一种悬浮式污泥造粒机

技术领域

本发明涉及污泥造粒技术领域，尤其涉及一种悬浮式污泥造粒机。

背景技术

污泥造粒机是污泥热解气化项目的主要设备之一，在污泥热解气化项目中占有重要的地位。经气化炉试验运行发现，造粒强度需达到要求才能满足气化炉正常运行，否则容易出现气化炉结焦、结渣、可燃气粉尘量大、炉箅子堵塞等严重问题。

我单位现有污泥造粒机使用过程中出现以下问题：1、原料进入造粒机时无法对来料进行引导，不能保证原料在制粒腔室的分料均匀性。2、污泥造粒过程中，压辊模具比例尺寸设计不合格，导致污泥造粒进料角度攫取角太小，影响污泥成型预挤压区的正常供料。相同环模下，压辊直径越大、环模和压辊之间型成的三角挤压范围越大，越利于挤压作用。理论上单、双辊的压辊直径可做得最大，挤压时间、挤出效果应最好，但在机器运转时，压辊和压模之间的作用力在主轴、主轴轴承和空轴等之间传递，所以单、双辊制粒机的主轴、主轴轴承和空轴等机械结构粗大，不符合力学结构。

还会出现问题3、现有造粒机压辊与模具的间隙无法得到有效保证，现有造粒机以蜗轮蜗杆或者曲柄连杆机构调节为主，导致人员工作强度大，间隙调节时还需停机进行，影响正常生产。4、现有污泥造粒机底板运行过程中存在大量粉料堆积底部，污泥原料中含有高比例的二氧化硅导致底部衬板、模具、压辊下压盖等关键核心零部件磨损，因此底部堆积物料的解决也成了设备的难题。5、污泥造粒机密封结构设计不合理，导致润滑油污染和漏灰以及污泥侵入关键零部件造成磨损等现象。

发明内容

本发明为了解决现有造粒机进料不均匀、辊模间隙调整困难以及关键零部件易磨损的问题，提供一种悬浮式污泥造粒机，实现了对原料的均匀分流，辊模间隙的自动调整和延长了关键零部件寿命。

为实现上述目的，本发明所采用的技术方案是：

一种悬浮式污泥造粒机，包括机座、驱动机构、箱体和依次设置在箱体上方的支撑腔体、安装腔体和润滑腔体，所述支撑腔体内设置有连接驱动机构的底板、同轴设置在底板上的环模和倾斜布设在环模上方的导向圈；

所述支撑腔体上开设有缺口，所述缺口处设置有向下倾斜布设的出料板；

所述安装腔体为双层结构，安装腔体内环向均设有三个压辊总成，每个所述压辊总成包括转接在安装腔体内的偏心套、键连接在偏心套上方的调整齿轮、转接在偏心套内的压辊轴和螺栓连接在压辊轴下方的压辊；

所述调整齿轮置于润滑腔体内，所述偏心套与压辊轴不同轴，所述安装腔体下方设置有扬料架，所述扬料架和压辊环向交替布设在环模内；

所述润滑腔体上设置有间隙调整机构，所述间隙调整机构包括齿传动连接的内齿圈和减速机，三个压辊总成的调整齿轮分别与所述内齿圈啮合；

所述润滑腔体上设置有漏斗状的下料管，所述下料管下端向下延伸置于环模中部。

进一步地，所述机座上设置所述驱动机构，驱动机构包括设置在机座两侧的主电机和安装座、设置在安装座内的减速箱和连接减速箱的主轴，所述主电机和减速箱之间设置有联轴器以连接，所述主轴竖向布设。

进一步地，所述安装座上方布设所述箱体，所述主轴伸出安装座置于箱体内，主轴与箱体转动连接，保证主轴旋转的稳定，主轴上方与所述底板中部键连接，带动底板旋转。

进一步地，所述支撑腔体螺栓连接在箱体上方，支撑腔体为环形体，所述底板转动布设在支撑腔体内，底板上方螺栓连接所述环模，环模直径小于底板直径，环模上方边缘布设所述导向圈，导向圈向环模中部倾斜布设以缩小环模内径，导向圈防止原料溢出。

进一步地，所述安装腔体螺栓连接在支撑腔体上方，安装腔体为环形体，安装腔体内环向开设有三组安装孔，便于安装压辊总成，每组安装孔内布设所述压辊总成。

进一步地，所述偏心套上方伸出安装腔体上层连接所述调整齿轮，偏心套下方螺栓连接有凸台状的卡环，所述卡环布设在安装腔体下层外，偏心套和安装腔体之间设置有密封圈；

所述压辊轴内上下两端均设置有调心轴承，两个所述调心轴承之间布设所述压辊轴，压辊轴上方螺纹连接圆螺母以限制上端的调心轴承，压辊轴下方为阶梯轴状，压辊轴下方套设有限位环，所述限位环伸入卡环内抵在下端的调心轴承上，限位环和卡环之间设置有油封，防止润滑油的泄露。

