一种适用于小型垃圾焚烧炉的炉排装置及小型垃圾焚烧炉

摘要

本发明公开了一种适用于小型垃圾焚烧炉的炉排装置及小型垃圾焚烧炉，包括安装在炉体上的多个炉辊和驱动炉辊轴向转动的驱动系统；相邻的两根炉辊之间设有间隙；炉辊一端伸出炉体后与驱动系统连接；炉辊另一端处的炉体外侧壁上设有集气罩；集气罩与炉体外侧壁围成集气室；炉辊内设有气道，且炉辊上开设有多个与所述气道连通的气孔；所述气道的入口设置在所述炉辊靠近所述集气罩的一端上，且所述气道与所述集气室连通；所述集气罩上设有与所述集气室连通的进气管。本发明有利于大体积的未燃杂物和板结的灰渣一起排出炉膛，无需操作人员定期进入炉膛清理，从而提升焚烧炉对未分拣的垃圾适应能力，降低操作人员的劳动强度和工作危险性。

说明书

技术领域

本发明涉及生活垃圾无害化、减量化处置领域，尤其涉及一种适用于小型的生活垃圾焚烧炉的炉排装置。

背景技术

生活垃圾的无害化、减量化处置具有十分重要的环保意义。焚烧是处置生活垃圾的有效手段之一，尤其是乡镇、村落等居民人口规模不大、生活垃圾收运后集中处置困难的地方，采用小型垃圾焚烧炉进行清洁焚烧具有优势。

由于生活垃圾的成分非常复杂，采用大型焚烧炉将生活垃圾进行焚烧处理之前，一般需要对垃圾进行预处理，包括将垃圾中焚烧时容易造成严重污染的组分、不能燃烧且对环境没有害处的组分、可能损坏焚烧炉的组分、有其它利用价值的组分等进行分选或者分拣出来，并将体积较大、不利于焚烧的组分进行破碎等。但是，对于乡镇、村落等日产垃圾量不多的情况，建设专门的垃圾预处理中心是不现实的，加之这些地方的生活垃圾中所包含的玻璃调料瓶、奶粉罐、废砖头、石块、废水泥块、废陶片、蜂窝煤渣等不可燃的组分更多，成分更加复杂。

因为乡镇、村落居民生活垃圾组成成分复杂，给焚烧带来了很多比较棘手的问题，其中之一就是垃圾中体积较大的不可燃成分容易卡在炉排上，不容易从炉膛排出，和灰烬一起在炉膛积存、板结，造成焚烧炉堵塞。使用一段时间之后，必须将滞留在炉膛的灰渣及其它异物进行清理。而进入炉膛的人孔一般面积不大，加之使用之后的炉膛工作环境十分恶劣，清理炉膛的工作非常困难且影响操作人员的身体健康。因此，研制适用于小型垃圾焚烧炉且能够容易排渣的炉排系统有重要意义。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，针对现有技术不足，提供一种适用于小型垃圾焚烧炉的炉排装置及小型垃圾焚烧炉。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：一种适用于小型垃圾焚烧炉的炉排装置，包括安装在炉体上的多个炉辊和驱动所述炉辊轴向转动的驱动系统，且所述多个炉辊均置于炉膛内；相邻的两根炉辊之间设有间隙；所述炉辊一端伸出所述炉体后与所述驱动系统连接；所述炉辊另一端处的炉体外侧壁上设有集气罩；所述集气罩与所述炉体外侧壁围成集气室；所述炉辊内设有气道，且所述炉辊上开设有多个与所述气道连通的气孔；所述气道的入口设置在所述炉辊靠近所述集气罩的一端上，且所述气道与所述集气室连通；所述集气罩上设有与所述集气室连通的进气管。

所述炉辊包括芯轴和挡灰套；所述芯轴和挡灰套通过多块肋板连接；所述气道沿所述芯轴轴向设置，所述气孔开设在所述芯轴上；所述芯轴两端超出所述挡灰套，形成两个安装段；其中一个安装段依次穿过炉体侧壁、安装在炉体上的轴座后与所述驱动系统连接；另外一个安装段与所述集气室连通。

所述挡灰套横截面为半圆弧形；当焚烧炉处于焚烧状态时，所述挡灰套处于芯轴的下方，且凸面朝下，所述芯轴上的气孔开口向上；或者，当焚烧炉处于焚烧状态时，所述挡灰套凸面朝上、凹面朝下，芯轴处于的挡灰套的下方，所述芯轴上的气孔的开口向上。

