一种卧式圆盘干化机的制作方法

本实用新型属于污泥等物料干化(干燥)领域，具体为一种卧式圆盘(转碟)干化机。

背景技术：

卧式圆盘干化机是一种清洁、高效的换热设备，可广泛应用于工业生产的干化、干燥、冷却等单元。

卧式圆盘最早称作转碟机，由瑞典Stord Bartz公司在1956年发明。转碟机最早和最成功的运用是鱼粉干燥，它占地小，换热面积大，非常适合于安装在远洋渔船上。

转碟机于1990年代初引进到中国，最早也是用于鱼粉、酒糟等的处理。由于其换热效率等方面的种种优点，也立即被多家仿制。国内参与过仿制设计开发的单位有国内贸易部武汉科研设计院、中国轻工总会西安机械设计研究所、上海新纪元化工科技、上海医药设计院、上海化工研究院、宁波大学工学院、浙江大学化工机械研究所等，由于制造上存在一定的技术难度，这些项目运行不久就都被废弃。

随着国内环保形势日益严峻，固废的处置被推倒风口浪尖。卧式圆盘因其设备紧凑，换热面积大，被广泛引用于污泥等固废的热干化。由于瑞典Stord Bartz公司专利到期，中国及日本等国大量仿制。

现有圆盘干化机存在诸多缺陷和不足，比如：现有圆盘干化机固定壳体上的定齿(比分厂家称之为剖泥刀)为数十篇厚度约15毫米的刀片，刀片插入到相邻圆盘之间，相邻圆盘的净间隙约为100mm，但是由于物料干化过程中黏性和状态不同，因此现有圆盘干化机在物料清理过程中，不能有效清理粘壁，保证传热效果，严重降低干化效果干化机仅适用单一的蒸汽热源。物料干化之后的冷却需借助其它设备完成。支承换热轴的两个轴承座分别悬挂在承压容器壳体两端部，换热轴转动过程中对承压容器壳体的巨大弯矩扭矩附加力，造成壳体严重变形及相关故障引起的严重后果。紧急状况下无法及时快速排出容器内的大量物料，束手无策，以致酿成严重后果。

针对以上诸多问题，通过对转碟技术的深入理论研究，结合实际加工制造经验，参照桨叶等类似换热设备的数十年实践积累，并以现阶段的制造能力为基础，对上世纪50年代的转碟技术提出一些有实际意义的改进。

技术实现要素：

本实用新型的目的是为克服上述现有技术的不足，提供一种高效卧式圆盘干化机。

为实现上述目的，本发明采用下述技术方案：

一种卧式圆盘干化机，主要包括静止的容器和转动的换热轴，所述容器包括有壳体，壳体外侧设有壳体夹套，壳体的两端部均设有端板，壳体的顶部设有进料口、出风口，进料端的另一端壳体侧面设置有出料口，所述进料口、出风口出料口均与容器内部相通，所述容器内部平行布置一根中空的换热轴，所述换热轴由电机减速机驱动转动，所述换热轴上设有若干个空心圆盘，所述圆盘外边缘上设置有平刮板和推料刮板；壳体顶部设置若干个清理刀，清理刀插入相邻空心圆盘之间，所述清理刀与壳体螺栓连结，清理刀与圆盘侧壁的距离及清理刀的结构形式根据物料干化过程中黏性和状态不同而不同；所述容器底部设有若干快开式紧急放料口。

其中，物料黏性较大处，选用与圆盘侧壁间距极小的特殊清理刀，及时刮除清理粘结的物料，保证传热效果。黏性极小处，选用普通清理刀，用于阻挡和剖切大块物料。清理刀与壳体螺栓连结，方便更换和调换。

紧急放料口可以紧急情况下和长时间停机前快速、及时排出物料。

绝大部分用圆盘干化的物料都有一定粘性，特别是在脱水干化过程中达到一定水分时，物料粘性显著增大，称作“胶粘相”。以下以污泥为例：大多数污泥在水分60％左右时会出特别的“胶粘相”即污泥黏性极大，易于粘结在圆盘侧壁，严重影响热量传递，降低干化效果。然而当污泥水分低于40％时，污泥黏性大大降低，呈松散的颗粒状。污泥的水分从进料端到出料端逐渐降低，可根据从壳体上的观察口观察污泥状态，从而调整和更换合适的清理刀。在黏性较大区域，设置特殊清理刀，清理刀与圆盘侧壁间距尽可能小(满足换热轴正常转动及考虑受热膨胀)，以使其能及时有效清除粘结在圆盘侧壁的污泥。

