一种自动污泥卸料机

2019-05-22陈猛杨平

祖国 2019年7期

关键词：堆肥自动

陈猛杨平

摘要：针对污泥处置厂堆肥工艺过程中的污泥卸料输送，本文提出一种自动化完成卸料工作的污泥卸料机。介绍了自动污泥卸料机的结构和工作原理。

关键词：堆肥自动污泥卸料机

随着我国社会经济和城市化的发展，城市排放的污水在不断增长。污水经过处理压缩后，得到原体积0.5%～1%的固体污泥。据估算，目前我国城市污水处理厂每年排放的污泥约900万吨，占我国总固体废弃物的3.2%，且年增長率≥10%。

目前我国城市污泥处置的主要方法有污泥堆肥、陆地填埋、焚烧等，自动污泥卸料机是针对污泥堆肥工艺过程中的污泥卸料进行改进。

图1所示为污泥处置厂采用的堆肥工艺。目前污水处理厂产生的污泥是采用污泥车运输至高台污泥料仓，进入混料机与秸秆混合后，经过发酵筛分。高台污泥料仓需要高架桥，且高架桥、污泥料仓承载较大，储存能力低，建设成本高，遇雨雪天，运输不及时且高架桥路滑存在危险，污泥料仓平台需要平泥，人工作业环境恶劣。

为此我们设计一种自动吸取污泥、连续作业、无需平泥、效率高、安全可靠的污泥卸料机。下面对自动污泥卸料机的结构、工作原理进行分析和探讨。

一、自动污泥卸料机的结构

如图2所示，自动污泥卸料机主要由带有取料头的取料螺旋机构、取料变幅机构、出料螺旋机构、移动小车、水平皮带输送机、集中润滑系统、移动门架等组成。

（一）取料螺旋机构

取料垂直螺旋机构主要由取料头、垂直输料螺旋、垂直螺旋管和减速驱动电机等部件组成。其中的垂直输料螺旋为双螺旋叶片结构可以保证卸料机有更高的工作效率。取料头与输料螺旋反向旋转，将散料收集起来输送给里面的输料螺旋。取料头的管体顶端与无缝钢管做成的垂直螺旋管通过一个回转支承联结在一起，由减速电机驱动。

垂直输料螺旋轴底部为调心球轴承，垂直输料螺旋轴上端用圆锥滚子轴承支撑，最后用齿轮联轴器联结在行星减速器的输出轴上。整个装配结构可以保证输料螺旋有可靠的工作稳定性。

（二）垂直螺旋变幅机构

垂直螺旋变幅机构由行星减速电机、外齿式回转支承等组成。外齿式回转支承连接取料垂直螺旋机构出料口与出料垂直螺旋机构的进料口，通过行星减速电机驱动回转支承实现取料垂直螺旋机构变幅动作，方便检修。

（三）出料垂直螺旋机构

出料垂直螺旋机构的结构与取料垂直螺旋机构基本一致。

（四）移动小车

移动小车是污泥卸料机的上部轨道走行机构。为了承担垂直螺旋机构的倾覆力矩，移动小车采用4个主动车轮，4个反滚轮，为防止车轮打滑，采用4电机驱动。

集中润滑供油系统设置在移动小车平台上。

（五）移动门架

移动门架包含门架和大车运行机构，是污泥卸料机的整机轨道走行机构。采用两角驱动的大车走行结构。4车轮承重，2电机驱动。

整机的电气安装在专门设置的电气室内，放置于室外出泥胶带机廊道下。动力电源由电气室通过电缆悬挂小滑车引入卸料机，控制电源由电气室通过拖链引至卸料机，两者之间独立，互不干扰。

在地面设置污泥池，储存容量可满足污泥处置厂一天的生产需求，污泥车将污泥卸至污泥池内，沿污泥池两侧布置轨道运行，由移动门架的平移运动、移动小车的平移运动、垂直螺旋的变幅运动的联合，可以沿着规划好的路径工作，自动将池中的污泥卸运到出泥胶带机。污泥经泥胶带机通过卸料器可分送至指定的污泥料仓，如图3所示。

二、自动污泥卸料机的工作原理

（一）机械结构工作原理

带有三个摆线型集料臂的取料头旋转着进入污泥中，将污泥向管腔中心聚集，管腔中的垂直输料螺旋通过离心力将污泥提升至垂直输料管顶部的出料口，交给水平皮带输送机，再送入出泥胶带机。

因为本卸料机的取料和垂直螺旋都有独立的变频调速的减速驱动电机，所以可以根据每一段螺旋机构的实际工作情况设置合理的速度配比，从而最大限度地提高设备的工作效率，做到节能降耗，为用户创造更高的效益。

（二）自动化工作原理

污泥卸料机自动控制采用变频器总线控制及光纤以太网通讯技术，实现电气室及中控室控制污泥卸料及自动化工作。以PLC作为控制核心，实现全自动与手动切换，由工控机实现过程控制与过程数据监控的显示，并存储。各机构电机装有编码器由变频器实现闭环矢量控制，通过485物理接口，并采用Profibus总线协议与PLC通讯，减少了复杂的多电缆线路连接，免除了继电器电路的多故障缺点。

自动污泥卸料机的移动小车和移动门架均设置有位移传感器，自动控制系统设置移动小车沿X轴方向运行，移动门架沿Y轴方向运行，如图4所示。一键启动后，自动污泥卸料机即可按照设定好的设定步长L参数在整个污泥池范围内取料。