所述挡灰套横截面包括一水平部分和与所述水平部分两端连接的竖直部分，且所述竖直部分的长度远小于所述水平部分的长度；所述芯轴处于的挡灰套的下方，所述芯轴上的气孔的开口向上。

所述挡灰套为平板结构，且所述芯轴处于所述平板结构下方；所述气孔开口向上。

所述挡灰套横截面为弧形，且所述弧形开口向下；所述芯轴处于所述挡灰套下方，所述芯轴上的气孔的开口向上。

所述驱动系统包括马达、由所述马达驱动旋转的至少一个驱动齿轮、对应每根炉辊的多个炉辊齿轮，相邻的两个炉辊齿轮啮合；所述驱动齿轮与其中一个炉辊齿轮啮合。

所述驱动系统包括安装在所述芯轴一端安装段上的炉辊链轮；多个炉辊链轮分为两组，且相邻的两个炉辊链轮分属于不同的组，形成两个动力传递组合；每个动力传递组合还包括至少一个马达和至少一个由所述马达驱动的驱动链轮；所述驱动链轮通过链条驱动该动力传递组合中的炉辊链轮转动。

每一组炉辊齿轮的相邻两个炉辊齿轮之间设有辅助齿轮，且所述辅助齿轮的中点不在所述相邻两个炉辊齿轮中点之间的连线上；所述辅助齿轮通过所述链条与相邻的炉辊齿轮连接。

所述驱动系统包括伸缩杆；所述伸缩杆一端与所述炉体连接；所述伸缩杆另一端与分力架连接；所述安装段伸出轴座后与摆臂一端连接；所述摆臂另一端与所述分力架铰接。

所述芯轴分为多组，每一组对应设置有一根所述伸缩杆；每一组的伸缩杆与一个分力架连接；同组芯轴中的每根芯轴与一根所述摆臂连接，所述摆臂与该组对应的分力架铰接。

与现有技术相比，本发明所具有的有益效果为：采用本发明的结构，当焚烧炉内出现灰渣沉积时，在马达的驱动下使炉辊转动，改变炉排漏灰间隙的宽度，有利于大体积的未燃杂物与灰渣一起从漏灰间隙坠入灰坑，另外，即使焚烧炉因使用一段时间而导致灰渣在炉膛板结，炉辊转动过程中档灰套的扰动会使板结的灰渣碎裂，使得炉膛板结的灰渣容易从炉膛排出，无需操作人员定期进入炉膛清理。从而使得采用该炉排装置的焚烧炉的可靠性更好、对未分拣的垃圾适应能力更强，也减轻了操作人员的劳动强度和工作危险性。

附图说明

图1为本发明所提供的一种用于小型垃圾焚烧炉的炉排装置及安装在焚烧炉上时的主视图；

图2为图1的A-A向剖视图；

图3为图2的E处局部放大图；

图4为图2的C处局部放大图；

图5为炉辊的轴测图；

图6为图2的D向视图，传动系统的第一种实施方案；

图7为图2的D向视图，传动系统的第二种实施方案；

图8为图2的D向视图，传动系统的第三种实施方案；

图9为图2的D向视图，传动系统的第四种实施方案；

图10为图1的B处局部放大图,炉辊的结构第一种实施方式；

图11为图1的B处局部放大图,炉辊的结构第二种实施方式；

图12为图1的B处局部放大图,炉辊的结构第三种实施方式；

图13为图1的B处局部放大图,炉辊的结构第四种实施方式；

图14为图1的B处局部放大图,炉辊的结构第五种实施方式；

图15为炉辊初始安装时的相对相位关系及运动过程；

其中：

1——炉体 2——炉膛3——灰渣

4——炉辊 5——灰坑6——间隙

7——驱动系统 8——集气罩9——集气室

10——冷却气11——进气管 12——轴座

13——炉辊齿轮14——驱动齿轮 15——马达

16——气道17——断热槽 18——芯轴

19——肋板20——气孔 21——档灰套

22——安装段23——辅助链轮 24——炉辊链轮

25——链条26——驱动链轮 27——伸缩杆

28——分力架29——摆臂 30——半圆套

31——平顶套32——燃烧孔 33——平板套

34——瓦片套。

具体实施方式

本发明的核心为提供一种用于小型的生活垃圾焚烧炉的炉排装置，可通过改变炉排漏灰间隙的宽度，有利于大体积的未燃杂物与灰渣一起从漏灰间隙坠入灰坑，可避免焚烧炉使用一段时间而导致灰渣在炉膛、沉积、板结，无需操作人员定期进入炉膛清理灰渣，因而采用该炉排装置的焚烧炉的可靠性更好、对未分拣的垃圾适应能力更强，也减轻了操作人员的劳动强度和工作危险性。

