CN111569502A - 一种螺旋式固液分离装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及污水固液分离技术领域，更具体地，涉及一种螺旋式固液分离装置，包括壳体、进水口、出水口、螺旋单元、给螺旋单元提供动力的动力单元、过滤单元、排渣单元；在过滤单元内侧形成截面尺寸沿污水流动方向逐渐减小的第一过滤腔体，进水口与第一过滤腔体连通，螺旋单元设置在第一过滤腔体内，排渣单元活动连接于第一过滤腔体末端，出水口设于壳体并连通至第一过滤腔体与壳体之间。本发明的目的在于克服传统装置固液分离效果差的不足，提供一种高效的固液分离装置，该装置结构设计简单，能连续自动排渣，运行平稳可靠，过滤效率高，固液分离效果好，占地面积小，并且适用于高固含量污水处理。
Description
技术领域
本发明涉及污水固液分离技术领域，更具体地，涉及一种螺旋式固液分离装置。
背景技术
固液分离技术是一种广泛应用于工业领域的分离技术，从化工、矿业、冶金、石油、轻工、食品、制药到机械、电子，固液分离无处不在、无行不及，深刻地影响到了各个工业部门和人们的日常生活。尤其是在废水、污水处理方面，更是离不开固液分离技术。水处理领域常用固液分离装置为沉降池，但是近年来随着人口集中化程度日益提高，有限区域内水资源的处理回收利用速率被迫大幅提升，现有沉降池因颗粒沉降速率有限，无法满足高速率回收利用的要求。在沉降池中倒入大量的絮凝剂加速沉降过程成为唯一的选择，但是同时也会导致渣量提升，缩短沉降池底泥的清理周期，无形中增加了使用成本。为了保证用户水质，亟需寻求高效的固液分离预处理装置代替原有的自然沉降设备。
对比文件(公开号为CN208120788U)公开了一种螺旋固液分离排渣装置，污水从进水口进入装置后经过滤孔板流出，废渣经螺旋叶片推动至排渣口直接排出，废渣没有经过二次挤压过滤就直接排出，废渣中仍残留大量水分，固液分离效果差。
发明内容
本发明的目的在于克服传统装置固液分离效果差的不足，提供一种提升固液分离效果的螺旋式固液分离装置。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：
提供一种螺旋式固液分离装置，包括设有中空腔体的壳体、进水口、出水口、螺旋单元、给螺旋单元提供动力的动力单元、过滤单元、排渣单元；所述进水口设置在所述壳体，在所述过滤单元内侧形成截面尺寸沿污水流动方向逐渐减小的第一过滤腔体，所述进水口与所述第一过滤腔体连通，所述螺旋单元设置在所述第一过滤腔体内，且与所述动力单元连接，所述排渣单元可开启或关闭，并连接于所述第一过滤腔体末端，所述出水口设于所述壳体并连通至第一过滤腔体与壳体之间。
本发明使用时，污水由进水口进入第一过滤腔体过滤得到过滤水和废渣，过滤水由出水口排出，废渣经由螺旋单元输送至排渣单元排出。
本发明的螺旋式固液分离装置，能够有效提升固液分离效果，并且结构设计简单，运行平稳可靠，过滤效率高，占地面积小，可适用于高固含量污水处理。具体地，污水从进水口进入第一过滤腔体后，由于过滤单元的阻挡，液体可以顺利通过过滤单元，从出水口排出；而固体废渣仍留在螺旋单元内部，固体废渣在螺旋单元的推动下进入第一过滤腔体末端，由于排渣单元连接于第一过滤腔体末端，排渣单元起初处于关闭状态，污水源源不断地从进水口流入，废渣逐渐在第一过滤腔体末端积累，而且，第一过滤腔体截面尺寸沿污水流动方向逐渐减小，可以使污水在第一过滤腔体内受到的压力逐渐增大，在这过程中，第一过滤腔体末端的废渣受到的压力也逐渐增大，残留在废渣中的液体在压力作用下被二次挤出，经过过滤单元从出水口排出，待废渣积累到一定的量时，排渣单元会自动开启，最后废渣从排渣单元排出。