粉碎及固液分离装置及垃圾处理装置的制作方法

1.本实用新型涉及环保设备领域，尤其是粉碎及固液分离装置及垃圾处理装置。


背景技术：

2.垃圾分类是指按一定规定或标准将垃圾分类储存、分类投放和分类搬运，从而转变成公共资源的一系列活动的总称。
3.随着我国经济的飞速发展，垃圾分类已经成为当下的热点话题，全国各地都在如火如荼的开展着垃圾分类行动。
4.厨余垃圾作为垃圾中的重要种类，其含有极高的水分与有机物，很容易腐坏，产生恶臭。经过妥善处理和加工，可转化为新的资源，高有机物含量的特点使其经过严格处理后可作为肥料、饲料，也可产生沼气用作燃料或发电，油脂部分则可用于制备生物燃料。
5.在厨余垃圾处理时，需要对其进行固液分离及粉碎，而现有的粉碎及固液分离装置，如申请号为2017208281515所揭示的结构，其采用两个电机驱动旋转轴上设置粉碎刀来实现粉碎初级粉碎，再采用有气缸驱动的搂齿进行二次粉碎及出料，最后通过振动电机来增加固液分离效果。
6.这种结构粉碎、出料及固液分离需要多个动力源，设备结构复杂、成本高、运行的能耗高，对于家庭、饭店、食堂等区域来说显然是不经济的。


技术实现要素：

7.本实用新型的目的就是为了解决现有技术中存在的上述问题，提供一种粉碎及固液分离装置及垃圾处理装置。
8.本实用新型的目的通过以下技术方案来实现：
9.粉碎及固液分离装置，包括箱体，所述箱体上设置有进料口及位于其上端的出料口和位于其下端的排液口，所述箱体上纵置螺旋输送轴，所述螺旋输送轴连接驱动其自转的驱动装置，所述螺旋输送轴的螺旋叶片位于固液分离桶内，所述固液分离桶位于所述箱体内且与所述进料口、出料口及排液口连通，所述固液分离桶的内壁设置有与所述螺旋叶片形成剪切力的切刀。
10.优选的，所述的粉碎及固液分离装置中，所述螺旋叶片上形成有微孔。
11.优选的，所述的粉碎及固液分离装置中，所述螺旋叶片的节距由下至上逐步减小。
12.优选的，所述的粉碎及固液分离装置中，所述切刀水平设置且伸入到所述螺旋叶片上形成的缺口处。
13.优选的，所述的粉碎及固液分离装置中，所述螺旋叶片至少位于最高位置切刀上方的部分的节距由下至上逐步减小。
14.优选的，所述的粉碎及固液分离装置中，所述固液分离桶悬设在箱体中。
15.优选的，所述的粉碎及固液分离装置中，所述固液分离桶的第一底板和/或桶壁的至少部分为过滤板。
16.优选的，所述的粉碎及固液分离装置中，所述固液分离桶的桶壁包括组装为一体的管体、支撑环及位于底部的过滤套筒。
17.优选的，所述的粉碎及固液分离装置中，所述箱体的第二底板上设置所述排液口，所述螺旋输送轴外壁设置有贴近所述第二底板的排液叶片。
18.优选的，所述的粉碎及固液分离装置中，所述第二底板上设置有具有缺口的导流板，所述排液口位于所述导流板围合成的三角区域内，所述排液叶片位于所述导流板围合的区域内且驱动流体向所述排液口方向移动。
19.优选的，所述的粉碎及固液分离装置中，所述进料口位于所述箱体的侧板上且连接自动供料器的输出口。
20.优选的，所述的粉碎及固液分离装置中，所述自动供料器的接料槽板的一端连接在所述进料口所在的侧板上，所述接料槽板上设置有进料斗，所述箱体的连接所述接料槽板的侧板处形成有滤孔。
21.优选的，所述的粉碎及固液分离装置中，所述自动供料器的接料槽板上形成滤液孔，所述接料槽板的下部设置有导流槽，所述导流槽底部的斜板的低端与箱体的第二底板衔接，所述箱体的侧板上形成连通所述导流槽的缺口。
22.优选的，所述的粉碎及固液分离装置中，所述箱体内设置有位于进料口上方的挡板，所述挡板上形成有过孔及漏液孔，所述过孔的孔壁与所述固液分离桶的外壁贴合。
23.垃圾处理装置，包括上述任一所述的粉碎及固液分离装置。
24.本实用新型技术方案的优点主要体现在：
