一種雙側強化傳熱的污泥干燥機槳葉

技術領域

[0001] 本發明屬于污泥干燥技術領域，具體涉及一種雙側強化傳熱的污泥干燥機槳葉。

背景技術

[0002] 隨著我國國民經濟發展以及城市化進程的加快，城市污泥排放量日益增長，穩定、高效、無害的污泥處理技術是保證我國環境安全與居民健康的關鍵。污泥干燥是污泥處理的關鍵步驟，國內污泥干燥技術起步較晚，研發高效節能的污泥干燥設備具有重要的意義。

[0003] 槳葉式干燥機因具有能耗低，系統造價低，結構簡單，適用性強等優勢，是目前應用最成熟廣泛的污泥干燥設備之一。槳葉式干燥機主體結構包括帶有夾套的殼體、空心低速轉軸以及焊接在轉軸上的若干空心槳葉，夾套和空心槳葉內部均可通入蒸汽或導熱油等熱介質，對干燥機內污泥進行間壁式加熱，使槳葉與夾套外側的污泥含水率降低，實現污泥干燥。

[0004] 盡管目前的槳葉式干燥機已得到廣泛應用，但現有設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保難題具有重要意義。研究表明，采用強化傳熱技術提升干燥機槳葉兩側的傳熱能力可以提高污泥內水分蒸發量，從而提高槳葉式干燥機的干化效率。由于干燥機槳葉兩側的運行條件以及介質的物理性質差異很大，強化傳熱技術的應用需要具有針對性，其中，槳葉外側污泥黏度較大且對葉片的腐蝕與沖蝕較強，該側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；而當槳葉內側采用蒸汽為工質時，其流動速度小，工作環境清潔穩定，一些在傳統換熱器領域內尚不能廣泛應用的先進強化傳熱技術在槳葉內側具有可行性。綜合考慮干燥機葉片兩側特點，為提升槳葉式干燥機的干燥效率，本發明針對熱介質為蒸汽的干燥機，設計了一種雙側強化傳熱的污泥干燥機槳葉結構。

發明內容

[0005] 為了彌補現有技術的不足，本發明提供一種雙側強化傳熱的污泥干燥機槳葉技術方案。

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

[0007] 進一步地，所述槳葉本體的左右兩側外壁分別布滿凸起；所述槳葉內腔的左右兩側內壁分別設置疏水涂層。

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

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

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

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

[0012] 進一步地，兩塊所述側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，所述側板為扇環結構；兩塊側板的前端共同構成刀鋒狀結構。

[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，所述干燥機轉軸內腔中設置連通管道，所述連通管道用于連通槳葉內腔與干燥機轉軸的空腔。

[0016] 與現有技術相比，本發明的有益效果是：

[0017] 本發明提供了一種雙側強化傳熱的槳葉式干燥機新型槳葉，采用外側壁面布置凸起和內側壁面布置疏水涂層的獨特設計，有針對性地分別強化污泥側與蒸汽側的傳熱性能，克服了傳統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] 本發明提供了一種加工便捷、尺寸靈活、可批量化生產、適用于現有干燥機設計的新型槳葉式污泥干燥機槳葉，采用形狀相對規則的多部件拼裝方式進行加工，各部件均可實現批量化加工；用于污泥側強化傳熱的凸起和蒸汽側強化傳熱的疏水涂層結構簡單穩定、批量加工難度低、尺寸靈活；本發明提供的新型槳葉可在不改變干燥機總體結構設計的基礎上直接替代現有傳統干燥機槳葉；

[0019] 綜上，本發明克服了現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難題，在不改變現有槳葉式干燥機結構設計和額定工質參數的前提下，提出了一種能夠同時提升污泥側和蒸汽側傳熱能力及干燥機總體干燥效率的新型槳葉設計，該槳葉具有結構簡單、尺寸靈活、可批量化生產、通用性強等優點，為提升現有槳葉式干燥機干燥效率提供了技術支持，具有重要的工程實用價值。

附圖說明

[0020] 圖1為本發明外部結構主示意圖；

[0021] 圖2為本發明內部結構示意圖；

[0022] 圖3為本發明中側板外壁的凸起結構示意圖。

[0023] 圖中：1?側板、100?凸起、101?疏水涂層、2?外封板、3?后端封板、4?干燥機轉軸、5?連通管道、6?排水擋板。

具體實施方式

[0024] 在本發明的描述中，需要理解的是，術語“頂部”、“底部”、“外側”、“內側”、“前”、“后”、“左”、“右”等指示的方位或位置關系為基于附圖所示的方位或位置關系，僅是為了便于描述本發明和簡化描述，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、以特定的方位構造和操作，因此不能理解為對本發明的限制。其中，術語“頂部”是指槳葉本體遠離干燥機轉軸的一端，術語“底部”是指槳葉本體靠近干燥機轉軸的一端。

