CN116495957B - 一种污泥碳化装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种污泥碳化装置，具体涉及污泥处理设备技术领域，包括底板、滚筒、投料口、加热部件、支架、电机、搅拌轴；用于在电机的输出轴旋转时，能驱动搅拌轴往复移动的往复驱动部；两两成对地铰接在搅拌轴上的，且位于滚筒内的摆动杆，摆动杆远离搅拌轴的一端设有翻搅板；用于在搅拌轴往复移动时，能驱动摆动杆摆动的摆动部。本发明通过设置搅拌轴滑动穿设于滚筒上，电机旋转时，将带动搅拌轴旋转，使得翻搅板能够对滚筒内的污泥进行翻搅，再通过摆动部的设置，使得搅拌轴在移动时，能够使翻搅板沿摆动杆与搅拌轴的铰接处摆动，这样使得翻搅板能够在滚筒内摆动，进而使得翻搅板的翻搅盲区减小，从而能够提升搅拌的效率。

Description

一种污泥碳化装置

技术领域

本发明涉及污泥处理设备技术领域，具体为一种污泥碳化装置。

背景技术

目前，国内污泥处置方法多种多样，有卫生填埋、焚烧、土地利用、厌氧消化、生产建材等，由于受技术和经济制约，现阶段的污泥处置以卫生填埋(65%)为主。为满足各种地区污泥处理的需要，各种新型污泥处理处置方法不断开发出来，其代表技术之一就是污泥碳化。其原理是在缺氧或无氧条件下加热碳化污泥，使污泥中有机物裂解，生成主要由碳氢化合物组成的可燃挥发气体，利用可燃气体中能量干化污泥，充分利用污泥自身能量生产出化学性质稳定的污泥碳化物。

经检索中国专利公开号CN105523699B中提供了一种污泥干化碳化装置及工艺，物料先在干燥设备进行干燥，经过干燥设备的气体部分被通入到热风发生炉内，使气体和能量重复回收利用，另外，也是为了给热风发生炉产生的热风补充部分水，稍微提高热风的湿度，使热风比热容提高，提高热效率。然后再进入碳化设备中进行碳化，碳化时采用间接加热的方式，使碳化用的高温气体与物料碳化时产生的干馏气体隔离开，干馏气体被通入到热风产生装置处燃烧而产生碳化用的高温气体，实现了对干馏气体的综合利用。同时，高温气体在对物料进行碳化后发生降温，已经降温的高温气体又通入到干燥设备里，使高温气体的热能有得到了充分利用。因而，通过上述设置，极大地降低了污泥干化碳化时消耗的能量。

上述现有技术中，需要对污泥成分进行搅拌，使得污泥在受热过程中，能够充分均匀受热，但是目前的碳化设备对污泥的搅拌形式较为单一，容易产生搅拌的盲区，进而影响污泥碳化受热的效率。

发明内容

本发明的目的在于提供一种污泥碳化装置，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种污泥碳化装置，包括底板及安装在所述底板上方的滚筒，所述滚筒上设有投料口，且所述滚筒内设有加热部件，还包括：

设于所述底板上的，且位于所述滚筒轴向一端外侧的支架；

安装在所述支架上的电机；

同轴可转动地穿设于所述滚筒上的搅拌轴，所述电机的输出轴伸缩插合在搅拌轴内，且与所述搅拌轴花键连接；

用于在所述电机的输出轴旋转时，能驱动所述搅拌轴往复移动的往复驱动部；

两两成对地铰接在所述搅拌轴上的，且位于所述滚筒内的摆动杆，所述摆动杆远离搅拌轴的一端设有翻搅板；

用于在所述搅拌轴往复移动时，能驱动所述摆动杆摆动的摆动部。

优选地，所述往复驱动部包括：

连接于所述支架上的固定套，所述电机的输出轴能够自由穿出固定套；

固定套装于所述固定套上的安装板，所述安装板朝向滚筒的一面沿固定套的轴向对称设有两个安装杆，所述安装杆上转动连接有滚轮；

固定套装于所述搅拌轴穿出滚筒一端上的转动环，所述转动环朝向安装板的一端面设有两个弧形突出部，所述弧形突出部与转动环同轴，且所述滚轮能够在转动环端面以及弧形突出部表面滚动；

