一種立式廚余垃圾破碎除雜成套化裝置制造方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種立式廚余垃圾破碎除雜成套化裝置。包括重物質分離區、生物質破碎區和生物質分離區；重物質分離區下端兩側的出料口與重物質出料斗連接，重物質分離區下端中間出料口與生物質破碎區的下筒體進料口連接，生物質破碎區的出料口與生物質分離區的進料口連接，在生物質分離區上部設有塑料出料口，生物質破碎區和生物質分離區同軸安裝在下筒體中。本實用新型保持玻璃等重物質原有粒徑分離，不僅保障后續處理有序進行，延長了裝置的使用壽命，提高了生物質純化效率和生物質生物可降解率，得到的生物質可直接用于厭氧發酵，同時還實現了塑料、金屬等高純度可回收資源的收集，對廚房垃圾高效能源化利用奠定基礎。
【專利說明】一種立式廚余垃圾破碎除雜成套化裝置
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種廚余垃圾預處理裝置，尤其是涉及一種立式廚余垃圾破碎除雜成套化裝置。
【背景技術】
[0002]隨著社會經濟的發展及人民生活水平的提高，我國生活垃圾的產生量持續增加。2011年，我國城市生活垃圾清運量達到1.64億噸，成為垃圾包圍城市最嚴重的國家之一。目前，北京、上海等8個城市先后開展了生活垃圾分類收集試點工作，將生活垃圾分為廚余垃圾、可回收垃圾、有害垃圾和其他垃圾四大類。作為生活垃圾的主要成分,廚余垃圾占垃圾總量的45%飛0% ;因此，開發廚余垃圾資源化利用技術與設備研究具有重要現實意義。目前，國內外廚余垃圾資源化技術中廚余垃圾能源化利用技術由于能夠實現廚余垃圾減量化并將生物質廢物轉化成清潔能源一甲烷的特點，成為國內外有機垃圾處理處置技術研究熱點和發展趨勢。然而，我國廚余垃圾組分復雜，其中的塑料等非生物降解性雜質高達20%~30%，如果直接進行厭氧發酵極易導致厭氧消化反應器徹底崩潰。因此，要實現我國廚余垃圾能源化利用技術首先必須突破廚余垃圾高效破碎除雜預處理成套化技術與裝備的研發瓶頸。
[0003]由于發達國家垃圾分類體系完善，分類后垃圾組分單一，回收處理相對簡單，故很多國外垃圾預處理設備無法適用于我國組分繁雜的垃圾處理。目前，國內現有的垃圾預處理設備多以未分類的生活垃圾為處理對象，針對性不強。處理過程中存在破袋效果不佳、重物質對于設備磨損嚴重、塑料袋纏繞現象嚴重、生物質分離效率較低、出料粒徑不均勻無法直接進行厭氧產沼等問題，限制其進一步產業化發展。因此，為實現廚余垃圾直接厭氧發酵能源化利用，研發出一套針 對我國廚余垃圾特性的預處理設備勢在必行。
實用新型內容
[0004]為了克服【背景技術】中預處理或設備的缺陷，本實用新型的目的在于提供一種立式廚余垃圾破碎除雜成套化裝置，獲得高純度可直接用于厭氧產沼的生物質，以及高純度的塑料、金屬等可回收資源；同時避免物料中重物質對設備的磨損。
[0005]為了實現上述目的，本實用新型采用以下技術方案:
[0006]本實用新型包括重物質分離區、生物質破碎區和生物質分離區；重物質分離區下端兩側的出料口與重物質出料斗連接，重物質分離區下端中間出料口與生物質破碎區的下筒體進料口連接，生物質破碎區的出料口與生物質分離區的進料口連接，在生物質分離區上部設有塑料出料口，生物質破碎區和生物質分離區同軸安裝在下筒體中。
