CN105521874B - 一种食物残渣与水分离装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种食物残渣与水分离装置，包括外筒（1）、空心轴（2），所述空心轴设于外筒内，且与支架轴承连接，空心轴与外筒轴承连接，空心轴内靠近一端垂直于空心轴轴向固设有与其过盈配合的阻料盘（3），空心轴位于外筒内部分的侧面上设有若干出料孔（4），所述外筒侧面呈孔板状，外筒内设有与其间隙配合的过滤网（5），空心轴、外筒分别设有空心轴传动轮（6）、外筒传动轮（7），装置还包括控制器（10），空心轴靠近上端开口设有流量传感器（11），阻料盘上设有称重传感器（12）。本发明的有益效果在于可自动处理食物垃圾、并根据垃圾量自动进行功率调整，以达到节能效果、渣水分离效果较好、分离出的残渣便于回收利用。

Description

一种食物残渣与水分离装置及方法

技术领域

本发明涉及渣水分离领域，特别涉及一种食物残渣与水分离装置及方法。

背景技术

在日常生活中，各个单位食堂和餐饮企业每天都会产生大量的餐饮垃圾需要处理。由于目前专业的垃圾处理装置体积较大、成本较高，还有环境卫生等其他方面原因，因此一般的处理方法是各单位将餐饮垃圾收集起来，再将垃圾运输至环卫部门统一处理。这样虽然解决了垃圾处理问题，但是需要额外投入大量的运输和人力成本。故亟需一种专门针对餐饮垃圾进行处理的装置。

对比文件1：中国专利公告号：CN 2511406Y 名称：废弃食物残渣处理机，该专利涉及一种废弃食物残渣处理机，包括连接部分、粉碎腔体部分、粉碎机构部分、电动机部分及控制部分，其中粉碎机构部分设在粉碎腔体部分内，控制部分设在电动机部分内；该专利只能应用于少量食物垃圾的处理，且处理过后的垃圾不能回收利用。

对比文件2：中国专利公告号：CN 2741656Y 名称：食物残渣处理机，该专利公开了一种食物残渣处理机，由上至下依为连接腔、粉碎腔、马达腔，连接腔内设有滤料斗，马达腔中马达的主轴向上伸入粉碎腔中，并于主轴的上端头固定有叶片，所述粉碎腔的上部设有与水管连接的进水口、底部设有与下水道连接的排污口；该专利只能安装在水槽的落水口处，处理过后的垃圾直接排进了下水道，不能二次利用。

综上所述，现有技术依然存在：不能自动处理垃圾、也不能根据垃圾量大小自行调节处理功率，导致能耗较大、处理过后的垃圾不能很好地回收以便二次利用等问题。

发明内容

本发明目的是为了提供一种可自动处理食物垃圾、并根据垃圾量自动进行功率调整，以达到节能效果、渣水分离效果较好、分离出的残渣便于回收利用的食物残渣与水分离装置。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种食物残渣与水分离装置，包括支架，所述装置包括外筒、空心轴，所述空心轴设于外筒内，空心轴两端均伸出外筒且与支架轴承连接，空心轴与外筒在其两端面相交处分别轴承连接，空心轴内靠近一端垂直于空心轴轴向固设有与其过盈配合的阻料盘，空心轴位于外筒内部分的侧面上设有若干出料孔，所述外筒侧面呈孔板状，外筒内设有与其间隙配合的过滤网，空心轴、外筒分别设有空心轴传动轮、外筒传动轮，所述空心轴传动轮、外筒传动轮分别由空心轴电机、外筒电机驱动，装置还包括控制器，空心轴靠近上端开口设有流量传感器，阻料盘上设有称重传感器，所述控制器输入端分别与流量传感器、称重传感器电连接，控制器输出端分别与空心轴电机、外筒电机控制端连接。本发明通过称重传感器来测量进入装置的垃圾量并反馈给控制器，由控制器判断垃圾量是否达到阈值，并将装置各部分打开；垃圾被阻料盘挡住并通过空心轴自转经由出料孔流出进入外筒内，外筒高速自转产生的离心力将垃圾中的残渣与水分离开来，分离出的水分通过滤网排出外筒，而分离出的残渣可方便地收集起来以便二次利用，流量传感器用于测量单位时间内进入装置的垃圾量并反馈给控制器，控制器再根据反馈测量值对外筒的转速进行调整，以达到节省能源的目的。

作为优选，所述过滤网目数在60至120之间。

作为优选，所述阻料盘、出料孔下缘、外筒下端面处于同一平面上，出料孔尺寸在15mm至75mm之间。阻料盘、出料孔下缘、外筒下端面处于同一水平面上，既可以最大化利用外筒内空心轴的容量，又可确保空心轴内所有的垃圾可以全部进入外筒，装置内不会有垃圾残余，提高了装置的使用效率。