用于驱动所述搅拌轴朝支架方向移动的弹性机构。

优选地，所述弹性机构包括：

同轴固接于所述滚筒远离支架一端面上的安装筒，所述搅拌轴端部能够自由穿入至安装筒内；

水平安装在所述安装筒内的复位弹簧，所述复位弹簧对搅拌轴端部产生朝支架方向的弹性抵顶力。

优选地，所述滚筒转动连接在底板上，所述转动环上同轴设有圆台段，所述圆台段的外径朝远离滚筒的方向依次递增，所述转动环上的中孔贯穿圆台段，所述滚筒上同轴设有法兰座，所述法兰座上开设有供搅拌轴自由通过的通槽，所述法兰座上同轴开设有锥槽，所述锥槽与圆台段配合使用。

优选地，所述支架上水平滑动穿设有滑动杆，所述滑动杆上设有齿条柱，所述法兰座上设有与齿条柱外啮合的齿轮部，所述滑动杆两端各套绕有缓冲弹簧，所述缓冲弹簧两端分别弹性抵顶齿条柱和支架。

优选地，所述圆台段由橡胶材质制成。

优选地，所述底板两端各设有支板，所述支板上开设有供滚筒自由通过的安装槽，所述安装槽内壁上沿其轴向阵列设有多个支撑滚轮，所述滚筒上同轴套装有固定环，所述固定环上开设有一圈环形滚动槽，所述支撑滚轮滚动连接在环形滚动槽内。

优选地，所述滚筒表面设有保温层。

优选地，所述摆动部包括：

同轴转动连接于所述滚筒内壁上的转动盘；

铰接于所述摆动杆上的铰链杆，所述铰链杆远离摆动杆的一端铰接在转动盘端面上。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本发明通过设置搅拌轴滑动穿设于滚筒上，电机旋转时，将带动搅拌轴旋转，使得翻搅板能够对滚筒内的污泥进行翻搅，另外搅拌轴在旋转时，将由往复驱动部驱动搅拌轴沿滚筒的轴向往复移动，使得翻搅板能够在滚筒内水平移动，另外再通过摆动部的设置，使得搅拌轴在移动时，能够使翻搅板沿摆动杆与搅拌轴的铰接处摆动，这样使得翻搅板能够在滚筒内摆动，进而使得翻搅板的翻搅盲区减小，从而能够提升搅拌的效率，另外通过加热部件对滚筒内的污泥进行加热干燥，进而使得污泥能够碳化；

本发明通过设置转动环、安装杆及滚轮，滚轮通过在转动环的端面和弧形突出部表面上滚动，进而能够驱动搅拌轴在滚筒上滑动，再通过弹性机构驱动搅拌轴朝支架的方向移动，进而使得搅拌轴能够往复水平移动，从而实现摆动杆和翻搅板的水平往复移动，减少搅拌的盲区；

本发明通过设置法兰座、圆台段及锥槽，当滚轮在弧形突出部的端面上滚动时，将驱动搅拌轴朝滚筒的方向移动，进而使得圆台段插入法兰座的锥槽内，使得圆台段与锥槽卡合，进而使得搅拌轴旋转时，能够带动滚筒旋转，且当滚轮从弧形突出部的端面上滚动至转动环的端面上时，转动环将朝滚筒外侧方向移动，进而使得圆台段与锥槽脱离卡合，使得滚筒停止转动，滚筒的转动角度为90°，即，搅拌轴在进行转动时，将带动滚筒同步小幅度的往复摆动，使得污泥在滚筒内能够翻动，进一步提高与翻搅板和摆动杆的接触时长，进而提升对污泥的搅拌效率；

本发明通过设置转动盘和铰链杆，当搅拌轴在水平移动时，铰链杆会带动摆动杆进行摆动，进而使得翻搅板能够摆动，实现搅拌轴旋转和移动过程中，同步带动翻搅板移动以及驱动翻搅板摆动。

