一种智能化污泥除湿装置及控制系统

本发明涉及一种除湿装置，特别涉及一种智能化污泥除湿装置及控制系统。

背景技术：

1、传统污泥脱水采用晾晒方式，该方式耗时长、对晾晒场地需求大、费用高昂。

2、现有污泥的处理采用过滤机、切条机与烘干机相结合的方式。对于该方式，切条前的初步挤压脱水尤为重要，而目前初步脱水过程的含水率不可控，初步脱水后污泥含水率过高，导致后续切条工序无法成型。

3、而且现有的切条机，大多采用定刀机构或换刀机构，切条尺寸不能灵活控制，无法调控污泥切条的型式、尺寸及间隙，不能高效换热，导致后续深度除湿耗时较长、能耗较高，且机构结构复杂、输送、定向、进料不便、制造成本高、制造难度大、占地面积大。污泥深度脱水是污泥处理的核心工序，也是节能降耗的关键，而目前采用电加热的方式能耗较高，不符合节能减排的目标。

4、因此，亟需提升挤压脱水、切条成型工艺的智能化水平，发展可实现高能效深度脱水的污泥除湿装置。

技术实现思路

1、为克服现有技术的不足，本发明目的在于提供一种智能化污泥压滤-成型-低温除湿装置及控制系统，能够调控初效压滤含水率，控制污泥型式、尺寸及间隙以增大有效换热面积，并以可再生能源空气能为热源，实现对污泥的一体化挤水压滤、切条成型、低温烘干，有效提升系统除湿能力和节约能耗。

2、为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

3、一种智能化污泥除湿装置，包括料斗、机壳、挤压机构、第一水平传送机构、切条机构、第二水平传送机构、上升传送带、烘箱机构和热泵系统；

4、所述料斗设置于挤压机构上方；第一水平传送机构位于挤压机构下方；切条机构位于第一水平传送机构末端；第二水平传送机构的一端位于所述切条机构下方，所述第二水平传送机构的另一端与上升传送带的下端连接；所述上升传送带的上端至烘箱机构；所述烘箱机构的另一侧与热泵系统的送风口接合，将热风送入烘箱实现污泥除湿。

5、进一步，所述挤压机构由主动挤压辊轮与从动挤压辊轮构成，辊轮边缘通过键与叉架连接；所述主动挤压辊轮与从动挤压辊轮下方设有中层刮泥板，中层刮泥板的一端固定在机壳内四周，另一端向上倾斜并分别与主动挤压辊轮和从动挤压辊轮的下部边缘相连接；所述挤压机构中从动挤压辊轮的挤压从动轴两端分别设有挡板，其上设有延伸至所述机壳外的螺杆，在机壳外的螺杆上套设有调节螺母；调节所述调节螺母控制从动挤压辊轮与主动挤压辊轮间隙，调控对污泥的挤压力以控制污泥含水量。

6、进一步，所述切条机构由切条主动辊轮、切条从动辊轮及由凸轮驱动而上下切割的刀片构成，调控所述凸轮控制所述刀片位置，所述刀片尺寸不小于3mm；所述切条机构中切条从动辊轮的切条从动辊轮两端分别设有挡板，其上设有延伸至机壳外的调节螺栓，在机壳外的调节螺栓上套设有螺母，调节所述螺母控制切条从动辊轮和切条主动辊轮间隙以调控污泥的切条厚度；所述切条从动辊轮和切条主动辊轮装设切刀模具，所述切刀模具为长方形或者正方形或者三角形或者圆形，所述切刀模具厚度不小于3mm。

7、进一步，所述烘箱机构由箱体、传送带、调速装置、气体处理装置、风机、排气口和出料口构成，所述传送带由所述调速装置控制，所述传送带为3层或者4层，所述气体处理装置还包括调压装置和排气结构并位于排风口；所述热泵系统包括蒸发器、冷凝器、压缩机、节流机构和风机，所述蒸发器的热源为低温空气，所述风机为轴流风机并位于送风口。

