CN111515217A - 一种针对含水率超过40%渣料的机械脱水干化设备 - Google Patents

Abstract

一种针对含水率超过40%渣料的机械脱水干化设备，将工作仓内部依次划分为相互贯通的破碎仓、加速仓和送料仓，所述的破碎仓和送料仓为圆筒腔体形状，中间的加速仓为圆台腔体形状，加速仓的圆台腔体大径端面与破碎仓相邻，小径端面与送料仓相邻，其中破碎仓上方连接进料三通，送料仓的顶部具有一个出料口，该出料口上方连接出料管；利用转轴带动送料仓、加速仓及破碎仓内的刀架模组高速旋转，使工作仓内形成负压，渣料经由进料三通吸入,经破碎仓和加速仓内刀架模组反复碰撞挤压后进入送料仓，最后经送料仓的刀架模组再次碰撞挤压并输送至出料管。经常温干化设备处理后的污泥、渣料形成含水率小于20%，粒径不大于200μm的细粉。

Description

一种针对含水率超过40%渣料的机械脱水干化设备

技术领域

本发明涉及一种干化设备，特别是一种针对含水率超过40%渣料的机械脱水干化设备。

背景技术

随着城市化进程的加快、人口增加、居民生活水平的提高及化学工业的发展，我国污泥、渣料处理量都在迅速增长。目前我国污泥、渣料处理主要通过压滤设备，使污泥、有机渣料含水率降至45%-60%左右，若需进一步降低含水率，再通过热干化设备将污泥、渣料含水率降至20%左右。热干化过程需对污泥、渣料进行加热，消耗大量热能，加热过程中可能会产生硫化氢等有害气体和臭气，需进行尾气处理，才能达到排放标准，大大增加了污泥、渣料的处理成本和处理周期。

发明内容

本发明的目的在于提供一种常温状态下针对含水率较高的渣料进行机械脱水的干化设备。

为了达成上述目的，本发明的解决方案为：一种针对含水率超过40%渣料的机械脱水干化设备，它包括进料三通、工作仓、第一刀架模组，第二刀架模组，第三刀架模组、电机模组和出料管；所述的进料三通包括用于渣料倒入的第一进口、与大气相通的第二进口及用于渣料输出的出口；所述工作仓内部依次划分为相互贯通的破碎仓、加速仓和送料仓；所述的破碎仓在位于远离送料仓的一侧连接进料三通的出口，所述的加速仓自破碎仓至送料仓方向形成一个开口渐缩的腔室，所述送料仓的顶部具有一个出料口，该出料口上方连接出料管；所述电机模组，由电机和转轴组成，其中转轴一端设于电机上由电机带动其转动，转轴的另一端依次穿设于送料仓、加速仓及破碎仓，且转轴在位于破碎仓内至少固接一个第一刀架模组、在位于加速仓内至少固接一个第二刀架模组、在位于送料仓内至少固接一个第三刀架模组，各个刀架模组由转轴带动旋转，通过位于送料仓内的第三刀架模组的高速旋转，使工作仓内形成负压，渣料经由进料三通的出口吸入经破碎仓，经第一刀架模组一次反复碰撞挤压，再经加速仓内的第二刀架模组二次反复碰撞挤压，最终经送料仓的第三刀架模组三次碰撞挤压并输送至出料管。

通过上述设置，由于送料仓的顶部具有一个出料口，且加速仓从破碎仓至送料仓方向形成一个开口渐缩的腔室，当转轴高速旋转同步带动第三刀具模组高速转动，将送料仓内的空气向出料口处排出，破碎仓内因此产生极大的负压，渣料非常轻易的从进料三通的出口吸入，而无需借助在破碎仓外部连接离心风机来进行渣料的运输；同时由于进料三通的出口设置在远离送料仓的一侧，因此渣料在空气流体的带动下需依次经过破碎仓的第一刀架模组、加速仓的第二刀架模组和送料仓的第三刀架模组反复碰撞挤压才会被输送至出料口，在运输的过程中，含水结块的渣料经碰撞挤压后逐步散开，加速包裹在渣料内水分的散发，达到在常温状态下渣料的机械脱水。

同时为了进一步使渣料在工作仓内机械脱水的效率更高，本发明对第一刀架模组中的第一刀具、第二刀架模组中的第二刀具、第三刀架模组中的第三刀架的形状及安装的位置角度经过反复测试实验，得出了最佳的结构设计，具体为：

