一种病死畜禽及屠宰副产品无害化处理化制罐的中轴总成

　　一种病死畜禽及屠宰副产品无害化处理化制罐的中轴总成

　　技术领域

　　本发明涉及一种化制罐结构，具体而言，是一种病死畜禽及屠宰副产品无害化处理化制罐的中轴总成。

　　背景技术

　　我国在病死畜禽及屠宰废弃物无害化处理及加工过程中，通常采用高温高压干、湿法化制即利用化制罐进行处理，通过化制罐内部的中轴起到搅拌换热的作用，因此中轴的结构性能的优劣对于化制生产至关重要。

　　但是，目前的病死畜禽及屠宰副产品无害化处理化制罐的中轴存在以下几个主要的问题：

　　1、现有化制罐的中轴结构主要是在中轴(金属无缝钢管)上直接焊搅翅或用抱箍将搅翅固定在轴上，为了增加罐内的加热效率，目前的做法是将蒸汽通入中轴管腔内，通过中轴外壁向罐内物料加热，但毕竟中轴的直径有限，其换热面积比较少，热利用率低，故而使得物料化制及干燥的时间较长，成为行业内普遍存在的亟待解决的问题。

　　2、现有化制罐的中轴通常采用轴长较长的通轴结构。中轴的加工过程是先将整根的长通轴加工成型，然后在中轴的轴身焊接鼓盘和搅翅，实践中极易因焊接而导致中轴变形进而使其两端的轴头无法保证同心度，而密封部件则是装配于两端轴头处，此时若无法保证两端轴头的同心度，在中轴转动运行过程中则会导致中轴产生跳动，进一步影响到两端轴头的密封效果，最终使盘根磨损现象非常严重。目前对于中轴两端轴头处的密封措施主要是采用封头轴处内、外套、盘根、压盖压紧手工压盘根并利用压盖压紧的工艺。如果出现轴端漏气采用手工继续压紧或添加、更换盘根，操作麻烦且效率低。另外，由于盘根压盖压紧程度不易掌握，压紧程度不足达不到密封效果，压紧程度过大则易增加电机及减速机的负荷，对主轴也有磨损。尤其是盘根属于易损件，磨损更换的频率比较高。更换起来也比较麻烦同时也不利于自动化功能的实现。

　　3、现有化制罐的中轴设置有多个搅翅，这些搅翅沿中轴径向均分为3-4列，每列为4-8个搅翅，因每列搅翅呈同一轴线布设，在物料搅拌过程中，结团(纤维性绳绕成一团)的物料被搅翅整个翻转，在翻转上升期，该受力搅翅因突然过载的负荷使电机产生较大电流;在翻转下降期，该搅翅又因突然卸力而导致电机电流瞬间下降，这种忽高忽低的电流变化，非常不利于电机及减速机的稳定运行，极易影响电机及减速机的使用寿命。搅拌不均匀，物料受热不均匀，影响物料正常的化制时间，降低了生产效率。化制好的物料只能依靠搅翅外周的刮板实现推料出料，出料时间过长效率低。

　　4、因现有化制罐的罐内胆普遍采用的是容器碳钢材质，首先，化制罐的内胆在卷板加工之后，受加工工艺的影响，其成品内径存在一定的尺寸偏差，难以达到理想的尺寸要求。另一方面，化制罐在实际生产运行过程中，受温度变化也会产生相应的变形，特别是在停产后重新启动运行时，温度变化剧烈的情况下变形最为严重。这种变形导致搅翅的刮板与罐内壁之间距离的变化，实践中会产生刮板直接与罐内壁相接触碰撞，产生较大的噪音，同时还会对电机减速机造成损毁。在目前的生产中，发生这种问题之后的解决方法主要停机后依赖人工进入罐体内部，利用切割工具将搅翅刮板修割，之后罐体才能再次正常启动运行。这给正常生产也造成了不必要的麻烦，极大影响了工作的效率。

　　发明内容

　　本发明旨在提供一种病死畜禽及屠宰副产品无害化处理化制罐的中轴总成，该中轴总成具有热效率高、高效耐用、抗变形能力强、电机使用寿命长、密封性能好以及运行稳定可靠的技术特点。

