一种用于餐厨垃圾高效三相分离的装置

1.本实用新型属于餐厨废物无害化、资源化处理技术领域，涉及到固-水-油三相高效分离的方法及关键装置的特殊结构，用于为餐厨废物的资源化利用做预处理，具体涉及一种用于餐厨垃圾高效三相分离的装置。


背景技术：

2.现有餐厨垃圾的分离方法很多，如先采用真空抽滤进行固液分离，之后再利用斜板沉降的方式进行水油分离；再如利用离心过滤的方法进行固液分离，之后再进行破乳沉降等等。上述方法虽然在工程中得到了一定程度的应用，但具有分离效果差，或者分离步骤多生产率低的不足。尤其对于处于乳浊液状态的油水混合液的分离，采用常规的沉降及斜板分离等手段，难以达到较好的分离效果。


技术实现要素：

3.本实用新型的目的在于克服现有技术的不足之处，提供一种提高生产效率和能达到较好的分离效果的用于餐厨垃圾高效三相分离的装置。
4.本实用新型的上述目的通过如下技术方案来实现:
5.一种用于餐厨垃圾高效三相分离的装置，其特征在于：包括减震器、设备支架、变频电机、进料管、接油槽、接水槽、离心阀门、三相离心机、卸料刮刀、刮刀横向运动驱动机构；
6.所述设备支架由支腿和上部横架和中部横架构成；支腿的下端与减震器连接；所述三相离心机通过其中心轴及轴承连接于上部横架和中部横架之间，且中心轴的下端通过传动机构与变频电机驱动连接；三相离心机转鼓的外围设置有圆锥形状的存液腔，在存液腔所对应的外侧壁上对称设置有出液口，在每个出液口位置均安装有一离心阀门，离心阀门的出液口沿三相离心机的径向朝外设置；
7.所述进料管固定在中部横架上，其竖管部分通过三相离心机的下端伸入到三相离心机内；所述卸料刮刀从三相离心机的下端伸入到三相离心机内，所述刮刀横向运动驱动机构设置于三相离心机的外部下方位置并与卸料刮刀的刀柄驱动连接；
8.所述接油槽和接水槽均为环形槽，在两槽的底部分别设置有出油孔和出液孔，所述接油槽和接水槽呈内外同心一低一高固定连接，所述接水槽的外侧面与设备支架固定连接，所述接油槽和接水槽设置于离心阀门的斜下方位置。
9.进一步的：所述离心阀门主要包括阀体、阀芯、重锤柄、重锤、调节弹簧和双螺母；所述阀体内设置有垂直相交的横向过液孔和竖向阀芯安装孔，所述阀芯上设置有与阀体内的横向过液孔尺寸一致的径向通孔；所述阀芯密封穿装在竖向阀芯安装孔内，阀芯的下部外伸出端通过转轴连接所述重锤柄，重锤柄的下端固定所述重锤，阀芯的上部外伸出端套装所述调节弹簧，并通过双螺母锁紧；在阀体的下部位于阀芯的外侧固定有支杆，形成触发离心阀门开启的支点。
10.进一步的：所述刮刀横向运动驱动机构包括轨道、滑块、轨道支座和驱动气缸，所述轨道支座固定在中部横架的上端，所述轨道固定在轨道支座的上端，所述滑块沿三相离心机的径向滑动安装在轨道上，所述滑块的上端与卸料刮刀的刀柄固定连接，所述驱动气缸固定安装在轨道支座的上方，驱动气缸的缸杆与卸料刮刀的刀柄连接。
11.本实用新型具有的优点和积极效果：
12.1、本实用新型采用变频电机驱动三相离心机，在调频至中等转速的情况下，可实现固液的分离，将油水分离出并暂存在存液腔中，此时离心阀门处于关闭状态，在调频至低转速的情况下，配合卸料刮刀的运动，可实现将留在转鼓内部的固体物料刮离下来，并从三相离心机的下端口排出，而在调频至高转速的情况下，出料阀门在离心力的作用下自动开启，利用油和水粘度的不同，实现油水出料后的分离，水和油分别被抛送至接水槽和接油槽内，实现了油和水的分离，整个过程在在三离心机不停止运转的状态下进行，完成了进出料的循环操作，大幅度提高了生产效率高，达到了较好的固-水-油三相分离效率。
