一种基于水利水电工程的污泥垃圾处理装置及方法与流程

本发明涉及水利水电工程，更具体地说，本发明涉及一种基于水利水电工程的污泥垃圾处理装置及方法。

背景技术：

1、水利水电工程是国家基础设施建设的核心组成部分，涵盖大坝建设、河道疏浚、水库运行维护等多个方面。在这些工程的长期运行过程中，不可避免地会产生大量的沉积物，主要包括河床淤泥、水库泥沙以及水面漂浮的各类生活垃圾（如塑料、枯枝、水草等），这些污泥垃圾混合物若不及时清理，不仅会减少水库库容、降低大坝泄洪能力，还会导致水体富营养化，严重破坏水生态环境，水利工程产生的污泥通常具有极高的含水率。

2、目前，水利水电工程中常用的污泥垃圾处理设备通常采用螺旋输送脱水机，其基本结构包括输送筒体、转动设置于输送筒体内的螺旋输送轴以及用于驱动螺旋输送轴转动的驱动电机，螺旋输送轴的外周面上设有螺旋叶片，螺旋叶片的外缘与输送筒体的内壁之间保持有供污泥垃圾通过并进行挤压的恒定径向间隙，且螺旋输送轴在输送方向上通常为等径设置，使得污泥垃圾在输送过程中所受的挤压力沿输送路径保持相对均匀，缺乏梯度变化。

3、在实际使用时，当污泥垃圾中混杂有大颗粒砾石时，由于大颗粒砾石的粒径大于该恒定间隙，大颗粒砾石在随污泥垃圾输送至螺旋输送轴与输送筒内壁之间的位置时，容易卡滞于两者之间，大颗粒砾石卡滞后，螺旋输送轴持续转动但无法将卡滞物排出，导致驱动电机负载急剧增大，进而造成设备过载停机甚至螺旋输送轴发生扭转损坏；

4、且在脱水环节中，螺旋挤压路径上的挤压力均匀且缺乏变化，无法在输送过程中对污泥垃圾形成逐渐增大的梯度挤压力，导致污泥中的水分分离不充分，脱水后的污泥垃圾仍具有较高的含水率和较大的体积。

技术实现思路

1、为了克服现有技术的上述缺陷，本发明提供一种基于水利水电工程的污泥垃圾处理装置及方法，以解决上述背景技术中提出的问题。

2、为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

3、一种基于水利水电工程的污泥垃圾处理装置，包括输送筒、进料筒和出料斗，所述进料筒连接于所述输送筒的上表面一侧并与所述输送筒内腔相连通，所述出料斗连接于所述输送筒的下表面，所述输送筒的一端开设有呈弧形设置的排出口，还包括：

4、多个排水孔，开设于所述输送筒的下表面并沿所述输送筒的轴向从输送筒的进料端延伸至排出口所在端，且多个所述排水孔呈多排多列阵列分布，用于将输送筒内各脱水阶段挤压出的水分排出；

5、防卡组件，设置于所述输送筒上，用于在所述输送筒下表面处的大颗粒砾石挤压下被动增大所述输送筒下表面的内部容腔体积，以供所述大颗粒砾石通过；

6、脱水组件，设置于所述输送筒内侧，用于对输送至所述输送筒内的污泥垃圾进行挤压脱水；

7、松散组件，设置于所述进料筒内侧，用于对结块的污泥垃圾进行松散；

8、其中，所述出料斗位于多个所述排水孔的下方并沿输送筒的轴向延伸覆盖至弧形隔板区域，用于收集通过多个所述排水孔排出的污水以及从弧形隔板处泄漏的污水，所述出料斗的底部设有排污口，用于连接外部排污管道。

9、作为上述技术方案的进一步描述：所述防卡组件包括：

10、多组让位槽，每组所述让位槽包括三个弧形槽，三个所述弧形槽沿所述输送筒下表面的周向间隔分布，多组所述让位槽沿所述输送筒的轴线方向间隔分布；

11、多个泄压部，分别设置于每个所述弧形槽处，每个所述泄压部均包括弧形隔板、支座、弹簧减震器和橡胶防护罩；

12、所述弧形隔板的一侧与所述输送筒的下表面之间通过铰链一相铰接，所述弧形隔板与对应的所述弧形槽相契合，所述弧形隔板下表面远离所述铰链一的一侧与所述支座的顶端固定连接，所述弹簧减震器的一端与所述支座的一侧相铰接，所述弹簧减震器的另一端与所述输送筒的下表面相铰接，所述橡胶防护罩套设于所述弹簧减震器的表面；

13、所述弹簧减震器的另一端与所述输送筒的下表面之间通过铰链二相铰接，所述弹簧减震器用于在被所述大颗粒砾石挤压时提供缓冲并在挤压消失后带动所述弧形隔板弹性复位。

14、作为上述技术方案的进一步描述：所述脱水组件包括：

15、第一芯轴，转动设置于所述输送筒内侧，所述第一芯轴的一端延伸至所述输送筒的一端外侧，用于与外部驱动电机的输出端传动连接；

16、第二芯轴，固定连接于所述第一芯轴的另一端，所述第二芯轴的截面呈锥形，且所述第二芯轴的大径端朝向所述输送筒的另一端并与所述输送筒的另一端转动连接，所述第二芯轴的小径端与所述第一芯轴的另一端固定连接；

17、第一螺旋盘，固定连接于所述第一芯轴的表面；

18、第二螺旋盘，固定连接于所述第二芯轴的锥形外周面上；

19、刮板，固定连接于所述第二螺旋盘的一端和所述第二芯轴的大径端表面，所述刮板倾斜设置，用于在随所述第二芯轴转动时推动所述输送筒内的污泥垃圾向所述排出口方向移动并压缩；