　　本发明是通过以下技术方案实现的：

　　一种病死畜禽及屠宰副产品无害化处理化制罐的中轴总成，密封装配于化制罐罐体内部，用以对罐体内部物料起搅拌和换热作用;其特殊之处在于：

　　包括位于罐体内部的主轴以及通过密封组件安装于罐体两端封头处的轴头;在所述主轴的外周轴向排布有若干个换热鼓盘;所述换热鼓盘上安装有搅翅;若干个搅翅以沿主轴螺旋环绕的方式对应安装于若干个换热鼓盘上;

　　所述主轴为中空管状结构，其中空管腔用于导热流体的流通，其轴向间隔开设有预定数量的贯通孔;所述换热鼓盘为由两个鼓片对合连接构成的中空鼓碟盘形结构，配置有若干个，轴向排列固定于主轴外壁上，其安装位置覆盖所述贯通孔，以使得主轴管腔与鼓盘内腔相互贯通形成换热腔体。

　　所述的密封结构包括沿罐体封头外侧依序套接于轴头上的密封内挡圈、密封接体及盘根压盖，所述密封接体上附着有耐温耐温橡胶密封体、填料密封体和盘根密封体，且所述耐温耐温橡胶密封体、填料密封体和盘根密封体具有与中轴压触的表面，该表面通过密封接体被压紧配合于中轴的外周;所述填料密封体经由密封接体开设的填料通道与外部的带压填充装置相连;通过外部带压填充装置向密封接体内补充填料，以实现随时快速封堵的密封效果。所述耐温耐温橡胶密封体采用的是氟胶密封圈或硅胶密封圈;所述填料密封体采用的是泥状密封填料;所述盘根密封体可以采用芳纶密封盘根、石棉密封盘根或者石墨密封盘根等各种密封盘根;所述耐温耐温橡胶密封体、填料密封体和盘根密封体分别通过在密封接体开设的三道内环沟槽附着于密封接体上;其中，填料密封体位于耐温耐温橡胶密封体和盘根密封体之间。所述密封内挡圈一侧与罐体封头外侧固定连接，另一侧压紧于密封接体内侧，并同时对耐温耐温橡胶密封体施以侧向压紧力使其与中轴压触更加紧密;所述盘根压盖自密封接体的外侧向其压紧固定，其具有侧向推压于盘根的内套以及与密封接体把紧固定的外连接体;

　　所述带压填充装置包括液压泵站、液压管路、液压枪以及注加管路;所述液压泵站的输出端经由液压管路与液压枪的输入端相连，所述液压枪的输出端经由注加管路与密封接体的填料通道相连通;所述注加管路上配备有填料阀门;所述液压枪包括缸筒以及安装于缸筒内部的活塞，所述缸筒的一端旋接有前盖，并通过所述前盖中部的通孔将储泥仓的端部压装在缸筒的端部，所述缸筒的另一端旋接有后盖，并通过所述后盖中部的通孔与液压管路相连;所述储泥仓中部开设有加料口且所述加料口配备有密封加料盖，所述储泥仓的端部旋接有料仓前盖，所述料仓前盖通过中部开设的通孔与注加管路相连。在所述后盖与液压管路之间安装有管路阀门。

　　构成换热鼓盘的两个鼓片均为球冠结构，互为镜像焊合在一起;球冠形状的鼓片相比平面结构的鼓片具有耐压性能好，抗变形能力强的特点。鼓片中部开设用于与主轴外壁焊接的内套孔，两个鼓片外圆对合焊接后，在其内部形成了中空腔体。

　　为了避免化制罐中轴内部及换热鼓盘内腔的蒸汽在遇冷产生的冷凝水沉入鼓盘腔底部，至使冷凝水位涨至主轴中心位置才能从轴端旋转接头排出，从而减小换热温度及面积以及加大主轴负重、增加耗能的问题。所述换热鼓盘内腔设有能够将其内部通腔分隔成若干间隔腔的翅形隔板，所述若干间隔腔经由中轴开设的贯通孔与中轴内腔相互贯通;通过翅形隔板的隔离作用，使得每个间隔的腔室内的冷凝水伴随其腔室位置的变化而从腔室内排出至主轴管腔，最终由旋转接头排出至外部。

　　进一步地，为了达到较好的换热效果以及排水效果，在每一处鼓盘安装中腔位置的主轴圆周方向均匀开设有多个贯通孔，以利于蒸汽通过贯通孔进入鼓盘中腔。所述翅形隔板对应设有多个，这种翅形隔板结构既有对鼓盘的加强筋作用又有助于蒸汽冷凝水被翅形隔板随中轴旋转扬起通过贯通孔回流入主轴中腔通过旋转接头排出。

