申请日2017.08.31
公开(公告)日2017.11.24
IPC分类号C02F11/12
摘要
本发明公开了一种蒸汽式污泥干燥机，属于污泥干燥技术领域，它包括机架、驱动装置、固定筒体及加热组件，所述固定筒体上设有投料口和出料口，所述投料口和出料口处设有进料装置和出料装置，所述加热组件包括空心轴、换热管及联动件，所述空心轴中通有温度至少为100℃的蒸汽;所述驱动装置包括主电机、减速器和链轮机构，所述进料装置包括第一螺旋输送机构和第二螺旋输送机构，所述出料装置包括出料框、封料门、挡板及驱动机构，所述加热组件的周侧可拆卸固定有若干用于提升污泥的提升板。本发明提供了自动化程度高、节能减排、污泥干燥效果和干燥效率均较高的一种蒸汽式污泥干燥机。
权利要求书
1.一种蒸汽式污泥干燥机，包括机架(1)、固定筒体(2)及转动设置于固定筒体(2)中的加热组件(3)，所述机架(1)上设有驱动装置(10)，所述固定筒体(2)上还分别设有投料口(8)和出料口(7)，且所述投料口(8)和出料口(7)处分别设有进料装置(11)和出料装置(9)，其特征是：所述加热组件(3)包括空心轴(31)和若干用于加热污泥的换热管(321)，所述空心轴(31)沿其轴向直线贯穿开设有用于通入蒸汽的进气孔(35)，蒸汽的温度至少为100℃;所述空心轴(31)与固定筒体(2)呈转动设置，所述驱动装置(10)驱动空心轴(31)同步转动，且各所述换热管(321)均与空心轴(31)呈同步转动设置;所述空心轴(31)上设有用于联动空心轴(31)与各换热管(321)的联动件(33)，且所述空心轴(31)通过联动件(33)与各换热管(321)连通;所述固定筒体(2)上还分别开设有用于通入热干空气的进气口(4)以及用于排出气体的排气口(5)。
2.根据权利要求1所述的一种蒸汽式污泥干燥机，其特征是：所述空心轴(31)包括呈同心设置的主动轴(311)和从动轴(312)，所述主动轴(311)和从动轴(312)分别设置于换热管(321)长度方向的两侧;所述联动件(33)对应设有两组，所述主动轴(311)和从动轴(312)分别通过对应联动件(33)与换热管(321)相邻的端部相连。
3.根据权利要求2所述的一种蒸汽式污泥干燥机，其特征是：两所述联动件(33)对称设置于换热管(321)的两端;所述联动件(33)包括封头(331)和管板(332)，所述主动轴(311)和从动轴(312)相互靠近的一端分别与对应封头(331)固定连接，所述换热管(321)水平穿设两管板(332)，且所述换热管(321)的两端分别与两管板(332)固定连接;所述封头(331)与管板(332)固定连接，且所述封头(331)与管板(332)之间形成有用于容纳蒸汽的容纳腔(36)，所述换热管(321)的两端分别与两容纳腔(36)呈连通设置。
4.根据权利要求3所述的一种蒸汽式污泥干燥机，其特征是：所述驱动装置(10)包括主电机(101)、减速器(102)和链轮机构(103)，所述减速器(102)与机架(1)固定连接，所述主电机(101)输出轴与减速器(102)输入轴同轴固定连接，所述减速器(102)输出轴通过链轮机构(103)与主动轴(311)远离换热管(321)的端部相连;所述主电机(101)通过减速器(102)和链轮机构(103)驱动主动轴(311)同步转动。
