城市生活塑料垃圾的压缩处理设备及处理方法与流程

本发明属于城市生活垃圾处理领域。

背景技术：

为了解决废旧塑料瓶堆积困扰,将废旧塑料压缩成方形包块,可以起到节省资源，而且具有很好的经济性；由于生活废旧所料中有一部分是强度比较高的空塑料瓶，这些空塑料瓶在被压缩的过程中会发生剧烈爆破现象，造成非常强大的爆破噪音，影响工作人员的健康，而且爆破后的气体产生的冲击波还会影响其他塑料垃圾的压缩效果；而且现有的压缩机构多为液压杆直线压缩的方式，直线压缩存在设备占用空间大的问题。

技术实现要素：

发明目的：为了克服现有技术中存在的不足，本发明提供一种城市生活塑料垃圾的压缩处理设备及处理方法。

技术方案：为实现上述目的，本发明的城市生活塑料垃圾的压缩处理设备，包括圆心角刚好为90°的硬质的弧形垃圾压缩管；所述弧形垃圾压缩管的弧形圆心处设置有固定轴，所述固定轴的外侧通过第一轴承旋转套设有旋转套；所述弧形垃圾压缩管的弧形内侧通过若干支撑臂与所述旋转套固定连接，所述弧形垃圾压缩管通过支撑臂和旋转套沿自身的圆心旋转。

进一步的，所述弧形垃圾压缩管的管截面呈方形，所述弧形垃圾压缩管的管内为截面呈方形的弧形垃圾压缩通道；所述弧形垃圾压缩通道内滑动配合有固定安装的垃圾压缩活塞，所述垃圾压缩活塞位于所述弧形垃圾压缩通道内的逆时针端时，所述弧形垃圾压缩通道的顺时针端刚好竖向朝上；

在垃圾压缩活塞位于所述弧形垃圾压缩通道内的逆时针端的状态下，弧形垃圾压缩管的顺时针端还包括方形压缩箱，且所述方形压缩箱内为上下贯通的方形压缩腔，所述方形压缩腔的下端连通所述弧形垃圾压缩通道的顺时针端；所述方形压缩箱的上端还设置有可开合的箱盖，所述箱盖封堵所述方形压缩腔的上端，所述方形压缩腔和箱盖会跟着所述弧形垃圾压缩管同步沿所述旋转套的轴线同步旋转；

在垃圾压缩活塞位于所述弧形垃圾压缩通道内的顺时针端的状态下，所述方形压缩箱内的方形压缩腔左右贯通，且方形压缩腔左右端被所述箱盖和垃圾压缩活塞的端面封堵。

进一步的，还包括固定设置的支撑梁，所述支撑梁下侧设置有固定轴支架，所述固定轴固定安装在所述固定轴支架上。

进一步的，所述支撑梁的下侧固定设置有悬挂柱，所述悬挂柱的下端固定连接有圆心角大于90°的弧形的活塞支撑杆，所述活塞支撑杆的弧形圆心与所述弧形垃圾压缩管的弧形圆心重合，所述活塞支撑杆的末端固定连接所述垃圾压缩活塞。

进一步的，所述支撑梁上还固定安装有下料漏斗，还包括生活塑料垃圾传送装置，所述废塑料传送装置的出料端对应到所述下料漏斗，在垃圾压缩活塞位于所述弧形垃圾压缩通道内的逆时针端时，所述压缩箱内的方形压缩腔的正上方对应到所述下料漏斗的漏料端。

进一步的，所述旋转套上固定安装有直线电机组，所述直线电机组的直线伸缩推杆的末端固定连接所述箱盖，所述直线伸缩推杆的伸缩运动能带动所述箱盖滑动，从而控制所述方形压缩箱内方形压缩腔上端的开合；所述箱盖的上侧固定连接有沿直线伸缩推杆平行方向延伸的导杆；所述直线电机组的机壳上固定安装有导孔座，所述导杆活动穿过所述导孔座上的导孔；

所述弧形垃圾压缩管的顺时针端的一侧固定设置有第一直线电机座，所述第一直线电机座上固定安装有第一直线电机，所述第一直线电机的第一直线伸缩杆的长度方向与所述旋转套的轴线平行，所述第一直线电机的第一直线伸缩杆的末端支撑连接在所述方形压缩箱的外壁上；所述第一直线电机通过第一直线伸缩杆的伸长或收缩能带动所述方形压缩箱沿旋转套的轴线方向位移；第一直线伸缩杆在伸长状态下，所述方形压缩箱与所述弧形垃圾压缩管的顺时针端分离；