[0007]所述的重物質分離區，包括垃圾進料口、選擇破碎輥筒、上箱體、一對撥分輥筒、一對滑道柵條和擋板；上箱體口部設垃圾進料口，在上箱體上部一側的箱體兩側間裝有選擇破碎輥筒軸，選擇破碎輥筒軸上裝有選擇破碎輥筒，選擇破碎輥筒沿徑向等分安裝4~8組避讓鋸齒刀，每一組沿軸向均布有20-30把避讓鋸齒刀；上箱體上部另一側裝有朝向選擇破碎輥筒向下傾斜的擋板；上箱體下部兩側的箱體中間裝有一對撥分輥筒，一對撥分輥筒內部分別裝有偏心輥筒，偏心輥筒軸的兩端分別通過連桿與兩端的撥分輥筒軸連接，偏心輥筒沿徑向等分安裝41組分料棒，每一組沿軸向均布有等根數的20-30把分料棒，兩個偏心輥筒上的分料棒相互交錯插入；一對撥分輥筒的兩側外分別包覆有弧形的滑道柵條，一對撥分輥筒上的分料棒相互交錯插入在兩側弧形的滑道柵條內；同一臺電機的電機軸上的帶輪分別經皮帶、選擇破碎輥筒的第一帶輪帶動選擇破碎輥筒轉動，第二帶輪帶動安裝在撥分輥筒軸上的撥分輥筒轉動。
[0008]所述的生物質破碎區，包括下筒體進料口、圓柱形篩筒、主軸和生物質破碎刀組；圓柱形篩筒上端與重物質分離區下端中間出料口外部連接，圓柱形篩筒下端經料斗與圓錐形篩筒大端連接；主軸的上端與上箱體底部轉動連接，主軸穿過生物質破碎區和生物質分離區后，主軸的下端經葉輪中心孔、圓錐形篩筒小端與下筒體底部轉動連接；在圓柱形篩筒內沿軸向交叉布置3飛組生物質破碎刀組，每組4~8片刀，每組生物質破碎刀組與主軸鍵連接。
[0009]所述的生物質分離區，包括圓錐形篩筒、葉輪和生物質出料倉；圓錐形篩筒內，從上至下的主軸下端依次裝有葉輪和帶輪，帶輪經皮帶與下筒體外的主軸電機的輸出軸連接，生物質出料倉位于下筒體的底部。
[0010]所述的重物質分離區中，選擇破碎輥筒中的避讓鋸齒刀的底端與刀架用銷軸連接；扭簧中部連接通過避讓鋸齒刀的底端卡槽，與避讓鋸齒刀進行連接定位，扭簧的兩端與刀架連接固定；刀架由螺栓固定在選擇破碎輥筒上，避讓鋸齒刀的刀齒之間間距為25mm~30 _ ;兩個撥分棍筒分別由齒輪帶動傳動。[0011]所述的重物質分離區中，兩個撥分輥筒同速反向交叉旋轉，分料棒之間的間距為25 mm~30 mm，滑道柵條之間的間距為25 mm~30 mm。[0012]所述的生物質破碎區中，破碎刀片用螺栓固定在刀盤上，刀盤與主軸為花鍵連接，破碎刀刀刃厚度為2 mm~4 mm ;生物質破碎刀組外圍布置圓柱形篩筒，孔徑為10 mm~20mmD
[0013]所述的生物質分離區中，圓錐形篩筒孔徑為10 mm~20 mm;塑料出料口沿篩筒圓
周方向布置。
[0014]與【背景技術】相比，本實用新型具有的有益效果是:
[0015]本實用新型保持玻璃等重物質原有粒徑分離，不僅保障后續處理有序進行，延長了裝置的使用壽命，提高了生物質純化效率和生物質生物可降解率，得到的生物質可直接用于厭氧發酵，同時還實現了塑料、金屬等高純度可回收資源的收集，對廚房垃圾高效能源化利用奠定基礎。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0016]圖1是本實用新型總體結構示意圖。
[0017]圖2是選擇破碎輥筒俯視圖。
[0018]圖3是撥分輥筒俯視圖。
[0019]圖4是撥分輥筒剖視圖。
[0020]圖5是上箱體主視圖。[0021]圖6是上箱體后視圖。
[0022]圖7是生物質破碎刀組示意圖。
[0023]圖8是葉輪示意圖。
[0024]圖9是避讓鋸齒刀主視圖。
[0025]圖10是避讓鋸齒刀右視圖。
[0026]圖中:1、垃圾進料口，2、選擇破碎輥筒，3、上箱體，4、撥分輥筒，5、滑道柵條，6、下筒體進料口，7、圓柱形篩筒，8、下筒體，9、主軸，10、圓錐形篩筒，11、主軸電機，12、擋板，13、重物質出料斗，14、生物質破碎刀組，15、塑料出料口，16、葉輪，17、生物質出料倉，18、帶輪，19、電機軸，20、撥分輥筒軸，21、齒輪，2-1、避讓鋸齒刀，2-2、選擇破碎輥筒軸，2-3、刀架，2-4、扭簧，4-1、分料棒，4-2、偏心輥筒，14-1、破碎刀片，14-2、刀盤。
【具體實施方式】
