公布日：2023.12.08
申请日：2023.11.07
分类号：C02F11/121(2019.01)I;C02F11/13(2019.01)I
摘要
本发明公开了一种涨缩搅拌式污泥干化装置，涉及污泥处理技术领域，涨缩体外侧和搅拌仓内侧之间形成搅拌空间；涨缩体包括若干弧形板，若干弧形板均沿旋转平台轴线环向均布，且底部均和旋转平台上端铰接，弧形板上端能朝靠近或远离旋转平台轴线的方向旋转；相邻两个弧形板的侧边相互交错叠放，且任意弧形板的两侧边分别位于搅拌空间内和搅拌空间外；沿弧形板下端到上端方向，弧形板的弧长逐渐减小；弧形板外侧面还带有若干搅拌棒；驱动组件用于带动若干弧形板绕自身下端旋转，以实现涨缩体的膨胀与收缩。采用本方案，能结合收缩挤压、搅拌、改变搅拌棒角度的三种同步方式实现污泥的快速脱水，从而使热气充分混合污泥，以提高干化效率。
权利要求书
1.一种涨缩搅拌式污泥干化装置，其特征在于，包括涨缩组件、搅拌仓（1）和驱动组件；所述涨缩组件位于所述搅拌仓（1）内部；所述涨缩组件包括旋转平台（2）和涨缩体（3），所述旋转平台（2）用于带动所述涨缩体（3）绕自身轴线旋转；所述涨缩体（3）外侧和所述搅拌仓（1）内侧之间形成搅拌空间；所述涨缩体（3）包括若干弧形板（301），若干所述弧形板（301）均沿所述旋转平台（2）轴线环向均布，且底部均和所述旋转平台（2）上端铰接，所述弧形板（301）上端能朝靠近或远离所述旋转平台（2）轴线的方向旋转；相邻两个所述弧形板（301）的侧边相互交错叠放，且任意所述弧形板（301）的两侧边分别位于所述搅拌空间内和搅拌空间外；沿所述弧形板（301）下端到上端方向，所述弧形板（301）的弧长逐渐减小；所述弧形板（301）外侧面还带有若干搅拌棒（302）；所述驱动组件用于带动若干所述弧形板（301）绕自身下端旋转，以实现所述涨缩体（3）的膨胀与收缩。
2.根据权利要求1所述的一种涨缩搅拌式污泥干化装置，其特征在于，所述驱动组件包括升降组件以及位于所述涨缩体（3）轴线上的滑轴（4），所述滑轴（4）下端伸出所述涨缩体（3）下端并和所述旋转平台（2）上端中心固接；所述滑轴（4）上端伸出所述涨缩体（3）上端并和所述搅拌仓（1）上端内侧转动连接；所述滑轴（4）上同轴滑动连接有推盘（5），所述升降组件设置于所述旋转平台（2）上，并用于驱动所述推盘（5）沿所述滑轴（4）轴线滑动；所述推盘的直径大于或等于所述涨缩体（3）膨胀为圆柱体时的直径。
3.根据权利要求2所述的一种涨缩搅拌式污泥干化装置，其特征在于，所述滑轴（4）的中部还设有柔性档垫（6），所述柔性档垫（6）位于所述旋转平台（2）上方。
4.根据权利要求2所述的一种涨缩搅拌式污泥干化装置，其特征在于，沿所述滑轴（4）环向方向，所述滑轴（4）上均布有若干复位弹簧（7），每个所述复位弹簧（7）均分别对应连接一个所述弧形板（301）内侧。
5.根据权利要求2所述的一种涨缩搅拌式污泥干化装置，其特征在于，所述搅拌仓（1）顶部内侧为弧形面，所述弧形面的弧度和所述弧形板（301）上端的旋转路径相适配；所述弧形面包括位于内侧的同步弧形面（101）以及位于外侧的固定弧形面（102），所述同步弧形面（101）和所述固定弧形面（102）同轴设置，所述同步弧形面（101）外侧端面和所述固定弧形面（102）的内侧端面之间转动密封连接；所述同步弧形面（101）的内侧端面从所述涨缩体（3）顶部伸入，并和所述滑轴（4）固接。