所述第一刀具的四边形朝向进料三通的出口倾斜，使得该第一刀具朝向破碎仓的内腔壁的外径端形成第一斜边，该第一斜边自进料三通的出口至加速仓方向与破碎仓的内腔壁之间的间距渐缩。

所述的第二刀具的四边形的外径端具有第二斜边，该第二斜边自破碎仓至送料仓方向与破碎仓内腔壁之间的间距渐缩。

通过上述设计，渣料随空气流体行进方向运动时，在破碎仓中，渣料在各个第一刀具之间及第一刀具与破碎仓的内舱壁之间反复碰撞，由于第一斜边的设置，在第一刀具高速旋转中，使得第一刀具与破碎仓的内腔壁之间产生回旋风，部分渣料经第一刀具拍打碰撞后被甩至该回旋风区域，该部分渣料在第一刀具的外径端与破碎仓的内腔壁之间反复碰撞挤压，只有粒径较小的渣料才容易克服该回旋风，被吸入加速仓中，剩余位于各个第一刀具之间的渣料，该部分渣料经相对设置的第一刀具反复碰撞挤压，粒径较小的渣料更易被吸入至加速仓中；同样由于加速仓中第二斜边的设置，使得在第二斜边与加速仓内腔壁之间也形成了回旋风，部分渣料经第二刀具拍打碰撞后被甩至该回旋风区域，该部分渣料在第二刀具的外径端与加速仓的内腔壁之间反复碰撞挤压，粒径更小的渣料才容易克服该回旋风被吸入送料仓中，剩余位于各个第二刀具之间的渣料，该部分渣料经相对设置的第二刀具反复碰撞挤压，粒径更小的渣料更易被吸入至送料仓中。

所述的第三刀具的四边形沿转轴的径向方向依次具有一短边和长边，使得短边与长边之间具有第三斜边和第四斜边，该第三斜边和第四斜边与送料仓两侧内腔壁之间的间距渐缩。

通过第三刀具短边与长边的设计，使得加速仓与送料仓邻接处有更大的容置空间，渣料更易从加速仓吸入至送料仓，同时由于短边的设计，使得部分渣料在碰撞挤压时容易从短边的两侧弹出与送料仓垂直于转轴的两侧内腔壁之间再次发生碰撞，同样第三斜边、第四斜边分别与相对的内腔壁之间也产生回旋风，使更小的粒径的渣料克服该回旋风被吸入出料口，剩余位于各个第三刀具之间的渣料，该部分渣料经相对设置的第三刀具反复碰撞挤压，向第三刀具的外径端甩出，由于送料仓只具有一个出料口，渣料反复在第三刀具长边与平行与转轴的两侧内腔壁之间反复碰撞挤压，进一步分解成更小粒径的渣料才被吸入至出料口。

