用于垃圾处理的破碎挤压成套设备及其方法与流程

本发明属于垃圾处理技术领域，具体涉及一种用于垃圾处理的破碎挤压成套设备及其方法。

背景技术：

近年来，随着城市化的发展，各类垃圾的产量越来越大，对人类的生活环境造成了严重的影响，因此，对垃圾的处理迫在眉睫。其中，餐厨垃圾是居民在生活消费过程中形成的生活废物，极易腐烂变质、散发恶臭、传播细菌和病毒。而且，餐厨垃圾的含水量高，有机成分含量高、易发酵，将餐厨垃圾进行破碎和挤压脱水是一种有效的处理方式。

但是，目前对餐厨垃圾进行处理的过程中，破碎和挤压无法在一台设备中同时进行，一般都是先将垃圾破碎后再进行挤压操作，因此所需的设备体积和占地面积都很大，从而增加了设备加工成本。

技术实现要素：

本发明的目的在于克服现有技术中的缺陷，并提供一种用于垃圾处理的破碎挤压成套设备及其方法。

本发明所采用的具体技术方案如下：

一种用于垃圾处理的破碎挤压成套设备，其包括破碎挤压一体化装置、第一支撑架和第二支撑架；

所述第二支撑架的顶部架设有进料斗，侧部设有用于将物料提升至进料斗的物料提升机；进料斗的出料端与破碎挤压一体化装置的进料口相连；破碎挤压一体化装置架设于第一支撑架上，构成进料端低于出料端的倾斜结构；物料进入所述进料口后，通过破碎挤压一体化装置的破碎挤压脱水处理后从出料端排出。

作为优选，所述破碎挤压一体化装置包括工作轴、第一壳体、第二壳体和出料堵头；

所述工作轴同轴布置于筒状的第一壳体中，工作轴的首端外接有能使其旋转的驱动装置；第一壳体与工作轴之间夹持形成用于容纳垃圾物料的环形空间；所述环形空间分为连续的首段腔室、中段腔室和尾段腔室；第一壳体靠近所述首段腔室的一侧端面由封端组件封闭，靠近所述尾段腔室的一侧端面上设有出料口，且所述首段腔室处的第一壳体顶部开设有第一进料口；第一壳体的底部开设至少一个第一出液口；

位于首段腔室的工作轴上同轴套设有用于驱动垃圾物料朝出料口移动的第一螺旋叶片；位于中段腔室的工作轴上同轴套设有若干组间隔布置的动刀，每一组动刀由若干环绕工作轴周向间隔布置的动刀组成；位于尾段腔室的工作轴上同轴套设有用于驱动垃圾物料朝出料口移动的第二螺旋叶片；所述第一壳体在位于所述中段腔室处可拆卸式固定有至少一组定刀，各定刀分别嵌入相邻组动刀的间隔中，动刀在随工作轴同步转动过程中与定刀构成用于破碎垃圾物料的剪切面但两者互不干涉；

所述出料堵头在弹性组件的弹力下压顶于所述出料口的外部，用于可开启式封闭所述出料口；

第一壳体外部同轴套设并固定有第二壳体，位于第一进料口所在处的第二壳体上开设有第二进料口，从所述进料斗加入的物料能够依次通过第二进料口和第一进料口进入第一壳体内部；位于定刀所在处的第二壳体上开设有用于保护定刀的限位孔；第二壳体的底部开设有用于将从第一出液口流出的废液排出的第二出液口。

进一步的，所述第二螺旋叶片的螺距小于第一螺旋叶片的螺距，第一螺旋叶片和第二螺旋叶片的外径相等；定刀刀片和动刀剪切时的迎向面均为弧形结构。

进一步的，所述定刀的下缘与工作轴贴近，但不影响其转动；所述第一螺旋叶片和第二螺旋叶片的上缘均与第一壳体的内壁贴近，但不影响转动。

进一步的，所述工作轴的末端同轴连接有调节轴，调节轴上设有出料堵头，出料堵头能在调节轴上转动和滑动；位于出料堵头末端的调节轴上套设有弹性组件。

更进一步的，所述弹性组件的一端通过平面轴承与出料堵头相连，另一端设有能调节弹性组件压缩量的定位件；调节轴上设有外螺纹，定位件上设有能与其配合的内螺纹，通过调节轴与定位件构成的螺纹副控制弹性组件的压缩量。

