平板电渗透脱水机的再布料结构的制作方法

本实用新型属于环保领域，具体是一种平板电渗透脱水机的再布料结构。

背景技术：

据统计，我国现在每年的污泥处理总量接近6000万吨，初级脱水后的污泥平均含水率约80%。现行对污泥处理的要求是：减量化、无害化、稳定化、资源化，其中减量化至关重要，要求将污泥的含水率从80%降低到50%左右。目前污泥处理中脱水环节普遍使用烘干或深度挤压的方式。烘干需要消耗大量能耗，还会生成需要进一步处理的臭气；挤压过程中需要对污泥进行加药调质，药剂的副作用是使污泥的绝干总量增加，泥质变差，导致后续处置困难。中国专利文献cn206535273u，于2017年10月3日公开了“一种密封式平板压榨脱水机”，包括机架，机架的一端为进料端，另一端为出料端，还包括滤带；进料端与出料端之间设有至少一个平板脱水模块，平板脱水模块的上部包括可竖直往复运动的上压部件，下部包括固定的下托部件，下托部件的顶面上还设有密封框；上压部件的下底面和下托部件的顶面均平行与水平面；滤带循环转动，其中位于进料端和出料端之间的部分位于上压部件和密封框之间；上压部件的运动方向与密封框的位置对应。该现有技术的有益效果是：可以将高含水量的待处理物料封闭起来进行加压，消除了被挤出压力区的现象，大幅提升了脱水效果。在现实使用中，该方案存在很大的缺陷：高含水率的物料在进入压榨组件进行电渗透压榨时，水分子的移动方向是随着电流从上方的阳极方向向下方的阴极方向移动，厚度方向的上层靠近阳极板，容易快速失水而率先变干变硬；变干的上层物料因为失水而电阻变大，流经整个物料层的电流因此下降，导致靠近阴极的下层物料的水分子随电流移动的速度变慢，即使经过初步电渗透压榨后含水率始终难以有效下降。虽然具体参数与电渗透作用的时间有关，与电流大小有关，与物料的物理性质也有关，但是如前述现有技术般进行一次性布料、一次性平板电渗透作业，最终效果不均匀、结果不理想则是规律性存在的客观现象。以进料端80%含水率的物料进料为例，往往是上层物料的局部含水率可从80%降低至60%~65%，而下层物料含水率仅能从初始的80%下降数个百分点而已，距离整体达到60%以下含水率的理想目标差距显著。如果在此基础上强制增加压榨时间，不但无法解决现有问题，反而会进一步强化物料上层的干化、硬化程度，进一步增大物料上层的电阻，进一步扩大上层物料与下层物料在含水率上的差距，压榨时间越长，上述问题越严重。物料的电阻增大后，大量的电流流经物料时会转化为热能白白消耗，而物料则在被加热的过程中会冒出大量水蒸汽、释放异味，形成新的污染问题。

技术实现要素：

基于上述问题，本实用新型提供一种平板电渗透脱水机的再布料结构，通过二次压榨二次布料的方式，有效解决了电渗透压榨过程中物料含水率不均的问题，还可以显著提高脱水效率、保证脱水效果，并能降低能耗、节约电力资源。

为了实现发明目的，本实用新型采用如下技术方案：一种平板电渗透脱水机的再布料结构，包括机架和环形的滤带，机架的一端为进料端，另一端为出料端，机架上设有压榨组件，压榨组件包括可上下往复运动的上压部件，和固定设于上压部件下方对应位置的下托部件，滤带的工作部位于上压部件和下托部件之间，移动方向为由进料端向出料端，压榨组件至少为两组，沿上下游方向首尾排列；滤带的数量与压榨组件的数量对应；上游侧的滤带的末端与下游侧的滤带的首端之间设有碎料机构，所述碎料机构包括碎料辊；碎料辊的辊面上沿轴向设置有多个沿径向凸起的齿状凸圈；碎料辊的轴向与滤带的前进方向垂直。