作为优选，所述空心轴位于外筒内部分的外侧固定地设有呈一体状的螺旋叶片，所述外筒内靠近其上部设有出渣通道，所述出渣通道一端与外筒上端面相连。螺旋叶片形成残渣输送带，具体方式为叶片与空心轴一体沿与外筒旋转方向相反方向自转，餐饮垃圾里分离出来的残渣受到叶片的挤压，从而被动地向上被传送至出渣通道并排出装置外部，同时螺旋叶片还起到对残渣进行再搅拌的功能，使其渣水分离效果更好。

作为优选，所述螺旋叶片外径与过滤网间隙配合，其螺旋角范围在20°至40°之间。

作为优选，所述空心轴与支架连接的轴承上设有空心轴单向器，所述空心轴与外筒连接的轴承上设有外筒单向器，所述空心轴单向器与外筒单向器所限方向相反。这样可以起到限制空心轴与外筒按照相反方向自转的作用，避免了其中之一在厨余垃圾的摩擦下带动另一个朝同一方向转动而造成工作失效的问题，提高了装置运行的稳定性和工作效率。

作为优选，所述阻料盘上设有搅拌杆，所述搅拌杆垂直于阻料盘设置且与阻料盘转动连接，搅拌杆由搅拌杆电机驱动，所述搅拌杆电机控制端与控制器输出端连接，搅拌杆上设有若干与其固定连接的搅拌叶片。搅拌杆电机驱动搅拌杆旋转，起到对渣水混合物进行搅拌的作用：一来将结块的食物残渣搅碎成小块，二来加速渣水混合物的流动，使其更好地从出料孔流出进入外筒，搅拌杆电机控制端与控制器连接，控制器可根据垃圾量调整搅拌杆电机转速，达到节能的效果。

作为优选，所述阻料盘上还设有加热装置，所述加热装置可以是电磁感应加热装置，所述加热装置控制端与控制器输出端连接。阻料盘上的加热装置用于将渣水混合物进行加热，加速其渣水混合物内部分子流动，从而进一步提高渣水分离效果，加热装置可由控制器对垃圾量的反馈进行功率调节，从而提高节能效果。

作为优选，所述装置还包括沿外筒外侧面设置的废水箱，所述废水箱上缘高于外筒侧面孔板上缘，废水箱下部设有出水口。废水箱便于将从外筒过滤出的水分收集起来，或集中处理或二次利用；出水口便于将水排出。

一种食物残渣与水分离方法，用于如权利要求1至9所述的食物残渣与水分离装置，包括：

步骤一，残渣进入装置，称重传感器将其重量反馈给控制器，若重量超过启动阈值，由控制器打开流量传感器、空心轴电机、外筒电机、搅拌杆电机及加热装置；

步骤二，空心轴电机与外筒电机同时进行周期性反转；

步骤三，控制器根据称重传感器、流量传感器反馈对空心轴电机、外筒电机、搅拌杆电机转速以及加热装置功率进行周期性调整；

步骤四，重复步骤二、步骤三，直至称重传感器反馈重量小于启动阈值，控制器关闭流量传感器、空心轴电机、外筒电机、搅拌杆电机及加热装置。

本发明的实质性效果是：通过称重传感器来感应垃圾量，并由控制器判断将装置各部分开启，以达到自动开机处理垃圾的目的；垃圾被阻料盘挡住, 搅拌杆将结块的食物残渣搅碎成小块，又加速了渣水混合物的流动，进一步提高了分离效果；加热装置将渣水混合物进行加热，使其内部分子运动加速，进一步提高了分离效果；垃圾经由出料孔流出进入外筒，外筒自转产生的离心力将垃圾中的残渣与水分离开来，而分离出的残渣通过螺旋叶片的挤压推送可方便地从出渣通道排出并收集起来进行二次利用，单向器的设置避免了空心轴与外筒其中之一在厨余垃圾的摩擦下带动另一个朝同一方向转动而造成工作失效的问题，流量传感器用于测量单位时间内进入装置的垃圾量并反馈给控制器，控制器根据流量传感器、称重传感器的测量值经由设定好的程序对外筒、空心轴、搅拌杆的转速以及加热装置的功率进行分别调整，以达到进一步节省能源的目的。本装置的有益效果在于：可自动处理食物垃圾、并根据垃圾量自动进行功率调整，以达到节能效果、渣水分离效果较好、分离出的残渣便于回收利用。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为空心轴内部结构示意图；