在黏性极小的区域，设置普通清理刀，清理刀只用来剖切和阻挡大块污泥，防止污泥“架桥”。

在松散没粘性的颗粒状区域，不用设置清理刀。

优选的，普通清理刀为长条平板式，用于剖切和阻挡大块物料；特殊清理刀上部分为平板式，下部分为楔形，楔形为中空的，即楔形部分具有一楔形通孔。

进一步优先的，普通清理刀一般为14-20mm厚钢板制作，用螺栓与壳体联结固定，清理刀距离相邻圆盘侧壁距离均等，约均为50mm；特殊清理刀是根据相邻圆盘中间的空隙所做的特殊设计，使清理刀尽可能接近圆盘侧壁，及时刮除圆盘侧壁粘结的物料，用螺栓与壳体联结固定，特殊清理刀的楔形角度与相邻两圆盘侧壁形成的夹角相同，楔形的侧板平面与圆盘侧壁面平行，圆盘转动时清除粘结在圆盘侧壁的物料，清理掉的物料从楔形通孔处通过，特殊清理刀可用钢板拼焊而成，也可整体铸造。特殊清理刀的楔形结构能保证圆盘侧壁粘结的物料被刮除清理，而不是普通清理刀的剖切物料。

本实用新型还可以具有以下技术特征：

优选的，所述换热轴由轴承座支撑，轴承座设于容器两端；所述轴承座通过轴承座机座固定地面基础之上，使基础承载换热轴的自重及转动力。避免出现轴承座悬挂在承压容器壳体端部的传统结构中换热轴转动过程中对承压容器壳体的巨大弯矩扭矩附加力的情况，减小设备故障。

优选的，所述圆盘外缘薄，中心厚。类似两片面对面扣在一起的碟子。

优选的，所述圆盘壳体两侧板之间设置由若干个圆柱拉筋，圆柱拉筋分别与两侧板焊接，保证圆盘壳体承压。

优选的，所述圆盘的平刮板和推料刮板在圆盘外边缘上均匀间隔布置，平刮板和推料刮板为螺栓固定的可拆卸结构，可根据实际需要更换和调换。

优选的，所述干化机的热媒为蒸汽或导热油，两种热媒的圆盘结构不同：

以蒸汽为热媒的圆盘包括有圆盘壳体、分隔板、进蒸汽管、出冷凝水管、挡水板；所述圆盘壳体为空心圆盘形，所述分隔板位于圆盘壳体的内部并将圆盘内部分为两瓣或多瓣，所述进蒸汽管和出冷凝水管交错分布于轴管上并均将轴管和圆盘连通，所述出冷凝水管位于分隔板和挡水板之间；

以导热油为热媒的圆盘包括有圆盘壳体、进导热油管、出导热油管；所述轴管内部还设有套管，所述每根进导热油管均将圆盘与轴管连通，所述每根出导热油管均将圆盘与套管连通。

优选的，所述两种热媒的进出热媒装置结构不同：

以蒸汽为热媒的进出热媒装置包括有旋转接头、虹吸装置。所述旋转接头通过虹吸装置与轴管相连通，所述虹吸装置一端插入轴管底部，一端插入旋转接头并与旋转接头连通；

以导热油为热媒的进出热媒装置包括有旋转接头，所述旋转接头与轴管相连通；旋转接头为单通道式或双通道式，所述轴管和套管做对应的改变。

优选的，所述壳体夹套为设有热媒进出口的封闭空间，包括有壳体、夹套加强筋、热媒进口和热媒出口；所述热媒进口和热媒出口分别与对应的进出热媒装置相通。

优选的，所述容器设有可调高度的溢流挡板、密封装置、轴承座、传动机构，所述溢流挡板设置在出料端壳体的侧壁，密封装置设置在换热轴和容器连接处，轴承座设置在密封装置外侧，用于支承换热轴，所述传动机构由链条及链轮传动或由电机减速机与换热轴直联。