附图说明

图1为本发明一种污泥碳化装置的整体结构示意图；

图2为图1中A处局部结构的放大示意图；

图3为图1中结构的剖视示意图；

图4为图1中结构侧视角度的示意图；

图5为图4中结构的剖视示意图；

图6为本发明中摆动部的结构示意图；

图7为本发明中转动环的结构示意图；

图8为图7中结构的剖视示意图；

图9为图7中结构的正视示意图；

图10为本发明中法兰座的结构示意图；

图11为图10中结构的剖视示意图。

图中：1-支板；2-缓冲弹簧；3-底板；4-电机；5-支架；6-齿条柱；7-滑动杆；8-保温层；9-安装槽；10-支撑滚轮；11-滚筒；12-投料口；13-安装筒；14-齿轮部；15-锥槽；16-法兰座；17-弧形突出部；18-滚轮；19-搅拌轴；20-固定套；21-安装板；22-安装杆；23-圆台段；24-翻搅板；25-铰链杆；26-固定环；27-摆动杆；28-转动盘；29-复位弹簧；30-转动环。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1-图11所示，本发明提供一种技术方案：一种污泥碳化装置，包括底板3，底板3长度方向两端各竖直焊接有支板1，支板1上开设有通孔形式的安装槽9，安装槽9内壁上沿安装槽9的轴向阵列安装有三个支撑滚轮10，两个安装槽9内共同安装有一个圆柱状的滚筒11，滚筒11轴向的两端各同轴套装有固定环26，固定环26上开设有一圈环形滚动槽，支撑滚轮10滚动连接在环形滚动槽内，使得滚筒11轴向两端分别安装在两个安装槽9的支撑滚轮10内，由支撑滚轮10对滚筒11进行支撑，且滚筒11能进行旋转，滚筒11位于底板3的上方，且滚筒11的轴向与底板3平行，另外滚筒11上设有投料口12，通过将污泥由投料口12输送至滚筒11内，实现污泥的投料，另外滚筒11转动180度后，投料口12的口部能够朝下，进而使得投料口12既能进行投料，又能进行出料，当然投料口12的口部可以安装挡盖（图中未示出），设置挡盖的目的是用于封堵或遮盖投料口12，以防止出料时，污泥从投料口12溢出而影响对污泥的收集，所述滚筒11内设有加热部件，加热部件可以是电热棒或半导体加热元件等，该污泥碳化装置还包括：

焊接于底板3的其中一个支板1上的，且位于滚筒11轴向一端外侧的支架5，支架5的外轮廓大致成U形，且其两个侧板焊接在支板1的两侧，支架5的中段对应滚筒11的轴向端面；

安装在支架5上的电机4，电机4通过螺钉的方式安装在支架5上，另外电机4通过缆线与外部电源设备以及控制设备电性连接；

同轴可转动地穿设于滚筒11上的搅拌轴19，即，搅拌轴19能够在滚筒11上滑动和转动，另外电机4的输出轴伸缩插合在搅拌轴19内，且与搅拌轴19花键连接，具体的，搅拌轴19端面上开设有盲孔形式的花键孔，电机4的输出轴上安装有键条，键条安装在花键孔内，以此使得搅拌轴19与电机4的输出轴花键连接，这样当电机4的输出轴旋转时，能够同步带动搅拌轴19进行旋转，另外搅拌轴19可以沿输出轴的轴向进行移动；

用于在电机4的输出轴旋转时，能驱动搅拌轴19往复移动的往复驱动部，电机4外接电源并转动时，将带动搅拌轴19旋转；

两两成对地铰接在搅拌轴19上的，且位于滚筒11内的摆动杆27，摆动杆27远离搅拌轴19的一端设有翻搅板24，电机4带动搅拌轴19进行旋转时，使得搅拌轴19上的摆动杆27和翻搅板24能够绕搅拌轴19的轴向进行旋转，以此使得翻搅板24和摆动杆27共同对滚筒11内的污泥进行翻搅；

