的黏度明显增大、颗粒度变小，若采用螺旋挤压固液分离，由于其 分离筛网孔径大、一般为0.3mm以上，很难将小颗粒的固形物分离出来，同时采用螺旋挤压固液分离需要进行多次、反复挤压，分离效率低；若采用卧螺式高速离心机，其离心力达到200～300个重力加速度，能耗高、运行效率低、成本高，不适用于所有的粪污和沼液的固液分离。


技术实现要素：

4.针对以上现有技术存在的问题，本发明的目的在于提供一种差速低速离心分离装置，该装置能够适用于水冲洗浸泡后的养殖粪污和湿法厌氧发酵产生的沼液，从而大幅降低处理后污水中的固形物含量，分离较为彻底、方便；此外，该装置还方便出料，便于后续污水的生化处理和沼液的资源化利用。
5.本发明的另一个目的在于提供一种上述差速低速离心分离装置的使用方法。
6.本发明的目的通过以下技术方案实现：一种差速低速离心分离装置，其特征在于：包括固定支架、中心轴、倾倒支架、分离组件及升降组件，中心轴一端与固定支架转动连接、另一端与设置在固定支架上的升降组件连接；中心轴外壁固定设置倾倒支架且中心轴位于倾倒支架内侧的外壁设置分离组件；分离组件包括外壳、分离筛筒与驱动组件，外壳与倾倒支架固定连接且外壳包裹在分离筛筒外侧，分离筛筒左、右两侧侧面分别设置横截面为“凸”字形结构的左铺板与右铺板，两侧铺板（即左铺板与右铺板）中部分别被中心轴贯穿且与中心轴外壁转动连接，两侧铺板（即左铺板与右铺板）凸出部分分别贯穿外壳对应侧壁且与外壳对应侧壁转动连接，右铺板位于外壳外侧的外壁固定套接第一皮带轮，第一皮带轮与设置在倾倒支架内的驱动组件连接；中心轴为空心轴且中心轴位于外壳的右侧设置进料口、中心轴位于分离筛筒段的下端且沿轴线方向均匀设置过个出料口。
7.作进一步优化，所述外壳底部设置出水口，通过出水管与外界收集装置连接。
8.作进一步优化，所述外壳顶端设置进水接头与布水管，布水管上且对应分离筛筒均匀设置多个喷水嘴，用于对分离筛筒实现清洗。
9.作进一步优化，所述中心轴的顶面且位于左铺板右侧侧面通过支架设置倾斜的导料板，且导料板向靠近左铺板的一端倾斜；左铺板对应导料板开设出料间隙。
10.优选的，所述导料板横截面为“凹”形结构。
11.作进一步优化，所述驱动组件包括调速电机、第二皮带轮与传动皮带，调速电机固定设置在倾倒支架上且调速电机输出轴固定套接第二皮带轮，第二皮带轮通过传动皮带与第一皮带轮连接。
12.优选的，所述倾倒支架通过斜支撑杆与中心轴外壁固定连接，从而确保中心轴与倾倒支架之间的连接稳固性。
13.作进一步优化，所述升降组件包括伺服电机、减速器、蜗轮蜗杆结构、螺旋丝杠、第一支架与第二支架，伺服电机与减速器均固定设置在固定支架上且减速器位于伺服电机输出端，减速器输出端设置涡轮蜗杆结构且涡轮中部螺纹连接螺旋丝杠，螺旋丝杠与固定支架螺纹连接且螺旋丝杠顶端设置第一支架，中心轴右端设置第二支架且第二支架底部开设长孔，第一支架上设置销轴，销轴卡入长孔内且滑动连接。
14.优选的，所述中心轴底端且位于第二支架两侧对应固定支架设置“l”卡块。
15.一种差速低速离心分离装置的使用方法，用于沼液或粪污的分离，其特征在于：步骤一：首先通过进料口通入需要分离的沼液或污水，沼液或污水经过中心轴的空心部分后、经出料口在分离筛筒的长度方向进行均匀布水；同时启动驱动组件，驱动组件使得分离筛筒产生相对离心加速度进行离心分离；步骤二：经过进料与离心分离后，驱动组件将离心加速度降至1个重力加速度以下；然后，启动升降组件使得中心轴带动倾倒支架与分离组件转动倾斜，进而通过分离固形物的重力通使得其掉落至导料板上并通过出料间隙排出收集；步骤三：经过排料后，升降组件反转驱动、分离筛筒与中心轴恢复到水平状态；之后停止升降组件，进入下一个分离工作循环；步骤四：完成多个分离工作循环后，通过喷水嘴对分离筛筒实现定期清洗、保证分离效率。