6.根据权利要求5所述的一种涨缩搅拌式污泥干化装置，其特征在于，所述搅拌仓（1）下端开口，所述涨缩体（3）上端从所述搅拌仓（1）下端伸入到所述搅拌仓（1）内；所述旋转平台（2）上端的周向端部同轴设有环向滑块（201），所述环向滑块（201）的上端和所述搅拌仓（1）下端转动密封连接，并用于密封所述搅拌仓（1）下端开口；还包括第一柔性伸缩布（9），相邻所述弧形板（301）的侧边之间、所述涨缩体（3）下端外侧和所述搅拌仓（1）内侧之间、所述涨缩体（3）上端和所述搅拌仓（1）内侧之间均密封设有第一柔性伸缩布（9）；所述涨缩体（3）外侧、所述涨缩体（3）上方第一柔性伸缩布（9）、所述涨缩体（3）下方第一柔性伸缩布（9）、相邻所述弧形板（301）侧边之间的第一柔性伸缩布（9）以及所述搅拌仓（1）内侧合围形成搅拌空间。
7.根据权利要求6所述的一种涨缩搅拌式污泥干化装置，其特征在于，所述滑轴（4）上还设有第二柔性伸缩布（10），所述第二柔性伸缩布（10）高于所述推盘（5）的向上移动的最大行程；所述第二柔性伸缩布（10）的外端和所述涨缩体（3）内侧密封连接；所述第二柔性伸缩布（10）、涨缩体（3）内侧、同步弧形面（101）以及所述涨缩体（3）上方第一柔性伸缩布（9）之间形成纳气空间；所述第二柔性伸缩布（10）上方的所述滑轴（4）部分内部中空，且带有若干和所述纳气空间连通的出气口，所述滑轴（4）上端为进气口；若干所述搅拌棒（302）均内部中空，且带有若干气孔；对应所述纳气空间的若干所述搅拌棒（302）均和所述纳气空间连通；其余若干所述搅拌棒（302）均通过支管和与所述纳气空间连通的搅拌棒（302）连通。
8.根据权利要求6所述的一种涨缩搅拌式污泥干化装置，其特征在于，所述滑轴（4）内部中空，所述滑轴（4）侧面带有若干出气口，且所述滑轴（4）上端为进气口；若干所述搅拌棒（302）均内部中空，且所述搅拌棒（302）和所述滑轴（4）出气口之间连接有换热连接管（303），所述换热连接管（303）采用伸缩软管，所述搅拌棒（302）采用换热管。
9.根据权利要求1所述的一种涨缩搅拌式污泥干化装置，其特征在于，还包括将所述搅拌仓（1）容纳在内的箱体（8），所述搅拌仓（1）的侧面底部带有若干废液通道（104），所述废液通道（104）一端和所述搅拌仓（1）内部连通，所述废液通道（104）另一端穿出所述箱体（8）并向下倾斜，所述废液通道（104）进口处设有第一滤网；所述搅拌仓（1）的侧面上方带有废气通道（106），所述废气通道（106）一端和所述搅拌仓（1）内部连通，所述废气通道（106）另一端穿出所述箱体（8）并向上倾斜，所述废液通道（104）进口处设有第二滤网。
10.根据权利要求9所述的一种涨缩搅拌式污泥干化装置，其特征在于，所述搅拌仓（1）侧面底部还带有干泥卸料门（105），所述箱体（8）一侧开口，所述箱体一侧开口处横向伸入有干化污泥输送通道（103），所述干化污泥输送通道（103）伸入所述箱体（8）内的一端位于所述干泥卸料门（105）下方，并用于输送所述搅拌仓（1）内的干化污泥。
发明内容
本发明为解决现有技术的不足，目的在于提供一种涨缩搅拌式污泥干化装置，采用本方案，能结合收缩挤压、搅拌、改变搅拌棒角度的三种同步方式实现污泥的快速脱水，从而使热气充分混合污泥，以提高干化效率。
本发明通过下述技术方案实现：
一种涨缩搅拌式污泥干化装置，包括涨缩组件、搅拌仓和驱动组件；
所述涨缩组件位于所述搅拌仓内部；
