一种超重力场协同的软物质应力处理与净化方法及其设备与流程

1.本发明涉及非生态消纳软物质破碎和分选技术领域，特别涉及一种超重力场协同的软物质应力处理与净化方法及其设备。


背景技术：

2.随着石油资源的相对短缺，大量难回收、难处理废旧高分子材料和废弃生物质资源等非生态消纳软物质所带来的环境污染和资源浪费问题日益严重，非生态消纳软物质的物质重构及高值化再利用已成为国家的重大发展需求。目前对非生态消纳软物质的回收处理主要采用先破碎后分选的方式，其分离方法主要有人工分离法、气流分选法、水力旋风分离法和螺旋输送滚筒分选法等。
3.人工分离法适用于小批量非生态消纳软物质的分离，但是其分离效率低、劳动强度大、投入高但产出低。气流分选法是基于回收非生态消纳软物质各成分比重的不同，利用气流将掺杂在一起的各成分进行分离，但多集中于将目标从杂质中分选出来，并不能一次性实现破碎、分选和净化，设备作业效率和集成化程度较低。水力旋风分离法是利用旋风分离原理和非生态消纳软物质的密度差将物料放入水或重液中，使比溶液密度小的物料浮起，使密度大的物料下沉而进行分选的过程，但这种方法只适用于粒度较粗和密度差较大的物料的分选。
4.超重力技术，指的是在比地球重力加速度大得多的环境下物质所受到的力，主要是通过转动设备整体或部件形成离心力场,广泛应用在化工分离、材料工程、生物化工和环境保护等领域。cn108479237a公开了一种超重力除尘系统及其使用方法，包括粉尘收集器、风机、超重力除尘装置、水泵、水箱和若干管道，该技术方案主要是利用产种类来分离空气中的粉尘，并没有涉及非生态消纳软物质的处理。
5.由此可见，针对目前非生态消纳软物质回收处理方法和设备存在的不足，开发一种破碎效率高、能量消耗少、泥砂等杂质静化效果好、设备集成度高的非生态消纳软物质应力处理与净化设备对非生态消纳软物质的资源化和高值化再利用具有重要意义。