13.2、本实用新型中存液腔采用圆锥形的特殊机构设计，实现了液相的离心分离，相比于其他分离手段，分离效果好，分离效率高。
附图说明
14.图1是本实用新型用于餐厨垃圾高效三相分离的装置的整体结构示意图；
15.图2是本实用新型三相离心机的纵向剖视图；
16.图3是本实用新型三相离心机的俯视图；
17.图4是本实用新型离心阀门的剖视图；
18.图5是本实用新型接油槽和接水槽的侧视图
19.图6是本实用新型接油槽和接水槽的俯视图。
具体实施方式
20.以下结合附图并通过实施例对本实用新型的结构作进一步说明。需要说明的是本实施例是叙述性的，而不是限定性的。
21.一种用于餐厨垃圾高效三相分离的装置，请参见图1-6，其发明点为：包括减震器1、设备支架2、变频电机3、进料管4、接油槽5、接水槽6、离心阀门7、三相离心机8、卸料刮刀9、刮刀横向运动驱动机构。
22.其中，三相离心机是实现固-水-油三相分离的关键设备，变频电机是给离心机的驱动设备同时通过调节频率可以方便的改变离心机的转速。卸料刮刀是分离后的固体物料的卸料部件。离心阀门是分离后油水两相的出料部件。减震器的作用是减小设备离心作业的的机械震动。接油槽是油相分离后的暂存槽，接水槽是水相分离后的暂存槽；刮刀横向运动驱动机构是固定刮刀并使其往复平动的部件。
23.上述各部分的结构及连接关系如下：
24.所述设备支架由支腿和上部横架和中部横架构成；支腿的下端与减震器连接；所述三相离心机通过其中心轴及轴承连接于上部横架和中部横架之间，且中心轴的下端通过传动机构与变频电机驱动连接。传动机构可采用但不限于附图所述的皮带传动机构。变频电机直接固定在中部横梁的下方即可。三相离心机转鼓的外围设置有圆锥形状的存液腔，
在存液腔所对应的外侧壁上对称设置有出液口，在每个出液口位置均安装有一离心阀门，离心阀门的出液口沿三相离心机的径向朝外设置。
25.所述进料管固定在中部横架上，其竖管部分通过三相离心机的下端伸入到三相离心机内且进料管的出料方向朝向转鼓，使进料直接喷射在转鼓。所述卸料刮刀从三相离心机的下端伸入到三相分离机内且呈竖向设置，所述刮刀横向运动驱动机构设置于三相离心机的外部下方位置并与卸料刮刀的刀柄驱动连接，以驱动卸料刮刀靠近或远离转鼓。
26.所述接油槽和接水槽均为环形方槽，在两槽的底部分别设置有出油孔5.1和出液孔6.1。所述接油槽和接水槽呈内外同心一低一高固定连接，所述接水槽的外侧面与设备支腿固定连接，所述接油槽和接水槽设置于离心阀门的斜下方位置。
27.其中，所述三相离心机主要包括中心轴8-8、转鼓8-5、滤布8-4、上盖8-7、存液腔外壳8-10。所述转鼓和中心轴分别通过筋板ⅰ8-6和筋板ⅱ8-9与上盖固定连接。所述转鼓上均布小孔，所述滤布套装在转鼓外。所述存液腔外壳为下部设置有导液锥面8-1的锥状环形外壳，所述存液腔外壳与转鼓的外侧面焊接固定，内部形成存液腔8-3。所述出液口8-2设置在出液腔的最下部所对应的存液腔外壳壁上。
28.上述导液锥面的作用是靠离心力将液相导向流动至存液腔，存液腔两侧的壁面为圆锥形状，分离出的液相暂存在液腔内并在离心力的作用下使油水分层。滤布紧固在开有小孔的转鼓壁上，在离心力的作用下离心过滤实现固液两相的分离。筋板ⅰ是离心机上盖与转鼓之间的加强板，筋板ⅱ是中心轴与上盖之间的加强板，起到加强连接作用。出液口两个或大于两个的双数个，出液口要对称分布。
