CN108823074B - 用于垃圾资源化处理的搅拌装置与搅拌方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种用于垃圾资源化处理的搅拌装置与搅拌方法，通过搅拌机构上的搅拌叶片的正向和反向螺旋，使得在旋转搅拌物料时，阻碍物料朝向端部位置移动，并且通过正向和反向螺旋的作用，使得物料在相交位置进行充分的碰撞和搅拌，使得物料充分搅拌，提高效率和均匀性，避免堆积。同时，通过搅拌机构的转动轴同时作为加热介质通道的设计，使得物料在搅拌时即充分加热，全局加热，避免在某一点设置加热盘或者加热棒带来的局部加热、受热不均匀的问题。

Description

用于垃圾资源化处理的搅拌装置与搅拌方法

技术领域

本发明涉及垃圾处理设备领域，具体而言涉及一种用于垃圾资源化处理的搅拌装置及搅拌方法。

背景技术

目前，生活垃圾处理技术中，主要是生化处理、焚烧和卫生填埋为主，其中生化垃圾处理技术，采用好氧发酵堆肥技术为主，适合对餐厨等生活垃圾进行有机发酵处理，进行资源化利用，生成的堆肥可以用于改良土壤或者培育植物的基肥来使用，实现废物利用。

现有的搅拌搅拌发酵设备，通常采用罐型设计，在搅拌罐上设计进出料口、加热器、通排期管道以搅拌绞龙，通过搅拌绞龙进行送料搅拌，辅助以热风和氧气，便于微生物对仓体内的餐厨垃圾进行发酵处理，在发酵的过程中能够便于观察发酵的情况，最后将发酵完毕的餐厨垃圾冲出料口排除，完成发酵过程。

例如中国专利201720351942.3提出的垃圾发酵搅拌桶，包括桶状的发酵腔；在发酵腔内设有加热盘管、风扇和搅拌轴；搅拌轴水平架设在发酵腔中，搅拌轴的两端通过滚珠轴承与发酵腔的壁板固定；搅拌轴上设有凸起的轴肩；；发酵腔的顶部固定有加热盘管；在加热盘管与发酵腔的顶壁之间设有风扇；风扇对准加热盘管吹送，热风被吹向发酵腔中的垃圾；在搅拌轴上安装有便于拆卸的搅拌板。

又如，中国专利201721046261.2提出的餐厨垃圾处理装置的发酵仓，包括仓体，仓体中间位置为传动轴，传动轴上均匀排布有搅拌叶，仓体的侧面安装有出料口，仓体的侧面安装有减压阀和排水阀。这种餐厨垃圾处理装置的发酵仓，便于微生物对仓体内的餐厨垃圾进行发酵处理，在发酵的过程中能够便于观察发酵的情况，最后将发酵完毕的餐厨垃圾冲出料口排除，完成发酵过程。

另外中国专利201711174514.9还提出一种轴向水平设置的发酵搅拌桶；发酵搅拌桶内同轴设置有搅拌轴；在搅拌轴上设有多根搅拌棒；发酵搅拌桶的顶部回转面上设有垃圾入口和排气孔；发酵搅拌桶的侧向回转面上设有垃圾出口；在发酵搅拌桶的顶部还设有一个进风供氧孔；进风供氧孔外接磁化氧气装置；磁化氧气装置包括风道、磁铁、加热棒和风扇；风道为圆柱形管道；风道为不导磁材料制成；在风道外套装有磁铁；磁铁均匀分布于风道的回转表面上；风道的出口连通至进风供氧孔；风道的出口内设有加热棒；风道的进风口处设有风扇。

