CN106467421A - 铲泥板翻堆机 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种铲泥板翻堆机，由滚筒、携带滚筒行走的车体、驱动滚筒旋转的驱动元件以及使滚筒升降的升降驱动装置等结构组成。该翻堆机针对传统逆旋式翻堆机运转过程中刀齿切削泥土产生的极度影响翻抛效率的丝瓜瓤现象，通过在滚筒工作位的前下方增加铲泥板结构，有效避免了该现象的产生，并有着显著减小翻堆机功率消耗和改善刀具磨损的优势。

Description

铲泥板翻堆机

技术领域

本发明涉及一种翻堆机、属于环保行业用于处理污泥的设备。

背景技术

在环境保护污泥处理行业，德国的BACKHUS(巴库斯)公司较早研制出了用于改善好氧发酵堆肥中供氧和改善物料形状的机械设备，称之为翻堆机或翻抛机，本发明涉及的是采用逆旋翻抛的滚筒式或逆旋刮泥的链式刮板式污泥翻堆机，由滚筒或链式刮板(以下简称滚筒)、携带滚筒行走的车体、驱动滚筒旋转的驱动元件以及使滚筒升降的升降驱动装置，滚筒外圆柱面上镶嵌有刀齿(链式刮板的刮板如同刀齿)，滚筒通过支撑臂与车体连接，支撑臂包括两个铰接轴，一个与车体通过铰轴连接，一个与升降驱动装置连接，支撑臂或在滚筒轴向长度的中间或在两端与之连接，滚筒相对支撑臂是旋转的，支撑臂可绕铰轴相对车体摆动，摆动的两个位置一个在下用于前进翻堆工作，一个在上用于后退返回复位，前进翻堆工作时滚筒高速旋转，前方的泥土被滚筒上的刀齿刮起并抛向后方(链式刮板则是刮起泥土沿着刮板滑移面刮向后上方)，滚筒的旋转方向是逆向旋转，即刀齿在最低端由后向前然后向上，刀齿切削泥土的深度变化为月牙形，即吃刀从最低端由零深度起，至滚筒中心高度时最深，刀齿在刮泥过程中与泥土的摩擦导致其刃口被磨圆，在不及时修磨刃口时，还将会出现负后角，磨损的刀齿在滚筒最低端刮泥吃刀期初，圆角和负后角使刀齿如同抹灰的抹子，将浅吃深的泥土压实，泥土孔隙度的存在，使得泥土如同丝瓜瓤一般，将吃刀处周围的泥土牵拉下沉，污泥发酵过程中水分不断散失，孔隙度不同程度出现，在翻堆机翻堆工作进程中所处理的污泥的发酵期不同，污泥的湿度或孔隙度不一，在孔隙度、坚实度满足一定条件时，泥土就像丝瓜瓤，磨钝的刀齿因零吃深起始以及牵拉作用，刀齿在整个切削过程根本无法切入泥土中，此刻刀齿如同抹子的作用使泥土的切削面越压越实，形成一层韧性很强的表层，而表层下又如海绵般具有弹性，这种状况的出现，是整个翻抛工作中最黑暗的阶段，其消耗的功率达到极致，这时刮土已变成了搓泥，刀齿磨损严重。

发明内容

为了避免上述泥土如丝瓜瓤现象的产生，解决过大的功率消耗及磨损严重的问题，本发明所采取的技术方案是，在滚筒工作位的前下方设置一个铲泥板，铲泥板刀片的刃口位置在铅垂方向上低于旋转滚筒刀齿的最低点，在水平前进方向上落后于旋转滚筒刀齿的最前方点，其刀片正面向前上方，刃口向前。这个位置上方的泥土已被滚筒刀齿刮除，即铲泥板上方的泥土很薄，便于铲起，翻堆机工作起始是从含水量最低的一端开始，这段泥土较松散，坚实度最低，铲泥板最易深入泥中，一旦铲入泥中，刃口上方泥土始终保持足够的厚度(亦即足够的切削深度)，使得泥土是在不断的撕裂过程中完成铲入，铲起的泥土沿铲泥板刀片正面上升到较高的位置，当滚筒刀齿吃刀刮泥时，其吃刀位置不再是零深度位置，吃刀起始深度足以大于刀齿磨钝的圆角及负后角的作用深度，这种情况下，泥土不再是单纯的被压实，而是切削、撕裂掺杂其中，压实作用降低甚至不再存在，刀齿的磨损速度因此减缓，压实搓泥成为切实的切削。