25.1、本方案通过采用纵置的螺旋输送轴，使固体向上移动，液体向下移动，从而可以有效地实现固液分离，同时采用螺旋叶片与切刀配合产生剪切力，能够在输送的同时实现固体的粉碎，整个设备仅需要一个动力源即可实现垃圾粉碎、固液分离，设备的集成度高，体积小，便于加工，且设备成本及使用成本低，便于家庭、食堂、餐馆等场合的应用。
26.2、本方案的螺旋叶片上部分采用变节距结构，能够有效地在输送过程中持续增加挤压力，从而改善固液分离的效果。
27.3、本方案的螺旋叶片上形成缺口，切刀伸入到切口内，能够最大程度的增加剪切面积，从而改善粉碎效果，同时有利于简化结构。
28.4、本方案的螺旋叶片上形成有微孔，便于挤压时产生的液体向下流动，有利于提高输出垃圾的干度，改善固液分离效率。
29.5、本方案的固液分离桶采用悬设方式，可以避免排出的液体回流到固液分离桶内，同时，增加了液体存储空间，有利于减小排液压力。
30.6、本方案的固液分离桶的侧壁结构设计，能够有效地适应不同区域的挤压力与垃圾粉碎程度差异，避免出水孔堵塞及粉碎后的干垃圾外漏的问题，有利于改善固液分离的质量。
31.7、本方案通过导流板的设计及排液叶片的设计，能够有效地增加排水速率，提高排水效率。
32.8、本方案的进一步增加自动供料器，且自动供料器自带排液结构，能够有效地增加排液通道，从而加速液体的排出，有利于提高固液分离效率及改善后续的垃圾输送效率及粉碎效果。
33.9、本方案增加进料斗有利于增加进料区域的存储空间，同时在侧板上增加过滤孔，在大量厨余垃圾时，能够进一步增加液体排放通道，从而加速液体的排放，结合挡板的设置，能够有效地避免分离出的液体回流至垃圾中影响分离效果的问题。
34.10.本方案的垃圾处理装置，能够有效地实现固体有机物、水、油的分离，实现固体有机物及油的回收再利用，并且在对水进行过滤后排放，能够有效地改善排水的危害性，环境友好性佳。
35.11.本方案的垃圾处理装置设置有清洗水龙头，能够方便操作人员清洁个人卫生及清洗台面及装置内部，有利于维护及改善周边环境。
附图说明
36.图1是本实用新型的粉碎及固液分离装置的剖视图；
37.图2是本实用新型的粉碎及固液分离装置的立体图（图中隐去了前侧的板件）；
38.图3是本实用新型的粉碎及固液分离装置的主视图；
39.图4是本实用新型的粉碎及固液分离装置中的螺旋输送轴、挡板、导流板及排液叶片区域的局部立体图；
40.图5是本实用新型的粉碎及固液分离装置的螺旋输送轴及排液叶片的局部立体图；
41.图6是图1中a区域的放大图；
42.图7是图1中b区域的放大图；
43.图8是本实用新型的集成式垃圾处理装置的剖视图；
44.图9是本实用新型的集成式垃圾处理装置主视图。
具体实施方式
45.本实用新型的目的、优点和特点，将通过下面优选实施例的非限制性说明进行图示和解释。这些实施例仅是应用本实用新型技术方案的典型范例，凡采取等同替换或者等效变换而形成的技术方案，均落在本实用新型要求保护的范围之内。
46.在方案的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”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，仅是为了便于描述和简化描述，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实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。并且，在方案的描述中，以操作人员为参照，靠近操作者的方向为近端，远离操作者的方向为远端。
47.下面结合附图对本实用新型揭示的粉碎及固液分离装置进行阐述，其可用于垃圾处理，尤其是厨余垃圾的处理，当然也可以作为其他物料的粉碎和固液分离处理，例如可以用于瓜果蔬菜、药材的粉碎等，下述实施例中以处理厨余垃圾为例进行说明，如附图1所示，其包括箱体100及位于所述箱体100内的螺旋输送轴200及固液分离桶400。