自动排渣单元的设置有利于进一步提升固液分离的效果，具体地，通过对废渣的挤压作用，能使固液分离更彻底，废渣中液体成分进一步减少。而且排渣单元能自动开启和闭合，具有实用性和便捷性。排渣单元与壳体之间可以是固定连接的，也可以是活动连接的，只要能实现开启或闭合功能即可；在废渣量较少时，排渣单元可以是间隙性地开启的，在废渣量较多的情况下排渣单元也可以是连续地开启的。排渣单元可以设置成具有刮壁功能的结构，在排渣功能开启或关闭的过程中利用排渣单元与过滤单元内壁的接触使残留在过滤单元内侧的固体废渣被刮下来，进一步避免过滤单元的堵塞。
进一步地，沿着污水流动方向，所述进水口设置在所述过滤单元前端。
进一步地，所述螺旋单元包括主轴和固定于主轴上的螺旋叶片，所述主轴与所述动力单元连接，所述螺旋叶片的外缘与所述过滤单元内壁贴合。
进一步地，所述第一过滤腔体为锥形结构，所述螺旋叶片的螺旋直径沿污水流动方向逐渐变小。
进一步地，在所述壳体与所述过滤单元外侧之间设有第二过滤腔体，所述出水口与第二过滤腔体连通。
进一步地，所述出水口设于所述第二过滤腔体上部。
进一步地，在所述第二过滤腔体靠近所述进水口端设有用于密封所述第二过滤腔体与所述过滤单元的密封片。
进一步地，所述过滤单元包括靠近所述螺旋叶片的第一过滤网和远离所述螺旋叶片的第二过滤网，所述第一过滤网上设有若干第一过滤孔，所述第二过滤网上设有若干第二过滤孔，所述第一过滤孔孔径大于所述第二过滤孔孔径。
进一步地，所述排渣单元包括可自动开启与闭合的排渣阀和给排渣阀提供动力的驱动电机，所述排渣阀设置在所述第一过滤腔体末端，且与所述壳体连接，所述排渣阀与所述驱动电机连接。
进一步地，所述排渣阀与所述壳体铰接。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明公开了一种高效的固液分离装置，该装置结构设计简单，能连续自动排渣，运行平稳可靠，过滤效率高，固液分离效果好，占地面积小，并且适用于高固含量污水处理。除上述有益效果外，本发明还产生了以下有益效果，螺旋叶片的外缘与过滤单元内壁贴合的设置可以利用螺旋叶片将附着在过滤单元上的固体废渣刮下来，减少过滤单元的堵塞，节省清洗成本，同时可以提升固液分离效果，使液体更好地流出。锥形结构的第一过滤腔体和与之配合的螺旋叶片可以增大第一过滤腔体底部的压力，有利于第一过滤腔体底部的废渣在压力作用下挤出液体，提升固液分离的效果。第二过滤腔体的设置可以使经过过滤单元过滤的污水进行再次静置沉淀过滤后再从出水口排出。
附图说明
图1为本发明螺旋式固液分离装置的结构示意图；
图2为本发明实施例1中固液分离部分内部结构示意图；
图3为本发明实施例2中固液分离部分内部结构示意图；
图示标记说明如下：
1、壳体；101、第一过滤腔体；102、第二过滤腔体；2、进水口；3、出水口；4、螺旋单元；41、主轴；42、螺旋叶片；5、动力单元；6、过滤单元；61、第一过滤网；62、第二过滤网；63、第一过滤孔；64、第二过滤孔；7、排渣单元；71、排渣阀；72、驱动电机；8、密封片。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本发明作进一步的说明。其中，附图仅用于示例性说明，表示的仅是示意图，而非实物图，不能理解为对本专利的限制；为了更好地说明本发明的实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。