[0025] 下面結合附圖對本發明作進一步說明。

[0026] 請參閱圖1?3，一種雙側強化傳熱的污泥干燥機槳葉，包括干燥機轉軸4和安裝于干燥機轉軸4外壁上的槳葉本體，槳葉本體的數量和尺寸可根據實際需要進行選擇，槳葉本體具有槳葉內腔，干燥機轉軸4與槳葉內腔連接的壁面上開設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軸4的內腔連通。

[0027] 繼續參閱圖1和圖2，槳葉本體包括左右兩塊側板1、一塊外封板2和一塊后端封板3。側板1為投影形狀為扇環結構的金屬板，兩塊側板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，以便在旋轉時更好地切分污泥。側板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軸4外壁面焊接，頂部與外封板2的邊緣焊接，兩塊側板

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構的內部空腔用于蒸汽流動，前端刀鋒狀端面在旋轉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軸4外壁焊接，頂部與外封板2的邊緣焊接，左右側面與兩塊側板1焊接，最終在槳葉本體內部形成封閉的槳葉內腔，將污泥與蒸汽完全隔開。

[0028] 繼續參閱圖1?3，側板1的外壁面與污泥接觸實現干燥，外壁面采用機械加工或焊接的方式布置一定數量和尺寸的凸起100，半球形凸起100優選結構如圖3所示，采用半球形結構，此外也可以設置成長方體結構、圓柱狀結構等，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殼，使干污泥盡快脫離壁面，間接提升了側板1外壁面傳熱性能。側板1的內壁面與流速很低的高溫蒸汽接觸，通過冷凝傳熱向污泥側提供熱量，內壁面采用化學腐蝕、電化學沉積、陽極氧化等方法制備出微納米結構，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，低表面能物質比如有機聚合物、聚乙烯、聚丙烯等，疏水涂層101能夠使側板1內壁進行的膜狀冷凝轉變為珠狀冷凝，從而大幅提高側板1內壁面的傳熱系數，并加速液滴的脫離。其中，只要實現疏水涂層101的接觸角小于90°即可滿足設計要求，不必過分追求過小的接觸角。

[0029] 繼續參閱圖2，排水擋板6為梯形金屬板，布置在槳葉本體內部靠近底部后端的區域，其沿徑向設置，即底部朝向頂部的方向，長度為側板1扇環寬度的1/4?1/2，以與槳葉內腔頂部形成流通口，其底部與污泥干燥機的干燥機轉軸4外壁焊接，左右側面與兩塊側板1焊接，其作用是配合干燥機轉軸4的旋轉，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，焊接在干燥機轉軸4上，將槳葉內腔與干燥機轉軸4的內部空腔連通。在干燥機轉軸4旋轉過程中，當槳葉本體在上時，底部積聚的冷凝液通過連通管道5排出槳葉本體，進入干燥機轉軸4。當槳葉本體在其余位置時，蒸汽通過連通管道5進入槳葉本體內部對冷凝蒸汽進行補充。

[0031] 可選地，側板1、外封板2、后端封板3、干燥機轉軸4、連通管道5、排水擋板6共同構成本實施例主體結構，采用鑄鐵、碳鋼、不銹鋼等金屬加工，也可根據實際情況選取其他金屬材質。

[0032] 本實施例的制造過程如下：

[0033] 本實施例根據設計尺寸，分別采用機械加工將側板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，在各部件邊緣預留焊接位置，同時準備好用于安裝的干燥機轉軸4。

[0034] 采用機械加工或焊接的方式，按照設計尺寸，在側板1外壁面加工或安裝一定數量、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] 采用化學腐蝕、電化學沉積、陽極氧化等方法，按照設計尺寸，在側板1內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] 在干燥機轉軸4指定位置處確定好槳葉本體的安裝位置，并在該區域加工出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強化傳熱的側板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塊側板1的指定裝配位置。

[0039] 將外封板2與2塊側板1的頂部位置焊接。

[0040] 將后端封板3與2塊側板1后端位置焊接，共同構成槳葉主體結構。

[0041] 將上述焊接好槳葉主體結構與干燥機轉軸4上指定位置進行配合并焊接，完成槳葉主體與干燥機轉軸的連接與內部腔體密封。

[0042] 檢查裝配與焊接質量，清理焊渣。

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

[0044] 需要說明的是，本發明中的凸起100并非完全限制為標準半球形，當變換凸起100的尺寸或形狀時，應該涵蓋在本發明的保護范圍之內。同理，排水擋板6并非限制為完全按照扇環結構的底部朝向頂部的方向設置，當排水擋板6變換為與之接近的狀態時，應該涵蓋在本發明的保護范圍之內。

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