为了使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细说明。

如图1所示，图1为本发明所提供的一种用于小型生活垃圾焚烧炉的炉排装置，以及该炉排安装在焚烧炉上时的主视图，并结合图2、图3、图4、图5，其中：图2为图1的A-A向剖视图，显示了炉辊4安装在炉体1上时的俯视图；图3为图2的E处局部放大图，显示了传动系统7中马达15、驱动齿轮14的安装方式及驱动齿轮14与炉辊齿轮13之间的啮合关系；图4为图2的C处局部放大图，显示了炉辊4在炉体1上的安装方式，以及集气罩8、集气室9，以及炉辊4内部的气道16结构；图5为炉辊4的轴测图。

所述的一种用于小型生活垃圾焚烧炉的炉排装置，包括安装在炉体1上的炉辊4及控制炉辊动作的驱动系统7，所述的炉辊4有多个，相邻两个炉辊4之间留有间隙6，所述的炉辊4包括芯轴18、档灰套21，以及将档灰套21与芯轴18联接在一起的肋板19，整个炉辊4可绕芯轴18轴线旋转，所述的档灰套21处于炉体1的内腔，所述芯轴18两端超出档灰套21长度的部分为安装段22，所述的安装段22上分别设有断热槽17，所述的安装段22穿过炉体1后分别通过轴座12安装在立体1上，其中一端与驱动系统7相连，也即安装有炉辊齿轮13。所述芯轴18另一端所处的炉体1侧壁上设有集气罩8，所述集气罩8与炉体1侧壁围成集气室9，所述的集气罩8上设有进气管11，所述的芯轴18内部设有平行于轴线的气道16，所述气道16的入口位于芯轴18在集气室9这一端的端面上，所述芯轴18上还设有与轴线方向垂直、与气道16相通的气孔20。所述的气道16与集气室9相通。

所述的驱动系统7包括马达15、驱动齿轮14、对应每个炉辊的炉辊齿轮13，以及轴承等辅助部件，所述的驱动齿轮14与炉辊齿轮13中的某一个啮合，同时，该与驱动齿轮14啮合的炉辊齿轮13也与其相邻的炉辊齿轮13啮合，所述的驱动齿轮14数量可以是一个，也可以是多个，与驱动齿轮14啮合的炉辊齿轮13可以位于最外侧，也可以是位于中间。

采用上述结构，当焚烧炉正常工作时，炉辊4处于静止状态，冷却气10从进气管11进入集气室9，然后从进入各炉辊4的进气道16，最后从各气孔20排出，进入炉膛2参与焚烧，冷却气10将炉辊4吸收的热量带走，避免炉辊4温度过高，同时，因为在芯轴18两端断热槽17的作用下，使得炉辊4高温部分的热量尽量少地向两端的安装段22传导，避免两端轴承温度太高而导致润滑油结焦。

当焚烧炉正常工作之后，炉膛2内积存的灰渣3过多时，可采取清理措施，启动马达15，当马达15带动驱动齿轮上14旋转时，驱动齿轮14带动与之啮合的某个炉辊齿轮13，该炉辊齿轮13进而带动与之相邻、且有啮合关系的其它炉辊齿轮13，以此例推，可将驱动齿轮14的驱动力传递到每个炉辊齿轮13，所有炉辊4开始同步转动，具体的转动状态可参见图15中的c)、d)两种模式。随着炉辊4的转动，炉辊4之间的实际间隙6宽度发生变化，且炉辊4上的档灰套21对积存的灰渣3进行扰动，促进灰渣3碎裂，当间隙6宽度增加时，有利于炉膛2内积存的大体积杂物及灰烬从间隙6中落入灰坑5，达到清除及灰渣3的目的。

当然，所述驱动系统7并不仅限于上述齿轮传动的结构及工作原理，还可以采用其他结构形式。如图7所示，采用链条、链轮的驱动方式。这种结构中，驱动系统7包括马达15、驱动链轮26、炉辊链轮24、辅助链轮23，以及链条25，每个炉辊4的芯轴18的安装段22的一端设有一个炉辊链轮24，将所述的炉辊链轮24分成两组，每一组中分别设有驱动链轮26，且同一组中相邻的两个炉辊链轮24之间设有辅助链轮23，每个驱动链轮26由与之匹配的马达15带动。所述的驱动系统7采用这种结构，既可实现所有炉辊4的旋转方向相同，也可实现相邻两个炉辊4的转动方向相反，也即图15中所示的4种模式。

