CN107216990B - 一种轮式双臂翻抛装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种轮式双臂翻抛装置，包括用于对物料进行翻抛的翻抛滚筒，所述装置包括第一支撑臂和第二支撑臂，所述第一支撑臂和第二支撑臂分别连接于所述翻抛滚筒轴向的两端，用于支撑翻抛滚筒，和控制翻抛滚筒的运动。与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明的轮式双臂翻抛装置，通过双臂短滚筒设计，一方面解决了单臂滚筒的稳定性问题，另一方面采用双臂传动，增强了***的稳定性，改善了***局部负载，降低了***生产成本和使用成本。边轮设计解决了物料中缠绕物问题以及物料在翻抛叶轮上堆积的问题，降低了设备的维护频率，并且与滚筒互为飞轮储能结构，增强了***的工作能力。
Description
技术领域
本发明属于机电设备技术领域，涉及畜禽粪便等物料的有氧发酵辅助设备，具体涉及一种轮式双臂的翻抛装置。
背景技术
有氧发酵指人们借助微生物在有氧条件下的生命活动来制备微生物菌体本身、或者直接代谢产物或次级代谢产物的过程。通常所说的发酵，多是指生物体对于有机物的某种分解过程。发酵是人类较早接触的一种生物化学反应，如今在食品工业、生物和化学工业中均有广泛应用。其也是生物工程的基本过程，即发酵工程。
借助于微生物的有氧发酵过程，可以对畜禽养殖场及其他场合的养殖废料、畜禽粪便、淤泥等物料进行有氧发酵处理。变废为宝，获得高效的有机废料，将原有的粪便处理负担转换为了额外的收益，增加了养殖场所经营的盈利能力，同时还改善了养殖场所的环境(除臭效果明显)。
翻抛装置是现有有氧发酵中的主要装备之一，是有氧发酵***的主要组成部分。滚筒式翻抛装置是将翻抛叶片(切片/刀片)等设置于圆柱形滚筒支架上，通过动力设备驱动滚筒带动所述叶片(切片/刀片)绕轴向翻滚选择，以对物料进行翻抛搅拌。传统滚筒式翻抛设备翻抛轮在旋转过程中叶片与物料的接触呈一定角度，翻抛过程中物料很容易附着于叶片上。当叶片上附着的物料累积到一定的程度，就会由于翻抛轮的叶片接触物料的角度发生变化(实际是附着物料后的物料表面)导致翻抛效果不好，同时导致***负载攀升，进而导致***能耗增加；与此同时，***的故障率也快速升高，设备维修平凡。如果条件允许，现有的解决办法是定期人工清理叶片上累积的物料，但是增加了人工成本，设备的实用性降低。
如果物料中存在秸秆、稻草等纤维物/缠绕物，甚至会影响到设备的正常运行，直接导致设备故障。事实上，这些纤维物/缠绕物不可避免的存在于所述物料中，为了避免由于纤维物/缠绕物阻挡导致的设备负载加大甚至故障，通常需要增大设备的设计功率，设备的研发及使用成本难以控制，同时仍然没有解决缠绕问题。
此外，现有翻抛设备通常包含两组翻抛轮，同轴的形式连接在一条支撑臂的两侧。这种结构对于支撑臂的力学要求较高，当力学要求达到一定程度，设备的成本也会迅速攀升，与此同时设备的故障率也相应较高。
发明内容
本发明的目的在于提供一种新型的轮式双臂翻抛装置，用于解决背景技术中物料存在缠绕物，物料在翻抛叶轮上堆积以及滚筒因单臂支撑导致的稳定性不足等问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种轮式双臂翻抛装置，包括用于对物料进行翻抛的翻抛滚筒，其特征在于，所述装置包括第一支撑臂和第二支撑臂，所述第一支撑臂和第二支撑臂分别连接于所述翻抛滚筒轴向的两端，用于支撑翻抛滚筒，和控制翻抛滚筒的运动。
优选方案，包括两组翻抛叶轮，所述翻抛叶轮分别设置于翻抛滚筒的轴向两端的圆周上，所述翻抛叶轮垂直于滚筒表面并与滚筒轴线形成夹角α；当所述翻抛滚筒以工作状态旋转时，叶轮对物料的作用力方向可正交分解到滚筒圆周切线向上方向，和沿滚筒轴线指向另一组叶轮的方向。
优选方案，所述翻抛滚筒轴向长度40cm-100cm。