29.其中，所述离心阀门主要包括阀体7-3、阀芯7-7、重锤柄7-9、重锤7-1、调节弹簧7-5和双螺母7-6。所述阀体内设置有垂直相交的横向过液孔和竖向阀芯安装孔，所述阀芯上设置有与阀体内的横向过液孔尺寸一致的径向通孔。所述阀芯通过上下两道密封圈7-4穿装在竖向阀芯安装孔内，阀芯的下部外伸出端通过转轴7-8连接所述重锤柄，重锤柄的下端固定所述重锤，阀芯的上部外伸出端套装所述调节弹簧，并通过双螺母锁紧；在阀体的下部位于阀芯的外侧固定有支杆，形成触发离心阀门开启的支点7-2。
30.上述重锤在在离心力的作用下，绕转轴转动，锤柄顶住支点后，将阀芯拉下来，使阀体上的横向过液孔和阀芯上的径形通孔连通，阀门打开，将油和水分别刷入滴落到接油槽和接水槽内，实现油和水的分离。调节弹簧用来调节阀芯移动时的拉力。
31.其中，所述刮刀横向运动驱动机构包括轨道12、滑块10、轨道支座13和驱动气缸11，所述轨道支座固定在中部横架的上端，所述轨道固定在轨道支座的上端，所述滑块沿三相离心机的径向滑动安装在轨道上，所述滑块的上端与卸料刮刀的刀柄固定连接，所述驱动气缸固定安装在轨道支座的上方，驱动气缸的缸杆与卸料刮刀的刀柄连接。
32.本用于餐厨垃圾高效三相分离的装置的分离原理和工艺过程为：
33.分离原理为：
34.本专利所依据的分离原理是基于三种物料的相态不同、密度不同和流体的黏度不同而实现三相分离的。具体地说，液相(水和油)与固相通过离心过滤实现分离，水和油也是在离心的作用下，由于密度不同产生的离心力不同，在锥形存液腔内，密度大的水向锥形存液腔的底部移动，油相向上层移动，从而实现分层。在液相出料的过程中，由于油和水的粘度不同，因此在流经存液腔、出料阀门及相关的出料管路时，形成了不同的流动阻力，最终
在离开离心机后，被抛出的距离不同。水的粘度小，因此离开离心机后，在自由下降的过程中，被抛出的距离长。而较大黏度的油被抛出的距离近，从而落在了不同的接料槽中。
35.工艺过程为：
36.启动离心机，调频至中等转速。餐厨垃圾在泵(比如隔膜泵或者泥浆泵等，能够输送半流体一类的泵)或者压力(如压缩空气)的作用下，通过的进料管进入离心机，靠离心力实现固液分离，其中固体物料被滤布和滤饼阻挡在离心机转鼓的内壁面上，液体组分通过滤布和转鼓壁上的小孔进入转鼓的外侧，并在导向锥面的作用下，进入存液腔。进入存液腔的液相在离心力的作用下分层，密度较大的水在下层，密度较小的油在上层。此时离心阀门处于关闭状态。
37.调频降低转鼓转速至低速，卸料刮刀在气缸的作用下，向转鼓壁移动，将固体物料从滤布上剥离下来，并从离心机下口排出。固体物料卸料完毕后，卸料刮刀在气缸的作用下离开转鼓复位。
38.调频增加转速至高速，此时，出料阀门的离心力增加，当该离心力使得重锤向下的拉力大于弹簧力时，阀芯下移，阀门打开。水相首先被抛出离心机，自由落体后落到接水槽中，并通过出液孔排出。油相落到接油槽中，并通过出液孔排出。
39.本专利中的离心阀门对称布置在离心机的液相出料口上，出料阀上的调节弹簧的作用是是对阀芯受力进行细微的调节，使两个离心阀门尽量同步或接近同步开启，减少偏心力或降低偏心转动的时间。
40.本专利在一个操作循环后，可以继续加料，因此是一种连续分离操作的过程。
41.尽管为说明目的公开了本实用新型的实施例和附图，但是本领域的技术人员可以理解：在不脱离本实用新型及所附权利要求的精神范围内，各种替换、变化和修改都是可以的，因此，本实用新型的范围不局限于实施例和附图所公开的内容。