一种全自动固液分离装置及其工作方法

1.本发明涉及一种全自动固液分离装置及其工作方法，属于残渣的过滤和清理技术领域。


背景技术：

2.目前，在一些工业领域，会存在这一些冲洗或者洗涤产品或者半成品的环节，在此环节中往往会被清洗所用的液体冲走一些产品上的残渣，这些残渣随着清洗所用的液体一块流走，例如在制丝车间清洗烟草丝时会产生混有烟草残渣的废水。若将此种混有残渣的废水直接排入下水道，很有可能会发生堵塞的情况。因此，必须要对其进行分离，防止后续产生不必要的麻烦。
3.若采用人工的清理方式，不仅费时而且费力，若所用的液体是高温水或者带有异味时，清理起来极不便捷。并且，若残渣是易吸水的物质，人工清理时残渣含水率也会比较高，分离效率低。


技术实现要素：

4.针对现有技术的不足，本发明提供一种全自动固液分离装置及其工作方法，可以自动的完成残渣和液体的分离，提高自动化水平，保护工人安全。
5.本发明的技术方案如下：
6.一种全自动固液分离装置，包括外壳、驱动系统、分离系统和控制系统；
7.所述外壳包括承载机构和底座，底座位于承载机构的下部，用来支撑起本装置的全部重量，所述承载机构包括箱体、出渣嘴、引流板和排水口，所述排水口位于箱体底部，用于排出固液分离后的液体，所述引流板设置在箱体上部一侧，用于引导需要被分离的物料顺利进入箱体，出渣嘴位于箱体另一侧，用于出渣；所述箱体内设置有过滤网，所述过滤网为圆弧形，其一侧承接引流板，另一侧与出渣嘴承接，其目的是使物料从引流板进入后能够进入过滤网，固液分离后过滤网上的残渣能够被刷到出渣嘴处；
8.所述分离系统用于残渣与液体的分离，驱动系统用于提供分离系统分离残渣所需的动力，控制系统用于自动控制装置的启停。
9.优选的，所述驱动系统包括电机、联轴器、电机架、轴承组件和转轴，电机提供动力，所述电机架固定于箱体一端，用于安装电机，所述轴承组件包括轴承座和内部的轴承，轴承座固定于箱体的两端，所述转轴位于两端的轴承内，所述电机通过联轴器连接转轴，并驱动转轴转动。
10.优选的，所述分离系统包括滚筒和毛刷组件，滚筒的数量为三个，每一滚筒的两端均通过一连杆与转轴端部连接；
11.每一滚筒上均固定连接有一毛刷组件，滚筒在工作时其外表面与过滤网保持一定距离(该距离可根据被挤压物料的多少、厚度和吸水率等实际情况灵活调整)，用于挤压物料，毛刷组件的毛刷在工作时与过滤网相接触，用于清理过滤网上的残渣。
12.优选的，所述转轴两端均设置有半圆固定环，半圆固定环共有四个，每两个半圆固定环为一对，通过螺栓使一对半圆固定环固定连接组成一个固定环，所述固定环的内壁截面形状为圆弧-平面-圆弧-平面，与转轴表面的圆弧-平面-圆弧-平面形状相配合，用于实现固定环在转轴上的周向限位；所述转轴上在固定环的一端设置有轴肩，转轴上在固定环的另一端设置有轴端挡圈，用于实现固定环在转轴上的轴向限位；
13.所述连杆两端均设置有螺纹，每一固定环上均设置有三个螺纹孔，三个螺纹孔用于固定三个连杆，三个连杆之间的夹角为120
°
，连杆一端的螺纹旋进螺纹孔内，并采用螺母固定；
14.所述滚筒包括中心轴和转筒，中心轴和转筒之间设置有轴承，转筒能够绕中心轴转动，所述滚筒两端均通过一连接件固定毛刷组件。
15.优选的，所述连接件包括依次连接的安装孔、连接面和安装面，所述安装孔用于连接滚筒的中心轴，安装面用于固定毛刷组件，所述安装孔的内壁截面形状为圆弧-平面-圆弧-平面，与中心轴表面的圆弧-平面-圆弧-平面形状相配合，用于实现连接件在滚筒中心轴上的周向限位，所述安装孔和中心轴上均设置有贯通的圆孔，用于连杆的插入，连杆插入圆孔后在安装孔两端面均采用螺母锁紧固定。