优选的，所述轴管及壳体夹套内设置隔板，将轴管及壳体夹套分割为两段，一端通入热媒对物料进行干燥，另一端通入冷媒进行冷却。

本实用新型还包括将上述的以导热油为热媒的干化机作为冷却机的应用。

本实用新型的有益效果：

圆盘干化机：(1)根据不同干化阶段的物料状态不同，选用不同形式的清理刀，强化清理效果，提高换热效率；(2)两端轴承座支撑在地面基础之上，承压容器不受轴自重和巨大的转动弯矩扭矩等附加力，减小设备故障。(3)可适用蒸汽及导热油等热媒，也可以冷却水等为冷媒，作为圆盘冷却机；(4)也可将在轴管及夹套内设置隔板，一端通入热媒进行干燥，一端通入冷却水等冷媒进行冷却，实现一机两用；(5)容器底部的快开式紧急放料口，可以紧急情况下排出物料，也可在检修和长时间停机前排出所有物料，方便检修和防止物料长时间积存在容器中。

附图说明

图1是圆盘干化机主视图示意图；

图2是圆盘干化机剖面图示意图；

图3a是蒸汽圆盘示意图；

图3b是导热油圆盘示意图；

图4a是普通清理刀示意图；

图4b是特殊清理刀示意图；

图5a是蒸汽出热媒示意图；

图5b是导热油出热媒示意图。

附图标记：1-容器；2-换热轴；3-壳体；4-夹套；5-清理刀；6-电机减速机；7-传动机构； 8-轴承座机座；9-轴承座；10-密封装置；11-端板；12-溢流挡板；13-夹套加强筋；14-地脚螺栓；15-鞍座；16-平刮板；17-圆盘壳体；18-轴管；19-推料刮板；20-进蒸汽管；21-出冷凝水管；22-挡水板；23-分隔板；24-圆柱拉筋；25-进导热油口；26-套管；27-出导热油口； 28-普通清理刀；29-特殊清理刀；30-旋转接头；31-虹吸装置。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型进行进一步的阐述，应该说明的是，下述说明仅是为了解释本实用新型，并不对其内容进行限定。

实施例1：

如图1～5所示为本实用新型实施例的一种卧式圆盘干化机，主要包括静止的容器1和转动的换热轴2，所述容器1包括有壳体3，壳体3外侧设有壳体夹套4，壳体3的两端部均设有端板11，壳体3的顶部设有进料口、出风口，进料端的另一端壳体侧面设置有出料口，所述进料口、出风口出料口均与容器1内部相通，所述容器1内部平行布置一根中空的换热轴2，所述换热轴2由电机减速机6驱动转动，所述换热轴2上设有若干个空心圆盘，所述圆盘外边缘上设置有平刮板16和推料刮板19；壳体3顶部设置若干个清理刀5，清理刀5插入相邻空心盘片之间，所述清理刀5与壳体3螺栓连结，清理刀5与圆盘侧壁的距离及清理刀5的结构形式根据物料干化过程中黏性和状态不同而不同；所述容器1底部设有若干快开式紧急放料口。

具体的，圆盘外边缘上平刮板16和推料刮板19各为2个并在圆盘16外边缘上均匀间隔布置。固定有至少一个平刮板16和推料刮板19；平刮板16和推料刮板19与圆盘均具有角度设置，具体的，平刮16可以与圆盘在径向成90°角，推料刮板19与圆盘在径向成45°角，如此才会使平刮板16挂下另一换热轴2上圆盘粘附的物料，推料刮板19主要将污泥向出料端推动。平刮板16和推料刮板19为螺栓固定的可拆卸结构，可根据实际需要更换和调换。

其中，物料黏性较大处，选用与圆盘侧壁间距极小的特殊清理刀，及时刮除清理粘结的物料，保证传热效果。黏性极小处，选用普通清理刀，用于阻挡和剖切大块物料。清理刀与壳体螺栓连结，方便更换和调换

