专利名称：垃圾处理设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种中等尺寸的垃圾处理设备，该设备发酵并处理如废料和原生垃圾这样的有机物质，并在短时间内高效地使其变为混合肥料。
背景技术：
通常，将原生垃圾处理和转化成混合肥料的中等尺寸的垃圾处理设备被认为是介于家庭用小型的和工业用大型的设备之间的中型设备，配备有磨碎装置、混合装置和发酵处理箱。图3示出的是中型垃圾处理设备的典型例子。如图所示，传统的垃圾处理设备3包括存储垃圾等有机物质的圆筒状处理箱30，用于存储如垃圾的有机物和发酵催化剂，其中发酵微生物在密封环境中预先培养；垂直穿过处理箱30并被连在处理箱的低端的电机(未示出)驱动旋转的旋转轴32；具有安装在旋转轴32的顶面并且同轴环绕旋转轴32的圆周侧壁的圆筒33，其上有许多孔33a；按螺旋线安装的螺旋叶片34，安装在旋转轴32上从底部延伸到圆筒33的内部。
垃圾处理设备的使用方法如下描述。预备过程是将其中有预先培养的发酵微生物的预定总量的发酵催化剂35放在处理箱的底部。催化剂35是由许多种在土壤和木头的小木片中的微生物培养成的细菌构成的。原生垃圾(最多500kg)从处理箱30的原生垃圾入口30a投入到催化剂中。电机以70转/分的速度驱动旋转轴32旋转。发酵催化剂35和原生垃圾被固定在旋转轴32上的螺旋叶片34导引入圆筒33中，并在其中上升。因为圆筒33上有许多孔33a，发酵催化剂和原生垃圾受到剪切力并被切碎成小碎片，压入到孔33a并掉到处理箱30的底部。
以这种方式，在它们被充分磨碎和混合之后，电机停止工作，它们被放置数天，例如2或3天。在此期间，因为细菌的作用，原生垃圾分解未碳酸气体和水，于是就生成了好的、均匀的混合肥料。
从所述的原生垃圾处理设备3的加工效率的观点考虑，有必要充分地磨碎和混合催化剂和有机物质，及使处理箱30的上、中、下部分的发酵处理进行的相同。图4表示的是在原生垃圾分别按40cm、55cm和67cm的高度水平投入到普通垃圾处理设备3的处理箱30中的情况下，处理箱30下部的温度变化(每个高度的试验做两次)。结果发现，只要电机驱动旋转轴32许可，发酵处理可以与投入处理箱30的原生垃圾总量成比例地快速进行。换句话说，在发酵处理进行时，投入、磨碎并混合的处理材料的温度将升高。如图4所示，投入的原生垃圾越多，发酵处理或发酵过程的温度越高。
下一步，原生垃圾按65cm的高度投入到处理箱30，在与上述相同的条件下检查处理箱下、中、上部温度的变化(参照图5)。结果在处理开始后30分钟到2小时期间处理箱30的上部和下部的温差超过10℃。而且存在如下缺点由于即使在处理开始后7小时仍然有5～6度的温差，故处理过程变慢。
本发明的目的是解决上述传统垃圾处理设备的缺点，提供一种能在处理箱的所有高度中以几乎相同的过程状态执行发酵处理的垃圾处理设备。
发明内容
解决上述缺点的本发明提供一种垃圾处理设备，包括处理箱，具有向下半径递减的圆形水平剖面，用来存储垃圾等有机物质和发酵催化剂，在发酵催化剂中有在密封环境中预先培养的发酵微生物；垂直穿过处理箱并被连在处理箱的下端或上端的电机驱动旋转的旋转轴；多个在垂直方向以悬臂的方式间隔地安装在旋转轴上的切割叶片，用来磨碎、混合发酵催化剂和有机物质；多个热传感器，用来测定在垂直方向间隔的处理箱多个位置处的温度。
因为处理箱具有向下半径递减的圆形水平剖面，而且磨碎、混合是由安装在旋转轴上的多个切割叶片执行的，所以在处理箱的不同垂直高度位置处，磨碎、混合可以以小的旋转阻力很好地执行。
在权利要求1中限定的垃圾处理设备中，权利要求2限定的本发明的特征在于处理箱形如倒置的圆锥，倾斜程度为与垂直方向的夹角为20～50度。
在这个角度范围下，作用在切割叶片的旋转阻力有效地变小了，因为投入或放到处理箱中的原生垃圾的上部产生的部分负荷被侧壁支撑了。
