一种双侧强化传热的污泥干燥机桨叶

技术领域

[0001] 本发明属于污泥干燥技术领域，具体涉及一种双侧强化传热的污泥干燥机桨叶。

背景技术

[0002] 随着我国国民经济发展以及城市化进程的加快，城市污泥排放量日益增长，稳定、高效、无害的污泥处理技术是保证我国环境安全与居民健康的关键。污泥干燥是污泥处理的关键步骤，国内污泥干燥技术起步较晚，研发高效节能的污泥干燥设备具有重要的意义。

[0003] 桨叶式干燥机因具有能耗低，系统造价低，结构简单，适用性强等优势，是目前应用最成熟广泛的污泥干燥设备之一。桨叶式干燥机主体结构包括带有夹套的壳体、空心低速转轴以及焊接在转轴上的若干空心桨叶，夹套和空心桨叶内部均可通入蒸汽或导热油等热介质，对干燥机内污泥进行间壁式加热，使桨叶与夹套外侧的污泥含水率降低，实现污泥干燥。

[0004] 尽管目前的桨叶式干燥机已得到广泛应用，但现有设计的干燥效果仍然不够理想，提升桨叶式干燥机的干燥效率对解决污泥处理的环保难题具有重要意义。研究表明，采用强化传热技术提升干燥机桨叶两侧的传热能力可以提高污泥内水分蒸发量，从而提高桨叶式干燥机的干化效率。由于干燥机桨叶两侧的运行条件以及介质的物理性质差异很大，强化传热技术的应用需要具有针对性，其中，桨叶外侧污泥黏度较大且对叶片的腐蚀与冲蚀较强，该侧强化传热需要考虑污泥在壁面的粘连问题及壁面磨损问题；而当桨叶内侧采用蒸汽为工质时，其流动速度小，工作环境清洁稳定，一些在传统换热器领域内尚不能广泛应用的先进强化传热技术在桨叶内侧具有可行性。综合考虑干燥机叶片两侧特点，为提升桨叶式干燥机的干燥效率，本发明针对热介质为蒸汽的干燥机，设计了一种双侧强化传热的污泥干燥机桨叶结构。

发明内容

[0005] 为了弥补现有技术的不足，本发明提供一种双侧强化传热的污泥干燥机桨叶技术方案。

[0006] 一种双侧强化传热的污泥干燥机桨叶，包括干燥机转轴和设置于干燥机转轴上的桨叶本体，所述桨叶本体具有桨叶内腔，所述桨叶内腔与干燥机转轴的内腔相连通，所述桨叶本体的左侧外壁和/或右侧外壁设置若干凸起，所述桨叶内腔的左侧内壁和/或右侧内壁设置疏水涂层。

[0007] 进一步地，所述桨叶本体的左右两侧外壁分别布满凸起；所述桨叶内腔的左右两侧内壁分别设置疏水涂层。

[0008] 进一步地，所述凸起为半球形结构、长方体结构、圆柱状结构中的一种或多种。

[0009] 进一步地，所述桨叶内腔中设置排水挡板，所述排水挡板设置于桨叶内腔底部后端，并沿桨叶内腔底部朝向桨叶内腔顶部的方向铺设。

[0010] 进一步地，所述排水挡板的底部与桨叶内腔的底部内壁连接，排水挡板的顶部与桨叶内腔的顶部内壁形成流通口，排水挡板的左右两侧分别与桨叶内腔的左右两侧内壁连接。

[0011] 进一步地，所述桨叶本体包括左右两块侧板、外封板和后端封板，两块侧板相对倾斜设置，两块侧板的前端相连，后端通过后端封板相连，两块侧板的顶部之间通过外封板相连，两块侧板的底部与干燥机转轴连接。

[0012] 进一步地，两块所述侧板的间距从底部到顶部逐渐变大，并且从前到后同样逐渐变大。

[0013] 进一步地，所述侧板为扇环结构；两块侧板的前端共同构成刀锋状结构。

[0014] 进一步地，所述外封板的宽度从前到后逐渐变大；所述后端封板的宽度从底部到顶部逐渐变大。

[0015] 进一步地，所述干燥机转轴内腔中设置连通管道，所述连通管道用于连通桨叶内腔与干燥机转轴的空腔。

[0016] 与现有技术相比，本发明的有益效果是：

[0017] 本发明提供了一种双侧强化传热的桨叶式干燥机新型桨叶，采用外侧壁面布置凸起和内侧壁面布置疏水涂层的独特设计，有针对性地分别强化污泥侧与蒸汽侧的传热性能，克服了传统桨叶式干燥机干燥效率不高的缺点，有效提升了污泥干燥机的总体干燥效率。

