一种垃圾粉碎设备的制作方法

本发明涉及固体粉碎技术领域，具体地说是一种垃圾粉碎设备。

背景技术

垃圾焚烧发电是快速有效处理垃圾的经济手段。据国家环境部数据显示，国内的303个正在运营的垃圾发电项目中，有三分之一污染排放超标，主要成因是焚烧不充分使排放不可控。在气化焚烧工艺中，垃圾粉碎—预热—碳化—热解—气化—焚烧是达到充分焚烧目的之有效手段。但传统机械无法实现对混杂的垃圾实施粉碎，需要分类、分拣后分别破碎。粉碎方法主要有撞击、撕裂、挤压、剪切等，最好的效果也只能将垃圾破碎至直径约3-5cm碎片的程度，手段上仅仅是一种破碎，均无法达到粉碎目的，而更无法用一种设备实现对成分混杂垃圾实施完全粉碎。

技术实现要素：

本发明的目的在于解决上述问题，提供一种垃圾粉碎设备，能够获得粒度均匀、混合充分的焚烧颗粒，同时避免焚烧前解压拆包、分类分拣等工作。

本发明解决其技术问题所采取的技术方案是：

一种垃圾粉碎设备，包括壳体、粉碎机腔体和驱动粉碎机腔体摆动的第一驱动机构，所述壳体上设有进料机构，粉碎机腔体上设有进料口，进料机构与进料口配合，所述粉碎机腔体上与进料口对应的位置设有腔盖，腔盖在粉碎机腔体上滑动，所述粉碎机腔体上设有高速电机，高速电机设有两套，高速电机输出端安装有刀具，所述刀具与高速电机主轴连接，刀具为一个整体，所述粉碎机腔体下方设有落料管。

进一步地，驱动粉碎机腔体两端设有转轴，第一驱动机构包括电机，电机输出端设有第一带轮，转轴上设有第二带轮，第一带轮和第二带轮通过皮带连接。

进一步地，所述转轴上设有旋转行程控制装置。

进一步地，所述进料机构包括升降臂和进料斗，升降臂安装在壳体上，进料斗与升降臂铰接，壳体上设有弧形移门，弧形移门与壳体之间设有轨道凹槽。

进一步地，所述腔盖与粉碎机腔体球面配合，粉碎机腔体上位于进料口两侧设有轨道，腔盖两端与轨道对应的位置设有滚轮，轨道上设有滚轮槽，所述轨道上与滚轮对应的位置设有定位槽。

进一步地，所述腔盖上设有启闭杆，启闭杆包括连杆和滑块，滑块在第一连杆上滑动，连杆上设有压缩弹簧，压缩弹簧上端与滑块接触，压缩弹簧下端与腔盖接触，滑块上端倾斜；

所述粉碎机腔体上方设有高位挡块，粉碎机腔体右方设有低位挡块，高位挡块到粉碎机腔体中心的距离大于低位挡块到粉碎机腔体中心的距离，所述高位挡块呈梯形，高位挡块斜边与滑块上端斜面配合，低位挡块呈直角三角形，低位挡块直角边与滑块配合，高位挡块和低位挡块均通过第二连杆与壳体连接。

进一步地，所述落料管旁边设有废铁收集管，落料管和废铁收集管呈人字形，落料管和废铁收集管上端设有挡板，挡板上设有支架，支架上端设有第一驱动杆，第一驱动杆两端穿过壳体并与壳体之间转动连接，第一驱动杆伸出壳体的一端设有拨杆，挡板外侧设有一圈密封圈。

进一步地，所述粉碎机腔体外安装电磁选装置。

进一步地，所述高速电机和粉碎机腔体之间设有球缺，所述粉碎机腔体上设有检修口，粉碎机腔体球面上位于检修口外侧设有凹槽，球缺与凹槽配合并与粉碎机腔体连接，球缺与凹槽之间设有第一减震垫圈，球缺中心位置设有通孔，高速电机穿过通孔，高速电机从球缺内侧向球缺外侧伸出并与球缺连接，高速电机与球缺之间设有第二减震垫圈。