8、一种智能化污泥除湿控制系统，包括压后污泥含水量监测模块、挤压厚度监测模块、污泥间隙监测模块、污泥块含水量监测模块、气体浓度监测模块、烘箱压力监测模块、进料速度控制模块、挤压辊轮组间隙控制模块、切条辊轮组间隙控制模块、凸轮控制模块、第一和第二水平传送机构与上升传送带控制模块、烘箱传送带控制模块、数据采集模块、数据处理模块、调控系统、执行装置、用户交互管理模块；

9、所述压后污泥含水量监测模块、挤压厚度监测模块、污泥间隙监测模块、污泥块含水量监测模块、气体浓度监测模块、烘箱压力监测模块实时监测对应参数，所述数据采集模块对监测数据进行收集并传输至所述数据处理模块，所述处理模块对数据进行管理、分析、评估并将结果输出至所述用户交互管理模块，所述用户交互管理模块再次对结果预测判断，向调控系统发出调控指令，通过执行装置分别对进料速度控制模块、挤压辊轮组间隙控制模块、切条辊轮组间隙控制模块、凸轮控制模块、第一和第二水平传送机构与上升传送带控制模块、烘箱传送带控制模块进行调控。

10、进一步，所述挤压辊轮组间隙控制按照以下策略进行：

11、监测压后污泥含水量及挤压厚度；

12、比较压后污泥含水量与压后污泥含水量的要求值，若压后污泥含水量≤压后污泥含水量的要求值，则满足要求；若压后污泥含水量>压后污泥含水量的要求值，则需反馈至挤压辊轮组，调节挤压辊轮组间隙，直至满足要求；

13、进一步比较挤压厚度与挤压厚度的要求值，若挤压厚度≤挤压厚度的要求值，则满足要求；若挤压厚度>挤压厚度的要求值，则需反馈至挤压辊轮组，调节挤压辊轮组间隙，直至满足要求；

14、进一步，所述切条辊轮组间隙控制模块按照以下策略进行：

15、监测污泥间隙及污泥上表面风速，计算污泥上表面速度场分布的不均匀系数；

16、比较分析不均匀系数，若不均匀系数<0.5，则满足要求；若不均匀系数≥0.5，则需反馈至切条辊轮组，调节切条辊轮组间隙，直至满足要求。

17、与现有技术相比，本发明具有以下有益技术效果：

18、本发明的一种智能化污泥除湿装置及控制系统，实现了污泥挤水压滤、切条成型、低温烘干的一体化处理，具有装置结构简单，输送、定向、进料便捷，制造成本低、加工难度小、占地面积小等优势；能够智能化调控初效压滤含水率，控制污泥型式、尺寸及间隙，增大有效换热面积，并以可再生能源空气能为热源，有效提升系统除湿能力和节约能耗，具有显著的经济效益。

技术特征：

1.一种智能化污泥除湿装置，其特征在于，包括料斗(1)、机壳(9)、挤压机构(2)、第一水平传送机构(4)、切条机构(3)、第二水平传送机构(5)、上升传送带(6)、烘箱机构(7)和热泵系统(8)；

2.根据权利要求1所述的一种智能化污泥除湿装置，其特征在于：所述挤压机构(2)由主动挤压辊轮(2.1)、从动挤压辊轮(2.2)、挤压主动轴(2.3)、挤压从动轴(2.4)、圆柱齿轮(2.5)构成，辊轮边缘通过键与叉架连接；所述主动挤压辊轮(2.1)与从动挤压辊轮(2.2)下方设有中层刮泥板，中层刮泥板的一端固定在机壳内壁面，另一端向上倾斜并分别与主动挤压辊轮(2.1)和从动挤压辊轮(2.2)的下部边缘相连接；所述挤压机构(2)中从动挤压辊轮(2.2)的挤压从动轴两端分别设有挡板，其上设有延伸至所述机壳外的螺杆，在机壳外的螺杆上套设有调节螺母。

