流体中多尺寸障碍物一次分离设备的制作方法

本发明涉及流体中混有的软纤维毛发缠绕物、柔性物、轻质物的分离去除新技术，能一次性去除液体中混有的多种粒径障碍物，对较难处理的软纤维毛发也有较强的分离能力。可实现去除过程的自动化，适用于纺织、城市生活污水处理、河湖治理、印染、化工等多个行业。

背景技术：

在进行市政污水、工业废水处理时，为了使后续处理设备不受到损坏和污染或降低处理负荷，必须先将待处理污水中混有的障碍物分离去除。现有的分离设备一般采用分级式，即不同粒径的污水障碍物需要用不同的设备来处理。就拿污水处理厂最常用的格栅机来说，格栅机分为粗格栅和细格栅，为了达到对污水中各种大小、性质障碍物的去除效果，必须采用不同规格的多台设备配合处理，这不仅增加设备投入成本，而且也占用了过多的场地。

在待处理污水中诸多种类的障碍物里，软纤维、毛发等易缠绕物是最难处理的，污水处理厂一般用细格栅对其进行分离去除。格栅机作业的栅板为条缝状的而不是网孔状的，虽然栅缝横向宽度很小但纵向上却是开放式的，格栅机这种结构上的先天缺陷造成污水中部分纤维毛发物透过格栅机，这不仅导致后续其他设备被缠绕堵塞，而且用来去除细小纤维毛发的细格栅机也会被缠绕堵塞，需要人工定期清理。现在市场上还没有一款设备能够有效的将软纤维、毛发等易缠绕物分离并排出的设备，这严重制约着相关行业的发展。

技术实现要素：

为了解决现有设备的单一粒径处理能力以及对软纤维毛发等缠绕物处理能力的不足，本发明提供了一种流体中多尺寸障碍物一次分离设备，此设备能够自动将水溶液、油等流体里混有的多种尺寸障碍物用一台设备一次分离出去，并且对软纤维毛发等易缠绕物有良好的处理能力。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：流体中多尺寸障碍物一次分离设备是由进水渠，进水闸阀，多级处理系统，控制系统，出水渠，排渣口等组成。多级处理系统由多个独立的单级处理单元组成，每个单级级处理单元结构相同，但处理规格不同，即每一级处理单元能分离出流体中不同尺寸的障碍物。流体中多尺寸障碍物一次分离设备上单级处理单元的数量和规格可根据待处理流体中障碍物的具体特征和处理目的及预期效果而进行自由调整。

单级处理单元是由上、下层网框，上、下层刷板，上、下层挤压板，丝杠，电机，等其他辅助构件组成。上层网框上有一排一端固定一端悬空的细钢丝，下层网框上也有一排一端固定一端悬空的细钢丝，上层网框面与下层网框面平行且上层网框上的钢丝与下层网框上的钢丝互相垂直并形成方形网孔状的过滤网，待处理流体经此过滤网过滤后，流体中混有的纤维毛发、柔性物、轻质物便附着在过滤网上了。过滤网的网孔尺寸由上层钢丝与下层钢丝的间距决定，这也决定了单级处理单元的处理规格。上层网框上安装有上层刷板，上层刷板上钻有小孔，其孔距，孔径与上层钢丝特征相匹配，上层钢丝均穿过上层刷板上的小孔，上层刷板以上层网框为导轨并在电机、丝杠的驱动下沿上层网框直线往复滑动。下层网框上安装有下层刷板，下层刷板上钻有小孔，其孔距，孔径与下层钢丝特征相匹配，下层钢丝均穿过下层刷板上的小孔，下层刷板以下层网框为导轨并在电机、丝杠的驱动下沿下层网框直线往复滑动。上层钢丝的悬空端处安装有上层挤压板，上层挤压板以上层网框为导轨可沿上层网框直线往复滑动，上层挤压板与上层网框用弹簧相联，上层挤压板上有一槽，此槽支承上层钢丝悬空端。下层网框上也安装有下层挤压板，其安装方式与上层挤压板类似。上层网框上固定有滑动轴，下层网框上有与滑动轴相配合的孔，上层网框与外界支承机架相联而固定，下层网框可沿着滑动轴上下移动。下层网框与上层网框有两个状态，即分离与接合。当处于接合状态时，上层钢丝与下层钢丝互相接触形成过滤网；当上层网框与下层网框处于分离状态时，上层钢丝与下层钢丝分开，此时上、下层刷板可沿着上、下层网框运动。