更进一步的，所述定位件上设有用于转动调节的手轮；弹性组件的外部同轴套设有与定位件固定连接的第一保护件，平面轴承的外部同轴套设有与出料堵头固定连接的第二保护件；第一保护件套设于第二保护件的外部。

进一步的，所述弹性组件为弹簧。

进一步的，所述出料堵头靠近工作轴的一侧为中部凸起的锥状结构，以便于物料的排出。

本发明还提供了一种基于上述成套设备破碎挤压垃圾的处理方法，其具体如下：

通过物料提升机提升至进料斗，从进料斗加入的物料依次通过第二进料口和第一进料口进入第一壳体内部；将出料堵头以所需的弹力压顶于出料口的外部，开启驱动装置，驱动装置带动工作轴同步旋转；

物料在第一螺旋叶片的输送作用下进入中段腔室，通过定刀和动刀的配合作用将物料切割破碎；物料不断通过第一螺旋叶片输送进入中段腔室，破碎后的物料在推力作用下移动并进入尾段腔室；第二螺旋叶片将破碎物料向后方输送，在出料堵头的拦截作用下，不断堆积的破碎物料相互之间挤压脱水；当破碎脱水的物料对出料堵头的推力大于出料堵头的初始弹力时，出料堵头向后方移动与出料口分开，并形成间隙，破碎脱水的物料从该间隙中排出，实现垃圾物料的破碎挤压。

本发明相对于现有技术而言，具有以下有益效果：

本发明的垃圾处理设备加工制作简单，只需在原始破碎用的蛟龙轴的一段上设置动刀，辅以外周定刀的配合作用，共同实现对垃圾的破碎。本发明只通过一条工作轴，能够同步实现垃圾“运输-破碎-挤压脱水”，能够将破碎和挤压脱水过程在一个设备中一体化完成，节省了占地面积、设备加工制作成本和运行时的耗电等费用，具有广阔的应用前景。

附图说明

图1为成套设备的结构示意图；

图2为成套设备的正面结构示意图；

图3为成套设备的俯视结构示意图；

图4为一体化装置的正面结构示意图；

图5为一体化装置的正面结构剖视图；

图6为第二壳体的正视结构示意图；

图7为工作轴、第一壳体和调节轴组配后的正面结构剖视图；

图8为工作轴和调节轴的组配结构示意图；

图9为工作轴与定刀的组配关系示意图；

图10为调节轴的剖面示意图；

图11为一组定刀的结构示意图；

图12为定刀刀片和动刀的一种结构示意图；

图中附图标记为：1工作轴，101封端组件，102第一螺旋叶片，103定刀，104动刀，105第二螺旋叶片，2第一壳体，201装配孔，3调节轴，301弹性组件，302定位件，303出料拦截件，304手轮，305平面轴承，306第一保护件，307第二保护件，4第二壳体，401限位孔，5第一支撑架，6第二支撑架，601物料提升机，602进料斗，7驱动装置。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步阐述和说明。本发明中各个实施方式的技术特征在没有相互冲突的前提下，均可进行相应组合。

本发明提供了一种用于垃圾处理的破碎挤压一体化装置，该破碎挤压一体化装置包括工作轴1、第一壳体2和出料堵头303。

如图3和4所示，工作轴1同轴布置于筒状的第一壳体2中，工作轴1的首端外接有能使其旋转的驱动装置。在本实施例中，驱动装置为电机。第一壳体2与工作轴1之间夹持形成用于容纳垃圾物料的环形空间。该环形空间分为连续的首段腔室、中段腔室和尾段腔室。第一壳体2靠近首段腔室的一侧端面由封端组件101封闭，以防止物料进入环形空间后从第一壳体2的首端端面泄露，在本实施例中，封端组件101可以为挡板或者堵头等结构。第一壳体2靠近尾段腔室的一侧端面上设有出料口，该出料口用于将破碎挤压后的垃圾物料排出。环形空间首段腔室处的第一壳体2顶部开设有第一进料口。第一壳体2的底部开设至少一个第一出液口，在本实施例中，第一壳体2的底部沿工作轴1的轴线方向均匀开设有多个第一出液口，能够使得通过工作轴1的垃圾物料流出的废液能够随时排出环形空间，以防止多余废液的积累影响处理效果，损坏设备。