进一步地，所述粉碎机腔体内壁与进料口对应的位置设有圆锥面。

本发明的有益效果是：

1、本发明为了解决现有粉碎机无法实现对成分混杂垃圾实施完全粉碎的问题，设计壳体、粉碎机腔体和驱动粉碎机腔体摆动的第一驱动机构，所述粉碎机腔体上设有高速电机，高速电机设有两套，高速电机输出端安装有刀具，在垃圾粉碎的过程中，因粉碎机腔体摆动，刃具不断变换切削方向、摆动使粉碎物随之而往复翻腾，通过粉碎机腔体的摆动配合电主轴高速切削，能够实现对成分混杂垃圾实施完全粉碎，提高焚烧热效率，控制炉渣热灼减率，使垃圾充分焚烧，达到减少排放的目的。

2、本发明采用电主轴高速切削理论，使用一台机器便可对成分混杂的垃圾实现完全粉碎；将刀架直接安装于高速电机主轴上，从而克服了传统主轴传动的机械动力损耗及机械摩擦切削阻力、动不平衡等噪音与能耗的弊端，减少动平衡控制累耗。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明上料状态示意图；

图2为本发明落料状态示意图；

图3为本发明内部结构示意图一；

图4为本发明内部结构示意图二；

图5为本发明内部结构右视图；

图6为本发明腔盖结构示意图；

图7为本发明启闭杆剖视图；

图8为本发明高速电机安装处剖视图；

图9为本发明高速电机与刀具连接处剖视图；

图10为本发明刀具主视图；

图11为图10中a-a处剖视图；

图12为本发明挡板处结构示意图；

图13为本发明粉碎机腔体局部局部剖视图。

图中：壳体1，粉碎机腔体2，进料口3，转轴4，电机5，第一带轮6，第二带轮7，皮带8，旋转行程控制装置9，升降臂10，进料斗11，弧形移门12，轨道凹槽13，腔盖14，轨道15，滚轮16，滚轮槽17，定位槽18，启闭杆19，连杆20，滑块21，压缩弹簧22，高位挡块23，低位挡块24，第二连杆25，高速电机26，刀具27，落料管28，废铁收集管29，挡板30，支架31，第一驱动杆32，拨杆33，密封圈34，电磁选装置35，球缺36，主轴37，检修口38，凹槽39，第一减震垫圈40，通孔41，第二减震垫圈42，连接套43，第二驱动杆44，传动杆13，弹簧46，小球47，u形槽48，球形槽49，挡杆50，三角支点51，切削刀具52，防缠绕刀具53。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明中的技术方案，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，都应当属于本发明保护的范围。

如图1和图2所示，一种垃圾粉碎设备，包括壳体1、粉碎机腔体2和驱动粉碎机腔体2摆动的第一驱动机构，所述粉碎机腔体5为直径约100cm、壁厚约1.5cm的低碳钢材质的球形腔体，所述壳体1上设有进料机构，粉碎机腔体2上设有进料口3，进料机构与进料口3配合，所述粉碎机腔体2上与进料口3对应的位置设有腔盖14，腔盖14在粉碎机腔体2上滚动，所述粉碎机腔体2上设有高速电机26，高速电机26设有两套，两套高速电机26之间的夹角是90度，两高速电机26与落料管28错开，不在同一平面，防止粉碎机腔体2在摆动的过程中与高速电机26之间产生干涉。高速电机26机身穿过粉碎机腔体2连接电源，高速电机26为转速25000-35000n/min的高速变频电机，高速电机26输出端安装有刀具27，所述刀具27与高速电机26主轴37连接，采用电主轴高速切削理论，使刃具以≥25000r/min高速旋转、刃具重心线速度超临界状态，使切削能力、表面张力、强度获得几何级数量增，同时大幅度降低动力能耗，使用一台机器便可对成分混杂的垃圾实现完全粉碎的愿望，而由此而获得粒度＜1mm的焚烧颗粒，将刀架直接安装于高速电机26主轴37，从而克服了传统主轴传动的机械动力损耗及机械摩擦切削阻力、动不平衡等噪音与能耗的弊端，减少动平衡控制累耗，同时粉碎效果好；刀具2为一个整体，保证了刀具27的同轴度，减少高速电机26因刀具27同轴度问题产生的动不平衡震动，所述粉碎机腔体2下方设有落料管28，同时在粉碎机腔体2适当位置可设置监测与照明装置，在垃圾粉碎的过程中，因粉碎机腔体摆动，刃具不断变换切削方向、摆动使粉碎物随之而往复翻腾，获得粒度＜1mm的焚烧颗粒，通过粉碎机腔体2的摆动配合电主轴高速切削，能够实现对成分混杂垃圾实施完全粉碎，提高焚烧热效率，控制炉渣热灼减率，使垃圾充分焚烧，达到减少排放的目的。

