一種基于斯托克斯定律的油水分離裝置的制造方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種基于斯托克斯定律的油水分離裝置，包括油水分離罐、電機，以及由電機驅(qū)動的旋轉(zhuǎn)軸，旋轉(zhuǎn)軸通過軸承套筒安裝在油水分離罐的內(nèi)部；所述油水分離罐的頂部開設有進料口和出油口，油水分離罐的底部開設有出料口；所述分離裝置還包括液位傳感器，液位傳感器的測量端位于油水分離罐的內(nèi)部；所述分離裝置還包括溫度傳感器，溫度傳感器的測量端位于油水分離罐的內(nèi)部；所述旋轉(zhuǎn)軸上安設有螺旋葉片。本實用新型的有益效果是：本裝置進料后大葉片正向旋轉(zhuǎn)，可充分攪拌餐廚垃圾，提高油水分離效率；出料時小葉片反向旋轉(zhuǎn)，小葉片形成起通道，分離后的餐廚垃圾經(jīng)通道輸送出去；同時也可防止下層餐廚垃圾堵塞出料口。
【專利說明】
一種基于斯托克斯定律的油水分離裝置
技術(shù)領域
[0001]本實用新型涉及餐廚垃圾分類技術(shù)領域，具體涉及一種基于斯托克斯定律的油水分離裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著城市經(jīng)濟的快速增長，餐廚垃圾的產(chǎn)出量也日益增多。中國城市每年產(chǎn)生餐廚垃圾不低于6000萬噸，大中城市餐廚垃圾產(chǎn)量更是驚人，年產(chǎn)量就超過了 640萬噸，重慶、北京、廣州等餐飲業(yè)發(fā)達的城市問題尤其嚴重。不科學的處理餐廚垃圾不僅會造成環(huán)境污染，危害居民身體健康，同時也是對資源的巨大浪費。
[0003]餐廚垃圾具有尚水分、尚鹽分、尚油脂、尚有機質(zhì)含量、組分時空差異明顯、危害性與資源性并存的特點，近年來餐廚垃圾資源化引起國家高度重視。原有的油水分離技術(shù)主要針對礦物油，而餐廚垃圾的物性特征與礦物油存在較大區(qū)別，導致油水分離效率較低；同時，由于餐廚垃圾的回收情況較差，致使餐廚垃圾整體資源化處理比例相對較低，如北京2014年餐廚垃圾日產(chǎn)量超過2200噸，資源化處理量僅為540噸，不足25 % ；上海2014年的餐廚垃圾日產(chǎn)量超過2000噸，實際收運量只有1100噸。
[0004]斯托克斯定律是流體流動為層流時球形顆粒在液體中的沉降規(guī)律。當直徑為d的球形顆粒在液體中沉降時，顆粒的沉降速度為U0 = d3(ps-p)g/18y(其中，Uo為沉降速度，單位:m/s; d為顆粒直徑，單位:m; Ps為顆粒密度;P為流體密度，單位:m3/kg;5為阻力系數(shù)，無因次;Re為雷諾數(shù)，無因次;μ為粘度，單位:Pa.s)。在油水分離時，當uQ〈0時，油滴上浮，發(fā)生分層現(xiàn)象，并且隨UO增大，油滴上浮的速度逐漸升高，從而提高油水分離效率提高。根據(jù)斯托克斯定律可知:油滴的上浮速度uO與油滴的直徑d的平方成正比，與分散介質(zhì)和懸浮油滴的密度差(Ps-P)成正比，與溶液的粘度μ成反比，即油滴直徑d增大，分散介質(zhì)和懸浮液密度差(Ps-P)增大，粘度μ減小，上浮速度增加。據(jù)此分析，為提高油水分離效率，即增大油滴的上浮速度，可以從增大分散介質(zhì)和懸浮油滴的密度差、減小粘度這兩個方面考慮。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本實用新型所要解決的技術(shù)問題是，針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種分離效果好、效率高的基于斯托克斯定律的油水分離裝置。