技术实现要素：

6.本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种超重力场协同的非生态消纳软物质应力处理与净化设备，以解决现有非生态消纳软物质回收处理设备破碎和分离效率低、集成化程度低、能源消耗高等问题。本发明的详细技术方案如下所述。
7.一种超重力场协同的软物质应力处理与净化设备，包括沿软物质处理方向依次设置的进料传送装置(1)、一级破碎装置(2)、超重力场应力处理装置和超重力场净化装置，所述超重力场应力处理装置包括料斗(4)、栅格筒状外刀鼓(6)、栅格筒状内刀鼓(7)，所述超重力场净化装置包括筒状风鼓和螺旋风道(11)，筒状风鼓包括风鼓外环(9)和离心风机(14)，料斗(4)与风鼓外环(9)固定连接，料斗(4)与栅格筒状内刀鼓(7)的内部连通形成物料喂入通道(18)，栅格筒状外刀鼓(6)在外刀鼓驱动电机(12)的驱动下、栅格筒状内刀鼓
(7)在内刀鼓驱动电机(13)的驱动下均能够做离心力大于重力的旋转，栅格筒状外刀鼓(6)的内壁上、栅格筒状内刀鼓(7)的外壁上设置有多圈刀具(8)，所述栅格筒状外刀鼓(6)的表面设置有外刀鼓物料通道(15)，所述风鼓外环(9)包裹住所述栅格筒状外刀鼓(6)，风鼓外环(9)的内壁上布置多条螺旋风道(11)，螺旋风道(11)始端切线处设有与离心风机(14)连接的进风口，螺旋风道(11)末端切线处设有多个物料出口(10)。
8.作为优选，所述栅格筒状内刀鼓(7)的内部设置有内刀鼓物料通道(16)。
9.作为优选，所述栅格筒状外刀鼓(6)和栅格筒状内刀鼓(7)包括圆周均布竖行栅条(19)和横行栅条(20)形成的栅格筒壁和多圈刀具，多圈刀具(8)设置在栅格筒壁表面。
10.作为优选，栅格筒状外刀鼓(6)的多圈刀具(8)和栅格筒状内刀鼓(7)的多圈刀具(8)在栅格筒壁轴向方向相互错位，栅格筒状外刀鼓(6)的多圈刀具(8)和栅格筒状内刀鼓(7)的多圈刀具(8)在栅格筒壁上按螺旋线规则排列。
11.作为优选，竖行栅条(19)和横行栅条(20)的条数为1-50条，竖行栅条(19)设置有1-50cm的间隙，横行栅条(20)之间设置有1-100cm的间隙。
12.作为优选，所述多圈刀具(8)包括齿形和盘形中的一种，所述竖行栅条(19)和所述横行栅条(20)的形状包括矩形、圆形、多边形、多弧形中的一种。
13.作为优选，所述超重力场应力处理装置包括喷雾装置(3)，所述喷雾装置(3)位于料斗(4)开口的正上方。
14.作为优选，所述料斗(4)的内部通道设置有一端固定安装在料斗(4)上的柔性挡板(5)。
15.作为优选，所述超重力场应力处理装置还设置有外刀鼓高压风机(17)，外刀鼓高压风机(17)的进风口与栅格筒状外刀鼓(6)内部连通。
16.本发明中的高压风机为行业专用术语，是指在设计条件下，风压为30kpa-200kpa或压缩比e＝1.3-3的风机。
17.本发明还保护一种超重力场协同的软物质应力处理与净化方法，包括以下步骤：
18.(1)将软物质经进料传送装置输运至一级破碎装置，初步破碎后进入超重力场应力处理装置的栅格筒状内刀鼓内；
19.(2)栅格筒状外刀鼓在外刀鼓驱动电机的驱动下、栅格筒状内刀鼓在内刀鼓驱动电机的驱动下旋转，栅格筒状内刀鼓内的软物质被多圈刀具剪切，并在离心力和外刀鼓高压风机的风压作用下从栅格筒状外刀鼓筒壁下方的外刀鼓物料通道被甩出进入超重力场净化装置的风鼓外环；
20.(3)经过超重力场应力处理装置的软物质在风鼓外环的螺旋风道中，通过离心风机的旋风作用下按比重等级沿风鼓外环内壁上不同螺旋风道末端切线处的物料出口飞出。
21.本发明的有益效果有：
22.(1)本发明利用高速旋转内外刀鼓提供的超重力场将投入其中的非生态消纳软物质进行破损处理，破碎效率高、破碎效果好，利用超重力场净化装置的离心风机提供的超重力场将软物质按比重等级沿风鼓外环内壁分离，分离效率高。
23.(2)本发明利用高分子材料与秸秆、泥沙润湿性能的差异，通过在破碎过程中进行喷雾加湿，改变高分子碎片、秸秆碎片和泥沙的比重等级，从而实现高压旋风分离，分离效率高、泥沙等杂质净化效果好。
24.(3)本发明改变了传统非生态消纳软物质的回收处理方式，集破碎、分选和净化于一体，结构简单紧凑，集成化程度和工作效率高、能源消耗低、适用范围广。
附图说明
25.图1是超重力场协同的非生态消纳软物质应力处理与净化设备的结构示意图；
26.图2是栅格筒状内、外刀鼓的刀具螺旋线规则排列平面展开示意图。
