垃圾蒸汽闪爆处理设备的制造方法
【专利摘要】本发明公开了一种垃圾蒸汽闪爆处理设备，包括分缸筒密封装置、气动开启机构和启盖装置；分缸筒密封装置包括上缸筒、下缸筒；下缸筒与上缸筒滑动连接，当下缸筒滑动至最上端时，下缸筒封闭出料口，上缸筒密封；当下缸筒滑动至最下端时，完全打开出料口，加压泄压装置排出蒸汽和物料；所述气动开启机构与下缸筒连接，用于驱动下缸筒上下滑动；启盖装置中的缸盖封盖在上缸筒的顶端，启盖装置控制缸盖的开启关闭，本发明采用多方向出料，增加排气出料面积，可以增加设备的出料效率；提高了气动开启机构响应速度，同时，本发明具有吹尘装置，可保证结构上不积料。
【专利说明】
垃圾蒸汽闪爆处理设备
技术领域
[0001] 本发明属于有机质垃圾处理领域，涉及一种垃圾蒸汽闪爆处理设备。
【背景技术】
[0002] 大型容器类装置放气泄压速度的主要瓶颈在于放气截面积的大小，传统的放气阀 结构，增大口径与提高开启速度是相互矛盾的，因此普遍存在泄压速度慢，处理效率低的问 题。笼式弹射装置虽增大了放气口径和泄压速度，但是负载大，结构复杂，填料困难，且密封 部位无保护，存在泄压效率低，密封圈受损严重，可靠性和维护性差等问题。
[0003]目前本领域常规的密封容器放气最大有效截面积为S = ，D为密封容器的外 4 径。很难增加有效截面积，由于放气有效截面积的限制，加压泄压装置的泄压速度也很难提 高，导致有机质处理无法达到理想的爆碎效果。如果克服传统方式的有效截面积的限制，提 高泄压速度，是有机质处理领域急需解决的问题。
【发明内容】
[0004] 本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种垃圾蒸汽闪爆处理设备。
[0005] 本发明是通过以下技术方案实现的：
[0006] -种垃圾蒸汽闪爆处理设备，包括分缸筒密封装置、气动开启机构和启盖装置；
[0007] 所述分缸筒密封装置包括上缸筒、下缸筒;所述上缸筒包括位于底部的蒸汽阀口 和位于侧部的出料口；所述下缸筒为两端开口的圆筒结构，套装在上缸筒的外侧，下缸筒与 上缸筒滑动连接，当下缸筒滑动至最上端时，下缸筒封闭出料口，上缸筒密封；当下缸筒滑 动至最下端时，完全打开出料口；
[0008] 所述气动开启机构与下缸筒连接，用于驱动下缸筒上下滑动；
[0009] 所述启盖装置包括缸盖、锁紧圈、密封圈盖板、密封圈、万向球和翻转机构，其中缸 盖与翻转机构连接，翻转机构与分缸筒密封装置的上缸筒连接，锁紧圈套装在上缸筒外缘 的上端并高出上缸筒上端面，密封圈盖板位于上缸筒靠近上端的内壁延伸出的台阶面上， 并与上缸筒内壁贴合后固定，密封圈位于密封圈盖板与上缸筒的台阶面之间，若干个万向 球分布在上缸筒上，缸盖的边缘设有若干个沿圆周均匀分布的第一楔形齿，与锁紧圈上的 若干个第二楔形齿通过啮合，实现启盖装置的开启与关闭，外部的第一液压缸与翻转机构 连接，带动缸盖的开启与关闭，外部的第二液压缸连接在锁紧圈上，带动锁紧圈的转动；
[0010] 在上缸筒底部设置有吹尘装置，所述吹尘装置由套管、直管、弧形管组成，所述弧 形管设置在出料口底端，套管与上缸筒的蒸汽阀口连通，套管通过直管与弧形管相连通，弧 形管上开设有多个气孔。
[0011] 其中所述上缸筒具有中部密封，用于当下缸筒滑动至最上端时，上缸筒中部与下 缸筒之间的连接部分的密封;所述下缸筒具有下部密封，用于当下缸筒滑动至最上端时，上 缸筒底部与下缸筒之间的连接部分的密封。
[0012] 其中出料口为多个，沿上缸筒的圆周方向分布，在上缸筒的表面，优选均匀分布， 多个出料口的横截面弧长相加接近上缸筒横截面圆周周长，优选大于圆周周长的2/3,更优 选大于圆周周长的90%;优选多个出料口的高度相同，大于上缸筒高度的三分之二。