所述弧形垃圾压缩管的顺时针端远离第一直线电机的一侧固定设置有第二直线电机座，所述第二直线电机座上安装有第二直线电机，所述第二直线电机的第二直线伸缩杆的长度方向与所述方形压缩腔的贯通方向平行，所述第二直线电机的第二直线伸缩杆的末端连接有推盘，所述第一直线伸缩杆在伸长的状态下，第二直线伸缩杆能带动推盘推入所述方形压缩腔内；

还包括垃圾压缩方块传送装置，在垃圾压缩活塞位于所述弧形垃圾压缩通道内的顺时针端的状态下，所述垃圾压缩方块传送装置的进料端刚好位于所述箱盖的下方。

进一步的，所述弧形垃圾压缩管的弧形外缘沿弧形周向阵列设置有若干传动齿体，所述弧形垃圾压缩管下方还固定设置有沿左右方向延伸的齿条导轨，所述齿条导轨上沿长度方向滑动设置有齿条，所述齿条的一端沿长度方向固定连接有齿条推杆；

所述齿条通过传动齿轮与所述弧形垃圾压缩管上的若干传动齿体传动配合；所述传动齿轮的齿轮轴通过第二轴承转动安装在轴承座，所述轴承座固定安装在所述齿条导轨上；所述齿条导轨的下侧沿长度方向固定设置有液压缸，所述液压缸的液压伸缩杆末端通过固定连接件与所述齿条推杆的末端固定连接。

进一步的，所述固定轴支架的一侧还固定安装有伺服电机支架，伺服电机支架上固定安装有伺服电机，所述伺服电机的输出轴与所述旋转套同轴心设置；所述伺服电机的输出轴末端垂直连接有摇臂，所述摇臂的末端靠近弧形垃圾压缩管的一侧固定设置有脉冲气缸座，所述脉冲气缸座上固定安装有一组长度方向与所述旋转套轴线平行的脉冲气缸，一组脉冲气缸的气缸推杆末端垂直连接有条状的刺针座，所述刺针座靠近弧形垃圾压缩管的一侧沿沿长度方向等距阵列有若干穿刺针；

所述弧形垃圾压缩管的侧部沿弧形周向方向等距阵列有若干列镂空的穿刺孔，所述伺服电机的输出轴能通过摇臂带动若干穿刺针对应到任意一列所述穿刺孔，所述穿刺针能刺入所对应的穿刺孔中。

进一步的，城市生活塑料垃圾的压缩处理设备的方法，包括如下步骤：

步骤一，初始状态下，液压缸带动齿条向右直线运动，从而在传动齿轮的啮合传动下使弧形垃圾压缩管沿固定轴顺时针旋转，直至垃圾压缩活塞位于弧形垃圾压缩通道内的逆时针端时暂停液压缸，此时弧形垃圾压缩通道的顺时针端刚好竖向朝上，压缩箱内的方形压缩腔为上下贯通的状态，而且此时压缩箱内的方形压缩腔的正上方对应到下料漏斗的漏料端；

与此同时控制直线电机组，使直线伸缩推杆的收缩，从而直线伸缩推杆带动箱盖滑动至脱离方形压缩腔上端，从而使此时的方形压缩腔能接到漏料端漏下的塑料垃圾；

步骤二，废塑料传送装置源源不断的将废塑料制品传送至下料漏斗中，进而下料漏斗的漏料端将塑料垃圾源源不断的下漏至方形压缩腔中，而此时的方形压缩腔的下端是连通弧形垃圾压缩通道顺时针端的，进而塑料垃圾最终通过方形压缩腔源源不断下漏至弧形垃圾压缩通道，直至整个弧形垃圾压缩通道内被垃圾完全填充，然后控制直线电机组，使直线伸缩推杆伸长，从而直线伸缩推杆带动箱盖滑动至方形压缩腔上端，使方形压缩腔的上端被箱盖封堵；

步骤三，伺服电机的输出轴能通过摇臂带动若干穿刺针对应到弧形垃圾压缩管逆时针端的第一列穿刺孔，此时启动脉冲气缸，使若干穿刺针瞬间穿过第一列穿刺孔并刺入弧形垃圾压缩通道中，然后迅速缩回若干穿刺针，若穿刺针所刺入的位置有空塑料瓶，则该位置的空塑料瓶会被刺破；然后伺服电机的输出轴精确旋转预定角度，使摇臂带动若干穿刺针对应到弧形垃圾压缩管逆时针端的第二列穿刺孔，此时启动脉冲气缸，使若干穿刺针瞬间穿过第二列穿刺孔并刺入弧形垃圾压缩通道中，然后迅速缩回若干穿刺针，依次规律类推，弧形垃圾压缩管上的所有穿刺孔都会被穿刺针刺入一次，从而使弧形垃圾压缩通道中的空塑料瓶都被刺破过，由于弧形垃圾压缩通道中的空瓶已被被刺破，在后续的压缩过程中不会发生剧烈爆破的现象；