[0006]本實用新型采用的技術(shù)方案是:一種基于斯托克斯定律的油水分離裝置，包括油水分離罐、電機，以及由電機驅(qū)動的旋轉(zhuǎn)軸，旋轉(zhuǎn)軸通過軸承套筒安裝在油水分離罐的內(nèi)部;所述油水分尚罐的頂部開設有進料口和出油口，油水分尚罐的底部開設有出料口。
[0007]按上述方案，所述分離裝置還包括液位傳感器，液位傳感器的測量端位于油水分離罐的內(nèi)部。
[0008]按上述方案，所述分離裝置還包括溫度傳感器，溫度傳感器的測量端位于油水分離罐的內(nèi)部。
[0009]按上述方案，所述旋轉(zhuǎn)軸上安設有螺旋葉片。
[0010]按上述方案，所述油水分離罐呈漏斗形，所述旋轉(zhuǎn)軸的下端伸入油水分離罐的下部。
[0011]按上述方案，所述螺旋葉片包括小葉片和大葉片，所述小葉片安設在位于油水分離罐下部的旋轉(zhuǎn)軸上，所述大葉片安設在小葉片的上方。
[0012]按上述方案，所述油水分離器的頂部開設有蒸汽入口。
[0013]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型的有益效果是:1、本裝置進料后大葉片正向旋轉(zhuǎn)，可充分攪拌餐廚垃圾，提高油水分離效率;2、采用抗徑向載荷的圓錐滾子軸承，結(jié)實耐用，保證軸的同軸度，大小葉片協(xié)同作用；3、出料時小葉片反向旋轉(zhuǎn)，小葉片形成起螺旋通道，分離后的餐廚垃圾經(jīng)通道輸送出去；同時也可防止下層餐廚垃圾堵塞出料口；4、本裝置結(jié)構(gòu)簡單合理，分離效果好，實用性強。
【附圖說明】
[0014]圖1為本實用新型一個具體實施例的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0015]圖2為本實施例中油水分離罐的剖視圖。
[0016]圖3為本實施例中油水分離罐的俯視圖。
[0017]其中:1、電機;2、溫度傳感器;3、液位傳感器;4、油水分離罐;4.1、罐體;4.2、圓錐體;4.3、筒體;4.4、蒸汽入口；4.5、出油口；5、旋轉(zhuǎn)軸;6、軸承;7、大葉片;8、小葉片。
【具體實施方式】
[0018]為了更好地理解本實用新型，下面結(jié)合附圖和具體實施例對本實用新型作進一步地描述。
[0019]如圖1?3所示的一種基于斯托克斯定律的油水分離裝置，包括油水分離罐4、電機1(選用低功率、低速度、大扭矩的直流減速電機，以提高分離效率)，以及由電機I驅(qū)動的旋轉(zhuǎn)軸5，旋轉(zhuǎn)軸5通過軸承6安裝在油水分離罐4的內(nèi)部；油水分離罐4的頂部開設有進料口、蒸汽入口 4.4和出油口 4.5，油水分離罐4的底部開設有出料口。
[0020]本實用新型中，所述分離裝置還包括液位傳感器3，液位傳感器3安裝在油水分離罐4的安裝孔內(nèi)；液位傳感器3的測量端位于油水分離罐4的內(nèi)部;液位傳感器3距離旋轉(zhuǎn)軸5的軸心約10cm，用于監(jiān)測油水分離罐4內(nèi)的餐廚垃圾的液位高度(根據(jù)液位高度可得油水分離罐4內(nèi)的壓強)；所述分離裝置還包括溫度傳感器2，溫度傳感器2安裝在油水分離罐4的另一安裝孔內(nèi)，溫度傳感器2的測量端位于油水分離罐3的內(nèi)部;溫度傳感器2距離旋轉(zhuǎn)軸5的軸心約5cm，用于監(jiān)測油水分離罐4內(nèi)部的溫度變化。
[0021 ]本實用新型中，油水分離罐4呈漏斗形，油水分離罐4包括上部、中部和下部，上部為罐體，中部為過渡的圓錐體，下部為筒體，所述旋轉(zhuǎn)軸5的下端伸入油水分離罐4下部的筒體內(nèi)；旋轉(zhuǎn)軸5上安設有螺旋葉片，螺旋葉片包括小葉片8和大葉片7，小葉片8固定在位于油水分離罐4下部筒體內(nèi)的旋轉(zhuǎn)軸5上，大葉片7位于小葉片8的上方，大葉片7安裝在位于油水分離罐4上部罐體內(nèi)的旋轉(zhuǎn)軸5上。