48.所述箱体100根据不同的需要可以设计成相应的形状，如附图1、附图2所示，所述箱体100为一空心的长方体或圆柱体或正多边形棱柱体。所述箱体100上设置有进料口110、出料口120及排液口130，所述进料口110用于待处理的厨余垃圾进入到箱体100内的螺旋输
送轴200处进行输送及粉碎，所述出料口120用于粉碎后的干垃圾排出到所述箱体100外部，所述排液口130用于固液分离后的废液排出到所述箱体100的外部。
49.它们在所述箱体100上的位置可以根据不同的应用场景进行调整，优选的实施例中，如附图1所示，所述进料口110位于所述箱体100的中下位置，且与所述固液分离桶200的侧板150上的进口高度相当。所述出料口120位于所述箱体100的上端，既可以位于箱体100的侧壁的顶部区域，也可以位于箱体100的顶板160上，优选位于顶板160上。所述排液口130位于所述箱体100的下端，同样可以位于所述箱体100的侧壁的底部或位于箱体的第二底板140上，如附图4所示，位于所述第二底板140上。
50.如附图1所示，所述进料口110与所述固液分离桶400的进口430连通且位置正对，所述固液分离桶400的进口430位于其筒壁420的底部，所述进口430旁设置有观察口470，如附图3所示，所述箱体100的侧板上设置有遮盖所述观察口470的观察窗170。
51.如附图1、附图2所示，所述固液分离桶400吊设在所述箱体100内，具体是固定在所述箱体100的顶板160底部，所述出料口120位于所述固液分离桶300在所述顶板160所围合的区域内。厨余垃圾由进料口110、进口430进入到所述固液分离桶400的底部后，由所述螺旋输送轴200向上输送。
52.如附图1所示，所述螺旋输送轴200包括可转动地设置在所述箱体100上的空心轴220，所述空心轴220的轴线与所述箱体100的轴线至少平行，优选为与所述箱体100及固液分离桶400均共轴，所述空心轴220穿过所述固液分离桶400的第一底板410，且所述空心轴220的两端分别通过接头230连接设置在所述箱体100的顶板160和第二底板140上的轴承240，并且，至少连接所述第二底板140的接头230上套装有位于所述轴承240上方的密封圈250。
53.如附图1、附图2所示，其中一所述接头230连接驱动所述空心轴220自转的驱动装置300，所述驱动装置300可以是减速电机，此时，所述驱动装置300位于所述螺旋输送轴200的上方或下方，其扭矩输出转轴与所述空心轴220共轴。在另外的实施例中，所述驱动装置300也可以采用电机310及传动机构320的结构来实现驱动，所述传动机构可以为皮带与同步轮320构成的传动结构，或齿轮传动结构，也可以是链轮与链条构成的传动结构。此时，所述电机310可以固定在所述箱体100的侧部，从而简化电机310的安装结构。
54.如附图1所示，所述空心轴220上设置有螺旋叶片210，所述螺旋叶片210位于所述固液分离桶400内，且从所述固液分离桶400的第一底板410的顶面延伸到贴近所述箱体100的顶板160的底部，所述驱动装置300驱动所述空心轴220转动时，可以通过螺旋叶片210的转动驱动位于所述固液分离桶400内的厨余垃圾由下向上移动至所述出料口120处，同时液体在自身重力及螺旋叶片210转动时产生的离心力作用下，从所述固液分离桶400上的出液孔440中排出到所述箱体100内由排液口130排出。
55.进一步的，如附图1所示，所述螺旋叶片210的外边缘214与围设在其外周的所述固液分离桶400的内壁贴近，从而可以最大程度的实现保证厨余垃圾的输送，同时保证螺旋叶片对固液分离桶400内的厨余垃圾进行充分挤压，以使其中的废液与固体分离。
