一種雙側(cè)強化傳熱的污泥干燥機槳葉

技術(shù)領(lǐng)域

[0001] 本發(fā)明屬于污泥干燥技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種雙側(cè)強化傳熱的污泥干燥機槳葉。

背景技術(shù)

[0002] 隨著我國國民經(jīng)濟發(fā)展以及城市化進程的加快，城市污泥排放量日益增長，穩(wěn)定、高效、無害的污泥處理技術(shù)是保證我國環(huán)境安全與居民健康的關(guān)鍵。污泥干燥是污泥處理的關(guān)鍵步驟，國內(nèi)污泥干燥技術(shù)起步較晚，研發(fā)高效節(jié)能的污泥干燥設(shè)備具有重要的意義。

[0003] 槳葉式干燥機因具有能耗低，系統(tǒng)造價低，結(jié)構(gòu)簡單，適用性強等優(yōu)勢，是目前應(yīng)用最成熟廣泛的污泥干燥設(shè)備之一。槳葉式干燥機主體結(jié)構(gòu)包括帶有夾套的殼體、空心低速轉(zhuǎn)軸以及焊接在轉(zhuǎn)軸上的若干空心槳葉，夾套和空心槳葉內(nèi)部均可通入蒸汽或?qū)嵊偷葻峤橘|(zhì)，對干燥機內(nèi)污泥進行間壁式加熱，使槳葉與夾套外側(cè)的污泥含水率降低，實現(xiàn)污泥干燥。

[0004] 盡管目前的槳葉式干燥機已得到廣泛應(yīng)用，但現(xiàn)有設(shè)計的干燥效果仍然不夠理想，提升槳葉式干燥機的干燥效率對解決污泥處理的環(huán)保難題具有重要意義。研究表明，采用強化傳熱技術(shù)提升干燥機槳葉兩側(cè)的傳熱能力可以提高污泥內(nèi)水分蒸發(fā)量，從而提高槳葉式干燥機的干化效率。由于干燥機槳葉兩側(cè)的運行條件以及介質(zhì)的物理性質(zhì)差異很大，強化傳熱技術(shù)的應(yīng)用需要具有針對性，其中，槳葉外側(cè)污泥黏度較大且對葉片的腐蝕與沖蝕較強，該側(cè)強化傳熱需要考慮污泥在壁面的粘連問題及壁面磨損問題；而當(dāng)槳葉內(nèi)側(cè)采用蒸汽為工質(zhì)時，其流動速度小，工作環(huán)境清潔穩(wěn)定，一些在傳統(tǒng)換熱器領(lǐng)域內(nèi)尚不能廣泛應(yīng)用的先進強化傳熱技術(shù)在槳葉內(nèi)側(cè)具有可行性。綜合考慮干燥機葉片兩側(cè)特點，為提升槳葉式干燥機的干燥效率，本發(fā)明針對熱介質(zhì)為蒸汽的干燥機，設(shè)計了一種雙側(cè)強化傳熱的污泥干燥機槳葉結(jié)構(gòu)。

發(fā)明內(nèi)容

[0005] 為了彌補現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供一種雙側(cè)強化傳熱的污泥干燥機槳葉技術(shù)方案。

[0006] 一種雙側(cè)強化傳熱的污泥干燥機槳葉，包括干燥機轉(zhuǎn)軸和設(shè)置于干燥機轉(zhuǎn)軸上的槳葉本體，所述槳葉本體具有槳葉內(nèi)腔，所述槳葉內(nèi)腔與干燥機轉(zhuǎn)軸的內(nèi)腔相連通，所述槳葉本體的左側(cè)外壁和/或右側(cè)外壁設(shè)置若干凸起，所述槳葉內(nèi)腔的左側(cè)內(nèi)壁和/或右側(cè)內(nèi)壁設(shè)置疏水涂層。

[0007] 進一步地，所述槳葉本體的左右兩側(cè)外壁分別布滿凸起；所述槳葉內(nèi)腔的左右兩側(cè)內(nèi)壁分別設(shè)置疏水涂層。

[0008] 進一步地，所述凸起為半球形結(jié)構(gòu)、長方體結(jié)構(gòu)、圓柱狀結(jié)構(gòu)中的一種或多種。

[0009] 進一步地，所述槳葉內(nèi)腔中設(shè)置排水擋板，所述排水擋板設(shè)置于槳葉內(nèi)腔底部后端，并沿槳葉內(nèi)腔底部朝向槳葉內(nèi)腔頂部的方向鋪設(shè)。