又见多个现有技术提及的搅拌发酵罐，其中涉及到的搅拌发酵机构均采用单一的搅拌蛟龙进行传递式的搅拌，通入的热空气更加加速发酵过程的进行，从而实现快速的发酵处理。但在实际处理过程中，我们发现，通过以往的方式进行搅拌，往往容易发生搅拌不充分、加热不充分的情况发生，铰龙的传递时朝向同一方向的，最顶端部位的物料往往得不到充分搅拌和受热发酵，而且物料也容易网两端堆积，而且传统的加热方式一般都是通过加热盘或者加热棒、加热管等方式，造成受热不充分、不均匀，影响物料发酵的最终结果和效率。

现有技术文献：

中国专利：CN201720351942.3

中国专利：CN201721046261.2

中国专利：CN201711174514.9

发明内容

本发明目的在于提供一种通过加热组件和搅拌组件的优化设计，改善搅拌均匀性和加热均匀性的用于垃圾资源化处理的搅拌装置与搅拌方法。

为实现上述目的，本发明提出的用于垃圾资源化处理的搅拌装置包括：

具有纵长腔体的箱体；

设置在腔体内并可从外部驱动的搅拌机构，搅拌机构沿着腔体的纵长方向支撑在腔体内；

位于箱体外部的用于驱动搅拌机构的电机组件；

其中，搅拌机构包括一空心管以及设置在空心管外周表面、并沿着腔体纵长方向延伸的螺旋叶片；空心管的两个端头中的第一端头设置有旋转接头；电机组件的旋转输出通过旋转接头传递到搅拌机构的空心管；

螺旋叶片具有两个端头以及中间部，两个端头位置的螺旋方向相同，并与中间部位置的螺旋方向相反。

如此，通过搅拌机构上的搅拌叶片的正向和反向螺旋，使得在旋转搅拌物料时，阻碍物料朝向端部位置移动，并且通过正向和反向螺旋的作用，使得物料在相交位置进行充分的碰撞和搅拌，使得物料充分搅拌，提高效率和均匀性，避免堆积。同时，通过搅拌机构的轴(即空心管)同时作为加热介质通道的设计，使得物料在搅拌时即充分加热，全局加热，避免在某一点设置加热盘或者加热棒带来的局部加热、受热不均匀的问题。

在进一步的实施例中，所述旋转接头设置有进水口，第二端头设置有出水口；所述旋转接头的进水口被设置与外部的热介质管路连通，用于通入加热液体介质。如此，通过外部接入的液体加热介质，在搅拌轴即空心管内形成热循环，对搅拌物料进行循环、全面的加热，确保加热的均匀性。

根据本公开，本发明还提出一种设置了对向的搅拌机构的用于垃圾资源化处理的搅拌装置，包括：

具有纵长腔体的箱体；

设置在所述腔体内并可从外部驱动的两个搅拌机构，搅拌机构沿着所述腔体的纵长方向支撑在腔体内；

位于箱体外部的用于驱动搅拌机构的电机组件；

其中，搅拌机构均包括一空心管以及设置在空心管外周表面、并沿着腔体纵长方向延伸的螺旋叶片；所述空心管的两个端头中的第一端头设置有旋转接头；所述电机组件的旋转输出通过旋转接头传递到搅拌机构的空心管；

所述螺旋叶片具有两个端头以及中间部，所述两个端头位置的螺旋方向相同，并与中间部位置的螺旋方向相反；

所述两个搅拌机构被设置成以至少第一模式和第二模式驱动工作，在第一模式下，两个搅拌机构的转动方向相反，在第二模式下，两个搅拌机构的转动方向相同。

如此，在搅拌发酵时，两个平列的搅拌机构的旋转方向相反，使得物料进一步充分碰撞搅拌，提高搅拌的充分性，而在出料时，两个搅拌机构的旋转方向则相同，利于朝向出料口方向进行一致性推动物料，利于出料。