对于在城市集中焚烧处理能力不及时或偏远农村社来说，能及时粉碎当日生活垃圾与农业垃圾，减少垃圾堆放空间，是垃圾减量化的有效措施；垃圾中碱性的无机物与酸性有机物在粉碎过程中充分混合，发生中和反应，极大程度抑制垃圾发酵而产生恶臭与渗滤液，起到环境保护的积极作用；健康学角度来看，垃圾分类、分拣回收再利用，存在不利因素，政策要求居民垃圾分类，居民生活便利度受到约束，是政策实施困难主要因素，因此，垃圾合并粉碎、焚烧处理，消除因垃圾而产生的健康隐患，提高居民生活舒适度；垃圾合并粉碎的焚烧前处理，可降低垃圾焚烧发电项目的劳动强度与劳动力成本、减少劳动防护装备的开支、集约化使用土地。

如图3和图4所示，驱动粉碎机腔体2两端设有转轴4，第一驱动机构包括电机5，电机5固定在壳体1底端面，电机5输出端设有第一带轮6，转轴4后端设有第二带轮7，第一带轮6和第二带轮7通过皮带8连接，电机5通过导线与单片机连接，通过单片机控制电机5的正转反转可实现对控制壳体1的摆动，从而使得粉碎机腔体2内的垃圾与高速电机刀具充分接触粉碎，垃圾粉碎效果好。

如图5所示，所述转轴4上设有旋转行程控制装置9，旋转行程控制装置9用于控制粉碎机腔体2的摆动角度，旋转行程控制装置9测定粉碎机腔体2摆动的角度后，将测定的信息传递到单片机，单片机接受到角度信息后，控制电机5制动或者是反转，旋转行程控制装置为现有技术，在此不做过多赘述。

如图1所示，所述进料机构包括升降臂10和进料斗11，升降臂10安装在壳体1上端面，进料斗11与升降臂10铰接，方便调节进料斗11，进料斗11呈漏斗形状，壳体1上设有弧形移门12，弧形移门12与壳体1之间设有轨道凹槽13，弧形移门12沿着轨道凹槽13在壳体1左右移动，弧形移门12和轨道凹槽13为现有技术，在机床中应用广泛，在此不做过多赘述，使用时，现将弧形移门12打开，升降臂10下降使得进料斗11穿过弧形移门12处，并且使得进料斗11穿过进料口3深入到粉碎机腔体2内，垃圾通过进料斗11进入到粉碎机腔体2内，升降臂10采用现有的机械手，此为现有技术，在此不做过多赘述。

如图3和图6所示，所述腔盖14与粉碎机腔体2球面配合，粉碎机腔体2上位于进料口3两侧设有轨道15，腔盖14两端与轨道15对应的位置设有滚轮16，滚轮16沿轨道15滚动，轨道15上设有滚轮槽17，滚轮槽17能够防止滚轮16从轨道15上掉落，保证腔盖14沿轨道移动，可靠性好，所述轨道15上与滚轮16对应的位置设有定位槽18，定位槽18设有四个，四个定位槽18与滚轮16一一对应，当腔盖14移动到进料口3处时，滚轮16落入道定位槽18内。