[0013] 其中所述上缸筒具有安装支耳，用于上缸筒的外部安装连接。
[0014] 其中下缸筒外部具有导轨，用于下缸筒上下滑动的导向。
[0015] 其中所述气动开启机构包括气缸、关节轴承组件、大口径进气阀、大口径排气阀、 普通进气阀；关节轴承组件用于连接气缸和分缸筒密封装置的下缸筒;大口径进气阀用于 泄压时气缸的上腔快速充气;大口径排气阀用于气缸的下腔快速排气;普通进气阀用于下 缸筒的上行复位时对气缸下腔充气。
[0016] 本发明与现有技术相比具有如下优点：
[0017] (1)采用多方向出料，增加排气出料面积，可以增加设备的出料效率。
[0018] (2)物料重量和蒸汽对外压力由上缸筒承受，气缸仅用于支撑和推动下缸筒，降低 了对支撑气缸推力的需求。
[0019] (3)气动开启机构设置大口径进气阀，用于气缸的上腔快速充气，大口径排气阀， 用于气缸的下腔快速排气。同时实现了增大排气口径与提高开启速度。
[0020] (4)在气缸活塞杆与下缸筒法兰之间增加万向轴承，在保证下缸筒正常上下运动 的同时，大大降低了四个主气缸与下缸筒的配合精度要求，减低装配难度。
[0021] (5)采用半隐藏式密封结构，直接避免了出料过程中物料与密封位置的接触，增加 了密封件的寿命和可靠性。
[0022] (6)具有吹尘装置，可保证结构上不积料，无需人工清理，结构简单易行，利用现有 蒸汽即可，节约成本;使用吹尘装置后，可直接进行第二轮连续工作，保证了设备在连续使 用过程中的密封性能和可靠性。
[0023] (7)本发明对启盖装置的结构进行了创新设计，缸盖与锁紧圈采用楔形齿互锁结 构，密封可靠;可调节螺栓保证启闭盖动作到位精度;万向球结构保证了锁紧圈转动顺畅； 安全联锁机构用于在启盖装置闭合后爆仓有压力的情况下，保证锁紧圈不发生转动。
【附图说明】
[0024]图1为本发明的结构不意图；
[0025]图2为分缸筒密封装置结构示意图；
[0026]图3为分缸筒密封装置俯视图；
[0027] 图4为气动开启机构的结构示意图；
[0028] 图5为分缸筒密封装置工作过程示意图，其中图（a)为加压保压工序示意图；图（b) 为快速卸荷工序不意图；
[0029] 图6为增加吹尘装置后的分缸筒密封装置结构示意图；
[0030] 图7为增加吹尘装置后的上缸筒的剖视图；
[0031] 图8是图7的A处的局部放大图；
[0032]图9为吹尘装置的俯视图；
[0033]图10为启盖装置三维结构图；
[0034]图11为启盖装置结构示意图；
[0035]图12为启盖装置俯视图；
[0036]图13为启盖装置轴侧图。
[0037]图14为锁紧圈与上缸筒配合结构示意图。
【具体实施方式】
[0038]下面结合具体实施例进一步说明本发明的技术方案。
[0039]参见图1，一种垃圾蒸汽闪爆处理设备，包括分缸筒密封装置1、气动开启机构2、启 盖装置3。
[0040] 参见图2，分缸筒密封装置1包括:上缸筒1-1、下缸筒1-2、蒸汽加注口 1 -4、安装支 耳1-5、中部密封组件1-6、下部密封组件1-7、上部密封组件1-8。所述上缸筒1-1包括位于底 部的蒸汽阀口 1-4和位于侧部的出料口 1-9;下缸筒1-2为两端开口的圆筒结构，蒸汽管道通 过下端开口与蒸汽阀口 1-4连接，下缸筒1-2与上缸筒1-1滑动连接，当下缸筒1-2滑动至最 上端时，下缸筒1-2封闭出料口 1-9,上缸筒1-1密封；当下缸筒1-2滑动至最下端时，完全打 开出料口 1-9,加压泄压装置排出蒸汽和物料；启盖装置3中的缸盖3-1封盖在上缸筒1-1的 顶端;气动开启机构2用于驱动下缸筒1-2上下滑动。
