一种固液混合物的多级分离工艺的制作方法

本发明涉及固液分离技术领域，尤其涉及一种固液分离工艺。

背景技术：

已有的固液分离机只有一层筛网过滤结构，分离能力取决于筛条的间隙，由于筛条的间隙不能调整，不能更换筛网，因此不能根据现场实际需要进行调整。如果需要更精细的过滤，则需要在设备后续另行建造工程、增加过滤网，成本较高，而且滤渣的干湿度也无法很好地调整，过滤后筛网的清理也需要占用人工。

技术实现要素：

为了解决上述现有技术的不足，本发明提供一种固液混合物的多级分离工艺，采用多级筛网过滤机构和多个螺旋挤压固液分离机构同时对固液混合物进行组合过滤，可提供更好、更精细的固液分离效果。

本发明所要解决的技术问题通过以下技术方案予以实现：

一种固液混合物的多级分离工艺，应用于多级固液分离设备中，该多级固液分离设备包括机壳和设置在所述机壳内的多级筛网过滤机构和多个螺旋挤压固液分离机构；所述机壳设置有进料口和底部的废水槽，所述废水槽具有出水口；所述多级筛网过滤机构的第一级筛网的进料端设置在所述机壳的进料口处，每一级筛网的出料端均设置有一个螺旋挤压固液分离机构；所有螺旋挤压固液分离机构的固料出料端均设置在所述机壳外；

步骤包括：

步骤1：将需要固液分离的固液混合物投入到所述多级固液分离设备内；

步骤2：固液混合物经过所述多级筛网过滤机构过滤后的废水流进所述废水槽内；

步骤3：每一级筛网过滤后的固体物料滚入到其对应的螺旋挤压固液分离机构内；

步骤4：进入到每个螺旋挤压固液分离机构内的固体物料在经过螺旋挤压后，产生的废水排入到所述废水槽内，产生的固体物料排至该多级固液分离设备外。

进一步地，所述多级筛网过滤机构包括倾斜设置的多级筛网，除最后一级筛网外，每一级的筛网的下方均设置有一个导水板，上一级筛网的导水板的出水端设置在下一级筛网的进料端上方；

所述步骤包括：

步骤2.1：固液混合物中的废水从上一级筛网的筛条间隙中流出至该级筛网下方的导水板上；

步骤2.2：所述导水板上的废水被引流至下一级筛网的进料端；

步骤2.3：重复步骤2.1和2.3，最终，废水从最后一级筛网的筛条间隙中流进所述废水槽内。

进一步地，所述螺旋挤压固液分离机构包括轴向连接的输送管和滤筒，所述输送管和滤筒内轴向设置有螺旋轴，所述螺旋轴的表面设置有螺旋叶片；所述输送管开设有进料开口，所述滤筒的开口为固料出料端；所述螺旋轴与螺旋电机连接；所述滤筒的固料出料端处安装有呈层叠结构的若干弹性压片，所述弹性压片为环形结构，其内孔辐射状延伸出若干开槽，相邻的开槽之间形成弹片；

所述步骤1之前还包括步骤0：根据最终所需要的固体物料的干湿度，调整每一个螺旋挤压固液分离机构的固料出料端上的若干弹性压片的数量。

进一步地，所述步骤4包括：

步骤4.1：进入到螺旋挤压固液分离机构内的固体物料被所述螺旋轴输送至所述滤筒处；

步骤4.2：所述固体物料被所述若干弹性压片35阻挡并积聚在所述滤筒内；

步骤4.3：随着所述滤筒内的积聚的固体物料的增多，所述若干弹性压片35、螺旋轴和滤筒对固体物料的挤压力增大，固体物料内的水分进一步被压榨出来并从所述滤筒流出至所述废水槽内；

步骤4.4：随着所述滤筒内积聚的固体物料的进一步增多，所述若干弹性压片、螺旋轴和滤筒对固体物料的挤压力过大，导致所述若干弹性压片的弹片产生形变，固体物料从所述若干弹性压片的内孔处排出。

进一步地，每一级筛网的下方各自设置有一个反冲洗机构；

所述步骤4之后还包括步骤5：启动所述反冲洗机构，对所述多级筛网过滤机构的所有筛网进行反冲洗。

进一步地，所述反冲洗机构包括第一导轨、第二导轨、喷管和反冲洗驱动单元；所述第一导轨和第二导轨设置在其对应的筛网的两端，且方向与其对应的筛网的倾斜方向相平行；所述喷管的通过其两端的滑块设置在所述第一导轨和第二导轨之间，且面向其对应的筛网的一侧设置有若干喷头，所述喷管设置有进水口/进气口；所述滑块连接所述反冲洗驱动单元，并在所述反冲洗驱动单元的带动下在所述第一导轨和第二导轨上往返滑行；

