固液分离机应用于畜禽粪便及沼渣沼液的固液分离的研究

摘 要: 为了解决沼气工程中畜禽粪便及沼液沼渣处理不充分、原料结块以及纤维状物体经常给泵、阀、外 部 和中心控制设备带来的堵塞问题，研制了一种畜禽粪便及沼液沼渣固液分离机。该机主要特点在于设计了浮动式筛网系统、固料积存段和二级减速出料机构。运行结果表明: 本机运行连续性好、分离 效 率 高、分 离 质 量 好，经 过分离后的料液应用在沼气工程中能够较好地解决堵塞问题，从而提高沼气工程连续运行的效率。

关键词: 固液分离机; 畜禽粪便; 沼液沼渣; 沼气工程

0 引言

畜禽养殖业发展迅速，伴随而来的是大量的动物粪便和相关废弃物，沼气工程作为一项实用工程系统，是目前处理畜禽粪便、改善环境和利用生物质能源的一种重要途径［1 － 3］。但目前在以畜禽粪便为主要原料的沼气工程中，仍然存在着一些问题，特别是对畜禽粪便进行发酵前的预处理和发酵后的沼液沼渣分离成为一个瓶颈问题。沼气工程中物料的传送主要是依靠输送泵来实现的，但是在传送过程中原料结块以及纤维状物体经常给泵、阀、外部和中心控制设备带来堵塞难题［4］。

现有的固液分离机在分离效率、连续运行及分离质量等方面仍不能很好地满足畜禽粪便及沼液沼渣固液分离的需要，多数设备主要针对发酵后料液进行处理，分离出的固体含有结块原料及纤维状物，液体中有机成分偏少，不适合发酵原料的前期处理［5 － 11］。本研究旨在研制一种能够很好地适应发酵前畜禽粪便的固液分离及发酵后沼液沼渣的固液分离机，从而实现沼气系统不堵塞并连续运行。

1.整机结构及工作原理

1． 1 设计目标

1) 结合畜禽粪便及沼液沼渣成分复杂、酸碱度高的特点，设计出一种满足畜禽粪便及沼液沼渣分离的

机器设备。

2) 固液分离机满足联合作业的要求，一次性完成进料、传送、固液分离和出料等作业。

3) 固液分离机的筛网能够与搅龙紧密贴合，搅龙叶片能将堵塞筛网的杂物清走; 能在内腔压力过大时

自动向外移动，保护设备。

4) 固液分离机固料出料端的拨料盘能够进行自动转动，转动速度满足作业要求，能按照作业需要与分离机出料端端面自动接触或分离。

5) 在满足功能要求的基础上，整机结构设计紧凑，减小整机的体积; 在满足强度要求的前提下，减轻整机的质量，节约使用材料。

6) 畜禽粪便及沼液沼渣固液分离机的零件要满足互换性和可装配性的要求。

1． 2 整机结构

禽粪便及沼液沼渣固液分离机主要由机架、动力输入装置、进料机构、搅龙、浮动筛网系统及出料分离二级减速系统等组成，整机结构如图 1 所示。

1． 3 工作原理

禽粪便及沼液沼渣固液分离机作业时，电动机通过带轮带动搅龙轴旋转; 需要分离的物料由进料口处进料，搅龙轴上叶片在旋转运动的过程中将物料不断向右推进，推动至筛网处，液相物料在挤压和离心力的作用下，通过筛孔分离出来: 在向右运动的过程中，不断挤压分离，行至筛网末端，完成固液分离。液相料液分离出去后，余下的固料不断在壳体内后侧与拨料盘之间堆积，形成固料积存; 随着积存固料压力的升高，固料推动拨料盘经万向球杆压缩压力弹簧，同时在搅龙轴上向后侧移动，拨料盘脱离与壳体的接触配合，在拨料盘与壳体之间出现间隙; 当拨料盘上的从动块与减速大齿轮上的驱动块插入卡接配合时，转动的减速大齿轮带动拨料盘旋转，将固料排出机外。