[0041] 其中，上缸筒1-1为圆周方向均布带若干出料口 1-9的圆柱筒体，上端开口，底部封 闭，下缸筒1-2嵌套在上缸筒1-1的外部，上、下缸筒之间存在两处动密封，分别为中部密封 组件1-6和下部密封组件1-7,上盖3-1与上缸筒1-1之间通过上部密封组件1-8实现密封。中 部密封组件1-6和下部密封组件1-7的间距可以调整，使中下两处动密封都能同时达到一个 较好的密封状态;上下两端的封头设计可以更好的控制因高温高压而产生的变形，从而保 证密封效果。
[0042] 分缸筒密封装置通过导轨连接在安装架上。其中，导轨的滑块连接到下缸筒的安 装支耳1-10上，导轨与安装架焊接，上缸筒安装支耳1-5与安装架通过螺栓固定连接。
[0043] 容器放气口径越大，排气泄压速度越快，容器的最大有效放气口径为容器直径。本 发明设置四个出料口 1-9,在四周均匀分布，出料口位于中部密封1-6与下部密封1-7之间， 宽度接近1/4圆周，该宽度在保证上缸筒自身支撑的情况下，尽量宽，实际使用中保证四个 宽度相加达到2/3圆周，优选达到9/10圆周;本发明中设计的密封装置放气等效截面积A而 可以达到或大于密封装置直径对应的截面积S，从而提高放气速度，实现仓内压力的快速卸 荷。
[0044] 设上缸筒1-1的外径为D，出料开启高度等于出料口高度为H，则放气等效截面积A =H · π · D。而本领域常规的密封容器放气最大有效截面积为S = ，D为密封容器的外 4 径。通过对比可知，本发明提高了放气等效截面积，从而提高了放气泄压的速度。
[0045] 参见附图4,气动开启机构2包括气缸2-1、关节轴承组件2-2、大口径进气阀2-3、大 口径排气阀2-4和普通进气阀2-5，其中关节轴承组件2-2用于连接气缸2-1和下缸筒1-2，大 口径进气阀2-3安装在气缸2-1上部的一侧，大口径排气阀2-4和普通进气阀2-5均安装在气 缸2-1下部，其中大口径进气阀2-3用于泄压时气缸2-1的上腔快速充气，大口径排气阀2-4 用于气缸2-1的下腔快速排气，普通进气阀2-5用于下缸筒1-2上行复位时对气缸2-1的下腔 充气。为了实现下缸筒1-2的快速下行，实现快速泄压，气动开启机构设置大口径进气阀2- 3，用于气缸的上腔快速充气，大口径排气阀2-4，用于气缸的下腔快速排气;为了保持系统 工作稳定可靠，下缸筒1-2的上行复位采用普通进气阀2-5对气缸下腔充气，普通排气阀对 气缸上腔排气。需快速下行时，打开大口径进气阀2-3，使气缸的上腔快速充气，同时开启大 口径排气阀2-4，使气缸的下腔快速排气。
[0046] 分缸筒密封装置的工作过程如下，参见图5,装填物料后，将高温高压的蒸汽通过 蒸汽阀口卜4通入装置内，使装置内部压力达到2~3MPa，温度达至1」200~250°C，装置设有压 力和温度传感器，通过螺栓与上缸筒1-1连接，用于实时监测装置内的压力和温度。达到目 标压力后，停止蒸汽供给，开始按预定的时间长度进行保压。保压结束后，通过气动开启机 构驱动气缸，使气缸上腔进气，下腔排气，气缸缩回，推动下缸筒1-2运动，从中部密封处打 开分缸筒密封装置，实现快速泄压和物料排出。
[0047] 在工作过程中，会有物质黏搭在结构上，从而影响设备密封性能，为了解决这个问 题，参见图6,在上缸筒1-1底部设置有吹尘装置1-11，参见图6-9,所述吹尘装置1-11由套管 a、直管b、弧形管c相互焊接组成，所述弧形管c设置在上缸筒1-1的每个出料口 1-9底端，套 管a位于中心位置且与上缸筒1-1的蒸汽阀口 1-4连通，套管a通过四根直管b与弧形管c相连 通(直管b起到将一路高压蒸汽分成多路蒸汽效果），弧形管c上等间距的开设有多个气孔d， 当完成一次泄压爆破后，高压蒸汽从蒸汽阀口 1-4依次沿套管a、直管b、弧形管c从气孔d喷 射而出，将积料吹除。
