CN102503067B - 一种热泵干燥设备 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种热泵干燥设备，包括介质池、介质循环管道、热泵和干燥机；所述干燥机包括机架，安装在机架上的主机箱体、轴承座和电机，主机箱体内安装有与两端轴承座匹配的若干组空心的热搅拌轴和由多根不锈钢管紧密排列而成的加热套，加热套包裹着热搅拌轴；主机箱体的一端设有进料口，另一端设有出料口，上部设有出气口；加热套不锈钢管的一端设有介质进口，另一端设有介质出口；热搅拌轴的两端设有旋转接头，热搅拌轴上有若干截面半径减小的区段，在此区段套有反刍套，其他区段上设有推进桨片。本发明节能环保、结构紧凑、易于维修、占地面积小、加热均匀、干燥效果好、可用于多种物料干燥。
Description
技术领域
本发明属于干燥装置，具体涉及一种采用热泵方式进行干燥的装置。
背景技术
污泥是城市污泥处理厂污水处理的必然产物，随着我国城市污水处理量的迅速提高，污泥产生量必将不可避免地增长，消纳问题急待解决。目前比较成熟的污泥处理方法有农用、堆肥、填埋、焚烧、制建材等。但是，由于污泥含水率高、有机物含量高、易腐败、体积庞大、性质复杂而难以处理，其中污泥含水率是最关键的影响因素。
国内外的应用实践表明，用传统的浓缩和脱水工艺处理之后污泥的含水率不可能达到60%以下，要达到对污泥的深度脱水，比较经济的做法是引入热干燥技术。
热干燥技术包括直接加热干燥和间接加热干燥两种方式，直接加热干燥的实质是热气与污泥直接进行接触混合使污泥得以干燥，间接加热干燥的实质是热量通过蒸汽、热油等介质传递给器壁，从而使器壁另一侧的污泥受热、干燥。与直接加热干燥相比，间接加热干燥的优点在于，介质不与污泥直接接触，不会造成第二次污染，另外，污泥处理环境密闭，有毒粉尘、气体安全可控，从环保地角度上讲，间接加热干燥会成为污泥处理技术的主流。然而，间接加热干燥也有明显的不足：（1）现有的间接加热干燥技术的热效率和干燥速度均不如直接干燥技术；（2）现有的间接加热干燥设备存在运动部件，维修难度大，维修费用高。
发明内容
本发明的目的是提供一种节能、环保、结构简单、干燥效果好的热泵干燥设备。
为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：
一种热泵干燥设备，包括介质池、介质循环管道、热泵和干燥机；所述干燥机包括机架，安装在机架上的主机箱体、轴承座和电机，主机箱体内安装有与两端轴承座匹配的若干组空心的热搅拌轴和由多根不锈钢管紧密排列而成的加热套，加热套包裹着热搅拌轴；主机箱体的一端设有进料口，另一端设有出料口，上部还设有出气口，加热套的不锈钢管的一端设有介质进口，另一端设有介质出口；热搅拌轴的两端设有旋转接头，热搅拌轴上有若干截面半径减小的区段，在此区段套有反刍套，其他区段上设有推进桨片；所述反刍套为一环状套，两端直径大，中间直径小，反刍套靠近热搅拌轴的一面为内壁，另一面为外壁。
所述推进桨片是空心的，推进桨片螺旋式地固定连接在热搅拌轴上，且连接处为密封连接，推进桨片与热搅拌轴内的空间是贯通的。
所述反刍套内壁和热搅拌轴相对应的部位设有导向条，有利于物料的挤压、抛洒和输送。
所述反刍套外壁设有齿轮，齿轮外安装有柱塞泵，干燥机工作时，物料挤压反刍套，反刍套旋转，齿轮带动柱塞泵工作，柱塞泵给流经热搅拌轴的介质增压，为介质的流动提供动力。
所述介质循环管道上设有单向阀，控制介质的单向循环。
所述热泵干燥设备还包括辅助加热系统，包括一个太阳能集热装置和空气能供热装置，太阳能集热装置和空气能供热装置之间的管道上设有膨胀节和单向阀。
本发明包括如下优点：1、节能。本发明的加热系统为热泵，热泵干燥设备的能源效率高，另外所述热泵干燥设备包括辅助加热系统，进一步节约了能源。2、设备结构紧凑，占地面积小。由设备结构可知，干燥所需的热量由加热套、热搅拌轴及推进叶片提供，热交换面积大，单位体积设备的传热面积大，可节省占地面积，减少基建投资。3、环境友好。由于采用了间接加热的方式，不会造成二次污染，处理空间封闭，有毒粉尘、气体安全可控。4、加热均匀、干燥速度快、干燥效率高。本发明通过加热套和热搅拌轴2条途径对物料加热，另外，反刍套的设置显著增强了物料的挤压、抛洒和输送等运动，创造性地提高了干燥速度和干燥效率。本发明能直接将含水率高于98%的污泥干燥至含水率35~45%。5、结构简单，运动部件少，易于维修，也方便操作，节约了维修成本和劳动力成本。6、本发明用途广泛，适用于多种干燥操作。如，本发明能很好地应用于茶叶杀青工作。
