转子式垃圾压缩的制造方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种转子式垃圾压缩机，包括：压缩缸体，该压缩缸体的内部设有腔体；转子，其以能够旋转的方式设于所述腔体内，该转子包括多个顶点以及设于各个顶点间的转子侧；以及驱动装置，其通过相位偏心机构与所述转子连接以驱动所述转子的各个顶点沿所述腔体的内壁的周向曲线对应旋转，使得所述转子的各个转子侧与所述腔体的对应内壁形成对垃圾进行压缩的压缩工作腔，及所述压缩缸体对应所述压缩工作腔设有进料口及出料口。该垃圾压缩机通过转子的转子侧和对应的腔体壁所隔离出的压缩工作腔不断进行容积变化，从而实现对垃圾的压缩，通过转子的循环转动，故能够对垃圾连续不断的进料、压缩、填料入箱的处理工艺流程，进而提高了压缩效率。
【专利说明】转子式垃圾压缩机
【技术领域】
[0001] 本实用新型涉及垃圾压缩领域，特别涉及一种转子式垃圾压缩机。
【背景技术】
[0002] 随着各项城市建设和环卫管理现代化、垃圾资源化、减量化、无害化、产量化 的进程，以及环境综合的推进和项目的实施，各大、中城市都在建设现代化的大型垃圾 转运站中，在现有的垃圾转运站设备中，垃圾压缩机是主要的设备之一，垃圾压缩机的 功能是将居民点收运来的垃圾经过压缩、脱水、收集进垃圾厢内；如中国专利申请号为 200820113689. 9的一种预压式水平垃圾压缩装置，该装置通过主推头总成和副推头总成分 别在主压缩室和副压缩室内来回往复驱动对垃圾进行压缩，以达到对垃圾压实的目的，但 是，主推头总成和副推头总成往主压缩室和副压缩室相反方向推动时并没有对垃圾压缩， 造成垃圾压缩效率降低。
[0003] 公开于该【背景技术】部分的信息仅仅旨在增加对本实用新型的总体背景的理解，而 不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域一般技术人员所公知的现有 技术。 实用新型内容
[0004] 本实用新型的目的在于提供一种三角转子式垃圾压缩机，从而克服现有垃圾压缩 装置压缩率较低的缺点。
[0005] 为实现上述目的，本实用新型提供了一种转子式垃圾压缩机，包括：压缩缸体，该 压缩缸体的内部设有腔体；转子，其以能够旋转的方式设于所述腔体内，该转子包括多个顶 点以及设于各个顶点间的转子侧；以及驱动装置，其通过相位偏心机构与所述转子连接以 驱动所述转子的各个顶点沿所述腔体的内壁的周向曲线对应旋转，使得所述转子的各个转 子侧与所述腔体的对应内壁形成对垃圾进行压缩的压缩工作腔，及所述压缩缸体对应所述 压缩工作腔设有进料口及出料口。
[0006] 优选的，所述转子为三角转子，所述腔体的周向曲线与所述驱动装置通过相位偏 心机构驱动所述三角转子的各个顶点的旋转轨迹相对应。
[0007] 优选的，所述腔体的纵截面呈形。所述三角转子的纵截面呈三角形。
[0008] 优选的，所述转子为四角转子，所述腔体的周向曲线与所述驱动装置通过相位偏 心机构驱动所述四角转子的各个顶点的旋转轨迹相对应。
[0009] 优选的，所述腔体的周向曲线由三段外凸圆弧构成。所述四角转子的纵截面呈四 角星形。
[0010] 优选的，所述相位偏心机构包括：太阳轮，其固定于所述腔体内的轴线上；行星内 齿轮，其固定于所述转子的内侧，且两者同轴设置，该行星内齿轮与所述太阳轮相啮合；以 及曲柄，其一端与所述驱动装置的驱动部固定连接，另一端与所述转子一侧的中心部位连 接，由所述驱动装置驱动曲柄带动所述转子旋转。
