[发明专利]一种单螺杆脱水、干燥、膨化设备

说明书

技术领域

本发明涉及对高含水率物料进行脱水、干燥等操作以降低含水率的高效脱水装置，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澄清液体的操作，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。

本发明所涉及的装置如附图1，该设备包括丝杠机架调整机构1、机架2、电机3、减速齿轮机构4、螺杆动密封5、加料口6、上机筒7、排水口8、下机筒9、排水滤网10、机筒平整块11、分离螺杆12、机筒屏障块13、加热冷却装置14、排气口滤网快换装置15、机头控压装置16。丝杠机架调整机构一端与地面固定，另一端固定在机架上，用于调整机架倾角。电机及减速齿轮机构以及机筒副固定在机架上，当丝杠机架调整机架倾角时，设备随着机架改变倾角调整后设备状态如图6，调整后机架与水平方向夹角在0°到15°之间。电机及减速齿轮机构以及机筒副机筒副由上下机筒连接而成固定在可调角机架上，电机通过皮带传动装置与减速齿轮机构相连，或者通过联轴器与减速齿轮机构输入轴相连，减速齿轮机构的输出轴与安装在机筒中的分离螺杆通过花键套或联轴器相连接，分离螺杆伸入机筒副中，分离螺杆根部使用螺杆动密封进行密封。机筒副另一侧机筒出口与机头控相连，机头通过调整其出口的大小控制含水物料在机筒内压力的大小。排水口截面图如5所示。

其特征在于，分离螺杆12分为单螺螺杆纹段、屏障螺杆段、排气螺纹段、双螺纹螺杆段。

单螺纹螺杆段，加料口端设置深螺槽段，长度为5-8倍单螺纹螺距，槽深为1/10到1/5倍分离螺杆直径之间，另一端设置浅螺槽，螺槽深度为1/8到1/12倍分离螺杆直径之间，浅螺槽长度为5-8倍单螺纹螺距，单螺纹螺杆段的总长度为15-25倍单螺纹螺距，深螺槽与浅螺槽之间均匀过度，即螺杆段螺杆深螺槽与浅螺槽根部在同一个圆锥面上，单螺纹螺杆段有断开螺纹与机筒屏障块配合。

在单螺纹螺杆段中，有一处断开的螺纹，螺纹断开位置在机筒屏障模块处，主要用于与机筒屏障模块配合，增大物料在螺杆内的压力。螺纹断开位置可选，在加工不同物料时，配合机筒副内壁上环形槽的位置，可以将螺纹断开的位置进行调整。设置变槽深螺纹段的目的在于增加物料在螺槽中的建压效果，从而获得更好的脱水效果。