CN103418605A - 卧式厨余垃圾破碎除杂成套化装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种卧式厨余垃圾破碎除杂成套化装置。包括进料破袋区、锤式破碎区、重物质分离区和生物质分离区；进料破袋区的出料口与锤式破碎区的进料口连通，内筒筛的内仓为锤式破碎区，外筒筛与内筒筛之间的仓体为重物质分离区，锤式破碎区与重物质分离区为同轴圆环式布置，筛筒内部为生物质分离区，锤式破碎区与生物质分离区为同轴布置，锤式破碎区、重物质分离区和生物质分离区均安装在壳体内，塑料出料口布置在外部壳体并位于生物质分离区的外侧。本发明不仅延长装置的使用寿命，提高生物质纯化效率和生物质生物可降解率，得到的生物质可直接用于厌氧发酵；同时还实现塑料、金属等高纯度可回收资源的收集。整体结构紧凑，功能区划分明。

Description

卧式厨余垃圾破碎除杂成套化装置

技术领域

本发明涉及一种垃圾预处理装置，尤其是涉及一种卧式厨余垃圾破碎除杂成套化装置。

背景技术

随着社会经济的发展及人民生活水平的提高，我国生活垃圾的产生量持续增加。2011年，我国城市生活垃圾清运量达到1.64亿吨，成为垃圾包围城市最严重的国家之一。目前，北京、上海等8个城市先后开展了生活垃圾分类收集试点工作，将生活垃圾分为厨余垃圾、可回收垃圾、有害垃圾和其他垃圾四大类。作为生活垃圾的主要成分，厨余垃圾占垃圾总量的45%~60%；因此，厨余垃圾的合理处置将成为我国城市生活垃圾分类收集源头减量与资源化利用工作是否具有可持续性的关键限制性因素。开发厨余垃圾资源化利用技术与设备研究具有重要现实意义。

目前，国内外厨余垃圾资源化技术主要包括肥料化、饲料化、能源化三种方式。厨余垃圾能源化利用技术由于能够实现厨余垃圾减量化并将生物质废物转化成清洁能源—甲烷的特点，成为国内外有机垃圾处理处置技术研究热点和发展趋势。然而，与发达国家不同，我国厨余垃圾组分复杂，受居民生活方式的影响，厨余垃圾中塑料等非生物降解性杂质高达20%~30%，未经破碎除杂处理的厨余垃圾如果直接进行厌氧发酵极易导致厌氧消化反应器彻底崩溃。因此，要实现我国厨余垃圾能源化利用技术首先必须突破厨余垃圾高效破碎除杂预处理成套化技术与装备的研发瓶颈。

由于发达国家垃圾分类体系完善，分类后垃圾组分单一，回收处理相对简单，故很多国外垃圾预处理设备无法适用于我国组分繁杂的垃圾处理。目前，国内现有的垃圾预处理设备多以未分类的生活垃圾为处理对象，针对性不强。处理过程中存在破袋效果不佳、重物质对于设备磨损严重、塑料袋缠绕现象严重、生物质分离效率不高、出料粒径不均匀无法直接进行厌氧产沼等问题，限制其进一步产业化发展。因此，为实现厨余垃圾直接厌氧发酵能源化利用，研发出一套针对我国厨余垃圾特性的预处理设备势在必行。

发明内容

为了克服背景技术中预处理或设备的缺陷，本发明的目的在于提供一种针对生活垃圾分类后的厨余垃圾的卧式厨余垃圾破碎除杂成套化装置，获得可直接用于厌氧产沼的生物质，以及高纯度的塑料、金属等可回收资源。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

本发明包括进料破袋区、锤式破碎区、重物质分离区和生物质分离区；进料破袋区的出料口与锤式破碎区的进料口连通，内筒筛的内仓为锤式破碎区，外筒筛与内筒筛之间的仓体为重物质分离区，锤式破碎区与重物质分离区为同轴圆环式布置，筛筒内部为生物质分离区，锤式破碎区与生物质分离区为同轴布置，锤式破碎区、重物质分离区和生物质分离区均安装在壳体内，塑料出料口布置在外部壳体的上半部，并位于生物质分离区的外侧。

