TWI534102B - Pipeline sludge drying equipment - Google Patents

Description

管線型汙泥乾燥裝置

本發明是有關於一種乾燥裝置，特別是指一種汙泥乾燥裝置。

參閱圖1及圖2，習知一種汙泥乾燥裝置1包含一攪拌桶11、一加熱攪拌單元12、一外殼件13、一抽氣單元14，及一驅動單元15。該攪拌桶11包括一圍繞一軸線L界定形成一攪拌空間110的桶壁111，及間隔設置於該桶壁111且連通該攪拌空間的一入料口112及一出料接頭113。該加熱攪拌單元12包括一沿該軸線L可轉動地穿設於該攪拌桶11且具有一軸向貫孔120的心軸121、多數對由該心軸121沿徑向向外延伸且沿軸向相間隔並位於該攪拌空間110內的攪拌板122，及一穿設於該等攪拌板122且連通該心軸121的軸向貫孔120的熱氣管123。該外殼件13設置於該攪拌桶11外周面且與該攪拌桶11相配合界定出多數位於兩者間的加熱空間130。該抽氣單元14連通該攪拌空間110。該驅動單元15連接該心軸121的一端部，用以驅動該加熱攪拌單元12轉動。其中，該心軸121的軸向貫孔120與該加熱空間130藉由一管線單元16相連通，該管線單元16連接一供熱單元17。

上述汙泥乾燥裝置1在進行汙泥乾燥時，先將該汙泥乾燥裝置1一次所能乾燥量的汙泥由該入料口112整批送進該攪拌空間110內，接著開啟該供熱單元17且經由該管線單元16將一熱媒介物輸送進該加熱空間130、該軸向貫孔120及該加熱管123，從而由該攪拌桶11內外對於該攪拌空間110加熱，接著啟動該驅動單元15驅動該加熱攪拌單元12轉動，連動該等攪拌板122對於汙泥進行攪拌，且開啟該抽氣單元14，在汙泥攪拌過程中汙泥吸收熱媒介物的熱能使得所含水分蒸發，蒸發水分再經由該抽氣單元14抽出該攪拌空間110，經過一段時間將汙泥乾燥至一定濕度以下後，即可經由該出料接頭123將乾燥後的汙泥移出進行後續處理。

然而上述汙泥乾燥裝置1雖然能將汙泥進行乾燥處理，但在使用上具有以下缺點：

一、各對攪拌板122是定點地轉動攪拌汙泥，能將汙泥沿軸向推動攪拌的效果有限，致使汙泥容易囤積於兩對相鄰的攪拌板122間形成大體積的汙泥團，然而大體積的汙泥團乾燥速度顯然會比被打散的汙泥慢，因此造成該汙泥乾燥裝置1對汙泥的乾燥效率低落。另外，未被打散的汙泥團逐漸乾燥後容易結成外乾內濕的汙泥硬塊，然而該等攪拌板122能將汙泥硬塊攪拌打散的效果有限，因此造成同一批乾燥處理後的汙泥內還是具有濕度高的汙泥硬塊。

二、由於攪拌桶11體積大，使得該加熱攪拌單 元12的該等攪拌板122也需要足夠長度才能有效攪拌到汙泥，從而增加該加熱攪拌單元12整體的轉動慣量，因此該驅動單元15需要較大的動力才能驅動該加熱攪拌單元12轉動，從而提高能源消耗。另外，攪拌桶11體積大也使得受熱媒介物加熱呈高溫的桶壁111內壁面對於該攪拌空間110加熱的熱輻射距離變大，容易造成熱能損失，因此需加速熱媒介物循環以維持輻射至該攪拌空間110內的熱能供失平衡，從而提高能源消耗。

三、由於上述汙泥乾燥裝置1是逐批定量地將汙泥送進該攪拌桶11的攪拌空間110內進行乾燥處理，乾燥處理後再將乾燥汙泥移出該攪拌空間110，因此需要額外人力進行每批待乾燥處理汙泥送進及移出該攪拌桶11的攪拌空間110。

因此，本發明之目的，即在提供一種有效節能且乾燥效率高並可連續處理汙泥的管線型汙泥乾燥裝置。

於是本發明管線型汙泥乾燥裝置，包含一管件單元、一供熱單元、一攪拌單元、一驅動單元，及一抽氣單元。

該管件單元包括一圍繞一軸線界定出一攪拌空間的管件、二分別封閉設置於該管件兩相反端的端蓋，及穿設於該管件且連通該攪拌空間的一入出料接頭組及一抽氣接頭組。該入出料接頭組具有分別位於該管件兩相反端部的至少一入料接頭及一出料接頭。