步骤四，控制液压缸带动齿条向左直线运动，从而在传动齿轮的啮合传动下使弧形垃圾压缩管沿固定轴逐渐逆时针旋转90°，最终使弧形垃圾压缩通道中的所有塑料垃圾被顺时针挤入方形压缩腔内，此时原先占用空间为整个弧形垃圾压缩通道的塑料垃圾被全部压缩到方形压缩腔内，使方形压缩腔内形成致密的方形塑料包块；由于弧形垃圾压缩管已经沿固定轴逆时针旋转了90°，方形压缩箱和箱盖都会跟着旋转90°，此时垃圾压缩方块传送装置的进料端刚好位于此时箱盖的下方；

步骤五，控制第一直线电机，使第一直线伸缩杆做伸长运动，从而推动方形压缩箱沿固定轴轴线方向运动，进而使方形压缩箱与弧形垃圾压缩管的顺时针端分离，然后控制第二直线电机，使第二直线伸缩杆带动推盘推入方形压缩腔内，从而将方形压缩腔内形成的致密的方形塑料包块推出，最终从方形压缩腔内被推出的方形塑料包块到达垃圾压缩方块传送装置上被传送走。

有益效果：本发明穿刺针配合伺服电机的结构能刺破较大的空塑料瓶，从而避免在压缩过程中产生剧烈的爆炸噪音的现象；而且本发明的可旋转的弧形压缩管结构，在同样的体积下比直线压缩方式的压缩量要大。

附图说明

附图1为该装置的整体正视图；

附图2为附图1的基础上弧形垃圾压缩管逆时针旋转45°时的状态；

附图3为附图1的基础上弧形垃圾压缩管逆时针旋转90°时的状态；

附图4为附图1的立体示意图(箱盖处于打开状态)；

附图5为附图1的第二视角下的立体示意图(箱盖处于关闭状态)；

附图6为附图1的侧视图；

附图7为弧形垃圾压缩管、方形压缩箱和箱盖之间的配合示意图；

附图8为弧形垃圾压缩管的侧壁的局部放大示意图；

附图9为附图3的立体示意图；

附图10为在附图9的基础上方形压缩箱与弧形垃圾压缩管的顺时针端分离(参见步骤五的状态)；

附图11为附图2状态下的弧形垃圾压缩管的剖开结构示意图；

附图12为附图3状态下的弧形垃圾压缩管的剖开结构示意图；

附图13为附图12的方形压缩箱处的剖开结构示意图；

附图14为脉冲气缸、穿刺针、摇臂、伺服电机第一示意图；

附图15为脉冲气缸、穿刺针、摇臂、伺服电机第二示意图；

附图16为垃圾压缩活塞结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作更进一步的说明。

如附图1至16所示的城市生活塑料垃圾的压缩处理设备，包括圆心角刚好为90°的硬质的弧形垃圾压缩管23；弧形垃圾压缩管23的弧形圆心处设置有固定轴9，固定轴9的外侧通过第一轴承64旋转套设有旋转套63；弧形垃圾压缩管23的弧形内侧通过若干支撑臂10与旋转套63固定连接，弧形垃圾压缩管23通过支撑臂10和旋转套63沿自身的圆心旋转。

弧形垃圾压缩管23的管截面呈方形，弧形垃圾压缩管23的管内为截面呈方形的弧形垃圾压缩通道41；弧形垃圾压缩通道41内滑动配合有固定安装的垃圾压缩活塞11，如图1，垃圾压缩活塞11位于弧形垃圾压缩通道41内的逆时针端时，弧形垃圾压缩通道41的顺时针端刚好竖向朝上；

如图1，在垃圾压缩活塞11位于弧形垃圾压缩通道41内的逆时针端的状态下，弧形垃圾压缩管23的顺时针端还包括方形压缩箱26，且方形压缩箱26内为上下贯通的方形压缩腔40，方形压缩腔40的下端连通弧形垃圾压缩通道41的顺时针端；方形压缩箱26的上端还设置有可开合的箱盖27，箱盖27封堵方形压缩腔40的上端，方形压缩腔40和箱盖27会跟着弧形垃圾压缩管23同步沿旋转套63的轴线同步旋转；

