一种生活垃圾分离资源再利用装置及方法与流程

本发明涉及环保技术领域，具体为一种生活垃圾分离资源再利用装置及方法。

背景技术：

随着人口增长、城市化的加速，城市中产生了大量的城市固体废弃物，而塑料的发明和石油工业的发展，使越来越多的塑料废弃物成为了城市固体废弃物中最难处理的成分。

塑料的回收再生可节约石油资源，如每回收再生1t废弃塑料，相当于节约5t左右的石油、减排约3.75t二氧化碳，每回收1吨聚氯乙烯，可生产2000双塑料凉鞋，相当于少用约2.5t石油。

中国每年有将近350万吨的废弃饮料瓶产生，废弃塑料饮料瓶，形状不规则，大小不统一。比如矿泉水瓶、绿茶瓶、可口可乐瓶、娃哈哈瓶等等，大瓶小瓶，按照垃圾分类的标准，一个喝完的饮料瓶，需要分为三类，第一类，是腰封，是瓶身上的广告贴，软塑料那一部分，第二类，是塑料瓶本身，第三类，是塑料瓶的瓶盖以及连接在瓶身上的塑料圈，也是跟瓶盖连接的塑料圈，也属于瓶盖的部分，但是因为它的结构的设计，在开盖之后，它留在了瓶身瓶口的位置。

腰封：pp、bopp双向拉伸聚丙烯材料；盖子瓶身残留圈：hdpe高密度聚乙烯；瓶身：pet聚酯塑料(pet回收料直接再生塑化成型或者经过共混改性制备改性再生料的制品。例如，将回收的pet塑料瓶通过清洗、分离、干燥后再造粒。可以供制备非食品用的容器、配件、纤维等)。

以上材料回收再利用时，需要将上述三种材料分类存放，否则混在一起就成了废料。

如何利用机械化设备，对塑料瓶瓶身对应的第二类塑料和瓶盖以及连接在瓶身上的塑料圈对应的第三类塑料进行有效分离，成为本申请需要解决的问题。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种生活垃圾分离资源再利用装置及方法，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种生活垃圾分离资源再利用装置，包括底部机架，所述底部机架上安装有瓶盖切割装置、钻头装置以及用于将塑料瓶运送至对应工位的塑料瓶夹紧输送装置；

所述塑料瓶夹紧输送装置包括横置的u型转动架、驱动u型转动架旋转的旋转驱动电机、两个横移丝杠驱动机构以及两个用于夹住塑料瓶的夹子装置，所述u型转动架转动安装在底部机架的侧壁座板内侧，底部机架的侧壁座板外侧安装有旋转驱动电机，旋转驱动电机的输出轴与u型转动架驱动连接，u型转动架的两侧架板上分别固定安装有对应的横移丝杠驱动机构，横移丝杠驱动机构的横移端固定安装有同步气缸，同步气缸的伸缩端安装有对应的夹子装置；

所述瓶盖切割装置包括安装在底部机架上的切割机架、瓶盖切割气缸以及瓶盖切割刀具，所述切割机架上安装有瓶盖切割气缸，瓶盖切割气缸的伸缩端安装有瓶盖切割刀具；

所述钻头装置位于瓶盖切割装置的前方，钻头装置包括用于在塑料瓶瓶底钻孔的钻头组件以及用于驱动钻头组件后移的钻头伸缩驱动机构。

作为本发明进一步的方案，所述横移丝杠驱动机构包括固定在u型转动架的两侧架板上的横移丝杠底座、横移丝杠、横移丝杠电机以及横移滑座，所述横移丝杠底座上转动安装有横移丝杠，横移丝杠底座的端部固定安装有用于与横移丝杠端部驱动连接的横移丝杠电机，横移丝杠底座上端面固定安装有横移滑轨，所述横移滑座滑动设置在横移滑轨上并与横移丝杠螺纹套装配合，所述同步气缸安装固定在横移滑座上。

作为本发明进一步的方案，所述横移丝杠底座的两端还安装有用于与横移滑座配合的接近开关。

作为本发明进一步的方案，所述夹子装置包括夹子板、两个用于夹住塑料瓶瓶身的限位板、多个夹子弹簧以及若干对通电相互排斥的电磁铁，所述夹子板的背面设置有用于与同步气缸的伸缩端连接的夹子座，所述夹子板的左右两侧侧边延伸有侧边板，夹子板的正面设置有两个与侧边板延伸方向垂直的滑动槽，所述限位板通过两端的嵌装滑块滑动设置在对应的滑动槽内，每个限位板与对应的侧边板之间连接有夹子弹簧，每对通电相互排斥的两个电磁铁分别安装在侧边板和限位板上。

