CN105636712A - 固态废物分离设备和方法 - Google Patents

Abstract

固态废物分离装置(10)包括至少两个可旋转的滚筒筛部分(12、14、16)，该至少两个可旋转的滚筒筛部分布置为使需要分离的固态废物可以通过一个滚筒筛部分并进入另一个滚筒筛部分，每个滚筒筛部分(12、14、16)内设置有筛选器(144、146、148、150)，过筛材料可以通过筛选器，其中，该至少两个滚筒筛部分(12、14、16)能够以不同的相对速度旋转。本发明还描述了每个滚筒筛部分转移密封装置、用于相互之间具有相对旋转运动的两个部件的密封结构、旋转筛选器清洁装置、滚筒筛支撑结构和固态废物分离方法。

Description

固态废物分离设备和方法

技术领域

本发明涉及固态废物分离设备和方法。更具体地说，本发明设备和方法用于混合的城市固态废物的分离。

本文还描述了固态废物分离方法中特别有用的一些附加部件或特征，包括每个滚筒筛部分转移密封装置、用于相互之间具有相对旋转运动的两个部件的密封结构、旋转筛选器清洁装置和滚筒筛支撑结构。

背景技术

混合城市固态废物(MSW，municipalsolidwaste)的治理目前最典型地包括将该废物传送至某种分离工序。通过该工序，其中的有机材料首先尽可能地从无机材料中分离出来。这个初始分离步骤常常是一种基于尺寸的分离，其中有机材料通常比许多无机材料小或柔软。有机材料随后至少部分被引导至生物稳定或降解工序，同时，无机材料被分类成可回收物和非可回收物，后者被传送到垃圾填埋场。生物稳定或降解工序的产物是理想的堆肥材料和/或沼气。

这种整体工序的效率主要取决于执行各种分离步骤的方式的有效性。此外，这种工序的最终产品的实用性大部分取决于它们的纯度。例如，如果每个玻璃和砂砾、薄膜塑料材料以及铁和非铁材料都从有机材料中除去，则最终产物是非常可取的。然而，取得完全高效的结果所需要的时间与相关的成本之间常常需要折衷。把污染物从有机物中分离的快速有效的工序将使城市固态废物快速、有效地处理成为可能。

国际专利申请PCT/AU00/00865(WO01/05729)描述了一种方法和设备，其中好氧和厌氧工序被组合起来以用于城市固态废物的有机部分的处理。该方法和设备的特征是在单个容器中顺序处理有机废料的基本水平，通过提高有机废物材料的温度的首次需氧步骤、厌氧消化步骤和随后的需氧处理步骤。在厌氧消化步骤中，生产用水或含有微生物的培养液被引入到容器中，以创建适合于沼气的含量和产量的高效厌氧消化的条件。引入的培养液也有助于热与质量传递，也提供缓冲能力以防止酸化。随后，空气被引入至容器中的残留物，以创造好氧降解的条件。本文进一步描述了厌氧消化过程中引入的水可能来源于已经历厌氧消化的互连容器。

例如国际专利申请PCT/AU00/00865(WO01/05729)描述的方法中要求把各种各样的材料从城市固态废物的有机部分中有效分离。这样的材料包括金属、塑料材料、砂、砂砾、玻璃和类似物。这种方法的可行性还要求这些污染物材料的分离是快速有效的。

美国专利申请US20110008865A1公开了处理城市固态废物的方法和设备，以分离可回收物以及将固态废物转化为能源和清洁燃料。初始高压灭菌步骤是该方法不可或缺的，其目的是打破纤维的纤维素材料的纤维键。单个滚筒筛用于分离，并产生均匀有机部分。该均匀有机部分与污泥脱水处理所产出的水混合。有机流进行发酵和高温厌氧消化。所产生的甲烷被用来产生热和电能以供装置运转。增稠脱水污泥由消化器产生，该增稠脱水污泥作为一种用于热解的原料。滚筒筛分离步骤后的尺寸过大者被传送至除去金属、铝、玻璃和塑料的步骤。所采用的分离步骤是粗糙的和相对低效的，包括滚筒筛中经受若干分离步骤的最终的尺寸过大者的事实。

本发明固态废物分离方法的目的之一是基本上克服现有技术中的上述问题，或者提供一种有用的替代方案。

关于背景技术的前述讨论的目的仅在于便于理解本发明。该讨论并不是承认任何涉及到的材料是或曾经是在本申请的优先权日前的普通公知常识的一部分。

在本发明的说明书和权利要求书中，除非另有说明，“包括”一词或者其变形将被理解为包含一个或一组所述的个体，但并不排除还包括其它一个或一组个体。

发明内容

本发明提供了一种固态废物分离设备，包括至少两个可旋转的滚筒筛部分，该至少两个可旋转的滚筒筛部分布置为使需要分离的固态废物可以通过一个滚筒筛部分以及进入另一个滚筒筛部分，每个滚筒筛部分内设置有筛选器，过筛材料(screenedmaterial)可以通过筛选器，其中，该至少两个滚筒筛部分能够以不同的相对速度旋转。