优选方案，所述装置包括第一边轮和第二边轮，所述边轮分别设置于支撑臂位于翻抛滚筒轴向延长线的外侧，所述支撑臂到边轮靠近支撑臂的端面的最小距离不大于5cm。
优选方案，所述边轮的传动轴与所述翻抛滚筒共轴，所述边轮旋转工作的圆柱空间轴向长度为3-12cm。
优选方案，所述边轮包括叶片，所述叶片垂直于翻抛滚筒表面并与滚筒轴线形成夹角β；当所述边轮以工作状态旋转时，边轮对物料的作用力方向可正交分解到滚筒圆周切线向上方向，和沿滚筒轴线指向另一组边轮的反方向。
优选方案，所述支撑臂面向边轮的表面中相对边轮旋转的迎面边缘为锐化边。
优选方案，所述锐化边为指向边轮旋转反方向的刀口结构。
优选方案，所述第一支撑臂和第二支撑臂均设置有互为同步的传动组件，用于将主动力传送至翻抛滚筒。
优选方案，所述传动组件为链条传动组件，包括串行连接的多组链条和链轮；所述链轮为同轴大小链轮，链条与链轮串行连接形成减速传动。
优选方案，所述翻抛滚筒包括第一子滚筒和第二子滚筒；所述第一子滚筒和第二子滚筒外圆周上分别设置第一翻抛叶轮和第二翻抛叶轮；第一子滚筒和第二子滚筒共轴，之间包含宽度为L的间隙。
优选方案，间隙的宽度L的取值范围：10cm≤L≤30cm。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明的轮式双臂翻抛装置，通过双臂短滚筒设计，一方面解决了单臂滚筒的稳定性问题，另一方面采用双臂传动，增强了***的稳定性，改善了***局部负载，降低了***生产成本和使用成本。边轮设计解决了物料中缠绕物问题以及物料在翻抛叶轮上堆积的问题，降低了设备的维护频率，并且与滚筒互为飞轮储能结构，增强了***的工作能力。
附图说明
图1所示为本发明实施例的单翻抛滚筒的轮式双臂翻抛装置的结构示意图；
图2所示为本发明实施例的翻抛滚筒的结构示意图；
图3所示为本发明实施例的单翻抛滚筒的轮式双臂翻抛装置的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1-3：
本实施例的一种轮式双臂翻抛装置，包括用于对物料进行翻抛的翻抛滚筒1，所述装置包括第一支撑臂2和第二支撑臂3，所述第一支撑臂和第二支撑臂分别连接于所述翻抛滚筒轴向的两端，用于支撑翻抛滚筒，和控制翻抛滚筒的运动。与其相对比的现有技术是，通过设置于中间的一条支撑臂同轴连接两组翻抛轮。本方案的优点在于，通过两条臂从两端固定翻抛滚筒，极大增加了翻抛滚筒固定结构的平衡性能，在使用过程中设备更加稳定，故障率降低；传动组件可以同时通过两组梁臂传递，降低了单组梁臂的传动功率，可降低成本，增加设备的耐用性，同时两组传动相对独立，增加了设备的容错性能(单组传动故障不影响设备正常使用)；对支撑臂的结构设计要求降低。其中支撑臂控制翻抛滚筒的运动包括翻抛滚筒的水平移动及移动速度(转移翻抛区域)、翻抛滚筒的竖直移动及移动速度(改变翻抛物料深度或抬起或放下翻抛滚筒)、翻抛滚筒的转动速度等。
优选实施例方案，包括两组翻抛叶轮11，所述翻抛叶轮分别设置于翻抛滚筒的轴向两端的圆周上，所述翻抛叶轮垂直于滚筒表面并与滚筒轴线形成夹角α；当所述翻抛滚筒以工作状态旋转时，叶轮对物料的作用力方向可正交分解到滚筒圆周切线向上方向，和沿滚筒轴线指向另一组叶轮的方向。由翻抛叶轮对物料的作用力分解可以看出，两组翻抛叶轮对物料的翻抛作用是将物料由两边向中间翻。这样翻得好处是，物料翻抛过程中滚筒中间助力较小，降低了翻抛阻力，同时不会因为翻抛过程对料池侧壁产生压力，降低料池建设的需求等级，保护料池/降低成本。
优选实施例方案，所述翻抛滚筒轴向长度40cm-100cm。现有大多数料池为下沉式长方体结构，长方体料池长边方向的一段为进料区/新料区，通常占据料池的长度为2m-5m左右；另一端为出料区/熟料区。翻抛滚筒的翻抛过程为以出料区为起点，以S形路线逐步向新料区行进，进行翻抛，完毕后再回到出料区等待下一次翻抛任务。滚筒长度设置实现了设备的小型化，由于设置于该区间范围，设备的结构成本迅速降低，设备的故障率也随之快速降低，同时设备产出与能耗比提高，基本实现了小型化免维护的需求。