在权利要求1或2限定的垃圾处理设备，权利要求3限定的本发明其特征在于处理箱的高度小于或等于100。
为了使发酵催化剂和有机物质充分地磨碎、混合，需要大约110转/分的旋转速度。若使用现有的低成本的通用电机，处理箱的高度小于或等于100以便避免电机过载。
在权利要求3中限定的垃圾处理设备，权利要求4限定的本发明特征在于有机物质到处理箱的入口开在所述处理箱的顶部。从所述处理箱中出来的处理后混合饲料的出口开在所述处理箱的底部。
将有机物质的入口开在处理箱的顶部，只需在将有机物质运到入口上方然后松开，就可以容易的将有机物质投入到处理箱。将处理后的混合饲料的出口开在处理箱的底部，所有混合饲料可以容易的排到处理箱的外部，因为处理箱具有向下半径递减的圆形水平剖面或倒置圆锥形状，所以混合饲料沿箱体的斜度落下并在处理箱的底部积聚。
在权利要求1～4中任何一个限定的垃圾处理设备，权利要求5限定的本发明的特征在于至少在处理箱的上、中、下部查看或监视处理的温度，检测温度升高期间、温度保持期间和温度降低期间的温度变化，根据需要驱动电机来重磨、重混合它们，从处理箱的底部排出处理的混合肥料，和/或投放新的如原生垃圾等有机物质到所述处理箱。
发酵处理的进行状态可以通过处理箱的不同位置处的温度来检测，并使用它们作为参数进行控制，使处理箱中所有的发酵处理均匀、有效。
图1是根据本发明的垃圾处理设备实施例的示意图。
图2示出使用根据本发明的垃圾处理设备处理原生垃圾，在处理箱的上、中、下部温度的变化。
图3是传统垃圾处理设备的示意图。
图4示出的是将原生垃圾放入图3所示的处理箱中至40cm、55cm和67cm高并进行发酵处理时，处理箱下部温度的变化。
图5示出处理箱的上、中、下部温度的变化，其中用图3所示的垃圾处理设备来使原生垃圾受到发酵处理。
具体实施例方式
参考实施本发明的最佳方式的附图，将详细描述根据本发明的垃圾处理设备。
图1是根据本发明的垃圾处理设备实施例的示意图。
根据本发明的垃圾处理设备1包括大致倒置圆锥形处理箱10，垂直穿过处理箱并且被处理箱支撑的旋转轴12，垂直方向上间隔地固定在旋转轴上的多个切割叶片14，用来检测处理箱在垂直方向上间隔的多个位置处的温度的热传感器16。
处理箱10是能以密封的形式存储的容器，处理箱10是由具有机械强度和耐用性的金属材料制成，大体上成倒置圆锥的形状。在图示的优选实施例中，在处理箱10的上部有圆筒件10a，所述的圆筒件10a具有比在倒置圆锥件10b中磨碎、混合的处理材料所占大得多的空间来存储原生垃圾。磨碎使原生垃圾的体积减少，在发酵处理过程时减少得更多，因此存储在圆筒件10a中的原生垃圾顶序落入倒置圆锥件中。在这种情况下，因为圆筒件10a中的原生垃圾还没有磨碎、混合，故需要再次驱动电机来磨碎、混合处理材料。
在处理箱10的顶部10c上，设置有带能打开关闭的盖子10d的原生垃圾入口10e，和能排放在处理箱10中产生的碳酸气体和水汽的排放管10f。顶部10c上还设有控制板17，控制板从多个热传感器16接收信号，并按预先设定的指令正确控制。
处理箱10的倒置圆锥10b是用倒置的圆锥形状形成的，其与垂直方向的倾斜度为20～50度。在这个角度范围下，作用在切割叶片的旋转阻力有效地变小了，因为投放到处理箱中的原生垃圾的上部产生的部分负荷被侧壁支撑了。
在所述处理箱10的底部，具有排出处理的混合肥料的螺旋输送件19。因为混合肥料沿着处理箱10的倒置圆锥件10b的斜坡落向处理箱10的底部，可以轻松的将混合肥料排出处理箱。
在旋转轴12的下端，设置现有的成本较低的通用电机21。为充分地使发酵和有机物质(处理材料)磨碎和混合，需将旋转轴12按约110转/分的速度旋转。若使用通用电机，则处理箱10的高度应小于或等于100cm，以避免电机过载。
此外，在垂直方向上间隔地用螺栓螺母这样的紧固件以悬臂的方式在旋转轴12上固定多个切割叶片14。在图示的优选实施例中，切割叶片14是细的金属棍，但当然也可采用其他任何形式的切割叶片。
