一種密封式平板壓榨脫水機的制作方法

本發明涉及環保領域，尤其是涉及一種用于污泥處理的密封式平板壓榨脫水機。

背景技術：

我國每年的污泥處理需求總量接近4000萬噸，初級脫水后的污泥平均含水率約80%。現行對污泥處理的要求是：減量化、無害化、穩定化、資源化，其中減量化至關重要，要求將污泥的含水率從80%降低到50%左右，使污泥體積減少一半以上，形成相對穩定的狀態，不容易造成二次污染。目前污泥處理中脫水環節普遍使用烘干或深度擠壓的方式。烘干需要消耗大量能耗，還會生成需要進一步處理的臭氣；擠壓過程中需要對污泥進行加藥調質，藥劑的副作用是使污泥的絕干總量增加，泥質變差，導致后續處置困難。中國專利文獻CN104817247A，于2015年8月5日公開了“壓力電滲透干化機”，該設備包括：機架；模塊單元，設置在所述機架上，包括加壓裝置、承壓裝置、導向柱、復位彈性部件、上絕緣板、下絕緣板；所述加壓裝置固定在所述機架上；所述承壓裝置的兩端套設在所述導向柱上，所述復位彈性部件也套設在所述導向柱上；所述上絕緣板固定在所述承壓裝置的下部，所述下絕緣板設置上絕緣板的下方；所述上絕緣板的表面鑲嵌有陽極板；所述下絕緣板的表面鑲嵌有陰極板；物料傳送裝置；布料裝置以及卸料裝置。與此類似的方案旨在通過直流電帶動液體流動的方式實現污泥脫水。但是該方案也存在著值得改進的缺陷。污泥在上下極板之間進行壓濾的時候，由于污泥的含水量高，受壓后隨即變形，向四周延伸，大量從上下極板之間溢出。為了解決污泥溢出的問題，有的改進方案在上下極板的間隙的兩側方安裝彈性膠條，對污泥進行側向的密封。然而在實際應用中，一是污泥仍然可以從上下極板兩端方向溢出，二是由于存在彈性膠條的厚度，上下極板之間的最小間隙受到限制，當水份從污泥中排出，污泥的厚度顯著變薄至彈性膠條厚度以下時，上下極板的壓力就無法傳遞至污泥上，電滲透也隨之失效。

技術實現要素：

針對上述現有方案存在的技術問題，本發明旨在提供一種密封式平板壓榨脫水機，可以避免物料在壓榨時被擠出壓榨空間，提升壓榨脫水效果。

為了實現上述目的，本發明采用如下技術方案：一種密封式平板壓榨脫水機，包括機架，機架的一端為進料端，另一端為出料端，還包括濾帶；進料端與出料端之間設有至少一個平板脫水模塊，平板脫水模塊的上部包括可豎直往復運動的上壓部件，下部包括固定的下托部件，下托部件的頂面上還設有密封框；上壓部件的下底面和下托部件的頂面均平行與水平面；濾帶循環轉動，其中位于進料端和出料端之間的部分位于上壓部件和密封框之間；上壓部件的運動方向與密封框的位置對應；待處理物料由進料端進入，鋪設于密封框位置對應的濾帶的上表面，上壓部件向下運動，與密封框構成密封空間，對該密封空間范圍的物料實施物理擠壓，物料脫水后，由濾帶將已脫水物料帶至出料端實施出料。