进一步地，所述压辊轴下方向下延伸置于环模内，压辊轴下方轴肩处套设有压辊盖和压辊，所述压辊盖和压辊上下布设，压辊盖和压辊螺栓连接夹紧所述压辊轴轴肩以固定，压辊采用悬挂式安装，便于安装拆卸。

进一步地，所述扬料架螺栓连接在安装腔体下方，扬料架数量为三个，每个所述扬料架包括“口”字形框架以及三角板状的扬料板，所述框架前侧四周开设有刃，框架后侧底部设置所述扬料板，扬料板向上倾斜布设。

进一步地，所述润滑腔体包括上盖体和圆形盖板，所述上盖体为环形体、焊接在安装腔体上方，上盖体内布设所述内齿圈，上盖体上螺栓连接所述盖板；所述盖板上设置所述减速机，减速机包括电机和蜗轮蜗杆减速器，所述蜗轮蜗杆减速器输出轴伸入上盖体内与安装腔体上层转动连接，蜗轮蜗杆减速器输出轴上键连接有驱动齿轮，所述驱动齿轮与内齿圈啮合。

进一步地，所述下料管螺栓连接在盖板中部，下料管上端置于盖板上方，下料管下端依次穿过润滑腔体和安装腔体伸入环模中部。

通过上述技术方案，本发明的有益效果是：

本发明的下料管采用锥形口进料，设计的锥形口角度在60°-75°之间，防止下料时出现黏壁以及堵塞现象，也可使得原料在环模内的分料均匀性得到了有效保障。润滑腔体内的润滑室内可添加润滑油，润滑油可润滑内齿圈、驱动齿轮和调整齿轮，同时也可润滑压辊轴和偏心套之间的间隙，保证了设备转动零部件的良好润滑，即保证了间隙调整机构和压辊总成的自动润滑效果。

本发明采用三个压辊总成，结构设计合理，符合力学结构，保证设备受力均匀，不易损坏，同时保证污泥的挤出效果，利于挤压作用。压辊采用悬挂式安装，更换压辊便捷，且仅有压辊置于环模内，压辊总成的其他部件以及间隙调整机构均置于支撑腔体外，实现了压辊轴转动结构、间隙调整机构外置，减少了污泥对关键零部件的磨损。

本发明针对不同类型的环模可自动调整压辊与环模间隙，设置的间隙调整机构可实现不停机调整压辊和环模间隙，通过减速机同步带动三个偏心套的转动，保证了三个压辊与环模的间隙调整的同步，设备运转中受力均衡，避免了人工停机调整的繁琐作业，适宜的间隙大小可减轻环模与压辊的磨损，保证造粒质量。

附图说明

图1是本发明一种悬浮式污泥造粒机的整体示意图。

图2是本发明一种悬浮式污泥造粒机的剖视图。

图3是本发明一种悬浮式污泥造粒机的支撑腔体剖视图。

图4是本发明一种悬浮式污泥造粒机的调整齿轮分布示意图。

图5是本发明一种悬浮式污泥造粒机的压辊总成安装示意图。

图6是本发明一种悬浮式污泥造粒机的压辊总成剖视图。

图7是本发明一种悬浮式污泥造粒机的压辊分布示意图。

图8是本发明一种悬浮式污泥造粒机的扬料架分布示意图。

附图中标号为：1为机座，2为箱体，3为支撑腔体，4为安装腔体，5为润滑腔体，51为上盖体，52为盖板，6为主电机，7为安装座，8为减速箱，9为主轴，10为底板，11为环模，12为导向圈，13为出料板，14为安装孔，15为偏心套，16为调整齿轮，17为压辊轴，18为压辊，19为密封圈，20为卡环，21为圆螺母，22为限位环，23为油封，24为压辊盖，25为扬料架，251为框架，252为扬料板，26为刃，27为内齿圈，28为减速机，29为驱动齿轮，30为调心轴承，31为下料管。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细描述：

如图1~图8所示，一种悬浮式污泥造粒机，包括机座1、驱动机构、箱体2和依次设置在箱体2上方的支撑腔体3、安装腔体4和润滑腔体5。所述机座1上设置所述驱动机构，驱动机构为污泥造粒提供驱动力。

