一种用于材料混合物分离的沉降装置以及去除沉降装置中沉降物的方法
【专利摘要】本发明涉及一种用于分离材料混合物的沉降装置（1，15，29），优选塑料碎片，沉降装置包括：一个沉降池（2，16，30），用于接收材料混合物和液体，如水；一个入口（5，19，34），用于将材料混合物和/或液体引入沉降池；一个出口（7，21，36），用于将沉降池中的沉降物移除；至少一个设置在沉降池的内部的蒸馏盘（10-14，24-28，39-43），其中至少一个蒸馏盘被配置为超声波振荡元件。本发明还涉及一种将沉降物从所述的沉降装置中移除的方法。
【专利说明】一种用于材料混合物分离的沉降装置以及去除沉降装置中沉降物的方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种如权利要求1所述的用于材料混合物分离的沉降装置以及如权利要求11所述的方法。
现有技术
[0002]众所周知，那些难以沉降的固体物从大型的蒸馏釜中沉降下来，需要一个相当长的周期。在固体物被排出的那一刻，它们被打旋回液体中，所以再次下沉沉降物就显得尤为必要。为了支持沉降，在液体中设置了蒸馏盘。
[0003]从自来水系统中的污泥，我们知道，在固定超声波场中对水厂污泥处理可以改善沉降，并且能使液相能够更快地洁净。
[0004]发明目的
[0005]本发明旨在提供一种装置和方法，该装置和方法能够使得液体和沉降物实现最佳分离并且缩短分离时间。
[0006]技术方案
[0007]根据本发明，利用权I所述的沉降装置和权11所述的方法，实现了本发明所述的目的。优选的实施方式在从属权利要求中被公开。
[0008]一种用于材料混合物分离的沉降装置，优选塑料碎片混合物，包括沉降池，所述的沉降池主要用于接收材料混合物和液体，例如水。此外，沉降装置还包括一个入口，入口用于将材料混合物和/或液体导入沉降池，还包括一个出口，出口用于将沉降物从沉降池中去除。在沉降池的内部，至少设置一个蒸馏盘，所述的至少一个蒸馏盘被配置为超声波振荡元件。
[0009]为了产生超声波，超声波振荡元件被激发，例如通过具有特征频率的发电机。例如，可以使用压电和/或磁致伸缩振荡器。
[0010]所述的至少一个超声波振荡元件支持沉降，并当沉降物通过出口被去除时能减少沉降物在沉降池中再次产生的回旋。所以，沉降物沉降和去除所需要的时间减少了，而且，沉降装置与未设置超声震荡盘的沉降装置相比，会具有更小的结构尺寸。
[0011]超声是以纵波的形式进行传递，所以会在液体中引起一个压紧和放松的周期。在放松阶段负压作用下，在液体中会形成一种微观小空腔(空穴效应)。由于此处液体气雾或气体饱和蒸汽压的缺失，就形成了空化气泡，该气泡包括液体蒸汽和气体混合物。起初的时候空化气泡随着超声振荡一起震动，同时体积膨胀。当达到临界值，空化气泡由于压力而破裂。气泡内爆的特点是高的压力差并且在气泡的内部以及与之直接接触的周边范围，会有一个极大的温度升高。在超声空化的过程中，由于流体力学力量的触发,材料混合物的材料碎片会被分解为单个的材料颗粒。
[0012]所述的材料混合物的组成，例如，不同尺寸的塑料碎片，其中甚至会包含一定比例的粉末，例如粉末状的塑料碎片，粉末状的塑料都有可能存在。材料混合物中也可能包含不同类型的塑料，例如以不同尺寸的塑料碎片和/或一定比例的粉末或若干比例的粉末状固体。
[0013]在开始分离材料混合物的时候，材料混合物和液体被导入到沉降池中，例如，通过入口导入，以至于对沉降池进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，通过入口导入材料混合物可以被停止，并且仅向沉降池中导入液体。液体的导入可以通过控制阀来进行控制，材料混合物的导入可以通过一个门来控制。在分离过程中，即当沉降物沉在沉降池的底部，出口优选关闭的。为了移除沉降物，出口可以被打开。在沉降物被移除的同时，一部分液体，例如沉降物中夹带的和/或嵌在沉降物颗粒之间的，也被移除。