該供熱單元連接該管件單元並可對該管件供熱。

該攪拌單元包括二分別樞設於該等端蓋的軸座，及一沿該軸線延伸且連接於該等軸座間的攪拌組。該攪拌組具有一螺旋推切長板、多數攪拌柱及多數刮桿。該螺旋推切長板圍繞該軸線呈螺旋狀，且具有沿徑向相間隔的一緊鄰該管件內壁面的螺旋外側面及一鄰近該軸線的螺旋內側面。該等攪拌柱環繞該軸線間隔設置於該螺旋內側面。該等刮桿環繞該軸線間隔穿設於該螺旋推切長板且沿該軸線延伸，並分別具有一與該螺旋推切長板的螺旋外側面切齊的刮面部。

該驅動單元連接該等軸座其中一者，用以驅動該攪拌單元轉動。

該抽氣單元連接該抽氣接頭組，用以抽出該攪拌空間內的空氣及水蒸氣。

本發明的功效在於：該攪拌單元在轉動時，該螺旋推切長板能將汙泥捲切打散，且將打散的汙泥沿軸向朝該出料接頭的方向推動，而該等攪拌柱是順著圓周運動將汙泥翻攪打散，而該等刮桿則將打散的汙泥刮貼於溫度高的內管壁內壁面進行直接加熱後再刮除，藉此該攪拌單元能有效將汙泥攪散避免結塊，從而加速汙泥的乾燥速度。

2‧‧‧管件單元

20‧‧‧攪拌空間

21‧‧‧管件

210‧‧‧加熱空間

211‧‧‧內管壁

212‧‧‧外管壁

22‧‧‧端蓋

23‧‧‧入出料接頭組

231‧‧‧入料接頭

232‧‧‧出料接頭

24‧‧‧抽氣接頭組

241‧‧‧抽氣接頭

25‧‧‧供熱接頭組

251‧‧‧輸入接頭

252‧‧‧輸出接頭

3‧‧‧攪拌單元

31‧‧‧軸座

32‧‧‧攪拌組

321‧‧‧螺旋推切長板

322‧‧‧攪拌柱

323‧‧‧刮桿

324‧‧‧螺旋外側面

325‧‧‧螺旋內側面

326‧‧‧刮面部

4‧‧‧驅動單元

41‧‧‧齒輪座

42‧‧‧馬達

421‧‧‧輸出齒軸

43‧‧‧鏈條

5‧‧‧供熱單元

6‧‧‧抽氣單元

7‧‧‧保溫單元

71‧‧‧保溫棉層

72‧‧‧包覆殼件

81‧‧‧汙泥自動定量入料裝置

82‧‧‧乾燥汙泥儲桶

9‧‧‧管線型汙泥乾燥裝置

L‧‧‧軸線

本發明之其他的特徵及功效，將於參照圖式的較佳實施例詳細說明中清楚地呈現，其中： 圖1是習知一汙泥乾燥裝置的側視示意圖；圖2是該汙泥乾燥裝置的局部部分剖視圖；圖3是本發明管線型汙泥乾燥裝置的一實施例沿軸向的的部分剖視示意圖；圖4是該實施例沿徑向的剖視圖；圖5是該實施例沿軸向的的局部部分剖視圖；圖6是兩個疊架組裝在一起的本發明管線型汙泥乾燥裝置的部分剖視示意圖；圖7是一俯視示意圖，說明兩個組裝在一起的管線型汙泥乾燥裝置亦可呈一旋轉角度θ錯位；及圖8是一側視示意圖，說明兩個組裝在一起的管線型汙泥乾燥裝置亦可呈一傾斜角度φ錯位。

參閱圖3、圖4及圖5，本發明管線型汙泥乾燥裝置9的一實施例，包含一管件單元2、一攪拌單元3、一驅動單元4、一供熱單元5、一抽氣單元6，及一保溫單元7。

該管件單元2包括一圍繞一軸線L界定出一攪拌空間20的管件21、二分別封閉設置於該管件21兩相反端的端蓋22、一入出料接頭組23、一抽氣接頭組24，及一供熱接頭組25。該管件21具有沿徑向相間隔的一內管壁211及一外管壁212，及一形成於該內管壁211及該外管壁212間的加熱空間210。