所述的进料破袋区，包括螺旋输送机和固定锯齿刀；螺旋输送机布置在水平进料口，与所述水平进料口相垂直的出料口管壁轴向交叉布置有2~4组，每组2~4个固定锯齿刀。

所述的锤式破碎区，包括冲击锤和内筒筛；冲击锤轴向有3~5组，每组3~6个，交叉布置在主驱动轴上，冲击锤外围设置内筒筛。

所述的重物质分离区，包括螺旋刀组、外筒筛和重物质出料口；螺旋刀组为斜口刀，螺旋安装在内筒筛上，内筒筛侧面外齿圈与外筒筛内齿圈与齿轮啮合，齿轮安装在筛筒电机主轴上，筛筒电机转动实现内筒筛与外筒筛同轴反向旋转。

所述的生物质分离区，包括剪切破碎刀组、筛筒和塑料刮出板；剪切破碎刀组共五组，每组4~6片，中间三组剪切破碎刀组平行组合布置，两端剪切破碎刀组交叉安装在主驱动轴上，剪切破碎刀组和冲击锤由主动电机带动同轴同速旋转。

所述的进料破袋区中，每个固定锯齿刀与垂直出料口管壁向下倾斜45°~60°。

所述的锤式破碎区中，冲击锤锤头为轻型锤头，冲击锤锤头与锤柄为铰链连接，锤头沿圆周方向能反向避让30°~40°，锤头左右锤面向外倾斜15°~20°，内筒筛孔径为20mm~30mm。

所述的重物质分离区中，螺旋刀组螺旋布置在内筒筛上，随内筒筛同轴旋转，斜口刀刀头倾斜45°~60°，斜口刀刀尖与外筒筛间距为10 mm~20 mm，斜口刀间距为10mm~20mm，外筒筛孔径为10 mm~20mm。

所述的生物质分离区中，剪切破碎刀组中剪切破碎刀刀刃厚度为2 mm~4 mm，倾斜角度为15°~30°，筛筒孔径为10mm~20mm。

与背景技术相比，本发明具有的有益效果是：

本发明不仅延长了装置的使用寿命，提高了生物质纯化效率和生物质生物可降解率，得到的生物质可直接用于厌氧发酵；同时还实现了塑料、金属等高纯度可回收资源的收集。整体结构紧凑，功能区划分明。

附图说明

图1是本发明总体结构示意图。

图2是冲击锤侧视图。

图3是剪切破碎刀结构示意图。

图4是斜口刀结构示意图。

图中：1、螺旋输送机，2、固定锯齿刀，3、进料口，4、主驱动轴，5、筛筒电机，6、重物质出料口，7、机架，8、生物质出料仓，9、主轴电机，10、塑料刮出板，11、塑料出料口，12、壳体，13、筛筒，14、剪切破碎刀组，15、外筒筛，16、内筒筛，17、冲击锤，18、螺旋刀组。 

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。

如图1所示，本发明包括进料破袋区A、锤式破碎区B、重物质分离区C和生物质分离区D四个功能区；进料破袋区A的出料口与锤式破碎区B的进料口3连通，内筒筛16的内仓为锤式破碎区B，外筒筛15与内筒筛16之间的仓体为重物质分离区C，锤式破碎区B与重物质分离区C为同轴圆环式布置，筛筒13内部为生物质分离区D，锤式破碎区B与生物质分离区D为同轴布置，锤式破碎区B、重物质分离区C和生物质分离区D均安装在壳体12内，塑料出料口11布置在外部壳体12的上半部，并位于生物质分离区D的外侧。

所述的进料破袋区A，包括螺旋输送机1和固定锯齿刀2；螺旋输送机1布置在水平进料口，与所述水平进料口相垂直的出料口管壁轴向交叉布置有2~4组，每组2~4个固定锯齿刀2，锯齿沿竖直方向向上倾斜，保证与物料充分接触，使破袋效果更佳。

所述的锤式破碎区B，包括冲击锤17和内筒筛16；冲击锤17轴向有3~5组，每组3~6个，交叉布置在主驱动轴4上，冲击锤17外围设置内筒筛16，冲击锤17与内筒筛16反向旋转，延长物料在锤式破碎区B中的运动时间。