16.本发明中，滚筒的中心轴每一端均铣了两个平面，与连接件之间采用圆弧-平面-圆弧-平面的固定方式来实现周向固定，并使滚筒中心轴上的圆孔和连接件安装孔上的圆孔对齐，之后连杆插入到圆孔中，完成滚筒和连接件在连杆上的部分固定。又因为连杆的两端设计有螺纹，所以在周向定位上，连杆与连接件采用两螺母之间的夹紧力来实现在连杆上的轴向定位，至此滚筒和连接件在连杆上的位置实现了完全定位。因为采用两个螺母来实现轴向定位，所以可以通过调节螺母的位置来实现滚筒和毛刷组件与过滤网之间相对位置的调节。
17.优选的，所述毛刷组件包括毛刷和毛刷固定板，毛刷固定在毛刷固定板上，毛刷固定板的两端设置有腰形孔，该腰形孔的长边方向垂直于毛刷固定板的长度方向，连接件的安装面设置有圆孔，腰形孔与该圆孔对应，并采用螺栓固定，毛刷固定板可以使毛刷在工作的时候将其牢牢固定住，使毛刷在受到载荷时不会发生弯曲变形。
18.毛刷组件安装后，滚筒的中心线与毛刷固定板相平行，工作时毛刷与过滤网相接触且垂直于过滤网，毛刷与过滤网之间的距离能够调节；
19.优选的，毛刷材质为钢丝。毛刷的钢丝需要时时刻刻与过滤网处于摩擦状态，来清理过滤网上的残渣，因此为易耗件，当磨损至钢丝无法与过滤网接触时，可以通过腰形孔调节毛刷与连接件之间的相对位置，使钢丝重新与过滤网接触。
20.优选的，所述控制系统包括光电传感器、继电器和控制器，光电传感器设置于引流板一端，用来检测物料是否进入，所述光电传感器、电机均与控制器连接，所述控制器和继电器位于控制柜内，控制柜安装在箱体的侧面，优选在电机旁；
21.优选的，光电传感器为e18-d80nk漫反射式光电传感器，控制器为arduino系列的arduino uno单片机，继电器的弱电端与单片机连接，强电端与三相电连接，通过单片机来实现弱电控制强电。
22.优选的，所述外壳还包括保护罩，保护罩安装(可直接放置)在承载机构的上部，可避免在工作的时候，避免液体或者固体飞溅，保护操作人员，避免危险事故的发生，在保护
罩两侧设置有把手方便拿取和安放；所述保护罩两端焊接有u型瓦，箱体的两端安装有卡扣，用于与u型瓦连接，可以固定住保护罩；
23.优选的，所述卡扣包括卡扣板和卡扣连环，卡扣板的数量为两个，且通过连接耳相互铰接，其中一个卡扣板固定在箱体上，另一个卡扣板能够转动，工作时，卡扣连环挂在u型瓦上，安装时通过向下按压卡扣板，卡扣板绕卡扣的铰接轴转动，则向下带动卡扣连环实现扣接；拆卸时反之，通过向上拉卡扣板，卡扣板绕卡扣的铰接轴转动，则向上顶起卡扣连环，卡扣连环与u形瓦之间的接触变松，进而分离，卡扣的结构与货车车斗挡板的固定方式类似。
24.优选的，所述箱体内设置有支撑板，用于支撑过滤网；
25.所述出渣嘴上设置有盖板，盖板为l型，盖板上部采用折页实现翻转，出渣嘴用于排出固液分离后的残渣，盖板用于盖住排渣嘴的残渣出口，用时打开盖板，不用时关闭盖板；
26.所述引流板为带有倾斜角度的平板，其向内倾斜3-8
°
，优选为5
°
，且引流板两端均设置有挡板，两挡板对称设计，挡板与箱体侧壁的夹角α优选为50
°
，光电传感器设置在其中一个挡板上。挡板的作用是为了让物料向装置的中间流动，因为滚筒的两端靠连杆连接，在滚筒的两端也就是箱体内部的两侧，无法对物料实现挤压的效果，所以尽量不要让物料流到两侧。