如图7所示，位于首段腔室的工作轴1上同轴套设有第一螺旋叶片102，第一螺旋叶片102用于驱动垃圾物料朝出料口移动，因此该螺旋叶片的螺距可以实际待处理的垃圾物料尺寸进行选择，以保证能驱动垃圾物料朝出料口移动的同时，不使垃圾物料从螺旋叶片中掉落或者卡死螺旋叶片。

位于中段腔室的工作轴1上同轴套设有多组间隔布置的动刀104，每一组动刀104由多个环绕工作轴1周向间隔布置的动刀104组成。每组动刀104可以围绕工作轴1的同一横截面布设，也可以稍微偏离该横截面一定距离布设。动刀104可以为直立的刀片或者略微带有一定弧度的刀片。本实施例采用带有一定弧度的刀片，这样不仅可以实现破碎切割物料的作用，还可以推动垃圾物料向出料口处移动。如图9和11所示，第一壳体2在位于中段腔室处可拆卸式固定有至少一组定刀103，各定刀103分别嵌入相邻组动刀104的间隔中，动刀104在随工作轴1同步转动过程中与定刀103构成用于破碎垃圾物料的剪切面但两者互不干涉。在本实施例中，可以将位于动刀104所在区域处的第一壳体2沿周向开设有至少一组装配孔201，装配孔201为与工作轴1轴线平行的长条孔，装配孔201上可拆卸式固定有定刀103。如图12所示，为了防止垃圾物料中如绳子等的杂物缠绕动刀104或者定刀103的刀片，定刀103刀片和动刀104剪切时的迎向面均为弧形结构。在本实施例中，定刀103的下缘与工作轴1贴近，但不影响其转动。

位于尾段腔室的工作轴1上同轴套设有第二螺旋叶片105，第二螺旋叶片105用于驱动垃圾物料朝出料口移动，因此该螺旋叶片的螺距可以实际待处理的垃圾物料尺寸进行选择，以保证能驱动垃圾物料朝出料口移动的同时，不使垃圾物料从螺旋叶片中掉落或者卡死螺旋叶片。在本实施例中，将第一螺旋叶片102和第二螺旋叶片105的外径设置为相等，考虑到第二螺旋叶片105除了运送物料还具有挤压脱水的作用，因此将第二螺旋叶片105的螺距设置为稍微小于第一螺旋叶片102的螺距，以使垃圾物料在第二螺旋叶片105中更为紧实。第一螺旋叶片102和第二螺旋叶片105的上缘均设置为与第一壳体2的内壁贴近，但不影响转动。

出料堵头303在弹性组件301的弹力下压顶于出料口的外部，用于可开启式封闭出料口。也就是说，出料堵头303在初始状态下由于弹性组件301的弹力作用紧贴在出料口处并将其封堵，随后由于物料的不断堆积，对出料堵头303的推力作用越来越大，当物料对出料堵头303的推力作用大于初始状态下弹性组件301的弹力作用时，出料堵头303会被推离出料口，从而与出料口之间形成一定的缝隙，破碎挤压脱水后的垃圾物料能够从该缝隙中排出。

如图8和10所示，在本实施例中，工作轴1的末端同轴连接有调节轴3，调节轴3上设有出料堵头303，出料堵头303能在调节轴3上转动和滑动，其中，出料堵头303能够转动是为了使通过螺旋叶片输送下的垃圾物料更好的从出料堵头303与出料口之间的缝隙排出，出料堵头303能够滑动是为了能在垃圾物料的推力作用下与出料口之间形成一定的缝隙。位于出料堵头303末端的调节轴3上套设有弹性组件301。弹性组件301的一端与出料堵头303相连，另一端设有能调节弹性组件301压缩量的定位件302。调节轴3上设有外螺纹，定位件302上设有能与其配合的内螺纹，通过调节轴3与定位件302构成的螺纹副控制弹性组件301的压缩量。为了方便转动，还可以在定位件302上设有用于转动调节的手轮304。为了保护弹性组件301和平面轴承305，在弹性组件301的外部同轴套设有与定位件302固定连接的第一保护件306，平面轴承305的外部同轴套设有与出料堵头303固定连接的第二保护件307。为了使出料堵头303带动平面轴承305移动的过程中第一保护件306和第二保护件307互不干涉，可以将第一保护件306套设于第二保护件307的外部。在本实施例中，弹性组件301可以采用常见的弹簧。