附图说明
图1是本发明的结构示意图。
图中标号：1-旋转接头，2-热搅拌轴、3-推进桨片、4-反刍套、5-加热套、6-介质池、7-导向条、8-电机、9-热泵、10-单向阀、11-膨胀节、12-空气供热装置、13-太阳能集热装置、14-介质循环管道、15-轴承座、16-机架、17-主机箱体、18-介质进口、19-介质出口。
具体实施方式
为了加深对本发明的理解，下面将结合实施例和附图对本发明作进一步详述，该实施例仅用于解释本发明，并不构成对本发明保护范围的限定，在本专利权利要求的保护范围内本领域技术人员不需要创造性劳动即可进行的各种修改或变形仍属本专利的保护范围。
如图1所示，一种热泵干燥设备，包括介质池6、介质循环管道14、热泵9和干燥机；所述干燥机包括机架16，安装在机架上的主机箱体17、轴承座15和电机8，主机箱体内安装有与两端轴承座匹配的空心的热搅拌轴2和由多根不锈钢管紧密排列而成的加热套5，加热套包裹着热搅拌轴；主机箱体的一端设有进料口，另一端设有出料口，上部还设有出气口；加热套的不锈钢管的一端设有介质进口18，另一端设有介质出口19；热搅拌轴的两端设有旋转接头1，热搅拌轴上有2个截面半径减小的区段，在这2个区段分别套有一只反刍套4，其他区段上设有推进桨片3；所述反刍套为一环状套，两端直径大，中间直径小，反刍套靠近热搅拌轴的一面为内壁，另一面为外壁。
所述推进桨片是空心的，推进桨片螺旋式地固定连接在热搅拌轴上，且连接处为密封连接，推进桨片与热搅拌轴内的空间是贯通的。
所述反刍套内壁和热搅拌轴相对应的部位设有导向条7，有利于物料的挤压、抛洒和输送。
所述反刍套外壁设有齿轮，齿轮外安装有柱塞泵，干燥机工作时，物料挤压反刍套，反刍套旋转，齿轮带动柱塞泵工作，柱塞泵给流经热搅拌轴的介质增压，为介质的流动提供动力。
所述介质循环管道上设有单向阀，控制介质的单向循环。
所述热泵干燥设备还包括一个由太阳能集热装置和空气能供热装置组成的辅助加热系统，太阳能集热装置和空气能供热装置之间的管道上设有膨胀节和单向阀。
本发明的工作原理为：本发明采用了2条途径对物料进行加热，第1条途径是，介质由热泵9加热后通过旋转接头1进入热搅拌轴2和推进桨片3，加热物料，然后单向回流至介质池6，第2条途径是，介质由热泵9加热后进入加热套5的不锈钢管，加热物料，然后单向回流至介质池6，热交换面积大，加热均匀，加热效果好；物料从进料口进入加热套5内，在推进桨片3的作用下沿着加热套内壁向前推进、向四周抛洒，当物料碰到反刍套4时，一部分被导向条7的反作用力退回，一部分被导向条扩散，物料被重新组合，达到对物料的挤压、松弛、翻转、揉捻等运动，从而创造性地提高了干燥效果；物料运动推动反刍套旋转，反刍套的齿轮带动柱塞泵工作，柱塞泵给流经热搅拌轴的介质增压，为介质的流动提供动力；太阳能集热装置和空气能供热装置组成的辅助加热系统能够节约能源。
Claims (6)
1.一种热泵干燥设备，特征在于，包括介质池、介质循环管道、热泵和干燥机；所述干燥机包括机架，安装在机架上的主机箱体、轴承座和电机，主机箱体内安装有与两端轴承座匹配的若干组空心的热搅拌轴和由多根不锈钢管紧密排列而成的加热套，加热套包裹着热搅拌轴；主机箱体的一端设有进料口，另一端设有出料口，上部还设有出气口，加热套的不锈钢管的一端设有介质进口，另一端设有介质出口；热搅拌轴的两端设有旋转接头，热搅拌轴上有若干截面半径减小的区段，在此区段套有反刍套，其他区段上设有推进桨片；所述反刍套为一环状套，两端直径大，中间直径小，反刍套靠近热搅拌轴的一面为内壁，另一面为外壁。
2.如权利要求1所述的一种热泵干燥设备，其特征在于，推进桨片是空心的，推进桨片螺旋式地固定连接在热搅拌轴上，且连接处为密封连接，推进桨片与热搅拌轴内的空间是贯通的。
3.如权利要求1所述的一种热泵干燥设备，其特征在于，反刍套内壁和热搅拌轴相对应的部位设有导向条。
4.如权利要求1所述的一种热泵干燥设备，其特征在于，反刍套外壁设有齿轮，齿轮外安装有为介质流动提供动力的柱塞泵。
5.如权利要求1所述的一种热泵干燥设备，其特征在于，介质循环管道上设有控制介质单向循环的单向阀。
6.如权利要求1所述的一种热泵干燥设备，其特征在于，还包括一个太阳能集热装置和空气能供热装置组成的辅助加热系统，太阳能集热装置和空气能供热装置之间的管道上设有膨胀节和单向阀。
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