一種用于材料混合物分離的沉降裝置以及去除沉降裝置中沉降物的方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種用于分離材料混合物的沉降裝置（1，15，29），優(yōu)選塑料碎片，沉降裝置包括：一個(gè)沉降池（2，16，30），用于接收材料混合物和液體，如水；一個(gè)入口（5，19，34），用于將材料混合物和/或液體引入沉降池；一個(gè)出口（7，21，36），用于將沉降池中的沉降物移除；至少一個(gè)設(shè)置在沉降池的內(nèi)部的蒸餾盤（10-14，24-28，39-43），其中至少一個(gè)蒸餾盤被配置為超聲波振蕩元件。本發(fā)明還涉及一種將沉降物從所述的沉降裝置中移除的方法。
【專利說明】一種用于材料混合物分離的沉降裝置以及去除沉降裝置中沉降物的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種如權(quán)利要求1所述的用于材料混合物分離的沉降裝置以及如權(quán)利要求11所述的方法。
現(xiàn)有技術(shù)
[0002]眾所周知，那些難以沉降的固體物從大型的蒸餾釜中沉降下來，需要一個(gè)相當(dāng)長(zhǎng)的周期。在固體物被排出的那一刻，它們被打旋回液體中，所以再次下沉沉降物就顯得尤為必要。為了支持沉降，在液體中設(shè)置了蒸餾盤。
[0003]從自來水系統(tǒng)中的污泥，我們知道，在固定超聲波場(chǎng)中對(duì)水廠污泥處理可以改善沉降，并且能使液相能夠更快地潔凈。
[0004]發(fā)明目的
[0005]本發(fā)明旨在提供一種裝置和方法，該裝置和方法能夠使得液體和沉降物實(shí)現(xiàn)最佳分離并且縮短分離時(shí)間。
[0006]技術(shù)方案
[0007]根據(jù)本發(fā)明，利用權(quán)I所述的沉降裝置和權(quán)11所述的方法，實(shí)現(xiàn)了本發(fā)明所述的目的。優(yōu)選的實(shí)施方式在從屬權(quán)利要求中被公開。
[0008]一種用于材料混合物分離的沉降裝置，優(yōu)選塑料碎片混合物，包括沉降池，所述的沉降池主要用于接收材料混合物和液體，例如水。此外，沉降裝置還包括一個(gè)入口，入口用于將材料混合物和/或液體導(dǎo)入沉降池，還包括一個(gè)出口，出口用于將沉降物從沉降池中去除。在沉降池的內(nèi)部，至少設(shè)置一個(gè)蒸餾盤，所述的至少一個(gè)蒸餾盤被配置為超聲波振蕩元件。
[0009]為了產(chǎn)生超聲波，超聲波振蕩元件被激發(fā)，例如通過具有特征頻率的發(fā)電機(jī)。例如，可以使用壓電和/或磁致伸縮振蕩器。
[0010]所述的至少一個(gè)超聲波振蕩元件支持沉降，并當(dāng)沉降物通過出口被去除時(shí)能減少沉降物在沉降池中再次產(chǎn)生的回旋。所以，沉降物沉降和去除所需要的時(shí)間減少了，而且，沉降裝置與未設(shè)置超聲震蕩盤的沉降裝置相比，會(huì)具有更小的結(jié)構(gòu)尺寸。
[0011]超聲是以縱波的形式進(jìn)行傳遞，所以會(huì)在液體中引起一個(gè)壓緊和放松的周期。在放松階段負(fù)壓作用下，在液體中會(huì)形成一種微觀小空腔(空穴效應(yīng))。由于此處液體氣霧或氣體飽和蒸汽壓的缺失，就形成了空化氣泡，該氣泡包括液體蒸汽和氣體混合物。起初的時(shí)候空化氣泡隨著超聲振蕩一起震動(dòng)，同時(shí)體積膨脹。當(dāng)達(dá)到臨界值，空化氣泡由于壓力而破裂。氣泡內(nèi)爆的特點(diǎn)是高的壓力差并且在氣泡的內(nèi)部以及與之直接接觸的周邊范圍，會(huì)有一個(gè)極大的溫度升高。在超聲空化的過程中，由于流體力學(xué)力量的觸發(fā),材料混合物的材料碎片會(huì)被分解為單個(gè)的材料顆粒。