所述的重物质分离区C，包括螺旋刀组18、外筒筛15和重物质出料口6；螺旋刀组18为斜口刀组，螺旋安装在内筒筛16上，内筒筛16侧面外齿圈与外筒筛15内齿圈与齿轮啮合，齿轮安装在筛筒电机5主轴上，筛筒电机5转动实现内筒筛16与外筒筛15同轴反向旋转，内筒筛16与外筒筛15旋转角速度相同，延长物料在重物质分离区C的运动时间，使玻璃、陶瓷、金属等重物质分离效果更佳。

所述的生物质分离区D，包括剪切破碎刀组14、筛筒13和塑料刮出板10；剪切破碎刀组14共五组，每组4~6片，中间三组剪切破碎刀组平行组合布置，两端剪切破碎刀组交叉安装在主驱动轴4上，剪切破碎刀组14和冲击锤17由主动电机9带动同轴同速旋转，保证物料的运动轨迹。

所述的进料破袋区A中，每个固定锯齿刀2与垂直出料口管壁向下倾斜45°~60°。

如图2所示，所述的锤式破碎区B中，冲击锤17锤头为改进型轻型锤头，锤头顶缘面为圆弧状，与内筒筛更好的契合，冲击锤锤头与锤柄为铰链连接，锤头沿圆周方向能反向避让30°~40°，减少锤头磨损以及能量损耗过大，锤头左右锤面向外倾斜15°~20°，内筒筛16孔径为20mm~30mm。

如图4所示，所述的重物质分离区C中，螺旋刀组18螺旋布置在内筒筛16上，随内筒筛同轴旋转，斜口刀刀头倾斜45°~60°，斜口刀刀尖与外筒筛15间距为10 mm~20 mm，斜口刀间距为10mm~20mm，外筒筛15孔径为10 mm~20mm。

如图3所示，所述的生物质分离区D中，剪切破碎刀组14中剪切破碎刀刀刃厚度为2 mm~4 mm，倾斜角度为15°~30°，筛筒13孔径为10mm~20mm。

本发明的工作原理如下：

如图1所示，本发明的四个功能区实现不同的功能，厨余垃圾经过四个功能区以后能够实现重物质（如玻璃、金属、陶瓷、石块等），生物质，塑料的高效分离，四个功能区的作用如下：

（1）进料破袋区：

厨余垃圾由螺旋输送机1均匀输送到装置中，沿着输送管道进入到筒体中；输送管道内壁倾斜交叉布置有2~4组固定锯齿刀2，在物料靠重力以及后面物料的推力竖直向下运动的过程中，刀片将物料中的塑料袋进行破袋以及初步破碎，减少塑料袋对于物料的包裹，使生物质充分暴露。

（2）锤式破碎区：

当物料经破袋后，经过进料口3进入锤式破碎区，被一系列（共3~5组，每组3~6个）冲击锤17进行打散；同时利用玻璃、陶瓷等重物质相较于生物质、塑料韧性差，容易产生脆性破坏的特性，将重物质进行破碎，破碎粒径控制在10-30 mm之间，透过内筒筛16。另外，冲击锤17的锤头锤面设计有倾斜角度，能够对余下物料产生向前的输送力，从而推动余下物料向右运动，进入下一个功能区。

（3）重物质分离区：

重物质破碎到目标粒径后，透过内筒筛16，停留外筒筛15筛面上与部分小于20 mm~30 mm的生物质混合。在内筒筛外壁上螺旋布置一组锋利的斜口刀。螺旋刀组18随着内筒筛16低速旋转，利用生物质与重物质的强度不同，将生物质进行二次破碎，使其粒径小于外筒筛15孔径，透过外筒筛15，在生物质出料仓8中收集；而重物质无法被破碎，同时斜口刀间距10 mm~20 mm，使重物质无法透过螺旋刀组18随螺旋刀组18的旋转向左输送到重物质出料口6，实现重物质在混合物料中去除。同时内筒筛7与外筒筛8为同速反向旋转，延长物料与斜口刀接触时间，使物料分离效果更佳。内筒筛7与外筒筛通过齿轮传动由筛筒电机5带动。

（4）生物质分离区：

无法透过内筒筛16的生物质与塑料被输送到生物质分离区，被高速旋转的剪切破碎刀组14进行剪切式为主、冲压式为辅的破碎，将生物质破碎至筛筒孔径以下，透过筛筒13，实现生物质与塑料分离。同时，剪切破碎刀组14能够将塑料进行一定的破碎，防止大块塑料的缠绕。而筛分后的生物质与前端分离出的部分生物质一起收集，进行后续再利用。塑料通过塑料刮出板10从塑料出料口11拨出，收集。剪切破碎刀组14与冲击锤17都布置在主驱动轴4上，由主轴电机9带动，实现同轴同速转动。筛筒13与内筒筛16连接，实现同轴同速转动。