該入出料接頭組23沿徑向穿設於該外管壁212 而連接該內管壁211且連通該攪拌空間20，並具有三位於該管件21其中一端部的入料接頭231及一位於該管件21另一端部的出料接頭232。在使用時，該等入料接頭231是連接一汙泥自動定量入料裝置81，該出料接頭232是承接一乾燥汙泥儲桶82。該抽氣接頭組24具有二設置於沿徑向穿設於該外管壁212而連接該內管壁211且連通該攪拌空間210的抽氣接頭241。該供熱接頭組25具有分別設置於該外管壁212的兩相反端部且連通該加熱空間210的一輸入接頭251及一輸出接頭252。值得一提的是，該入出料接頭組23的入料接頭231的數量不以上述為限，也可僅為一個或為其他數量，該抽氣接頭組24的抽氣接頭241的數量不以上述為限，也可僅為一個或為其他數量。在本實施例中，該管件21的內徑、外徑及長度分別為20公分、30公分及6公尺，但可依污泥產出量之處理需求，該管件21的內徑或外徑大小可於10公分至60公分範圍內進行變化配置，而長度可於2公尺至10公尺範圍內進行變化配置。

該攪拌單元3包括二分別沿軸向樞設於該等端蓋22的軸座31，及一沿該軸線L延伸且連接於該等軸座31間的攪拌組32。該攪拌組32具有一螺旋推切長板321、三攪拌柱322及三刮桿323，該螺旋推切長板321圍繞該軸線L呈螺旋狀且具有沿徑向相間隔的一緊鄰該內管壁211內壁面的螺旋外側面324及一鄰近該軸線L的螺旋內側面325，該等攪拌柱322環繞該軸線L間隔設置於該螺旋內側面325。該等刮桿323環繞該軸線L間隔穿設於該螺旋推切 長板321，該等刮桿323分別具有一與該螺旋推切長板321的螺旋外側面325切齊的刮面部326。值得一提的是，該攪拌組32的攪拌柱322及刮桿323的數量不以上述為限。

該驅動單元4連接該等軸座31其中一者，用以驅動該攪拌單元2轉動。在本實施例中，該驅動單元4具有一安裝設置於該軸座31的齒輪座41、一馬達42，及一連接該齒輪座41及該馬達42的輸出齒軸421的鏈條43，該馬達42藉由該鏈條43傳動來驅動該齒輪座41轉動，致使該攪拌單元2隨著該齒輪座42轉動。但該驅動單元4驅動該攪拌單元2轉動的方式不以上述為限，也可以其他方式進行驅動，如該驅動單元4以一馬達的輸出軸(圖未示)直結該軸座31而直接驅動該攪拌單元2轉動。

該供熱單元5連接該供熱接頭組25，該供熱單元5可將一加熱後溫度高的熱媒介物(圖未示)，如熱媒油或蒸氣，由該輸入接頭251輸進流動於該加熱空間210對於該內管壁211進行加熱，從而溫度高的該內管壁211再以熱幅射方式加熱該攪拌空間20，最後熱交換完畢後溫度較低的熱媒介物再由該輸出接頭252流回該供熱單元5重新加熱再利用。

該抽氣單元6連接該等抽氣接頭241，該等抽氣單元6可將該攪拌空間20內的氣體抽出。在本實施例中，該抽氣單元6為一真空幫浦(vacuum pump)。

該保溫單元7用以防止熱能由該管件21向外逸散，從而達到保溫節能的效果，且能防止人員觸摸到高溫 的管件21而燙傷。該保溫單元7包括一包圍覆蓋於該管件21的外管壁212外壁面的保溫棉層71，及一將包覆於該保溫棉層71外側將該保溫棉層71固定於該管件21上的包覆殼件72。

以上即為本發明管線型汙泥乾燥裝置9的元件組成的敘述；接著，再將本發明的使用動作以及預期能達成之功效陳述如后：在利用本發明管線型汙泥乾燥裝置9進行汙泥乾燥時，先開啟該供熱單元5將熱媒介物循環於該加熱空間210而對該攪拌空間20進行加熱，接著啟動該驅動單元4驅動該攪拌單元2轉動，且開啟該抽氣單元6，同時汙泥由該汙泥自動定量入料裝置81經由該等入料接頭231送進該攪拌空間20內，該攪拌單元2在轉動時，環繞該軸線L呈螺旋狀的該螺旋推切長板321將汙泥捲切打散，且將打散的汙泥沿軸向朝該出料接頭232的方向推動，該等攪拌柱322是順著圓周運動將汙泥翻攪打散，而該等刮桿323則將打散的汙泥刮貼於溫度高的內管壁211內壁面進行直接加熱後再刮除，從而加速汙泥的乾燥速度，在上述汙泥攪拌加熱過程中，該抽氣單元6將該攪拌空間20含有汙泥吸收熱能後蒸發出的水蒸氣及有機溶劑氣體的混合氣體抽出該攪拌空間20，並導送至一鍋爐內(圖未示)燃燒，以避免該攪拌空間20內的濕度過高而影響汙泥的乾燥速度，並達到除臭及避免有機溶劑氣體逸散至大氣中造成汙染，最後逐漸乾燥至一濕度以下的汙泥則被該攪拌單元2推移至 該出料接頭232處，並經由該出料接頭232排出至該乾燥汙泥儲桶82進行儲存。