本发明实施例的附图中相同或相似的标号对应相同或相似的部件；在本发明的描述中，需要理解的是，若有术语“上”、“下”、“左”、“右”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此附图中描述位置关系的用语仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。
实施例1
如图1至图2所示为本发明螺旋式固液分离装置的实施例1，包括设有中空腔体的壳体1、进水口2、出水口3、螺旋单元4、给螺旋单元提供动力的动力单元5、过滤单元6、排渣单元7；进水口2设置在壳体1，在过滤单元6内侧形成截面尺寸沿污水流动方向逐渐减小的第一过滤腔体101，进水口2与第一过滤腔体101连通，螺旋单元4设置在第一过滤腔体101内，且与动力单元5连接，排渣单元7可开启或关闭，并连接于第一过滤腔体101末端，出水口3设于壳体1并连通至第一过滤腔体101与壳体1之间，污水由进水口2进入第一过滤腔体101过滤得到过滤水和废渣，过滤水由出水口3排出，废渣经由螺旋单元4输送至排渣单元7排出。
本发明的螺旋式固液分离装置，能够有效提升固液分离效果，并且结构设计简单，运行平稳可靠，过滤效率高，占地面积小，可适用于高固含量污水处理。具体地，污水从进水口2进入第一过滤腔体101后，由于过滤单元6的阻挡，液体可以顺利通过过滤单元6，从出水口3排出；而固体废渣仍留在螺旋单元4内部，固体废渣在螺旋叶片42的推动下进入第一过滤腔体101末端，由于排渣单元7连接于第一过滤腔体101末端，排渣单元7起初处于关闭状态，污水源源不断地从进水口2流入，废渣逐渐在第一过滤腔体101末端积累，而且，第一过滤腔体101截面尺寸沿污水流动方向逐渐减小，可以使污水在第一过滤腔体101内受到的压力逐渐增大，在这过程中，第一过滤腔体101末端的废渣受到的压力也逐渐增大，残留在废渣中的液体在压力作用下被二次挤出，经过过滤单元7从出水口3排出，待废渣积累到一定的量时，排渣单元7会自动开启，最后废渣从排渣单元7排出。自动排渣单元7的设置有利于进一步提升固液分离的效果，具体地，通过对废渣的挤压作用，能使固液分离更彻底，废渣中液体成分进一步减少。而且排渣单元7能自动开启和闭合，具有实用性和便捷性。排渣单元7与壳体1之间可以是固定连接的，也可以是活动连接的，只要能实现开启或闭合功能即可；在废渣量较少时，排渣单元7可以是间隙性地开启的，在废渣量较多的情况下排渣单元7也可以是连续地开启的。
作为本发明提供的具体实施方式之一，沿着污水流动方向，进水口2设置在过滤单元6前端。上述设置可以充分发挥过滤单元的过滤作用，进一步提升固液分离效果。污水从进水口2流入后直接流到过滤单元6进行过滤。当螺旋式固液分离装置为竖直设置时，进水口2优选设置在装置上部，出水口3设置在进水口2下方；当螺旋式固液分离装置为水平设置时，进水口2优选设置在装置一侧上部，出水口3设置在装置另一侧的上部。在本领域技术人员的认知范围内，进水口2也可以设置在过滤单元6的其他部位。
作为本发明提供的具体实施方式之一，螺旋单元包括主轴41和固定于主轴41上的螺旋叶片42，主轴41与动力单元5连接，螺旋叶片42的外缘与过滤单元6内壁贴合。上述设置可以利用螺旋叶片42将附着在过滤单元6上的固体废渣刮下来，减少过滤单元6的堵塞，节省清洗成本，同时可以提升固液分离效果，使液体更好地流出。具体地，污水从过滤单元6过滤后流出，固体废渣附着在过滤单元6的内表面，螺旋叶片42推动废渣至排渣单元7的同时，由于螺旋叶片42的外缘与过滤单元6内壁贴合，螺旋叶片42的外缘可将附着在过滤单元6内表面的废渣刮下来，起刮板的作用，减轻了废渣对过滤单元6的堵塞，也能使污水更顺利地通过过滤单元6排出。