所述步骤5包括：

步骤5.1：往所述喷管的进水口/进气口内通过高压水/高压气；

步骤5.2：启动所述反冲洗驱动单元，所述喷管在反冲洗驱动单元的带动下对筛网进行往返冲洗。

进一步地，所述反冲洗驱动单元包括反冲洗电机、旋转轴、第一定滑轮、第二定滑轮、第一皮带和第二皮带；所述第一定滑轮和第二定滑轮分别固定在所述第一导轨和第二导轨的较高的一端，所述反冲洗电机连接旋转轴；所述第一皮带和第二皮带的一端连接所述旋转轴，另一端分别绕过所述第一定滑轮和第二定滑轮后连接所述喷管两端的滑块。

本发明具有如下有益效果：

（1）采用多级筛网过滤机构和多个螺旋挤压固液分离机构同时对固液混合物进行组合过滤，可提供更好、更精细的固液分离效果；

（2）螺旋挤压固液分离机构的固料出料端采用若干弹性压片的层叠设计，结构简单，制作成本低，仅需增加或减少弹性压片的数量即可对固体物料提供不同的阻挡挤压力，以实现固体物料不同的干湿度，操作方便、灵活；

（3）每一级筛网均单独设置有反冲洗机构，在完成过滤后对筛网进行冲洗，喷头运行路径平行于筛网，多个喷头共同工作，冲洗的效率高，而且整个筛网不存在冲洗死角；

（4）对筛网进行优化，改进了筛网的防返流性能和过滤性能。

附图说明

图1为本发明提供的多级固液分离设备的示意图；

图2为本发明提供的多级筛网过滤机构的示意图；

图3为本发明提供的螺旋挤压固液分离机构的示意图；

图4为图3所示的螺旋挤压固液分离机构的滤筒的示意图；

图5为图3所示的螺旋挤压固液分离机构的弹性压片的示意图；

图6为图3所示的螺旋挤压固液分离机构的螺旋轴的示意图；

图7为本发明提供的反冲洗机构的示意图；

图8为本发明提供的筛网的示意图；

图9为本发明提供的筛网的剖面图；

图10为图9所示的筛网的A处放大图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明进行详细的说明。

实施例一

如图1和2所示，一种多级固液分离设备，包括机壳1和设置在所述机壳1内的多级筛网过滤机构2和多个螺旋挤压固液分离机构3；所述机壳1设置有进料口11和底部的废水槽12，所述废水槽12具有出水口13；所述多级筛网过滤机构2的第一级筛网21的进料端设置在所述机壳1的进料口11处，每一级筛网21的出料端均设置有一个螺旋挤压固液分离机构3；所有螺旋挤压固液分离机构3的固料出料端均设置在所述机壳1外。

该多级固液分离设备采用多级筛网过滤机构2和多个螺旋挤压固液分离机构3同时对固液混合物进行组合过滤，可提供更好、更精细的固液分离效果；无需在后续另行建造工程，成本较低，而且可根据需要来控制过滤的精度。

工作时：固液混合物从该多级固液分离设备的进料口11进入所述多级筛网过滤机构2，在重力的作用下，固液混合物中的废水从筛网21的间隙中流下进入到下一级筛网21中再次过滤，最后流至所述废水槽12中；每一级筛网21的固体物料滚进其对应的螺旋挤压固液分离机构3内，进行螺旋挤压，固体物料中的废水被压榨出来并流进所述废水槽12中，固体物料则直接排出到该多级固液分离设备外进行后续的处理。

所述多级筛网过滤机构2的每一级筛网21的筛条211密度依次增大，以获得更高的过滤精度。

具体地，所述多级筛网过滤机构2包括倾斜设置的多级筛网21，除最后一级筛网21外，每一级的筛网21的下方均设置有一个导水板22，上一级筛网21的导水板22的出水端设置在下一级筛网21的进料端上方。