[0022]本實用新型的電機I選用低功率、低速度、大扭矩直流減速電機，提高分離效率;軸承6采用抗徑向載荷的圓錐滾子軸承，保證同軸度。
[0023]本實用新型由預設的蒸汽加熱技術(shù)提供熱蒸汽。餐廚垃圾進入油水分離罐4后，蒸汽經(jīng)油水分離罐4的蒸汽入口進入油水分離罐4;餐廚垃圾內(nèi)各組分受剪切外力的作用變形，其中液體分子間的內(nèi)聚力對變形產(chǎn)生某種方式的抵抗，并且在液體層與層間存在分子動量交換；蒸汽加熱所提供的較高溫度可以使粘度μ減小，從而提高油滴的上浮速度UO;同時，蒸汽加熱所提供的微氣泡溶于分散介質(zhì)中，使液體內(nèi)部混有一定的空氣，從而降低其密度P，使得分散介質(zhì)和懸浮油滴的密度差(Ps-P)增大，進一步提高了油滴的上浮速度U0，使油水分離效率大幅提高。與此同時，驅(qū)動電機I，使旋轉(zhuǎn)軸5帶動大葉片7正向旋轉(zhuǎn)，充分攪拌餐廚垃圾，提高油水分離效率；出料時，電機I驅(qū)動旋轉(zhuǎn)軸5，隨之帶動小葉片5.1反向旋轉(zhuǎn)，小葉片8形成螺旋通道，輸送餐廚垃圾，分離后的油脂等從油水分離罐4頂部的出油口4.5排出；旋轉(zhuǎn)的小葉片8可防止下層的餐廚垃圾堵塞出料口。
[0024]以上所述是本實用新型的優(yōu)選實施方式，應當指出，對于本技術(shù)領域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本實用新型的原理前提下，對本實用新型的技術(shù)方案可以做若干適合情況的改進。因此，本實用新型的保護范圍不限于此，本領域中的技術(shù)人員任何基于本技術(shù)方案上非實質(zhì)性的變更包括在本實用新型的保護范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項】
1.一種基于斯托克斯定律的油水分離裝置，其特征在于，包括油水分離罐、電機，以及由電機驅(qū)動的旋轉(zhuǎn)軸，旋轉(zhuǎn)軸通過軸承套筒安裝在油水分離罐的內(nèi)部;所述油水分離罐的頂部開設有進料口和出油口，油水分1?罐的底部開設有出料口。2.如權(quán)利要求1所述的一種基于斯托克斯定律的油水分離裝置，其特征在于，所述分離裝置還包括液位傳感器，液位傳感器的測量端位于油水分離罐的內(nèi)部。3.如權(quán)利要求1所述的一種基于斯托克斯定律的油水分離裝置，其特征在于，所述分離裝置還包括溫度傳感器，溫度傳感器的測量端位于油水分離罐的內(nèi)部。4.如權(quán)利要求1所述的一種基于斯托克斯定律的油水分離裝置，其特征在于，所述旋轉(zhuǎn)軸上安設有螺旋葉片。5.如權(quán)利要求4所述的一種基于斯托克斯定律的油水分離裝置，其特征在于，所述油水分離罐呈漏斗形，所述旋轉(zhuǎn)軸的下端伸入油水分離罐的下部。6.如權(quán)利要求5所述的一種基于斯托克斯定律的油水分離裝置，其特征在于，所述螺旋葉片包括小葉片和大葉片，所述小葉片安設在位于油水分離罐下部的旋轉(zhuǎn)軸上，所述大葉片安設在小葉片的上方。7.如權(quán)利要求1所述的一種基于斯托克斯定律的油水分離裝置，其特征在于，所述油水分離器的頂部開設有蒸汽入口。
【文檔編號】B01D17/02GK205461140SQ201620139681
【公開日】2016年8月17日
【申請日】2016年2月24日
【發(fā)明人】張瑩, 馬昂昂, 周鷺瑩
【申請人】武漢理工大學