CN104355066A - 一种大型粘稠半固体均质物料推进器及应用 - Google Patents

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Abstract

一种大型粘稠半固体均质物料推进器及应用，属于干式沼气发酵物料推进技术领域。包括长轴型推进叶轮、推进器驱动轴、推进器外壳；长轴型推进叶轮即在叶轮翼片驱动轴方向为长形，垂直轴向的截面为哑铃型结构，哑铃型结构的两端和中间均为弧形；每个长轴型推进叶轮均按有一个推进器驱动轴，两个长轴型推进叶轮的轴互相平行，且各自能够沿各自的轴进行旋转，两个长轴型推进叶轮的旋转方向相反，两翼片叶轮表面之间始终保持咬合并密封；在每个长轴型推进叶轮外面均设有推进器外壳，使得每个长轴型推进叶轮在旋转的过程中始终与所对应的半圆柱形空腔相切。两个叶轮相互都具有卸料清除作用。对粘稠半固体物料具有较好的推进作用。

Description

一种大型粘稠半固体均质物料推进器及应用
技术领域
本发明属于干式沼气发酵物料推进技术领域，特别涉及一种卧式大型连续沼气干式发酵大型粘稠半固体均质物料推进器。
背景技术
大型沼气发酵工艺装置中，由于发酵物料体积庞大，粘稠均质物料难以实现均匀推进，致使发酵装置运行中易出现“新”“老”物料返混，从而导致物料发酵不彻底、发酵舱有效容积利用率低、发酵舱出现死区、发酵舱局部易出现酸化的现象。另外，由于缺乏有效的大量物料缓慢均匀推进设备装置，致使大型干式发酵舱建设容积受到限制，在世界范围内针对粘稠物料(如城市脱水污泥含水率80％)连续干式发酵至今仍是该领域的难题。
针对上述现状，本发明设计了一种针对粘稠半固体物料能够实现均匀缓慢推进的大型物料推进装置。
发明内容
本次发明借鉴了罗茨风机对气体加压的工作原理。罗茨风机有双或三叶片形式，两组叶轮在风机壳内分别在两个驱动轴带动下进行相对旋转。工作中通过叶轮与叶轮、叶轮与风机壳的密封设计，以及叶轮的高速旋转，实现将气体从一侧(低压区)转送至另一侧(高压区)。叶轮在这一旋转过程中，两翼片叶轮之间、翼片叶轮和风机壳体之间通过翼片叶轮表面的(外渐开线和内渐开线)弧形设计，实现了在高速旋转状态下的相互密封，加压气体的作用，由此罗茨风机才实现了气体加压作用，从而形成了高压区。
对于粘稠半固体均质物料，利用这一原理和方法，本发明的大型粘稠半固体均质物料推进器，包括两个长轴型推进叶轮(1)、两个推进器驱动轴(2)、推进器外壳(4)。
长轴型推进叶轮(1)，整体为长柱形结构，即为具有轴向长度的推进叶轮，即在叶轮翼片设计上采用沿驱动轴方向的长形设计(见图2)，垂直轴向的截面为哑铃型结构，哑铃型结构的两端和中间外表面均为弧形；每个长轴型推进叶轮(1)均按有一个推进器驱动轴(2)，两个长轴型推进叶轮(1)的轴互相平行，且两叶轮以各自轴为中心进行相向同步旋转，两个长轴型推进叶轮(1)的旋转方向相反，一个顺时针，一个逆时针，旋转的过程中两翼片叶轮表面之间始终保持相对咬合密封；在每个长轴型推进叶轮(1)外面均设有推进器外壳(4)，推进器外壳(4)的内表面为半圆形空腔，使得每个长轴型推进叶轮(1)在旋转的过程中始终与所对应的半圆形空腔内壁相切。
本发明的一种大型粘稠半固体均质物料推进器长轴型推进叶轮(1)的旋转速度采用低转数，再结合物料池(发酵池)结构设计(见图3)就能够实现大量物料的缓慢推进或称之为导料。
本发明的一种大型粘稠半固体均质物料推进器用于粘稠半固体物料推进时，推进器外壳(4)的外面均设有阻挡物，使得阻挡物(如发酵舱混凝土底板6；发酵舱混凝土隔墙7)和推进器共同将推进器两边的空间阻挡分割成两部分空间，随着两个长轴型推进叶轮(1)的相对旋转，使得粘稠半固体物料跟着长轴型推进叶轮(1)的旋转从一边空间输送到另一边空间。
下面结合附图进行详细说明：首先工作原理见附图1。
为了叙述方便，图中将两个长轴型推进叶轮分别标注为AB叶轮和CD叶轮，并且利用A、B、C、D符号对叶轮的端部进行标注，用以显示叶轮旋转状态。用符号⑴、⑵、⑶、⑷、⑸、⑹、⑺表示物料区域，从图①至图⑨，两个叶轮完成相对的360°同步旋转，整个过程中完成了⑴、⑵、⑶、⑷区域物料从图中右侧到左侧的推进过程。从图中可以看出，在翼片叶轮将物料从右侧导至左侧过程中，例如翼片叶轮AB从图③开始的⑴区物料，由于物料⑴对于叶轮AB有粘附作用，如果单独的叶轮AB旋转，会出现⑴区物料随叶轮旋转返回右侧的状态，但是，在双叶轮相对同步咬合旋转的状态下，图③中的CD叶轮的D端，对叶轮AB所附带的⑴区物料具有清除作用，所以随着两个叶轮的不断相对咬合旋转，两个叶轮相互都具有卸料清除作用。基于上述原理，以该工艺原理为基础所建立的粘稠半固体物料推进器，对于上述性质的物料具有较好的推进作用。
在设置方式上，该推进器设置在发酵舱隔墙底部，并且，安装时推进器进口下沉嵌入发酵舱底部，进口下沿同发酵舱池底平齐，这样避免了出现底部死区。发酵舱的物料在自身重力作用下，不断下沉，不断被推进器导入下一个隔舱，从而完成整个物料的推进过程；同一边两推进器外壳之间的边口为进口，另一边两推进器外壳之间的边口为出口，物料是从进口导向出口。
附图说明
图1推进器结构示意图；
图2推进器结构及工作原理示意图；
图3长轴型推进叶轮整体形状示意图；
图4推进器在发酵舱中安装平面示意图；
图5推进器在发酵舱隔墙底部安装图；
长轴型推进叶轮1；推进器驱动轴2；推进器3；推进器外壳4；物料5；发酵舱混凝土底板6；发酵舱混凝土隔墙7；左侧发酵舱8；右侧发酵舱9，⑴、⑵、⑶、⑷、⑸、⑹、⑺表示物料区域。
具体实施方式
下面结合具体方式说明本发明，但本发明并不限于以下实施例。图1为推进器结构及工作原理示意图，其长轴型推进叶轮整体形状示意图见图2；
推进器在发酵舱隔墙底部安装示意图3。
采用上述装置进行连续推进的方法，其特征在于，包括以下步骤：
推进过程：如图叶轮AB按逆时针方向转动，叶轮CD按顺时针方向转动。两个叶轮按如图咬合方式相对旋转。
首先被叶轮AB旋转带入推进器的⑴区物料，随着AB叶轮按逆时针方向的旋转从右侧物料舱进入左侧物料舱，叶轮继续旋转⑴区物料在叶轮CD的挤压清除作用下，完成卸料过程(见图③至⑤)。此过程中⑶区物料被叶轮CD推入左侧隔舱，同时⑷区物料被AB叶轮带入推进器，待推进器旋转至图⑤状态时⑴、⑵区物料被完全推至左侧隔舱中。以此类推，两组叶轮旋转一周，完成⑴、⑵、⑶、⑷区物料从右侧发酵舱推入左侧发酵舱的过程。
实施例1
以70％城市污水处理脱水污泥(含水率80％)和30％餐厨垃圾混合原料进行水解酸化加沼气干式发酵，推进器高度(AB叶轮外壳的最高点和CD叶轮外壳最低点之间的距离，下同)设计为500mm，单片叶轮横截面长轴长度300mm(AB或CD方向的长度，下同)，叶轮沿驱动轴(长轴型推进叶轮的轴长，下同)方向长度为10m，叶轮旋转一周导物料量为0.7m3，叶轮转速按照0.25r/min设计，该驱动器每天可以导料250m3。
实施例2
以70％城市污水处理脱水污泥(含水率80％)和30％餐厨垃圾混合原料进行水解酸化加沼气干式发酵。推进器高度设计为250mm，单片叶轮横截面长轴长度150mm，叶轮沿驱动轴方向长度为10m，叶轮旋转一周导物料量为0.18m3，叶轮转速按照1r/min设计，该驱动器每天可以导料250m3。