[0012]所述的材料混合物的組成，例如，不同尺寸的塑料碎片，其中甚至?xí)欢ū壤姆勰?，例如粉末狀的塑料碎片，粉末狀的塑料都有可能存在。材料混合物中也可能包含不同類型的塑料，例如以不同尺寸的塑料碎片?或一定比例的粉末或若干比例的粉末狀固體。
[0013]在開始分離材料混合物的時(shí)候，材料混合物和液體被導(dǎo)入到沉降池中，例如，通過入口導(dǎo)入，以至于對(duì)沉降池進(jìn)行首次填料是可行的。如果在沉降池中存在所需量的材料混合物，通過入口導(dǎo)入材料混合物可以被停止，并且僅向沉降池中導(dǎo)入液體。液體的導(dǎo)入可以通過控制閥來進(jìn)行控制，材料混合物的導(dǎo)入可以通過一個(gè)門來控制。在分離過程中，即當(dāng)沉降物沉在沉降池的底部，出口優(yōu)選關(guān)閉的。為了移除沉降物，出口可以被打開。在沉降物被移除的同時(shí)，一部分液體，例如沉降物中夾帶的和/或嵌在沉降物顆粒之間的，也被移除。
[0014]沉降裝置還可以包括一個(gè)輸入裝置，該輸入裝置用于將液體引入到沉降池中。除了入口，所述的輸入裝置可以將液體引入到沉降池中，或者說所述的輸入裝置只用于將液體引入沉降池中。
[0015]沉降池的底部可以是漏斗狀的，所述出口優(yōu)選設(shè)置在漏斗口處。由于是漏斗形狀，沉降物可以由于重力作用而滑落到漏斗的尖部。優(yōu)選的，其底部?jī)A斜度相對(duì)于水平線而言應(yīng)該大于60°。如果斜坡的傾斜度小于這個(gè)度數(shù)，還需要設(shè)置一個(gè)機(jī)械刮刀，這個(gè)刮刀可以使得將沉降物輸送到漏斗的尖部。
[0016]出口可以進(jìn)一步包含有一個(gè)雙門。雙門可以優(yōu)選的包含第一道門和第二道門。更好地，出口最好而且可以垂直向下設(shè)置，或者與水平線有一個(gè)小的傾斜角度，例如5° ,10° ,15°或20°，以便在重力的作用下去除沉降物。為了沉降物能夠存放在沉降池中，至少第一道門是關(guān)閉的。在通過出口移除沉淀物的過程中，為了保證雙門起到鎖定作用，第一和第二道門最初都是關(guān)閉的。為了去除沉淀物，第一道門隨后會(huì)被打開，然后沉淀物將會(huì)進(jìn)入到第一道門和第二道門之間的空間內(nèi)，第一道門將被關(guān)閉并且隨后第二道門被打開。
[0017]此外，出口可以包括一個(gè)蝸桿。蝸桿可以方便沉降物從出口移除，但是對(duì)于垂直設(shè)置的或與水平線呈小角度傾斜例如5° ,10° ,15°或20°的出口而言，蝸桿是沒有必要的。例如，出口可以水平或傾斜延伸至頂部。
[0018]在另外一個(gè)實(shí)施例中，沉降裝置可以進(jìn)一步包括一個(gè)沙子入口。沙子可以加入到沉降池中的液體和材料混合物中以改善沉降。
[0019]在本實(shí)施例所述的沉降裝置中，沉降池的底部為平滑的，優(yōu)選的，是往水平方向延伸的，優(yōu)選的，出口設(shè)置在沉降池的側(cè)壁上。沙子將和沉降物一起沉積在平的底部，沉降物中沙子也可以降低當(dāng)沉降物從沉降池中移除的時(shí)候發(fā)生再次旋回的程度。