本技术方案设计的平板电渗透脱水机的再布料结构，如传统技术一样的设置有机架，机架的两端分别为进料端和出料端，进料端设置有进料装置，出料端设置有出料装置。机架上设计有压榨组件，压榨组件至少包括上部的上压部件，通常包括阳极板、绝缘板等电渗透脱水作业的必要部件，可以由动力驱动上下往复运动；下部对应位置固定设有下托部件，通常包括阴极板等电渗透脱水作业的必要部件。环形的滤带由动力驱动，其工作部位于上压部件和下托部件之间，由进料端方向向出料端方向移动。待脱水的物料则承载在滤带上，由进料端进入压榨组件中，经过压榨处理后向出料端移动。为保持压榨效果，一般还会设计有密封框，以限制物料在受到上方挤压时侧向外溢。而本方案中设计的压榨组件为至少两组，沿上下游方向首尾排列。与之对应，滤带也为多条，每一组压榨组件独立配设一条滤带，该条滤带仅在该组压榨组件内承载着物料由上游向下游转动。在上游侧的滤带的末端与下游侧的滤带的首端之间设有碎料机构，碎料机构的主要目的是为了将经过上游侧压榨组件初步压榨过的物料进行破碎。为了实现这一目的，本方案设计有碎料辊。碎料辊由动力驱动，其辊面上沿轴向间隔的设置有多个沿径向凸起的圈，从一侧看去如同凸起的齿，被称为齿状凸圈。物料在经过上游侧的压榨组件初步压榨后，厚度方向上的上层部分的含水率得到有效的降低，而越往下层含水率的下降越不明显，因此在厚度方向上呈现显著的不均匀状态。此时的物料在经过物理压榨后形成均厚的物料饼，从上游侧的滤带的末端流出后，被引导至碎料辊处，由碎料辊进行破碎。这种破碎的实质是打破物料饼在厚度方向上上部干下部湿的固有状态，形成粒径近似、含水率随机分布的均衡的物料颗粒，实现破碎后再混合的过程。破碎后的物料颗粒引出后，即可充分均匀的布设在下游侧的滤带的首端，再由下游侧的压榨组件进行进一步压榨。由于进入下游侧的压榨组件的物料粒径近似、含水率均衡，因此既可以保持合适的延展性和流动性，受到物料压榨时依然可以侧向延展形成均厚的物料饼，又可以以均衡的含水率适应电渗透的导电操作，而该状态正是电渗透压榨脱水机工作状态最为理想的物料状态，电渗透压榨可以高效完成。将物料引入碎料机构或从碎料机构中将物料引出，可以是送料带，可以是柱塞泵，可以是拨片，甚至可以是依靠重力让上游侧滤带末端的物料饼直接跌落在碎料机构上，碎料机构打碎的物料颗粒依靠重力直接跌落在下游侧滤带的首端，具体可以由本领域技术人员按照所需，结合各种现有同类型物料传送技术进行选择设置。齿状凸圈的数量、间隔间隙和直径，以及碎料辊转动速度，决定了物料破碎后颗粒的大小，这些参数可以由本领域技术人员根据物料的实际物理参数、下游侧压榨组件的理想工作状态要求等自行选择、调整。碎料辊的轴向与滤带的前进方向垂直，可以节约长度，简化设备布局。

作为优选，相邻齿状凸圈之间间距相等。设定相邻齿状凸圈之间间距相等，则可以最大程度的保证破碎后物料颗粒的粒径差异较小。

作为优选，所述碎料辊为一对，两碎料辊并列设置轴向平行，彼此的齿状凸圈间隙啮合。将两个碎料辊成对设置，以轴向平行的方式组合在一起，一个碎料辊在上游侧，从后向上向前转动，另一个碎料辊在下游侧，从前向上向下转动，两碎料辊的齿状凸圈彼此凹凸间隙啮合，将由上游的物料引至啮合部，则可以显著强化破碎效果，加快破碎速度，大大提高设备整体压榨速度。此外，由于两个碎料辊的转速恒定，因此被其铰散破碎成物料颗粒的速度也是稳定的，这些物料颗粒再次均布在下游侧滤带的首端。破碎后物料颗粒的小型化、分散化、含水率的均匀化，使二次压榨时物料的物理状态更接近电渗透脱水机理想工况的要求，二次压榨的效率更高。

作为优选，上游侧的滤带的末端位于碎料机构上方，下游侧的滤带的首端位于碎料机构下方。本方案采用的是重力法，因此无需额外增加装置，有助于简化设备，降低造价，方便维保。

作为优选，上游侧的滤带的末端设有滤带刮刀。物料在离开上游侧的压榨组件时，含水率依然较高，因此不容易与滤带彻底分离。本方案在上游侧的滤带的末端设计了滤带刮刀，可以将未分离的物料从滤带上铲下来，以提高作业效率。

作为优选，碎料机构还包括碎料辊刮刀；碎料辊刮刀与碎料辊一一对应设置；碎料辊刮刀的刃部设有梳齿，梳齿与对应的碎料辊上的齿状凸圈间隙啮合，梳齿齿尖与碎料辊的辊面之间设有间隙。同样的，碎料辊上粘的物料也需要使用刮刀刮除。由于碎料辊的辊面上设有齿状凸圈，因此常规的刮刀无法对齿状凸圈间的物料进行有效清除。因此本方案设计的碎料辊刮刀在其刃部设有梳齿，梳齿与对应的碎料辊上的齿状凸圈间隙啮合，碎料辊相对碎料辊刮刀转动时，齿状凸圈间隙内的物料可以被有效分离。具体的，碎料辊刮刀的梳齿与碎料辊的辊面、齿状凸圈之间的间隙尺寸可以由本领域技术人员按需设置。