在本技術方案中，為脫水機設計了一個濾帶，濾帶在動力作用下依次經過各個輥體，形成一個往復循環，其中位于進料端與出料端之間的一段，是用來承載物料的，構成了壓榨區間，待處理物料的壓榨和電滲透工作就在該區間內完成。實現壓榨動作的是平板脫水模塊，可以是一個，如有必要也可以是串聯起來的多個。平板脫水模塊包括上下兩個部分，上部分主要是上壓部件，可以在動力控制下上下運動，下部分包括上壓部件，陰極板上設有密封框，上壓部件的位置與密封框的位置適配。上壓部件的下底面和下托部件的頂面隔著濾帶和密封框彼此平行。當待處理物料由進料端進入，并平攤在濾帶上，濾帶向出料端運動，將物料帶至密封框上方時，上壓部件向下運動，隔著濾帶擠壓物料，受壓的物料向外攤開，面積變大，厚度變薄，但受密封框的外框的限制，無法繼續變薄，就可以始終承受來自陽極板的壓力，始終處于壓榨脫水狀態，而不是一受到壓力就被擠出壓榨區間。脫水完畢，陽極板升起后，濾帶承載著已脫水物料向出料端運動，在出料端完成出料。一般的，進料端可以配置進料裝置，例如保持供料平衡的進料機、可使物料相對均勻的攤開在濾帶上的刮料板等；出料端可以配置出料裝置，例如處于靜止位置的卸料刮刀，濾帶運轉至出料端后，已脫水物料觸及出料刮刀而被從濾帶上分離出來后，濾帶向下返回；濾帶以濾帶驅動裝置為驅動，核心部件可以是一個或多個動力輥；陽極板的上下往復運動可以由氣缸或者油缸控制；整個設備的動力設備和直流電電源均可由PLC控制器進行控制。平板脫水模塊可以在數量上進行擴展，配合必要長度的濾帶，可以滿足不同物料的不同電滲透壓榨脫水要求。

作為優選，還設有直流電源；所述上壓部件的底面固定有陽極板，陽極板的兩側間隔均勻的以導體連接直流電源的陽極；所述下托部件的頂面固定有陰極板，陰極板的兩側間隔均勻的以導體連接直流電源的陰極；當上壓部件下壓貼合密封框內的物料時，直流電源接通，電流由陽極板經過物料流入陰極板，對物料同步實施電滲透脫水。密封框不但可以適用在普通的通過力學進行壓榨的平板脫水設備上，同樣可以適用在電滲透脫水設備上。當陽極板下壓接觸待處理物料時，物料不再從陽極板和陰極板之間被擠出，而是繼續保留在密封框、陽極板和陰極板之間的密封空間內，物料的上表面隔著濾帶緊貼陽極板，下表面緊貼陰極板，直流電從陽極板經過物料流向陰極板，進行電滲透脫水。

作為優選，所述密封框的材質為剛性的絕緣材料。使用絕緣材料，避免了電流直接從陽極板經密封框流至陰極板，剛性材質使密封框自身不會被下壓力壓縮變形，從而影響密封空間的體積。

作為優選，所述密封框高出排液槽板的高度不低于30mm。限定密封框高出排液槽板的高度，使每次壓榨時密封框內的物料的壓榨后體積得到了限制。如果高度設置過高，可能導致壓榨不充分，脫水效果未能滿足要求；高度設置過低，單次壓榨動作完成的脫水工作量太小，影響作業效率。

作為優選，所述密封框連接有豎直方向可壓縮的彈性件，平板脫水模塊的下部對應的設有導向方向為豎直方向的導向機構；當上壓部件觸及待處理物料時，隨著待處理物料所含水份被擠壓排出，厚度變薄，密封框可隨導向機構的導向方向向下運動，并始終保持上壓部件對待處理物料施加壓力。本技術方案為密封框設計了受壓后可在豎直方向上伸縮的結構。當上壓部件下壓物料時，物料會在密封框的范圍內變薄，但當物料含水量較高時，物料厚度不高于密封框邊框的高度，上壓部件的下底面僅能觸及到密封框的邊框，無法對邊框內的物料施加足夠的壓力。在應用了本方案后，當上壓部件下壓時，首先會將物料在密封框范圍內攤開；當上壓部件繼續下壓，下底面觸及密封框的外框時，密封框會克服彈性件的彈力逐漸向下運動，在此過程中上壓部件與下托部件的頂面之間的距離會越來越小，而位于此位置的物料無法位移，會受到越來越大的壓力，實現充分脫水；最后，達到脫水要求后，上壓部件上升，密封槽帶動濾帶向上回彈至原始位置。其中使用的彈性件可以是鋼彈簧或者空氣彈簧，導向機構可以導向柱，也可以是豎直設置的鍵槽配合結構等，可以是與彈簧組合在一起的，也可以是獨立設置的。