[0010] 進一步地，所述排水擋板的底部與槳葉內(nèi)腔的底部內(nèi)壁連接，排水擋板的頂部與槳葉內(nèi)腔的頂部內(nèi)壁形成流通口，排水擋板的左右兩側(cè)分別與槳葉內(nèi)腔的左右兩側(cè)內(nèi)壁連接。

[0011] 進一步地，所述槳葉本體包括左右兩塊側(cè)板、外封板和后端封板，兩塊側(cè)板相對傾斜設(shè)置，兩塊側(cè)板的前端相連，后端通過后端封板相連，兩塊側(cè)板的頂部之間通過外封板相連，兩塊側(cè)板的底部與干燥機轉(zhuǎn)軸連接。

[0012] 進一步地，兩塊所述側(cè)板的間距從底部到頂部逐漸變大，并且從前到后同樣逐漸變大。

[0013] 進一步地，所述側(cè)板為扇環(huán)結(jié)構(gòu)；兩塊側(cè)板的前端共同構(gòu)成刀鋒狀結(jié)構(gòu)。

[0014] 進一步地，所述外封板的寬度從前到后逐漸變大；所述后端封板的寬度從底部到頂部逐漸變大。

[0015] 進一步地，所述干燥機轉(zhuǎn)軸內(nèi)腔中設(shè)置連通管道，所述連通管道用于連通槳葉內(nèi)腔與干燥機轉(zhuǎn)軸的空腔。

[0016] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：

[0017] 本發(fā)明提供了一種雙側(cè)強化傳熱的槳葉式干燥機新型槳葉，采用外側(cè)壁面布置凸起和內(nèi)側(cè)壁面布置疏水涂層的獨特設(shè)計，有針對性地分別強化污泥側(cè)與蒸汽側(cè)的傳熱性能，克服了傳統(tǒng)槳葉式干燥機干燥效率不高的缺點，有效提升了污泥干燥機的總體干燥效率。

[0018] 本發(fā)明提供了一種加工便捷、尺寸靈活、可批量化生產(chǎn)、適用于現(xiàn)有干燥機設(shè)計的新型槳葉式污泥干燥機槳葉，采用形狀相對規(guī)則的多部件拼裝方式進行加工，各部件均可實現(xiàn)批量化加工；用于污泥側(cè)強化傳熱的凸起和蒸汽側(cè)強化傳熱的疏水涂層結(jié)構(gòu)簡單穩(wěn)定、批量加工難度低、尺寸靈活；本發(fā)明提供的新型槳葉可在不改變干燥機總體結(jié)構(gòu)設(shè)計的基礎(chǔ)上直接替代現(xiàn)有傳統(tǒng)干燥機槳葉；

[0019] 綜上，本發(fā)明克服了現(xiàn)有槳葉式干燥機總體干燥效率不高及干燥效率提升困難的技術(shù)難題，在不改變現(xiàn)有槳葉式干燥機結(jié)構(gòu)設(shè)計和額定工質(zhì)參數(shù)的前提下，提出了一種能夠同時提升污泥側(cè)和蒸汽側(cè)傳熱能力及干燥機總體干燥效率的新型槳葉設(shè)計，該槳葉具有結(jié)構(gòu)簡單、尺寸靈活、可批量化生產(chǎn)、通用性強等優(yōu)點，為提升現(xiàn)有槳葉式干燥機干燥效率提供了技術(shù)支持，具有重要的工程實用價值。

附圖說明

[0020] 圖1為本發(fā)明外部結(jié)構(gòu)主示意圖；

[0021] 圖2為本發(fā)明內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖；

[0022] 圖3為本發(fā)明中側(cè)板外壁的凸起結(jié)構(gòu)示意圖。

[0023] 圖中：1?側(cè)板、100?凸起、101?疏水涂層、2?外封板、3?后端封板、4?干燥機轉(zhuǎn)軸、5?連通管道、6?排水擋板。

具體實施方式

[0024] 在本發(fā)明的描述中，需要理解的是，術(shù)語“頂部”、“底部”、“外側(cè)”、“內(nèi)側(cè)”、“前”、“后”、“左”、“右”等指示的方位或位置關(guān)系為基于附圖所示的方位或位置關(guān)系，僅是為了便于描述本發(fā)明和簡化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構(gòu)造和操作，因此不能理解為對本發(fā)明的限制。其中，術(shù)語“頂部”是指槳葉本體遠離干燥機轉(zhuǎn)軸的一端，術(shù)語“底部”是指槳葉本體靠近干燥機轉(zhuǎn)軸的一端。