图3为控制器与各部件连接图。

具体实施方式

下面通过具体实施例，并结合附图，对本发明的技术方案作进一步的具体说明。

实施例1：

一种食物残渣与水分离装置，如图1所示，包括支架，所述装置包括其轴向均垂直于水平面设置的外筒1、空心轴2，所述空心轴设于外筒内，其上下两端均伸出外筒且与支架轴承连接，空心轴与外筒在其上下端面相交处分别轴承连接，所述空心轴与支架连接的轴承上设有空心轴单向器20，所述空心轴与外筒连接的轴承上设有外筒单向器21，所述空心轴单向器与外筒单向器所限方向相反；如图2所示：空心轴内靠近下端处垂直于空心轴轴向固设有与其过盈配合的阻料盘3，所述阻料盘上设有搅拌杆14，所述搅拌杆垂直于阻料盘设置且与阻料盘转动连接，搅拌杆由搅拌杆电机19驱动，搅拌杆上设有若干与其固定连接的搅拌叶片15，阻料盘上还设有加热装置16，空心轴位于外筒内部分的侧面上设有若干出料孔4，所述阻料盘、出料孔下缘、外筒下端面处于同一水平面上，出料孔尺寸在15mm至75mm之间，外筒侧面呈孔板状，外筒内设有与其间隙配合的过滤网5，所述过滤网目数在60至120之间，空心轴位于外筒内部分的外侧固定地设有呈一体状的螺旋叶片13，外筒内靠近其上部设有出渣通道，所述出渣通道一端与外筒上端面相连，所述螺旋叶片外径与过滤网间隙配合，其螺旋角范围在20°至40°之间，空心轴、外筒分别设有空心轴传动轮6、外筒传动轮7，所述空心轴传动轮、外筒传动轮分别由空心轴电机8、外筒电机9驱动；如图3所示：装置还包括控制器10，空心轴靠近上端开口设有流量传感器11，阻料盘上设有称重传感器12，所述控制器输入端分别与流量传感器、称重传感器电连接，控制器输出端分别与空心轴电机、外筒电机、搅拌杆电机控制端以及加热装置控制端连接，所述装置还包括沿外筒外侧面设置的废水箱17，所述废水箱上缘高于外筒侧面孔板上缘，废水箱下部设有出水口18。

一种食物残渣与水分离方法，用于如权利要求1至9所述的食物残渣与水分离装置，包括：

步骤一，残渣进入装置，称重传感器将其重量反馈给控制器，若重量超过启动阈值，由控制器打开流量传感器、空心轴电机、外筒电机、搅拌杆电机及加热装置；

步骤二，空心轴电机与外筒电机同时进行周期性反转；

步骤三，控制器根据称重传感器、流量传感器反馈对空心轴电机、外筒电机、搅拌杆电机转速以及加热装置功率进行周期性调整；

步骤四，重复步骤二、步骤三，直至称重传感器反馈重量小于启动阈值，控制器关闭流量传感器、空心轴电机、外筒电机、搅拌杆电机及加热装置。

本实施例工作方式如下：

一，餐饮垃圾首先通过空心轴上端入口进入装置，并落到空心轴内的阻料盘上，称重传感器将测量值返回控制器，控制器进行判断垃圾量是否达到启动阈值：如果达到启动阈值，则分别打开流量传感器、空心轴电机、外筒电机、搅拌杆电机、加热装置的开关；

二，垃圾在自身重力作用下经由出料孔流至外筒中，外筒以1500rpm/min的初始转速转动，外筒在其外筒单向器的作用下，保持同一方向自转，所产生的离心力将餐饮垃圾中的残渣与水分离开来，搅拌杆可将结块的食物残渣搅碎成小块，同时加速了渣水混合物的流动，阻料盘上的加热装置用于将渣水混合物加热，使其内部分子运动加速，排出的水分通过滤网排出外筒，并由废水箱收集，经出水口排出或者二次利用；位于外筒内被分离出的残渣通过空心轴沿与外筒转向的相反方向以100rpm/min的初始转速自转，空心轴在其空心轴单向器的作用下保持同一方向进行自转，从而带动空心轴上螺旋叶片转动进而挤压并推动残渣向上输送至出渣通道，最终集中排出以便进行二次利用；

三，控制器根据称重传感器与流量传感器反馈回的测量值，以30秒为周期分别对空心轴电机、外筒电机、搅拌杆电机的转速以及加热装置的加热功率进行增大或减小的调整，具体调整方式如下：

若混合物重量增加，流量变化较小，则混合物内固态物增加，控制器增加搅拌杆电机、空心轴电机、外筒电机的转速，从而增加搅拌杆与螺旋叶片对混合物内块状物的碎化能力，也使得装置渣水分离速度加快，减少混合物发生堵塞可能。

