一种多向出料式大口径有机质处理设备的制造方法
【专利摘要】本发明公开了一种多向出料式大口径有机质处理设备，包括分缸筒密封装置、气动开启机构、安装架和分离器；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；所述分缸筒密封装置、气动开启机构和安装架设置在分离器壳体内部。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】
一种多向出料式大口径有机质处理设备
技术领域
[0001 ]本发明属于有机质处理领域，涉及一种多向出料式大口径有机质处理设备。
【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 = +ID2，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，提供一种多向出料式大口径有机质处理 设备。
[0005] 本发明是通过以下技术方案实现的：
[0006] -种多向出料式大口径有机质处理设备，包括分缸筒密封装置、气动开启机构、安 装架和分离器；
[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]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；
[0010]所述安装架包括底座、框架和缓冲装置，其中：所述框架位于底座上，包括底面、导 轨支架、气动开启机构安装支架和上端面;所述导轨支架为多个，均匀分布在底面与上端面 之间，并位于底面与上端面的外缘，用于安装加压泄压装置下缸筒的导轨;气动开启机构安 装支架位于导轨支架中部内侧，用于安装气动开启机构的气缸;上端面上放置加压泄压装 置的安装支耳;所述缓冲装置安装在底面上，用于下缸筒向下滑动至极限位置时，对下缸筒 进行缓冲；
[0011]所述分离器包括分离器壳体，分离器壳体上设置用于排出气体的排气管;所述分 离器壳体上还设置有防冲击的衬板;所述分缸筒密封装置、气动开启机构和安装架设置在 分离器壳体内部。
[0012] 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。
[0013] 其中上缸筒的顶端设置有上盖。
[0014] 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。
[0015] 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。
[0016] 其中下缸筒外部具有导轨，用于下缸筒上下滑动的导向。
[0017] 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。
[0018] 其中所述缓冲装置包括骨架、弹簧、弹簧导向，弹簧保护罩;其中，弹簧导向的下端 固定在所述底面上，弹簧导向的外侧套装弹簧，弹簧外部设置弹簧保护罩;骨架固定在弹簧 保护罩的上端。
[0019] 本发明与现有技术相比具有如下优点：
[0020] (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。
[0021] (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。
[0022] (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。
[0023] (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。
[0024] (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。
[0025] (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。
[0026] (7)本发明设置安装架集成安装，使整个设备结构紧凑，克服了传统的有机质处理 设备占用空间大的缺陷，降低生产及使用成本;使整个有机质处理设备模块化安装，便于安 装和维护;此外设置模块化的缓冲装置，便于整体安装和替换。
[0027] (8)本发明将爆仓布置在分离器内，提高了厂房利用率，分离器容积比爆仓容积大 一个数量级，使得气体膨胀后分离器内压力峰值进一步下降，因此分离器壁面可以做得更 薄，节约材料。
【附图说明】
[0028] 图1为分缸筒密封装置和气动开启机构的连接结构示意图；
[0029] 图2为分缸筒密封装置结构示意图；
[0030] 图3为分缸筒密封装置俯视图；
[0031 ]图4为气动开启机构的结构示意图；
[0032] 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；
[0033] 图6为增加吹尘装置后的分缸筒密封装置结构示意图；
[0034] 图7为增加吹尘装置后的上缸筒的剖视图；
[0035]图8是图7的A处的局部放大图；
[0036]图9为吹尘装置的俯视图；
[0037]图10为安装架结构示意图；
[0038]图11为安装架安装分缸筒密封装置、气动开启机构后的结构示意图；
[0039]图12为安装架俯视图；
[0040]图13为缓冲装置结构示意图。
[0041 ]图14为分离器结构示意图；
[0042]图15为分离器俯视图。
【具体实施方式】
[0043]下面结合具体实施例进一步说明本发明的技术方案。
[0044] 参见图1，一种多向出料式大口径有机质处理设备，包括分缸筒密封装置1、气动开 启机构2、安装架6和分离器4。
[0045] 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;在上缸筒1-1的顶端设置有上盖3,上盖3通过 上部密封组件1-8与上缸筒1-1密封连接;气动开启机构2用于驱动下缸筒1-2上下滑动。
[0046] 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。
[0047] 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。
[0048] 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。