优选实施例方案，所述装置包括第一边轮4和第二边轮5，所述边轮分别设置于支撑臂位于翻抛滚筒轴向延长线的外侧，所述支撑臂到边轮靠近支撑臂的端面的最小距离不大于5cm。优选方案为2cm-3cm。本优选实施例的作用主要在于：边轮在翻抛过程中会首先接触到物料中的纤维物/缠绕物，所接触到的物料中的纤维物/缠绕物会随着边轮的转动而转动，当纤维物转动到支撑臂时，由于边轮与支撑臂之间的间隙较小，此处容易对纤维物形成剪切，使得长的纤维物被切断，对设备的阻碍相应大大减小。同时，边轮由于预先接触了物料，对物料进行了预松动搅拌，所以在翻抛滚筒主体接触物料时，阻力已降低了很多。所以在同样的翻抛效果前提下，设备功率及能耗方面优势相较于现有技术有极大的提升。另外，设置边轮后，弥补了本发明改进方案由于支撑臂的遮挡导致翻抛轮无法对靠近料池壁的物料进行翻抛的不足。
优选实施例方案，所述边轮的传动轴与所述翻抛滚筒共轴，所述边轮旋转工作的圆柱空间轴向长度为3-12cm。边轮长度过大会导致设备的负载过大，对纤维物的切割阻力较大，边轮过小则导致预松动没有效果。在此范围内，长度尤以3cm-6cm为最佳。此外，边轮还可优选考虑设置内翻叶片，所述内翻叶片通过设置叶片与物料接触的角度，实现设备在左右移动(沿料池的宽度方向)时叶片对物料的作用力在翻抛轮轴向的分离为翻抛轮行进方向的反方向。这样设置主要解决的问题是：翻抛轮在向料池侧壁行进的过程中，由于物料的传递作用，会对侧壁形成较大的压力，长此以往，容易导致料池顺坏，或者对料池的建设要求较高；通过内翻设计可以很大程度消除翻抛行进过程对料池侧壁造成的压力。
优选实施例方案，所述边轮包括叶片，所述叶片垂直于翻抛滚筒表面并与滚筒轴线形成夹角β；当所述边轮以工作状态旋转时，边轮对物料的作用力方向可正交分解到滚筒圆周切线向上方向，和沿滚筒轴线指向另一组边轮的反方向。可以看出，边轮与翻抛滚筒上相邻的翻抛叶轮的倾斜角度采取反刀式结构设计(即偏转方向相反)，这样设计的好处在于避免物料在边轮的叶片上堆积，增大使用过程的负载。可在很大程度上降低维护成本，避免了人工每天对堆积料的清理维护。
优选实施例方案，所述支撑臂面向边轮的表面中相对边轮旋转的迎面边缘为锐化边。锐化边的设置主要目的是增加对纤维物形成剪切的效果。能够将纤维物有效切断，避免设备负载过大甚至设备卡死的情况出现。
优选实施例方案，所述锐化边为指向边轮旋转反方向的刀口结构。刀口方向就是附着在边轮上的纤维物旋转靠近的方向，能够对纤维物形成有效切割和清除。
优选实施例方案，所述第一支撑臂和第二支撑臂均设置有互为同步的传动组件，用于将主动力传送至翻抛滚筒。相较于原有单臂传动的方式，该方式可以在同样传输功率条件下采用轻质链条替代原有的重型链条，降低对链条的要求，增加设备的耐用性。同步传递的另一个好处是，当单臂传动链条出现故障(断裂)时，借助另一链条传动仍然可以保证设备在短时间内正常使用。
优选实施例方案，所述传动组件为链条传动组件，包括串行连接的多组链条6和链轮7；所述链轮为同轴大小链轮，链条与链轮串行连接形成减速传动。减速传动可以替代原有***所必要的减速机，降低设备重量，同时可以进一步优化链条匹配(高速链条和大功率链条的位置)。
优选实施例方案，所述翻抛滚筒包括第一子滚筒和第二子滚筒；所述第一子滚筒和第二子滚筒外圆周上分别设置第一翻抛叶轮和第二翻抛叶轮；第一子滚筒和第二子滚筒共轴，之间包含宽度为L的间隙。设置间隙后原有的单翻抛滚筒从表面上看为两个相对独立的滚筒，该滚筒之间互为惯性储能结构。中间的间隙为翻抛过来的物料提供了临时中转存储空间，该空间阻力更小，可以在一定程度上降低设备的主轴电机功率，同时不会影响到翻抛速度等效果。
优选实施例方案，间隙的宽度L的取值范围：10cm≤L≤30cm。合理的间隙对于优化产品的能耗功率具有积极作用。