　　所述螺旋环绕于换热鼓盘外周的搅翅呈螺纹状排布，其导程为1.6m—7.6m。一个导程内的搅翅数量设计为5-30个。

　　所述搅翅包括与换热鼓盘相连接起到支撑作用的柱脚以及位于柱脚端部、与化制罐内壁相配合以实现刮搅推料作用的翅刮板;所述翅刮板采用长方形板块结构或在长方形的板块结构背向罐壁侧去掉两角以减少刮搅阻力，其具有刮擦化制罐内壁及搅拌罐内物料的作用。

　　所述翅刮板采用硬度小于罐内胆容器钢材质的金属材料制成;在翅刮板与罐体内壁发生碰撞接触时，采用该材质的翅刮板能够通过自身的磨损减少与罐体内壁的摩擦系数;进而在翅刮板设计之初，进一步缩小其刮板顶面与罐体之间的间距，该做法一方面能够更加有效的刮净粘附在罐体内壁的物料从而提高换热效率，另一方面还能有效避免因与罐体内壁贴合撞击产生的高摩擦力致使电机减速机损毁。

　　本发明的一种病死畜禽及屠宰副产品无害化处理化制罐的中轴总成，结合了多沟槽的密封形式、高效换热方式以及科学的搅翅排布方式，使得中轴的运行更加稳定高效，同时具有优异的换热效果。

　　以下分别对密封形式、换热方式以及搅翅排布方式的效果进行一一分析说明：

　　采用在密封接体上开设多道沟槽的结构形式实现对密封接体的多重密封结构，其中的一道环轴沟槽内通过加注泥状填料实现与中轴之间的柔性密封，并且通过外部的带压填充装置可以实现随时加注填料随时调整密封性能的效果，柔性填料因其自身具有良好的耐磨性、附着性和流动填充性，在加注于密封接体后，经由沟槽与中轴接触，在中轴不断转动过程中，能够随着轴的旋转及变形对密封位置自适应调整，以此达到较高的密封效果。外部带压填充装置远程操控，提高生产效率，并且可实现在不停机的情况随时注入，其注入形式可以采用人工手动、电动注入也可以采用程序结合化制罐内部压力自动注入。本发明的中轴密封结构打破了传统轴端密封装置目前只能采用挤压盘根密封的操作限制，操作起来安全可靠，显著降低功率损失。

　　采用中空管状结构的主轴使外部蒸汽进入管腔，并在主轴外周布设多个鼓盘，本发明的鼓盘采用两个球冠鼓片镜像对合而成，不仅具有较高的自身强度，而且能够通过鼓盘大幅提高整个主轴与物料之间的换热面积;工作时鼓盘随主轴在罐体内转动，鼓盘内部的若干个翅形隔板不仅能够有效解决进入鼓盘内腔的冷凝水回流外排的问题，还同时进一步作为内部加强筋提高了鼓盘的整体强度，通过翅形隔板将整个鼓盘内腔分隔成若干个间隔的腔室，冷凝水进入间隔的腔室后，会伴随鼓盘的转动，回流到主轴管腔内，再通过罐体外部连接主轴的旋转接头进行外排，避免了鼓盘因内部积水过多而造成的主轴超重及耗能高的问题。本发明同时还通过改变传统搅翅的材质，解决现有铁质搅翅与罐体内壁撞击产生的高摩擦力甚至电机减速机损毁问题，进一步保证了整个罐体运行的平稳可靠。

　　通过改变现有搅翅在中轴上大螺纹导程的排布方式，解决了现有搅翅结构存在的搅团旋转上行负荷大使得动力电流忽高忽低严重不稳，以及结块物料在搅翅翻转过程中对电机减速机造成的负荷不稳。本申请采用沿中轴螺旋排布搅翅以及设定其大螺纹导程的结构方式，在搅拌过程中更加利于物料散开，不易堆块结团，从而使搅拌更加均匀，物料能够均匀受热，达到更好的化制效果。翅刮板采用硬度小于罐内壁材质的金属材料制成，在翅刮板与罐体内壁发生碰撞时，通过自身的磨损能够减少与罐体内壁的摩擦系数;由此特点可以在这种硬度小于罐内壁材质的金属材料制成的翅刮板设计之初，进一步缩小其与罐体之间的间距，一方面能够有效刮擦罐内壁提高换热效率，另一方面还能有效避免因生产、停产使罐的温差造成的碳钢罐体不同程度的变形造成的翅刮板与罐体撞击产生的电机减速机损伤或损毁。