如图3和图12，在垃圾压缩活塞11位于弧形垃圾压缩通道41内的顺时针端的状态下，方形压缩箱26内的方形压缩腔40左右贯通，且方形压缩腔40左右端被箱盖27和垃圾压缩活塞11的端面11.1封堵。

还包括固定设置的支撑梁4，支撑梁4下侧设置有固定轴支架6，固定轴9固定安装在固定轴支架6上。

支撑梁4的下侧固定设置有悬挂柱5，悬挂柱5的下端固定连接有圆心角大于90°的弧形的活塞支撑杆8，活塞支撑杆8的弧形圆心与弧形垃圾压缩管23的弧形圆心重合，活塞支撑杆8的末端固定连接垃圾压缩活塞11。

支撑梁4上还固定安装有下料漏斗1，还包括生活塑料垃圾传送装置3，废塑料传送装置3的出料端对应到下料漏斗1，在垃圾压缩活塞11位于弧形垃圾压缩通道41内的逆时针端时，压缩箱26内的方形压缩腔40的正上方对应到下料漏斗1的漏料端28。

旋转套63上固定安装有直线电机组61，直线电机组61的直线伸缩推杆29的末端固定连接箱盖27，直线伸缩推杆29的伸缩运动能带动箱盖27滑动，从而控制方形压缩箱26内方形压缩腔40上端的开合；箱盖27的上侧固定连接有沿直线伸缩推杆29平行方向延伸的导杆2；直线电机组61的机壳上固定安装有导孔座60，导杆2活动穿过导孔座60上的导孔；

弧形垃圾压缩管23的顺时针端的一侧固定设置有第一直线电机座43，第一直线电机座43上固定安装有第一直线电机46，第一直线电机46的第一直线伸缩杆45的长度方向与旋转套63的轴线平行，第一直线电机46的第一直线伸缩杆45的末端支撑连接在方形压缩箱26的外壁上；第一直线电机46通过第一直线伸缩杆45的伸长或收缩能带动方形压缩箱26沿旋转套63的轴线方向位移；第一直线伸缩杆45在伸长状态下，方形压缩箱26与弧形垃圾压缩管23的顺时针端分离；

弧形垃圾压缩管23的顺时针端远离第一直线电机46的一侧固定设置有第二直线电机座44，第二直线电机座44上安装有第二直线电机25，第二直线电机25的第二直线伸缩杆30的长度方向与方形压缩腔40的贯通方向平行，第二直线电机25的第二直线伸缩杆30的末端连接有推盘31，第一直线伸缩杆45在伸长的状态下，第二直线伸缩杆30能带动推盘31推入方形压缩腔40内；

还包括垃圾压缩方块传送装置22，在垃圾压缩活塞11位于弧形垃圾压缩通道41内的顺时针端的状态下，垃圾压缩方块传送装置22的进料端刚好位于箱盖27的下方。

弧形垃圾压缩管23的弧形外缘沿弧形周向阵列设置有若干传动齿体24，弧形垃圾压缩管23下方还固定设置有沿左右方向延伸的齿条导轨14，齿条导轨14上沿长度方向滑动设置有齿条13，齿条13的一端沿长度方向固定连接有齿条推杆15；

齿条13通过传动齿轮12与弧形垃圾压缩管23上的若干传动齿体24传动配合；传动齿轮12的齿轮轴21通过第二轴承19转动安装在轴承座20，轴承座20固定安装在齿条导轨14上；齿条导轨14的下侧沿长度方向固定设置有液压缸18，液压缸18的液压伸缩杆17末端通过固定连接件16与齿条推杆15的末端固定连接。

固定轴支架6的一侧还固定安装有伺服电机支架47，伺服电机支架47上固定安装有伺服电机32，伺服电机32的输出轴33与旋转套63同轴心设置；伺服电机32的输出轴33末端垂直连接有摇臂34，摇臂34的末端靠近弧形垃圾压缩管23的一侧固定设置有脉冲气缸座35，脉冲气缸座35上固定安装有一组长度方向与旋转套63轴线平行的脉冲气缸36，一组脉冲气缸36的气缸推杆37末端垂直连接有条状的刺针座38，刺针座38靠近弧形垃圾压缩管23的一侧沿沿长度方向等距阵列有若干穿刺针39；