[0027]下面結合附圖和實施例對本實用新型作進一步說明。
[0028]如圖1所示，本實用新型包括重物質分離區、生物質破碎區和生物質分離區；重物質分離區下端兩側的出料口與重物質出料斗連接，重物質分離區下端中間出料口與生物質破碎區的下筒體進料口連接，生物質破碎區的出料口與生物質分離區的進料口連接，在生物質分離區上部設有塑料出料口 ，生物質破碎區和生物質分離區同軸安裝在下筒體中，實現廚余垃圾連續破碎除雜處理。
[0029]如圖1、圖2、圖3、圖4、圖5所示，所述的重物質分離區A，包括垃圾進料口 1、選擇破碎輥筒2、上箱體3、一對撥分輥筒4、一對滑道柵條5和擋板12 ;上箱體3 口部設垃圾進料口 I，在上箱體3上部一側的箱體間裝有選擇破碎輥筒軸2-2，破碎輥筒軸2-2上裝有選擇破碎輥筒2，選擇破碎輥筒2沿徑向等分安裝4~8組避讓鋸齒刀2-1，每一組沿軸向均布有20-30把避讓鋸齒刀2-1，上箱體3上部另一側裝有朝向選擇破碎輥筒2向下傾斜的擋板12 ;上箱體3下部兩側的箱體中間裝有一對撥分輥筒4，一對撥分輥筒4內部分別裝有偏心輥筒4-2，偏心輥筒軸的兩端分別通過連桿與兩端的撥分輥筒軸連接，偏心輥筒4-2沿徑向等分安裝4~8組分料棒4-1，每一組沿軸向均布有等根數的20-30把分料棒4-1，兩個偏心輥筒4-2上的分料棒相互交錯插入；一對撥分輥筒4的兩側外分別包覆有弧形的滑道柵條5，一對撥分輥筒4上的分料棒相互交錯插入在兩側弧形的滑道柵條5內，同一臺電機的電機軸19上的帶輪分別經皮帶、選擇破碎輥筒2的第一帶輪18帶動選擇破碎輥筒2轉動，第二帶輪帶動安裝在撥分輥筒軸20上的撥分輥筒4轉動，節省安裝空間。
[0030]如圖1、圖7所示，所述的生物質破碎區B，包括下筒體進料口 6、圓柱形篩筒7、主軸9和生物質破碎刀組14 ;圓柱形篩筒7上端與重物質分離區A下端中間出料口外部連接，圓柱形篩筒7下端經料斗與圓錐形篩筒10大端連接；主軸9的上端與上箱體3底部轉動連接，主軸9穿過生物質破碎區B和生物質分離區C后，主軸9的下端經葉輪16中心孔、圓錐形篩筒10小端與下筒體8底部轉動連接；在圓柱形篩筒7內沿軸向交叉布置:3~6組生物質破碎刀組14，每組4~8片刀，每組生物質破碎刀組14與主軸鍵連接，主軸9由電機11驅動帶動生物質破碎刀組高速旋轉，破碎物料。
[0031]如圖1、圖8所示，所述的生物質分離區C，包括圓錐形篩筒10、葉輪16和生物質出料倉17 ;圓錐形篩筒10內，從上至下的主軸9下端依次裝有葉輪16和帶輪，帶輪經皮帶與下筒體8外的主軸電機11的輸出軸連接，生物質出料倉17位于下筒體8的底部，實現生物質破碎區B與生物質分離區C分離出的生物質聯合收集。
[0032]如圖1、圖2、圖3、圖4、圖6、圖9、圖10所示，所述的重物質分離區A中，選擇破碎輥筒2中的避讓鋸齒刀2-1的底端與刀架2-3用銷軸連接；扭簧2-4中部連接通過避讓鋸齒刀2-1的底端卡槽，與避讓鋸齒刀進行連接定位，保證避讓鋸齒刀2-1與扭簧2-4同時避讓及回位，扭簧2-4的兩端與刀架2-3連接固定；刀架2-3由螺栓固定在選擇破碎輥筒2上，避讓鋸齒刀2-1的刀齒之間間距為25 mm?30 mm ;兩個撥分輥筒4分別由齒輪21帶動傳動，同速反向交叉旋轉；，撥分輥筒4主軸與偏心輥筒4-2通過連桿傳動同向差速旋轉。
[0033]所述的重物質分離區A中，兩個撥分輥筒4同速反向交叉旋轉，分料棒4-1之間的間距為25 mm?30 mm,滑道柵條5之間的間距為25 mm?30 mm ;分料棒4-1沿滑道柵條5之間空隙往復轉動，實現重物質與其他物料分離。