[0048]如图10所示为启盖装置三维结构图，图11为启盖装置结构示意图，图12所示为启 盖装置俯视图，由图可知，所述启盖装置3包括缸盖3-1、锁紧圈3-2、密封圈盖板3-4、密封圈 3-5、万向球3-6、翻转机构3-7和安全联锁机构3-12,其中翻转机构3-7的一端与缸盖3-1上 的两个吊耳铰接，另一端与四个耳片铰接后，四个耳片与分缸筒密封装置的外壁固定连接。 外部的第一液压缸3-10与翻转机构3-7之间通过铰接连接，带动缸盖3-1的开启与关闭。外 部的第二液压缸3-11固定安装在锁紧圈3-2的下端面上，带动锁紧圈3-2的转动。如图13所 示为启盖装置轴侧图。
[0049] 如图10-14所示，锁紧圈3-2套装在分缸筒密封装置的上缸筒外缘的上端并高出上 缸筒上端面，密封圈盖板3-4位于上缸筒靠近上端的内壁延伸出的台阶面上，并与上缸筒内 壁面贴合后通过多个螺栓固定连接，密封圈3-5压紧在密封圈盖板3-4与上缸筒的台阶面之 间，密封圈盖板3-4的上表面与上缸筒的上端面齐平或低于上缸筒的上端面。缸盖3-1的边 缘设有若干个沿圆周均匀分布的第一楔形齿3-8,与锁紧圈3-2上的若干个第二楔形齿3-9 通过啮合或错开，实现启盖装置的开启与关闭，齿的楔形结构保证了盖缘与爆仓之间密封 圈的压合量，保证密封可靠，本实施例中第一楔形齿3-8与第二楔形齿3-9均为20个，且楔形 齿形状均为等腰梯形，楔形齿厚度为60~70_。密封圈盖板3-4的厚度为8~12_。
[0050] 如图14所示为锁紧圈与上缸筒配合结构示意图，锁紧圈3-2的第二楔形齿3-9下方 沿锁紧圈3-2的内壁开设有环形槽，与上缸筒外表面的环形凸台相配合，环形凸台的上表面 均匀分布有若干个凹槽，若干个万向球3-6均匀分布在上述凹槽内，万向球3-6保证锁紧圈 3-2与上缸筒的接触面之间摩擦减小，使得转动更加灵活。本实施例中有12个万向球3-6。 [0051 ]如图10所示，安全联锁机构3-12包括挡板和限位块，其中挡板固定安装在上缸筒 上，限位块固定安装在锁紧圈3-2上，用于在启盖装置闭合后爆仓有压力的情况下，保证锁 紧圈3-2不发生转动。
[0052]锁紧圈3-2为分体式结构，由两个半环套装在上缸筒外缘的上端后，通过两个连接 板3-13连接为整体圆环结构。
[0053]翻转机构3-7为板式结构，由厚板组焊而成，通过液压缸来实现翻转动作，翻转动 作的准确性通过两个可调整的螺栓来调节。翻转机构3-7包括的两个调节螺栓3-14,位于翻 转机构3-7上与缸盖3-1连接的一端，用于调整缸盖3-1的位置，保证缸盖3-1与锁紧圈3-2的 配合。
[0054]启盖装置的工作原理如下：
[0055]开盖过程:上缸筒内显示无压力时，第二液压缸3-11得到电信号后发生伸出动作， 驱动锁紧圈3-2旋转一个齿的角度(9度），此时缸盖3-1上的第一楔形齿3-8与锁紧圈3-2上 的第二楔形齿3-9处于脱开状态，安全连锁机构3-12显示到位后，第一液压缸3-10得到电信 号，发生缩回动作，通过翻转机构3-7使缸盖3-1打开。
[0056]闭盖过程:上缸筒内显示无压力时，第二液压缸3-11得到电信号后发生缩回动作， 驱动锁紧圈3-2反向旋转一个齿的角度(9度），此时缸盖3-1上的第一楔形齿3-8与锁紧圈3-2上的第二楔形齿3-9处于啮合状态，密封圈3-5也保证了一定的压合量，安全连锁机构3-12 显示到位后，第一液压缸3-10得到电信号，发生伸出动作，通过翻转机构3-7使缸盖3-1闭 合。