56.进一步，为了便于输送和挤压时产生的液体向下流动，在所述螺旋叶片上形成有若干微孔（图中未示出），所述微孔的尺寸以满足液体能够通过的要求，优选的，所述微孔的孔径在10-20毫米之间。
57.为了改善挤压效果，所述螺旋叶片210采用变节距的结构，具体的，所述螺旋叶片210的节距由下至上依次减小，从而在厨余垃圾向上输送时，由于空间逐渐缩小，挤压力逐步增大，能够有效地实现挤压脱水。更优选地，由于固液分离桶400的内壁还会设置有切刀500，为了方便后续螺旋叶片210的安装到固液分离桶400内，使所述螺旋叶片210至少位于最高位切刀500上方的部分的节距由下至上依次减小。
58.同时，所述切刀500与所述螺旋叶片210配合进行剪切，从而可以有效地进行厨余垃圾的粉碎，如附图4所示，在所述固液分离桶400的桶壁的内表面还设置有多层与的切刀500，每层具有多个切刀500且均匀分布，优选的，每个切刀500为四个，且切刀500的层数根据不同的尺寸进行设计，优选为2-4层。如附图5、附图6所示，每个所述切刀500水平布置且伸入到所述螺旋叶片210上形成的缺口211中，并且所述切刀500的上、下表面分别与缺口211的上、下刃口贴近212、213，从而当所述螺旋叶片210转动时可以与所述切刀500配合形成剪切力，对厨余垃圾进行剪切实现粉碎。
59.为了方便将所述切刀500与固液分离桶400组装在一起，使所述固液分离桶400由多个部件组装而成，所述切刀500位于其中的某些构件上，从而方便组装，下面将详细描述构成固液分离同400的多个部件。
60.为了实现固液分离，如附图2所示，在所述固液分离桶400上形成有供液体从其内排出到外部的出液孔440，所述出液孔440的位置可以根据需要进行设计，例如，使所述固液分离桶400的第一底板410上设置所述出液孔，也可以使所述固液分离桶400的桶壁420上设置所述过滤孔，当然，也可以同时在第一底板410及桶壁420上设置所述出液孔。
61.优选的实施例中，所述第一底板410上设置有所述出液孔440，同时，所述桶壁420的下部区域设置所述出液孔440，具体的，如附图2所示，所述固液分离桶400的桶壁420包括组装为一体的管体421、支撑环422及位于底部的过滤套筒423，它们由上至下按照管体421、支撑环422、管体421、支撑环422、过滤套筒423的顺序共轴排布并固定在一起，当然，所述管体421、支撑环422及过滤套筒423的数量及长度可以根据其他需要进行适应性调整。所述支撑环422的内壁上设置所述切刀500，由于支撑环422的深度较浅且尺寸小，因此所述切刀500与所述支撑环422可以采用焊接、一体注塑成型等方式加工成型。
62.之所以上端采用不具有出液孔440的管体421，下端采用具有出液孔440的过滤套筒423是由于：在所述固液分离桶的下部区域，垃圾收到的压力较大，且粉碎不彻底，因此不易出现堵塞出液孔440的情况，而当移动到上部区域时，由于挤压力较大且垃圾粉碎较充分，因此，如果固液分离桶也设置出液孔440则很容易造成堵塞以及粉碎的物料从出液孔440中排出到固液分离桶外与由出液孔440排出的液体混合，这就造成了固液分离不充分的问题。
63.同时，所述出液孔440可以是网孔，也可以点阵分布的圆孔，优选的，所述出液孔440为长条孔，从而可以增加排水速率，同时保证固液分离桶400的结构强度。
64.由于所述固液分离桶400处于悬空状态，因此固液分离桶400与排液口130之间存在一定高度差，从而具有一定的储液能力，能够有效地存储由固液分离桶400内排出的液体，降低液体回流到固液分离桶400内的可能，有利于提高分离效率。
65.进一步，为了加速所述箱体100内的液体的排出，如附图4所示，在所述箱体100的第二底板140上设置有围设在所述螺旋输送轴200外周的导流板600，所述导流板600与所述