[0049] 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。
[0050] 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。
[0051] 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_0~250°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。
[0052]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。
[0053]如图10所示为所述安装架6结构示意图；分缸筒密封装置1和气动开启机构2均安 装在安装架6上，安装架6包括底座6-1、框架6-2和缓冲装置6-8，其中：所述框架6-2位于底 座6-1上，包括底面6-3、导轨支架6-4、气动开启机构安装支架6-5和上端面6-7;所述导轨支 架6-4为多个，均匀分布在底面6-3与上端面6-7之间，并位于底面6-3与上端面6-7的外缘， 用于安装分缸筒密封装置下缸筒1-2的导轨；气动开启机构安装支架6-5位于导轨支架6-4 中部内侧，用于安装气动开启机构2的气缸2-1;上端面6-7上放置分缸筒密封装置1上缸筒 的安装支耳1-5，以支撑分缸筒密封装置1;所述缓冲装置6-8安装在底面6-3上，用于下缸筒 1-2向下滑动至极限位置时，对下缸筒进行缓冲。还具有气缸支撑6-9，位于底座6-1上，与气 动执行机构安装支架6-5相对应，气缸支撑6-9具有连接在底座6-1上的支承座6-10,旋入支 承座6-10的调节螺栓以及锁紧调节螺栓的锁紧螺母，调节螺栓用于支撑气动执行机构的气 缸，并调节气缸高度。安装架主体主要由型材焊接而成，与设备各部分的连接主要通过预留 的螺栓接口连接，如图12所示为本发明安装架俯视图。如图11所示为安装架安装分缸筒密 封装置1和气动开启机构2后的结构示意图。
[0054]如图13所示为本发明缓冲装置结构示意图；缓冲装置6-8包括骨架6-81，弹簧6-84,弹簧导向6-83,弹簧保护罩6-82;其中，弹簧导向6-83的下端固定在所述底面6-3上，弹 簧导向6-83的外侧套装弹簧6-84,弹簧6-84外部设置弹簧保护罩6-82;骨架6-81固定在弹 簧保护罩6-82的上端。其中八边形缓冲骨架6-81上分布有橡胶垫，通过螺栓固定在骨架上， 用于消除缓冲碰撞时的噪音。弹簧保护罩6-82主要用于保护弹簧组不受到直接污染。弹簧 导向6-83用于分隔弹簧6-84的内外两圈弹簧，并起到导向作用。弹簧导向下端均布6个螺纹 孔，通过螺栓与支架固定连接。
[0055] 如图14所示为本发明分离器结构示意图，图15为本发明分离器俯视图，由图可知 分离器4包括分离器壳体4-1、排气管4-7，其中内部装有物料的分缸筒密封装置1置于分离 器壳体4-1内部，分缸筒密封装置1上设有的出料口 1-9,用于喷出夹带物料的气体，周向封 闭的分离器壳体4-1上设置有两个排气管4-7,用于排出气体;分离器壳体4-1上还设置有防 冲击的衬板4-5，高速喷出的气体中的物料在衬板上缓冲和减速。
[0056] 分离器的工作原理为:分缸筒密封装置1打开后，高压气体携带物料从分缸筒密封 装置的出料口 1-9喷出，分缸筒密封装置1中喷出的大块物料将直接落在分离器壳体4-1的 衬板4-5上，再掉到分离器底端。
[0057] 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. 一种多向出料式大口径有机质处理设备，其特征在于:包括分缸筒密封装置、气动开 启机构、安装架和分离器； 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； 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； 所述安装架包括底座、框架和缓冲装置，其中：所述框架位于底座上，包括底面、导轨支 架、气动开启机构安装支架和上端面;所述导轨支架为多个，均匀分布在底面与上端面之 间，并位于底面与上端面的外缘，用于安装加压泄压装置下缸筒的导轨;气动开启机构安装 支架位于导轨支架中部内侧，用于安装气动开启机构的气缸;上端面上放置加压泄压装置 的安装支耳;所述缓冲装置安装在底面上，用于下缸筒向下滑动至极限位置时，对下缸筒进 行缓冲； 所述分离器包括分离器壳体，分离器壳体上设置用于排出气体的排气管;所述分离器 壳体上还设置有防冲击的衬板;所述分缸筒密封装置、气动开启机构和安装架设置在分离 器壳体内部。2. 根据权利要求1所述的多向出料式大口径有机质处理设备，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所述的多向出料式大口径有机质处理设备，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所述的多向出料式大口径有机质处理设备，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所述的多向出料式大口径有机质处理设备，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所述的多向出料式大口径有机质处理设备，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所述的多向出料式大口径有机质处理设备，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。8. 根据权利要求1所述的多向出料式大口径有机质处理设备，其特征在于:上缸筒的顶 端设置有上盖。9. 根据权利要求1所述的多向出料式大口径有机质处理设备，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。10.根据权利要求1所述的多向出料式大口径有机质处理设备，其特征在于:所述缓冲 装置包括骨架、弹簧、弹簧导向，弹簧保护罩;其中，弹簧导向的下端固定在所述底面上，弹 簧导向的外侧套装弹簧，弹簧外部设置弹簧保护罩;骨架固定在弹簧保护罩的上端。
【文档编号】B09B3/00GK106040387SQ201610534098
【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