优选地，所述多级筛网过滤机构2的所有筛网21在所述机壳1内形成连续的S形走向，以减小所述多级筛网过滤机构2的大小，减小该多级固液分离设备的占用面积。

如图3-6所示，所述螺旋挤压固液分离机构3包括轴向连接的输送管31和滤筒32，所述输送管31和滤筒32内轴向设置有螺旋轴33，所述螺旋轴33的表面设置有螺旋叶片331；所述输送管31开设有进料开口，所述滤筒32的开口为固料出料端；所述螺旋轴33与螺旋电机34连接；所述滤筒32的固料出料端处安装有呈层叠结构的若干弹性压片35，所述弹性压片35为环形结构，其内孔351辐射状延伸出若干开槽352，相邻的开槽352之间形成弹片355。

该螺旋挤压固液分离机构3的固料出料端处采用层叠结构的若干弹性压片35设计，来为固体物料提供阻挡的挤压力，在工作时：固体物料被所述螺旋轴33输送到所述滤筒32处，固体物料中的水分在所述滤筒32处流出，固体物料被所述若干弹性压片35的弹片355阻挡而留在所述滤筒32内；随着固体物料在所述若干弹性压片35处的积聚，固体物料在所述螺旋轴33、滤筒32和若干弹性压片35的共同挤压下，其所受到的挤压力越来越大，水分进一步从固体物料中被压榨出来并从所述滤筒32处流出；当挤压力超过所述若干弹性压片35的弹片355的弹力极限时，所述若干弹性压片35的弹片355产生形变，固体物料从所述若干弹性压片35的内孔351处被挤压出来。

该螺旋挤压固液分离机构3的结构简单，制作成本低，仅需增加或减少弹性压片35的数量即可对固体物料提供不同的阻挡挤压力，以实现固体物料不同的干湿度，操作方便、灵活。

该螺旋挤压固液分离机构3的滤筒32也可以设置在该多级固液分离设备的机壳1外，其下方设置一个集水槽4，并通过管道将废水引回所述机壳1底部的废水槽12中。

所述弹性压片35的材质可以采用塑料，也可以采用金属，采用不同材质制作的弹性压片35所提供的挤压力也会有所不同，而且所述弹性压片35的厚度、开槽352的数量以及开槽352的长度不同也会带来不同的挤压力。

所述开槽352的末端设置有止裂孔353，使所述弹性压片35在挤压形变时，应力在所述止裂孔353处断开，防止所述弹性压片35因挤压形变而导致开槽352继续延伸撕裂该弹性压片35。所述弹性压片35上还设有若干的安装孔354。

具体地，所述滤筒32包括筒形滤网321和一体化在所述筒形滤网321两端的第一环形连接片322和第二环形连接片323，所述第一环形连接片322和第二环形连接片323之间还连接有若干固定柱324；所述第一环形连接片322位于所述滤筒32的固料出料端，所述第二环形连接片323位于所述滤筒32远离固料出料端的另一端；所述若干弹性压片35通过螺铨安装连接在所述第一环形连接片322上；所述输送管31靠近滤筒32一端设置有第三环形连接片311，并通过螺铨安装连接所述滤筒32的第二环形连接片323；所述输送管31远离所述滤筒32的一端还设置有第四环形连接片312，用于通过螺铨安装连接用于保护所述螺旋轴33和螺旋电机34连接处的保护壳36。

所述滤筒32的固料出料端还连接有轴承座37，所述螺旋轴33安装在所述轴承座37的轴承内，具体的，所述第一环形连接片322通过若干连接柱371连接有轴承座37，所述若干连接柱371的两端均设有旋紧螺纹，并通过配合旋紧螺母分别连接所述轴承座37和第一环形连接片322；所述螺旋轴33安装在所述轴承座37的轴承内，当然，所述螺旋轴33连接旋转电机34的一端也应当安装有轴承和轴承座。

所述螺旋轴33位于所述滤筒32内的螺旋叶片331的螺旋间距沿物料的输送方向递减，且螺旋叶片331的厚度沿物料的输送方向递增；所述螺旋轴33位于所述输送管31内的螺旋叶片331的螺旋间距相等（即D1＞D2＞D3＞D4＞D5＞D6）。

将所述螺旋轴33位于所述滤筒32内的螺旋叶片331的螺旋间距递减设计，可以随着物料的推送，逐渐增加对固体物料的挤压力，进一步提高固液分离的效率，但是在固体物料和螺旋叶片331的摩擦过程中，挤压力越大，则固体物料对螺旋叶片331的损耗也越大，因此，将所述螺旋轴33位于所述滤筒32内的螺旋叶片331的厚度采用递增设计。