20、所述脱水组件还包括：

21、两个电动缸，分别固定连接于所述输送筒的表面两侧；

22、压盘，固定连接于两个所述电动缸的输出端上；

23、弧形垫片，固定连接于所述压盘朝向所述输送筒的一侧；

24、其中，所述弧形垫片与所述排出口相契合，所述压盘和所述弧形垫片用于在两个所述电动缸的驱动下封堵或开放所述排出口。

25、作为上述技术方案的进一步描述：所述松散组件包括：

26、两个安装座，分别固定连接于所述进料筒的内壁两侧；

27、两个挡板，分别固定连接于所述进料筒的内壁，两个所述挡板以两个所述安装座的中点为中心对称分布，两个所述挡板均倾斜设置并共同构成一漏斗形结构；

28、两个转辊，转动连接于两个所述安装座之间，两个所述转辊的一端穿过其中一个所述安装座的表面并延伸至所述进料筒的外侧；

29、多组破碎齿，分别固定连接于两个所述转辊的外周面，每组所述破碎齿的数量为多个，多个所述破碎齿沿一个所述转辊的外周面呈环形阵列分布；

30、所述伺服电机的输出端固定连接有第一齿轮，所述第一齿轮位于两个所述转辊的同一端外侧，且所述第一齿轮的中心位于两个所述转辊的中心连线的垂直平分线上，其中一个所述转辊的一端固定连接有第三齿轮，另一个所述转辊的一端固定连接有第二齿轮，所述第三齿轮和所述第二齿轮分别与所述第一齿轮相啮合，且所述第一齿轮的中心轴线位于两个所述转辊的中心轴线连线的垂直平分线上；

31、所述第三齿轮的齿数大于所述第二齿轮的齿数，用于驱动两个所述转辊以不同的转速转动。

32、本发明还提供一种基于水利水电工程的污泥垃圾处理方法，基于上述的装置，

33、包括以下步骤：

34、s1、松散进料：将待处理的污泥垃圾从所述进料筒投入，启动所述松散组件对结块的污泥垃圾进行破碎松散；

35、s2、输送脱水：松散后的污泥垃圾进入所述输送筒，启动所述驱动电机，通过所述第一芯轴和所述第二芯轴带动所述第一螺旋盘、所述第二螺旋盘和所述刮板转动，对污泥垃圾进行搅拌和挤压，挤出的水分通过所述排水孔排入所述出料斗；

36、s3、防卡避让：当所述输送筒内的大颗粒砾石对所述弧形隔板产生挤压时，所述弧形隔板向所述输送筒的外侧偏转以增大容腔体积，供所述大颗粒砾石通过，并在通过后通过所述泄压部弹性复位；

37、s4、压缩排料：待污泥垃圾被输送至所述输送筒的末端，控制所述压盘带动所述弧形垫片封堵所述排出口，所述刮板持续转动对污泥垃圾进行压缩，通过一预设压缩时间判断压缩是否完成，待压缩时间达到预设值时，控制所述压盘带动所述弧形垫片开放所述排出口，将压缩后的污泥垃圾从所述排出口排出。

38、本发明的技术效果和优点：

39、1、通过设置防卡组件，与现有技术相比，利用多组弧形槽沿输送筒下表面分布，并在每个弧形槽处设置可偏转的弧形隔板，使大颗粒砾石在随污泥垃圾输送过程中对弧形隔板内壁产生挤压时，弧形隔板以铰链一为圆心向输送筒外侧偏转，被动增大输送筒的内部容腔体积供大颗粒砾石通过，同时利用弹簧减震器在弧形隔板偏转时提供缓冲并在大颗粒砾石通过后带动弧形隔板弹性复位，使得输送筒在正常输送细小污泥颗粒时保持封闭状态，在遇到大颗粒砾石时自动让位，避免了大颗粒砾石在输送筒下表面区域卡滞于第一螺旋盘与输送筒内壁之间导致设备过载损坏；

40、2、通过设置脱水组件，与现有技术相比，利用第一螺旋盘对污泥垃圾进行初步输送和挤压，利用第二芯轴的锥形结构配合第二螺旋盘和刮板的倾斜设置，使污泥垃圾在向排出口方向移动过程中受到逐步增大的挤压力，同时利用两个电动缸驱动压盘带动弧形垫片对排出口进行封堵，使污泥垃圾在封闭腔体内被刮板持续挤压，强制分离出污泥中的水分并从排水孔排出，实现了对污泥垃圾的充分脱水，减少了污泥垃圾的体积和含水率，降低了后续运输和处理成本；

41、3、通过设置松散组件，与现有技术相比，利用两个挡板构成漏斗形结构对污泥垃圾进行汇集导向，使结块的污泥垃圾在重力作用下集中落入两个转辊之间，同时利用第一齿轮同时驱动第二齿轮和第三齿轮以不同转速转动，带动两个转辊外周面的多组破碎齿对结块的污泥垃圾进行交错剪切和破碎，使得结块污泥在进入输送筒前被充分松散，避免大体积结块物料直接进入输送环节导致输送通道堵塞。

42、综上所述，本发明通过松散组件对结块污泥垃圾进行破碎松散，保证了进料顺畅性并提高后续处理效率；通过脱水组件对输送过程中的污泥垃圾进行多级挤压脱水，缩减污泥体积并降低运输成本；同时通过防卡组件对大颗粒砾石进行自动让位与弹性复位，避免设备卡滞过载，保障输送连续性和运行安全性。