第一壳体2外部同轴套设并固定有第二壳体4，如图6所示，位于第一进料口所在处的第二壳体4上开设有第二进料口，从进料斗602加入的物料能够依次通过第二进料口和第一进料口进入第一壳体2内部。在实际应用时，进料斗可以设置为不同的形状。位于定刀103所在处的第二壳体4上开设有用于保护定刀103的限位孔401，限位孔401的顶部不低于定刀103的顶部，能够将定刀103完全包裹，不仅起到了保护作用，还起到了限位作用，防止动刀和定刀在配合切割物料时晃动。第二壳体4的两端均设有能够调节高度的支撑架5，用于同步调节第二壳体4、第一壳体2和工作轴1的倾斜角度。在本实施例中，通过调节支撑架5使得垃圾处理设备的进料端低于出料端的高度，该种设置有利于垃圾物料中废液的收集排出。因此，在第二壳体4位于进料口附近的底部开设有用于将从第一出液口流出的废液排出的第二出液口。

如图1～3所示，本发明提供了一种利用上述破碎挤压一体化装置的破碎挤压成套设备，该破碎挤压成套设备包括破碎挤压一体化装置、第一支撑架5和第二支撑架6。第二支撑架6的顶部架设有进料斗602，侧部设有用于将物料提升至进料斗602的物料提升机601。在本实施例中，进料斗602周边的侧壁可以设置为坡度较为平缓的结构，或者在进料斗602上端设置一个具有平缓坡度的平台，以便待处理的垃圾物料在进入一体化装置之前可以通过分拣以去除物料中的杂质，以免损坏后续的一体化装置。进料斗602的出料端与破碎挤压一体化装置的进料口相连。破碎挤压一体化装置架设于第一支撑架5上，构成进料端低于出料端的倾斜结构，但倾斜角度不宜过大。物料进入进料口后，通过破碎挤压一体化装置的破碎挤压脱水处理后从出料端排出。在本实施例中，为了便于物料的排出，出料堵头303靠近工作轴1的一侧可以设置为中部凸起的锥状结构。

利用上述成套设备破碎挤压垃圾的处理方法，具体如下：

通过物料提升机601提升至进料斗602，从进料斗602加入的物料依次通过第二进料口和第一进料口进入第一壳体2内部。将出料堵头303以所需的弹力压顶于出料口的外部，施加于出料堵头303的初始弹力可以根据处理物料的不同进行选择。若是待处理的物料水分含量较低的话，可以将施加于出料堵头303的初始弹力设置的较小。若是待处理的物料水分含量较高的话，可以将施加于出料堵头303的初始弹力设置的较大，从而使得物料之间相互挤压的更加完全，实现物料的脱水作用。开启驱动装置7，驱动装置7带动工作轴1同步旋转。

物料在第一螺旋叶片102的输送作用下进入中段腔室，通过定刀103和动刀104的配合作用将物料切割破碎。物料不断通过第一螺旋叶片102输送进入中段腔室，破碎后的物料在推力作用下移动并进入尾段腔室。第二螺旋叶片105将破碎物料向后方输送，在出料堵头303的拦截作用下，不断堆积的破碎物料相互之间挤压脱水。当破碎脱水的物料对出料堵头303的推力大于出料堵头303的初始弹力时，出料堵头303向后方移动与出料口分开，并形成一定间隙，破碎脱水的物料从该间隙中排出，实现垃圾物料的破碎挤压。

本发明的垃圾处理设备加工制作简单，只需在原始破碎用的蛟龙轴的一段上设置动刀，辅以外周定刀的配合作用，共同实现对垃圾的破碎。本发明只通过一条工作轴，能够同步实现垃圾“运输-破碎-挤压脱水”，能够将破碎和挤压脱水过程在一个设备中一体化完成，节省了占地面积、设备加工制作成本和运行时的耗电等费用，具有广阔的应用前景。

以上所述的实施例只是本发明的一种较佳的方案，然其并非用以限制本发明。有关技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，还可以做出各种变化和变型。因此凡采取等同替换或等效变换的方式所获得的技术方案，均落在本发明的保护范围内。