为了降低制造成本，破碎仓、加速仓及送料仓的内部腔室可以通过加装衬板来实现。

同时为了实现渣料的送料及在工作仓内的碰撞挤压的频率，从而更好的将渣料内的水分析出，转轴转速＞2500r/min，送料仓的出料口(231)风速≥60m/s。

附图说明

图1是本发明实施例的示意图；

图2是本发明实施例的剖面示意图；

图3是本发明实施例的刀具示意图；

图4是本发明实施例的多组刀架示意图；

图5是本发明实施例的渣料、气流走向示意图；

图6是图5中A处的局部放大图；

图7是图5中B处的局部放大图。

具体实施方式

以下结合附图及具体实施例对本发明做详细描述。

如图1-图5所示，一种针对含水率超过40%渣料的机械脱水干化设备，包括进料三通1、工作仓2、第一刀架模组31、第二刀架模组32、第三刀架模组33、电机模组、出料管5和一底座6；所述的进料三通1包括用于渣料倒入的第一进口12、与大气相通的第二进口13及用于渣料输出的出口11；所述工作仓2内部设有衬板7，衬板7将工作仓2内部依次划分为相互贯通的破碎仓21、加速仓22和送料仓23，所述的破碎仓21和送料仓23为圆筒腔体形态，中间的加速仓22为圆台腔体形态，加速仓22的圆台腔体大径端面222朝向破碎仓21，所述破碎仓21其圆筒腔体的底面大于加速仓22的大径端面222，加速仓22的小径端面223朝向送料仓23，其中破碎仓21在位于远离送料仓23的一侧连接进料三通1的出口11，送料仓23的顶部具有一个出料口231，出料口231上方连接出料管5，所述的出料管5可设置为L型，送料仓23上方出料口231与出料管5之间设有连接法兰51和消音器52；一电机模组，由电机4和转轴41组成，其中转轴41一端设于电机4上由电机4带动其转动，转轴41的另一端依次穿设于送料仓23、加速仓22和破碎仓21，且转轴41在位于破碎仓21内至少固接一个第一刀架模组31、在位于加速仓22内至少固接一个第二刀架模组32、在位于送料仓23内至少固接一个第三刀架模组33，各个刀架模组(31、32、33)由转轴41带动旋转;工作仓2及所述电机4固定在底座6上，其底座6内部设有多个缓冲空腔61，利于其卸去电机4高速运转时产生的冲击力；底座6上还设有两个转轴支撑台42，位于工作仓2外的前后两侧，转轴41可转动的穿过两个转轴支撑台42，用以支撑转轴41，保证转轴41在高速转动时有所依托。

如图4所示，所述的第一刀架模组31由刀架34和多个第一刀具311构成，所述的第二刀架模组32由刀架34及多个第二刀具321构成，所述的第三刀架模组33由刀架34及多个第三刀具331构成，其中刀架34由套筒36和套筒外壁的多个直立刀座37组成，刀架34通过套筒36套设于转轴41上，第一刀具311、第二刀具321及第三刀具331皆为四边形且呈片状分别固接于对应的刀座37上。

优选在所述的第一刀具311、第二刀具321及第三刀具331与各自的刀座37之间皆设有一缓冲垫39，该缓冲垫39可降低渣料对上述刀具的碰撞冲击，提升刀具的使用寿命。

所述第一刀具311的四边形朝向进料三通1的出口11倾斜，使得该第一刀具311朝向破碎仓23的内腔壁的外径端形成第一斜边313，该第一斜边313自进料三通1的出口11至加速仓22方向与破碎仓23的内腔壁之间的间距渐缩。

所述的第二刀具321的四边形的外径端具有第二斜边323，该第二斜边323自破碎仓21至送料仓23方向与破碎仓21内腔壁之间的间距渐缩。

所述的第三刀具331的四边形沿转轴41的径向方向依次具有一短边333和长边334，使得短边333与长边334之间具有第三斜边335和第四斜边336，该第三斜边335和第四斜边336与送料仓24两侧内腔壁之间的间距渐缩。

电机4带动转轴41高速旋转，继而带动位于送料仓23的第三刀架模组33高速转动，由于送料仓23的顶部开设一出料口231，高速旋转的第三刀具331将送料仓23内的空气向出料口231处排出，破碎仓21内因此产生极大的负压，渣料非常轻易的从进料三通1的出口11吸入，第一刀具311向破碎仓21内装有进料三通1出口11的一侧倾斜，此时第一刀具311的第一斜边313与破碎仓21的腔壁211形成一锥形空间212，该锥形空间212的底面213朝向进料三通1的出口11处，此刀架34旋转时，第一刀具311在此锥形空间212内产生回旋风，如图6所示，此回旋风可阻止部分进入该区域的大粒径的渣料从第一刀具311与腔壁211之间进入加速仓22，进入该区域的大粒径渣料经第一刀具第一斜边313与破碎仓23内腔壁之间反复碰撞挤压，形成较小粒径的渣料克服该回旋风被加速仓22吸入；剩余位于第一刀具311之间的渣料，经相对设置的第一刀具311反复碰撞挤压，形成粒径较小的渣料与吸入的大量高速空气形成混合气流，在负压作用下送至加速仓22。；