[0014]沉降装置还可以包括一个输入装置，该输入装置用于将液体引入到沉降池中。除了入口，所述的输入装置可以将液体引入到沉降池中，或者说所述的输入装置只用于将液体引入沉降池中。
[0015]沉降池的底部可以是漏斗状的，所述出口优选设置在漏斗口处。由于是漏斗形状，沉降物可以由于重力作用而滑落到漏斗的尖部。优选的，其底部倾斜度相对于水平线而言应该大于60°。如果斜坡的倾斜度小于这个度数，还需要设置一个机械刮刀，这个刮刀可以使得将沉降物输送到漏斗的尖部。
[0016]出口可以进一步包含有一个双门。双门可以优选的包含第一道门和第二道门。更好地，出口最好而且可以垂直向下设置，或者与水平线有一个小的倾斜角度，例如5° ,10° ,15°或20°，以便在重力的作用下去除沉降物。为了沉降物能够存放在沉降池中，至少第一道门是关闭的。在通过出口移除沉淀物的过程中，为了保证双门起到锁定作用，第一和第二道门最初都是关闭的。为了去除沉淀物，第一道门随后会被打开，然后沉淀物将会进入到第一道门和第二道门之间的空间内，第一道门将被关闭并且随后第二道门被打开。
[0017]此外，出口可以包括一个蜗杆。蜗杆可以方便沉降物从出口移除，但是对于垂直设置的或与水平线呈小角度倾斜例如5° ,10° ,15°或20°的出口而言，蜗杆是没有必要的。例如，出口可以水平或倾斜延伸至顶部。
[0018]在另外一个实施例中，沉降装置可以进一步包括一个沙子入口。沙子可以加入到沉降池中的液体和材料混合物中以改善沉降。
[0019]在本实施例所述的沉降装置中，沉降池的底部为平滑的，优选的，是往水平方向延伸的，优选的，出口设置在沉降池的侧壁上。沙子将和沉降物一起沉积在平的底部，沉降物中沙子也可以降低当沉降物从沉降池中移除的时候发生再次旋回的程度。
[0020]出口可以进一步包括一个输送装置，优选的，在输送装置上设置一个横肋。掺杂了一定比例沙子的沉降物，可以很轻易地通过带有横肋的输送装置进行移除。优选的，此处的出口沿水平或倾斜方向延伸至顶部。作为横肋的替代品，另外一些三维结构，例如蜂房状的，可以设置在输送装置上，所述的结构，应该适用于将掺杂了一定比例的沙子的沉降物从沉降池中移除。
[0021]沉降装置可以进一步包括一个推送装置，该推送装置设置在沉降池的底部，并且可以沿着沉降池底部移动，将沉降物带到出口处。
[0022]沉降装置可以进一步包括一个控制装置，用于停止液体通过入口进入沉降池并且通过设置在沉降池内部的至少一个蒸馏盘开始发射超声，随后开始将沉降物通过出口移出沉降池。此外，控制装置可以停止沉降物通过出口从沉降池中的移除，随后通过入口将液体弓I入沉降池，并且通过设置在沉降池内部的至少一个蒸馏盘停止发射超声。
[0023]通过控制装置，在移除沉降物之前液体的供给可以被停止，并且通过至少一个蒸馏盘开启超声波发射，沉降就发生了，以至于当沉降物从出口移除时产生的再次回旋就会被减少或得以消除。当沉淀物移除停止以后，通过至少一个蒸馏盘发出的超声波可以被停止，所以与连续不断运作相比，超声波振荡元件就会有一个更长的使用寿命。此外，液体流入沉降池也是连续不断的。
[0024]所述的从沉降装置中移除沉降物的方法，如上所述，和/或进一步地描述包括下述步骤:停止通过入口向沉降池中输送液体，并且通过至少一个蒸馏盘开始超声发射。这两个步骤可以一个接一个的执行或者是同时进行。接下来，就是开始通过出口移除沉降物。再接下来的两步，开始通过入口往沉降池里输入液体，并且停止通过至少一个蒸馏盘的超声发射被完成。所述的后两步是一个进行完了再接着进行下一步，或者是两步同时进行。