27.一种上述的全自动固液分离装置的工作方法，当需要分离的物料从引流板进入到箱体内时，光电传感器检测到物料后，将信号传递给控制器，控制器控制电机转动，在电机的带动下，分离装置绕着转轴旋转，同时带动三个滚筒转动，且分离装置的滚筒自身可以自转，工作时毛刷一直与过滤网接触；物料流到过滤网上部后，首先滚筒旋转滚压残渣，将残渣内的液体挤出，经挤压分离出的液体经过过滤网从装置下方的排水口流出，过滤网上经滚筒挤压后的残渣，在毛刷的作用下从出渣嘴刮出；当光电传感器检测到没有物料进入箱体时，控制器延时1分钟后控制电机停止转动，至此，一个工作周期结束。
28.本发明未详尽之处，均可采用现有技术。
29.本发明的有益效果为：
30.(1)本发明采用光电传感器自动检测物料，实现全自动的分离清理工作，不需要人工的干预，自动化程度高。
31.(2))本发明的分离系统采用设计的滚刮结合的方式，通过挤压分离后的残渣含液体率较低，分离较彻底，效率高。
32.(3)本发明的滚筒与过滤网之间、毛刷与过滤网之间的距离均可以根据实际的需求进行调节。
附图说明
33.图1为本发明全自动固液分离装置的外形图；
34.图2为本发明全自动固液分离装置的外部结构图；
35.图3为本发明除去保护罩的全自动固液分离装置的结构示意图；
36.图4为本发明中过滤网、转轴、滚筒之间的配合关系示意图；
37.图5为本发明中转轴与半圆固定环之间，以及滚筒与连接件之间的配合关系示意
圆弧-平面，与转轴25表面的圆弧-平面-圆弧-平面形状相配合，用于实现固定环在转轴25上的周向限位；转轴25上在固定环的一端设置有轴肩，转轴上在固定环的另一端设置有轴端挡圈，用于实现固定环在转轴25上的轴向限位；
55.连杆32两端均设置有螺纹，每一固定环上均设置有三个螺纹孔，三个螺纹孔用于固定三个连杆，三个连杆之间的夹角为120
°
，连杆一端的螺纹旋进螺纹孔内，并采用螺母固定；
56.进一步的，过滤网36至少为1/3圆弧，由于三个连杆之间的夹角为120
°
，保证了转轴在旋转过程中，至少有1个毛刷与过滤网相接触。
57.滚筒37包括中心轴和转筒，中心轴和转筒之间设置有轴承，转筒能够绕中心轴转动，滚筒37两端均通过一连接件35固定毛刷组件。
58.实施例5：
59.一种全自动固液分离装置，如实施例4所述，所不同的是，连接件35包括依次连接的安装孔、连接面和安装面，安装孔用于连接滚筒37的中心轴，安装面用于固定毛刷组件，安装孔的内壁截面形状为圆弧-平面-圆弧-平面，与滚筒中心轴表面的圆弧-平面-圆弧-平面形状相配合，用于实现连接件在滚筒中心轴上的周向限位，安装孔和中心轴上均设置有贯通的圆孔，用于连杆32的插入，连杆32插入圆孔后在安装孔两端面均采用螺母锁紧固定。
60.本发明中，滚筒37的中心轴每一端均铣了两个平面，与连接件之间采用圆弧-平面-圆弧-平面的固定方式来实现周向固定，并使滚筒中心轴上的圆孔和连接件安装孔上的圆孔对齐，之后连杆32插入到圆孔中，完成滚筒37和连接件35在连杆32上的部分固定。又因为连杆的两端设计有螺纹，所以在周向定位上，连杆与连接件采用两螺母之间的夹紧力来实现在连杆上的轴向定位，至此滚筒和连接件在连杆上的位置实现了完全定位。因为采用两个螺母来实现轴向定位，所以可以通过调节螺母的位置来实现滚筒和毛刷组件与过滤网之间相对位置的调节。
61.实施例6：
62.一种全自动固液分离装置，如实施例5所述，所不同的是，毛刷组件包括毛刷34和毛刷固定板33，毛刷34固定在毛刷固定板33上，毛刷固定板33的两端设置有腰形孔19，该腰形孔19的长边方向垂直于毛刷固定板33的长度方向，连接件35的安装面设置有圆孔，腰形孔19与该圆孔对应，并采用螺栓固定，毛刷固定板33可以使毛刷在工作的时候将其牢牢固定住，使毛刷在受到载荷时不会发生弯曲变形。
63.毛刷组件安装后，滚筒37的中心线与毛刷固定板33相平行，工作时毛刷34与过滤网36相接触且垂直于过滤网，毛刷与过滤网之间的距离能够调节；
