CN102603145B - 用于污泥干化机的具有逆向倾斜交错互清式转盘的转轴 - Google Patents

Abstract

本发明涉及污泥处理设备，旨在提供一种用于污泥干化机的具有逆向倾斜交错互清式转盘的转轴。该转轴的主体呈空心圆柱状，在转轴上等距分布若干个中空的转盘，转盘内部与转轴内部相互连通，在转盘的圆周上还设置若干刮片；各转盘均倾斜安装且与垂直于空心转轴的剖面之间形成相同的夹角，同一根空心转轴上相邻转盘的倾斜方向相反。本发明通过逆向倾斜转盘空间相对位置和距离的不断变化，使其表面粘附的污泥层不断摩擦、剪切，实现污泥干化过程中转盘的相互清洁，解决污泥粘壁问题，从而改善污泥层的导热系数，增大干化机的综合换热效率，加快污泥中水分的蒸发速度，提高污泥干化机的处理能力。

Description

用于污泥干化机的具有逆向倾斜交错互清式转盘的转轴

技术领域

本发明涉及污泥处理设备，具体涉及一种用于污泥干化机的具有逆向倾斜交错互清式转盘的转轴。

背景技术

市政和工业污水处理厂会产生大量的剩余污泥，剩余污泥具有含水率高、体积大、质量大等特点，若不进行妥善处理会给环境带来巨大危害。剩余污泥经脱水后含水率仍高达80％，体积、质量仍较大，不利于后续处理处置。不论污泥最终采用何种处理处置方式，降低污泥含水率都十分重要。机械脱水的方法只能去除污泥中的自由水，如需进一步降低污泥的含水率则需使用污泥干化机，采用热干化的方式将污泥中的水分蒸发。

现有的污泥干化机多采用间接传热的加热方式，传热工质的热量经换热壁间接传递给污泥。含水率较高的污泥呈现流体状态，随着其在干化过程中含水率的降低，塑性逐步显现，并产生极大的粘性，极易粘附在换热壁的表面，不利于污泥的均匀混合和蒸发表面的更新。污泥层表面水分蒸发后将结壳，由于污泥壳的传热系数低，如果污泥壳不能被破碎，壳内污泥向外传热的效率也随之降低，导致干化机的综合传热系数降低。同时，污泥内水分通过污泥壳向外传质的速率也显著降低，导致污泥干化速率降低，制约了污泥干化机的处理量。

目前常用的间接传热桨叶式污泥干化机根据处理量设置两根或四根转轴，相邻的转轴逆向转动，每根转轴上设置若干组桨叶，桨叶为双叶楔形设计，垂直安装于转轴上。由于相邻桨叶之间的距离相同，转轴转动时桨叶的相对空间位置没有明显的变化，对于污泥这种粘性物料的干化，没有很好的自清洁效果。粘附在桨叶表面的污泥层的厚度等于叶片间距，难以从叶片上剥离，从而影响了干化速率。

发明内容

本发明要解决的技术问题是，克服现有技术中的不足，提供一种能够实现污泥干化过程中粘结污泥层的破碎和剥离，以提高污泥干化机的综合传热系数和污泥干化速率的具有逆向倾斜交错互清式转盘的转轴。

为了达到上述目的，本发明的内容为：

提供一种用于污泥干化机的具有逆向倾斜交错互清式转盘的转轴，包括至少两根转轴，转轴的主体呈空心圆柱状；在转轴上等距分布若干个中空的转盘，转盘内部与转轴内部相互连通，在转盘的圆周上还设置若干刮片；各转盘均倾斜安装且与垂直于空心转轴的剖面之间形成相同的夹角α，同一根空心转轴上相邻转盘的倾斜方向相反；同时，还应满足下述要求：

                             H＞3R/2                       公式(1)

                           H+h＜L-R/2                      公式(2)

                      L·tanα+A/cosα＜D/2                公式(3)