[0025]停止从出口移除沉降物被完成，例如，当移除的沉淀物达到预期数量后，或者是沉淀物的移除在所需要时间已经完成。
[0026]附图的简要说明
[0027]进一步地优点和【具体实施方式】通过附图来说明。在图中:
[0028]图1是用于分离材料的沉降装置的第一实施例示意图；
[0029]图2是用于分离材料的沉降装置的第二实施例示意图；
[0030]图3是用于分离材料的沉降装置的第三实施例示意图；
[0031]图4是从沉降装置中移除沉降物的工艺流程图。
[0032]附图的具体说明
[0033]图1是用于分离材料的沉降装置的第一实施例示意图，所述的沉降装置I包括一个带有液体输入装置3的沉降池2，例如水，液体输入装置3设置于沉降池2的侧壁上，为了沉降池2的操作，液体输入装置3设置在将要被分离的液体混合物和材料混合物表面4的下方。混合材料和/或液体的入口 5设置在沉降池2上方，开口设置于将要被分离的液体混合物和材料混合物表面4的下方。
[0034]沉降池2的底部6包括一个斜坡，斜坡的设置有利于沉淀物存放在底部6上，或者是沉淀物积聚在那里到达出口 7，出口 7设置在底部6的中间位置，并向下延伸，以便于沉降物受到重力作用被卸出。出口 7包括双闸门8和9，其中8是作为第一道门，9是作为第二道门，因此可以像锁一样运作。
[0035]此外，5个蒸馏盘10、11、12、13、14设置在沉降池2的内部，并且被配置为超声波振
荡元件。
[0036]图2是用于分离混合材料的沉降装置15的第二实施例示意图。所述的沉降装置15包括带有液体输入装置17的沉降池16，例如水，液体输入装置17设置在沉降池16的侧壁上，为了沉降池16的操作，液体输入装置17设置在将要被分离的液体混合物和材料混合物表面18的下方。混合材料和/或液体的入口 19设置在沉降池16上方，开口设置于将要被分离的液体混合物和材料混合物表面18的下方。
[0037]沉降池16的底部20包括一个斜坡，斜坡的设置有利于沉淀物的存放或者积聚在底部20上，到达出口 21，出口设置在底部20的中间位置，并且倾斜延伸至顶部。积聚在此范围内的沉淀物，可以通过出口管23内的蜗杆22的作用排出。
[0038]此外，蒸馏盘24、25、26、27、28设置在沉降池2的内部，被配置为超声波振荡元件。
[0039]图3是用于分离混合材料的沉降装置29的第三实施例示意图。所述的沉降装置29包括沉降池30，在沉降池30上设置有液体输入装置31，如水，液体输入装置31设置在沉降池30的侧壁上并且靠近底部表面32，为了沉降池30操作，液体输入装置31设置在将要被分离的液体混合物和材料混合物表面33的下方。混合材料和/或液体的入口 34设置在沉降池30上方，开口设置于将要被分离的液体混合物和材料混合物表面33的下方。
[0040]沉降池30的底部32沿着水平方向延伸，在推送装置35的作用下，沉降物被推进排出管道36中，然后所述的沉淀物通过带有横肋38的输送装置37移除。
[0041]此外，5个蒸馏盘39、40、41、42、43设置在沉降池30的内部，被配置为超声波振荡元件。
[0042]图4是从沉降装置1，15，29中移除沉降物的工艺流程图。在第一步44中，停止往沉降池2，16，30中引入液体，在第二步45中，开始通过蒸馏盘10-14，24-28，39-43发射超声。第一步44和第二步45也可以颠倒顺序进行，或同时进行。
