一种基于斯托克斯定律的油水分离装置的制造方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种基于斯托克斯定律的油水分离装置，包括油水分离罐、电机，以及由电机驱动的旋转轴，旋转轴通过轴承套筒安装在油水分离罐的内部；所述油水分离罐的顶部开设有进料口和出油口，油水分离罐的底部开设有出料口；所述分离装置还包括液位传感器，液位传感器的测量端位于油水分离罐的内部；所述分离装置还包括温度传感器，温度传感器的测量端位于油水分离罐的内部；所述旋转轴上安设有螺旋叶片。本实用新型的有益效果是：本装置进料后大叶片正向旋转，可充分搅拌餐厨垃圾，提高油水分离效率；出料时小叶片反向旋转，小叶片形成起通道，分离后的餐厨垃圾经通道输送出去；同时也可防止下层餐厨垃圾堵塞出料口。
【专利说明】
一种基于斯托克斯定律的油水分离装置
技术领域
[0001]本实用新型涉及餐厨垃圾分类技术领域，具体涉及一种基于斯托克斯定律的油水分离装置。
【背景技术】
[0002]随着城市经济的快速增长，餐厨垃圾的产出量也日益增多。中国城市每年产生餐厨垃圾不低于6000万吨，大中城市餐厨垃圾产量更是惊人，年产量就超过了 640万吨，重庆、北京、广州等餐饮业发达的城市问题尤其严重。不科学的处理餐厨垃圾不仅会造成环境污染，危害居民身体健康，同时也是对资源的巨大浪费。
[0003]餐厨垃圾具有尚水分、尚盐分、尚油脂、尚有机质含量、组分时空差异明显、危害性与资源性并存的特点，近年来餐厨垃圾资源化引起国家高度重视。原有的油水分离技术主要针对矿物油，而餐厨垃圾的物性特征与矿物油存在较大区别，导致油水分离效率较低；同时，由于餐厨垃圾的回收情况较差，致使餐厨垃圾整体资源化处理比例相对较低，如北京2014年餐厨垃圾日产量超过2200吨，资源化处理量仅为540吨，不足25 % ；上海2014年的餐厨垃圾日产量超过2000吨，实际收运量只有1100吨。
[0004]斯托克斯定律是流体流动为层流时球形颗粒在液体中的沉降规律。当直径为d的球形颗粒在液体中沉降时，颗粒的沉降速度为U0 = d3(ps-p)g/18y(其中，Uo为沉降速度，单位:m/s; d为颗粒直径，单位:m; Ps为颗粒密度;P为流体密度，单位:m3/kg;5为阻力系数，无因次;Re为雷诺数，无因次;μ为粘度，单位:Pa.s)。在油水分离时，当uQ〈0时，油滴上浮，发生分层现象，并且随UO增大，油滴上浮的速度逐渐升高，从而提高油水分离效率提高。根据斯托克斯定律可知:油滴的上浮速度uO与油滴的直径d的平方成正比，与分散介质和悬浮油滴的密度差(Ps-P)成正比，与溶液的粘度μ成反比，即油滴直径d增大，分散介质和悬浮液密度差(Ps-P)增大，粘度μ减小，上浮速度增加。据此分析，为提高油水分离效率，即增大油滴的上浮速度，可以从增大分散介质和悬浮油滴的密度差、减小粘度这两个方面考虑。
【发明内容】
[0005]本实用新型所要解决的技术问题是，针对现有技术的不足，提供一种分离效果好、效率高的基于斯托克斯定律的油水分离装置。
[0006]本实用新型采用的技术方案是:一种基于斯托克斯定律的油水分离装置，包括油水分离罐、电机，以及由电机驱动的旋转轴，旋转轴通过轴承套筒安装在油水分离罐的内部;所述油水分尚罐的顶部开设有进料口和出油口，油水分尚罐的底部开设有出料口。
[0007]按上述方案，所述分离装置还包括液位传感器，液位传感器的测量端位于油水分离罐的内部。
[0008]按上述方案，所述分离装置还包括温度传感器，温度传感器的测量端位于油水分离罐的内部。
[0009]按上述方案，所述旋转轴上安设有螺旋叶片。
[0010]按上述方案，所述油水分离罐呈漏斗形，所述旋转轴的下端伸入油水分离罐的下部。
[0011]按上述方案，所述螺旋叶片包括小叶片和大叶片，所述小叶片安设在位于油水分离罐下部的旋转轴上，所述大叶片安设在小叶片的上方。
[0012]按上述方案，所述油水分离器的顶部开设有蒸汽入口。
[0013]与现有技术相比，本实用新型的有益效果是:1、本装置进料后大叶片正向旋转，可充分搅拌餐厨垃圾，提高油水分离效率;2、采用抗径向载荷的圆锥滚子轴承，结实耐用，保证轴的同轴度，大小叶片协同作用；3、出料时小叶片反向旋转，小叶片形成起螺旋通道，分离后的餐厨垃圾经通道输送出去；同时也可防止下层餐厨垃圾堵塞出料口；4、本装置结构简单合理，分离效果好，实用性强。
【附图说明】
[0014]图1为本实用新型一个具体实施例的结构示意图。
[0015]图2为本实施例中油水分离罐的剖视图。
[0016]图3为本实施例中油水分离罐的俯视图。