式中，R为空心转轴的直径、L为相邻空心转轴的轴心间距、D为同一根空心转轴上相邻两个倾斜转盘的圆心间距、H为转盘的半径、h为转盘上刮片高度、A为倾斜转盘的厚度。

作为改进，倾斜转盘与垂直于空心转轴的剖面之间夹角α的范围为10°～20°。

作为改进，各转盘在其所处转轴上的安装位置是：对应于相邻转轴上的相邻两个转盘安装位置之间的中心点。

作为改进，转轴连接至传动机构，相邻的转轴逆向同速或差速转动。

本发明中，根据干化机的规模，转轴可以是两根或四根，相邻转轴逆向旋转；转轴可分别在两端设置热工质进口和出口，也可采用管中管的形式，在同一端设置热工质的进口和出口；倾斜空心转盘的圆周上设置若干刮片，能够使物料随着倾斜空心转盘的搅拌而向干化机的出料口一侧移动；空心转轴连接传动机构，相邻的空心转轴逆向同速或差速转动。

空心转轴的参数确定的步骤为：

(1)根据污泥干化机的处理能力和所用热工质的种类，确定所需热工质的流量，从而确定空心转轴的直径R和倾斜空心转盘的厚度A。

(2)倾斜转盘与垂直于空心转轴的剖面的夹角为α的范围为10°～20°；α过小会使倾斜转盘空间相对位置变化太小，摩擦和相互剪切的效果不明显；α过大会使倾斜转盘空间相对位置变化太大，不利于倾斜转盘的设计布局，倾角过大的倾斜转盘在运转时受力也很大，不利于设备的安全稳定运行；α的取值根据污泥的粘度等性质进行确定；对于低粘度污泥，α可取下限，对于高粘度污泥，α可取上限。

(3)为实现逆向倾斜转盘良好的交错互清效果，根据公式(1)确认转盘的半径H；

(4)为避免相邻逆向倾斜转盘之间及逆向倾斜转盘与空心转轴发生碰撞，相邻空心转轴的轴心间距L、同一根空心转轴上相邻两个倾斜转盘的圆心间距D、倾斜转盘的高度H和刮片高度h根据公式(2)和(3)来确定。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

通过逆向倾斜转盘空间相对位置和距离的不断变化，使其表面粘附的污泥层不断摩擦、剪切，实现污泥干化过程中转盘的相互清洁，解决污泥粘壁问题，从而改善污泥层的导热系数，增大干化机的综合换热效率，加快污泥中水分的蒸发速度，提高污泥干化机的处理能力。

提出的设计方法可有效的实现发明意图，并可根据干化机的规模，计算出逆向倾斜交错互清式转盘的具体参数，使本发明适用于各种规模和类型的干化机，为其设计提供了依据。

附图说明

图1为逆向倾斜交错互清式转盘结构示意图；

图2为逆向倾斜交错互清式转盘设计计算示意图；

图3为逆向倾斜交错互清式转盘空间相对位置变化示意图。

图4为逆向倾斜交错互清式转盘空间相对位置变化示意图。

具体实施方式

参考附图，结合实施例对本发明进行详细描述。

本实施例中提供了一种用于污泥干化机的具有逆向倾斜交错互清式转盘的转轴，其结构如图1所示。包括：圆柱形转轴1和安装在转轴1上的若干个等距分布的逆向倾斜转盘2；转轴1为中空圆管，根据干化机的规模，转轴1可以是两根或四根；转轴1可分别在两端设置热工质进口3和热工质出口4，也可采用管中管的形式，在同一端设置热工质的进口和出口；逆向倾斜转盘2采用圆盘形中空设计，与空心转轴1的连接处内部联通，热工质能够在空心转轴1和转盘2内部自由流动；转盘2倾斜于空心转轴1的垂直剖面，同一根空心转轴1上的相邻转盘2的倾斜方向相反，与空心转轴1的垂直剖面的倾斜角度相等；转盘2在空心转轴1上的安装位置对应相邻空心转轴1上相邻两个转盘2安装位置的中心点；转盘2的圆周上设置若干刮片5，刮片5与空心转轴1的轴向成一定角度，能够使物料随着逆向转盘2的搅拌而向干化机的出料口一侧移动；空心转轴1连接传动机构，相邻的空心转轴1逆向转动。