作為優選，所述密封框的外框架的水平投影位于下托部件的水平投影外側。這樣能防止上壓部件下壓時中間部分因重力而下墜無法接觸上壓部件的下底面，從而保持壓榨脫水面積最大化。

作為優選，以所述密封框的外框架的水平投影與下托部件的水平投影之間的距離為X，以密封框高出下托部件頂面的高度為Y，有1.2Y≥X≥0.8Y。密封框的外框架的水平投影與下托部件的水平投影之間的距離應該適度，過大就會導致密封框內靠近四周的污泥無法受到下方下托部件頂面的支撐，過小會導致濾帶和密封框外框架在每一次壓榨動作時摩擦較大導致影響濾帶的使用壽命。綜合考慮，該距離設置在密封框高出下托部件頂面的高度值的0.8倍至1.2倍之間為宜，待處理物料的含水率越高，該取值越小。

綜上所述，本發明的有益效果是：可以將高含水量的待處理物料封閉起來進行加壓，消除了被擠出壓力區的現象，大幅提升了脫水效果。

附圖說明

圖1是本發明的結構示意圖，直流電源及連接電路未示于圖中。

圖2是圖1的A-A剖視圖。

圖3是平板脫水模塊的結構示意圖。

圖4是密封框應用在平板脫水模塊上的配合關系圖。

圖5是密封框的俯視圖。

圖6是真空抽吸系統和清洗系統的示意圖。

其中：1機架、2進料機、3動力輥、4密封框、5輥體、6濾帶、7濾帶驅動電機、8卸料刮刀、9清洗系統、10真空抽吸系統、14油缸、15加壓板、16絕緣板、17陽極板、18陰極板、19排液槽板、20承壓箱體、21尼龍板條、22彈簧、23導向柱、24固定板、25真空泵、26自動排液罐、27氣動閥、28真空支管、29集液總管、30清洗水泵、31清洗水管、32真空箱。

具體實施方式

下面結合附圖與具體實施方式對本發明做進一步的描述。

如圖1、圖2、圖3所示，為一種密封式平板壓榨脫水機。該脫水機包括固定在地面的機架1，機架的右側端為進料端，左側端為出料端，進料端安裝有進料機2，出料端安裝有卸料刮刀9。機架上安裝有濾帶6，濾帶由若干個輥體5撐起，濾帶驅動電機8帶動動力輥3轉動，帶動濾帶形成逆時針轉動的循環圈。濾帶從進料機至卸料刮刀之間的一段構成壓榨區間。在該區間內安裝有至少一個平板脫水模塊，本例為兩個串聯在一起。平板脫水模塊包括上下兩部分：上部為上壓部件，包括由上至下依次疊合的加壓板15、絕緣板16和陽極板17；陽極板的兩端向上彎折，彎折部通過螺栓可拆卸的固定在絕緣板的相對位置，加壓板被安裝在固定于機架上方的油缸14上，陽極板的底面為水平面；下部分包括由上至下依次疊合的陰極板、絕緣的排液槽板19和承壓箱體20，陰極板的兩側向上彎折，彎折部通過螺栓可拆卸的固定在排液槽板的相對位置。極板的兩側間隔均勻的以紫銅帶連接直流電源的陽極；陰極板的兩側間隔均勻的以紫銅帶連接直流電源的陰極。本例中，陽極平板采用貴重金屬材質，和污泥接觸的下底面燒結有耐電蝕的導電涂層；陰極板材質為316不銹鋼。

如圖5所示，密封框為矩形，外框架為尼龍板條21。如圖3、圖4所示，密封框位于陰極板的上方，濾帶的下方，其高度高于陰極板上表面不低于30mm，本例為高于陰極板上表面35mm。外框架的四個側邊外側壁上均固定有上下方向的導向機構，本例使用的是導向柱23，導向柱的下端固定有固定板24，承壓箱體的側壁上固定有定位板，導向柱穿過定位板，在定位板和導向柱的上端固定點之間抵接有彈簧22。密封框的外框架的水平投影位于下托部件的水平投影外側，兩者間的距離為35mm。