可根据从壳体3上的观察口观察各个区域物料状态，从而调整和更换合适的清理刀。在黏性较大区域，设置特殊清理刀29，清理刀与圆盘侧壁间距很小，以使及时有效清除粘结在圆盘侧壁的物料。在黏性极小的区域设置普通清理刀28，清理刀只用来剖切大块污泥，防止污泥“架桥”。在松散没粘性的颗粒状区域，去除没有作用的清理刀。当所需干化的物料性质和参数发生较大变化时，通过观察口观察各个区域物料状态，及时更换调换清理刀，保证清理效果，从而确保干化效果和效率。

紧急放料口可以紧急情况下和长时间停机前排出物料。

具体的，所述容器1的两端轴承座支撑在轴承座机座8之上，轴承座机座8固定地面基础之上，使基础承载换热轴的自重及转动力。避免出现轴承座悬挂在承压容器壳体3端部的传统结构中换热轴2转动过程中对承压容器壳体3的巨大弯矩扭矩附加力的情况，减小设备故障。

具体的，所述圆盘外缘薄，中心厚。类似两片面对面扣在一起的碟子。容器1为卧式。

具体的，所述圆盘壳体两侧板之间设置由若干个圆柱拉筋24，圆柱拉筋24分别与两侧板焊接，保证圆盘壳体3承压。

具体的，换热轴2包括轴管18和进出热媒装置，圆盘依次垂直焊接固定在轴管18上，轴管18的两端分别设有前轴头1和后轴头1，进出热媒装置1位于换热轴2的一端或分别位于换热轴2的两端。所述轴管18及壳体夹套4内设置隔板，将轴管18及壳体夹套4分割为两段，一端通入热媒对物料进行干燥，另一端通入冷媒进行冷却，实现一机两用。

具体的，所述干化机的热媒为蒸汽或导热油，两种热媒的圆盘结构不同：

以蒸汽为热媒的圆盘包括有圆盘壳体17、分隔板23、进蒸汽管20、出冷凝水管21、挡水板22；所述圆盘壳体17为空心圆盘形，圆盘壳体17由钢板焊接而成，所述分隔板23 位于圆盘壳体17的内部并将圆盘内部分为两瓣或多瓣，每个瓣内均设置一套进蒸汽管20、出冷凝水管21、挡水板22。所述进蒸汽管20和出冷凝水管21交错分布于轴管18上并均将轴管18和圆盘连通，所述出冷凝水管21位于分隔板23和挡水板22之间；当圆盘旋转到一定角度时，可在重力作用下将冷凝水及时排出圆盘。平刮板16和推料刮板19焊接或螺栓联接在圆盘外圆上，并成一定角度分布。平刮板16主要作用是搅拌并刮起容器1内壁污泥，并清理另一轴上圆盘及轴管18上的粘结物料。推料刮板16与圆盘19成一定夹角，主要将污泥向出料端推动，兼有清除粘结污泥的作用。圆盘壳体两侧板上设置数个圆柱拉筋24，多个圆柱拉筋24的两端分别与圆盘壳体两侧板焊接，保证圆盘壳体承压。

以导热油为热媒的圆盘包括有圆盘壳体17、进导热油管、出导热油管；所述进导热油管上设有进导热油口25，所述出导热油管上设有出导热油口27；所述轴管18内部还设有套管26，所述每根进导热油管均将圆盘与轴管18连通，所述每根出导热油管均将圆盘与套管26连通。

具体的，所述两种热媒的进出热媒装置结构不同：

以蒸汽为热媒的进出热媒装置包括有旋转接头30、虹吸装置31。所述旋转接头30通过虹吸装置31与轴管18相连通，所述虹吸装置21一端插入轴管18底部，一端插入旋转接头30并与旋转接头30连通；饱和蒸汽从旋转接头30进入到轴管18内，蒸汽沿诸多进蒸汽管20进入到圆盘空腔内部，与物料换热之后，冷凝水会汇集在圆盘底部，随着圆盘的转动，冷凝水被分隔板23带起，当这部分冷凝水旋转到上部时，在分隔板23和挡水板22 的共同阻挡下，在重力作用下，沿出冷凝水管21排入轴管18内，所有冷凝水汇集在轴管 18底部，虹吸装置31和旋转接头30及时排出干化机。蒸汽的进、出原理如上，但具体结构可以有所差别。