[0018] 本发明提供了一种加工便捷、尺寸灵活、可批量化生产、适用于现有干燥机设计的新型桨叶式污泥干燥机桨叶，采用形状相对规则的多部件拼装方式进行加工，各部件均可实现批量化加工；用于污泥侧强化传热的凸起和蒸汽侧强化传热的疏水涂层结构简单稳定、批量加工难度低、尺寸灵活；本发明提供的新型桨叶可在不改变干燥机总体结构设计的基础上直接替代现有传统干燥机桨叶；

[0019] 综上，本发明克服了现有桨叶式干燥机总体干燥效率不高及干燥效率提升困难的技术难题，在不改变现有桨叶式干燥机结构设计和额定工质参数的前提下，提出了一种能够同时提升污泥侧和蒸汽侧传热能力及干燥机总体干燥效率的新型桨叶设计，该桨叶具有结构简单、尺寸灵活、可批量化生产、通用性强等优点，为提升现有桨叶式干燥机干燥效率提供了技术支持，具有重要的工程实用价值。

附图说明

[0020] 图1为本发明外部结构主示意图；

[0021] 图2为本发明内部结构示意图；

[0022] 图3为本发明中侧板外壁的凸起结构示意图。

[0023] 图中：1‑侧板、100‑凸起、101‑疏水涂层、2‑外封板、3‑后端封板、4‑干燥机转轴、5‑连通管道、6‑排水挡板。

具体实施方式

[0024] 在本发明的描述中，需要理解的是，术语“顶部”、“底部”、“外侧”、“内侧”、“前”、“后”、“左”、“右”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。其中，术语“顶部”是指桨叶本体远离干燥机转轴的一端，术语“底部”是指桨叶本体靠近干燥机转轴的一端。

[0025] 下面结合附图对本发明作进一步说明。

[0026] 请参阅图1‑3，一种双侧强化传热的污泥干燥机桨叶，包括干燥机转轴4和安装于干燥机转轴4外壁上的桨叶本体，桨叶本体的数量和尺寸可根据实际需要进行选择，桨叶本体具有桨叶内腔，干燥机转轴4与桨叶内腔连接的壁面上开设若干孔洞并安装连通管道5，连通管道5使桨叶本体空腔与干燥机转轴4的内腔连通。

[0027] 继续参阅图1和图2，桨叶本体包括左右两块侧板1、一块外封板2和一块后端封板3。侧板1为投影形状为扇环结构的金属板，两块侧板1前端加工出一定角度的斜坡面，拼接后焊接，形成呈刀锋状端面，以便在旋转时更好地切分污泥。侧板1后端与后端封板3的边缘焊接，底部与污泥干燥机的干燥机转轴4外壁面焊接，顶部与外封板2的边缘焊接，两块侧板

1呈一定夹角倾斜相对布置，形成底部窄顶部宽、前端窄后端宽的渐变形结构的内部空腔用于蒸汽流动，前端刀锋状端面在旋转过程中具有切分污泥的作用。外封板2为宽度从前向后逐渐变大的圆弧形金属板，投影形状近似为三角形。后端封板3为梯形金属板，其宽度从底部到顶部逐渐变大，底部与污泥干燥机的干燥机转轴4外壁焊接，顶部与外封板2的边缘焊接，左右侧面与两块侧板1焊接，最终在桨叶本体内部形成封闭的桨叶内腔，将污泥与蒸汽完全隔开。