弧形垃圾压缩管23的侧部沿弧形周向方向等距阵列有若干列镂空的穿刺孔42，伺服电机32的输出轴33能通过摇臂34带动若干穿刺针39对应到任意一列穿刺孔42，穿刺针39能刺入所对应的穿刺孔42中，穿刺孔42还有漏气的作用，促进压缩时内部的气体逃逸出来，降低压缩阻力。

城市生活塑料垃圾的压缩处理设备的方法，和工作原理如下：

包括如下步骤：

步骤一，初始状态下，如图1，液压缸18带动齿条13向右直线运动，从而在传动齿轮12的啮合传动下使弧形垃圾压缩管23沿固定轴9顺时针旋转，直至垃圾压缩活塞11位于弧形垃圾压缩通道41内的逆时针端时暂停液压缸18，此时弧形垃圾压缩通道41的顺时针端刚好竖向朝上，压缩箱26内的方形压缩腔40为上下贯通的状态，而且此时压缩箱26内的方形压缩腔40的正上方对应到下料漏斗1的漏料端28；

与此同时控制直线电机组61，使直线伸缩推杆29的收缩，从而直线伸缩推杆29带动箱盖27滑动至脱离方形压缩腔40上端，从而使此时的方形压缩腔40能接到漏料端28漏下的塑料垃圾；

步骤二，废塑料传送装置3源源不断的将废塑料制品传送至下料漏斗1中，进而下料漏斗1的漏料端28将塑料垃圾源源不断的下漏至方形压缩腔40中，而此时的方形压缩腔40的下端是连通弧形垃圾压缩通道41顺时针端的，进而塑料垃圾最终通过方形压缩腔40源源不断下漏至弧形垃圾压缩通道41，直至整个弧形垃圾压缩通道41内被垃圾完全填充，然后控制直线电机组61，使直线伸缩推杆29伸长，从而直线伸缩推杆29带动箱盖27滑动至方形压缩腔40上端，使方形压缩腔40的上端被箱盖27封堵；

步骤三，伺服电机32的输出轴33能通过摇臂34带动若干穿刺针39对应到弧形垃圾压缩管23逆时针端的第一列穿刺孔42，此时启动脉冲气缸36，使若干穿刺针39瞬间穿过第一列穿刺孔42并刺入弧形垃圾压缩通道41中，然后迅速缩回若干穿刺针39，若穿刺针39所刺入的位置有空塑料瓶，则该位置的空塑料瓶会被刺破；然后伺服电机32的输出轴33精确旋转预定角度，使摇臂34带动若干穿刺针39对应到弧形垃圾压缩管23逆时针端的第二列穿刺孔42，此时启动脉冲气缸36，使若干穿刺针39瞬间穿过第二列穿刺孔42并刺入弧形垃圾压缩通道41中，然后迅速缩回若干穿刺针39，依次规律类推，弧形垃圾压缩管23上的所有穿刺孔42都会被穿刺针39刺入一次，从而使弧形垃圾压缩通道41中的空塑料瓶都被刺破过，由于弧形垃圾压缩通道41中的空瓶已被被刺破，在后续的压缩过程中不会发生剧烈爆破的现象；

步骤四，控制液压缸18带动齿条13向左直线运动，从而在传动齿轮12的啮合传动下使弧形垃圾压缩管23沿固定轴9逐渐逆时针旋转90°，如图3所示，最终使弧形垃圾压缩通道41中的所有塑料垃圾被顺时针挤入方形压缩腔40内，此时原先占用空间为整个弧形垃圾压缩通道41的塑料垃圾被全部压缩到方形压缩腔40内，使方形压缩腔40内形成致密的方形塑料包块71；由于弧形垃圾压缩管23已经沿固定轴9逆时针旋转了90°，方形压缩箱26和箱盖27都会跟着旋转90°，此时垃圾压缩方块传送装置22的进料端刚好位于此时箱盖27的下方；如图9，

步骤五，控制第一直线电机46，使第一直线伸缩杆45做伸长运动，从而推动方形压缩箱26沿固定轴9轴线方向运动，进而使方形压缩箱26与弧形垃圾压缩管23的顺时针端分离，如图10，然后控制第二直线电机25，使第二直线伸缩杆30带动推盘31推入方形压缩腔40内，从而将方形压缩腔40内形成的致密的方形塑料包块71推出，最终从方形压缩腔40内被推出的方形塑料包块71到达垃圾压缩方块传送装置22上被传送走。

以上仅是本发明的优选实施方式，应当指出：对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。