[0011] 优选的，所述曲柄的长度等于所述转子在所述腔体内旋转时产生的偏心距。
[0012] 优选的，所述驱动装置为液压马达，该液压马达的驱动轴以与所述太阳轮在同一 轴线上的方式进行设置。
[0013] 优选的，所述偏心机构为两个，分别设于所述转子的两侧，且所述两个相位偏心机 构的曲柄通过以旋转方式设置于所述转子的轴线处的同步花键轴进行连接。
[0014] 优选的，所述转子的各个转子侧呈外凸或呈内凹的方式设置。
[0015] 优选的，所述转子的各个转子侧安装有刀具或钢刷或凸轮或锯齿。
[0016] 优选的，所述压缩工作腔对应的所述腔体壁上开设有多个排污孔，所述排污孔对 应所述腔体壁的外部设有能够拆卸的污水过滤收集装置。
[0017] 与现有技术相比，本实用新型具有如下有益效果：
[0018] 1.本实用新型中的转子式垃圾压缩机，通过转子的转子侧和对应的腔体壁所隔离 出的压缩工作腔不断进行容积变化，从而实现对垃圾的压缩，通过转子的循环转动，故能够 对垃圾连续不断的进料、压缩、填料入箱的处理工艺流程，进而提高了压缩效率。
[0019] 2.通过在转子上安装可拆卸的不同功能的辅助模具，例如安装刀具可以实现垃圾 切割功能；安装钢刷可以解决垃圾缠绕问题；针对不同垃圾成分的压缩要求，安装不同形 状的凸轮来改变压缩工作腔的体积，实现不同压缩密度的要求。
[0020] 3.压缩腔体壁上开设有多个排污孔，腔体底部安装有可拆卸的污水过滤收集装 置，可以对垃圾污水进行有效过滤，防止排污系统堵塞，可拆卸的污水过滤收集装置便于清 洗维修更换。
[0021] 4.因该垃圾压缩机不使用油缸驱动，油缸在温度较高或者较低时效率较低，所以 该垃圾压缩机的环境适应性更广。
【专利附图】
【附图说明】
[0022] 图1是根据本实用新型的垃圾压缩机结构示意图。
[0023] 图2是根据本实用新型的垃圾压缩机局部I结构示意图。
[0024] 图3是根据本实用新型的垃圾压缩机主视结构示意图。
[0025] 图4是根据本实用新型的垃圾压缩机的驱动装置部分结构示意图。
[0026] 图5是外旋轮先的创成法示意图。
[0027] 图6是摆动角示意图。
[0028] 图7是腔体型线的包络线示意图。
[0029] 图8是转子的几何图形示意图。
[0030] 图9是用圆弧代替包络线示意图。
[0031] 图10-1是根据本实用新型的垃圾压缩机进料工作示意图。
[0032] 图10-2是根据本实用新型的垃圾压缩机压缩工作示意图。
[0033] 图10-3是根据本实用新型的垃圾压缩机出料工作示意图。
[0034] 图11-1是根据本实用新型的三角转子的转子侧第一结构示意图。
[0035] 图11-2是根据本实用新型的三角转子的转子侧第二结构示意图。
[0036] 图11-3是根据本实用新型的三角转子的转子侧第三结构示意图。
[0037] 图12-1是根据本实用新型的带锯齿的三角转子结构示意图。
[0038] 图12-2是根据本实用新型的带钢刷的三角转子结构示意图。
[0039] 图12-3是根据本实用新型的带凸轮的三角转子结构示意图。
[0040] 图12-4是根据本实用新型的带刀具的三角转子结构示意图。
[0041] 图13是根据本实用新型的带污水过滤收集装置的垃圾压缩机示意图。
[0042] 图14是根据本实用新型的四角转子垃圾压缩机结构示意图。
[0043] 图15是根据本实用新型的四角转子垃圾压缩机的腔体的周向曲线。
[0044] 图16是根据本实用新型的四角转子垃圾压缩机的转子型线。