作为本发明进一步的方案，所述同步气缸替换为电动伸缩杆。

作为本发明进一步的方案，所述瓶盖切割刀具包括固定在瓶盖切割气缸伸缩端的瓶盖切割刀座以及瓶盖切割刀座上固定安装的十字型切割刀片。

作为本发明进一步的方案，所述切割机架前端对应十字型切割刀片还设置有切割导向座板，切割导向座板开设有供十字型切割刀片穿过的十字型孔；切割导向座板下方的切割机架上还固定连接有瓶盖收集箱。

作为本发明进一步的方案，所述钻头伸缩驱动机构包括固定安装于底部机架上的钻头伸缩机架、钻头伸缩机架上固定安装的钻头推送气缸、钻头推送滑座以及钻头安装架，所述钻头推送滑座滑动安装在钻头伸缩机架上的钻头推送导轨上，钻头推送滑座的一侧端部与钻头推送气缸的伸缩端固定连接，钻头推送滑座的另一侧端部安装有钻头安装架，所述钻头组件包括固定安装在钻头安装架的钻头驱动电机以及转动安装在钻头安装架后端的钻头，钻头驱动电机与钻头驱动连接。

作为本发明进一步的方案，所述钻头上还设置有用于推动塑料瓶瓶底的限位环。

作为本发明进一步的方案，所述底部机架上对应塑料瓶夹紧输送装置的下方、瓶盖切割装置的下方分别设置有第一残夜收集箱、第二残夜收集箱，底部机架上对应塑料瓶夹紧输送装置的运送末端还设置有塑料瓶收集箱。

一种生活垃圾分离资源再利用方法，采用上述任一所述的一种生活垃圾分离资源再利用装置，用于实现塑料瓶的瓶盖、瓶身的分离并单独收集。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1、本发明的设备能对不同大小的塑料瓶实现瓶盖、瓶身的分离并单独收集；

2、本发明的设置有塑料瓶夹紧输送装置，不仅能对塑料瓶进行夹紧输送，而且夹子装置上的限位板能自动将瓶子推到夹子板中间位置，还能调整塑料瓶的倾斜角度，能顺利倒出残留液体，整个设备空间紧凑；

3、本发明的设备中十字型切割刀片的中心、钻头的中心和上下夹子板之间距离的中性面均在一个平面上，塑料瓶夹紧输送装置使用同步气缸或电动伸缩杆，无论对大或小的塑料瓶夹紧时，塑料瓶轴线都会在刀具中性面对应的同一平面上，定位准确；

4、本发明设备设置的十字型切割刀片将瓶口切分，瓶盖、及塑料环和把手即可掉落，结构简单，避免使用旋转拆分的复杂结构，节约设备空间；

5、本发明设备设置的钻头钻进瓶底，并在钻头上设置限位环，避免向前推动塑料瓶时，塑料瓶产生歪斜情况；

6、本发明设备在瓶盖收集箱下部及塑料瓶夹紧输送装置下部设置收集箱，避免瓶口及侧部被切开时，会有残留液体流到平台上；

7、本发明的整个设备体积小，空间布置紧凑，可以对塑料瓶上的两类塑料进行分类回收，操作使用方便。

附图说明

图1为一种生活垃圾分离资源再利用装置的立体结构示意图；

图2为一种生活垃圾分离资源再利用装置中塑料瓶夹紧输送装置的结构示意图；

图3为一种生活垃圾分离资源再利用装置中塑料瓶夹紧输送装置下半部分侧面的结构示意图；

图4为一种生活垃圾分离资源再利用装置中夹子装置的立体结构示意图；

图5为一种生活垃圾分离资源再利用装置中瓶盖切割装置的立体结构示意图；

图6为一种生活垃圾分离资源再利用装置中瓶盖切割刀具的立体结构示意图；

图7为一种生活垃圾分离资源再利用装置中钻头装置的立体结构示意图。

图中：100-底部机架，101-塑料瓶收集箱，102-第一残夜收集箱，103-第二残夜收集箱，2-塑料瓶夹紧输送装置，21-横移丝杠驱动机构，211-横移丝杠底座，212-横移丝杠，213-横移滑轨，214-横移丝杠电机，215-横移滑座，216-同步气缸，22-夹子装置，221-夹子板，222-夹子座，223-限位板，224-嵌装滑块，225-夹子弹簧，226-电磁铁，227-滑动槽，228-侧边板，23-旋转驱动电机，24-u型转动架，25-调向驱动机构，251-调向座板，252-调向电机，253-调向小齿轮，254-调向大齿轮，3-钻头装置，31-钻头伸缩机架，32-钻头推送导轨，33-钻头推送滑座，34-钻头安装架，35-钻头驱动电机，36-钻头，37-钻头推送气缸；