5.根据权利要求1-4中任一项所述的一种蒸汽式污泥干燥机，其特征是：所述进料装置(11)包括固定设置于固定筒体(2)上的第一螺旋输送机构(12)，所述第一螺旋输送机构(12)包括第一输送电机(123)、第一筒体(121)和转动设置于第一筒体(121)中的第一绞龙(122);所述第一筒体(121)上下两侧分别开设有第一进料口(1211)和第一出料口(1212)，所述第一出料口(1212)与投料口(8)呈连通设置;所述第一输送电机(123)驱动第一绞龙(122)在第一筒体(121)中同步转动。
6.根据权利要求5所述的一种蒸汽式污泥干燥机，其特征是：所述投料口(8)沿固定筒体(2)的长度方向至少设有两组，所述第一出料口(1212)与投料口(8)呈一一对应设置，各所述第一出料口(1212)分别连通对应投料口(8)，且所述第一出料口(1212)中设有出料阀门(1213)。
7.根据权利要求6所述的一种蒸汽式污泥干燥机，其特征是：所述进料装置(11)还包括固定设置于第一螺旋输送机构(12)上方的第二螺旋输送机构(13)，所述第二螺旋输送机构(13)包括第二输送电机(133)、第二筒体(131)和转动设置于第二筒体(131)中的第二绞龙(132);所述第一筒体(121)上表面固定连通有进料斗(134)，所述第一筒体(121)下侧设有第二出料口(1312)，所述第二出料口(1312)与第一进料口(1211)呈连通设置;所述第二输送电机(133)驱动第二绞龙(132)在第二筒体(131)中同步转动。
8.根据权利要求1-4中任一项所述的一种蒸汽式污泥干燥机，其特征是：所述出料装置(9)包括固定设置于出料口(7)处的出料框(91)，所述出料框(91)靠近出料口(7)一侧设有封料门(92)，所述封料门(92)的上侧出料口(7)左右两侧壁呈铰接设置;所述出料框(91)上设有用于打开和关闭封料门(92)的驱动机构(93)，所述驱动机构(93)包括转轴(932)，所述转轴(932)水平转动设置于出料框(91)上，其上分别垂直固定有第一支杆(933)和第二支杆(934);所述出料框(91)上固定有气缸(931)，所述气缸(931)活塞杆的端部与第一支杆(933)远离转轴(932)的一端呈铰接设置;所述第二支杆(934)远离转轴(932)的一端铰接有推杆(935)，所述推杆(935)远离第二支杆(934)的一端与封料门(92)的下侧铰接。
9.根据权利要求8所述的一种蒸汽式污泥干燥机，其特征是：所述封料门(92)上边缘与出料口(7)上边缘之间由上至下可拆卸固定有若干用于封闭出料口(7)的挡板(94)，相邻所述挡板(94)呈搭接设置;当所述封料门(92)处于关闭状态时，所述封料门(92)的上边缘与相邻挡板(94)的下边缘呈搭接设置。
10.根据权利要求1-4中任一项所述的一种蒸汽式污泥干燥机，其特征是：所述加热组件(3)的周侧可拆卸固定有若干用于提升污泥的提升板(34)。
说明书
一种蒸汽式污泥干燥机
技术领域
本发明涉及一种污泥干燥机，尤其涉及一种蒸汽式污泥干燥机。
背景技术
随着我国社会经济和城市的发展，城市污水的产生量在不断增加。近几年来，国家从政策和财力上都进行了大力的支持，建设了大批城市污水处理厂，以保持水环境，防治水污染，促进国民经济和生态环境的可持续发展，城市污水问题已经逐步得到缓解。然而，城市污水污泥处理处置仍然是个世界性的技术难题，处置不当将造成严重的二次污染，污泥的无害化处理问题日益严峻。为应对该问题，近年来，各式各样的污泥处理设备不断涌现，热风式污泥干燥机即为其中较为典型的一种。
中国专利申请公布号为CN106958995A的发明专利申请公开了一种连续性热风干燥机，包括热管式滚筒，高气密卸料装置，轨道，驱动装置，加热装置，托辊支架，导风管，排风装置和进气装置;高气密卸料装置安装在热管式滚筒的进出料口上，轨道环绕设置与热管式滚筒的外壳上，托辊支架制成热管式滚筒的轨道，加热装置直接给热管式滚筒的外壳加热。