[0045] 主要附图标记说明：
[0046] 1-垃圾压缩机，2-三角转子，21-转子侧，22-顶点，23-锯齿，24-钢刷，25-凸轮， 26-刀具，3-压缩缸体，31-进料口，32-出料口，33-腔体，331-压缩工作腔，34-排污孔， 驱动装置，41-液压马达，42-驱动轴，5-相位偏心机构，51-太阳轮，52-曲柄，53-行星内 齿轮，54-同步花键轴，6-污水过滤收集装置，61-侧板，62-导轨，63-垃圾接槽，7-排污系 统，8-四角转子，81-四角转子的转子侧，9-腔体的周向曲线，10-转子型线。
【具体实施方式】
[0047] 下面结合附图，对本实用新型的【具体实施方式】进行详细描述，但应当理解本实用 新型的保护范围并不受【具体实施方式】的限制。
[0048] 除非另有其它明确表示，否则在整个说明书和权利要求书中，术语"包括"或其变 换如"包含"或"包括有"等等将被理解为包括所陈述的元件或组成部分，而并未排除其它 元件或其它组成部分。
[0049] 实施例1 :
[0050] 如图1至图4所示，根据本实用新型【具体实施方式】的一种三角转子式垃圾压缩机 1，包括：压缩缸体3、三角转子2、相位偏心机构5以及驱动装置4,压缩缸体3内部设有的 腔体33,该腔体33的纵截面似" "形；三角转子2以能够旋转的方式设于腔体33内，且 三角转子2的纵截面似三角形，设有三个顶点22和设于三个顶点22间的三个转子侧21， 三个顶点22周向分布且彼此等距，在三角转子的内侧开设有齿轮安装孔，驱动装置4通过 驱动相位偏心机构5带动三角转子2来实现三角转子2的三个顶点22的旋转曲线与腔体 33的内壁的周向曲线相对应，更为具体的，驱动装置为液压马达41，相位偏心机构5包括： 太阳轮51、行星内齿轮53以及曲柄52 ;太阳轮51固定于腔体33的轴线上；行星内齿轮53 固定于三角转子2的内侧的齿轮安装孔处，且行星内齿轮53与三角转子2同轴设置，且行 星内齿轮53与太阳轮51的齿轮相啮合；液压马达41的驱动轴42以与太阳轮51在同一轴 线上的方式进行固定设置；曲柄52的一端与驱动轴42固定连接，另一端与三角转子2 -侧 的中心部位连接，由液压马达41驱动曲柄52带动三角转子2旋转，在本实施例中，为使三 角转子2转动得更稳定，优选在三角转子2的两侧均设置相位偏心机构5,首先设一贯穿三 角转子2的中心并能够转动的同步花键轴54,两个相位偏心机构5连接三角转子2侧面中 心部位的曲柄52端分别与同步花键轴45的两端连接，其中，曲柄52的长度等于三角转子 2在腔体33内旋转时产生的偏心距，行星内齿轮53和太阳轮51的齿数之比为3:2以满足 太阳轮51和行星内齿轮53在旋转时相互啮合的要求，从而实现三角转子2的三个顶点22 的运动曲线分别与腔体33的内壁的周向曲线相对应，其原理与汪克尔转子发动机类似。值 得说明的是，上述驱动装置4的曲柄52也可用偏心轮等类似具有偏心作用部件进行代替。
[0051] 其中，在本实施例中，三角转子的型线和对应的腔体的型线通过以下方式获得：
[0052] 腔体的周向曲线
[0053] 腔体理论型线多采用外旋轮线。它是由一个半径为!的动圆沿着一个半径为 k(r>k)并与之内切的固定圆滚动时，与动圆一起滚动的某一点P所形成的运动轨迹（如图 5所示）。腔体型线方程可表示为：
[0054] x/e = cos a+R/e · cos a/3 (I)
[0055] y/e = sin α+R/e · sin α/3 (2)