64.优选的，毛刷34材质为钢丝。毛刷的钢丝需要时时刻刻与过滤网处于摩擦状态，来清理过滤网上的残渣，因此为易耗件，当磨损至钢丝无法与过滤网接触时，可以通过腰形孔调节毛刷与连接件之间的相对位置，使钢丝重新与过滤网接触。
65.实施例7：
66.一种全自动固液分离装置，如实施例6所述，所不同的是，控制系统包括光电传感器38、继电器和控制器，光电传感器38设置于引流板15一端，用来检测物料是否进入，光电传感器38、电机21均与控制器连接，控制器和继电器位于控制柜39内，控制柜39安装在箱体的侧面，优选在电机旁；
67.优选的，光电传感器38为e18-d80nk漫反射式光电传感器，控制器为arduino系列的arduino uno单片机，继电器的弱电端与单片机连接，强电端与三相电连接，通过单片机来实现弱电控制强电。
68.实施例8：
69.一种全自动固液分离装置，如实施例7所述，所不同的是，外壳还包括保护罩11，保护罩11安装(可直接放置)在承载机构的上部，可避免在工作的时候，避免液体或者固体飞溅，保护操作人员，避免危险事故的发生，在保护罩两侧设置有把手30方便拿取和安放；保护罩11两端焊接有u型瓦20，箱体的两端安装有卡扣26，用于与u型瓦20连接，可以固定住保护罩；
70.优选的，如图9所示，卡扣26包括卡扣板27和卡扣连环28，卡扣板27的数量为两个，且通过连接耳相互铰接，其中一个卡扣板固定在箱体上，另一个卡扣板能够转动，工作时，卡扣连环28挂在u型瓦20上，安装时通过向下按压卡扣板，卡扣板绕卡扣的铰接轴转动，则向下带动卡扣连环实现扣接；拆卸时反之，通过向上拉卡扣板，卡扣板绕卡扣的铰接轴转动，则向上顶起卡扣连环，卡扣连环与u形瓦之间的接触变松，进而分离，卡扣的结构与货车车斗挡板的固定方式类似。
71.实施例9：
72.一种全自动固液分离装置，如实施例8所述，所不同的是，箱体12内设置有支撑板17，用于支撑过滤网；
73.出渣嘴13上设置有盖板14，盖板14为l型，盖板14上部采用折页实现翻转，出渣嘴用于排出固液分离后的残渣，盖板用于盖住排渣嘴的残渣出口，用时打开盖板，不用时关闭盖板；
74.引流板15为带有倾斜角度的平板，其向内倾斜5
°
，且引流板15两端均设置有挡板29，两挡板对称设计，挡板29与箱体侧壁的夹角α优选为50
°
，光电传感器38设置在其中一个挡板上。挡板29的作用是为了让物料向装置的中间流动，因为滚筒的两端靠连杆连接，在滚筒的两端也就是箱体内部的两侧，无法对物料实现挤压的效果，所以尽量不要让物料流到两侧。
75.实施例10：
76.一种全自动固液分离装置的工作方法，当需要分离的物料从引流板15进入到箱体内时，光电传感器38检测到物料后，将信号传递给控制器，控制器控制电机21转动，在电机21的带动下，分离装置绕着转轴旋转，同时带动三个滚筒转动，且分离装置的滚筒自身可以自转，工作时毛刷一直与过滤网接触；物料流到过滤网上部后，首先滚筒37自转滚压残渣，将残渣内的液体挤出，经挤压分离出的液体经过过滤网36从装置下方的排水口流出，过滤网36上经滚筒挤压后的残渣，在毛刷的作用下从出渣嘴刮出，如图4所示，转轴为顺时针转动；当光电传感器38检测到没有物料进入箱体时，控制器延时1分钟后控制电机21停止转动，至此，一个工作周期结束。
77.以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明所述原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。