作为本发明提供的具体实施方式之一，第一过滤腔体101为锥形结构，螺旋叶片42的螺旋直径沿污水流动方向逐渐变小。锥形结构的第一过滤腔体101和与之配合的螺旋叶片42可以增大第一过滤腔体101底部的压力，有利于第一过滤腔体101底部的废渣在压力作用下挤出液体，提升固液分离的效果。在本领域技术人员的认知范围内，第一过滤腔体101也可以设置成其他的形状，如圆柱形、圆台形、长方体、正方体等其他规则的或不规则的形状。
作为本发明提供的具体实施方式之一，在壳体1与过滤单元6外侧之间设有第二过滤腔体102，出水口3与第二过滤腔体102连通。第二过滤腔体102的设置可以使经过过滤单元6过滤的污水在第二过滤腔体102内汇集，进行再次静置沉淀后再从出水口3溢出，提升固液分离效果。
作为本发明提供的具体实施方式之一，出水口3设于第二过滤腔体102上部。出水口3设置在上部可以进一步提升第二过滤腔体102对残余细小废渣的沉淀作用，过滤后的水汇集满第二腔体102后从出水口3溢出，直接从出水口3上方流出的水的再次沉淀过滤效果差，而处于出水口3下方的水往出水口3流出时的沉淀过滤效果较好。因此，无论螺旋式固液分离装置是竖直设置或是水平设置，优选方式是将出水口3设置在装置的上部。
作为本发明提供的具体实施方式之一，在第二过滤腔体102靠近进水口2端设有用于密封第二过滤腔体102与过滤单元6的密封片8。密封片8的设置可以进一步提升固液分离的效果，防止未经过滤的污水从进水口2流入时未经过过滤单元6的过滤直接进入第二过滤腔体102后从出水口3流出。密封片8能起良好的隔离阻挡作用。
作为本发明提供的具体实施方式之一，排渣单元7包括可自动开启与闭合的排渣阀71和给排渣阀71提供动力的驱动电机72，排渣阀71设置在第一过滤腔体101末端，且与壳体1连接，排渣阀71与驱动电机72连接。驱动电机72给排渣阀71提供动力，使排渣阀71能根据需要自动开启和关闭，实现连续自动排渣的功能，提升装置的便捷性与实用性，还能提高装置的固液分离效率，确保在螺旋单元4底部的废渣在二次分离液体后及时地排出去。排渣阀71可以是不锈钢材料，不易生锈，延长使用寿命。
作为本发明提供的具体实施方式之一，排渣单元7与壳体1之间为活动连接，排渣阀71与壳体1铰接。铰接是常见的连接结构，结构简单，使用方便，成本低廉，在本领域技术人员的认知范围内，此处排渣阀71与壳体1的连接方式不限于铰接，还可以是通过滑槽进行滑动连接或用转轴进行转动连接，也可以采用其他的连接方式，只要能实现排渣阀71的开启与关闭，便于进行排渣即可。排渣单元7与壳体1之间也可以为固定连接，只要能实现排渣功能即可。
作为本发明提供的具体实施方式之一，壳体1为圆柱形或圆台形。第一过滤腔体101优选是锥形的，壳体1设置成圆锥形或圆台形可以使整个装置显得小巧，节省空间，占地面积小。在本领域技术人员的认知范围内，壳体1也可以为其他的形状。
实施例2
如图3所示为本发明螺旋式固液分离装置实施例2，本实施例与实施例1结构类似，不同之处在于，过滤单元6包括靠近螺旋单元4的第一过滤网61和远离螺旋单元4的第二过滤网62，第一过滤网61上设有若干第一过滤孔63，第二过滤网62上设有若干第二过滤孔64，第一过滤孔63孔径大于第二过滤孔64孔径。上述设置可以优化装置的固液分离效果，具体地，过滤单元6是整个装置的重要部分，关系到固体废渣是否能被有效阻挡在螺旋单元4内部；此处设置双层过滤网是为了进一步提升过滤效果，尽可能地减少固体的流出，第一过滤网61先进行初步过滤，将绝大部分的固体废渣都阻挡在第一过滤网61内部，第二过滤网62进行二次过滤，将一些更细小的颗粒阻挡在第二过滤网62的内部，这样就能确保经过过滤单元6后从出水口3排出去的液体基本上不残留固体废渣。
实施例3