优选地，第一滚筒筛部分内的筛选器比第二滚筒筛部分内设置的筛选器更精细。

更优选地，第一滚筒筛部分的筛选器的第一部分是实心的，无孔。

在本发明的一种形式中，第一滚筒筛部分的筛选器内设置的孔的直径小于或等于约60mm。

优选地，第一滚筒筛部分的筛选器内设置的孔为约40mm。

优选地，第一滚筒筛部分在紧邻其第一端的位置设置有螺旋刀片部分，在初始情况下，进入第一滚筒筛部分的废物通过该螺旋刀片部分移动一定距离进入第一滚筒筛部分。

更优选地，螺旋刀片部分设置在第一滚筒筛的第一实心部。第一滚筒筛部分的筛选器的其余部分设置有孔，同样该或每个后续滚筒筛的筛选器也设置有孔。

优选地，最后的滚筒筛部分内设置有一段终端筛选器，该终端筛选器比用于该最后的滚筒筛部分和其他滚筒筛部分的部分中的筛选器粗糙。

在本发明的一种形式中，该设备设置有三个滚筒筛部分。优选地，以给入所述滚筒筛的废物的体积计，通过如此布局的设置在每个滚筒筛中的筛选器排出的废物大约分别是20％、30％和30％，剩余物从所述最后的滚筒筛穿过。

优选地，最后的滚筒筛部分内的孔小于或等于约300mm。

优选地，滚筒筛部分设置有内部提升装置，当滚筒筛部分旋转时，穿过滚筒筛部分的废物通过该内部提升装置被提升。

更优选地，一个或多个滚筒筛部分布置为下降的趋势，以促进废物通过其中。

优选地，第一滚筒筛设置有喷射装置，穿过其中的固态废物可以通过该喷射装置被润湿或变潮湿。优选地，由于第一滚筒筛的转动，当固态废物落入第一滚筒筛内时，固态废物被润湿或变潮湿。

优选地，每个滚筒筛部分的转动是单独驱动的。

更优选地，每个滚筒筛部分由四个驱动轮支撑，滚筒筛部分的负荷通过该四个驱动轮分担。该四个驱动轮均以同步的方式单独驱动。

优选地，驱动轮成对布置，滚筒筛部分位于驱动轮之间且在驱动轮上，驱动轮由支撑架支撑。支撑架上还具有惰轮装置(idlermeans)和推力滚子装置(thrustrollermeans)，其中，惰轮装置承担滚筒筛部分的重量，滚筒筛被提升，减轻了驱动轮上滚筒筛部分的重量，推力滚子装置用于传递被动抗力以帮助将滚筒筛部分定位在该驱动轮上。

本设备还包括停放锁定装置(parkinglockmeans)，当滚筒筛部分没有转动并且静止时，驱动轮能通过该停放锁定装置减轻重量，从而防止驱动轮上产生平点(flatspot)。

更优选地，第一滚筒筛部分比第二滚筒筛部分转动的速度快。

在本发明的一种形式中，第一滚筒筛部分转动的速度高达约25rpm。优选地，第一滚筒筛部分转动的速度为约9至16rpm。第二滚筒筛部分转动的速度少于约9至16rpm。

本发明固态废物分离设备进一步包括设置在滚筒筛部分之间的转移密封装置。

优选地，在保持密封完整性的同时，位于滚筒筛部分之间的转移密封装置有助于滚筒筛部分以相对不同的速度旋转。

在一种形式中，转移密封装置包括保持在相邻滚筒筛部分之间且在滚筒筛部分周围的环形柔性件。移密封装置还包括柔性保持件和定位件，柔性保持件和定位件均绕滚筒筛部分的周围延伸，其中，定位件固定柔性保持件的位置，从而柔性保持件定位和保持环形柔性件的位置。

转移密封装置的环形柔性件通过所述柔性保持件保持在设置在相邻滚筒筛部分之间的环形凹槽内。该环形凹槽由一个滚筒筛部分的后端、该定位件和该柔性保持件组成的通道形成。

在进一步的形式中，转移密封装置可以以下文描述的第一端部密封结构形式设置，其中，相邻滚筒筛部分构成第一和第二部件。

固态废物分离设备进一步包括基本位于滚筒筛部分下方的输送装置，该滚筒筛部分筛选的材料可以在输送装置上接收。

第一滚筒筛的第一端设置有端盖，端盖内设置有槽沟，城市固态废物可以通过该槽沟传送至第一滚筒筛。第一滚筒筛的第一端还设置有第一端部密封结构。第一端部密封结构有助于第一滚筒筛相对于端盖旋转。