(实验)发酵催化剂和原生垃圾投入处理箱10中至65cm高，其中催化剂中的发酵微生物是预先培养的，旋转轴12以110转/分的速度旋转15分钟。在发酵催化剂和原生垃圾充分磨碎混合后，用热传感器16来检测处理箱10的上、中、下部的温度(参考图2)。
如图2示出的，在电机21开始转动后的45分钟，处理箱10的上、中、下部的温度相差约5度。可是，在电机21开始转动后60分钟，它们之间几乎没有温差。而且在电机21启动2小时后，进入了温度保持期或75度区。与图5中相同情况下的7小时相比，这大大提高了发酵速度。而且，与图5中相同情况相比，温度保持期的温度提高了2至5度，加工效率也有提高。
实验假设安装在旋转轴12上的多个切割叶片可将磨碎混合进行得充分，因为处理箱10为倒置圆锥的形状，在处理箱10的所有垂直位置处旋转阻力都很小。
根据本发明垃圾处理设备1，它的优点是因为不需要磨碎设备，省去了工厂的投资。虽然大的鱼头或猪骨原样留在混合肥料中，但所有的肉受到发酵处理并转变为混合肥料。用筛子可以容易的将混合肥料中的骨头分离出来。
根据本发明的垃圾处理设备，包括用来存储垃圾这样的有机物质和发酵催化剂的大体上为倒置圆锥形状的处理箱，其中发酵催化剂中的发酵微生物预先在密封的环境中培养好。垂直穿过处理箱并被连在处理箱的上或下端的电机驱动的旋转轴；在垂直方向间隔地以悬臂方式固定，用来磨碎混合发酵催化剂和有机物质的多个切割叶片；用来检测处理箱在垂直方向上间隔多处的温度的多个热传感器。因为处理箱的所有垂直位置处的旋转阻力都很小这个事实，磨碎混合能充分的进行。因此，处理箱中所有高度位置处的发酵处理能在几乎相同的进行状态中，能有效的使发酵处理执行得均匀快速。
权利要求
1.一种垃圾处理设备，包括用来存储垃圾这样的有机物质和发酵催化剂的大体上为倒置圆锥形状的处理箱，其中发酵催化剂中的发酵微生物预先在密封的环境中培养好；垂直穿过处理箱并被连在处理箱的上或下端的电机驱动的旋转轴；在垂直方向间隔地以悬臂方式固定的，用来磨碎混合发酵催化剂和有机物质的多个切割叶片；在垂直方向上间隔地固定用来检测处理箱多处温度的多个热传感器。
2.根据权利要求1所述的垃圾处理设备，其特征在于，处理箱形成倒置的圆锥，倾斜程度为与垂直方向的夹角为20～50度。
3.根据权利要求1或2所述的垃圾处理设备，其特征在于，处理箱的高度小于或等于100。
4.在权利要求3所述的垃圾处理设备，其特征在于，有机物质到处理箱的入口形成在所述处理箱的顶部，从所述处理箱中出来的处理后混合饲料的出口形成在所述处理箱的底部。
5.在权利要求1～4中任何一项所述的垃圾处理设备，其特征在于，至少在处理箱的上、中、下部检测或监视处理的温度，检测温度升高期间，温度保持期间和温度降低期间的变化，根据需要驱动电机来重磨、重混合垃圾，从处理箱的底部排出处理的混合肥料，和/或投放新的如原生垃圾等有机物质到所述处理箱。
全文摘要
一种垃圾处理设备(1),包括:用来存储垃圾这样的有机物质和发酵催化剂的大体上为倒置圆锥形状的处理箱(10),其中发酵催化剂中的发酵微生物预先在密封的环境中培养好;垂直穿过处理箱并被连在处理箱的上或下端的电机驱动的旋转轴(12);在垂直方向间隔地以悬臂方式固定的,用来磨碎混合发酵催化剂和有机物质的多个切割叶片(14);在垂直方向上间隔地固定用来检测处理箱(10)多处温度的多个热传感器(16)。因为处理箱形成倒置圆锥的形状,由安装在旋转轴(12)上的多个切割叶片(14)执行磨碎和混合,基于处理箱的所有垂直位置处的旋转阻力都很小这个事实,磨碎混合能充分的进行。
文档编号C05F9/02GK1350479SQ9981662
公开日2002年5月22日 申请日期1999年5月7日 优先权日1999年5月7日
发明者上田裕一 申请人:日本生活中心有限会社, 上田裕一