如圖6所示，并結合圖1所示，本脫水機還設計有真空抽吸系統10和清洗系統9。排液槽板上均布有排液用的溝槽和通孔，這些溝槽和通孔分別連接真空支管25，再匯集至集液總管26，集液總管的出口連接自動排液罐23的進口，自動排液罐的抽氣端連接真空泵25，而陰極板上均布有若干供壓榨濾液排出的通孔，這些通孔與排液槽板上的溝槽和通孔連通，用來將壓榨產生的濾液排至自動排液罐。清洗系統安裝在機架的下方，清洗水泵30連接清洗水管31，濾帶緊貼真空箱32上平面運轉，清洗水管安裝在濾帶上方，噴頭垂直于濾帶的平面，真空箱下端通過真空抽吸系統連接真空泵，真空箱的上端開口正對噴頭的噴淋方向。真空泵的出氣端還能將壓縮空氣送入清洗液中，由水泵將混有壓縮空氣的清洗液泵送至噴頭進行噴淋。在真空抽吸系統中，為了保證真空效果，在管路中設置有多個氣動閥27。

本例的密封式平板壓榨脫水機，其工作狀態是：首先由機器右側的進料機分別將兩份適量的待處理污泥送至濾帶上，濾帶帶動污泥向左運動，使兩份污泥分別對應一個密封框的位置，此時上方的陽極板在油缸推動下向下壓，陽極板的下底面首先接觸污泥堆的峰頂，污泥受力后逐漸在密封框的范圍內向周圍攤開，厚度也逐漸變薄，部分水份開始溢出。然后，陽極板的下底面接觸密封框的外框架，使密封框整體克服彈簧向下移動，而位于密封框和陽極板的下底面之間的污泥受到下方排液槽板的支撐，無法向下位移，因此受到上方越來越大的擠壓力，自身厚度越來越薄，大量的水份被擠出。于此同時，直流電源開始供電，直流電由上方的陽極板穿過密封框內的污泥流向下方的陰極板，對污泥實施電滲透脫水，直至滿足脫水要求。然后油缸推動陽極板上升復位，電路切斷，電滲透結束，彈簧也推動密封框整體上升復位，濾帶承載著兩份已完成脫水的污泥繼續向左運動，至最左端時，卸料刮刀依次與兩份已脫水污泥接觸，將污泥與濾帶分離，濾帶向下向右循環運轉，對污泥的壓榨脫水步驟完成。

在對污泥的壓榨脫水步驟中，有大量的水份攜帶少量的污泥顆粒以懸浮液的形態被擠出，這些懸浮液通過陰極板上的通孔、排液槽板上布設的排液槽、孔等進入真空支管，再匯集至集液總管，并通過真空吸力被吸入自動排液罐，最終實現妥善處理和排放。

在對污泥的壓榨脫水步驟中，濾帶在與污泥分離后，會沾有少量的污泥顆粒，隨著作業的持續，這些顆粒越來越多，堵塞濾帶上的濾孔，會影響設備的作業效率。清洗水泵開啟后供水，真空泵開啟后供壓縮空氣，水汽混合體從噴頭噴出，對濾帶進行噴淋清洗，沖去這些污泥顆粒，保持濾孔的通暢。沖下的殘液被真空箱的開口吸走，送入自動排液罐處理。

本例的密封式平板壓榨脫水機，在傳統電滲透脫水設備上進行了大量的優化，能更高效的實現電滲透壓榨脫水，使用了密封框可以提高壓榨脫水的效率，使用了真空抽吸系統可以收集濾液，使用了清洗系統可以對濾帶進行沖洗。在設備的控制上，可以將各個子設備的動力控制系統集成在PLC控制柜上，實現操作者的便捷操控。

本例的密封式平板壓榨脫水機，使用了兩個平板脫水模塊。如非必要，也可以僅使用一個平板脫水模塊；如有應用需求，平板脫水模塊也可以在數量上進行擴展，彼此串聯起來，配合必要長度的濾帶，可以滿足不同物料的不同壓榨脫水要求。在使用串聯的多個平板脫水模塊時，還可以通過編程控制，使同一份待處理物料在依次行進至不同的平板脫水模塊內時，由淺至深進行梯度脫水，以實現設備的高速運轉，提高整體處理效果。