在利用上述技术方案所提供的连续性热风干燥机进行干燥作业时，加热装置通过导热介质加热热管式滚筒，在驱动装置启动后，驱动装置会通过轨道带动热管式滚筒旋转运动;在此过程中，物料通过热管式滚筒一端的高气密性卸料装置连续不断地进入热管式滚筒，物料中的水分受到热管式滚筒的内壳壳体及散热管的导热换热而汽化产生为湿气气体，湿气气体经导风管和排风装置排出热管式滚筒，而干燥后的物料通过高气密性卸料装置不断排出热管式滚筒。
然而，类似这种热风式干燥机都不可避免的存在耗能过高的问题，其主要原因有两点：
1、这种热风式干燥机需要持续不断的通入大量热风，尾气排放量非常大;为满足工业气体排放标准，企业必须在排放前进行尾气处理，而尾气排放量过大将直接导致尾气处理的耗能增加;
2、热风式干燥机通常采用燃烧燃油或天然气获取高温，其燃烧温度通常维持在700-800℃，然而污泥中的水分实际在100℃就已经能够充分蒸发;燃油或天然气燃烧所带来的高温实际上未能被充分利用，从能量守恒的角度来看，这明显是一种能量的浪费，也即意味着耗能过大。
发明内容
本发明的目的是提供一种蒸汽式污泥干燥机，利用空心轴配合各换热管等共同构成的加热组件，极大的降低了污泥干燥机的耗能，实现了节能减排。
本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：一种蒸汽式污泥干燥机，包括机架、固定筒体及转动设置于固定筒体中的加热组件，所述机架上设有驱动装置，所述固定筒体上还分别设有投料口和出料口，且所述投料口和出料口处分别设有进料装置和出料装置，其特征是：所述加热组件包括空心轴和若干用于加热污泥的换热管，所述空心轴沿其轴向直线贯穿开设有用于通入蒸汽的进气孔，蒸汽的温度至少为100℃;所述空心轴与固定筒体呈转动设置，所述驱动装置驱动空心轴同步转动，且各所述换热管均与空心轴呈同步转动设置;所述空心轴上设有用于联动空心轴与各换热管的联动件，且所述空心轴通过联动件与各换热管连通;所述固定筒体上还分别开设有用于通入热干空气的进气口以及用于排出气体的排气口。
通过采用上述技术方案，随着污泥在进料装置的作用下不断由投料口进入固定筒体，高温蒸汽由空心轴上的进气孔通入各换热管中，并通过换热管间接加热污泥;同时，驱动装置会通过空心轴驱动加热组件整体持续转动，从而不仅能够避免污泥在固定筒体内结团，而且还能确保污泥均匀受热，有助于提高污泥干燥效果。在上述过程中，经加热的空气可以被选择性的从进气口通入固定筒体内;这部分热干空气在进入固定筒体后，一方面，它能够提供部分用于干燥污泥的热量;另一方面，它能够为加热组件提供伴热，并将固定筒体内的温度维持在露点之上，避免空气中的水蒸汽凝结露并腐蚀设备，提高设备的使用寿命。通过上述设置，成功的将传统的热风干燥的方式转变成蒸汽干燥的方式，避免使用大量的高温气体，减少了尾气排放;同时，由于污泥中的水分在100℃左右即可基本蒸发，故通过这种蒸汽干燥的方式，借助100℃左右的温度即可对污泥实现充分干燥;相较于传统热风式干燥燃料燃烧所带来的700-800℃的高温，这种干燥方式在保证干燥效果的基础上，极大的降低了能量的损耗，实现了节能减排。
本发明进一步设置为：所述空心轴包括呈同心设置的主动轴和从动轴，所述主动轴和从动轴分别设置于换热管长度方向的两侧;所述联动件对应设有两组，所述主动轴和从动轴分别通过对应联动件与换热管相邻的端部相连。
通过采用上述技术方案，通过将空心轴设置成主动轴与从动轴分离的结构形式，在保证加热组件能够整体同步转动的基础上，避免空心轴对换热管的安装产生干涉，有助于增加换热管的数量，从而在一定程度上提高污泥的干燥效果。