[0034]所述的生物質破碎區B中，生物質破碎刀組14交叉布置，破碎刀片14-1用螺栓固定在刀盤14-2上，刀盤14-2與刀盤之間安裝擋料筒，避免物料污染腐蝕螺栓，同時避免塑料對于主軸9的纏繞現象；刀盤14-2與主軸為花鍵連接，破碎刀刀刃厚度為2 mm?4 mm ;生物質破碎刀組14外圍布置圓柱形篩筒7,孔徑為10 mm?20 mm。
[0035]所述的生物質分離區C中，圓錐形篩筒10上端直徑大，底部直徑小，篩筒孔徑為10mm?20 mm;塑料出料口 15沿圓錐形篩筒10圓周方向布置,保證塑料順利出料分離。
[0036]本實用新型的工作原理如下:
[0037]( I)重物質分離區A:
[0038]袋裝廚余垃圾采用松散進料方式輸送至重物質分離區A，物料經過選擇破碎輥筒2進行破袋及選擇破碎，同時由于重物質相較于生物質、塑料等物料硬度較高的特點，生物質被破碎至目標粒徑，而重物質不被破碎，使避讓鋸齒刀2-1縮回，即不進行破碎。經過選擇破碎輥筒2后，不同粒徑物料進入撥分輥筒4區，重物質由于粒徑大于分料棒4-1的間距而被分料棒4-1帶起，同時無法通過滑道柵條5，從而滑落至重物質出料斗13。生物質一部分透過分料棒4-1間隙掉入下一級，剩余部分在分料棒4-1的帶動下，通過滑道柵條5間距掉入下一級。塑料纏繞在分料棒4-1上，當分料棒4-1縮回時，掉落至下一級。分料棒4-1在偏心輥筒4-2 —端裝有滾針軸承，保證撥分輥筒4與偏心輥筒4-2相對轉動時，之間的摩擦形式為滾動摩擦，而非滑動摩擦，從而延長零件使用壽命。
[0039]( 2 )生物質破碎區B:
[0040]物料沿著下筒體進料口 6進入生物質破碎區B，下筒體進料口 6上部中心布置圓錐形分料擋板，保證物料沿邊緣進入生物質破碎區B，充分與生物質破碎刀組的刀刃接觸，提高破碎效率。由于塑料相較于生物質韌性較強的特點，生物質被生物質破碎刀組14剪切破碎至目標粒徑小于圓柱形篩筒孔徑，部分透過圓柱形篩筒7實現分離；而塑料被破碎成條狀，無法通過篩筒，與其他未通過篩筒的生物質一同進入下一功能區。同時，擋料筒的布置避免塑料對于主軸的纏繞。
[0041](3)生物質分離區C:
[0042]選擇破碎后的物料通過滑料裝置從中心區域進入生物質分離區C，受到底部旋轉葉輪16的沖擊作用，生物質被進一步破碎；同時，由于葉輪16抬升作用，物料沿圓錐形篩筒10內壁螺旋上升。在運動過程中，生物質透過圓錐形篩筒，而塑料沿圓錐面上升至目標高度，通過塑料出料口 15進行收集，實現生物質與塑料分離。塑料出料口 15沿圓錐形篩筒10圓周方向布置，更有利于塑料的有效飛出收集。未完全分離的物料，在重力作用下，回到裝置底部，在葉輪16作用下進一步破碎、分離，提高分離效率。而破碎后的生物質，與生物質破碎區B分離出的生物質一起在生物質出料倉17。
【權利要求】
1.一種立式廚余垃圾破碎除雜成套化裝置，其特征在于:包括重物質分離區(A)、生物質破碎區(B)和生物質分離區(C);重物質分離區(A)下端兩側的出料口與重物質出料斗(13)連接，重物質分離區(A)下端中間出料口與生物質破碎區(B)的下筒體進料口(6)連接，生物質破碎區(B)的出料口與生物質分離區(C)的進料口連接，在生物質分離區(C)上部設有塑料出料口( 15 )，生物質破碎區(B)和生物質分離區(C)同軸安裝在下筒體(8 )中。