16.作进一步优化，所述分离筛筒设置100～120目筛孔，分离筛筒直径为450～500mm。
17.作进一步优化，所述步骤一中的相对离心加速度为25～30个重力加速度。
18.本发明具有如下技术效果：本技术通过中心轴与分离组件的配合，利用中心轴不转动、分离筛筒转动，从而实现对于沼液或粪污中自由状态的水的分离，无需高速离心分离、能够大幅度降低分离能耗；同时，本技术利用离心力脱水，解决了传统螺旋挤压固液分离难于分离颗粒小、粘度大、固形物含量低的物料的问题，利用伺服电机在离心分离后实现分离筛筒倾斜、配合变调速电机的变频降速，实现了分离筛筒和导料板的联合卸料，简化了结构，在保证固-液较为彻底分离的基础上，同时能够对分离筛筒内壁的固形物进行收集，避免离心分离后人工收集、清洁的不便以及耗时耗力，从而提高对于沼液或粪污的分离、处理效率，降低操作人员的劳动强度，便于后续污水的生化处理和沼液的资源化利用。
19.此外，本技术能够在分离后针对分离筛筒进行自清洁处理，从而避免分离筛筒堵塞而影响分离效果，保证工作的稳定性与连续性。
附图说明
20.图1为本发明实施例中离心分离装置的正向视图（分离状态）。
21.图2为本发明实施例中离心分离装置的侧向视图（分离状态）。
22.图3为本发明实施例中离心分离装置的正向视图（出料状态）。
23.其中，10、固定支架；20、中心轴；200、转轴；21、进料口；22、出料口；23、导料板；30、倾倒支架；300、斜支撑杆；31、调速电机；32、第二皮带轮；33、传动皮带；40、分离组件；41、外壳；411、出水口；412、布水管；4121、进水接头；4122、喷水嘴；42、分离筛筒；421、左铺板；422、右铺板；4220、第一皮带轮；50、升降组件；51、伺服电机；52、减速器；53、蜗轮蜗杆结构；54、螺旋丝杠；55、第一支架；550、销轴；56、第二支架；560、长孔。
具体实施方式
24.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
25.实施例1：如图1～3所示：一种差速低速离心分离装置，其特征在于：包括固定支架10、中心轴20、倾倒支架30、分离组件40及升降组件50，中心轴20一端（即图1、图3所示左端）通过转轴200与固定支架10转动连接、另一端与设置在固定支架10上的升降组件50连接；中心轴20外壁固定设置倾倒支架30（倾倒支架30位于固定支架10内）且中心轴20位于倾倒支架30内侧的外壁设置分离组件40；倾倒支架30通过斜支撑杆300与中心轴20外壁固定连接（如图1所示，倾倒支架30远离转轴200的一端通过斜支撑杆300与中心轴20外壁固定连接），从而确保中心轴20与倾倒支架30之间的连接稳固性。
26.分离组件40包括外壳41、分离筛筒42与驱动组件，外壳41与倾倒支架30固定连接且外壳41包裹在分离筛筒42外侧，外壳41底部设置出水口411，通过出水管与外界收集装置连接；外壳41顶端设置进水接头4121与布水管412（如图1、图3所示：进水接头4121设置在布水管412的一端），布水管412上且对应分离筛筒42均匀设置多个喷水嘴4122，用于对分离筛筒42实现清洗。