Claims (9)

1.一种卧式厨余垃圾破碎除杂成套化装置，其特征在于：包括进料破袋区（A）、锤式破碎区（B）、重物质分离区（C）和生物质分离区（D）；进料破袋区（A）的出料口与锤式破碎区（B）的进料口（3）连通，内筒筛（16）的内仓为锤式破碎区（B），外筒筛（15）与内筒筛（16）之间的仓体为重物质分离区（C），锤式破碎区（B）与重物质分离区（C）为同轴圆环式布置，筛筒（13）内部为生物质分离区（D），锤式破碎区（B）与生物质分离区（D）为同轴布置，锤式破碎区（B）、重物质分离区（C）和生物质分离区（D）均安装在壳体（12）内，塑料出料口（11）布置在外部壳体（12）的上半部，并位于生物质分离区（D）的外侧。

2.根据权利要求1所述的一种卧式厨余垃圾破碎除杂成套化装置，其特征在于：所述的进料破袋区（A），包括螺旋输送机（1）和固定锯齿刀（2）；螺旋输送机（1）布置在水平进料口，与所述水平进料口相垂直的出料口管壁轴向交叉布置有2~4组，每组2~4个固定锯齿刀（2）。

3.根据权利要求1所述的一种卧式厨余垃圾破碎除杂成套化装置，其特征在于：所述的锤式破碎区（B），包括冲击锤（17）和内筒筛（16）；冲击锤（17）轴向有3~5组，每组3~6个，交叉布置在主驱动轴（4）上，冲击锤（17）外围设置内筒筛（16）。

4.根据权利要求1所述的一种卧式厨余垃圾破碎除杂成套化装置，其特征在于：所述的重物质分离区（C），包括螺旋刀组（18）、外筒筛（15）和重物质出料口（6）；螺旋刀组（18）为斜口刀组，螺旋安装在内筒筛（16）上，内筒筛（16）侧面外齿圈与外筒筛（15）内齿圈与齿轮啮合，齿轮安装在筛筒电机（5）主轴上，筛筒电机（5）转动实现内筒筛（16）与外筒筛（15）同轴反向旋转。

5.根据权利要求1所述的一种卧式厨余垃圾破碎除杂成套化装置，其特征在于：所述的生物质分离区（D），包括剪切破碎刀组（14）、筛筒（13）和塑料刮出板（10）；剪切破碎刀组（14）共五组，每组4~6片，中间三组剪切破碎刀组平行组合布置，两端剪切破碎刀组交叉安装在主驱动轴（4）上，剪切破碎刀组（14）和冲击锤（17）由主动电机（9）带动同轴同速旋转。

6.根据权利要求2所述的一种卧式厨余垃圾破碎除杂成套化装置，其特征在于：所述的进料破袋区（A）中，每个固定锯齿刀（2）与垂直出料口管壁向下倾斜45°~60°。

7.根据权利要求3所述的一种卧式厨余垃圾破碎除杂成套化装置，其特征在于：所述的锤式破碎区（B）中，冲击锤（17）锤头为轻型锤头，冲击锤锤头与锤柄为铰链连接，锤头沿圆周方向能反向避让30°~40°，锤头左右锤面向外倾斜15°~20°，内筒筛（16）孔径为20mm~30mm。

8.根据权利要求4所述的一种卧式厨余垃圾破碎除杂成套化装置，其特征在于：所述的重物质分离区（C）中，螺旋刀组（18）螺旋布置在内筒筛（16）上，随内筒筛同轴旋转，斜口刀刀头倾斜45°~60°，斜口刀刀尖与外筒筛（15）间距为10 mm~20 mm，斜口刀间距为10mm~20mm，外筒筛（15）孔径为10 mm~20mm。

9.根据权利要求5所述的一种卧式厨余垃圾破碎除杂成套化装置，其特征在于：所述的生物质分离区（D）中，剪切破碎刀组（14）中剪切破碎刀刀刃厚度为2 mm~4 mm，倾斜角度为15°~30°，筛筒（13）孔径为10mm~20mm。

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