2.根據權利要求1所述的一種立式廚余垃圾破碎除雜成套化裝置，其特征在于:所述的重物質分離區(A)，包括垃圾進料口(I)、選擇破碎輥筒(2)、上箱體(3)、一對撥分輥筒(4)、一對滑道柵條(5)和擋板(12);上箱體(3) 口部設垃圾進料口(1)，在上箱體(3)上部一側的箱體兩側間裝有選擇破碎輥筒軸(2-2)，選擇破碎輥筒軸(2-2)上裝有選擇破碎輥筒(2)，選擇破碎輥筒(2)沿徑向等分安裝1-8組避讓鋸齒刀(2-1)，每一組沿軸向均布有20-30把避讓鋸齒刀(2-1);上箱體(3)上部另一側裝有朝向選擇破碎輥筒(2)向下傾斜的擋板(12);上箱體(3)下部兩側的箱體中間裝有一對撥分輥筒(4)，一對撥分輥筒(4)內部分別裝有偏心輥筒(4-2)，偏心輥筒軸的兩端分別通過連桿與兩端的撥分輥筒軸連接，偏心輥筒(4-2)沿徑向等分安裝1-8組分料棒(4-1)，每一組沿軸向均布有等根數的20-30把分料棒(4-1)，兩個偏心輥筒(4-2)上的分料棒相互交錯插入；一對撥分輥筒(4)的兩側外分別包覆有弧形的滑道柵條(5)，一對撥分輥筒(4)上的分料棒(4-1)相互交錯插入在兩側弧形的滑道柵條(5)內；同一臺電機的電機軸(19)上的帶輪分別經皮帶、選擇破碎輥筒(2)的第一帶輪帶動選擇破碎輥筒(2)轉動，第二帶輪帶動安裝在撥分輥筒軸(20)上的撥分輥筒(4)轉動。
3.根據權利要求1所述的一種立式廚余垃圾破碎除雜成套化裝置，其特征在于:所述的生物質破碎區(B)，包括下筒`體進料口( 6 )、圓柱形篩筒(7 )、主軸(9 )和生物質破碎刀組(14);圓柱形篩筒(7)上端與重物質分離區(A)下端中間出料口外部連接，圓柱形篩筒(7)下端經料斗與圓錐形篩筒(10)大端連接；主軸(9)的上端與上箱體(3)底部轉動連接，主軸(9)穿過生物質破碎區(B)和生物質分離區(C)后，主軸(9)的下端經葉輪(16)中心孔、圓錐形篩筒(10)小端與下筒體(8)底部轉動連接；在圓柱形篩筒(7)內沿軸向交叉布置3飛組生物質破碎刀組(14)，每組1-8片刀，每組生物質破碎刀組(14)與主軸(9)鍵連接。
4.根據權利要求1所述的一種立式廚余垃圾破碎除雜成套化裝置，其特征在于:所述的生物質分離區(C)，包括圓錐形篩筒(10)、葉輪(16)和生物質出料倉(17);圓錐形篩筒(10)內，從上至下的主軸(9)下端依次裝有葉輪(16)和帶輪，帶輪經皮帶與下筒體(8)外的主軸電機(11)的輸出軸連接,生物質出料倉(17)位于下筒體(8)的底部。
5.根據權利要求2所述的一種立式廚余垃圾破碎除雜成套化裝置，其特征在于:所述的重物質分離區(A)中，選擇破碎輥筒(2)中的避讓鋸齒刀(2-1)的底端與刀架(2-3)用銷軸連接；扭簧(2-4)中部連接通過避讓鋸齒刀(2-1)的底端卡槽，與避讓鋸齒刀進行連接定位，扭簧(2-4)的兩端與刀架(2-3)連接固定；刀架(2-3)由螺栓固定在選擇破碎輥筒(2)上，避讓鋸齒刀(2-1)的刀齒之間間距為25 mm~30 mm ;兩個撥分輥筒(4)分別由齒輪(21)帶動傳動。
6.根據權利要求2所述的一種立式廚余垃圾破碎除雜成套化裝置，其特征在于:所述的重物質分離區(A)中，兩個撥分輥筒(4)同速反向交叉旋轉，分料棒(4-1)之間的間距為`25 mm~30 _，滑道柵條(5)之間的間距為25 mm~30 mm。
7.根據權利要求3所述的一種立式廚余垃圾破碎除雜成套化裝置，其特征在于:所述的生物質破碎區(B)中，破碎刀片(14-1)用螺栓固定在刀盤(14-2)上，刀盤(14-2)與主軸為花鍵連接，破碎刀刀刃厚度為2 mm~4 mm ;生物質破碎刀組(14)外圍布置圓柱形篩筒(7),孔徑為 10 mm ~20 mm。
8.根據權利要求4所述的一種立式廚余垃圾破碎除雜成套化裝置，其特征在于:所述的生物質分離區(C)中，圓錐形篩筒(10)孔徑為10 mm~20 mm ;塑料出料口( 15)沿篩筒圓周方向 布置。
【文檔編號】B02C21/00GK203540673SQ201320708960
【公開日】2014年4月16日 申請日期:2013年11月11日 優先權日:2013年11月11日
【發明者】吳偉祥, 王昊書, 雷云, 平岡睦久, 張振然 申請人:浙江大學, 富士電機株式會社