分离筛筒42左、右两侧侧面分别设置横截面为“凸”字形结构的左铺板421与右铺板422，两侧铺板（即左铺板421与右铺板422）中部分别被中心轴20贯穿且与中心轴20外壁通过轴承转动连接，两侧铺板（即左铺板421与右铺板422）凸出部分分别贯穿外壳41对应侧壁且与外壳41对应侧壁通过轴承转动连接，右铺板422位于外壳41外侧的外壁固定套接第一皮带轮4220，第一皮带轮4220与设置在倾倒支架30内的驱动组件连接；驱动组件包括调速电机31、第二皮带轮32与传动皮带33，调速电机31固定设置在倾倒支架30上且调速电机31输出轴固定套接第二皮带轮32，第二皮带轮32通过传动皮带33与第一皮带轮4220连接，第二皮带轮32的直径小于第一皮带轮4220直径（如图2所示）。中心轴20为空心轴且中心轴20位于外壳41的右侧设置进料口21（如图1、图3所示）、中心轴20位于分离筛筒42段的下端且沿轴线方向均匀设置过个出料口22；中心轴20的顶面且位于左铺板421右侧侧面通过支架设置倾斜的导料板23，且导料板23向靠近左铺板421的一端倾斜（如图1所示）；左铺板421对应导料板23开设出料间隙（出料间隙大小根据实际情况进行设置且绕分离筛筒42轴线均匀设置）；导料板23横截面为“凹”形结构、便于聚集物料。
27.升降组件50包括伺服电机51、减速器52、蜗轮蜗杆结构53、螺旋丝杠54、第一支架
55与第二支架56，伺服电机51与减速器52均固定设置在固定支架10上且减速器52位于伺服电机51输出端（伺服电机51与减速器52的设置采用现有常规设置即可），减速器52输出端设置涡轮蜗杆结构53且涡轮中部螺纹连接螺旋丝杠54，螺旋丝杠54与固定支架10螺纹连接且螺旋丝杠54顶端设置第一支架55，中心轴20右端设置第二支架56且第二支架56底部开设长孔560，第一支架55上设置销轴550，销轴550卡入长孔560内且滑动连接；中心轴20底端且位于第二支架56两侧对应固定支架10设置“l”卡块，用于保证中心轴20与固定支架10的稳固连接。
28.实施例2：一种差速低速离心分离装置的使用方法，用于沼液或粪污的分离，其特征在于：步骤一：首先通过进料口21通入需要分离的沼液或污水，沼液或污水经过中心轴20的空心部分后、经出料口22在分离筛筒42的长度方向进行均匀布水；同时启动驱动组件，驱动组件使得分离筛筒42产生相对离心加速度、相对离心加速度为25～30个重力加速度（优选27个重力加速度），进行离心分离；分离筛筒42设置100～120目（优选110目）筛孔且分离筛筒42直径为450～500mm（优选475mm）；沼液或污水含固率4%～6%，经过离心分离后，固体去除率达到50%、分离固形物含水率小于85%，附着在分离筛筒42内壁，离心分离的污水经由出水口411与出水管进行排出；步骤二：经过进料与离心分离后，驱动组件将离心加速度降至1个重力加速度以下；然后，启动升降组件50使得中心轴20带动倾倒支架30与分离组件40转动倾斜（如图1、图3所示：启动伺服电机51，在伺服电机51的作用下，通过减速器52驱动涡轮蜗杆结构53运转，从而使得螺旋丝杠54转动，螺旋丝杠54转动形成沿轴线方向的移动，进而顶住第一支架55上移，使得销轴550在长孔560内滑动，进而使得中心轴20绕转轴200转动），进而通过分离固形物的重力通使得其掉落至导料板23上并通过出料间隙排出收集（可在左铺板421对应出料间隙设置收集管）；步骤三：经过排料后，升降组件50反转驱动、分离筛筒42与中心轴20恢复到水平状态；之后停止升降组件50，进入下一个分离工作循环；步骤四：完成多个分离工作循环后，通过喷水嘴4122对分离筛筒42实现定期清洗、保证分离效率。
29.实施例3：作为对本技术方案的进一步优化，在实施例1的基础上，固定支架10上对应螺旋丝杠54设置螺纹套筒且螺纹套筒设置在螺旋丝杠54底端，螺旋丝杠54外壁与螺纹套筒内壁螺纹连接，确保螺旋丝杠54运转与移动的平稳性。
30.尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。