背景技術

  隨著常規的疊螺式脫水機以功耗小，結構簡單可靠，運轉平穩，無人值守，易于實現自動化的優點，被越來越多的行業和客戶所認可;在固液分離的設備競爭市場中，逐漸占有一席之地，主要應用于：市政污水廠;食品加工廠;垃圾滲濾液;沼氣工程中的沼液;畜產養殖業的生化工藝;卷煙藍藻、畜禽糞便、加藥氣浮浮渣等。

  常規的疊螺式脫水機螺旋軸脫水段螺旋葉片升程角度一般為8～13°，整個螺旋軸螺旋葉片升程角度排列順序由出泥端到進泥端逐漸變大。由于污泥在脫水過程中，隨含水率的快速降低，污泥的和螺旋葉片的摩擦力會快速增加，而螺旋升程角度越小推動能力越強，現有螺旋軸螺旋葉片升程排列方式，使螺旋輸送效率較低，產生的污泥脫水段較短，局部壓力大，造成脫水時間不足，出泥含水率較高，活動環磨損嚴重，設備使用壽命較短;并且在電鍍、鉆樁泥漿、河道淤泥、污水廠初沉污泥、混凝沉淀、自來水廠沉淀污泥、電鍍污泥、畜牧養殖業行業的污泥等行業應用中，由于泥質比常規市政污泥差別較大，無機質含量高，污泥可壓縮性較差，填充系數高，比重大、流動性差，粘性大，甚至含有長纖維，使螺旋運行阻力系數較大，易于結塊，常規疊螺式脫水機在運行過程中，污泥容易阻滯在螺旋葉片中間，螺旋輸送通道阻塞，造成設備故障，生產不能正常運行，銷售渠道適應面窄，已經嚴重阻礙了疊螺式脫水機發展。

  發明內容

  本發明的目的在于克服現有常規脫水設備處理比重大、流動性差、粘性大、易結塊泥漿時存在的缺點，提供一種處理能力和適應范圍擴大，能處理比重大、流動性差、粘性大、易結塊泥漿，能提高活動環使用壽命的新型疊螺式污泥脫水機及其螺旋軸。

  本發明的技術方案如下：

  一種新型疊螺式污泥脫水機的螺旋軸(簡稱新型螺旋軸)，它采用一種變徑變螺距螺旋軸，整個設計原理和原常規疊螺式污泥脫水機的螺旋軸設計有根本的不同，結合螺旋輸送原理、脫水物料變化的過程特點和螺旋擠壓的特點，其詳細方案如下：新型螺旋軸螺旋葉片導程角度排列順序由排泥箱到進泥箱逐漸變小，導程角由16°～22°逐漸減小到6°～14°(導程角，又叫紋升角，指的是螺紋的中徑展開的圓周線與螺旋線的夾角);其軸體的螺距(相鄰兩個螺旋葉片之間的距離)沿排泥箱方向逐漸增大，且螺旋軸軸體從軸長的1/3位置起，其直徑由進泥箱向排泥箱方向逐漸增大。

  由于在疊螺式污泥脫水機脫水過程中，進泥箱端污泥含水率較高，污泥的摩擦系數和填充系數較小，需要較大的推動能力(需要較小的螺旋導程角度)，對后端的污泥產生較大的壓力，促進脫水作用，使整個脫水段延長，增加脫水時間，疊螺機脫水段壓力更加均衡，出泥含水率更低;而排泥箱端污泥含水率較低，污泥摩擦系數和填充系數較大，不需要的太大的推動能力(不需要較小的螺旋導程角度)，污泥隨含水率的快速降低，使污泥摩擦系數和填充系數急劇增加，造成排泥箱段污泥和螺旋葉片的摩擦力成倍增加，致使局部壓力過大，導致活動環和螺旋軸磨損。本發明結合螺旋輸送原理(螺旋升程角度越小推動能力越強)，提出了螺旋軸的螺旋葉片導程角度由排泥箱到進泥箱逐漸變小、螺距沿排泥箱方向逐漸增大、直徑由進泥箱到排泥箱逐漸增大的設計方案;這種設計既可以有效提高污泥脫水效率，同時，又可以降低活動疊片和固定疊片的損壞程度，延長活動疊片和固定疊片的使用壽命，同目前普通疊螺式污泥脫水機相比較使用壽命可提高3～4倍以上。

  上述新型螺旋軸螺旋葉片底部兩側均設有和軸體中心線之間的夾角為20°～45°的防堵板,高度不低于螺旋葉片高度的2/3，防堵板的作用在于物料運動過程中，減小螺旋葉片的直角對物料的摩擦阻力，防止物料停頓抱軸。

  上述新型螺旋軸，采用鎢極氬弧人工控制或半自動控制的焊接工藝方法，在螺旋軸葉片的頂端堆焊多層超耐磨硬質合金層;該超耐磨硬質合金層中含鈷、鎢、鉻等稀有金屬，具有較好的高溫、常溫硬度，極好的強度、高溫抗疲勞性能、抗熱震沖擊性能和良好的抗氧化性能、耐腐蝕性能(鉻含量約22～33%)、良好的自潤滑性能、很高的耐磨磨料磨損性能，以及良好的抗金屬間磨損等綜合性能，該超耐磨硬質合金層與不銹鋼之間的摩擦系數為0.2;在800℃時仍能保持硬度在318HV，耐磨性能不變化。整個螺旋軸經過40多道工序精加工制作而成，螺旋軸表面更圓潤、光滑，采用精磨和拋光的精加工方式，使螺旋軸螺旋葉片與活動環接觸表面粗糙度達0.8～1.6μm，耐磨層精加工完成后，耐磨層即超耐磨硬質合金層的厚度為2～3mm。


      本發明一種采用上述新型螺旋軸的新型疊螺式污泥脫水機由多個部件構成，它包括由固定環(環形固定疊片)、活動環(環形活動疊片)和上述新型螺旋軸構成的過濾本體，還包括罩殼、濾液收集槽、濾液排出口、進泥箱和排泥箱;所述罩殼內部依次排列若干個固定環，相鄰兩個固定環之間配置有與固定環同心且可動的活動環，活動環的內徑比固定環的內徑小;螺旋軸從固定環和活動環的中心孔中穿過;過濾本體底部設有濾液收集槽和濾液排出口;進泥箱和排泥箱分別設置在螺旋軸的兩端。固定環的外徑比活動環的外徑大，相鄰兩個固定環之間在大于活動環外徑的外端邊緣處設置有調整塊，每塊調整塊均與連接桿固定連接，連接桿兩端分別固定安裝在進泥箱和排泥箱上。所述新型螺旋軸與安裝在排泥箱一側的變頻減速機或其他驅動裝置連接。