值得一提的是，當本發明管線型汙泥乾燥裝置9整體長度設計為較長時，或該攪拌單元2轉動較快而導致推移汙泥速度較快時，可藉由控制該供熱單元5將熱媒介物循環於該加熱空間210的流動方向調整成是相反於該攪拌單元2轉動推移汙泥的方向，來達到最佳傳熱效果，提高乾燥效率，從而有效節省能耗。

更值得一提的是，由於本發明管線型汙泥乾燥裝置9呈管狀且體積小，可依實際處理不同汙泥量的需求將兩個以上的本發明管線型汙泥乾燥裝置9組裝在一起(見圖6)，進行串聯或並聯擴充來處理所增加需處理的汙泥量，且該等管線型汙泥乾燥裝置9的組裝關係並非以圖6中所顯示的平行堆疊組裝方式為限，也可為如圖7所示的兩相連接的管線型汙泥乾燥裝置9是呈一旋轉角度θ錯位，也可為如圖8所示的兩相連接的管線型汙泥乾燥裝置9是呈一傾斜角度φ錯位，也能綜合上述組裝方式任意組合該等管線型汙泥乾燥裝置9，從而順應供該等管線型汙泥乾燥裝置9安裝容置的建物的空間配置，且藉此該等管線型汙泥乾燥裝置9跟該汙泥自動定量入料裝置81連接的入料接頭231及對應該乾燥汙泥儲桶82的出料接頭232兩者的設置位置，也可不受限制而可任意調整，以方便汙泥運送進料作業及乾燥汙泥出料後的後續運送處理作業。

經由上述說明可知，本發明管線型汙泥乾燥裝 置9具有以下優點及功效：

一、該攪拌單元3在轉動時，該螺旋推切長板321將汙泥捲切打散，且將打散的汙泥沿軸向朝該出料接頭232的方向推動，該等攪拌柱322是順著圓周運動將汙泥翻攪打散，而該等刮桿323則將打散的汙泥刮貼於溫度高的內管壁211內壁面進行直接加熱後再刮除，藉此該攪拌單元3能有效將汙泥攪散避免結塊，從而加速汙泥的乾燥速度。

二、由於該管件21的管徑遠小於習知攪拌桶的桶徑，因此加熱後呈高溫的該內管壁211內壁面與汙泥間的熱輻射距離較習知攪拌桶短，可使汙泥於更快速接收熱能成高溫狀態而使其所含水分快速蒸發，且熱輻射距離越短，所傳遞的熱能損失越少，從而有效降低能源消耗。

三、由於該管件21的管徑小，設置於其中的攪拌組32的外徑也相對應小，因此該攪拌組32的轉動慣量相對小，因此該驅動單元4只需較小的動力就足以驅動該攪拌單元3轉動達到汙泥翻攪效果，大幅降低電力需求。

四、由於該攪拌單元3可將由該等入料接頭231送進該攪拌空間20的汙泥，連續不斷地翻攪推送至該出料接頭232排出至該乾燥汙泥儲桶82，因此只需透過該汙泥自動定量入料裝置81定時供給汙泥，本發明即可自動地連續進行汙泥乾燥作業，與習知只能批次式進行汙泥乾燥處理的汙泥乾燥裝置相比，能大幅節省人力需求。

五、由於本發明管線型汙泥乾燥裝置9的體積 小，可依實際汙泥乾燥處量的需求，採套裝組合方式使用串聯或並聯兩個以上的本發明進行擴充，能有效節省汙泥乾燥設備的增設成本。另外，本發明管線型汙泥乾燥裝置9的體積小所占空間就小，能有效節省容置建物的建造費用。