第二底板140垂直，其近似为一c形，所述排液口130位于所述导流板600围合的空间内，同时，在所述导流板600的一端具有向所述导流板600围合的空间内侧弯折的折弯部620，所述排液口130位于所述折弯部620与导流板600的主体区域所围合而得到的三角区域630处。
66.如附图4所示，所述螺旋输送轴200外壁设置有位于所述导流板600内设置的排液叶片700，所述排液叶片700跟随所述空心轴220转动，并且将导流板600外侧的液体引入到所述导流板600围合的区域内并向所述三角区域630处的排液口130输送，当水流与所述折弯部620处时被阻挡使水流可以加速进入到排液口130中，从而可以极大地加快排液速度。
67.为了方便进行供料，所述进料口110可以连接上料斗（图中未示出），所述上料斗可以固定在所述箱体100的侧板150上，也可以固定在一支架上，所述上料斗的底板为斜板。
68.更优的方式中，如附图1、附图2所示，所述进料口110连接一自动供料器800的输出口820，所述自动供料器800可以是各种可行的结构，优选的实施例中，如附图2、附图7所示，其包括一平躺或倾斜设置的接料槽板810，所述接料槽板810是一纵截面为c形或u形或匚形的板件，其开口朝上作为上料口830，其一端固定在所述进料口110所在的侧板150上，且该端至少具有所述进料口110形状一致且正对的所述输出口820，所述接料槽板810的另一端设置有封板840。
69.所述自动供料器800还包括驱动落入到所述接料槽板810上的物料向所述进料口110方向输送的输送机构，所述输送机构可以是一可沿所述接料槽板810的轴线方向往复移动的推板（图中未示出），所述推板连接一驱动其直线移动的直线驱动装置，所述直线驱动装置可以是气缸、液压缸等，其固定在所述封板840上。
70.更优的实施例中，所述输送机构采用螺旋输送，此时，如图7所示，所述接料槽板的底部区域为圆弧形，所述输送机构包括与所述接料槽板共轴的转轴850，所述转轴850可自转地架设在所述封板和箱体100的侧板150上，所述转轴850上设置有螺旋输送叶片860，并且，所述转轴850延伸到所述封板840外的一端连接驱动其自转的输送电机870。
71.为了加快固液分离，增加排液通道，如附图2所示，所述接料槽板810上形成有滤液孔811，所述接料槽板810的下部设置有导流槽1000，并且，所述接料槽板810的两侧固定在所述导流槽1000的两个侧板上，所述导流槽的两个侧板与箱体对应侧的两个侧板均是一块板件的部分。
72.同时，如附图2所示，所述导流槽1000的底部为斜板1100，所述斜板1100靠近所述箱体的一端1110低于相对的另一端。所述进料口110所在的侧板150上形成有缺口151，所述缺口151由所述侧板150的下端开始向上延伸接近所述进料口110的高度，当然也可以更低；所述缺口151的宽度可以与其所在侧板150的宽度相同，当然也可以大于或小于其所在侧板的宽度，所述斜板1100的低端1110与所述第二底板140对应所述缺口151的一侧衔接，从而进入到所述导流槽1000中的液体能够在斜板1100及自身重力作用下经所述缺口151流向所述排液口130，并且所述导流槽1000的两侧板与所述箱体的两侧板。
73.进一步，为了方便供料及增加液体分离通道，如附图1、附图2所示，所述接料槽板810上设置有进料斗900，所述进料斗900遮盖所述进料口110所在的侧板150，所述进料斗900的出料端口与所述接料槽板810的上料口830对接，并且所述进料斗900的每个侧板910与所述导流槽1000对应侧的侧板是一块板件的部分，同时，所述进料斗900的端板920与所述进料口110所在的侧板同样是一块板件的部分。
74.所述进料口110所在的侧板上形成有滤孔152，所述滤孔152从与所述进料口相当的高度分布到接近该侧板的顶部，所述滤孔152同样为多排长条孔，从而在大量厨余垃圾进入到自动供料器800中来不及输送时，位于进料斗900处的厨余垃圾中的液体能够通过侧板处的滤孔152进入到所述箱体100中从而从实现排液。