转轴的具体设计参数如图2所示。其中，转轴的直径为R，相邻转轴的轴心间距为L，同一根空心转轴上相邻两个倾斜转盘的圆心间距为D，倾斜转盘的高度为H，倾斜转盘上刮片高度为h，倾斜转盘的厚度为A，倾斜转盘与垂直于空心转轴的剖面的夹角为α。转轴的各个部件应符合下述公式中的要求：

                               H＞3R/2                        公式(1)

                              H+h＜L-R/2                      公式(2)

                         L·tanα+A/cosα＜D/2                公式(3)

安装了所述转轴的间接传热式污泥干化机，当其运行时，热工质由热工质进口3进入空心转轴1，并在空心转轴1和逆向倾斜转盘2之间自由流动；干化机中的湿污泥与空心转轴1和逆向倾斜转盘2的表面接触，热工质所带热量通过热传导的方式经空心转轴1和逆向倾斜转盘2的表面传递给污泥；热工质放热降温后经热工质出口4离开空心转轴1；相邻的空心转轴1逆向同速或差速转动，逆向倾斜转盘2上换热面的空间位置随空心转轴1的转动不断变化，逆向倾斜转盘2的圆周在相邻空心转轴1上两个相邻逆向倾斜转盘2的安装位置之间往复运动(如图3、4所示，图3中所示的转盘，当其转动180°后即为图4状态)，从而实现与相邻空心转轴1上逆向倾斜转盘2表面的摩擦和对逆向倾斜转盘2与空心转轴1的夹角的剪切，提高污泥的均匀搅拌效果，实现污泥干化过程中逆向倾斜转盘2对粘结在其表面上污泥的自清洁效果；安装在逆向倾斜转盘2上的刮片5将污泥不断推向干化机的出料端，从而实现污泥干化机的连续进料和干化；污泥在干化机内的停留时间，可通过调节空心转轴1的转速或调整刮片5的倾斜角度来调节，以满足对干化后污泥含水率的要求。

最后，还需要注意的是，以上列举的仅是本发明的具体实施例子。显然，本发明不限于以上实施例子，还可以有许多变形。本领域的普通技术人员能从本发明公开的内容直接导出或联想到的所有变形，均应认为是本发明的保护范围。

Claims (4)

1.一种用于污泥干化机的具有逆向倾斜交错互清式转盘的转轴，转轴主体呈空心圆柱状；其特征在于，在转轴主体上等距分布若干个中空的转盘，转盘内部与转轴主体内部相互连通，在转盘的圆周上还设置若干刮片；各转盘均倾斜安装且与垂直于转轴主体的剖面之间形成相同的夹角α，同一根转轴主体上相邻转盘的倾斜方向相反；并且，转轴的参数应符合下述公式中的要求：

H＞3R/2                        公式（1）

H+h＜L-R/2                      公式（2）

L·tanα+A/cosα＜D/2                  公式（3）

式中，R为转轴主体的直径、L为相邻转轴主体的轴心间距、D为同一根转轴主体上相邻两个倾斜转盘的圆心间距、H为转盘的半径、h为转盘上刮片高度、A为倾斜转盘的厚度。

2.根据权利要求1所述的转轴，其特征在于，所述倾斜转盘与垂直于转轴主体的剖面之间夹角α的范围为10°～20°。

3.根据权利要求1所述的转轴，其特征在于，各转盘在其所处转轴主体上的安装位置是：对应于相邻转轴主体上的相邻两个转盘安装位置之间的中心点。

4.根据权利要求1所述的转轴，其特征在于，转轴主体连接至传动机构，相邻的转轴主体逆向同速或差速转动。

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