根据本公开，还提出一种用于垃圾资源化处理的搅拌方法，包括下述步骤：

对搅拌物料配置两个独立驱动的搅拌机构；

根据物料的处理状态确定搅拌机构的工作模式，其中在物料搅拌和发酵过程中，使得两个搅拌机构的转动方向相反，在出料过程中，使得两个搅拌机构的转动方向相同。

进一步的方案，在所述两个搅拌机构的转动轴表面设置正反螺旋结构，其中，位于两端头位置为反向螺旋，位于两端头之间的为正向螺旋，在转过过程中使得物料具有朝向中央运动的趋势。

应当理解，前述构思以及在下面更加详细地描述的额外构思的所有组合只要在这样的构思不相互矛盾的情况下都可以被视为本公开的发明主题的一部分。另外，所要求保护的主题的所有组合都被视为本公开的发明主题的一部分。

结合附图从下面的描述中可以更加全面地理解本发明教导的前述和其他方面、实施例和特征。本发明的其他附加方面例如示例性实施方式的特征和/或有益效果将在下面的描述中显见，或通过根据本发明教导的具体实施方式的实践中得知。

附图说明

附图不意在按比例绘制。在附图中，在各个图中示出的每个相同或近似相同的组成部分可以用相同的标号表示。为了清晰起见，在每个图中，并非每个组成部分均被标记。现在，将通过例子并参考附图来描述本发明的各个方面的实施例，其中：

图1是本发明的用于垃圾资源化处理的搅拌装置的整体示意图。

图2是本发明的用于垃圾资源化处理的搅拌装置的搅拌机构的示意图。

图3是本发明的用于垃圾资源化处理的搅拌装置的搅拌叶片的示意图，3a表示主视图，3b表示截面图。

具体实施方式

为了更了解本发明的技术内容，特举具体实施例并配合所附图式说明如下。

在本公开中参照附图来描述本发明的各方面，附图中示出了许多说明的实施例。本公开的实施例不必定意在包括本发明的所有方面。应当理解，上面介绍的多种构思和实施例，以及下面更加详细地描述的那些构思和实施方式可以以很多方式中任意一种来实施，这是因为本发明所公开的构思和实施例并不限于任何实施方式。另外，本发明公开的一些方面可以单独使用，或者与本发明公开的其他方面的任何适当组合来使用。

结合图1-图3所示，本公开的第一方面的用于垃圾资源化处理的搅拌装置，用于进行垃圾的搅拌处理，还可以辅助以空气以进行发酵处理，更可选的是，通入热空气进一步加强发酵的效率和效果。

在搅拌进行中，使用正反螺旋的搅拌机构对物料进行搅拌，阻止物料朝向两端运动堆积，使其朝向中央位置进行搅拌和碰撞，提高搅拌的均匀性和效果。

另外，在一些更加有利的实施例中，设计搅拌机构的搅拌轴为空心轴，通入加热液体介质流动，在对物料的持续搅拌过程中，实现循环、全面的加热。

另外，在一些更加有利的实施例中，在搅拌装置的箱体内设置两个搅拌机构，尤其是平行的设置，在不同的工作模式下，例如搅拌、出料时，控制使搅拌机构的旋转方向相同护着相反，以实现在搅拌和出料时以更有利的方式进行。

下面结合附图所示，根据具体的描述本发明的各个方面的示例性实现。

结合图1、图2所示，搅拌装置具有一箱体100，箱体内部定义出了物料的搅拌和发酵的内腔。

作为可选的例子，箱体100为方形构造，具有纵长的内腔。箱体100包括顶部100a、沿着具有纵长方向的侧板100b、位于纵长方向两端的端板100c以及底部100d。

在另外的实施例中，箱体100还可以构造成其他有利的形状，例如纵长罐体。在本发明的教导下，箱体100的形态不限于上述提出的方形和纵长罐体。

箱体顶部100a上设置进料口110，用于供厨余、餐厨垃圾等物料输入进入到箱体的内腔中。

箱体底部100d设置有出料机构120与出料口(未示出)，出料机构120控制出料口处的出料。

箱体顶部100a上还设置了排气组件150，连通到箱体100的内腔，用于排出内腔中生成的水汽、臭气。优选的，排气组件外接抽气机，进行抽风除湿、去除臭气。

箱体顶部100a在一些实施例中，构造为上盖，与两个侧板固定。

在一些实施例，箱体上例如侧板100b上还可以设置进风口101，图示中具有2个进风口，与箱体内腔连通，外接到外部的热气源或者热空气管道，用于向箱体内通入热空气，增强发酵的效果。