若混合物重量变化较小，流量变大，则混合物内含水量增加，控制器则增加外筒电机转速、加热装置的加热功率，提高混合物的温度，使含有的水分更加方便脱出，外筒电机转速增加，使得渣水分离速度加快。

若混合物重量与流量同时变大，代表短时间内需要处理的垃圾量较大，控制器则同时将搅拌杆电机、空心轴电机、外筒电机的转速与加热装置的加热功率调整到最大值。

四，不断重复步骤二、步骤三，直至称重传感器返回的测量值小于启动阈值，则说明装置内的垃圾已处理完毕，此时控制器关闭流量传感器、空心轴电机、外筒电机、搅拌杆电机与加热装置的开关，整个系统处于待机阶段。

综上所述，本发明的有益效果在于：可自动处理食物垃圾、并根据垃圾量自动进行功率调整，以达到节能效果、渣水分离效果较好、分离出的残渣便于回收利用。

以上所述的实施例只是本发明的一种较佳的方案，并非对本发明作任何形式上的限制，在不超出权利要求所记载的技术方案的前提下还有其它的变体及改型。

Claims (8)

1.一种食物残渣与水分离装置，包括支架，其特征是，所述装置包括外筒（1）、空心轴（2），所述空心轴设于外筒内，空心轴两端均伸出外筒且与支架轴承连接，空心轴与外筒在其两端面相交处分别与轴承连接，空心轴内靠近一端垂直于空心轴轴向固设有与其过盈配合的阻料盘（3），空心轴位于外筒内部分的侧面上设有若干出料孔（4），所述外筒侧面呈孔板状，外筒内设有与其间隙配合的过滤网（5），空心轴、外筒分别设有空心轴传动轮（6）、外筒传动轮（7），所述空心轴传动轮、外筒传动轮分别由空心轴电机（8）、外筒电机（9）驱动，装置还包括控制器（10），空心轴靠近上端开口设有流量传感器（11），阻料盘上设有称重传感器（12），所述控制器输入端分别与流量传感器、称重传感器电连接，控制器输出端分别与空心轴电机、外筒电机控制端连接；餐饮垃圾首先通过空心轴上端入口进入装置，并落到空心轴内的阻料盘上，称重传感器将测量值返回控制器，控制器进行判断垃圾量是否达到启动阈值，垃圾在自身重力作用下经由出料孔流至外筒中，所述阻料盘上设有搅拌杆（14），所述搅拌杆垂直于阻料盘设置且与阻料盘转动连接，搅拌杆由搅拌杆电机（19）驱动，所述搅拌杆电机控制端与控制器输出端连接，搅拌杆上设有若干与其固定连接的搅拌叶片（15），所述阻料盘上还设有加热装置（16），所述加热装置控制端与控制器输出端连接。

2.根据权利要求1所述的食物残渣与水分离装置，其特征是，所述过滤网目数在60至120之间。

3.根据权利要求1所述的食物残渣与水分离装置，其特征是，所述阻料盘、出料孔下缘、外筒下端面处于同一平面上，出料孔尺寸在15mm至75mm之间。

4.根据权利要求1或2或3所述的食物残渣与水分离装置，其特征是，所述空心轴位于外筒内部分的外侧固定地设有呈一体状的螺旋叶片（13），所述外筒内靠近其上部设有出渣通道，所述出渣通道一端与外筒上端面相连。

5.根据权利要求4所述的食物残渣与 水分离装置，其特征是，所述螺旋叶片外径与过滤网间隙配合，其螺旋角范围在20°至40°之间。

6.根据权利要求1或2或3所述的食物残渣与水分离装置，其特征是，所述空心轴与支架连接的轴承上设有空心轴单向器（20），所述空心轴与外筒连接的轴承上设有外筒单向器（21），所述空心轴单向器与外筒单向器所限方向相反。

7.根据权利要求1或2或3所述的食物残渣与水分离装置，其特征是，所述装置还包括沿外筒外侧面设置的废水箱（17），所述废水箱上缘高于外筒侧面孔板上缘，废水箱下部设有出水口（18）。

8.一种食物残渣与水分离方法，用于如权利要求1至7所述的食物残渣与水分离装置，其特征是，包括：

步骤一，残渣进入装置，称重传感器将其重量反馈给控制器，若重量超过启动阈值，由控制器打开流量传感器、空心轴电机、外筒电机、搅拌杆电机及加热装置；

步骤二，空心轴电机与外筒电机各自以一定速度按相反方向转动；

步骤三，控制器根据称重传感器、流量传感器反馈对空心轴电机、外筒电机、搅拌杆电机转速以及加热装置功率进行周期性调整；

步骤四，重复步骤二、步骤三，直至称重传感器反馈重量小于启动阈值，控制器关闭流量传感器、空心轴电机、外筒电机、搅拌杆电机及加热装置。