用於汙泥幹化機的具有逆向傾斜交錯互清式轉盤的轉軸的製作方法

2023-06-12 22:24:51

專利名稱：用於汙泥幹化機的具有逆向傾斜交錯互清式轉盤的轉軸的製作方法
技術領域：
本發明涉及汙泥處理設備，具體涉及一種用於汙泥幹化機的具有逆向傾斜交錯互清式轉盤的轉軸。
背景技術：
市政和工業汙水處理廠會產生大量的剩餘汙泥，剩餘汙泥具有含水率高、體積大、 質量大等特點，若不進行妥善處理會給環境帶來巨大危害。剩餘汙泥經脫水後含水率仍高達80%，體積、質量仍較大，不利於後續處理處置。不論汙泥最終採用何種處理處置方式，降低汙泥含水率都十分重要。機械脫水的方法只能去除汙泥中的自由水，如需進一步降低汙泥的含水率則需使用汙泥幹化機，採用熱幹化的方式將汙泥中的水分蒸發。現有的汙泥幹化機多採用間接傳熱的加熱方式，傳熱工質的熱量經換熱壁間接傳遞給汙泥。含水率較高的汙泥呈現流體狀態，隨著其在幹化過程中含水率的降低，塑性逐步顯現，並產生極大的粘性，極易粘附在換熱壁的表面，不利於汙泥的均勻混合和蒸發表面的更新。汙泥層表面水分蒸發後將結殼，由於汙泥殼的傳熱係數低，如果汙泥殼不能被破碎， 殼內汙泥向外傳熱的效率也隨之降低，導致幹化機的綜合傳熱係數降低。同時，汙泥內水分通過汙泥殼向外傳質的速率也顯著降低，導致汙泥幹化速率降低，制約了汙泥幹化機的處理量。目前常用的間接傳熱槳葉式汙泥幹化機根據處理量設置兩根或四根轉軸，相鄰的轉軸逆向轉動，每根轉軸上設置若干組槳葉，槳葉為雙葉楔形設計，垂直安裝於轉軸上。由於相鄰槳葉之間的距離相同，轉軸轉動時槳葉的相對空間位置沒有明顯的變化，對於汙泥這種粘性物料的幹化，沒有很好的自清潔效果。粘附在槳葉表面的汙泥層的厚度等於葉片間距，難以從葉片上剝離，從而影響了幹化速率。

發明內容
本發明要解決的技術問題是，克服現有技術中的不足，提供一種能夠實現汙泥幹化過程中粘結汙泥層的破碎和剝離，以提高汙泥幹化機的綜合傳熱係數和汙泥幹化速率的具有逆向傾斜交錯互清式轉盤的轉軸。為了達到上述目的，本發明的內容為提供一種用於汙泥幹化機的具有逆向傾斜交錯互清式轉盤的轉軸，包括至少兩根轉軸，轉軸的主體呈空心圓柱狀；在轉軸上等距分布若干個中空的轉盤，轉盤內部與轉軸內部相互連通，在轉盤的圓周上還設置若干刮片；各轉盤均傾斜安裝且與垂直於空心轉軸的剖面之間形成相同的夾角α，同一根空心轉軸上相鄰轉盤的傾斜方向相反；同時，還應滿足下述要求H > 3R/2公式(I)H+h < L-R/2公式(2)L · tan a+A/cos α < D/2公式⑶
式中，R為空心轉軸的直徑、L為相鄰空心轉軸的軸心間距、D為同一根空心轉軸上相鄰兩個傾斜轉盤的圓心間距、H為轉盤的半徑、h為轉盤上刮片高度、A為傾斜轉盤的厚度。作為改進，傾斜轉盤與垂直於空心轉軸的剖面之間夾角α的範圍為10° 20°。作為改進，各轉盤在其所處轉軸上的安裝位置是對應於相鄰轉軸上的相鄰兩個轉盤安裝位置之間的中心點。作為改進,轉軸連接至傳動機構,相鄰的轉軸逆向同速或差速轉動。本發明中，根據幹化機的規模，轉軸可以是兩根或四根，相鄰轉軸逆向旋轉；轉軸可分別在兩端設置熱工質進口和出口，也可採用管中管的形式，在同一端設置熱工質的進口和出口 ；傾斜空心轉盤的圓周上設置若干刮片，能夠使物料隨著傾斜空心轉盤的攪拌而向幹化機的出料口一側移動；空心轉軸連接傳動機構，相鄰的空心轉軸逆向同速或差速轉動。