3.根据权利要求2所述的一种智能化污泥除湿装置，其特征在于：所述调节螺母可控制从动挤压辊轮(2.2)与主动挤压辊轮(2.2)间隙，调控对污泥的挤压力以控制污泥含水量。

4.根据权利要求1所述的一种智能化污泥除湿装置，其特征在于：所述切条机构(3)由切条主动辊轮(3.1)、切条从动辊轮(3.2)、切条主动轴(3.3)、切条从动轴(3.4)、圆柱齿轮(3.5)及由凸轮(3.6)驱动而上下切割的刀片(3.7)构成，所述刀片尺寸不小于3mm；所述切条机构(3)中切条从动辊轮(3.2)的切条从动辊轮两端分别设有挡板，其上设有延伸至机壳外的调节螺栓，在机壳外的调节螺栓上套设有螺母；所述切条从动辊轮(3.2)和切条主动辊轮(3.1)装设切刀模具(3.8)，所述切刀模具(3.8)为长方形或者正方形或者三角形或者圆形，所述切刀模具厚度不小于3mm。

5.根据权利要求4所述的一种智能化污泥除湿装置，其特征在于：所述调节螺栓上的螺母用于控制切条从动辊轮(3.2)和切条主动辊轮(3.1)的间隙，以调控污泥的切条厚度。

6.根据权利要求1所述的一种智能化污泥除湿装置，其特征在于：所述烘箱机构(7)由箱体、传送带、调速装置、气体处理装置、风机、排气口和出料口构成，所述传送带由所述调速装置控制，所述传送带为3层或者4层，所述气体处理装置还包括调压装置和排气结构并位于排风口；所述热泵系统包括蒸发器、冷凝器、压缩机、节流机构和风机，所述蒸发器的热源为低温空气，所述风机为轴流风机并位于送风口。

7.一种智能化污泥除湿控制系统，其特征在于：包括压后污泥含水量监测模块、挤压厚度监测模块、污泥间隙监测模块、污泥表面风速监测模块、终态污泥块含水量监测模块、气体浓度监测模块、烘箱压力监测模块、进料速度控制模块、挤压辊轮组间隙控制模块、切条辊轮组间隙控制模块、凸轮控制模块、第一和第二水平传送机构与上升传送带控制模块、烘箱传送带控制模块、数据采集模块、数据处理模块、调控系统、执行装置、用户交互管理模块。

8.根据权利要求7所述的一种智能化污泥除湿控制系统，其特征在于：挤压辊轮组间隙控制模块按照以下策略进行：

9.根据权利要求7所述的一种智能化污泥除湿控制系统，其特征在于：切条辊轮组间隙控制模块按照以下策略进行：

技术总结
本发明公开一种智能化污泥除湿装置及控制系统，包括料斗、机壳、挤压机构、第一水平传送机构、传送机构、第二水平传送机构、切条机构、上升传送带、烘房机构和热泵系统。料斗设置于挤压机构上方；挤压机构包括主动挤压辊轮与从动挤压辊轮，辊轮边缘通过键与叉架连接；切条机构位于第一水平传送机构下端，由切条主动辊轮、切条从动辊轮、切刀模具及由凸轮驱动而上下切割的刀片构成；所述烘房机构的另一侧与热泵系统的送风侧接合，将热风送入烘箱实现污泥除湿。本发明智能化污泥除湿装置能有效实现对污泥的一体化挤水压滤、切条成型、低温烘干，可适应不同的运行状况，运行经济。

技术研发人员：胡露露,曹迅,赵帅帅,奚华蔚,徐乐,袁攀刚,代巧,姜学艳,冯作诗,顾正尧,顾烨
受保护的技术使用者：江苏理工学院
技术研发日：
技术公布日：2024/1/16