[0043]在第三步46中，开始通过出口 7、21、36移除沉将物。当预期数量的沉降物被移除以后，或者是沉降物的移除在所需要时间已经完成，通过出口 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，开始将液体引入沉降池2，16，30中，并且在第六步49中，通过蒸馏盘10-14，24-28，39-43发射超声也被停止。第五步48和第六步49可以颠倒顺序进行，也可以同时进行。
【权利要求】
1.用于分离材料混合物的沉降装置(1，15，29)，优选塑料碎片，沉降装置(1，15，29)包括: 一个沉降池(2，16，30 )，用于接收材料混合物和液体，例如水， 一个入口(5，19，34)，用于将材料混合物和/或液体导入沉降池(2，16，30)， 一个出口(7，21，36)用于将沉降物移出沉降池(2,16,30), 沉降池内部的至少一个蒸馏盘(10，11，12，13，14，24，25，26，27，28，39，40，41，42，43)， 其特征在于: 所述的至少一个蒸馏盘(10-14，24-28，39-43)被配置为超声波振荡元件。
2.如权利要求1所述的沉降装置，其特征在于，沉降装置(1，15，29)进一步包括一个输入装置(3，17，31)，用于将液体引入所述的沉降池(2，16，30)中。
3.如权利要求1或2所述的沉降装置，其特征在于，所述的沉降池(2，16)的底部(6，20)呈漏斗状，所述的出口(7，21)优选设置在漏斗的嘴上。
4.如权利要求3所述的沉降装置，其特征在于，所述的出口(7)进一步包括一个双门(8,9),该双门优选由第一道门(8)和第二道门(9)组成。
5.如权利要求3或4所述的沉降装置，其特征在于，出口(21)进一步包括一个蜗杆(22)。
6.如权利要求1或2所述的沉降装置，其特征在于，所述的沉降装置(29)进一步包括一个沙子入口。
7.如权利要求6所述的沉降装置，其特征在于，沉降池(30)的底部为平坦的，出口(36)优选设置在沉降池(30)的侧壁上。
8.如权利要求6或7所述的沉降装置，其特征在于，出口(36)进一步包括一个输送装置(37)，输送装置(37)上优选设置有横肋(38)。
9.如权利要求6到8任一项所述的沉降装置，其特征在于，沉降装置(29)还包括一个推送装置(35)，推送装置(35)设置在沉降池(30)的底部(32)，推送装置沿着沉降池底部(32)运动，并且将沉降物带进到出口(36)中。
10.如权利要求1到9任一项所述的沉降装置，其特征在于，沉降装置(1，15，29)还包括一个控制装置，具体是如下配置的: 停止通过入口(3，17，31)将液体引入沉降池(2，16，30)中，并且开始通过设置在沉降池(2，16，30)内部的至少一个蒸馏盘(10-14，24-28，39-43)发射超声波，随后，开始通过出口( 7，21，36 )将沉降物移出沉降池(2，16，30 )。
11.从权利要求1到10所述的沉降装置(1，15，29)中移除沉降物的方法，该方法包括下述步骤: 停止(44 )通过输入装置(3，17，31)将液体弓I入沉降池(2，16，30 ); 开始(45 )通过至少一个蒸馏盘(10-14，24-28，39-43 )发射超声； 然后开始(46)通过出口(7，21，36)移除沉降物； 停止(47)通过出口(7，21，36)移除沉降物； 开始(48)通过入口(3，17，31)将液体引入沉降池(2，16，30)中； 停止(49 )通过至少一个蒸馏盘(10-14，24-28，39-43 )发射超声。
【文档编号】B01D21/24GK103977603SQ201410215680
【公开日】2014年8月13日 申请日期:2014年5月21日 优先权日:2013年5月21日
【发明者】托马斯·弗里德伦德 申请人:克朗斯股份公司