[0056] 式中，α为动圆圆心与定圆圆心连线和坐标轴οχ的夹角；e为偏心距；x、y分别为 P点的坐标；若令K = R/e，K称为腔体型线的形状系数，当二圆的半径比k/r = (m-l)/m且 为m整数时，则曲线为封闭曲线。取m = 3。此时，动圆中心和P点的距离R称为腔体型线 的创成半径。这样，式（1)可改写为：
[0057] X = ecos a+eKcos α/3 (3)
[0058] y = esin a +eKsin α /3 (4)
[0059] 型线方程确定后，型线的曲率半径变化规律为：
[0060] q = e (K2+9+6Kcos2 α /3)32K2+27+12Kcos2 α /3 (5)
[0061] 通常K>5,从而使型线不出现内凹尖点影响转子运动；保证转子中心的内齿轮在 型线内腔中运动的顺利。
[0062] 摆动角9和形状系数K
[0063] 摆动角φ是创成半径R和理论型线各点法线的交角；由图6可知，最大摆动角φ可 表示为：
[0064] cos9=K + 3cos2a/ 3K2 + 9 + 6 Kcos2a/ 3 (6)
[0065] 当 a ο = 3/2arccos (-3/K)时，摆动角φ取得最大值(pmax = arcsin3/ K，转子转 动一周，（pmax现4次。显然，影响的唯一因素是形状系数κ。
[0066] 转子的型线
[0067] 三角转子的三个转子侧的曲线形状应满足以下的条件。
[0068] 1)应保证三角转子的三个顶端与腔体型线始终保持接触；
[0069] 2)转子的顶点和腔体壁决不相碰撞；
[0070] 3)转子的转子侧和气缸型线所包围的空间可达到最小，因而可能获得最大的理论 压缩比。
[0071] 把原来的滚动圆（R)固定，让原来的固定圆（K)带着腔体型线沿圆（R)滚动，转动 形成了由形状相同位置各异的腔体型线组成的曲线族，这个曲线族的内包络线即为转子的 周面曲线。见图7和图8。
[0072] 根据几何关系和接触点必需有公切线的运动条件，即可建立转子周面曲线方程：
[0073] X = ecos β+ecos ( α - β/2)+Rcos ( α/3-β/2) (7)
[0074] Y = esin β+esin ( α - β/2)+Rsin ( α/3-β/2) (8)
[0075] 由于上面的计算公式很复杂，实际应用时，为使加工方便，常用通过Α、Β、C三点的 圆弧来代替，如图9,用简单的数学计算，即可得到圆弧的半径和对应的圆心角：
[0076] Pn = e (K-2) 2K - 4 (9)
[0077] δ = 2arcsin3K(K-4)2(K-2)2 (10)
[0078] 显然，转子周面曲线是腔体型线派生出来的，它们的形状完全取决于形状系数K。 即使用圆弧代替转子的周面曲线，它的半径和圆心角仍由K和偏心距e决定。
[0079] 对于实际腔体型线的转子周面曲线，只要用K= (R+a)/e代替K即可得到。然而， 在本实施例中，垃圾压缩机的转子的三个顶点与腔体的周向曲线相对应即可，转子的周向 曲线可根据需要进行调节。