附图说明

图1是耕作硬壤土时单金属犁铧刃口外形的变化过程示意图

图2是原技术刀齿吃刀由浅入深示意图

图3是铲泥板工作原理图

图4是劈刀状铲泥板结构示意图

图5是瓦片状铲泥板结构示意图

图中代号说明：

1.铲泥板；2.泥土；3.滚筒刀齿；4.滚筒刀齿运动轨迹；5.刀片；6.三角形刀座；7.瓦片形刀座；

具体实施方案

下面结合附图对本发明技术方案进行进一步详细说明：

图1所示是前苏联西涅阿科夫等所著《土壤耕作机械的理论和计算》一文中关于耕作硬壤土时单金属犁铧刃口外形的变化过程，耕作硬壤土时单金属犁铧刃口外形的变化说明翻堆机刀齿在翻抛中势必形成圆角和负后角，从实际使用的磨损情况也证实了这个现象，刀齿的刃口磨钝形成圆角，使切削变成了抹压，负后角的形成进一步增加了抹压的厚度，结果使表面形成了一层压实层，在下一次切削时，压实层受压点牵拉周边使刀齿周围下沉，进一步恶化了切削条件。

图2所示原技术刀齿吃刀深度变化为月牙形，起始吃刀时吃刀深度为零，随后由浅入深，然而，表面压实的待切削表层因孔隙度的存在，好似丝瓜瓤似受压即退缩，而由浅入深的切削进程使得待切削表层逐一顺序压下，整个过程中的切削变成了搓泥，行进阻力极大，行进阻力越大，抹压的力越大，摩擦阻力越大，滚筒切削所消耗的功率也就越大。

如图3铲泥板工作原理图所示，在翻抛刀齿处于在低点切削运动的前方设置一个铲泥板(1)，铲泥板(1)在泥土相对松散时切入泥土(2)，或者起初即便经历由浅入深的切入，但很快即可深入，一旦深入，将不再出现由浅入深的状态，而是维持在刀刃与滚筒刀齿(3)间的距离这一深度的切削状态。这时泥土(2)因铲泥板(1)的作用发生弯曲，中性层以上泥土受压，以下受拉。因泥土并不具备拉伸变形能力，因此将会在根部发生撕裂，即便铲泥板(1)磨损，也会在铲泥板(1)的端部形成楔形土瘤，发挥刀刃的作用；撕裂的泥土分界面凹凸不平，铲泥板(1)刀片(5)刃口或楔形土瘤端的圆角虽仍会起到抹子的作用，但只是将撕裂产生的凹凸不平抹平，而不是抹压；即便是抹压，因铲泥板(1)在二次经过同一位置时不会发生切削深度的变化，因此不会影响行进。铲泥板(1)铲起的泥土沿着铲泥板(1)刀片(5)正面向上滑移，当泥土滑移到铲泥板(1)以外时将会破碎掉到铲板后方，从而在铲泥板(1)面的最上端形成一个泥土安息角为坡度的斜面，这个斜坡泥土相比压实的月牙形泥土非常松软，刀齿(3)很容易切入；同时刀齿切入泥土的这个位置已不是月牙形的尖角处，而是具有一定深度的切削起始位置，这时刀齿(3)切入如同上述铲泥板(1)切入泥土一般，虽难免有抹子抹压的成分，但撕裂和剪切滑移同时存在，抹子的抹压不再坚实，且即便坚实再次切削时因切入点起始深度大于刀口钝角圆角，不会再阻碍刃口切入。由于刃口切入位置不在坚实的抹压层，刀口的磨损进程也将变缓，刀齿的寿命得到了延伸。