[0020]出口可以進(jìn)一步包括一個(gè)輸送裝置，優(yōu)選的，在輸送裝置上設(shè)置一個(gè)橫肋。摻雜了一定比例沙子的沉降物，可以很輕易地通過帶有橫肋的輸送裝置進(jìn)行移除。優(yōu)選的，此處的出口沿水平或傾斜方向延伸至頂部。作為橫肋的替代品，另外一些三維結(jié)構(gòu)，例如蜂房狀的，可以設(shè)置在輸送裝置上，所述的結(jié)構(gòu)，應(yīng)該適用于將摻雜了一定比例的沙子的沉降物從沉降池中移除。
[0021]沉降裝置可以進(jìn)一步包括一個(gè)推送裝置，該推送裝置設(shè)置在沉降池的底部，并且可以沿著沉降池底部移動(dòng)，將沉降物帶到出口處。
[0022]沉降裝置可以進(jìn)一步包括一個(gè)控制裝置，用于停止液體通過入口進(jìn)入沉降池并且通過設(shè)置在沉降池內(nèi)部的至少一個(gè)蒸餾盤開始發(fā)射超聲，隨后開始將沉降物通過出口移出沉降池。此外，控制裝置可以停止沉降物通過出口從沉降池中的移除，隨后通過入口將液體弓I入沉降池，并且通過設(shè)置在沉降池內(nèi)部的至少一個(gè)蒸餾盤停止發(fā)射超聲。
[0023]通過控制裝置，在移除沉降物之前液體的供給可以被停止，并且通過至少一個(gè)蒸餾盤開啟超聲波發(fā)射，沉降就發(fā)生了，以至于當(dāng)沉降物從出口移除時(shí)產(chǎn)生的再次回旋就會(huì)被減少或得以消除。當(dāng)沉淀物移除停止以后，通過至少一個(gè)蒸餾盤發(fā)出的超聲波可以被停止，所以與連續(xù)不斷運(yùn)作相比，超聲波振蕩元件就會(huì)有一個(gè)更長(zhǎng)的使用壽命。此外，液體流入沉降池也是連續(xù)不斷的。
[0024]所述的從沉降裝置中移除沉降物的方法，如上所述，和/或進(jìn)一步地描述包括下述步驟:停止通過入口向沉降池中輸送液體，并且通過至少一個(gè)蒸餾盤開始超聲發(fā)射。這兩個(gè)步驟可以一個(gè)接一個(gè)的執(zhí)行或者是同時(shí)進(jìn)行。接下來，就是開始通過出口移除沉降物。再接下來的兩步，開始通過入口往沉降池里輸入液體，并且停止通過至少一個(gè)蒸餾盤的超聲發(fā)射被完成。所述的后兩步是一個(gè)進(jìn)行完了再接著進(jìn)行下一步，或者是兩步同時(shí)進(jìn)行。
[0025]停止從出口移除沉降物被完成，例如，當(dāng)移除的沉淀物達(dá)到預(yù)期數(shù)量后，或者是沉淀物的移除在所需要時(shí)間已經(jīng)完成。
[0026]附圖的簡(jiǎn)要說明
[0027]進(jìn)一步地優(yōu)點(diǎn)和【具體實(shí)施方式】通過附圖來說明。在圖中:
[0028]圖1是用于分離材料的沉降裝置的第一實(shí)施例示意圖；
[0029]圖2是用于分離材料的沉降裝置的第二實(shí)施例示意圖；
[0030]圖3是用于分離材料的沉降裝置的第三實(shí)施例示意圖；
[0031]圖4是從沉降裝置中移除沉降物的工藝流程圖。
[0032]附圖的具體說明
[0033]圖1是用于分離材料的沉降裝置的第一實(shí)施例示意圖，所述的沉降裝置I包括一個(gè)帶有液體輸入裝置3的沉降池2，例如水，液體輸入裝置3設(shè)置于沉降池2的側(cè)壁上，為了沉降池2的操作，液體輸入裝置3設(shè)置在將要被分離的液體混合物和材料混合物表面4的下方?；旌喜牧虾?或液體的入口 5設(shè)置在沉降池2上方，開口設(shè)置于將要被分離的液體混合物和材料混合物表面4的下方。