本发明进一步设置为：两所述联动件对称设置于换热管的两端;所述联动件包括封头和管板，所述主动轴和从动轴相互靠近的一端分别与对应封头固定连接，所述换热管水平穿设两管板，且所述换热管的两端分别与两管板固定连接;所述封头与管板固定连接，且所述封头与管板之间形成有用于容纳蒸汽的容纳腔，所述换热管的两端分别与两容纳腔呈连通设置。
通过采用上述技术方案，主动轴和从动轴分别与对应封头固定连接，换热管的两端分别与两管板固定连接，同时两管板分别与对应封头固定连接，从而对空心轴与各换热管整体实现了联动效果，确保驱动装置能够通过空心轴驱动加热组件整体同步转动，进而保证污泥干燥效果;同时，借助形成于封头与管板之间的容纳腔，容纳腔能够避免空心轴的端部直接与污泥接触，避免空心轴被堵塞;当蒸汽由主动轴进入对应容纳腔后，蒸汽会由容纳腔再行分别进入各换热管，保证各换热管的受热基本一致，从而间接的提高了污泥干燥效果。
本发明进一步设置为：所述驱动装置包括主电机、减速器和链轮机构，所述减速器与机架固定连接，所述主电机输出轴与减速器输入轴同轴固定连接，所述减速器输出轴通过链轮机构与主动轴远离换热管的端部相连;所述主电机通过减速器和链轮机构驱动主动轴同步转动。
通过采用上述技术方案，主电机通过减速器及链轮带动主动轴转动，从而实现加热组件整体的持续回转;减速器能够降低主动轴转速，从而保证污泥的搅拌效果;并且，减速器还能增大主动轴的转矩，从而确保加热组件能够充分搅拌污泥，最终间接的提高了污泥干燥效果。
本发明进一步设置为：所述进料装置包括固定设置于固定筒体上的第一螺旋输送机构，所述第一螺旋输送机构包括第一输送电机、第一筒体和转动设置于第一筒体中的第一绞龙;所述第一筒体上下两侧分别开设有第一进料口和第一出料口，所述第一出料口与投料口呈连通设置;所述第一输送电机驱动第一绞龙在第一筒体中同步转动。
通过采用上述技术方案，待处理的污泥通过第一进料口进入第一筒体;随着第一绞龙的持续转动，第一绞龙能够将污泥向第一出料口输送，最终借由第一出料口和投料口将待处理的污泥投入固定筒体，实现自动投料，提高了设备的自动化程度，有助于降低工作人员的劳动强度。
本发明进一步设置为：所述投料口沿固定筒体的长度方向至少设有两组，所述第一出料口与投料口呈一一对应设置，各所述第一出料口分别连通对应投料口，且所述第一出料口中设有出料阀门。
通过采用上述技术方案，在蒸汽经空心轴持续通入各换热管的过程中，由于固定筒体内污泥分布的不均匀，固定筒体内各位置上的换热面积实际上存在较大的差别，从而有可能导致筒体长度方向上某一侧温度过高，而另一侧温度相对较低，影响污泥的均匀受热，不利用彻底干燥污泥。通过设置多组投料口，在污泥进入第一筒体后，随着第一输送电机输出轴转向的改变，第一绞龙的转向能够随之变化，从而可以有选择性的将待处理的污泥从任一投料口投入固定筒体，实现分配式给料;当固定筒体内某一侧的温度过高时，可以调整第一输送电机的转向，使得物料可以从对应投料口投入固定筒体内温度相对较高的区域。最终，通过控制各投料口的投料时间，能够有效的提高固定筒体内污泥受热的均匀性，有助于提高污泥的干燥效果。
本发明进一步设置为：所述进料装置还包括固定设置于第一螺旋输送机构上方的第二螺旋输送机构，所述第二螺旋输送机构包括第二输送电机、第二筒体和转动设置于第二筒体中的第二绞龙;所述第一筒体上表面固定连通有进料斗，所述第一筒体下侧设有第二出料口，所述第二出料口与第一进料口呈连通设置;所述第二输送电机驱动第二绞龙在第二筒体中同步转动。