6-瓶盖切割装置，61-切割机架，611-切割导向座板，612-十字型孔，62-瓶盖切割气缸，64-瓶盖切割刀座，65-十字型切割刀片，68-瓶盖塑料收集箱。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1～7，本发明提供一种技术方案：一种生活垃圾分离资源再利用装置，包括底部机架100，所述底部机架100上安装有瓶盖切割装置6、钻头装置3以及用于将塑料瓶运送至对应工位的塑料瓶夹紧输送装置2；

所述塑料瓶夹紧输送装置2包括横置的u型转动架24、驱动u型转动架24旋转的旋转驱动电机23、两个横移丝杠驱动机构21以及两个用于夹住塑料瓶的夹子装置22，所述u型转动架24转动安装在底部机架100的侧壁座板内侧，底部机架100的侧壁座板外侧安装有旋转驱动电机23，旋转驱动电机23的输出轴与u型转动架24驱动连接，u型转动架24的两侧架板上分别固定安装有对应的横移丝杠驱动机构21，横移丝杠驱动机构21的横移端固定安装有同步气缸216，同步气缸216的伸缩端安装有对应的夹子装置22；

所述瓶盖切割装置6包括安装在底部机架100上的切割机架61、瓶盖切割气缸62以及瓶盖切割刀具，所述切割机架61上安装有瓶盖切割气缸62，瓶盖切割气缸62的伸缩端安装有瓶盖切割刀具；

所述钻头装置3位于瓶盖切割装置62的前方，钻头装置3包括用于在塑料瓶瓶底钻孔的钻头组件以及用于驱动钻头组件后移的钻头伸缩驱动机构。

可优选地，所述底部机架100上对应塑料瓶夹紧输送装置2的下方、瓶盖切割装置6的下方分别设置有第一残夜收集箱102、第二残夜收集箱103，底部机架100上对应塑料瓶夹紧输送装置2的运送末端还设置有塑料瓶收集箱101。

显然，本案中的各个气缸也可采用其他伸缩机构，比如，电动伸缩杆、液压伸缩缸。

本发明的工作原理：通过机械上料推送的方式或者手动放置的方式，将塑料瓶放置在下面的夹子装置22上；

然后，两个同步气缸216同时伸出，驱动上面的夹子装置22和下面的夹子装置22相向运动，使得夹子装置22将塑料瓶夹住；在横移丝杠驱动机构21的驱动下，夹子装置22将塑料瓶移动到瓶盖切割装置6的正前方，使得塑料瓶的瓶盖对准瓶盖切割刀具的中心，此时，塑料瓶的瓶底正对钻头装置3；

然后，钻头组件工作，钻头伸缩驱动机构推动钻头组件向后移动，进而，钻头组件钻通塑料瓶的瓶底并延伸至塑料瓶内部，然后，两个夹子装置22将塑料瓶松开，但不离开塑料瓶，钻头伸缩驱动机构继续推动钻头组件向后移动，钻头组件带动整个塑料瓶向后移动到最大位置，使得塑料瓶的瓶盖靠近瓶盖切割刀具；

然后，两个夹子装置22继续将塑料瓶夹紧，瓶盖切割气缸62驱动瓶盖切割刀具伸出，依次切开瓶盖、瓶口以及瓶盖下方的塑料圈或塑料把手，使得瓶盖、塑料圈以及塑料把手脱离塑料瓶，掉落进对应的瓶盖收集箱68内，瓶盖收集箱68上开设有漏孔孔，便于残夜漏出；

然后，瓶盖切割气缸62驱动瓶盖切割刀具回到初始位置，钻头伸缩驱动机构带动钻头组件回到初始位置，横移丝杠驱动机构21驱动夹子装置22横移一段距离，旋转驱动电机23驱动u型转动架24向前或向后旋转，即可带动整个塑料瓶向前或向后倾斜，从而倒出塑料瓶内的残留液体，残留液体掉落进第一残夜收集箱102或第二残夜收集箱103内；