[0034]沉降池2的底部6包括一個(gè)斜坡，斜坡的設(shè)置有利于沉淀物存放在底部6上，或者是沉淀物積聚在那里到達(dá)出口 7，出口 7設(shè)置在底部6的中間位置，并向下延伸，以便于沉降物受到重力作用被卸出。出口 7包括雙閘門8和9，其中8是作為第一道門，9是作為第二道門，因此可以像鎖一樣運(yùn)作。
[0035]此外，5個(gè)蒸餾盤10、11、12、13、14設(shè)置在沉降池2的內(nèi)部，并且被配置為超聲波振
蕩元件。
[0036]圖2是用于分離混合材料的沉降裝置15的第二實(shí)施例示意圖。所述的沉降裝置15包括帶有液體輸入裝置17的沉降池16，例如水，液體輸入裝置17設(shè)置在沉降池16的側(cè)壁上，為了沉降池16的操作，液體輸入裝置17設(shè)置在將要被分離的液體混合物和材料混合物表面18的下方?；旌喜牧虾?或液體的入口 19設(shè)置在沉降池16上方，開口設(shè)置于將要被分離的液體混合物和材料混合物表面18的下方。
[0037]沉降池16的底部20包括一個(gè)斜坡，斜坡的設(shè)置有利于沉淀物的存放或者積聚在底部20上，到達(dá)出口 21，出口設(shè)置在底部20的中間位置，并且傾斜延伸至頂部。積聚在此范圍內(nèi)的沉淀物，可以通過出口管23內(nèi)的蝸桿22的作用排出。
[0038]此外，蒸餾盤24、25、26、27、28設(shè)置在沉降池2的內(nèi)部，被配置為超聲波振蕩元件。
[0039]圖3是用于分離混合材料的沉降裝置29的第三實(shí)施例示意圖。所述的沉降裝置29包括沉降池30，在沉降池30上設(shè)置有液體輸入裝置31，如水，液體輸入裝置31設(shè)置在沉降池30的側(cè)壁上并且靠近底部表面32，為了沉降池30操作，液體輸入裝置31設(shè)置在將要被分離的液體混合物和材料混合物表面33的下方?；旌喜牧虾?或液體的入口 34設(shè)置在沉降池30上方，開口設(shè)置于將要被分離的液體混合物和材料混合物表面33的下方。
[0040]沉降池30的底部32沿著水平方向延伸，在推送裝置35的作用下，沉降物被推進(jìn)排出管道36中，然后所述的沉淀物通過帶有橫肋38的輸送裝置37移除。
[0041]此外，5個(gè)蒸餾盤39、40、41、42、43設(shè)置在沉降池30的內(nèi)部，被配置為超聲波振蕩元件。
[0042]圖4是從沉降裝置1，15，29中移除沉降物的工藝流程圖。在第一步44中，停止往沉降池2，16，30中引入液體，在第二步45中，開始通過蒸餾盤10-14，24-28，39-43發(fā)射超聲。第一步44和第二步45也可以顛倒順序進(jìn)行，或同時(shí)進(jìn)行。
[0043]在第三步46中，開始通過出口 7、21、36移除沉將物。當(dāng)預(yù)期數(shù)量的沉降物被移除以后，或者是沉降物的移除在所需要時(shí)間已經(jīng)完成，通過出口 7、21、36移除沉降物在第四步47中就停止了。
[0044]在第五步48中，開始將液體引入沉降池2，16，30中，并且在第六步49中，通過蒸餾盤10-14，24-28，39-43發(fā)射超聲也被停止。第五步48和第六步49可以顛倒順序進(jìn)行，也可以同時(shí)進(jìn)行。
【權(quán)利要求】