作为优选，碎料机构还包括碎料辊刮刀保护结构；碎料辊刮刀保护结构包括保护架，碎料辊刮刀的根部固定在保护架的根部，保护架的根部与机架可转动的连接，转动轴平行于碎料辊的辊轴，保护架的端部与机架之间弹性连接，保护架的转动轴的轴心位于弹力方向的延伸线外。由于上游侧压榨组件压榨后的物料在压榨时的不均匀，导致压榨后的物料饼局部含水率差异较大，硬度和粘度也不同，因此针对碎料辊刮刀而言，在铲除粘在碎料辊的齿状凸圈间隙中的物料时，会碰到不同硬度的物料颗粒。当硬度较大时，如果强行刮铲，可能会对碎料辊刮刀的刃部造成损害。而本方案采用了弹性连接，使碎料辊刮刀的刃部在常态下无限接近碎料辊的辊面，在触及硬度较大的物料颗粒时则会克服弹性连接部件的弹力向外摆动，以避开该物料颗粒，让碎料辊顺利旋转，也保护了碎料辊刮刀的刃部。在碎料辊转过一定角度、该物料颗粒离开后，碎料辊刮刀的刃部会在弹性连接部件的弹力作用下复位至无限接近碎料辊的辊面，继续刮铲物料颗粒。随着碎料辊刮刀的刃部逐次对硬度较大的物料颗粒的摩擦，可以将物料颗粒逐渐磨小、磨碎，直至彻底从碎料辊的辊面刮除。

作为优选机架上固定有导向柱，导向柱的根部径向凸起的设有弹簧限位圈，保护架的端部设有导向柱孔，导向柱的端部间隙的套接在导向柱孔内，导向柱上套接有螺旋弹簧，螺旋弹簧的一端抵接在弹簧限位圈，另一端抵接在保护架的端部。在具体应用上，本方案选择了螺旋弹簧套接在导向柱上，导向柱一端固定在机架上一端活动套接在导向柱孔中的方案，螺旋弹簧两端分别抵接机架和保护架，使导向柱在螺旋弹簧的弹力作用下始终沿导向柱的轴向伸缩，即可使碎料辊刮刀的刃部在弹力作用下微幅摆动，从而形成保护作用。考虑到碎料辊刮刀的刃部的摆动幅度无需很大，为简化零件，可以仅将导向柱孔的孔径设计为与导向柱间隙配合。

综上所述，本实用新型的有益效果是：通过二次压榨二次布料的方式，有效解决了电渗透压榨过程中物料含水率不均的问题，还可以显著提高脱水效率、保证脱水效果，并能降低能耗、节约电力资源。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图。

图2是图1的a部放大图。

图3是碎料辊的结构示意图。

图4是一对碎料辊处于啮合状态的俯视图。

图5是碎料辊刮刀的结构示意图。

图6是碎料辊刮刀与碎料辊的配合关系图。

图7是碎料辊刮刀保护结构的结构示意图。

其中：1机架、2第一滤带、3布料装置、4上压部件、5下托部件，6油缸、7第二滤带、8碎料辊、81齿状凸圈、82碎料辊电机、9滤带刮刀、10碎料辊刮刀、101梳齿、11保护架、111转动轴、12导向柱、13弹簧限位圈、14螺旋弹簧、15滤带减速电机、16主动辊、17碎料辊刮刀安装支架。

具体实施方式

下面结合附图与具体实施方式对本实用新型做进一步的描述。

如图1所示的实施例，为一种平板电渗透脱水机的再布料结构。本例中包括有机架1，机架的进料端在图示的上方，出料端在图示的下方，进料端设有布料装置3。机架上设置有至少两组压榨组件，本例为两组，沿上下游方向首尾排列。每组压榨组件均包括上压部件4和下托部件5。上压部件位于图示的右侧，包括固定在上压部件下表面的绝缘板，绝缘板外固定有阳极板。下托部件位于图示的左侧，与上托部件位置对应。下托部件包括承压箱体，承压箱体的上表面固定有阴极板。上压部件由油缸6驱动，可沿图示的左右方向往复运动，当上压部件运行至图示最左侧时，阳极板下表面与阴极板上表面无限接近。

两组压榨组件各设有一条滤带：第一滤带2，和上游侧的压榨组件配合使用，第二滤带7，和下游侧的压榨组件配合使用。滤带都是环形结构，通过滤带减速电机15驱动主动辊16带动，并配以必要的随动辊、张紧辊实现环绕转动。滤带环形的上部为工作部，工作部位于上压部件和下托部件之间，从进料端向出料端运动。配合滤带的工作部的还有密封框，本例中密封框被连接在上压部件上。