以导热油为热媒的进出热媒装置包括有旋转接头30，所述旋转接头30与轴管18相连通；旋转接头30为单通道式或双通道式，所述轴管18和套管26做对应的改变。单通道式仅进或出热媒，则前轴头和后轴头分别设置旋转接头30，双通道式可同时进和出热媒，旋转接头30仅设置在换热轴2的一端，通常为出料端，有一定压力的导热油从从旋转接头30 进入到轴管18内，在压力作用下沿诸多进入进导热油管进入到到圆盘空腔内部，与物料换热之后，导热油沿出导热油管进入到套管26内，汇集之后沿套管套管26经旋转接头30排出干化机。导热油的进、出原理如上，但具体结构可以有所差别。

具体的，所述壳体夹套4为设有热媒进出口的封闭空间，包括有壳体3、夹套加强筋 13、热媒进口和热媒出口；壳体夹套4内充入热媒形成换热夹套；当热媒为蒸汽时，热媒进口和热媒出口分别设置在壳体夹套4的最高处和最低处，保证冷凝水能顺利、及时排出；当热媒为导热油介质时，热媒进口和热媒出口分别设置在壳体夹套4的最低处和最高处，保证夹套4内充满热媒介质。热媒进口和热媒出口分别与对应的进出热媒装置相通。

具体的，所述容器1设有可调高度的溢流挡板12、密封装置10、轴承座9、传动机构 7，溢流挡板12设置在换热轴2上最外侧圆盘的外侧，用于保证容器内物料的填充率；密封装置10设置在换热轴2和容器1连接处，容器1的前、后端板11外侧，用于防止转动的换热轴2和静止的容器1之间泄漏气体或者物料，密封装置10一般为填料函式，当密封要求较高时也可为机械密封或几种密封的组合；轴承座9设置在密封装置10外侧，具体为可以安装在容器1的前、后端板1上，也可直接支撑在基础上(或者整体机座上)，用于支承换热轴2。具体的，安装或拆卸换热轴2是通过与壳体3端部法兰用螺栓联接前、后端板 11完成。鞍座15设置在容器1底部，用于支承超级圆盘干化机，用地脚螺栓14固定。所述传动机构7由链条及链轮传动或由电机减速机6与换热轴2直联。

具体的，将上述的圆盘干化机的换热轴2进行组合成两轴以上的圆盘干化机，所有

换热轴2在同一平面内平行布置，换热轴2由电机减速机6带动且相邻的两根换热轴2 相向转动，换热轴2上间隔套设有若干个空心圆盘，一根换热轴2上的圆盘与另一根换热轴2上的圆盘交错间隔布置；圆盘外边缘上固定有至少一个平刮板16和推料刮板19。如双轴干化机或三轴干化机，如此多轴同时工作可以快速、高质的干化污泥。

使用方法：污泥等待处理物料从超级圆盘干化机传动端上部的进料口连续加入干化机容器1内，物料被相向旋转的两根换热轴2搅拌。蒸汽或导热油分别从换热轴2轴头的热媒进出装置送入轴管18内，并被均匀分配到数十片空心圆盘内，同时蒸汽或导热油被通入壳体夹套4内，待处理物料在圆盘、轴管18、壳体夹套4的三部分换热面积共同作用下与热媒进行传热。圆盘上设置的平刮板16将物料刮起搅拌，圆盘上设置的推料刮板16将物料逐级向出料端输送，满足要求后的物料从溢流挡板12顶部溢流，之后从出料口排出干化机。两根换热轴2上的相互交错布置的圆盘对粘接在圆盘壁面和轴管18上的物料实时清理，并强化对物料的搅拌作用，靠近传热面积的物料被及时更新，使得干燥效率和传热效率显著提高。当热媒为蒸汽时，两根换热轴2内的蒸汽传热后的冷凝水在轴管18底部汇集，被虹吸装置31及旋转接头30及时排出设备。当热媒为导热油时，两根换热轴2上圆盘内经换热之后的导热油被各个出导热油管汇集到套管26中，并被旋转接头30排出设备。干化蒸发出的水蒸气从容器1上顶部的出风口排出，进入后处理装置。

上述虽然结合附图对本实用新型的具体实施方式进行了描述，但并非对本实用新型保护范围的限制，在本实用新型的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本实用新型的保护范围以内。