27.在所有附图中，相同的附图标记用来表示相同的元件或结构，其中：进料传送装置1、一级破碎装置2、喷雾装置3、料斗4、柔性挡板5、栅格筒状外刀鼓6、栅格筒状内刀鼓7、多圈刀具8、风鼓外环9、物料出口10、螺旋风道11、外刀鼓驱动电机12、内刀鼓驱动电机13、离心风机14、外刀鼓物料通道15、内刀鼓物料通道16、外刀鼓高压风机17、物料喂入通道18、竖行栅条19、横行栅条20。
具体实施方式
28.为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。
29.实施例
30.一种超重力场协同的非生态消纳软物质应力处理与净化设备，如图1所示，沿软物质处理方向依次设置有进料传送装置1、一级破碎装置2、超重力场应力处理装置和超重力场净化装置，所述超重力场应力处理装置包括料斗4、栅格筒状外刀鼓6、栅格筒状内刀鼓7，料斗4与风鼓外环9固定连接，料斗4与栅格筒状内刀鼓7的空腔连通，形成物料喂入通道18，所述进料传送装置1将软物质输送至一级破碎装置2破碎后进入料斗4，通过物料喂入通道18进入栅格筒状内刀鼓7的内刀鼓物料通道16；
31.栅格筒状外刀鼓6在外刀鼓驱动电机12的驱动下、栅格筒状内刀鼓7在内刀鼓驱动电机13的驱动下均能够做离心力远大于重力的高速旋转，栅格筒状外刀鼓6的内壁上、栅格筒状内刀鼓7的外壁上设置有多圈刀具8，所述栅格筒状外刀鼓6的表面设置有外刀鼓物料通道15；
32.所述超重力场净化装置包括筒状风鼓和螺旋风道11，筒状风鼓包括风鼓外环9和离心风机14，所述风鼓外环9包裹住所述所述栅格筒状外刀鼓6，经过超重力场应力处理装置处理的软物质通过外刀鼓物料通道15进入风鼓外环9，风鼓外环9的内壁上布置多条螺旋风道11，螺旋风道始端切线处设有与离心风机14连接的进风口，螺旋风道末端切线处设有多个物料出口10，经过超重力场净化装置处理完的软物质通过物料出口10被排出。
33.作为优选的实施例，如图2所示，栅格筒状外刀鼓6和栅格筒状内刀鼓7包括圆周均布的竖行栅条19和横行栅条20形成的栅格筒壁，多圈刀具8设置在栅格筒壁，栅格筒状外刀鼓6的多圈刀具8和栅格筒状内刀鼓7的多圈刀具8在栅格筒壁轴向方向相互错位，栅格筒状外刀鼓6的多圈刀具8和栅格筒状内刀鼓7的多圈刀具8在栅格筒壁上按螺旋线规则排列，
34.优选的，多圈刀具8的形状包括齿形和盘形中的一种；竖行栅条19和横行栅条20的条数为1-50条，竖行栅条19留有0-50cm的间隙，横行栅条20之间留有0-100cm的间隙，形成
物料通道，方便软物质在离心力作用下被甩出。
35.作为优选的实施例，超重力场应力处理装置包括喷雾装置3，所述喷雾装置3位于料斗4开口的正上方。安装在喂料装置上方的喷雾装置3对一级破碎后的物料进行适当喷雾加湿，由于秸杆等碎片亲水，而高分子材料碎片大部分疏水，利用高分子材料与秸秆、泥沙润湿性能的差异，通过喷雾加湿改变高分子碎片、秸秆碎片和泥沙的比重等级。
36.作为优选的实施例，超重力场应力处理装置还设置有外刀鼓高压风机17，外刀鼓高压风机17的进风口与栅格筒状外刀鼓6内部连通。非生态消纳软物质经内外刀鼓的刀具剪切成碎块或碎片，并在离心力和高压风机风压作用下从外刀鼓栅格筒壁下方的物料通道被甩出。
37.作为优选的实施例，所述料斗设置有一端固定安装在料斗4上的柔性挡板5。柔性挡板5防止破碎过程中物料从料斗中飞出。
38.本发明使用时包括以下步骤：
39.(1)将高分子碎片、桔秆碎片、泥砂等非生态消纳软物质经进料传送装置1的进料传送带输运至一级破碎装置2初步破碎后喂入到料斗4中，安装在喂料装置上方的喷雾装置3对一级破碎后的物料进行适当喷雾加湿，喂入料斗4中的软物质在重力作用下进入到与料斗4相通的栅格筒状内刀鼓7的内刀鼓物料通道16内，固定在料斗4上的柔性挡板5防止破碎过程中物料从料斗中飞出；
40.(2)栅格筒状外刀鼓6、栅格筒状内刀鼓7在驱动电机的驱动下做离心力大于重力的高速旋转，被初步破碎后的非生态消纳软物质经多圈刀具8剪切成碎块或碎片，并在离心力和外刀鼓高压风机17风压作用下从外刀鼓栅格筒壁下方的外刀鼓物料通道15被甩出进入风鼓外环9；
41.(3)经过超重力场应力处理装置的软物质在风鼓外环9的螺旋风道11中，通过离心风机14的高压旋风作用下按比重等级沿风鼓外环9内壁上不同螺旋风道11末端切线处的物料出口10飞出。
42.本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。