单级处理单元的工作过程为，待处理污水由进水渠进入，此时上层网框与下层网框处于接合状态，上层钢丝与下层钢丝也处在接合状态并组成过滤网，待处理污水经此过滤网处理，污水里含有的软纤维毛发、柔性物、轻质物等障碍物被分离了出来。待一段时间，通过安装在上、下层挤压板上的位移传感器检测过滤网的变形情况，由此判断过滤网已经过滤出了污水中混有的大量障碍物，此时进水闸阀关闭。在电机、丝杠的驱动下，上层刷板开始向上层钢丝悬空端移动。上层刷板上固定有齿条，下层网框上安装有齿轮、曲轴连杆机构，随着上层刷板的的移动，在齿条、齿轮、曲轴连杆机构的驱动下，下层网框沿着滑动轴向下运动，先前附着在过滤网上的各种障碍物就被分开悬挂在上、下层钢丝上了，此时上、下层网框处于分离状态，上层刷板继续移动，上层钢丝上附着的各种污水滤出物就被推着沿上层钢丝向上层钢丝悬空端移动，当碰到上层挤压板时，在弹簧和运动着的上层刷板的作用下，上层滤出物被挤压出水分，随着上层刷板的继续运动，障碍物从上层钢丝悬空端离开上层钢丝掉到下层盛接板上，此时下层刷板开始沿着下层网框向下层钢丝悬空端移动，通过下层刷板的移动，下层钢丝上附着的各种污水滤出物以及下层盛接板上掉入的上层滤出物就被推着向下层钢丝悬空端移动，与上层类似，经过挤压，上、下层滤出物就被推入出渣口。上、下层刷板回到原位，在齿条、齿轮、曲轴连杆机构的驱动下，下层网框向上运动形成过滤网后停止运动，此时进水闸阀开启，进入下一个工作循环。

流体中多尺寸障碍物一次分离设备的工作过程为：一次分离设备是由多个不同的单级处理单元组合而成，待处理污水从进水渠进入一次分离设备，待处理污水依次通过不同网孔尺寸的多个单级处理单元，待各级过滤网上积累了大量污水障碍物时，进水闸阀关闭，各级处理单元开始工作，将附着在各级过滤网上的污水障碍物推入出渣口，各级处理单元回到起始工作状态，进水阀开启，一次分离设备进入下个工作循环.

该系统的控制系统用plc、位置开关、位移传感器等常规器件实现。

本发明的有益效果是，能用单台设备一次性分离出流体中混有的多种尺寸障碍物，并且对软纤维、毛发等易缠绕物有很好的处理能力，该装置结构简单、稳定可靠、维护方便。

附图说明

以下结合附图进一步对本发明进行详细说明：

图1为流体中多尺寸障碍物一次分离设备；

图2为单级处理单元上、下层机架接合状态；

图3为单级处理单元上、下层机架分离状态(为表达清楚，图示上、下层网框分离距离大于实际情况)；

图4为丝杠、齿条、齿轮、曲轴连杆机构等局部视图。

图中：1.进水渠；2.电葫芦；3.进水闸阀；4.一级粗处理单元；5.二级细处理单元；6.螺旋输送机排渣系统；7.排水渠；11.单级上层网框；12.单级下层网框；13.滑动轴；14.过滤网；15.齿条；16.齿轮；17.曲轴连杆机构；18.上层丝杠传动系统；19.上层电机；20.上层钢丝；21；上层刷板；22.上层挤压板；23.上层位置开关a；24.上层位置开关b；25.上层位置开关c；26.上层弹簧；27.上层皮带传动系统；31.下层电机；32.下层位置开关a；33.下层位置开关b；34.下层位置开关c；35.下层丝杠传动系统；36.下层钢丝；37.下层刷板；38.下层挤压板；39.下层盛接板；40下层皮带传动系统；41.下层弹簧。