　　附图说明

　　图1：一种病死畜禽及屠宰副产品无害化处理化制罐的中轴总成轴测图;

　　图2：图1的主视图;

　　图3：图1的左视图;

　　图4：中轴轴头处的密封组件结构示意图;

　　图5：密封组件剖视图;

　　图6：液压枪结构示意图;

　　图7：鼓片结构示意图;

　　图8：图7中的AA剖视图;

　　图9：翅形隔板结构示意图;

　　图10：翅刮板结构示意图;

　　图中，10、主轴，11、轴头，101、贯通孔，20、换热鼓盘，21、鼓片，21a、内套孔，21b、外圆，22、翅形隔板，30、搅翅，31、柱脚 ，32、翅刮板，321、刮板顶面，322、侧直面，323、侧斜面，40、罐体封头，41、密封内挡圈，42、密封接体，421、耐温橡胶密封体，422、填料密封体，423、盘根密封体，43、盘根压盖，44、填料通道，50、液压泵站，51、泵站开关，52、液压管路，53、管路阀门，54、液压枪，541、罐 筒，542、活塞，543、前盖，544、储泥仓，544a、加料口，545、后盖，546、料创前盖，55、注加管路，7、液压管路。

　　具体实施方式

　　以下结合附图，给出本发明化制罐中轴总成的具体实施案例，用来对本发明的具体结构组成、设计原理以及操作过程作进一步详细说明。

　　实施例一

　　本实施例提供的是一种病死畜禽及屠宰副产品无害化处理化制罐，所述化制罐内长为3.5米，罐内部设置有与罐长相匹配的主轴10以及通过密封组件安装于罐体两端封头处的轴头11，所述主轴10的外周轴向排布有12个换热鼓盘20;所述主轴10为中空管状结构，其中空管腔用于导热流体的流通，其轴向间隔开设有预定数量的贯通孔101;所述换热鼓盘20为由两个鼓片21对合连接构成的中空鼓碟盘形结构，轴向排列固定于主轴10外壁上，其安装位置覆盖所述贯通孔，以使得主轴管腔与鼓盘内腔相互贯通形成换热腔体;在所述换热鼓盘20的外周、呈轴向螺旋排布有搅翅30，所述搅翅30的螺纹导程为3.5米，数量为12个，所述12个搅翅30沿中轴上螺纹均布。

　　所述密封组件包括沿罐体封头40外侧依序套接于轴头11上的密封内挡圈41、密封接体42及盘根压盖43，所述密封接体42上附着有耐温橡胶密封体421、填料密封体422和盘根密封体423，且所述耐温橡胶密封体421、填料密封体422和盘根密封体423具有与轴头11压触的表面，该表面通过密封接体42被压紧配合于轴头11的外周上;所述填料密封体422经由密封接体42开设的填料通道44与外部的带压填充装置相连;通过外部带压填充装置向密封接体42内补充填料，以实现随时快速封堵的密封效果。所述耐温橡胶密封体421、填料密封体422和盘根密封体423分别采用的是耐高温氟胶密封圈、泥状密封填料和芳纶盘根;所述耐高温氟胶密封圈、泥状密封填料和芳纶盘根分别通过在密封接体42开设的三道内环沟槽附着于密封接体42上;其中，泥状密封填料位于耐高温氟胶密封圈和芳纶盘根之间。所述密封内挡圈41一侧与罐体封头40外侧固定连接，另一侧压紧于密封接体42内侧，并同时对耐高温氟胶密封圈施以侧向压紧力使其与轴头11压触更加紧密;所述盘根压盖43自密封接体42的外侧向其压紧固定，其具有侧向推压于芳纶盘根的内套以及与密封接体把紧固定的外连接体;所述带压填充装置包括液压泵站50、泵站开关51、液压管路52、管路阀门53、液压枪54以及注加管路55;所述液压泵站50连接有泵站开关51，并通过泵站开关51实现泵送控制;所述液压泵站50输出端经由液压管路52和管路阀门53与液压枪54的输入端相连，所述液压枪54的输出端经由注加管路55与密封接体42的填料通道44相连通。所述液压枪54包括缸筒541以及安装于缸筒541内部的活塞542，所述缸筒541的一端旋接有前盖543，并通过所述前盖543中部的通孔将储泥仓544的端部压装在缸筒541的端部，所述缸筒541的另一端旋接有后盖545，并通过所述后盖545中部的通孔与液压管路7相连;所述储泥仓544中部开设有加料口544a且所述加料口配备有密封加料盖，所述储泥仓544的端部旋接有料仓前盖546，所述料仓前盖通过中部开设的通孔与注加管路相连。本实施例的中轴轴头采用三道密封，第一道为耐高温氟胶密封圈、第二道为油泥密封、第三道为盘根密封。其中第二道为主要密封，密封填料为柔性石墨填料。第一道和第三道的主要作用是保障油泥在第二道型腔内同时自身也有密封的功能。当该结构固定在化制罐(反应釜)轴端后，工作时只需通过注油泥液压缸往型腔中注入油泥即可实现密封。油泥为柔性石墨填料泥具有良好的耐磨性和填充性，油泥能在型腔内根据轴的旋转情况跟随其变形来达到较高的密封效果。本密封结构可实现不停机人工电动注入也可电脑编程根据化制罐内压力自动注入密封。