如图3所示，翻堆机进入正常工作后，铲泥板(1)所处位置上方的泥土已被滚筒刀齿刮除，尤其是滚筒刀齿最低点前方1/4～3/4滚筒半径处，泥土厚度适中，既能够保证滚筒刀齿有一定吃深，又不会使铲泥板(1)刀片(5)上承受过大的力，因此，铲泥板(1)刀片(5)的刃口水平位置应设置在滚筒刀齿最低点前方1/4～3/4滚筒半径处，特别是1/2滚筒半径处。

铲泥板(1)通过与滚筒支撑臂连接来固定其与滚筒的相对位置，铲泥板(1)刀片(5)刃口边所处方向即铲泥板(1)的较长的长度方向与滚筒轴线平行，对于支撑臂在滚筒轴向长度的中间的，铲泥板(1)的连接点在中间，对于支撑臂在滚筒两端的，铲泥板(1)连接点在两端。

图4所示劈刀状铲泥板(1)结构为三角形截面结构，包括刀片(5)和三角形刀座(6)，三角形刀座(6)用于安装刀片，三角形刀座(6)包含有安装刀片的安装面以及截面为近似三角形的结构。铲泥板(1)在铲泥时受到垂直于刀面的压力，平行于刀面的摩擦力。在摩擦系数小于1的情况下(泥土与钢的摩擦系数为0.25～0.95)，显然垂直于刀面的正压力大于摩擦力，为使铲泥板(1)受压能力提高，铲泥板(1)的前角不可太小，以使压力和摩擦力的合力方向更接近于指向到宽度方向(横截面尺寸较大的方向)，三角形截面高度方向尺寸越大越有利于承载垂直于刀面的正压力。但是，截面高度尺寸越大，切削的深度也就越大，刀面承载的压力也越大，同时行进方向的阻力也就越大，因此出现图5所示瓦片状铲泥板结构：瓦片状结构增加了铲泥板(1)在铲泥板(1)刀片(5)正面垂直方向抗弯模量。但是由于刀片(5)正面上的压力远远偏离瓦片截面形心，故其截面模量对刀片正面抗弯能力的提高是有限的，因此仍需在刀口处设置图5所示三角形结构。三角形和圆弧共同构成了如同鱼钩的形状，因此也称瓦片状铲泥板为鱼钩截面形铲泥板。

Claims (7)

1.铲泥板翻堆机，由滚筒、携带滚筒行走的车体、驱动滚筒旋转的驱动元件以及使滚筒升降的升降驱动装置，滚筒外圆柱面上镶嵌有刀齿，滚筒通过支撑臂与车体连接，支撑臂包括两个铰接点，一个与车体通过铰轴连接，一个与升降驱动装置连接，支撑臂或在滚筒轴向长度的中间或在两端与滚筒连接，滚筒相对支撑臂是旋转的，支撑臂可绕铰轴相对车体摆动，摆动的两个位置一个在下用于前进翻堆工作，一个在上用于后退返回复位，其特征在于在滚筒工作位的前下方包括一个铲泥板。

2.根据权利要求1所述的翻堆机，其特征在于铲泥板刀片的刃口位置在铅垂方向上低于旋转滚筒刀齿的最低点，在水平前进方向上落后于旋转滚筒刀齿的最前方点，其刀片(5)正面向前上方，刃口向前。

3.根据权利要求2所述的翻堆机，其特征在于铲泥板刀片的刃口水平位置在滚筒刀齿最低点前方1/4～3/4滚筒半径处。

4.根据权利要求3所述的翻堆机，其特征在于铲泥板刀片的刃口水平位置在滚筒刀齿最低点前方1/2滚筒半径处。

5.根据权利要求1所述的翻堆机，其特征在于铲泥板与滚筒支撑臂连接，铲泥板的较长的长度方向与滚筒轴线平行，对于支撑臂在滚筒轴向长度的中间的，连接点在中间，对于支撑臂在滚筒两端的，连接点在两端。

6.根据权利要求1所述的翻堆机，其特征在于铲泥板为劈刀状，包括刀片和刀座，刀座包含有安装刀片的安装面以及截面为近似三角形的结构，用于安装刀片。

7.根据权利要求1所述的翻堆机，其特征在于铲泥板为瓦片状，包括刀片和刀座，刀座包含有安装刀片的安装面以及截面近似鱼钩的前端三角形后端瓦片状的结构，用于安装刀片。