所述的驱动系统7还可采用如图8所示的结构及工作原理，包括伸缩杆27、分力架28，以及摆臂29，所述的伸缩杆27可以是油缸、气缸或者电动推杆等，所述伸缩杆27的一端连接在炉体1上，另一端连接在分力架28上，每个芯轴18同一端的安装段22上都装有摆臂29，所有的摆臂29与都分力架28铰接。这种结构中，随着伸缩杆27的伸长、缩短，会带动分力架28移动，进而带动所有的摆臂29驱动与之匹配的炉辊4绕其芯轴18的轴线在一定角度范围内来回同步转动，从而实现炉排间隙6宽度的变化。这种方式只能实现所有的炉辊4向同一个旋转，不能实现炉辊4的朝同一个方向的持续旋转。

所述的驱动系统7还可采用如图9所示的结构及工作原理，包括伸缩杆27、分力架28，以及摆臂29，不同的是将所述的炉辊4分成两组，每一组都有各自的伸缩杆27和分力架28，但是两组摆臂29的方向不同，各组摆臂29与分力架28相连后，两组伸缩杆27分别控制各组炉辊4。这种方式能实现相邻炉辊4的旋转方向不同。

适用上述各种驱动系统7方案的炉辊4还可在不改变工作原理的情况下，采用其他结构。

如图10所示，所述的档灰套21可以为半圆套30，当焚烧炉处于焚烧状态时，所述半圆套30处于芯轴18的下方，且凸面朝下，此时，所述气孔20的开口向上，也即朝向焚烧中的垃圾，这种结构中，冷却气10从气孔20出来后直接参与垃圾的燃烧，更有利于控制垃圾焚烧状态和过程，但是芯轴18直接与焚烧的垃圾接触，承受较高的热负荷。

所述炉辊4也可采用图11所示的结构，所述的档灰套21也为半圆套30，这种结构中，安装时所述的半圆套30凸面朝上、凹面朝下，芯轴18处于的半圆套30的下方，所述气孔20的开口向上，也即冷却气10从气孔20出来后冲击在半圆套30的内壁面。该结构中，由于芯轴18不直接与焚烧的垃圾接触，因而芯轴18的热负荷较小，加之冷却气10也对各种半圆套21进行了冷却，因而炉辊4的可靠性更好。

所述炉辊4还可采用图12所示的结构，所述的档灰套21为平顶套31，也即其横截面呈形，且平顶朝上，芯轴18处于的平顶套31的下方，所述气孔20的开口向上，也即冷却气10从气孔20出来后冲击在平顶套31的下壁面，可以根据需要在平顶套的平顶部分设燃烧孔32，起到改善燃烧、减少热量向芯轴18传递的目的。该结构中芯轴18也不直接与焚烧的垃圾接触，炉辊4的热负荷也较小，制造相对简单；

所述炉辊4还可采用图13所示的结构，所述的档灰套21为平板套33，也即其横截面呈“━”形，所述平板套33上也可设置燃烧孔32，所述芯轴18也处于的平板套32的下方，所述气孔20的开口方向也向上，该结构中芯轴18也不直接与焚烧的垃圾接触，炉辊4的热负荷也较小，制造比较简单；

所述炉辊4还可采用图14所示的结构，所述的档灰套21为瓦片套34，也即其横截面呈“︶”形，且凹面朝上，凸面朝下，所述芯轴18也处于的瓦片套18的下方，所述气孔20的开口方向也向上，该结构中芯轴18也不直接与焚烧的垃圾接触，炉辊4的热负荷也较小，由于储灰能力更强，更加适合点燃困难的垃圾。

上述所有方案中，所述炉辊4安装方式，如图15所示，可以按照图15中的a)、c)所示情形的同相位安装，也可按照图15中的b)、d)所示情形的异相位安装；所述炉辊4运动方式，可以如图15中的a)、b)所示相邻两组炉辊4同向转动，也即所有的炉辊4都同向旋转，也可如图15中的c)、d)所示的相邻两组炉辊4的转动方向相反。

需要说明的是，本发明中出现的方位词“上”指的是图1中指向炉膛2(远离地面)的一侧；“下”指的是图1中靠近灰坑15(接近地面)的一侧。