所述涨缩组件包括旋转平台和涨缩体，所述旋转平台用于带动所述涨缩体绕自身轴线旋转；所述涨缩体外侧和所述搅拌仓内侧之间形成搅拌空间；
所述涨缩体包括若干弧形板，若干所述弧形板均沿所述旋转平台轴线环向均布，且底部均和所述旋转平台上端铰接，所述弧形板上端能朝靠近或远离所述旋转平台轴线的方向旋转；相邻两个所述弧形板的侧边相互交错叠放，且任意所述弧形板的两侧边分别位于所述搅拌空间内和搅拌空间外；沿所述弧形板下端到上端方向，所述弧形板的弧长逐渐减小；所述弧形板外侧面还带有若干搅拌棒；
所述驱动组件用于带动若干所述弧形板绕自身下端旋转，以实现所述涨缩体的膨胀与收缩。
相对于现有技术中，在干燥过程中，由于污泥中水分过多，会导致干化过程较慢，导致干化效率降低的问题，本发明提供了一种涨缩搅拌式污泥干化装置，具体方案中，包括涨缩组件，其中涨缩组件包括旋转平台和涨缩体，旋转平台用于带动涨缩体绕自身轴线旋转，由于涨缩体的外侧带有若干搅拌棒，故通过搅拌棒能搅动搅拌空间内的污泥，搅拌空间内的污泥通过进料管输入；另外，涨缩体包括有若干弧形板，若干弧形板下端铰接在旋转平台上，且相邻两个弧形板的侧边相互交错叠放，通过上述方案，使若干弧形板能相互展开或收缩，类似于花瓣展开，通过弧形板向外展开的方式，缩短弧形板到搅拌仓内侧壁之间的距离，使弧形板挤压搅拌空间内的污泥，从而进一步将污泥中的大量水分挤出，以达到水分快速分离的效果；而相邻两个弧形板的侧边相互交错叠放，用于尽可能的收缩弧形板，以增大搅拌空间体积，便于容纳更多的污泥；由于弧形板下端到上端方向，弧形板的弧长逐渐减小，即弧形板收缩状态时为向内的倾斜状态，故也能增大搅拌空间体积；另外，由于在弧形板外侧面还带有若干搅拌棒，在弧形板向外展开时，能改变搅拌棒的搅拌角度，进一步搅合污泥。
以上方案，旨在实现：通过上述方案中的若干弧形板能相互展开或收缩挤出污泥水分、相邻两个弧形板的侧边相互交错叠放以增大搅拌空间体积、实时改变搅拌棒的搅拌角度的方式，从而尽可能的使热气充分混合污泥，以提高干化效率。
作为一种驱动组件的具体实现方式，所述驱动组件包括升降组件以及位于所述涨缩体轴线上的滑轴，所述滑轴下端伸出所述涨缩体下端并和所述旋转平台上端中心固接；所述滑轴上端伸出所述涨缩体上端并和所述搅拌仓上端内侧转动连接；所述滑轴上同轴滑动连接有推盘，所述升降组件设置于所述旋转平台上，并用于驱动所述推盘沿所述滑轴轴线滑动；所述推盘的直径大于或等于所述涨缩体膨胀为圆柱体时的直径。本方案中，由于涨缩体上下端均开口，故为节省空间，在涨缩体的轴线方向上设置滑轴，滑轴和旋转平台同步转动，且自身轴线旋转；在滑轴上滑动连接有推盘，且推盘的直径大于或等于涨缩体膨胀为圆柱体时的直径，故通过升降组件控制推盘向上滑动时，推盘的外侧端部能推动弧形板向外转动，从而挤压污泥，而升降组件控制推盘向上滑动的行程，便可控制弧形板上端向外转动的角度，即可针对不同含水率的污泥，控制挤压程度，以实现智能化控制。
为限制推盘的最大行程，所述滑轴的中部还设有柔性档垫，所述柔性档垫位于所述旋转平台上方。
为收缩复位涨缩体，沿所述滑轴环向方向，所述滑轴上均布有若干复位弹簧，每个所述复位弹簧均分别对应连接一个所述弧形板内侧。本方案中，在推盘向外推出弧形板时，每个弧形板上的复位弹簧均处于拉伸状态，在推盘向下滑动时，此时弧形板失去推力，在复位弹簧的弹力作用下，复位到初始位置。