如图6和图7所示，所述腔盖14上设有启闭杆19，启闭杆19包括连杆20和滑块21，滑块21在第一连杆20上滑动，连杆20上设有压缩弹簧22，压缩弹簧22上端与滑块21接触，压缩弹簧22下端与腔盖14接触，滑块21上端倾斜；所述粉碎机腔体2上方设有高位挡块23，粉碎机腔体2右方设有低位挡块24，高位挡块23到粉碎机腔体2中心的距离大于低位挡块24到粉碎机腔体2中心的距离，所述高位挡块23呈梯形，高位挡块23斜边与滑块21上端斜面配合，低位挡块24呈直角三角形，低位挡块24直角边与滑块21配合，高位挡块23和低位挡块24均通过第二连杆25与壳体1连接。

当粉碎机腔体2内装上垃圾后，首先逆时针转动粉碎机腔体2，当转动到高位挡块23处时，高位挡块23斜边与滑块21上端斜面接触，此时腔盖14不在移动，粉碎机腔体2继续转动直至腔盖14盖住进料口3，此时在压缩弹簧22的作用下，滚轮16进入到定位槽18内，压缩弹簧22能够将轮16压入到定位槽18中，保证滚轮16和定位槽18配合，实现腔盖14的定位，在此状态下，高位挡块23与滑块21不再接触，既腔盖14可随粉碎机腔体2左右移动而不受高位挡块23阻挡；粉碎完成后，粉碎机腔体2逆时针转动到低位挡块24处，此时低位挡块24阻挡滑块21，使得腔盖14不随粉碎机腔体2转动，此时进料口3逐渐打开，粉碎后的垃圾从进料口流出，完成粉碎，由于进料口3逐渐打开，粉碎后的垃圾不会一次性倒出，实用性好。

如图2和图12所示，所述落料管28旁边设有废铁收集管29，落料管28和废铁收集管29呈人字形，落料管28和废铁收集管29上端设有挡板30，挡板30上设有支架31，支架31上端设有第一驱动杆32，第一驱动杆32两端穿过壳体1并与壳体1之间转动连接，第一驱动杆32伸出壳体1的一端设有拨杆33，挡板30外侧设有一圈密封圈34，第一驱动杆32位于落料管28和废铁收集管29上端相交的中心处，并且支架31的高度使得向左转动第一驱动杆32时，挡板30刚好堵住落料管28，向右转动第一驱动杆32时，挡板30刚好堵住废铁收集管29，密封圈34起到密封的作用，防止废铁从落料管28处落下，影响下步成型工艺。

如图1和图3所示，所述粉碎机腔体2外任意有效位置安装电磁选装置35，启动时可将垃圾中的铁器吸附于腔壁，当普通的垃圾粉碎落下后，转动第一驱动杆32使得挡板30堵住落料管28，关闭电磁选装置35，废铁从废铁收集管29落下。

如图8所示，所述高速电机26和粉碎机腔体2之间设有球缺36，所述粉碎机腔体2上设有检修口38，粉碎机腔体2球面上位于检修口38外侧设有凹槽39，球缺36与凹槽39配合并与粉碎机腔体2连接，球缺36与凹槽39之间设有第一减震垫圈40，球缺36中心位置设有通孔41，高速电机26穿过通孔41，高速电机26从球缺36内侧向球缺36外侧伸出并与球缺36连接，高速电机26与球缺36之间设有第二减震垫圈42，高速电机26安装时通过第一减震垫圈40和第二减震垫圈42的二次减震方法，基本消除高速电机26本身因刃具动不平衡的震动所产生的噪音。