用于在搅拌轴19往复移动时，能驱动摆动杆27摆动的摆动部，搅拌轴19往复移动时，摆动部能够驱动摆动杆27进行摆动，这样使得翻搅板也能进行摆动，进而使得滚筒11内的污泥的翻搅效果更好。

在本发明所述的一种污泥碳化装置中，通过外部输送设备将污泥由投料口12输送至滚筒11内，电机4外接电源并转动时，将带动搅拌轴19旋转，电机4带动搅拌轴19进行旋转时，使得搅拌轴19上的摆动杆27和翻搅板24能够绕搅拌轴19的轴向进行旋转，以此使得翻搅板24和摆动杆27共同对滚筒11内的污泥进行翻搅，搅拌轴19往复移动时，摆动部能够驱动摆动杆27进行摆动，这样使得翻搅板也能进行摆动，进而使得滚筒11内的污泥的翻搅效果更好。

如图1-图11所示，往复驱动部包括：

连接于支架5上的固定套20，电机4的输出轴能够自由穿出固定套20，固定套20可以通过螺钉连接的方式安装在支架5的中部，或者也可以通过焊接的方式将固定套20安装在支架5上；

固定套装于固定套20上的安装板21，安装板21朝向滚筒11的一面沿固定套20的轴向对称设有两个安装杆22，安装杆22上转动连接有滚轮18，两个滚轮18的轴向与搅拌轴19的轴向垂直；

固定套装于搅拌轴19穿出滚筒11一端上的转动环30，转动环30与搅拌轴是同步转动的，转动环30朝向安装板21的一端面设有两个弧形突出部17，弧形突出部17端面上有一段直面，且弧形突出部17两端与转动环30端面具有弧形过渡段，设置该弧形过渡段，使得滚轮18能够较顺畅地动转动环30的端面上滚动至弧形突出部17的端面上，弧形突出部17与转动环30同轴，且滚轮18能够在转动环30端面以及弧形突出部17表面滚动，当滚轮18在弧形突出部17的端面上滚动时，将驱动转动环30朝滚筒11的方向移动；

用于驱动搅拌轴19朝支架5方向移动的弹性机构，当滚轮18在弧形突出部17的端面上滚动时，将驱动转动环30朝滚筒11的方向移动，且此时弹性机构处于弹性势能蓄积状态，当滚轮18在转动环30的端面上滚动时，弹性机构蓄积的弹性势能将释放，进而能够驱动搅拌轴19朝支架5的方向移动，从而使得滚轮18能够交替地在转动环30端面和弧形突出部17端面上滚动，进而可以实现搅拌轴19的往复移动。

在本发明所述的一种污泥碳化装置中，电机4带动搅拌轴19旋转时，将使滚轮18在弧形突出部17的端面上滚动，当滚轮18在弧形突出部17的端面上滚动时，将驱动转动环30朝滚筒11的方向移动，且此时弹性机构处于弹性势能蓄积状态，当滚轮18在转动环30的端面上滚动时，弹性机构蓄积的弹性势能将释放，进而能够驱动搅拌轴19朝支架5的方向移动，从而使得滚轮18能够交替地在转动环30端面和弧形突出部17端面上滚动，进而可以实现搅拌轴19的往复移动。

如图1-图11所示，弹性机构包括：

同轴固接于滚筒11远离支架5一端面上的安装筒13，安装筒13内部是空心的，因此搅拌轴19远离支架5的一个端部能够自由穿入至安装筒13内，另外进一步地，可以将安装筒13的内径尺寸设置成略大于搅拌轴19的外径尺寸，避免搅拌轴19在安装筒13内滑动时，不会产生空气阻力；

水平安装在安装筒13内的复位弹簧29，复位弹簧29对搅拌轴19端部产生朝支架5方向的弹性抵顶力。

在本发明所述的一种污泥碳化装置中，将搅拌轴19进行往复移动时，搅拌轴19将缩入安装筒13内，使得搅拌轴19的端部能够压缩复位弹簧29，使得复位弹簧29蓄积弹性势能，当滚轮18在转动环30的端面上滚动时，复位弹簧29蓄积的弹性势能将驱动搅拌轴19朝支架的方向移动。