为限制涨缩体的收缩，避免弧形板相互碰撞，所述搅拌仓顶部内侧为弧形面，所述弧形面的弧度和所述弧形板上端的旋转路径相适配；所述弧形面包括位于内侧的同步弧形面以及位于外侧的固定弧形面，所述同步弧形面和所述固定弧形面同轴设置，所述同步弧形面外侧端面和所述固定弧形面的内侧端面之间转动密封连接；所述同步弧形面的内侧端面从所述涨缩体顶部伸入，并和所述滑轴固接。本方案中，同步弧形面类似于伞状，固定于滑轴上，从而和涨缩体同步旋转，由于同步弧形面内端伸入到涨缩体内，故涨缩体向内收缩时，在弹力的作用下只能碰撞到同步弧形面上，故通过同步弧形面能进一步避免向内收缩；在同步弧形面外侧可设置柔性件；另外，固定弧形面则类似于环状，而为密封搅拌仓上端，同步弧形面外侧端面和固定弧形面的内侧端面之间转动密封连接，即两者端面之间可采用密封轴承或在端面上开设迷宫阶梯等，均可实现密封，防止污泥和高温气体泄露。
由于涨缩体在膨胀后，相邻弧形板端部之间、搅拌仓下端均会存在缝隙，故为进一步密封涨缩体，所述搅拌仓下端开口，所述涨缩体上端从所述搅拌仓下端伸入到所述搅拌仓内；所述旋转平台上端的周向端部同轴设有环向滑块，所述环向滑块的上端和所述搅拌仓下端转动密封连接，并用于密封所述搅拌仓下端开口；还包括第一柔性伸缩布，相邻所述弧形板的侧边之间、所述涨缩体下端外侧和所述搅拌仓内侧之间、所述涨缩体上端和所述搅拌仓内侧之间均密封设有第一柔性伸缩布；所述涨缩体外侧、所述涨缩体上方第一柔性伸缩布、所述涨缩体下方第一柔性伸缩布、相邻所述弧形板侧边之间的第一柔性伸缩布以及所述搅拌仓内侧合围形成搅拌空间。本方案中，均通过第一柔性伸缩布来进行空间封闭，即在相邻弧形板的端部之间密封连接第一柔性伸缩布，用于封闭相邻两弧形板端部之间的缝隙；在涨缩体下侧和搅拌仓内侧之间设置有第一柔性伸缩布，用于封闭涨缩体下端缝隙；另外，在旋转平台上端的周向端部同轴设有环向滑块，通过环向滑块和搅拌仓底部之间的旋转密封，即可将下方的第一柔性伸缩布连接在环向滑块上，以实现第一柔性伸缩布和涨缩体的同步转动时，也能实现密封。
作为一种热源直接干化的实现方式，为实现高温气体的快速进入与充分混合，所述滑轴上还设有第二柔性伸缩布，所述第二柔性伸缩布高于所述推盘的向上移动的最大行程；所述第二柔性伸缩布的外端和所述涨缩体内侧密封连接；所述第二柔性伸缩布、涨缩体内侧、同步弧形面以及所述涨缩体上方第一柔性伸缩布之间形成纳气空间；所述第二柔性伸缩布上方的所述滑轴部分内部中空，且带有若干和所述纳气空间连通的出气口，所述滑轴上端为进气口；若干所述搅拌棒均内部中空，且带有若干气孔；对应所述纳气空间的若干所述搅拌棒均和所述纳气空间连通；其余若干所述搅拌棒均通过支管和与所述纳气空间连通的搅拌棒连通。本方案中，通过第二柔性伸缩布进行封闭，从而避免高温气体进入到下方的旋转平台处；第二柔性伸缩布上方则形成纳气空间，高温气体被气泵从滑轴上端输送到滑轴内部，并通过滑轴侧面的出气口进入到纳气空间，而由于搅拌棒内部中空且和纳气空间连通，故高温气体最终能通过搅拌棒上的气孔进入到污泥中，此时由于若干搅拌棒的通气，便可将高温气体散布在污泥内部的多个位置，从而提高干化效率；另外，随着涨缩体的涨缩，其内部的纳气空间为可变空间，当纳气空间内具有足够的高温气体时，当涨缩体向内收缩，便会挤压纳气空间，从而使纳气空间内的部分高温气体通过搅拌棒快速排入到污泥内；而随着滑轴上端高温气体的持续补充，在涨缩体膨胀时，其吸力较小，也能尽可能的减少高温气体回退；其次，由于纳气空间仅位于上方，故为尽可能多的设置搅拌棒，在纳气空间对应处设置的若干搅拌棒和其内部连通，而另外位置处的搅拌棒，则和通气的搅拌棒连通，使若干搅拌棒均能向外输出高温气体。此外，第一柔性伸缩布和第二柔性伸缩布均采用耐高温、耐高压、韧性高的柔性伸缩布。