　　构成换热鼓盘20的两个鼓片21采用互为镜像焊合在一起的球面结构，鼓片21中部开设用于与主轴外壁焊接的内套孔21a，两个鼓片21的外圆21b对合焊接后，在其内部形成了中空腔体。鼓片21实际上是球冠形状，将两个球冠状的鼓片21对合固定之后，其两侧均为具有一定弧度的曲面，这种结构相对于平面来说，不仅增加了表面积，更为重要的是其抗压性和抗变形性也有了大幅的提升。16个鼓盘20排列焊接在主轴10的外壁上，并且其安装位置覆盖所述主轴10开设的贯通孔101，以使得主轴管腔与鼓盘内腔内部的导热流体相互贯通。为了避免罐内蒸汽遇冷产生的冷凝水沉入换热鼓盘底部而加大主轴负重，增加耗能及影响电机使用寿命，所述换热鼓盘20内部设有能够将其内部通腔分隔成若干间隔腔且能够起到扬水效果的翅形隔板22;所述翅形隔板22呈三角形，其两边分别与换热鼓盘内壁焊接，另一边与主轴10之间没有直接接触而是预留有一定的间距;在本实施例中，为了达到较好的换热效果以及排水效果，在每一个鼓盘安装位置的主轴圆周方向均匀开设有两两一组共三组的贯通孔101，所述翅形隔板22对应设有三个，每个翅形隔板22的安装位置在两个互为一组贯通孔101的中部，由此在任意一个间隔的腔室内的贯通孔101分别位于两翅形隔板22内侧，通过翅形隔板22的隔离作用，使得每个间隔的腔室内的冷凝水伴随其腔室位置的变化而从腔室内排出至主轴管腔，最终由旋转接头排出。

　　所述搅翅30沿主轴轴线呈单线螺纹环绕方式对应安装在换热鼓盘20外周的预定位置，其具有两个导程，每个导程为3.5米。所述搅翅30包括根部用以与鼓盘相连接起到支撑作用的柱脚31以及位于柱脚端部、与化制罐内壁相配合以实现刮搅推料作用的翅刮板32;所述翅刮板32采用直角梯形或直角三角形的板块结构，其具有与化制罐内壁相对且互为平行的刮板顶面321、在所述刮板顶面321的一垂直侧具有与物料相接触用以实现搅拌作用的侧直面322，以及在所述刮板顶面321的另一垂直侧具有与物料相接触用以实现出料功能的侧斜面323;所述侧直面322与中轴在空间互为平行关系，所述侧斜面323与中轴在空间具有预定的夹角。所述翅刮板32采用硬度小于罐内胆容器钢材质的金属材料制成，在翅刮板32与罐体内壁发生碰撞接触时，采用该材质的翅刮板能够通过自身的磨损减少与罐体内壁的摩擦系数;进而在翅刮板设计之初，进一步缩小其刮板顶面与罐体之间的间距，该做法一方面能够更加有效的刮净粘附在罐体内壁的物料从而提高换热效率，另一方面还能有效避免因与罐体贴合撞击产生的高摩擦力致使电机减速机损毁。