惟以上所述者，僅為本發明之較佳實施例而已，當不能以此限定本發明實施之範圍，凡是依本發明申請專利範圍及專利說明書內容所作之簡單的等效變化與修飾，皆仍屬本發明專利涵蓋之範圍內。

2‧‧‧管件單元

20‧‧‧攪拌空間

21‧‧‧管件

210‧‧‧加熱空間

211‧‧‧內管壁

212‧‧‧外管壁

22‧‧‧端蓋

23‧‧‧入出料接頭組

231‧‧‧入料接頭

232‧‧‧出料接頭

24‧‧‧抽氣接頭組

241‧‧‧抽氣接頭

25‧‧‧供熱接頭組

251‧‧‧輸入接頭

252‧‧‧輸出接頭

3‧‧‧攪拌單元

31‧‧‧軸座

32‧‧‧攪拌組

321‧‧‧螺旋推切長板

322‧‧‧攪拌柱

323‧‧‧刮桿

324‧‧‧螺旋外側面

325‧‧‧螺旋內側面

4‧‧‧驅動單元

41‧‧‧齒輪座

42‧‧‧馬達

421‧‧‧輸出齒軸

43‧‧‧鏈條

5‧‧‧供熱單元

6‧‧‧抽氣單元

7‧‧‧保溫單元

71‧‧‧保溫棉層

72‧‧‧包覆殼件

81‧‧‧汙泥自動定量入料裝置

82‧‧‧乾燥汙泥儲桶

9‧‧‧管線型汙泥乾燥裝置

L‧‧‧軸線

Claims (5)

1. 一種管線型汙泥乾燥裝置，包含：一管件單元，包括一圍繞一軸線界定出一攪拌空間的管件、二分別封閉設置於該管件兩相反端的端蓋，及穿設於該管件且連通該攪拌空間的一入出料接頭組及一抽氣接頭組，該入出料接頭組具有分別位於該管件兩相反端部的至少一入料接頭及一出料接頭，該管件的內徑大小可於10公分至60公分範圍內進行變化配置，該管件的長度可於2公尺至10公尺範圍內進行變化配置；一供熱單元，連接該管件單元並可對該管件供熱；一攪拌單元，包括二分別樞設於該等端蓋的軸座，及一沿該軸線延伸且連接於該等軸座間的攪拌組，該攪拌組具有一螺旋推切長板、多數攪拌柱及多數刮桿，該螺旋推切長板圍繞該軸線呈螺旋狀且具有沿徑向相間隔的一緊鄰該管件內壁面的螺旋外側面及一鄰近該軸線的螺旋內側面，該等攪拌柱環繞該軸線間隔設置於該螺旋內側面，該等刮桿環繞該軸線間隔穿設於該螺旋推切長板且沿該軸線延伸，並分別具有一與該螺旋推切長板的螺旋外側面切齊的刮面部；一驅動單元，連接該等軸座其中一者，用以驅動該攪拌單元轉動；及一抽氣單元，連接該抽氣接頭組，用以抽出該攪 拌空間內的氣體；該攪拌單元在轉動時，該螺旋推切長板能將汙泥捲切打散，且將打散的汙泥沿軸向朝該出料接頭的方向推動，而該等攪拌柱是順著圓周運動將汙泥翻攪打散，而該等刮桿則將打散的汙泥刮貼於溫度高的內壁面進行直接加熱後再刮除，藉此該攪拌單元能有效將汙泥攪散避免結塊，從而加速汙泥的乾燥速度。
2. 如請求項1所述之管線型汙泥乾燥裝置，還包含一保溫單元，該保溫單元包括一包圍覆蓋於該外管壁外壁面的保溫棉層，及一將包覆於該保溫棉層外側將該保溫棉層固定於該管件上的包覆殼件。
3. 如請求項1所述之管線型汙泥乾燥裝置，其中，該管件具有沿徑向相間隔的一內管壁及一外管壁，及一形成於該內管壁及該外管壁間且連通該供熱單元的加熱空間。
4. 如請求項3所述之管線型汙泥乾燥裝置，其中，該管件單元還包括一連接該供熱單元的供熱接頭組，該供熱接頭組具有分別設置於該外管壁的兩相反端部且連通該加熱空間的一輸入接頭及一輸出接頭，該供熱單元可將一熱媒介物經由該供熱接頭組流動於該加熱空間內。
5. 如請求項1所述之管線型汙泥乾燥裝置，其中，該驅動單元具有一安裝設置於該軸座的齒輪座、一馬達，及一連接該齒輪座及該馬達的輸出齒軸的鏈條。