[0017]其中:1、电机;2、温度传感器;3、液位传感器;4、油水分离罐;4.1、罐体;4.2、圆锥体;4.3、筒体;4.4、蒸汽入口；4.5、出油口；5、旋转轴;6、轴承;7、大叶片;8、小叶片。
【具体实施方式】
[0018]为了更好地理解本实用新型，下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步地描述。
[0019]如图1?3所示的一种基于斯托克斯定律的油水分离装置，包括油水分离罐4、电机1(选用低功率、低速度、大扭矩的直流减速电机，以提高分离效率)，以及由电机I驱动的旋转轴5，旋转轴5通过轴承6安装在油水分离罐4的内部；油水分离罐4的顶部开设有进料口、蒸汽入口 4.4和出油口 4.5，油水分离罐4的底部开设有出料口。
[0020]本实用新型中，所述分离装置还包括液位传感器3，液位传感器3安装在油水分离罐4的安装孔内；液位传感器3的测量端位于油水分离罐4的内部;液位传感器3距离旋转轴5的轴心约10cm，用于监测油水分离罐4内的餐厨垃圾的液位高度(根据液位高度可得油水分离罐4内的压强)；所述分离装置还包括温度传感器2，温度传感器2安装在油水分离罐4的另一安装孔内，温度传感器2的测量端位于油水分离罐3的内部;温度传感器2距离旋转轴5的轴心约5cm，用于监测油水分离罐4内部的温度变化。
[0021 ]本实用新型中，油水分离罐4呈漏斗形，油水分离罐4包括上部、中部和下部，上部为罐体，中部为过渡的圆锥体，下部为筒体，所述旋转轴5的下端伸入油水分离罐4下部的筒体内；旋转轴5上安设有螺旋叶片，螺旋叶片包括小叶片8和大叶片7，小叶片8固定在位于油水分离罐4下部筒体内的旋转轴5上，大叶片7位于小叶片8的上方，大叶片7安装在位于油水分离罐4上部罐体内的旋转轴5上。
[0022]本实用新型的电机I选用低功率、低速度、大扭矩直流减速电机，提高分离效率;轴承6采用抗径向载荷的圆锥滚子轴承，保证同轴度。
[0023]本实用新型由预设的蒸汽加热技术提供热蒸汽。餐厨垃圾进入油水分离罐4后，蒸汽经油水分离罐4的蒸汽入口进入油水分离罐4;餐厨垃圾内各组分受剪切外力的作用变形，其中液体分子间的内聚力对变形产生某种方式的抵抗，并且在液体层与层间存在分子动量交换；蒸汽加热所提供的较高温度可以使粘度μ减小，从而提高油滴的上浮速度UO;同时，蒸汽加热所提供的微气泡溶于分散介质中，使液体内部混有一定的空气，从而降低其密度P，使得分散介质和悬浮油滴的密度差(Ps-P)增大，进一步提高了油滴的上浮速度U0，使油水分离效率大幅提高。与此同时，驱动电机I，使旋转轴5带动大叶片7正向旋转，充分搅拌餐厨垃圾，提高油水分离效率；出料时，电机I驱动旋转轴5，随之带动小叶片5.1反向旋转，小叶片8形成螺旋通道，输送餐厨垃圾，分离后的油脂等从油水分离罐4顶部的出油口4.5排出；旋转的小叶片8可防止下层的餐厨垃圾堵塞出料口。
[0024]以上所述是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型的原理前提下，对本实用新型的技术方案可以做若干适合情况的改进。因此，本实用新型的保护范围不限于此，本领域中的技术人员任何基于本技术方案上非实质性的变更包括在本实用新型的保护范围之内。
【主权项】
1.一种基于斯托克斯定律的油水分离装置，其特征在于，包括油水分离罐、电机，以及由电机驱动的旋转轴，旋转轴通过轴承套筒安装在油水分离罐的内部;所述油水分离罐的顶部开设有进料口和出油口，油水分1?罐的底部开设有出料口。2.如权利要求1所述的一种基于斯托克斯定律的油水分离装置，其特征在于，所述分离装置还包括液位传感器，液位传感器的测量端位于油水分离罐的内部。3.如权利要求1所述的一种基于斯托克斯定律的油水分离装置，其特征在于，所述分离装置还包括温度传感器，温度传感器的测量端位于油水分离罐的内部。4.如权利要求1所述的一种基于斯托克斯定律的油水分离装置，其特征在于，所述旋转轴上安设有螺旋叶片。5.如权利要求4所述的一种基于斯托克斯定律的油水分离装置，其特征在于，所述油水分离罐呈漏斗形，所述旋转轴的下端伸入油水分离罐的下部。6.如权利要求5所述的一种基于斯托克斯定律的油水分离装置，其特征在于，所述螺旋叶片包括小叶片和大叶片，所述小叶片安设在位于油水分离罐下部的旋转轴上，所述大叶片安设在小叶片的上方。7.如权利要求1所述的一种基于斯托克斯定律的油水分离装置，其特征在于，所述油水分离器的顶部开设有蒸汽入口。
【文档编号】B01D17/02GK205461140SQ201620139681
【公开日】2016年8月17日
【申请日】2016年2月24日
【发明人】张莹, 马昂昂, 周鹭莹
【申请人】武汉理工大学