作为另一种热源间接干化的实现方式，所述滑轴内部中空，所述滑轴侧面带有若干出气口，且所述滑轴上端为进气口；若干所述搅拌棒均内部中空，且所述搅拌棒和所述滑轴出气口之间连接有换热连接管，所述换热连接管采用伸缩软管，所述搅拌棒采用换热管。本方案中，滑轴上方部分中空，气源通过上端进口进入，随后通过换热连接管和搅拌棒内部连通，此时搅拌棒采用导热材质，通过传热对污泥进行疏水干化，此时排出的废气为蒸发掉的水分。
为排出废水和废气，还包括将所述搅拌仓容纳在内的箱体，所述搅拌仓的侧面底部带有若干废液通道，所述废液通道一端和所述搅拌仓内部连通，所述废液通道另一端穿出所述箱体并向下倾斜，所述废液通道进口处设有第一滤网；所述搅拌仓的侧面上方带有废气通道，所述废气通道一端和所述搅拌仓内部连通，所述废气通道另一端穿出所述箱体并向上倾斜，所述废液通道进口处设有第二滤网。本方案中，当污泥含水率较高时，则可通过涨缩体的涨缩方式来挤压水分，然后通过下部的废液通道持续排出；而当含水率≤80%时，此时或已不能通过物理方式挤压出液，故通过热量来蒸发水分，使水汽随热废气通道排出；其中第一滤网和第二滤网用于防止污泥进入。
为快速排出干化后的污泥，所述搅拌仓侧面底部还带有干泥卸料门，所述箱体一侧开口，所述箱体一侧开口处横向伸入有干化污泥输送通道，所述干化污泥输送通道伸入所述箱体内的一端位于所述干泥卸料门下方，并用于输送所述搅拌仓内的干化污泥。本方案中，在搅拌仓侧面带有干泥卸料门，通过打开干泥卸料门，即可排出干化污泥，此时在干泥卸料门下方位置设置有干化污泥输送通道，如传送带等，通过干化污泥从干泥卸料门中自动掉落，或通过其余操作器具排出干化污泥，使干化污泥落在干化污泥输送通道上，从而通过干化污泥输送通道向外输送，实现自动出料功能。
本发明与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：
1.本发明提供的一种涨缩搅拌式污泥干化装置，通过若干弧形板能相互展开或收缩挤出污泥水分、相邻两个弧形板的侧边相互交错叠放以增大搅拌空间体积、实时改变搅拌棒的搅拌角度的方式，从而尽可能的使热气充分混合污泥，以提高干化效率。
2.本发明提供的一种涨缩搅拌式污泥干化装置，通过推盘和复位弹簧以实现涨缩体的膨胀与收缩，简化的运行控制结构，仅依靠推盘的行程即可控制涨缩体的膨胀程度。
3.本发明提供的一种涨缩搅拌式污泥干化装置，通过第一柔性伸缩布和第二柔性伸缩布的密封，以及上下端的密封转动端面，以实现整个搅拌空间的密封，避免污泥泄露。
4.本发明提供的一种涨缩搅拌式污泥干化装置，提供了热源直接干化和热源间接干化的两种设置方式，采用热源直接干化时，随着涨缩体的涨缩，其内部的纳气空间为可变空间，当纳气空间内具有足够的高温气体时，当涨缩体向内收缩，便会挤压纳气空间，从而使纳气空间内的部分高温气体通过搅拌棒快速排入到污泥内；而随着滑轴上端高温气体的持续补充，在涨缩体膨胀时，其吸力较小，也能尽可能的减少高温气体回退，即采用热空气进入干化装置，随蒸发的废气一并送出；而当采用热源间接干化时，则通过导热进行热传递，可采用蒸汽进入干化装置，热源不与污泥直接接触，疏水进行回收，干化装置排出废气仅为蒸发掉的水分。
（发明人：李瑞恒;徐娜;王成斌;李向利）