Claims (4)

1.大型粘稠半固体均质物料推进器，其特征在于，包括两个长轴型推进叶轮(1)、两个推进器驱动轴(2)、推进器外壳(4)；
长轴型推进叶轮(1)，整体为长柱形结构，即为具有轴向长度的推进叶轮，即在叶轮翼片设计上采用沿驱动轴方向的长形设计，垂直轴向的截面为哑铃型结构，哑铃型结构的两端和中间外表面均为弧形；每个长轴型推进叶轮(1)均按有一个推进器驱动轴(2)，两个长轴型推进叶轮(1)的轴互相平行，且两叶轮以各自轴为中心进行相向同步旋转，且相对同步旋转，两个长轴型推进叶轮(1)的旋转方向相反，一个顺时针，一个逆时针，旋转的过程中两翼片叶轮表面之间始终保持相对同步咬合并密封；在每个长轴型推进叶轮(1)外面均设有推进器外壳(4)，推进器外壳(4)的内表面为半圆柱形空腔，使得每个长轴型推进叶轮(1)在旋转的过程中始终与所对应的半圆柱形空腔相切。
2.权利要求1的物料推进器用于推进粘稠半固体物料。
3.权利要求1的物料推进器用于推进粘稠半固体物料，其特征在于，推进器外壳(4)的外面均设有阻挡物，使得阻挡物和推进器共同将推进器两边的空间阻挡分割成两部分空间，随着两个长轴型推进叶轮(1)的相对同步旋转，使得粘稠半固体物料跟着长轴型推进叶轮(1)的旋转从一边空间输送到另一边空间。
4.权利要求1的物料推进器用于连续沼气干式发酵大型粘稠半固体均质物料推进，其特征在于，大型粘稠半固体均质物料推进器设置在发酵舱隔墙底部，并且，安装时大型粘稠半固体均质物料推进器进口下沉嵌入发酵舱底部，进口下沿同发酵舱池底平齐，发酵舱的物料在自身重力作用下，不断下沉，不断被推进器导入下一个隔舱，从而完成整个物料的推进过程。
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