结合图1、2所示，箱体的外部还设置电机组件140，用于驱动搅拌机构130旋转，搅拌物料。

结合图3，搅拌机构130设置在内腔中并可从外部驱动，搅拌机构130沿着腔体的纵长方向支撑在腔体内，结合图3所示，搅拌机构130支承在箱体内腔的轴承座139上。

搅拌机构130包括一空心管131以及设置在空心管外周表面、并沿着腔体纵长方向延伸的螺旋叶片132。空心管131构成搅拌机构130的旋转轴。

空心管131的两个端头，第一端头和第二端头中，其中的第一端头设置有旋转接头135。

电机组件140的旋转输出通过旋转接头135传递到搅拌机构的空心管131，驱动空心管旋转131，带动旋转叶片连续旋转。

如图1、图3，螺旋叶片132具有两个端头132A以及中间部132B，两个端头位置的螺旋叶片的螺旋方向相同，并与中间部位置的螺旋方向相反。如图3，中间位置的螺旋方向为正螺旋，两个端头位置的螺旋叶片的螺旋方向为反螺旋。

如此，通过搅拌机构上的搅拌叶片的正向和反向螺旋，使得在旋转搅拌物料时，阻碍物料朝向端部位置移动，并且通过正向和反向螺旋的作用，使得物料在相交位置进行充分的碰撞和搅拌，使得物料充分搅拌，提高效率和均匀性，避免堆积。

图3示例性的表示了本发明的一个实施例的正螺旋的示意图，其中内径D1为406mm，外径D2为806mm，螺距L为1000mm，旋向为右旋。

当然，在本发明的搅拌机构的其他实施例，还可以采用其他尺寸的螺旋机构以利于搅拌的进行。

在一些实施例中，端部的反螺旋采用类似的尺寸，或者采用与中间的螺旋相同的内外径，但螺距不同。

结合图3所示，电机组件140包括电机141和减速机142，电机141的旋转输出通减速机142传递到空心管131。

优选的，空心管131的旋转接头135延伸穿出箱体的端板100c，旋转接头与减速机142的输出齿轮连接，以实现同步驱动，由此实现搅拌机构与旋转接头同步转动。

旋转接头135设置有进水口，空心管的两个端头中的第二端头设置有出水口(未示出)，如此以利于将旋转接头的进水口设置与外部的热介质管路连通，例如热水罐以及热水循环管路连通，用于通入加热液体介质，通过进水口和出水口以及循环管路形成液体加热流道，前述的液体介质可以采用水或者其他导热性良好的液体介质。

如此，我们将通过搅拌机构的轴(即空心管)同时作为加热介质通道的设计，使得物料在搅拌时即充分加热，全局加热，避免传统的在某一点设置加热盘或者加热棒带来的局部加热、受热不均匀的问题。

在一些实施例中，箱体100的内腔被设置成两个相同的空间，其中均安装了一个前述的搅拌机构130，并在箱体外安装对应的电机组件140用于驱动对应的搅拌机构130，优选的每个电机组件和搅拌机构被独立的驱动。

根据本公开的优选实施例，前述两个搅拌机构130被设置成以至少第一模式和第二模式驱动工作，在第一模式下，两个搅拌机构的转动方向相反，在第二模式下，两个搅拌机构的转动方向相同。