本例中，两组压榨组件的压榨平面及所属滤带的工作部所在平面为阶梯型布置，上游侧的在高处，下游侧的在低处。上游侧的第一滤带的末端与下游侧的第二滤带的首端之间设有碎料机构。如图2所示，碎料机构包括固定在机架上的碎料辊刮刀安装支架17，其位置位于上游侧的滤带的末端正下方，而下游侧的滤带的首端则位于碎料辊刮刀安装支架的正下方。碎料辊刮刀安装支架上安装有一对碎料辊8，碎料辊的轴向与滤带的前进方向垂直。如图3所示，碎料辊由碎料辊电机82驱动可独立转动，辊面上沿轴向设置有多个沿径向凸起的齿状凸圈81，本例中相邻齿状凸圈之间间距相等。如图4所示，两碎料辊并列设置轴向平行，彼此的齿状凸圈间隙啮合，使一个碎料辊的齿状凸圈与另一个碎料辊的辊面上仅保持数厘米的小幅间隙，该间隙可调。使用时，两碎料辊的转动方向相反：上游侧的碎料辊从后向上向前转动，下游侧的碎料辊从前向上向下转动，两者的齿状凸圈和齿状凸圈的间隙彼此啮合。

如图5所示，为碎料辊刮刀10的结构示意图。每个碎料辊均配设一个碎料辊刮刀。碎料辊刮刀的刃部设有梳齿101，梳齿与对应的碎料辊上的齿状凸圈间隙啮合，梳齿齿尖与碎料辊的辊面之间设有毫米级的间隙，该间隙可调。如图6所示，当碎料辊刮刀与碎料辊对应配合时，碎料辊刮刀刃部的梳齿深入至碎料辊的齿状凸圈内，对粘在碎料辊的辊面、齿状凸圈侧面的物料进行刮除。

为了保护碎料辊刮刀刃部，本例中的碎料机构还包括有如图7所示的碎料辊刮刀保护结构。具体的，碎料辊刮刀保护结构包括保护架11，保护架的根部通过转动轴111可转动的连接在碎料辊刮刀安装支架上，转动轴轴向平行于碎料辊的辊轴轴向。保护架的端部与碎料辊刮刀安装支架之间为弹性连接，具体的，右侧碎料辊刮刀安装支架上以螺纹连接固定有导向柱12，导向柱向左侧延伸，导向柱的根部径向凸起的设有弹簧限位圈13。保护架的端部右侧设有导向柱孔（图中未示出），孔轴为左右方向，导向柱的左侧端部间隙的套接在导向柱孔内。导向柱上套接有螺旋弹簧14，螺旋弹簧的一端抵接在弹簧限位圈，另一端抵接在保护架的端部。常态下，保护架的端部与碎料辊刮刀安装支架之间的间距是固定的，当保护架左侧受力时，会克服弹簧弹性向右侧摆动，受力消失后保护架会重新向左摆动复位。碎料辊刮刀的根部与保护架的根部固定连接，使碎料辊刮刀与保护架相同动作。

上游侧的第一滤带的末端设有滤带刮刀9。滤带刮刀与机架固定，可将经过上游侧压榨组件初步压榨后的物料从第一滤带上刮除，掉落至下方两碎料辊的啮合位置之间。同样的，下游侧的第二滤带的末端也设有滤带刮刀。该滤带刮刀用于将经过下游侧压榨组件第二次压榨后的物料从第二滤带上刮除，以完成出料。

本实施例的运动方式如下：启动平板电渗透脱水机，将初始含水率约80%的待处理物料注入布料装置3，待处理物料被均布在第一滤带2上向出料端移动。当移动至上游侧的压榨组件时，第一滤带运动暂停，压榨组件工作，进行初步压榨。初步压榨完成后，物料饼顶层靠近阳极板的区域含水率下降至60%左右，底层靠近阴极板的区域含水率依然保持在80%，整体的含水率下降至约70%。物料饼在到达第一滤带2末端时，被配设的滤带刮刀9刮除后，由重力跌落至碎料机构中。碎料机构中的两碎料辊8相对转动，通过齿状凸圈81互相啮合将物料饼均匀破碎为粒径接近的物料颗粒，这些物料颗粒受重力作用继续下落至第二滤带7的首端。第二滤带7带动物料颗粒进入下游侧的压榨组件进行第二次压榨，第二次压榨后物料饼顶层靠近阳极板的区域含水率下降至50%左右，底层靠近阴极板区域的含水率可下降至70%左右，整体的含水率下降至约60%，达到了目标水平。第二次压榨完成后形成的物料饼，被第二滤带7配设的滤带刮刀9刮除收集，集中后续处置，即完成整个压榨作业。在两碎料辊8互相铰切破碎物料的过程中，有部分物料会粘在碎料辊8辊面和齿状凸圈81的侧面，此时即可通过碎料辊刮刀10进行刮除。