[0025] 下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進一步說明。

[0026] 請參閱圖1?3，一種雙側(cè)強化傳熱的污泥干燥機槳葉，包括干燥機轉(zhuǎn)軸4和安裝于干燥機轉(zhuǎn)軸4外壁上的槳葉本體，槳葉本體的數(shù)量和尺寸可根據(jù)實際需要進行選擇，槳葉本體具有槳葉內(nèi)腔，干燥機轉(zhuǎn)軸4與槳葉內(nèi)腔連接的壁面上開設(shè)若干孔洞并安裝連通管道5，連通管道5使槳葉本體空腔與干燥機轉(zhuǎn)軸4的內(nèi)腔連通。

[0027] 繼續(xù)參閱圖1和圖2，槳葉本體包括左右兩塊側(cè)板1、一塊外封板2和一塊后端封板3。側(cè)板1為投影形狀為扇環(huán)結(jié)構(gòu)的金屬板，兩塊側(cè)板1前端加工出一定角度的斜坡面，拼接后焊接，形成呈刀鋒狀端面，以便在旋轉(zhuǎn)時更好地切分污泥。側(cè)板1后端與后端封板3的邊緣焊接，底部與污泥干燥機的干燥機轉(zhuǎn)軸4外壁面焊接，頂部與外封板2的邊緣焊接，兩塊側(cè)板

1呈一定夾角傾斜相對布置，形成底部窄頂部寬、前端窄后端寬的漸變形結(jié)構(gòu)的內(nèi)部空腔用于蒸汽流動，前端刀鋒狀端面在旋轉(zhuǎn)過程中具有切分污泥的作用。外封板2為寬度從前向后逐漸變大的圓弧形金屬板，投影形狀近似為三角形。后端封板3為梯形金屬板，其寬度從底部到頂部逐漸變大，底部與污泥干燥機的干燥機轉(zhuǎn)軸4外壁焊接，頂部與外封板2的邊緣焊接，左右側(cè)面與兩塊側(cè)板1焊接，最終在槳葉本體內(nèi)部形成封閉的槳葉內(nèi)腔，將污泥與蒸汽完全隔開。

[0028] 繼續(xù)參閱圖1?3，側(cè)板1的外壁面與污泥接觸實現(xiàn)干燥，外壁面采用機械加工或焊接的方式布置一定數(shù)量和尺寸的凸起100，半球形凸起100優(yōu)選結(jié)構(gòu)如圖3所示，采用半球形結(jié)構(gòu)，此外也可以設(shè)置成長方體結(jié)構(gòu)、圓柱狀結(jié)構(gòu)等，凸起100能夠顯著增加污垢與外壁面的接觸面積，從而提升傳熱量，同時凸起100的壁面有助于避免污泥含水率梯度過大而形成的大面積粘壁結(jié)殼，使干污泥盡快脫離壁面，間接提升了側(cè)板1外壁面?zhèn)鳠嵝阅?。?cè)板1的內(nèi)壁面與流速很低的高溫蒸汽接觸，通過冷凝傳熱向污泥側(cè)提供熱量，內(nèi)壁面采用化學(xué)腐蝕、電化學(xué)沉積、陽極氧化等方法制備出微納米結(jié)構(gòu)，然后采用低表面能有機材料進行修飾，加工出一定厚度的疏水涂層101，低表面能物質(zhì)比如有機聚合物、聚乙烯、聚丙烯等，疏水涂層101能夠使側(cè)板1內(nèi)壁進行的膜狀冷凝轉(zhuǎn)變?yōu)橹闋罾淠?，從而大幅提高?cè)板1內(nèi)壁面的傳熱系數(shù)，并加速液滴的脫離。其中，只要實現(xiàn)疏水涂層101的接觸角小于90°即可滿足設(shè)計要求，不必過分追求過小的接觸角。

[0029] 繼續(xù)參閱圖2，排水擋板6為梯形金屬板，布置在槳葉本體內(nèi)部靠近底部后端的區(qū)域，其沿徑向設(shè)置，即底部朝向頂部的方向，長度為側(cè)板1扇環(huán)寬度的1/4?1/2，以與槳葉內(nèi)腔頂部形成流通口，其底部與污泥干燥機的干燥機轉(zhuǎn)軸4外壁焊接，左右側(cè)面與兩塊側(cè)板1焊接，其作用是配合干燥機轉(zhuǎn)軸4的旋轉(zhuǎn)，將冷凝液收集并約束在槳葉本體的底部后端，確保冷凝液及時排出。