空心轉軸的參數確定的步驟為(I)根據汙泥幹化機的處理能力和所用熱工質的種類，確定所需熱工質的流量，從而確定空心轉軸的直徑R和傾斜空心轉盤的厚度Α。(2)傾斜轉盤與垂直於空心轉軸的剖面的夾角為α的範圍為10° 20° ;α過小會使傾斜轉盤空間相對位置變化太小，摩擦和相互剪切的效果不明顯；α過大會使傾斜轉盤空間相對位置變化太大，不利於傾斜轉盤的設計布局，傾角過大的傾斜轉盤在運轉時受力也很大，不利於設備的安全穩定運行；α的取值根據汙泥的粘度等性質進行確定；對於低粘度汙泥，α可取下限，對於高粘度汙泥，α可取上限。(3)為實現逆向傾斜轉盤良好的交錯互清效果，根據公式(I)確認轉盤的半徑H ；(4)為避免相鄰逆向傾斜轉盤之間及逆向傾斜轉盤與空心轉軸發生碰撞，相鄰空心轉軸的軸心間距L、同一根空心轉軸上相鄰兩個傾斜轉盤的圓心間距D、傾斜轉盤的高度 H和刮片高度h根據公式(2)和(3)來確定。 與現有技術相比，本發明的有益效果是通過逆向傾斜轉盤空間相對位置和距離的不斷變化，使其表面粘附的汙泥層不斷摩擦、剪切，實現汙泥幹化過程中轉盤的相互清潔，解決汙泥粘壁問題，從而改善汙泥層的導熱係數，增大幹化機的綜合換熱效率，加快汙泥中水分的蒸發速度，提高汙泥幹化機的處理能力。提出的設計方法可有效的實現發明意圖，並可根據幹化機的規模，計算出逆向傾斜交錯互清式轉盤的具體參數，使本發明適用於各種規模和類型的幹化機，為其設計提供了依據。


圖I為逆向傾斜交錯互清式轉盤結構示意圖；圖2為逆向傾斜交錯互清式轉盤設計計算示意圖；圖3為逆向傾斜交錯互清式轉盤空間相對位置變化示意圖。
圖4為逆向傾斜交錯互清式轉盤空間相對位置變化示意圖。
具體實施方式
參考附圖，結合實施例對本發明進行詳細描述。本實施例中提供了一種用於汙泥幹化機的具有逆向傾斜交錯互清式轉盤的轉軸， 其結構如圖I所示。包括圓柱形轉軸I和安裝在轉軸I上的若干個等距分布的逆向傾斜轉盤2 ;轉軸I為中空圓管，根據幹化機的規模，轉軸I可以是兩根或四根；轉軸I可分別在兩端設置熱工質進口 3和熱工質出口 4，也可採用管中管的形式，在同一端設置熱工質的進口和出口 ；逆向傾斜轉盤2採用圓盤形中空設計，與空心轉軸I的連接處內部聯通，熱工質能夠在空心轉軸I和轉盤2內部自由流動；轉盤2傾斜於空心轉軸I的垂直剖面，同一根空心轉軸I上的相鄰轉盤2的傾斜方向相反，與空心轉軸I的垂直剖面的傾斜角度相等；轉盤 2在空心轉軸I上的安裝位置對應相鄰空心轉軸I上相鄰兩個轉盤2安裝位置的中心點； 轉盤2的圓周上設置若干刮片5，刮片5與空心轉軸I的軸向成一定角度，能夠使物料隨著逆向轉盤2的攪拌而向幹化機的出料口一側移動；空心轉軸I連接傳動機構，相鄰的空心轉軸I逆向轉動。轉軸的具體設計參數如圖2所示。其中，轉軸的直徑為R，相鄰轉軸的軸心間距為 L，同一根空心轉軸上相鄰兩個傾斜轉盤的圓心間距為D，傾斜轉盤的高度為H，傾斜轉盤上刮片高度為h，傾斜轉盤的厚度為A，傾斜轉盤與垂直於空心轉軸的剖面的夾角為α。