一体化多级旋流沉降固液杂质分离设备及其工艺的制作方法

本发明涉及固液分离设备领域，更具体地说，涉及一体化多级旋流沉降固液杂质分离设备及其工艺。

背景技术：

1、固液分离是从水或废水中除去悬浮固体的过程，旋流器是一种常见的分离分级设备，常用离心沉降原理，当待分离的两相混合液以一定压力从旋流器周边切向进入旋流器内后，产生强烈的三维椭圆形强旋转剪切湍流运动，由于固态与液体之间存在重量之差，其受到离心力、向心浮力、流体曳力等大小不同，受离心沉降作用，大部分粗颗粒固态物在离心撞击旋流器内壁后与较轻的液体分离并沿内壁下降，最后从旋流器底部的排料口排出，而相对较轻的液体则越靠近旋流器中部并在向心浮力作用下由旋流器顶部的排流口排出，从而达到分离分级目的。

2、但在实际分离过程中，一些细小颗粒物由于密度小，难以在离心过程中触碰到旋流器上端部的内壁，故而在未达到旋流器底部时便在向心浮力作用下随液体向上浮动，导致由旋流器顶部排出的液体中夹杂未去除的细小颗粒，从而造成分离效果欠佳。

3、为此，我们提出一体化多级旋流沉降固液杂质分离设备及其工艺。

技术实现思路

1、本发明目的在于解决上述问题，相比现有技术提供一体化多级旋流沉降固液杂质分离设备及其工艺，是对传统旋流器设置成上下转动安装的动态结构，下锥形筒旋转方向与旋转流场方向一致，增大固液混合物的旋切离心力，且在排流筒内部增设过滤部以及在排流筒底端旋转安装内部带有螺旋输送辊的回流管，旋转的螺旋输送辊用于将所拦截的细小颗粒物由回流管向下输送，由回流口排出的细小颗粒物再次受离心作用重重冲击在下锥形筒内壁上，并沿下锥形筒内壁同密度大的固态杂质组分向下沉降由排渣口排出，实现多级旋流沉降。

2、本发明的目的可以通过以下技术方案实现：一体化多级旋流沉降固液杂质分离设备，包括安装于操作架上的旋流分离筒，所述旋流分离筒包括上下转动安装的上圆柱筒和下锥形筒，所述上圆柱筒顶端固定有封盖，所述封盖底端通过一对支撑柱与操作架固定连接，所述下锥形筒底端固定连接有贯穿至操作架下端的排渣口，所述上圆柱筒上端一侧设有贯穿至其内部的进料口，所述封盖上嵌设安装有延伸至上圆柱筒内顶部处的排流筒，所述排流筒顶端设有向外延伸且内部安装有流量计的排流管，所述操作架端壁上安装有对排渣口进行旋转驱动的驱动结构一；

3、所述排流筒内部安装有过滤部，所述排流筒底端部转动安装有排流罩，所述排流罩处嵌设安装有顶端与排流筒相连通的一对回流管，一对所述回流管下端相互远离并向下倾斜贯穿至下锥形筒底端外部；

4、所述回流管上端部转动安装有位于下锥形筒内侧的螺旋输送辊，所述螺旋输送辊底端固定连接有贯穿至回流管底端外部的连接轴，所述下锥形筒底端外壁上安装有用于对两个连接轴进行同步旋转驱动的驱动结构二，所述回流管端壁上开设有位于螺旋输送辊底端且面向下锥形筒内壁的回流口。

5、进一步的，所述驱动结构一包括固定安装于操作架底端壁上的驱动电机一，所述操作架内部开设有与排渣口位置对应的驱动槽，所述驱动电机一驱动端贯穿至驱动槽内，且驱动电机一驱动端以及排渣口上均固定套接有相互啮合连接的驱动齿轮，与驱动电机一驱动端相连接的驱动齿轮上端与驱动槽内壁转动连接。

6、进一步的，所述下锥形筒顶端固定套接有与上圆柱筒底端外壁相转动衔接的旋转套，所述旋转套包括固定连接于下锥形筒顶端壁上的外环形套体，所述外环形套体上端壁延伸至上圆柱筒处且与其滑动衔接，所述外环形套体内端固定连接有旋转环，所述上圆柱筒外壁上开设有用于旋转环滑动衔接的旋转环，实现下锥形筒在上圆柱筒底部做旋转操作。