具体实施方式

图1为流体中多尺寸障碍物一次分离设备的安装示意图，流体中多尺寸障碍物一次分离设备是由进水渠(1)，电葫芦(2)，进水闸阀(3)，多级处理系统，螺旋输送机排渣系统(6)，出水渠(7)，控制系统，等组成。多级处理系统由多个独立的单级处理单元组成，每一个单级处理单元结构上相同，但处理规格不同，即每一级处理单元能分离出流体中不同尺寸的障碍物。图1所示的多级处理系统由一级粗处理单元(4)和二级细处理单元(5)组成。每台一次分离设备上单级处理单元数量和规格可根据待处理流体中障碍物的具体情况和预期处理效果进行调整。

待处理污水由进水渠(1)流入分离设备，待处理污水依次流过一级粗处理单元(4)和二级细处理单元(5)，污水中的软纤维毛发被分离出来后掉入螺旋输排渣系统(6)排出，经处理后的污水进入排水渠(7)排出。

多尺寸障碍物一次分离设备的作业部分是由多个单级处理单元组成的，单级处理单元如图2、3、4所示。单级上层网框(11)与承载机架相联而固定。上层钢丝(20)一端与上层网框(11)固定，另一端悬空。下层钢丝(36)一端与单级下层网框(12)固定，另一端悬空。滑动轴(13)安装在单级上层网框(11)上，单级下层网框(12)上有孔与滑动轴(13)配合并可以相对于单级上层网框(11)上下滑动，这使得上层钢丝(20)与下层钢丝(36)有两个状态，即分离与接合，当二者处于接合状态时，上层钢丝(20)和下层钢丝(36)构成了过滤网(14)。上层钢丝(20)的间距和下层钢丝(36)的间距决定了过滤网(14)的网孔大小，这也决定单级处理单元的处理规格。上层刷板(21)以单级上层网框(11)为导轨可直线往复运动，上层刷板(21)上均布有小孔，其孔径、孔距与上层钢丝(20)特征相一致，上层钢丝(20)穿过上层刷板(21)上的各小孔。下层刷板(37)以单级下层网框(12)为导轨并可直线往复运动，下层刷板(37)上均布有小孔，其孔径、孔距与下层钢丝(36)特征相一致，下层钢丝(36)穿过下层刷板(37)上的各小孔。上层挤压板(22)以单级上层网框(11)为导轨并可直线往复运动，上层挤压板(22)通过上层弹簧(26)限位在上层钢丝(20)悬空端处，上层挤压板(22)上有一槽，上层钢丝(20)悬空端穿过此槽，上层挤压板(22)支承上层钢丝(20)悬空端。下层挤压板(38)以单级下层网框(12)为导轨并可直线往复运动，下层挤压板(38)通过下层弹簧(41)限位在下层钢丝(36)悬空端处，下层挤压板(38)上有一槽，下层钢丝(36)悬空端穿过此槽，下层挤压板(38)支承下层钢丝(36)悬空端。