在本发明的实施例的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“坚直”、“水平”、“中心”、“顶”、“底”、“顶部”、“根部”、“内”、“外”、“***”、“里侧”、“内侧”、“外侧”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了使于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。其中，“里侧”是指内部或围起来的区域或空间。“***”是指某特定部件或特定区域的周围的区域。
在本发明的实施例的描述中，术语“第一”、“第二”、“第三”、“第四”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”、“第三”、“第四”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
在本发明的实施例的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“组装”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
在本发明的实施例的描述中，具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
在本发明的实施例的描述中，需要理解的是，“-”和“～”表示的是两个数值之同的范围，并且该范围包括端点。例如:“A-B”表示大于或等于A，且小于或等于B的范围。“A～B”表示大于或等于A，且小于或等于B的范围。
在本发明的实施例的描述中，本文中术语“和/或”，仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。另外，本文中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (7)
1.一种轮式双臂翻抛装置，包括用于对物料进行翻抛的翻抛滚筒，其特征在于，所述装置包括第一支撑臂和第二支撑臂，所述第一支撑臂和第二支撑臂分别连接于所述翻抛滚筒轴向的两端，用于支撑翻抛滚筒，和控制翻抛滚筒的运动；
所述装置包括两组翻抛叶轮，所述翻抛叶轮分别设置于翻抛滚筒的轴向两端的圆周上，所述翻抛叶轮垂直于滚筒表面并与滚筒轴线形成夹角α；当所述翻抛滚筒以工作状态旋转时，叶轮对物料的作用力方向可正交分解到滚筒圆周切线向上方向，和沿滚筒轴线指向另一组叶轮的方向；
所述装置包括第一边轮和第二边轮，所述边轮包括叶片，所述叶片垂直于翻抛滚筒表面并与滚筒轴线形成夹角β；当所述边轮以工作状态旋转时，边轮对物料的作用力方向可正交分解到滚筒圆周切线向上方向，和沿滚筒轴线指向另一组边轮的反方向；
其中，所述边轮分别设置于支撑臂位于翻抛滚筒轴向延长线的外侧，所述支撑臂到边轮靠近支撑臂的端面的最小距离为2cm-3cm。
2.根据权利要求1所述的一种轮式双臂翻抛装置，其特征在于，所述翻抛滚筒轴向长度40cm-100cm。
3.根据权利要求1所述的一种轮式双臂翻抛装置，其特征在于，所述边轮的传动轴与所述翻抛滚筒共轴，所述边轮旋转工作的圆柱空间轴向长度为3-12cm。
4.根据权利要求3所述的一种轮式双臂翻抛装置，其特征在于，所述支撑臂面向边轮的表面中相对边轮旋转的迎面边缘为锐化边。
5.根据权利要求4所述的一种轮式双臂翻抛装置，其特征在于，所述锐化边为指向边轮旋转反方向的刀口结构。
6.根据权利要求1-5之任一项权利要求所述的一种轮式双臂翻抛装置，其特征在于，所述第一支撑臂和第二支撑臂均设置有互为同步的传动组件，用于将主动力传送至翻抛滚筒。
7.根据权利要求6所述的一种轮式双臂翻抛装置，其特征在于，所述传动组件为链条传动组件，包括串行连接的多组链条和链轮；所述链轮为同轴大小链轮，链条与链轮串行连接形成减速传动。
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