本实施例与实施例1结构类似，不同之处在于，排渣单元7包括设置在第一过滤腔体101末端的且与壳体1固定连接的挡板、排渣阀71、给排渣阀71提供动力的驱动电机72；挡板上设有排渣口，排渣阀71活动设置在挡板下方，排渣阀71可以转轴为中心进行旋转，当排渣阀71转动的位置刚好处于排渣口下方时可挡住排渣口阻挡废渣的排出，当排渣阀71转动的位置错开排渣口时废渣可顺利从排渣口排出。其中，转轴可以竖直设置在挡板的轴线上并与挡板连接，排渣阀71进行水平转动；转轴也可以水平设置在壳体1上，排渣阀71进行竖直转动。
显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。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，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种螺旋式固液分离装置，其特征在于，包括设有中空腔体的壳体(1)、进水口(2)、出水口(3)、螺旋单元(4)、给螺旋单元提供动力的动力单元(5)、过滤单元(6)、排渣单元(7)；所述进水口(2)设置在所述壳体(1)，在所述过滤单元(6)内侧形成截面尺寸沿污水流动方向逐渐减小的第一过滤腔体(101)，所述进水口(2)与所述第一过滤腔体(101)连通，所述螺旋单元(4)设置在所述第一过滤腔体(101)内，且与所述动力单元(5)连接，所述排渣单元(7)可开启或关闭，并连接于所述第一过滤腔体(101)末端，所述出水口(3)设于所述壳体(1)并连通至第一过滤腔体(101)与壳体(1)之间。
2.根据权利要求1所述的螺旋式固液分离装置，其特征在于，沿着污水流动方向，所述进水口(2)设置在所述过滤单元(6)前端。
3.根据权利要求1所述的螺旋式固液分离装置，其特征在于，所述螺旋单元包括主轴(41)和固定于主轴(41)上的螺旋叶片(42)，所述主轴(41)与所述动力单元(5)连接，所述螺旋叶片(42)的外缘与所述过滤单元(6)内壁贴合。
4.根据权利要求3所述的螺旋式固液分离装置，其特征在于，所述第一过滤腔体(101)为锥形结构，所述螺旋叶片(42)的螺旋直径沿污水流动方向逐渐变小。
5.根据权利要求1至4任一项所述的螺旋式固液分离装置，其特征在于，在所述壳体(1)与所述过滤单元(6)外侧之间设有第二过滤腔体(102)，所述出水口(3)与第二过滤腔体(102)连通。
6.根据权利要求5所述的螺旋式固液分离装置，其特征在于，所述出水口(3)设于所述第二过滤腔体(102)上部。
7.根据权利要求5所述的螺旋式固液分离装置，其特征在于，在所述第二过滤腔体(102)靠近所述进水口(2)端设有用于密封所述第二过滤腔体(102)与所述过滤单元(6)的密封片(8)。
8.根据权利要求1所述的螺旋式固液分离装置，其特征在于，所述过滤单元(6)包括靠近所述螺旋叶片(4)的第一过滤网(61)和远离所述螺旋叶片(4)的第二过滤网(62)，所述第一过滤网(61)上设有若干第一过滤孔(63)，所述第二过滤网(62)上设有若干第二过滤孔(64)，所述第一过滤孔(63)孔径大于所述第二过滤孔(64)孔径。
9.根据权利要求1所述的螺旋式固液分离装置，其特征在于，所述排渣单元(7)包括可自动开启与闭合的排渣阀(71)和给排渣阀(71)提供动力的驱动电机(72)，所述排渣阀(71)设置在所述第一过滤腔体(101)末端，且与所述壳体(1)连接，所述排渣阀(71)与所述驱动电机(72)连接。
10.根据权利要求9所述的螺旋式固液分离装置，其特征在于，所述排渣阀(71)与所述壳体(1)铰接。
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