1.用于分離材料混合物的沉降裝置(1，15，29)，優(yōu)選塑料碎片，沉降裝置(1，15，29)包括: 一個(gè)沉降池(2，16，30 )，用于接收材料混合物和液體，例如水， 一個(gè)入口(5，19，34)，用于將材料混合物和/或液體導(dǎo)入沉降池(2，16，30)， 一個(gè)出口(7，21，36)用于將沉降物移出沉降池(2,16,30), 沉降池內(nèi)部的至少一個(gè)蒸餾盤(10，11，12，13，14，24，25，26，27，28，39，40，41，42，43)， 其特征在于: 所述的至少一個(gè)蒸餾盤(10-14，24-28，39-43)被配置為超聲波振蕩元件。
2.如權(quán)利要求1所述的沉降裝置，其特征在于，沉降裝置(1，15，29)進(jìn)一步包括一個(gè)輸入裝置(3，17，31)，用于將液體引入所述的沉降池(2，16，30)中。
3.如權(quán)利要求1或2所述的沉降裝置，其特征在于，所述的沉降池(2，16)的底部(6，20)呈漏斗狀，所述的出口(7，21)優(yōu)選設(shè)置在漏斗的嘴上。
4.如權(quán)利要求3所述的沉降裝置，其特征在于，所述的出口(7)進(jìn)一步包括一個(gè)雙門(8,9),該雙門優(yōu)選由第一道門(8)和第二道門(9)組成。
5.如權(quán)利要求3或4所述的沉降裝置，其特征在于，出口(21)進(jìn)一步包括一個(gè)蝸桿(22)。
6.如權(quán)利要求1或2所述的沉降裝置，其特征在于，所述的沉降裝置(29)進(jìn)一步包括一個(gè)沙子入口。
7.如權(quán)利要求6所述的沉降裝置，其特征在于，沉降池(30)的底部為平坦的，出口(36)優(yōu)選設(shè)置在沉降池(30)的側(cè)壁上。
8.如權(quán)利要求6或7所述的沉降裝置，其特征在于，出口(36)進(jìn)一步包括一個(gè)輸送裝置(37)，輸送裝置(37)上優(yōu)選設(shè)置有橫肋(38)。
9.如權(quán)利要求6到8任一項(xiàng)所述的沉降裝置，其特征在于，沉降裝置(29)還包括一個(gè)推送裝置(35)，推送裝置(35)設(shè)置在沉降池(30)的底部(32)，推送裝置沿著沉降池底部(32)運(yùn)動(dòng)，并且將沉降物帶進(jìn)到出口(36)中。
10.如權(quán)利要求1到9任一項(xiàng)所述的沉降裝置，其特征在于，沉降裝置(1，15，29)還包括一個(gè)控制裝置，具體是如下配置的: 停止通過入口(3，17，31)將液體引入沉降池(2，16，30)中，并且開始通過設(shè)置在沉降池(2，16，30)內(nèi)部的至少一個(gè)蒸餾盤(10-14，24-28，39-43)發(fā)射超聲波，隨后，開始通過出口( 7，21，36 )將沉降物移出沉降池(2，16，30 )。
11.從權(quán)利要求1到10所述的沉降裝置(1，15，29)中移除沉降物的方法，該方法包括下述步驟: 停止(44 )通過輸入裝置(3，17，31)將液體弓I入沉降池(2，16，30 ); 開始(45 )通過至少一個(gè)蒸餾盤(10-14，24-28，39-43 )發(fā)射超聲； 然后開始(46)通過出口(7，21，36)移除沉降物； 停止(47)通過出口(7，21，36)移除沉降物； 開始(48)通過入口(3，17，31)將液體引入沉降池(2，16，30)中； 停止(49 )通過至少一個(gè)蒸餾盤(10-14，24-28，39-43 )發(fā)射超聲。
【文檔編號(hào)】B01D21/24GK103977603SQ201410215680
【公開日】2014年8月13日 申請(qǐng)日期:2014年5月21日 優(yōu)先權(quán)日:2013年5月21日
【發(fā)明者】托馬斯·弗里德倫德 申請(qǐng)人:克朗斯股份公司