在具体的示例性方案中，当搅拌装置处于搅拌发酵模式时，需要对物料进行充分搅拌、翻转、混合和发酵的时候，控制所述两个搅拌机构130的搅拌方向相反，使得在搅拌时，通过中间的正螺旋叶片的翻料运动将使得物料进行充分的翻转，进一步充分碰撞搅拌；而在出料时，两个搅拌机构的旋转方向则相同，利于朝向出料口方向进行一致性推动物料，利于出料。

结合每个搅拌机构上的正反螺旋设计，在翻转物料时，起到阻止物料朝向两侧边缘运动，使物料具有朝向中央运动的趋势，从而进一步增强物料搅拌的均匀性和加热的全面性，尽可能的减少物料朝向两侧死角的堆积。

优选的方案，箱体内的两个搅拌机构平行排列，以更加有利于实现翻转和均匀混合。

在一些实施例中，为了在箱体内形成热介质循环加热流道，两个搅拌机构的空心管131，在其位于箱体内的同一侧经过管路连通，如此，使得两个搅拌机构的空心管形成一连通的介质通道，连通到外部的热水炉或者热介质循环管理中，实现对箱体内腔内的物料进行循环加热的效果。

作为可选的例子，搅拌装置可以设置控制器(未表示出)，控制器根据出料机构120的动作控制搅拌机构进入第二模式，即连个搅拌机构的旋转方向相同。

例如，在一些实施例中，出料机构120可以包括液压机构121以及挡板122，液压机构121具有液压缸和活塞杆，122挡板可在关闭出料口或者打开出料口的位置移动，液压缸驱动活塞杆运动，活塞杆与挡板机构连接，并驱动挡板运动。

在另一些实施例中，出料机构120还可以通过电机驱动机构以及可移动式挡板的方式来实现，例如通过电机驱动挡板在关闭出料口或者打开出料口的位置移动，从而实现对出料口的出料控制。

如前述的，控制器可被设置成控制整个搅拌装置在搅拌和发酵运行时采用第一模式转动，也即：在搅拌和发酵运行时，控制2个搅拌机构130以相反的旋转方向运行。

由此，根据本上述各个实施例的搅拌装置，我们在公开还提出一种用于垃圾资源化处理的搅拌方法，包括下述步骤：

对搅拌物料配置两个独立驱动的搅拌机构130；

根据物料的处理状态确定搅拌机构130的工作模式，其中在物料搅拌和发酵过程中，使得两个搅拌机构的转动方向相反，在出料过程中，使得两个搅拌机构的转动方向相同。

尤其是在优选的例子中，两个搅拌机构的转动轴(即空心管131)表面设置正反螺旋结构，其中，位于两端头位置为反向螺旋，位于两端头之间的为正向螺旋，使得搅拌机构在转动过程中阻止物料朝向两侧边缘运动，因而在转过过程中使得物料具有朝向中央运动的趋势。

在转动过程中，还将监测物料的温度。

为了提高发酵的效率，在转动过程中，还可以设置通过经进风口101向物料通入含氧热空气。

为了提高转动翻搅物料的效率和翻转时的加热效果，将转动轴设置成空心轴，并且将两个空心轴管路连接形成一连通的介质通道，在转动过程中，如此，将其连通到外部的热水炉或者热介质循环管理中，实现对箱体内腔内的物料进行循环加热的效果。

虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然其并非用以限定本发明。本发明所属技术领域中具有通常知识者，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作各种的更动与润饰。因此，本发明的保护范围当视权利要求书所界定者为准。

Claims (17)

1.一种用于垃圾资源化处理的搅拌装置，其特征在于，包括：

具有纵长腔体的箱体；

设置在所述腔体内并可从外部驱动的两个搅拌机构，搅拌机构沿着所述腔体的纵长方向支撑在腔体内；

位于箱体外部的用于驱动搅拌机构的电机组件；

其中，搅拌机构均包括一空心管以及设置在空心管外周表面、并沿着腔体纵长方向延伸的螺旋叶片；所述空心管的两个端头中的第一端头设置有旋转接头；所述电机组件的旋转输出通过旋转接头传递到搅拌机构的空心管；