单级处理单元的工作过程为，待处理污水由进水渠(1)进入，通过由上层钢丝(20)和下层钢丝(36)处在接合状态并组成的过滤网(14)，污水里含有的软纤维毛发、柔性物、轻质物等障碍物被过滤网(14)分离了出来，处理后的污水由排水渠(7)排出。安装在上层挤压板(22)与下层挤压板(38)上的位移传感器检测过滤网(14)的变形，以此判断过滤网(14)上滤出污水中障碍物的多少，当过滤网(14)的变形量到达预设值时，电葫芦(2)通电，进水闸阀(3)关闭，此时进水渠(1)停止进水(进水渠(1)的深度大于所流淌污水的深度，关闭进水闸阀(3)一小段时间不会有安全问题)，污水停止流入过滤网(14)，上层电机(19)通电正转通过上层皮带传动系统(27)带动单级上层网框(11)上的两组丝杠传动系统(18)同步工作，从而驱动上层刷板(21)沿着单级上层网框(11)向着上层钢丝(20)悬空端移动，上层刷板(21)上固定有齿条(15)，通过与齿轮(16)啮合传动，带动曲轴连杆机构(17)驱动单级下层网框(12)沿着滑动轴(13)向下移动(此处配合关系如图4所示)，先前附着在过滤网(14)上的各种滤出物就被分开悬挂在上层钢丝(20)和下层钢丝(36)上了，此时单级上层钢丝(20)与单级下层钢丝(36)处于分离状态。上层刷板(21)继续向前移动，上层钢丝(20)上附着的各种污水滤出物就被推着向上层钢丝(20)悬空端移动，当上层滤出物碰到上层挤压板(22)时，随着上层刷板(21)的运动以及与上层挤压板(22)相连的上层弹簧的压缩，上层滤出物的水分被挤压出来。当上层刷板(21)到达位上层位置开关c(25)处(已离开上层钢丝20)时，上层电机(19)开始反转，上层刷板(21)向起始位置运动，在压缩着的上层弹簧(26)和上层挤压板(22)与单级上层网框(11)之间摩擦阻力的作用下，上层挤压板(22)向起始位置运动但速度小于上层刷板(21)，上层滤出物就掉到下层盛接板(39)上了。上层刷板(21)向起始位置运动，当到达上层位置开关b(24)处时停止运动，下层电机(31)通电正转，通过下层皮带传动系统(40)带动单级下层网框(12)上的两组下层丝杠传动系统(35)同步工作，从而驱动下层刷板(37)沿着单级下层网框(12)向下层钢丝(36)悬空端运动，下层钢丝(36)上附着的各种污水滤出物以及下层盛接板(39)上的上层滤出物就被推着向下层钢丝(36)悬空端移动，当滤出物碰到下层挤压板(38)时，随着下层刷板(38)的运动以及与下层挤压板(38)相连的下层弹簧(41)的压缩，下层滤出物的水分被挤压出来。当下层刷板(37)到达下层位置开关c(34)处(已离开下层钢丝36)时，下层电机(31)开始反转，在皮带与丝杠的作用下，下层刷板(37)向起始位置运动，在压缩着的下层弹簧(41)和下层挤压板(38)与单级下层网框(12)之间的摩擦阻力作用下，下层挤压板(38)向起始位置运动但速度小于下层刷板(37)，上、下层滤出物就掉到螺旋输送机排渣系统(6)里了。下层刷板37向起始位置运动到达下层位置开关b(33)处时暂停运动，待下层挤压板(38)在压缩着的下层弹簧(41)的作用下回到起始位置(此时下层刷板(37)支承着下层钢丝(36)悬空端，故能保证下层钢丝(36)悬空端进入下层刷板(37)上的槽)，到预定时间，下层刷板(37)继续向起始位置运动，当到达下层位置开关a(32)处时停止运动，此时上层电机(19)开始反转(上层挤压板22已顺利回到起始位置)，在皮带、丝杠的作用下，上层刷板(21)沿着单级上层网框(11)向起始位置运动，通过上层刷板(21)上固定的齿条(15)与齿轮(16)啮合传动，带动曲轴连杆机构(17)驱动单级下层网框(12)向上运动。当上层刷板(21)到达上层位置开关a(23)处时，上层电机(19)停止转动，上层刷板(21)停止运动，单级上层网框(11)和单级下层网框(12)处于接合状态，上层钢丝(20)和下层钢丝(36)形成过滤网14。电葫芦(2)通电，进水闸阀(3)开启，污水从进水渠(1)流入单级处理单元，进入下一个工作循环。

多障碍物一次分离设备的控制系统由plc，位置开关，位移传感器等其他辅助器件组成。