[0080] 如图10-1至图10-3所示，压缩缸体3内的腔体33由旋转的三角转子2的三个转 子侧21将腔体33分为三个体积连续变化的压缩工作腔331，在左侧的压缩工作腔331对 应的腔体壁上设有进料口 31，在右侧的压缩工作腔331对应的腔体壁上设有出料口 32,其 中，位于下方的压缩工作腔331对应的腔体壁上开设有多个排污孔34,该实施例中，三角转 子2的三个顶点22彼此等距，根据纵截面似形的腔体33以及三个体积连续变化的压 缩工作腔331可知，垃圾从进料口 31进入左侧的压缩工作腔331，对应的转子侧21在旋转 时与对应的腔体壁先对垃圾进行预压缩以及通过对应的顶点22将垃圾扒刮到下方的压缩 工作腔331，因下方的压缩工作腔331中对应旋转的转子侧21和对应腔体壁连续变化的体 积更小，因此，再次对垃圾进行压缩，压缩后，在通过旋转的顶点22将垃圾提升到右侧的出 料口 32处，排出压缩后的垃圾。其中，压缩产生的污水可通过多个排污孔34进行排出。通 过三角转子2的转子侧21和对应的腔体壁所隔离出的压缩工作腔331不断进行容积变化， 从而实现对垃圾"扒刮垃圾-压缩脱水-提升装填"的处理工艺，通过三角转子2的循环转 动，故能够对垃圾连续不断的进料、压缩、填料入箱的处理工艺流程，从而提高了压缩效率。 且垃圾压缩机不使用油缸驱动，油缸在温度较高或者较低时效率较低，所以该垃圾压缩机 的环境适应性更广。
[0081] 如图11-1至图11-3所示，可根据垃圾需要压缩的密度来调整三角转子2的转子 侧21的形状，如图11-3所示，将三角转子2的三个转子侧21呈外凸的方式设置，这样设置 由转子侧21和压缩腔331共同作用产生的压缩力最大；如图11-1所示，三角转子2的三个 转子侧21呈内凹的方式设置，该方式产生的压缩力最小；如图11-2所示，也可将三角转子 2的转子侧21部分内凹及部分外凸的形式设置，该方式产生的压缩力适中。
[0082] 如图12-1至图12-4所示，还可根据需要在转子侧21上安装可拆卸的不同功能的 辅助装置，如图12-1和图12-4所示，在转子侧上安装刀具或锯齿，实现对垃圾的切割功能； 如图12-2所示，在转子侧上安装钢刷能够解决垃圾缠绕的问题；如图12-3所示，在转子侧 上安装凸轮，能够改变压缩工作腔的体积，实现不同压缩密度的要求。
[0083] 如图13所示，为使垃圾压缩机更环保，在排污孔34对应腔体壁的外部设有能够拆 卸的污水过滤收集装置6,该装置包括两个侧板61及垃圾接槽63,两个侧板61设于排污孔 34两侧，并在侧板壁上设有导轨62,垃圾接槽63通过滑轮安装于导轨62处，在该实施例 中，若在垃圾接槽63下方设有排污系统7时，可在垃圾接槽63上开设多个漏水孔，从而使 该装置对垃圾污水进行有效过滤，防止排污系统7堵塞，及可拆卸的污水过滤收集装置6便 于清洗维修更换。
[0084] 实施例2 :
[0085] 实施例2的转子式垃圾压缩机的结构与实施例1的转子式垃圾压缩机的结构基本 相同，其不同之处为：
[0086] 1.转子和压缩缸体3内部的腔体33的周向曲线不同；
[0087] 2.太阳轮51的齿数和行星内齿轮53的齿数比例不同；
[0088] 3.相位偏心机构5的曲柄52长度不同。
[0089] 如图14所示，本实用新型实施例2中采用的转子为四角转子8,四角转子8的垃圾 压缩机的原理与三角转子2的原理的类似，因此，通过三角转子2在腔体33内旋转的原理 即可推出四角转子8的型线和压缩缸体3内部腔体33的周向曲线，首先，根据三角转子式 垃圾压缩机的太阳轮51和行星内齿轮53的齿数比例特点，即可得出四角转子8式垃圾压 缩机的行星内齿轮53和太阳轮51的齿数比例，为4:3,齿数比确定后，通过几何学分别推 出四角转子的型线和压缩缸体内部腔体的型线（即腔体的周向曲线），具体如下：
[0090] 腔体的周向曲线
[0091] 四角转子式垃圾压缩机的腔体理论型线（即腔体的周向曲线）方程：