[0028] 继续参阅图1‑3，侧板1的外壁面与污泥接触实现干燥，外壁面采用机械加工或焊接的方式布置一定数量和尺寸的凸起100，半球形凸起100优选结构如图3所示，采用半球形结构，此外也可以设置成长方体结构、圆柱状结构等，凸起100能够显著增加污垢与外壁面的接触面积，从而提升传热量，同时凸起100的壁面有助于避免污泥含水率梯度过大而形成的大面积粘壁结壳，使干污泥尽快脱离壁面，间接提升了侧板1外壁面传热性能。侧板1的内壁面与流速很低的高温蒸汽接触，通过冷凝传热向污泥侧提供热量，内壁面采用化学腐蚀、电化学沉积、阳极氧化等方法制备出微纳米结构，然后采用低表面能有机材料进行修饰，加工出一定厚度的疏水涂层101，低表面能物质比如有机聚合物、聚乙烯、聚丙烯等，疏水涂层101能够使侧板1内壁进行的膜状冷凝转变为珠状冷凝，从而大幅提高侧板1内壁面的传热系数，并加速液滴的脱离。其中，只要实现疏水涂层101的接触角小于90°即可满足设计要求，不必过分追求过小的接触角。

[0029] 继续参阅图2，排水挡板6为梯形金属板，布置在桨叶本体内部靠近底部后端的区域，其沿径向设置，即底部朝向顶部的方向，长度为侧板1扇环宽度的1/4‑1/2，以与桨叶内腔顶部形成流通口，其底部与污泥干燥机的干燥机转轴4外壁焊接，左右侧面与两块侧板1焊接，其作用是配合干燥机转轴4的旋转，将冷凝液收集并约束在桨叶本体的底部后端，确保冷凝液及时排出。

[0030] 继续参阅图1和图2，连通管道5为一定长度的金属圆管，焊接在干燥机转轴4上，将桨叶内腔与干燥机转轴4的内部空腔连通。在干燥机转轴4旋转过程中，当桨叶本体在上时，底部积聚的冷凝液通过连通管道5排出桨叶本体，进入干燥机转轴4。当桨叶本体在其余位置时，蒸汽通过连通管道5进入桨叶本体内部对冷凝蒸汽进行补充。

[0031] 可选地，侧板1、外封板2、后端封板3、干燥机转轴4、连通管道5、排水挡板6共同构成本实施例主体结构，采用铸铁、碳钢、不锈钢等金属加工，也可根据实际情况选取其他金属材质。

[0032] 本实施例的制造过程如下：

[0033] 本实施例根据设计尺寸，分别采用机械加工将侧板1、外封板2、后端封板3、连通管道5、排水挡板6依次加工完毕，在各部件边缘预留焊接位置，同时准备好用于安装的干燥机转轴4。

[0034] 采用机械加工或焊接的方式，按照设计尺寸，在侧板1外壁面加工或安装一定数量、尺寸和排布间距的凸起100，凸起100尺寸不变或可变均符合要求。

[0035] 采用化学腐蚀、电化学沉积、阳极氧化等方法，按照设计尺寸，在侧板1内壁面加工一定尺寸的疏水涂层101，涂层厚度不变或可变均符合要求。

[0036] 在干燥机转轴4指定位置处确定好桨叶本体的安装位置，并在该区域加工出3个连通孔，在连通孔处依次安装并焊接3个连通管道5。

[0037] 将2块已加工完成的双侧强化传热的侧板1前端端面对齐并进行焊接。

[0038] 将已加工完成的排水挡板6焊接在2块侧板1的指定装配位置。

[0039] 将外封板2与2块侧板1的顶部位置焊接。

[0040] 将后端封板3与2块侧板1后端位置焊接，共同构成桨叶主体结构。

[0041] 将上述焊接好桨叶主体结构与干燥机转轴4上指定位置进行配合并焊接，完成桨叶主体与干燥机转轴的连接与内部腔体密封。

[0042] 检查装配与焊接质量，清理焊渣。

[0043] 本实施例克服了现有桨叶式干燥机干燥效率不高、效率提升困难的技术难题，在不改变干燥机及转轴总体结构的前提下，提出了一种能够同时强化双侧传热能力及干燥机总体效率的新型桨叶，该桨叶结构简单、批量加工难度小、通用性强，为提升现有桨叶式干燥机干燥效率提供了技术支持。

[0044] 需要说明的是，本发明中的凸起100并非完全限制为标准半球形，当变换凸起100的尺寸或形状时，应该涵盖在本发明的保护范围之内。同理，排水挡板6并非限制为完全按照扇环结构的底部朝向顶部的方向设置，当排水挡板6变换为与之接近的状态时，应该涵盖在本发明的保护范围之内。

[0045] 最后应说明的是：上述实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。