因加速仓22为圆台腔体形态的设计，从大径端面222进入的渣料，通过小径端面223送入送料仓23时，由于送料仓23中第三刀架模组33高速旋转产生负压，气流通过加速仓22时，因圆台腔体的截面变化，气流速度加快，从而提高了加速仓22内渣料的输送速度；因破碎仓21、加速仓22为相互贯通的，故该负压同时也对破碎仓21产生作用，辅助进料；加速仓22中的第二刀具321为直角梯形刀具，第二刀具321的直角梯形的第二斜边323处对着加速仓22的腔壁221，长边朝向破碎仓21，高速旋转时，第二斜边323与加速仓22的腔壁221之间形成回旋风，如图7所示，部分渣料经第二刀具321拍打碰撞后被甩至该回旋风区域，该部分渣料在第二刀具321的外径端与加速仓22的内腔壁之间反复碰撞挤压，粒径更小的渣料才容易克服该回旋风被吸入送料仓23中，剩余位于各个第二刀具321之间的渣料，该部分渣料经相对设置的第二刀具321反复碰撞挤压，粒径更小的渣料更易被吸入至送料仓23中。

送料仓23内的第三刀架模组33其第三刀具331为等腰梯形，当第三刀具331安装在刀架34上时，第三刀具331的等腰梯形的长边334对着送料仓23的腔壁232，短边333靠近转轴41固定于刀架内，在短边333与长边334之间具有第三斜边335和第四斜边336，该第三斜边335和第四斜边336与送料仓24两侧内腔壁之间的间距渐缩，当第三刀具331快速转动时，如图5所示，第三刀具331的中间的短边333使其具有冗余空间利于加速仓22的渣料进入送料仓23中部，同时部分渣料在碰撞挤压时容易从短边333的两侧弹出与送料仓23的两侧内腔壁之间再次发生碰撞，同样第三斜边335、第四斜边336分别与相对的内腔壁之间也产生回旋风，使更小的粒径的渣料克服该回旋风被吸入至出料口231；剩余位于各个第三刀具331之间的渣料，该部分渣料经相对设置的第三刀具331反复碰撞挤压，向第三刀具331的外径端甩出，由于送料仓23只具有一个出料口231，渣料反复在第三刀具331长边334与平行与转轴41的两侧内腔壁之间反复碰撞挤压，进一步分解成更小粒径的渣料才被吸入至出料口231直至出料管5，长边334的设计可进一步增大渣料与送料仓23相对内腔壁之间碰撞挤压面积。

所述的转轴转速＞2500r/min，通过位于送料仓23内的刀架模组33的高速旋转，确保使工作仓2内能形成足够的负压，渣料经由进料三通1的出口11吸入经破碎仓21及加速仓22内第一刀架模组31、第二刀架模组32反复碰撞挤压，最终经送料仓23的第三刀架模组33再次碰撞挤压并输送至出料管5。

第三刀具331高速旋转，使送料仓23的出料口231风速≥60m/s，混合气流通过出料口231经过消音器52并送至出料管5，混合气流中的渣料颗粒在出料管5中高速对碰摩擦、进一步细化。污泥、渣料在破碎、对碰过程中解离出大量自由水、结合水，促使内部水分快速渗出并再次与空气结合被带出，从而实现常温干化的效果，采用本装置，可通过循环多次工作，使污泥、渣料形成粒径50-200μm的细粉，含水率降低至20%以下。

本发明的重点在于：半干污泥、渣料等高含水率的渣料为小块状，在常温状态下，通过特制刀具高强度破碎，同时引入大量高速空气，形成混合气流。混合气流中的渣料颗粒高速对碰、进一步细化，解离出大量自由水、结合水，促使内部水分快速渗出并再次与空气结合被带出，使污泥、有机渣料形成粒径为50-200μm的细粉，含水率降低至20%以下。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语 “上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”“内”、“外”、等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

以上所述仅为本发明的实施例，并非对本案设计的限制，凡依本案的设计关键所做的等同变化，均落入本案的保护范围。

Claims (11)