通过采用上述技术方案，在进行投料时，污泥会依次经第二螺旋输送机构及第一螺旋输送机构实现投料;在此过程中，第二螺旋输送机构能够实现污泥的暂存，当第一筒体中污泥的量不足时，第二螺旋机构能够通过螺旋输送的方向将污泥排入第一螺旋输送机构，从而实现污泥的补充;最终，通过这种方式，减低了工作人员补充污泥的频率，有助于实现自动化生产作业。
本发明进一步设置为：所述出料装置包括固定设置于出料口处的出料框，所述出料框靠近出料口一侧设有封料门，所述封料门的上侧出料口左右两侧壁呈铰接设置;所述出料框上设有用于打开和关闭封料门的驱动机构，所述驱动机构包括转轴，所述转轴水平转动设置于出料框上，其上分别垂直固定有第一支杆和第二支杆;所述出料框上固定有气缸，所述气缸活塞杆的端部与第一支杆远离转轴的一端呈铰接设置;所述第二支杆远离转轴的一端铰接有推杆，所述推杆远离第二支杆的一端与封料门的下侧铰接。
通过采用上述技术方案，封料门能够有效而当挡住固定筒体内的污泥，避免污泥意外泄露;同时，在干燥完成时，气缸活塞杆伸长，并通过第一支杆推动转轴转动，转轴会通过第二支杆间接的带动推杆摆动，从而使得推杆推开封料门;在需要关闭封料门时，气缸活塞杆收缩，从而电动转轴反向转动，并间接驱动推杆反向拉动封料门，从而使得封料门关闭。通过这种方式，实现了封料门的自动开闭，有助于实现自动化卸料作业，提高了整个设备的自动化程度。
本发明进一步设置为：所述封料门上边缘与出料口上边缘之间由上至下可拆卸固定有若干用于封闭出料口的挡板，相邻所述挡板呈搭接设置;当所述封料门处于关闭状态时，所述封料门的上边缘与相邻挡板的下边缘呈搭接设置。
通过采用上述技术方案，通过在封料门上边缘与出料口上边缘之间设置多块挡板，并将挡板与固定筒体设置成可拆卸的结构形式，在实际工作中可以根据污泥的物化性能，选择性的将位于上方的一块或几块挡板拆下，从而留出一个缺口;当固定筒体内的污泥过多并达到该缺口所在高度位置时，固定筒体内的污泥就会自动从该缺口溢出，从而将固定筒体中的污泥控制在一定的高度范围内，避免污泥充满整个固定筒体，确保污泥在固定筒体中能够得到充分搅拌，保证了污泥干燥效果。
本发明进一步设置为：所述加热组件的周侧可拆卸固定有若干用于提升污泥的提升板。
通过采用上述技术方案，通过在加热组件的周侧设置多块提升板，随着加热组件的持续转动，加热组件能够通过各提升板充分搅动污泥。一方面，这样能够提高污泥的搅拌效果，保证污泥能够被充分干燥;另一方面，在提升板随加热组件向上运动过程中，提升板还能带动位于其上的局部污泥随之同步上升，从而使得污泥在固定筒体中实现了扬洒的效果，能够避免湿污泥在固定筒体中凝滞并结团，保证了污泥能够均匀受热，极大提高了污泥的干燥效果。
综上所述，本发明具有以下有益效果：
1、由于采用的蒸汽干燥的方式，避免持续通入热风，减少了尾气的排放，降低了企业尾气处理的成本;
2、通过采用蒸汽干燥的方式，降低了尾气处理的耗能同时，借助相对低温的蒸汽实现了污泥的充分干燥，避免了传统热风干燥方式中燃料燃烧产生高温所导致的能量浪费，从而极大的降低了实际耗能，大大提高了节能效果;
3、借助持续回转的空心轴及多根换热管，配合设置于加热组件周侧的提升板，使得污泥在固定筒体内实现了充分的扬洒和搅拌;同时配合分布式给料的进料方式，有效保证污泥受热的均匀性，大大提高了污泥干燥效果;
4、利用第一螺旋输送机构与第二螺旋输送机构共同构成的进料装置，配合由封料门、驱动机构及挡板组成的出料装置，实现了污泥的自动给料和卸料，提高了设备的自动化程度，从而降低了工作人员的劳动强度，并提高了污泥干燥的效率。