[0030] 繼續(xù)參閱圖1和圖2，連通管道5為一定長度的金屬圓管，焊接在干燥機轉(zhuǎn)軸4上，將槳葉內(nèi)腔與干燥機轉(zhuǎn)軸4的內(nèi)部空腔連通。在干燥機轉(zhuǎn)軸4旋轉(zhuǎn)過程中，當(dāng)槳葉本體在上時，底部積聚的冷凝液通過連通管道5排出槳葉本體，進入干燥機轉(zhuǎn)軸4。當(dāng)槳葉本體在其余位置時，蒸汽通過連通管道5進入槳葉本體內(nèi)部對冷凝蒸汽進行補充。

[0031] 可選地，側(cè)板1、外封板2、后端封板3、干燥機轉(zhuǎn)軸4、連通管道5、排水擋板6共同構(gòu)成本實施例主體結(jié)構(gòu)，采用鑄鐵、碳鋼、不銹鋼等金屬加工，也可根據(jù)實際情況選取其他金屬材質(zhì)。

[0032] 本實施例的制造過程如下：

[0033] 本實施例根據(jù)設(shè)計尺寸，分別采用機械加工將側(cè)板1、外封板2、后端封板3、連通管道5、排水擋板6依次加工完畢，在各部件邊緣預(yù)留焊接位置，同時準備好用于安裝的干燥機轉(zhuǎn)軸4。

[0034] 采用機械加工或焊接的方式，按照設(shè)計尺寸，在側(cè)板1外壁面加工或安裝一定數(shù)量、尺寸和排布間距的凸起100，凸起100尺寸不變或可變均符合要求。

[0035] 采用化學(xué)腐蝕、電化學(xué)沉積、陽極氧化等方法，按照設(shè)計尺寸，在側(cè)板1內(nèi)壁面加工一定尺寸的疏水涂層101，涂層厚度不變或可變均符合要求。

[0036] 在干燥機轉(zhuǎn)軸4指定位置處確定好槳葉本體的安裝位置，并在該區(qū)域加工出3個連通孔，在連通孔處依次安裝并焊接3個連通管道5。

[0037] 將2塊已加工完成的雙側(cè)強化傳熱的側(cè)板1前端端面對齊并進行焊接。

[0038] 將已加工完成的排水擋板6焊接在2塊側(cè)板1的指定裝配位置。

[0039] 將外封板2與2塊側(cè)板1的頂部位置焊接。

[0040] 將后端封板3與2塊側(cè)板1后端位置焊接，共同構(gòu)成槳葉主體結(jié)構(gòu)。

[0041] 將上述焊接好槳葉主體結(jié)構(gòu)與干燥機轉(zhuǎn)軸4上指定位置進行配合并焊接，完成槳葉主體與干燥機轉(zhuǎn)軸的連接與內(nèi)部腔體密封。

[0042] 檢查裝配與焊接質(zhì)量，清理焊渣。

[0043] 本實施例克服了現(xiàn)有槳葉式干燥機干燥效率不高、效率提升困難的技術(shù)難題，在不改變干燥機及轉(zhuǎn)軸總體結(jié)構(gòu)的前提下，提出了一種能夠同時強化雙側(cè)傳熱能力及干燥機總體效率的新型槳葉，該槳葉結(jié)構(gòu)簡單、批量加工難度小、通用性強，為提升現(xiàn)有槳葉式干燥機干燥效率提供了技術(shù)支持。

[0044] 需要說明的是，本發(fā)明中的凸起100并非完全限制為標準半球形，當(dāng)變換凸起100的尺寸或形狀時，應(yīng)該涵蓋在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。同理，排水擋板6并非限制為完全按照扇環(huán)結(jié)構(gòu)的底部朝向頂部的方向設(shè)置，當(dāng)排水擋板6變換為與之接近的狀態(tài)時，應(yīng)該涵蓋在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。

[0045] 最后應(yīng)說明的是：上述實施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案，而非對其限制；盡管參照前述各實施例對本發(fā)明進行了詳細的說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解：其依然可以對前述各實施例所記載的技術(shù)方案進行修改，或者對其中部分或者全部技術(shù)特征進行等同替換；而這些修改或者替換，并不使相應(yīng)技術(shù)方案的本質(zhì)脫離本發(fā)明各實施例技術(shù)方案的范圍。