在腔体高速电机安装位置，切割下直径小于刃具直径、大于防缠绕刀具直径的球缺36，在本实施例中直径选用28cm，通孔41直径略大于高速电机26机身，将高速电机26由球缺内侧向外侧伸出，将高速电机26机肩通过耐腐螺栓与球缺36固定，以耐腐螺栓将连同电机的球缺36固定于粉碎机腔体2外侧，使用时，首先将高速电机26机肩与球缺36通过耐腐螺栓固定，高速电机26与球缺36组成的整体直接扣在凹槽39内，之后将球缺36与粉碎机腔体2通过耐腐螺栓固定，安装方式简单方便，同时将球缺36取下后方便通过检修口38检修粉碎机腔体2内部，也方便检修高速电机26、刀具27及其连接处。

如图9所示，所述刀具27与高速电机26主轴37连接处设有连接套43，主轴37深入到连接套43内，主轴37与连接套43之间插拔式安装。所述连接套43内设有第二驱动杆44、传动杆13、弹簧46和小球47，连接套43内设有u形槽48，u形槽48下端与外界连通，第二驱动杆44位于u形槽48下端，第二驱动杆44左端传动杆13铰接，第二驱动杆44右端伸出连接套43，传动杆13上端与小球47连接，弹簧46位于u形槽48上端，弹簧46左端与小球47接触，弹簧46右端与u形槽48内壁接触，主轴37上设有球形槽49，小球47与球形槽49配合；u形槽48内侧一端设有挡杆50，此处所说的内侧一端是指u形槽48靠近主轴37的一端，挡杆50上设有三角支点51，三角支点51与传动杆13接触。

使用时，将主轴37插入到连接套43内，此时在主轴37的作用下，弹簧46受力压缩，直至小球47与球形槽49配合，此时在弹簧46的作用下，小球47始终与球形槽49配合，起到固定于主轴37的作用，当需要将刀具27拆卸时，通过按压第二驱动杆44，此时传动杆13在三角支点51处转动，使得小球47克服弹簧46弹力，从而与球形槽49分离，可将刀具27取下，采用插拔式的连接方式，操作简单方便。

如图8所示，所述第一减震垫圈40截面呈l形，第一减震垫圈40位于高速电机26机身、机肩与球缺36结合处。

如图10和图11所示，所述刀具27包括切削刀具52和防缠绕刀具53，切削刀具52和防缠绕刀具53为白钢材质，工作直径之比为5/3。

如图11所示，所述粉碎机腔体2内壁与进料口3对应的位置设有圆锥面54，圆锥面54能够保证落料时粉碎机腔体2内的混合料完全落下，不会有残留。

粉碎过程为，工作启动，进料完毕后，升降臂10举起进料斗11离开粉碎机腔体2，单片机控制电机5驱动粉碎机腔体2逆时针旋转180°，至90°时，腔盖14上的启闭杆19被高位挡块23阻挡使腔盖14与腔盖相对移动而关闭，腔体续进至180°时，高速电机26处于空载位置，系统控制启动高速电机26，约2秒后至全速，空载能够防止启动时崩坏刀具；粉碎机腔体2回程到起始位置，系统控制腔体再逆时针90°、顺时针90°往复摆动，二周即可充分混合与均匀粉碎；在粉碎机腔体2续进至90°时，腔盖14上的启闭杆19滑块受到低位挡块24阻挡使腔盖14移动而渐开，此时落料发生，系统控制刃具停止工作；待腔体续进至135°时，腔盖14完全打开，粉碎机腔体2进料口3已准确对准落料管28，自腔盖开启至对准落料，历经4.5秒过程，落料已经实际完成；腔盖14开启状态与腔体同步逆时针回程135°至初始状态，周而复始，间歇式工作。

腔体容积约为0.5m³，常用垃圾桶容积约0.2m³，每次可以同时送入二桶垃圾进行粉碎，约需15-20秒时间就可以得到理想粉碎效果。

在对本发明的描述中，需要说明的是，术语“左”、“右”、“上”、“下”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，仅是为了便于描述本发明和简化描述，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发明的限制。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。