所述驱动机构包括设置在机座1两侧的主电机6和安装座7、设置在安装座7内的减速箱8和连接减速箱8的主轴9，所述主电机6采用YX3-B3系列三相异步电机，主电机6和减速箱8之间设置有联轴器以连接，减速箱8采用直角齿轮箱。

所述安装座7上方布设所述箱体2，所述主轴9伸出安装座7置于箱体2内，主轴9与箱体2转动连接，所述主轴9竖向布设，通过主电机6可驱动主轴9高速旋转。具体的，所述主轴9上下两端分别通过调心滚子轴承和圆锥滚子轴承与箱体2转动连接，保证主轴9高速旋转的稳定性。

本实施例中，所述支撑腔体3在安装时，所述支撑腔体3螺栓连接在箱体2上方，支撑腔体3为环形体，支撑腔体3内为制粒室。

所述支撑腔体3内设置有连接驱动机构的底板10、同轴设置在底板10上的环模11和倾斜布设在环模11上方的导向圈12。所述底板10转动布设在支撑腔体3内，即主轴9上方与所述底板10中部键连接，进而通过主轴9可带动底板10旋转，底板10上方螺栓连接所述环模11，环模11直径小于底板10直径。

所述环模11上方边缘布设所述导向圈12，导向圈12向环模11中部倾斜布设，相当于缩小环模11内径。导向圈12的设计采用曲面，其倾斜角度主要根据原料的泊松比、模具线速度、模具与压辊18间隙设计，原料泊松比、模具线速度一定情况下，原料污泥爬升过程中，会自动脱离导向圈12，脱落后的污泥刚好落到压辊18与环模11的攫取区域，利于污泥挤压，可更好的进行污泥的压制；同时导向圈12设计也起到了防止原料溢出的作用。

所述支撑腔体3上开设有缺口，所述缺口处设置有向下倾斜布设的出料板13，进而制粒室内挤压成型后的污泥颗粒可通过出料板13流出。

本实施例中，所述安装腔体4在安装时，所述安装腔体4螺栓连接在支撑腔体3上方，安装腔体4为环形体，所述安装腔体4为双层结构，安装腔体4内为安装室，安装腔体4内环向均设有三个压辊18总成。

为了便于压辊18总成的安装，所述安装腔体4内环向开设有三组安装孔14，每组安装孔14包括上下对应布设的两个，两个安装孔14分别布设在安装腔体4的上下两层，每组安装孔14内布设所述压辊18总成。

每个所述压辊18总成包括转接在安装腔体4内的偏心套15、键连接在偏心套15上方的调整齿轮16、转接在偏心套15内的压辊轴17和螺栓连接在压辊轴17下方的压辊18，如图6所示。

具体的，所述偏心套15转动布设在两个相对应的安装孔14之间，偏心套15竖向布设，为了实现安装孔14的密封，所述偏心套15和安装腔体4之间设置有密封圈19。

所述偏心套15上方伸出安装腔体4上层连接所述调整齿轮16，所述调整齿轮16置于润滑腔体5内。所述偏心套15下方螺栓连接有凸台状的卡环20，所述卡环20布设在安装腔体4下层外。在调整齿轮16和卡环20作用下，可实现偏心套15的轴向固定，也可将偏心套15安装在安装腔体4上，如图5所示。

所述偏心套15与压辊轴17不同轴，进而在偏心套15转动时，压辊轴17的运动轨迹为弧线。为了实现压辊轴17的自转，所述压辊轴17内上下两端均设置有调心轴承30，两个所述调心轴承30之间布设所述压辊轴17。

为了实现调心轴承30位置的固定，所述压辊轴17上方螺纹连接有两个圆螺母21以限制上端的调心轴承30。所述压辊轴17下方为阶梯轴状，压辊轴17下方套设有限位环22，所述限位环22下方抵在压辊轴17轴肩上，限位环22上方伸入卡环20内抵在下端的调心轴承30上，实现两个调心轴承30的限位。

所述限位环22和卡环20之间设置有油封23，油封23起到密封作用，防止润滑液的泄露。

为了实现压辊18的便捷安装，所述压辊轴17下方向下延伸置于环模11内，压辊轴17下方轴肩处套设有压辊盖24和所述压辊18，所述压辊盖24和压辊18上下布设，压辊盖24和压辊18螺栓连接夹紧所述压辊轴17轴肩以固定，进而压辊18旋转时压辊轴17跟随转动。

压辊18采用悬吊式结构设计，悬挂安装在压辊轴17下端，使得压辊轴17上的轴承润滑方便，整个压辊18轴承润滑无需添加油脂，能同步间隙调整，同时压辊18采用螺栓固定，更换压辊18简单。仅有压辊18置于环模11内，压辊轴17的转动结构及其他零部件外置，减少了污泥对关键零部件的磨损。