轉軸的各個部件應符合下述公式中的要求H > 3R/2公式(I)H+h < L-R/2公式⑵L · tan a +A/cos α < D/2 公式(3)安裝了所述轉軸的間接傳熱式汙泥幹化機，當其運行時，熱工質由熱工質進口 3 進入空心轉軸1，並在空心轉軸I和逆向傾斜轉盤2之間自由流動；幹化機中的溼汙泥與空心轉軸I和逆向傾斜轉盤2的表面接觸，熱工質所帶熱量通過熱傳導的方式經空心轉軸I 和逆向傾斜轉盤2的表面傳遞給汙泥；熱工質放熱降溫後經熱工質出口 4離開空心轉軸I ; 相鄰的空心轉軸I逆向同速或差速轉動，逆向傾斜轉盤2上換熱面的空間位置隨空心轉軸I 的轉動不斷變化，逆向傾斜轉盤2的圓周在相鄰空心轉軸I上兩個相鄰逆向傾斜轉盤2的安裝位置之間往復運動(如圖3、4所示，圖3中所示的轉盤，當其轉動180°後即為圖4狀態)，從而實現與相鄰空心轉軸I上逆向傾斜轉盤2表面的摩擦和對逆向傾斜轉盤2與空心轉軸I的夾角的剪切，提高汙泥的均勻攪拌效果，實現汙泥幹化過程中逆向傾斜轉盤2對粘結在其表面上汙泥的自清潔效果；安裝在逆向傾斜轉盤2上的刮片5將汙泥不斷推向幹化機的出料端，從而實現汙泥幹化機的連續進料和幹化；汙泥在幹化機內的停留時間，可通過調節空心轉軸I的轉速或調整刮片5的傾斜角度來調節，以滿足對幹化後汙泥含水率的要求。最後，還需要注意的是，以上列舉的僅是本發明的具體實施例子。顯然，本發明不限於以上實施例子，還可以有許多變形。本領域的普通技術人員能從本發明公開的內容直接導出或聯想到的所有變形，均應認為是本發明的保護範圍。
權利要求
1.一種用於汙泥幹化機的具有逆向傾斜交錯互清式轉盤的轉軸，轉軸的主體呈空心圓柱狀；其特徵在於，在轉軸上等距分布若干個中空的轉盤，轉盤內部與轉軸內部相互連通， 在轉盤的圓周上還設置若干刮片；各轉盤均傾斜安裝且與垂直於空心轉軸的剖面之間形成相同的夾角α，同一根空心轉軸上相鄰轉盤的傾斜方向相反；並且，轉軸的參數應符合下述公式中的要求H > 3R/2公式(I)H+h < L-R/2公式(2)L · tan a +A/cos α < D/2公式⑶式中，R為空心轉軸的直徑、L為相鄰空心轉軸的軸心間距、D為同一根空心轉軸上相鄰兩個傾斜轉盤的圓心間距、H為轉盤的半徑、h為轉盤上刮片高度、A為傾斜轉盤的厚度。
2.根據權利要求I所述的轉軸，其特徵在於，所述傾斜轉盤與垂直於空心轉軸的剖面之間夾角α的範圍為10° 20°。
3.根據權利要求I所述的轉軸，其特徵在於，各轉盤在其所處轉軸上的安裝位置是對應於相鄰轉軸上的相鄰兩個轉盤安裝位置之間的中心點。
4.根據權利要求I所述的轉軸，其特徵在於，轉軸連接至傳動機構，相鄰的轉軸逆向同速或差速轉動。
全文摘要
本發明涉及汙泥處理設備，旨在提供一種用於汙泥幹化機的具有逆向傾斜交錯互清式轉盤的轉軸。該轉軸的主體呈空心圓柱狀，在轉軸上等距分布若干個中空的轉盤，轉盤內部與轉軸內部相互連通，在轉盤的圓周上還設置若干刮片；各轉盤均傾斜安裝且與垂直於空心轉軸的剖面之間形成相同的夾角，同一根空心轉軸上相鄰轉盤的傾斜方向相反。本發明通過逆向傾斜轉盤空間相對位置和距離的不斷變化，使其表面粘附的汙泥層不斷摩擦、剪切，實現汙泥幹化過程中轉盤的相互清潔，解決汙泥粘壁問題，從而改善汙泥層的導熱係數，增大幹化機的綜合換熱效率，加快汙泥中水分的蒸發速度，提高汙泥幹化機的處理能力。
文檔編號C02F11/12GK102603145SQ20121004258
公開日2012年7月25日 申請日期2012年2月23日 優先權日2012年2月23日
發明者嚴建華, 倪明江, 岑可法, 李博, 李曉東, 池湧, 王飛, 蔣旭光, 金餘其, 陸勝勇, 馬增益, 黃群星 申請人:浙江大學