[发明专利]可实现脱水、干燥、膨化工艺的双螺杆脱水设备

说明书

技术领域

本发明涉及对高含水率的物料进行脱水、干燥操作降低含水率的脱水装置，同时涉及物料摩擦破碎、挤出膨化、细胞破壁的膨化成型装置。

背景技术

挤压脱水是利用机械压缩，将粘稠固液混合物通过滤布分离成固体和液体的操作，是一种高度脱液的固液分离技术。被广泛应用于化工、冶金、矿山、能源、染料、颜料、无机化工、石油化工、生物化工、制药、食品、环保与污水处理等领域。

目前常用的挤压脱水装置可以分为筒式/板框式压滤机、带式压滤机、连续螺旋压滤机等三种。

筒式/板框式压滤机是常用的脱水机械中结构最简单的一种。主要是利用液压装置向过滤筒中的料浆施加恒定的压力，并保持一段时间，再将滤饼取出。其优点在于能够较为方便的对脱水工艺过程进行控制，并能够保证经过压榨后滤饼含湿率的稳定性。主要缺点在于压榨过程不连续，生产效率不高。对于生物类物料的压滤脱水过程中，由于物料颗粒细小，将形成含水结块，因此筒式/板框式压滤机只能将物料含水率从90％左右降低到70％左右。

带式压滤机也是较为常用的一种压滤机械，利用双层网带夹着料浆在挤压脱水辊上受挤压和剪切作用进行固液分离。优点是可以对料浆进行连续压榨，生产效率较筒式/板框式压滤机高，但是其结构较为复杂且为开放式，设备维护复杂且对料浆有一定的适用要求，如果料浆含水率过高或流动性过大，物料将随着加压过程流出，无法建立过滤压力，带式压滤机将无法适用。

连续螺旋压滤机主要有一个螺杆和一个带渗流面的圆筒组成。当螺杆转动时，物料受到挤压而使液体从渗流面渗出，降低滤饼的含湿量，是一种高度脱液的分离机械。料浆和滤饼在该类机械中处于多维压榨状态。连续螺旋压滤机在操作上自动化程度高、结构较为简单，具有节能、环保的优点。但是在实际生产中连续螺旋压滤机对物料的敏感性高，加工高湿高粘物料时容易出现物料回流或物料包辊等现象，导致物料在压榨过程中的压力不够高。

发明内容

针对筒式/板框式压滤机生产效率不高的问题，本发明实现了挤压脱水的连续化生产。同时由于螺杆对于物料的搅动，避免了水分被封闭在物料团内部的情况。因此对于对水份吸附性不强的物料，挤压脱水效果与效率要好于筒式/板框式压滤机。对于水份吸附性强的物料，单纯挤压脱水效果虽不如筒式/板框式压滤机，但结合加热脱水作用后，整体脱水效率比筒式/板框式压滤机高。

针对带式压滤机占地面积大、结构复杂、对高含水率物料不适用的问题，本发明实现了对物料的密闭脱水，设备占地面积小，对于不同含水率的物料都可适用。

针对连续螺旋压滤机对于高含水率物料适用性不强的问题，本发明通过螺纹元件的设计与组合，较好的实现了建压效果。通过将压滤脱水和加热脱水相结合，提高了脱水的效果和生产效率，同时兼利用剪切作用实现物料摩擦破碎、挤出膨化、细胞破壁等多项功能。

在本发明所设计的装置如附图1，该设备包括机架1、电机2、减速齿轮机构3、双螺杆4-1、机筒副；设备固定在机架1上，电机2通过传动装置与减速齿轮机构3相连，减速齿轮机构3的输出轴与机筒副中的双螺杆4-1通过花键套或联轴器相连连接，螺杆伸入各个机筒中，机筒之间用螺栓连接，

其特征在于，机筒副依次包括是加料机筒4-2、脱水机筒6-2、常压排气机筒8和负压排气机筒9；或者机筒副依次包括加料机筒4-2、脱水机筒6-2和常压排气机筒8；加料机筒上开有加料孔，脱水机筒上开有排水孔，排水孔处安装有筛孔板与过滤介质；常压排气机筒和负压排气机筒上开有排气孔，在排气口处有筛板与过滤介质，在负压排气机筒的排气口上，还有抽真空装置，并配以安装过滤介质的排气孔，在螺杆出口端装有机头控压装置10；

螺杆包括螺杆芯轴、正向输送螺纹元件11、反向螺纹元件12、捏合块元件13、混炼螺纹元件14、螺杆头15、阻尼元件16，各螺纹元件安装在螺杆芯轴上，由螺杆头压紧，根据物料在螺杆机筒内的状态将螺杆依次分为3个区域，所述螺杆的第一区域在加料机筒4-2和脱水机筒6-2中，其在有排水孔的位置应设置反向螺纹元件或者阻尼元件，或者同时设置反向螺纹元件和阻尼元件用于建压，其余区域的元件使用正向螺纹元件；

所述的螺杆第二区域，同时设置正向螺纹元件与捏合块元件，捏合块元件位置在机筒排水口处，正向螺纹元件的长度应至少是捏合块元件长度的两倍；

所述的螺杆第三区域，第三区域内螺纹包括正向螺纹元件，同时在排气孔位置设置捏合块元件，在靠近螺杆出口处设置混炼元件；