如图1-图11所示，滚筒11转动连接在底板3上，转动环30上同轴设有圆台段23，圆台段23的外径朝远离滚筒11的方向依次递增，转动环30上的中孔贯穿圆台段23，滚筒11上同轴设有法兰座16，法兰座16上开设有供搅拌轴19自由通过的通槽，法兰座16上同轴开设有锥槽15，锥槽15与圆台段23配合使用。

在本发明所述的一种污泥碳化装置中，当滚轮18在弧形突出部17的端面的直面上滚动时，滚轮18将驱动转动环30朝滚筒11的方向移动，转动环30朝滚筒11的方向移动时，将带动圆台段23卡入锥槽15内，使得圆台段23与锥槽15卡紧，并使得滚筒11能够随搅拌轴19旋转一定角度，进一步地，本实施例中，由于两个弧形突出部17沿转动环的轴向对称设置，因此滚筒11的旋转角度为90度，或者接近90度，滚筒11回旋时，将使滚筒11内的污泥在滚筒11内翻动，并增大与翻搅板24、摆动杆27的接触概率，这样提高了摆动杆27和翻搅板24的翻搅效率，当滚轮18由弧形突出部17的端面滚动至转动环30的端面上时，复位弹簧将驱动搅拌轴朝支架的方向移动。

如图1-图11所示，支架5上水平滑动穿设有滑动杆7，滑动杆7上设有齿条柱6，法兰座16上设有与齿条柱6外啮合的齿轮部14，滑动杆7两端各套绕有缓冲弹簧2，缓冲弹簧2两端分别弹性抵顶齿条柱6和支架5。

在本发明所述的一种污泥碳化装置中，当滚筒11旋转时，将带动齿轮部14同步转动，进而使得齿轮部14与齿条柱6外啮合传动，并使得滑动杆7在支架上滑动，进而使得其中一个缓冲弹簧2处于压缩状态，当圆台段与锥槽脱离卡合状态时，缓冲弹簧蓄积的弹性势能将驱动滑动杆7反向移动，进而使得齿条柱与齿轮部啮合，进而能够驱动滚筒11反向旋转，以此使得滚筒11能够往复摆动，即，滚筒11能够小幅度的摆动。

如图1-图11所示，圆台段23由橡胶材质制成，这样使得圆台段23卡合在锥槽内时，圆台段23与锥槽内壁的摩擦力较大，进而使得搅拌轴能够更顺畅地带动滚筒11进行旋转。

如图1-图11所示，滚筒11表面设有保温层8，通过设置保温层8，使得滚筒11内的热量不会逸散出来，避免影响对污泥的受热碳化效果。

在本发明所述的一种污泥碳化装置中，加热部件工作时，能够对滚筒11内的污泥进行加热干燥，使得污泥能够受热碳化，通过设置保温层8，使得滚筒11内的热量不会快速逸散出来。

如图1-图11所示，摆动部包括：

同轴转动连接于滚筒11内壁上的转动盘28，具体的，滚筒11的内壁上同轴设有一安装环，转动盘28通过轴承安装在安装环上，使得转动盘28转动连接在滚筒11内；

铰接于摆动杆27上的铰链杆25，铰链杆25远离摆动杆27的一端铰接在转动盘28端面上，两个铰链杆25沿转动盘28的轴向对称设置，且搅拌轴19能够从转动盘28的内孔自由穿出。

在本发明所述的一种污泥碳化装置中，搅拌轴19旋转时，同步带动摆动杆27进行旋转，摆动杆27旋转时，将带动转动盘28进行旋转，另外搅拌轴19水平移动，进而带动铰链杆沿与转动盘28的铰接处摆动，并带动摆动杆和翻搅板摆动。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (7)

1.一种污泥碳化装置，包括底板（3）及安装在所述底板（3）上方的滚筒（11），所述滚筒（11）上设有投料口（12），且所述滚筒（11）内设有加热部件，其特征在于，还包括：