为了避免污泥原料的大量堆积，所述安装腔体4下方设置有扬料架25，所述扬料架25螺栓连接在安装腔体4下方，扬料架25数量为三个，三个所述扬料架25和三个压辊18环向交替布设在环模11内，如图7所示。

具体的，每个所述扬料架25包括“口”字形框架251以及三角板状的扬料板252，如图8所示，所述框架251前侧四周开设有刃26，框架251底部贴近底板10，框架251后侧底部设置所述扬料板252，扬料板252向上倾斜布设，通过扬料架25可将污泥原料抛弃，避免其粘附堆积在底板10上。

本实施例中，所述润滑腔体5内为润滑室，润滑腔体5包括上盖体51和圆形盖板52，所述上盖体51为环形体，上盖体51焊接在安装腔体4上方，上盖体51上螺栓连接所述盖板52。

所述润滑腔体5上设置有间隙调整机构，所述间隙调整机构包括齿传动连接的内齿圈27和减速机28，所述上盖体51内布设所述内齿圈27，三个压辊18总成的调整齿轮16分别与所述内齿圈27啮合，如图4所示，所述盖板52上设置所述减速机28，减速机28包括电机和蜗轮蜗杆减速器。

为了实现减速机28驱动内齿圈27，所述蜗轮蜗杆减速器输出轴伸入上盖体51内与安装腔体4上层转动连接，蜗轮蜗杆减速器输出轴上键连接有驱动齿轮29，所述驱动齿轮29与内齿圈27啮合，进而通过减速机28可带动内齿圈27转动。

间隙调整机构的作用是自动调整压辊18和环模11的间隙，其原理是通过减速机28与内齿圈27啮合，通过内齿圈27的旋转带动三个偏心套15同步转动，进而压辊轴17产生弧形转动轨迹，进而同步调整三个压辊18和环模11的间隙，保证设备运转中受力均衡，确保污泥原料进入挤压区，使得压辊18与环模11间形成一个间隙，这一间隙就是物料层厚。

物料层厚是物料进入挤压区前的一个预处理阶段，这时压辊18对料层中的物料有一个预压缩力。对于不同模孔直径的成型环模11，一般压制小直径的颗粒选用较小的间隙，压制较大直径的颗粒选用较大的间隙，因此通过间隙调整机构及时解决了间隙与原料粒径相匹配的问题，同时避免了间隙小导致设备生产过程中加剧环模11、压辊18之间的磨损，间隙大出现压辊18打滑，造成制粒质量下降的问题。

润滑室为封闭的结构，向润滑室内添加润滑油，可对压辊轴17上的调心轴承30、间隙调整机构的结构进行自润滑，保证了设备转动零部件的良好润滑。同时润滑室的结构设计避免了添加黄油必须卸载相应零部件的繁琐步骤，操作方便，降低了工人的劳动强度，无需停机，在设备运转过程中自动润滑，减少了生产及维护成本，有效的提高了生产效率。

为了实现原料的均匀下料，所述润滑腔体5上设置有漏斗状的下料管31，所述下料管31螺栓连接在盖板52中部，下料管31上端置于盖板52上方，所述下料管31下端向下延伸置于环模11中部，即下料管31下端依次穿过润滑腔体5和安装腔体4伸入环模11中部。

所述下料管31上端为锥形的进料口，所述进料口角度为α，α范围在60°-75°之间，主要是利用了污泥原料堆积角在37°左右，设计的进料口不会出现黏壁以及堵塞现象，同时对来料的运动状态进行轨迹引导，保证了原料下落以漏斗流为主，原料在环模11内的分料均匀性得到了有效保障。

所述下料管31下端为圆形的出料口，出料口位于环模11正中间，出料口距离底板10一定高度，充分利用了压辊18攫取方向以及扬料架25进口斜坡的设计结构，对下落原料进行了二次均匀分流。

本造粒机在运行时，主电机6通过减速箱8带动主轴9高速旋转，进而底板10带动环模11高速旋转，污泥原料通过下料管31上端落入环模11内中部、被均匀分流，在压辊18和环模11的挤压作用下，物料被压辊18强烈挤压、并从环模11的模孔中挤出形成颗粒污泥，成型后的污泥颗粒通过出料板13流出，完成污泥造粒。

以上所述之实施例，只是本发明的较佳实施例而已，并非限制本发明的实施范围，故凡依本发明专利范围所述的构造、特征及原理所做的等效变化或修饰，均应包括于本发明申请专利范围内。