1.一种针对含水率超过40%渣料的机械脱水干化设备，其特征在于：它包括进料三通(1)、工作仓(2)、第一刀架模组(31)，第二刀架模组（32），第三刀架模组（33）、电机模组和出料管(5)；所述的进料三通(1)包括用于渣料倒入的第一进口(12)、与大气相通的第二进口(13)及用于渣料输出的出口(11)；所述工作仓(2)内部依次划分为相互贯通的破碎仓(21)、加速仓(22)和送料仓(23)；所述的破碎仓(21)在位于远离送料仓（23）的一侧连接进料三通(1)的出口(11)，所述的加速仓(22)自破碎仓（21）至送料仓（23）方向形成一个开口渐缩的腔室，所述送料仓(23)的顶部具有一个出料口(231)，该出料口(231)上方连接出料管(5)；所述电机模组，由电机(4)和转轴(41)组成，其中转轴(41)一端设于电机(4)上由电机(4)带动其转动，转轴(41)的另一端依次穿设于送料仓(23)、加速仓(22)及破碎仓(21)，且转轴(41)在位于破碎仓(21)内至少固接一个第一刀架模组（31）、在位于加速仓(22)内至少固接一个第二刀架模组（32）、在位于送料仓(23)内至少固接一个第三刀架模组(33)，各个刀架模组（31、32、33）由转轴(41)带动旋转，通过位于送料仓(23)内的第三刀架模组(33)的高速旋转，使工作仓(2)内形成负压，渣料经由进料三通(1)的出口(11)吸入经破碎仓(21)，经第一刀架模组（31）一次反复碰撞挤压，再经加速仓(22)内的第二刀架模组(32)二次反复碰撞挤压，最终经送料仓(23)的第三刀架模组(33)三次碰撞挤压并输送至出料管(5)。

2.如权利要求1所述的一种针对含水率超过40%渣料的机械脱水干化设备，其特征在于：所述的破碎仓(21)和送料仓(23)为圆筒腔体形态，中间的加速仓(22)为圆台腔体形态。

3.如权利要求1所述的一种针对含水率超过40%渣料的机械脱水干化设备，其特征在于：所述的第一刀架模组（31）由刀架（34）和多个第一刀具（311）构成，所述的第二刀架模组（32）由刀架（34）及多个第二刀具（321）构成，所述的第三刀架模组(33)由刀架(34)及多个第三刀具(331)构成，其中刀架(34)由套筒(36)和套筒外壁的多个直立刀座(37)组成，刀架(34)通过套筒(36)套设于转轴(41)上，第一刀具（311）、第二刀具（321）及第三刀具(331)皆为四边形且呈片状分别固接于对应的刀座(37)上。

4.如权利要求3所述的一种针对含水率超过40%渣料的机械脱水干化设备，其特征在于：每个刀座(37)的后背与套筒(36)的外壁连接有一加强块(38)，该加强块(38)与套筒(36)的外壁和刀座(37)分别垂直，形成三角支撑效果。

5.如权利要求3所述的一种针对含水率超过40%渣料的机械脱水干化设备，其特征在于：所述的第一刀具（311）、第二刀具（321）及第三刀具(331)与各自的刀座(37)之间皆设有一缓冲垫(39)。

6.如权利要求3所述的一种针对含水率超过40%渣料的机械脱水干化设备，其特征在于：所述第一刀具(311)的四边形朝向进料三通（1）的出口（11）倾斜，使得该第一刀具（311）朝向破碎仓（23）的内腔壁的外径端形成第一斜边（313），该第一斜边（313）自进料三通（1）的出口（11）至加速仓（22）方向与破碎仓（23）的内腔壁之间的间距渐缩。

7.如权利要求3所述的一种针对含水率超过40%渣料的机械脱水干化设备，其特征在于：所述的第二刀具(321)的四边形的外径端具有第二斜边（323），该第二斜边（323）自破碎仓（21）至送料仓（23）方向与破碎仓（21）内腔壁之间的间距渐缩。

8.如权利要求3所述的一种针对含水率超过40%渣料的机械脱水干化设备，其特征在于：所述的第三刀具(331)的四边形沿转轴（41）的径向方向依次具有一短边（333）和长边（334），使得短边（333）与长边（334）之间具有第三斜边（335）和第四斜边（336），该第三斜边（335）和第四斜边（336）与送料仓（24）两侧内腔壁之间的间距渐缩。

9.如权利要求1所述的一种针对含水率超过40%渣料的机械脱水干化设备，其特征在于：送料仓(23)上方出料口(231)与出料管(5)之间设有连接法兰（51）和消音器(52)。

10.如权利要求1所述的一种针对含水率超过40%渣料的机械脱水干化设备，其特征在于：所述工作仓(2)设有衬板(7)， 衬板(7)将工作仓(2)内部依次划分为相互贯通的破碎仓(21)、加速仓(22)和送料仓(23)。

11.如权利要求1所述的一种针对含水率超过40%渣料的机械脱水干化设备，其特征在于：所述的转轴转速＞2500r/min，送料仓(23)的出料口(231)风速≥60m/s。

Images