设于所述底板（3）上的，且位于所述滚筒（11）轴向一端外侧的支架（5）；

安装在所述支架（5）上的电机（4）；

同轴可转动地穿设于所述滚筒（11）上的搅拌轴（19），所述电机（4）的输出轴伸缩插合在搅拌轴（19）内，且与所述搅拌轴（19）花键连接；

两两成对地铰接在所述搅拌轴（19）上的，且位于所述滚筒（11）内的摆动杆（27），所述摆动杆（27）远离搅拌轴（19）的一端设有翻搅板（24）；

用于在所述搅拌轴（19）往复移动时，能驱动所述摆动杆（27）摆动的摆动部；

用于在所述电机（4）的输出轴旋转时，能驱动所述搅拌轴（19）往复移动的往复驱动部，所述往复驱动部包括：

连接于所述支架（5）上的固定套（20），所述电机（4）的输出轴能够自由穿出固定套（20）；

固定套装于所述固定套（20）上的安装板（21），所述安装板（21）朝向滚筒（11）的一面沿固定套（20）的轴向对称设有两个安装杆（22），所述安装杆（22）上转动连接有滚轮（18）；

固定套装于所述搅拌轴（19）穿出滚筒（11）一端上的转动环（30），所述转动环（30）朝向安装板（21）的一端面设有两个弧形突出部（17），所述弧形突出部（17）与转动环（30）同轴，且所述滚轮（18）能够在转动环（30）端面以及弧形突出部（17）表面滚动；

用于驱动所述搅拌轴（19）朝支架（5）方向移动的弹性机构；

所述滚筒（11）转动连接在底板（3）上，所述转动环（30）上同轴设有圆台段（23），所述圆台段（23）的外径朝远离滚筒（11）的方向依次递增，所述转动环（30）上的中孔贯穿圆台段（23），所述滚筒（11）上同轴设有法兰座（16），所述法兰座（16）上开设有供搅拌轴（19）自由通过的通槽，所述法兰座（16）上同轴开设有锥槽（15），所述锥槽（15）与圆台段（23）配合使用。

2.根据权利要求1所述的一种污泥碳化装置，其特征在于，所述弹性机构包括：

同轴固接于所述滚筒（11）远离支架（5）一端面上的安装筒（13），所述搅拌轴（19）端部能够自由穿入至安装筒（13）内；

水平安装在所述安装筒（13）内的复位弹簧（29），所述复位弹簧（29）对搅拌轴（19）端部产生朝支架（5）方向的弹性抵顶力。

3.根据权利要求2所述的一种污泥碳化装置，其特征在于，所述支架（5）上水平滑动穿设有滑动杆（7），所述滑动杆（7）上设有齿条柱（6），所述法兰座（16）上设有与齿条柱（6）外啮合的齿轮部（14），所述滑动杆（7）两端各套绕有缓冲弹簧（2），所述缓冲弹簧（2）两端分别弹性抵顶齿条柱（6）和支架（5）。

4.根据权利要求3所述的一种污泥碳化装置，其特征在于，所述圆台段（23）由橡胶材质制成。

5.根据权利要求4所述的一种污泥碳化装置，其特征在于，所述底板（3）两端各设有支板（1），所述支板（1）上开设有供滚筒（11）自由通过的安装槽（9），所述安装槽（9）内壁上沿其轴向阵列设有多个支撑滚轮（10），所述滚筒（11）上同轴套装有固定环（26），所述固定环（26）上开设有一圈环形滚动槽，所述支撑滚轮（10）滚动连接在环形滚动槽内。

6.根据权利要求5所述的一种污泥碳化装置，其特征在于，所述滚筒（11）表面设有保温层（8）。

7.根据权利要求6所述的一种污泥碳化装置，其特征在于，所述摆动部包括：

同轴转动连接于所述滚筒（11）内壁上的转动盘（28）；

铰接于所述摆动杆（27）上的铰链杆（25），所述铰链杆（25）远离摆动杆（27）的一端铰接在转动盘（28）端面上。