所述螺旋叶片具有两个端头以及中间部，所述两个端头位置的螺旋方向相同，并与中间部位置的螺旋方向相反；

所述两个搅拌机构被设置成以至少第一模式和第二模式驱动工作，在第一模式下，两个搅拌机构的转动方向相反，在第二模式下，两个搅拌机构的转动方向相同。

2.根据权利要求1所述的用于垃圾资源化处理的搅拌装置，其特征在于，所述箱体内的两个搅拌机构平行排列。

3.根据权利要求1所述的用于垃圾资源化处理的搅拌装置，其特征在于，所述箱体内的两个搅拌机构分别独立地由对应的电机组件驱动。

4.根据权利要求1所述的用于垃圾资源化处理的搅拌装置，其特征在于，所述电机组件包括驱动电机以及与驱动电机啮合的减速机构，所述旋转接头与减速机构的输出齿轮连接，以实现同步驱动。

5.根据权利要求1所述的用于垃圾资源化处理的搅拌装置，其特征在于，所述空心管的旋转接头设置有进水口，第二端头设置有出水口。

6.根据权利要求5所述的用于垃圾资源化处理的搅拌装置，其特征在于，所述两个搅拌机构的空心管，在其位于箱体内的同一侧经过管路连通，使得两个搅拌机构的空心管形成一连通的介质通道。

7.根据权利要求1-6中任意一项所述的用于垃圾资源化处理的搅拌装置，其特征在于，所述箱体的下部还设置有出料口和出料机构，出料机构控制出料口处的出料。

8.根据权利要求7所述的用于垃圾资源化处理的搅拌装置，其特征在于，所述搅拌装置具有控制器，控制器根据出料机构的动作控制所述搅拌机构进入第二模式。

9.根据权利要求7所述的用于垃圾资源化处理的搅拌装置，其特征在于，所述控制器控制搅拌装置在搅拌和发酵运行时采用第一模式转动。

10.根据权利要求1所述的用于垃圾资源化处理的搅拌装置，其特征在于，箱体侧部还设置有进风口，用于向箱体内通入热空气。

11.根据权利要求1所述的用于垃圾资源化处理的搅拌装置，其特征在于，箱体上部还设置有抽风口，用于抽出臭气和蒸汽。

12.一种用于垃圾资源化处理的搅拌方法，其特征在于，使用权利要求1-11中任意一项所述的用于垃圾资源化处理的搅拌装置，包括下述步骤：

对搅拌物料配置两个独立驱动的搅拌机构；

根据物料的处理状态确定搅拌机构的工作模式，其中在物料搅拌和发酵过程中，使得两个搅拌机构的转动方向相反，在出料过程中，使得两个搅拌机构的转动方向相同。

13.根据权利要求12所述的用于垃圾资源化处理的搅拌方法，其特征在于，在所述两个搅拌机构的转动轴表面设置正反螺旋结构，其中，位于两端头位置为反向螺旋，位于两端头之间的为正向螺旋，在物料搅拌和发酵的转动过程中使得物料具有朝向中央运动的趋势。

14.根据权利要求13所述的用于垃圾资源化处理的搅拌方法，其特征在于，所述搅拌机构在转动过程中阻止物料朝向两侧边缘运动。

15.根据权利要求12所述的用于垃圾资源化处理的搅拌方法，其特征在于，在转动过程中，监测物料的温度。

16.根据权利要求12所述的用于垃圾资源化处理的搅拌方法，其特征在于，在转动过程中，还向物料通入含氧热空气。

17.根据权利要求12-16中任一项所述的用于垃圾资源化处理的搅拌方法，其特征在于，将转动轴设置成空心轴，并且将两个空心轴管路连接形成一连通的介质通道，在转动过程中，还通过所述介质通道导入加热介质对物料加热。

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