[0057]缸盖启闭过程中，通过调节螺栓3-14对缸盖3-1的位置进行微调，防止缸盖3-1在 启闭过程中与锁紧圈3-2发生干涉。整个操作过程是全自动的也是互相连锁，保证装置在运 行过程的安全性。
[0058]以上对本发明做了示例性的描述，应该说明的是，在不脱离本发明的核心的情况 下，任何简单的变形、修改或者其他本领域技术人员能够不花费创造性劳动的等同替换均 落入本发明的保护范围。
【主权项】
1. 一种垃圾蒸汽闪爆处理设备，其特征在于:包括分缸筒密封装置、气动开启机构和启 盖装置； 所述分缸筒密封装置包括上缸筒、下缸筒;所述上缸筒包括位于底部的蒸汽阀口和位 于侧部的出料口；所述下缸筒为两端开口的圆筒结构，套装在上缸筒的外侧，下缸筒与上缸 筒滑动连接，当下缸筒滑动至最上端时，下缸筒封闭出料口，上缸筒密封；当下缸筒滑动至 最下端时，完全打开出料口； 所述气动开启机构与下缸筒连接，用于驱动下缸筒上下滑动； 所述启盖装置包括缸盖、锁紧圈、密封圈盖板、密封圈、万向球和翻转机构，其中缸盖与 翻转机构连接，翻转机构与分缸筒密封装置的上缸筒连接，锁紧圈套装在上缸筒外缘的上 端并高出上缸筒上端面，密封圈盖板位于上缸筒靠近上端的内壁延伸出的台阶面上，并与 上缸筒内壁贴合后固定，密封圈位于密封圈盖板与上缸筒的台阶面之间，若干个万向球分 布在上缸筒上，缸盖的边缘设有若干个沿圆周均匀分布的第一楔形齿，与锁紧圈上的若干 个第二楔形齿通过啮合，实现启盖装置的开启与关闭，外部的第一液压缸与翻转机构连接， 带动缸盖的开启与关闭，外部的第二液压缸连接在锁紧圈上，带动锁紧圈的转动； 在上缸筒底部设置有吹尘装置，所述吹尘装置由套管、直管、弧形管组成，所述弧形管 设置在出料口底端，套管与上缸筒的蒸汽阀口连通，套管通过直管与弧形管相连通，弧形管 上开设有多个气孔。2. 根据权利要求1所述的一种垃圾蒸汽闪爆处理设备，其特征在于:所述上缸筒具有中 部密封，用于当下缸筒滑动至最上端时，上缸筒中部与下缸筒之间的连接部分的密封;所述 下缸筒具有下部密封，用于当下缸筒滑动至最上端时，上缸筒底部与下缸筒之间的连接部 分的密封。3. 根据权利要求1所述的一种垃圾蒸汽闪爆处理设备，其特征在于：出料口为多个，沿 上缸筒的圆周方向均匀分布。4. 根据权利要求3所述的一种垃圾蒸汽闪爆处理设备，其特征在于:多个出料口的横截 面弧长相加大于上缸筒横截面圆周周长的2/3。5. 根据权利要求3所述的一种垃圾蒸汽闪爆处理设备，其特征在于:多个出料口的横截 面弧长相加大于上缸筒横截面圆周周长的90%。6. 根据权利要求3所述的一种垃圾蒸汽闪爆处理设备，其特征在于:多个出料口的高度 相同，大于上缸筒高度的三分之二。7. 根据权利要求1所述的一种垃圾蒸汽闪爆处理设备，其特征在于:所述上缸筒具有安 装支耳，用于上缸筒的外部安装连接。8. 根据权利要求1所述的一种垃圾蒸汽闪爆处理设备，其特征在于:下缸筒外部具有导 轨，用于下缸筒上下滑动的导向。9. 根据权利要求1所述的一种垃圾蒸汽闪爆处理设备，其特征在于:所述气动开启机构 包括气缸、关节轴承组件、大口径进气阀、大口径排气阀、普通进气阀；关节轴承组件用于连 接气缸和分缸筒密封装置的下缸筒;大口径进气阀用于泄压时气缸的上腔快速充气；大口 径排气阀用于气缸的下腔快速排气；普通进气阀用于下缸筒的上行复位时对气缸下腔充 气。
【文档编号】B02C19/00GK106040715SQ201610534171
【公开日】2016年10月26日
【申请日】2016年7月8日
【发明人】关新华, 谢甲辰, 崔承琪, 张莹
【申请人】天紫环保装备制造（天津）有限公司