每一级筛网21的下方各自设置有一个反冲洗机构5。

如图7所示，所述反冲洗机构5包括第一导轨51、第二导轨52、喷管53和反冲洗驱动单元；所述第一导轨51和第二导轨52设置在其对应的筛网21的两端，且方向与其对应的筛网21的倾斜方向相平行；所述喷管53的通过其两端的滑块54设置在所述第一导轨51和第二导轨52之间，且面向其对应的筛网21的一侧设置有若干喷头510，所述喷管53设置有进水口/进气口；所述滑块54连接所述反冲洗驱动单元，并在所述反冲洗驱动单元的带动下在所述第一导轨51和第二导轨52上往返滑行。

该反冲洗机构5的喷头510运行路径平行于筛网21，多个喷头510共同工作，冲洗的效率高，而且整个筛网21不存在冲洗死角。具体实现时，所述第一导轨51和第二导轨52可固定在所述机壳1上，也可以固定在其所对应的筛网21的背面上，当固液分离机每工作一段时间或每次工作完后，从所述喷管53的进水口/进气口通入高压水/高压气，便可以对所述筛网21进行冲洗，同时启动所述反冲洗驱动单元，所述喷管53便可以在所述第一导轨51和第二导轨52上往返滑动。

所述反冲洗驱动单元包括反冲洗电机55、旋转轴56、第一定滑轮57、第二定滑轮58、第一皮带511和第二皮带512；所述第一定滑轮57和第二定滑轮58分别固定在所述第一导轨51和第二导轨52的较高的一端，所述反冲洗电机55连接旋转轴56；所述第一皮带511和第二皮带512的一端连接所述旋转轴56，另一端分别绕过所述第一定滑轮57和第二定滑轮58后连接所述喷管53两端的滑块54。

具体实现时，所述反冲洗电机55和旋转轴56固定在固液分离机内，通过所述反冲洗电机55带动所述旋转轴56旋转，所述旋转轴56旋转并将所述第一皮带511和第二皮带512卷起来或放出来，所述第一皮带511和第二皮带512的卷放过程带动所述喷管53作往返滑动。

所述第一定滑轮57和第二定滑轮58各自通过一对T形固定片59固定在所述第一导轨51和第二导轨52上；每对T形固定片59的头部通过两个螺铨或螺钉固定在所述第一导轨51或第二导轨52的两面上，尾部通过一个螺铨或螺钉连接在所述第一定滑轮57或第二定滑轮58的轮心的两面上，所述第一定滑轮57和第二定滑轮58可自由转动。

优选地，所述喷头510的数量为8个，均匀设置在所述喷管53上。

如图8-10所示，每一级筛网21均包括由若干并排设置的支撑条212和若干并排设置的筛条211组成的筛网主体，所有筛条211均固定在所有支撑条212上，且所有筛条211的方向均与所有支撑条212的方向垂直；所有支撑条212从最后一根筛条211处外延出10mm的下端延伸部L，所有支撑条212的下端延伸部L上固定有引流片213；所述引流片213包括依次的固定部2131、中间部2132和引流部2133，所述固定部2131固定在所有支撑条212的下端延伸部L上，所述中间部2132的背面固定有挡流片217，所述引流部2133向该筛网21的背面倾斜。

该筛网21的所有支撑条212的下端延伸出10mm的下端延伸部L，用于固定引流片213，将所述挡流片217和最后一根筛条211隔开10mm，并用所述引流片213的固定部2131挡住溅起的废水，可以防止经筛网21过滤后的废水在筛网21的下端因冲击挡流片217而溅起返流到该筛网21的正面。

所述挡流片217的横截面为直角结构，其一面固定在所述引流片213的中间部2132背面，另一面垂直于所述引流片213的中间部2132，优选地，所述挡流片217垂直于所述引流片213的中间部2132的一面的外表面与最后一根筛条211的距离为10mm，即所述挡流片217垂直于所述引流片213的中间部2132的一面优选地刚好与所有支撑条212的下端延伸部L的边缘相抵。

优选地，所述引流片213的固定部2131的边缘与最后一根筛条211相抵，即所述引流片213和最后一根筛条211之间不存在缝隙，更优地， 所述引流片213的固定部2131的边缘与最后一根筛条211通过焊接形成一体化结构。