残夜倾倒完成后，横移丝杠驱动机构21驱动夹子装置22到达左侧极限位置，旋转驱动电机23驱动u型转动架24向前旋转一定角度，两个夹子装置22松开，使得塑料瓶掉落到塑料瓶收集箱101，从而实现瓶身塑料和瓶盖塑料的分类收集。

请参阅图2～3，可优选地，所述横移丝杠驱动机构21包括固定在u型转动架24的两侧架板上的横移丝杠底座211、横移丝杠212、横移丝杠电机214以及横移滑座215，所述横移丝杠底座211上转动安装有横移丝杠212，横移丝杠底座211的端部固定安装有用于与横移丝杠212端部驱动连接的横移丝杠电机214，横移丝杠底座211上端面固定安装有横移滑轨213，所述横移滑座215滑动设置在横移滑轨213上并与横移丝杠212螺纹套装配合，所述同步气缸216安装固定在横移滑座215上。

所述横移丝杠底座211的两端还安装有用于与横移滑座215配合的接近开关217。

横移丝杠电机214工作，即可驱动横移滑座215沿着横移滑轨213移动，从而带动同步气缸216和夹子装置22转移位置。

请参阅图4，可优选地，所述夹子装置22包括夹子板221、两个用于夹住塑料瓶瓶身的限位板223、多个夹子弹簧225以及若干对通电相互排斥的电磁铁226，所述夹子板221的背面设置有用于与同步气缸216的伸缩端连接的夹子座222，所述夹子板221的左右两侧侧边延伸有侧边板228，夹子板221的正面设置有两个与侧边板228延伸方向垂直的滑动槽227，所述限位板223通过两端的嵌装滑块224滑动设置在对应的滑动槽227内，每个限位板223与对应的侧边板228之间连接有夹子弹簧225，每对通电相互排斥的两个电磁铁226分别安装在侧边板228和限位板223上。

夹子装置22的工作原理：需要夹住塑料瓶时，两个电磁铁226通电，使得两个夹子板221相向移动，从而将塑料瓶包覆夹住；需要松开塑料瓶时，两个电磁铁226断电，两个夹子板221相离运动，从而将塑料瓶松开。

很显然，本案中的所述同步气缸216可替换为电动伸缩杆，使得伸缩距离控制得更精准。

请参阅图5～6，可优选地，所述瓶盖切割刀具包括固定在瓶盖切割气缸62伸缩端的瓶盖切割刀座64以及瓶盖切割刀座64上固定安装的十字型切割刀片65。

所述切割机架61前端对应十字型切割刀片65还设置有切割导向座板611，切割导向座板611开设有供十字型切割刀片65穿过的十字型孔612；切割导向座板611下方的切割机架61上还固定连接有瓶盖收集箱68。如此结构设置，使得切割过程更加稳定可靠。

通过十字型切割刀片65可以将瓶盖、塑料环切成分散的四片，便于瓶盖、塑料环脱离塑料瓶瓶身，脱落的瓶盖、塑料环掉落进瓶盖收集箱68内。

请参阅图7，可优选地，所述钻头伸缩驱动机构包括固定安装于底部机架100上的钻头伸缩机架31、钻头伸缩机架31上固定安装的钻头推送气缸37、钻头推送滑座33以及钻头安装架34，所述钻头推送滑座33滑动安装在钻头伸缩机架31上的钻头推送导轨32上，钻头推送滑座33的一侧端部与钻头推送气缸37的伸缩端固定连接，钻头推送滑座33的另一侧端部安装有钻头安装架34，所述钻头组件包括固定安装在钻头安装架34的钻头驱动电机35以及转动安装在钻头安装架34后端的钻头36，钻头驱动电机35与钻头36驱动连接。

所述钻头36上还设置有用于推动塑料瓶瓶底的限位环361。通过限位环361推动塑料瓶的瓶底，避免向前推动塑料瓶时，塑料瓶产生歪斜情况。

钻头装置3的工作原理：钻头推送气缸37推动钻头组件向塑料瓶瓶底运动，而钻头驱动电机35可以带动钻头36旋转，从而钻通塑料瓶瓶底；钻通完成后，钻头驱动电机35停止工作，钻头推送气缸37继续推动钻头组件向后移动，直至塑料瓶的瓶盖靠近十字型切割刀片65。

一种生活垃圾分离资源再利用方法，采用上述的生活垃圾分离资源再利用装置，用于实现塑料瓶的瓶盖、瓶身的分离并单独收集。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。