7、进一步的，所述驱动结构二包括固定安装于下锥形筒底端外壁上的一对衔接板，一对所述螺旋输送辊的底端分别延伸至一对衔接板内部，一对所述衔接板之间贯穿套接有固定环，所述固定环内侧滑动嵌设安装有齿带，所述齿带相对内端壁均啮合连接有传动轮，所述传动轮顶端与连接轴底端固定连接，且其中一个衔接板底端固定连接有驱动端与传动轮底端相连接的驱动电机二。

8、进一步的，一对所述回流管底端分别固定嵌设于衔接板内，所述回流管内底部开设有用于传动轮旋转安装的旋转槽，一对所述传动轮向外倾斜对称设置，且齿带为与一对传动轮相匹配的锥形齿带。

9、可选的，所述过滤部滑动安装于排流筒内部，所述排流筒靠近排流管一侧的内端壁固定嵌设安装有与过滤部磁吸设置的电磁环，所述过滤部由与电磁环磁吸设置的磁环以及固定于磁环上的过滤网组成，所述过滤网呈向上凹陷的圆椭型结构。

10、可选的，所述排流筒内壁上开设有用于磁环滑动衔接的环形滑腔，且排流筒底端壁还固定连接有承重环。

11、一体化多级旋流沉降固液杂质分离工艺，包括以下步骤：

12、步骤一：待处理的固液混合物由进料口加压呈切线注入上圆柱筒内，在上圆柱筒内产生高速旋转流场，密度大的固态杂质组分在旋流场的作用下沿旋流分离筒内壁轴向向下运动，由底端的排渣口排出，而密度较小的液体组分以及细小颗粒物向轴心轴线方向运动，并在到达下锥形筒底部处形成向上运动的内旋涡，由排流筒排出；

13、在该分离过程中，启动驱动电机一，利用驱动结构一带动下锥形筒进行旋转，其旋转方向与固液混合物的旋转流场方向保持一致；

14、步骤二：在初始状态下，过滤部靠近排流筒顶端部位置，用于对向上传送的液体组分中的细小颗粒物进行拦截，滤出“干净”的液体，液体随排流管排出，排流管内部的流量计监测流量大小；

15、步骤三：当流量计所监测到的流量值小于预设值时，关闭电磁环，过滤部在其重力作用下克服向心浮力向下运动，将所拦截的细小颗粒向下回退至排流罩顶部处，与此同时，启动驱动电机，利用驱动结构二带动一对螺旋输送辊进行旋转，螺旋输送辊在旋转过程中将排流罩顶部处的细小颗粒物随上浮的部分液体由回流管向下输送，由回流口排出的细小颗粒物受离心力作用重重冲击在下锥形筒内壁上，并沿下锥形筒内壁同密度大的固态杂质组分向下沉降由排渣口排出。

16、相比于现有技术，本发明的优点在于：

17、（1）本方案是对传统旋流器的固定结构进行优化处理，替换成上下转动安装的上圆柱筒与下锥形筒，下锥形筒旋转方向与旋转流场方向一致，增大固液混合物的旋切离心力，且在排流筒内部增设过滤部，在排流筒底端增设与其旋转安装且与下锥形筒底端壁固定设置的回流管，回流管内设有螺旋输送辊，其在旋转过程中将排流筒内所拦截的细小颗粒物由回流管向下输送，在回流管随下锥形筒同步运动过程中，由回流口排出的细小颗粒物再次受离心作用重重冲击在下锥形筒内壁上，并沿下锥形筒内壁同密度大的固态杂质组分向下沉降由排渣口排出，如此循环，在加剧旋流运动力度的同时，对向上浮动带出的细小颗粒物进行多级旋流沉降，提高固液分离效果。

18、（2）本方案是将过滤部设置成可上下滑动安装式，在初始状态下，电磁环处于启动状态，过滤部被磁吸至电磁环底端，当排流管处的流量计所监测到的流量值小于预设值时，则表明过滤部处拦截有过多细小颗粒物，造成了一定堵塞现象，此时，关闭电磁环，过滤部在其重力作用下克服向心浮力向下运动，将所拦截的细小颗粒向下压至排流罩顶部处，在过滤部下压过程中，提供一个下压力，更易于所拦截的细小颗粒物随部分液体导入回流管内，而随排流罩排流口向上排出的液体则对下压的细小颗粒物起到浮撑作用，有效避免细小颗粒物在下压过程中随排流口向下溢出。