75.更优的实施例中，如附图2、附图4所示，所述箱体100内设置有位于进料口110上方的挡板2000，所述挡板2000上形成有过孔2100及漏液孔2200，所述过孔2100的孔壁与所述固液分离桶400的外壁贴合，所述挡板2000具体是位于所述过滤套筒423的中部位置，从而由所述滤孔152及位于挡板2000上方的出液孔进入到所述箱体100内的液体能够通过漏液孔2200直接落入到所述箱体100的底部，而无需回落到所述进料口110处进入的待处理厨余垃圾中，有利于提高固液分离效率。
76.本方案进一步揭示了一种垃圾处理装置，包括上述实施例的粉碎及固液分离装置，如附图8、附图9所示，包括上述实施例的粉碎及固液分离一体机2，所述粉碎及固液分离一体机2的出料口110连接干垃圾输送管3000，其排液口130连接排液管4000，所述干垃圾输送管3000的出料端通过一转接管6延伸到一垃圾桶3的上方，所述排液管4000通过一延伸管7连接一油水分离装置4的进液口，所述油水分离装置4的具体结构为已知技术，并不是本方案的创新点，此处不做赘述。所述油水分离装置4的排水口连接废水过滤装置5（图中未示出），所述废水过滤装置5可以是已知的各种小型水过滤设备，例如是碳罐过滤器或砂罐过滤器或具有各种水过滤滤芯的过滤器等，其具体结构为已知技术，不是本方案的创新点，在此不做赘述，所述废水过滤装置5处理后的废水可以通过管道排放至下水道（图中为首次）。
77.进一步，如附图8、附图9所示，整个所述粉碎及固液分离一体机2、垃圾桶3及油水分离装置4均设置在一外壳1内，所述外壳1的高度不超过1.5m。此时，所述进料斗900的进料口的高度略高于所述螺旋输送轴200的顶端高度，所述外壳1的顶部具有与所述进料斗900的进料口对应的加料口12，所述加料口12为漏斗状，同时，所述外壳1的侧面包括可开闭的门11，所述门11至少包括正对所述垃圾桶3的部分，从而可以方便垃圾桶3从所述外壳1内移出和放入。优选的，所述外壳1的一侧为两个可开闭的门11，并且其中一个为对开门。同时，正对所述垃圾桶3的门11上形成有观察窗14，所述观察窗14正对所述转接管6的出料端。
78.最后，在进行垃圾倾倒后，如附图8、附图9所示，为了方便进行台面的清洗及作业人员洗手等，在所述外壳1上还设置有水龙头8，所述水孔头8优选为可拉伸水龙头。为了避免清洗时的污水外溢，更优的实施例中，如附图8所示，所述外壳1的顶部至少所述加料口12所在的区域为盥洗槽13，从而可以有有效地避免污水外溢的外壳1的顶部外部。
79.如附图8、附图9所示，所述外壳1的顶部的绝大部分为所述盥洗槽13，剩余的部分处为一凸台，所述凸台朝向所述门11的顶角为倒角，所述倒角的斜面处设置有控制装置9，所述控制装置9用于控制所述粉碎及固液分离一体机2、垃圾桶3及油水分离装置4的工作，其包括控制屏及控制按钮，其具体结构为已知技术，此处不作赘述。
80.整个设备工作时，将厨余垃圾从所述进料斗900置入到所述自动供料器800中，此时，自动供料器800的输送电机的启动可以通过人工操作按钮或触控屏等方式发出启动和停止信号，也可以在进料斗900处设置传感器来感应是否有物料进入从而产生启动信号，并通过程序控制自动停止。
81.自动供料器800将位于其内的厨余垃圾输送到所述固液分离桶内，所述螺旋输送
轴转动将厨余垃圾向上输送，螺旋叶片与切刀配合进行剪切同时螺旋叶片进行挤压实现固液分离，粉碎后的固体向上移动至出料口处经所述干垃圾输送管输出到垃圾桶3中，分离出的液体输送到油水分离装置进行分离，废水进水到废水过滤装置5中经过滤后排放。
82.本实用新型尚有多种实施方式，凡采用等同变换或者等效变换而形成的所有技术方案，均落在本实用新型的保护范围之内。