所有支撑条212的上端从第一根筛条211处外延出有上端外延部，所有支撑条212的上端外延部上固定有加强板214，优选地，所述加强板214的正面高度与所有筛条211的正面高度对齐；位于最左端的支撑条212的正面上固定有左挡水板215，位于最右端的支撑条212的正面上固定有右挡水板216。

所有筛条211的横截面为三角形结构，其顶面均与所有支撑条212呈倾斜状，以使后一筛条211的顶面前端在该筛网21的倾斜方向上高于前一筛条211的顶面后端；其面向筛网21的进料端的一面在该筛网21倾斜设置在该多级固液分离设备内时与水平面相垂直；其面向筛网21的出料端的一面与所有支撑条212均相垂直。

筛网21的后一筛条211的顶面前端在该筛网21的倾斜方向上高于前一筛条211的顶面后端，所有筛条211的顶面共同组成一个在相邻筛条211间具有凸出结构的不平整的过滤斜面，可以对固液混合物形成有效阻挡，使固体混合物滞留在相邻筛条211之间，固液混合物中的废水从相邻筛条211之间的间隔缝隙处流下，随着固体物料数量的增加，在自身重力的作用下沿斜面滚下至筛网21的下端，在固液混合物的流量较大时，能够减慢固液混合物的流速，提高固液分离的效果。

优选地，后一根筛条211的顶面前端和前一根筛条211的顶面后端在该筛网21的倾斜方向上的高度差H优选在0.25~0.75mm之间。

所有筛条211的横截面为三角形结构，其底部为尖角，面向该筛网21的进料端的一面在该筛网21倾斜设置在固液分离机内时与水平面相垂直，可以形成有效的挡水效果，防止过滤后的废水沿筛条211的底部回流到筛条211的顶部。

实施例二

一种固液混合物的多级分离工艺，应用于实施例一中所述的多级固液分离设备中，步骤包括：

步骤0：根据最终所需要的固体物料的干湿度，调整每一个螺旋挤压固液分离机构3的固料出料端上的若干弹性压片35的数量；

步骤1：将需要固液分离的固液混合物投入到所述多级固液分离设备内；

步骤2：固液混合物经过所述多级筛网过滤机构2过滤后的废水流进所述废水槽12内；

其中，所述步骤2包括：

步骤2.1：固液混合物中的废水从上一级筛网21的筛条211间隙中流出至该级筛网21下方的导水板22上；

步骤2.2：所述导水板22上的废水被引流至下一级筛网21的进料端；

步骤2.3：重复步骤2.1和2.3，最终，废水从最后一级筛网21的筛条211间隙中流进所述废水槽12内；

步骤3：每一级筛网21过滤后的固体物料滚入到其对应的螺旋挤压固液分离机构3内；

步骤4：进入到每个螺旋挤压固液分离机构3内的固体物料在经过螺旋挤压后，产生的废水排入到所述废水槽12内，产生的固体物料排至该多级固液分离设备外；

其中，所述步骤4包括：

步骤4.1：进入到螺旋挤压固液分离机构3内的固体物料被所述螺旋轴33输送至所述滤筒32处；

步骤4.2：所述固体物料被所述若干弹性压片35阻挡并积聚在所述滤筒32内；

步骤4.3：随着所述滤筒32内的积聚的固体物料的增多，所述若干弹性压片35、螺旋轴33和滤筒32对固体物料的挤压力增大，固体物料内的水分进一步被压榨出来并从所述滤筒32流出至所述废水槽12内；

步骤4.4：随着所述滤筒32内积聚的固体物料的进一步增多，所述若干弹性压片35、螺旋轴33和滤筒32对固体物料的挤压力过大，导致所述若干弹性压片35的弹片产生形变，固体物料从所述若干弹性压片35的内孔处排出；

步骤5：启动每一级筛网的反冲洗机构5，对所述多级筛网过滤机构2的所有筛网21进行反冲洗；

其中，所述步骤5包括：

步骤5.1：往所述喷管53的进水口/进气口内通过高压水/高压气；

步骤5.2：启动所述反冲洗驱动单元，所述喷管53在反冲洗驱动单元的带动下对所有筛网21进行往返冲洗。

当然，所述步骤0中还应当包括：根据所需要的过滤效果，选择所述多级筛网过滤机构2中的每一级筛网211的精度。

以上所述实施例仅表达了本发明的实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制，但凡采用等同替换或等效变换的形式所获得的技术方案，均应落在本发明的保护范围之内。