[0092] X = e*cos ( a )+R*cos ( α/4) (11)
[0093] Y = e*s in α ()+R*s in α (/4) (12)
[0094] 〇￡[0°，360°]，6为偏心距，6 = 12，1?为创成半径，1? = 96。
[0095] 而四角转子垃圾压缩机的腔体实际型线（即腔体的周向曲线）方程是：
【权利要求】
1. 一种转子式垃圾压缩机，其特征在于，包括： 压缩缸体，该压缩缸体的内部设有腔体； 转子，其以能够旋转的方式设于所述腔体内，该转子包括多个顶点以及设于各个顶点 间的转子侧；以及 驱动装置，其通过相位偏心机构与所述转子连接以驱动所述转子的各个顶点沿所述腔 体的内壁的周向曲线对应旋转，使得所述转子的各个转子侧与所述腔体的对应内壁形成对 垃圾进行压缩的压缩工作腔，及所述压缩缸体对应所述压缩工作腔设有进料口及出料口。
2. 根据权利要求1所述的转子式垃圾压缩机，其特征在于，所述转子为三角转子，所述 腔体的周向曲线与所述驱动装置通过相位偏心机构驱动所述三角转子的各个顶点的旋转 轨迹相对应。
3. 根据权利要求2所述的转子式垃圾压缩机，其特征在于，所述腔体的纵截面呈形。
4. 根据权利要求2所述的转子式垃圾压缩机，其特征在于，所述三角转子的纵截面呈 三角形。
5. 根据权利要求1所述的转子式垃圾压缩机，其特征在于，所述转子为四角转子，所述 腔体的周向曲线与所述驱动装置通过相位偏心机构驱动所述四角转子的各个顶点的旋转 轨迹相对应。
6. 根据权利要求5所述的转子式垃圾压缩机，其特征在于，所述腔体的周向曲线由三 段外凸圆弧构成。
7. 根据权利要求5所述的转子式垃圾压缩机，其特征在于，所述四角转子的纵截面呈 四角星形。
8. 根据权利要求2或5所述的转子式垃圾压缩机，其特征在于，所述相位偏心机构包 括： 太阳轮，其固定于所述腔体内的轴线上； 行星内齿轮，其固定于所述转子的内侧，且两者同轴设置，该行星内齿轮与所述太阳轮 相啮合；以及 曲柄，其一端与所述驱动装置的驱动部固定连接，另一端与所述转子的一侧的中心部 位连接，由所述驱动装置驱动曲柄带动所述转子旋转。
9. 根据权利要求8所述的转子式垃圾压缩机，其特征在于，所述曲柄的长度等于所述 转子在所述腔体内旋转时产生的偏心距。
10. 根据权利要求8所述的转子式垃圾压缩机，其特征在于，所述驱动装置为液压马 达，该液压马达的驱动轴以与所述太阳轮在同一轴线上的方式进行设置。
11. 根据权利要求8所述的转子式垃圾压缩机，其特征在于，所述偏心机构为两个，分 别设于所述转子的两侧，且所述两个相位偏心机构的曲柄通过以旋转方式设置于所述转子 的轴线处的同步花键轴进行连接。
12. 根据权利要求1所述的转子式垃圾压缩机，其特征在于，所述转子的各个转子侧呈 外凸或呈内凹的方式设置。
13. 根据权利要求1所述的转子式垃圾压缩机，其特征在于，所述转子的各个转子侧安 装有刀具或钢刷或凸轮或锯齿。
14. 根据权利要求1所述的转子式垃圾压缩机，其特征在于，所述压缩工作腔对应的所 述腔体壁上开设有多个排污孔，所述排污孔对应所述腔体壁的外部设有能够拆卸的污水过 滤收集装置。
【文档编号】B65F9/00GK204210980SQ201420655799
【公开日】2015年3月18日 申请日期:2014年11月5日 优先权日:2014年11月5日
【发明者】陈焕燃, 李燕, 梁挺新, 殷俊, 黄县媛, 袁紫运, 刘振华, 杨德权, 农彦, 罗健 申请人:广西玉柴专用汽车有限公司