优选地，第一端部密封结构包括设置在第一滚筒筛的第一端上的凸起环形部分和设置在端盖上的双叶环形件(dualleafannularmember)，其中，双叶环形件的叶片之间接收有凸起件，从而形成基本密封。

本发明固态废物分离设备还包括一个或多个筛选器清洁装置。

优选地，所述筛选器清洁装置设置成对所述或每个滚筒筛的筛选器进行冲击(impinge)，从而去除可能堵塞的或者影响前述操作的材料。

更优选地，该筛选器清洁装置包括设置有多个弹性刮板的细长桨轮，该桨轮绕着自身的长度旋转，使得所述刮板以有助于从所述筛选器上擦拭掉材料的方式对所述滚筒筛部分的筛选器进行冲击。

在本发明的一种形式中，细长桨轮旋转的方向与筛选器转动的方向相反。在本发明进一步的形式中，可以设想地，桨轮和滚筒筛可以以相同的方向但不同的速度转动，以实现从筛选器上擦拭材料。

本发明还提供了一种滚筒筛部分转移密封装置，通过该滚筒筛部分转移密封装置，滚筒筛部分之间形成密封，滚筒筛部分以相对不同的速度旋转，同时保持密封的完整性。转移密封装置包括环形柔性件，环形柔性件保持在相邻滚筒筛部分之间且大致位于滚筒筛部分的周围，转移密封装置还包括柔性保持件和定位件，柔性保持件和定位件均绕滚筒筛部分的周围延伸，其中，定位件固定柔性保持件的位置，从而柔性保持件定位和保持环形柔性件的位置。

优选地，转移密封装置的环形柔性件通过柔性保持件被保持在相邻滚筒筛部分之间设置的环形凹槽内。

更优选地，环形凹槽由一个滚筒筛部分的后端、定位件和柔性保持件设置的通道形成。

本发明还提供了一种密封结构，第一部件与第二部件的连接可以通过该密封结构以基本密封的方式实现，其中第一部件与第二部件之间有相对转动，该密封结构包括设置在旋转部件上的凸起环形部分和设置在静止部件上的双叶环形件，其中，双叶环形件的叶片之间接收有凸起件，从而形成基本密封。

在本发明密封结构的一种形式中，一个部件是静止的，另一个部件能够相对旋转。

优选地，旋转部件是滚筒筛。

本发明还提供了一种旋转筛选器清洁装置，包括设置有多个弹性刮板的细长桨轮，该筛选器清洁装置设置成以有助于从该或者每个筛选器上擦拭掉可能堵塞的或者影响前述操作的材料的方式对所述或每个需要被清洗的筛选器进行冲击。

在本发明的一种形式中，细长桨轮旋转的方向与该或者每个需要清洁的筛选器旋转的方向相反。在本发明进一步的形式中，可以设想地，桨轮与该或者每个需要清洁的筛选器可以以相同的方向但不同的速度转动，以实现从所述筛选器上擦拭材料。

优选地，该或者每个旋转筛选器设置在滚筒筛上。

本发明还提供了一种滚筒筛支撑结构，包括用于需要支撑的滚筒筛的每个旋转部分的四个驱动轮，驱动轮由支撑架支撑，滚筒筛部分的负荷通过该四个驱动轮分担，支撑架还具有位于其上的惰轮装置和推力滚子装置，其中，所述惰轮装置承担所述滚筒筛部分的重量，滚筒筛被提升，减轻了驱动轮上滚筒筛部分的重量，推力滚子装置用来传递被动抗力以帮助将滚筒筛部分定位在驱动轮上。

优选地，驱动轮成对布置，滚筒筛部分位于驱动轮之间并在驱动轮上。优选地，四个驱动轮均以同步的方式单独驱动。

优选地，滚筒筛支撑结构还包括停放锁定装置，当滚筒筛部分没有转动并且静止时，驱动轮能通过停放锁定装置减轻重量，从而防止驱动轮上产生平点。

本发明还提供了一种固态废物分离方法，该方法包括将固态废物传送到一系列的至少两个旋转滚筒筛部分的步骤，滚筒筛部分被布置为使得需要被分离的固态废物可以通过一个滚筒筛部分并以及进入另一个滚筒筛部分，每个滚筒筛部分内设置有筛选器，过筛材料可以穿过筛选器，其中，至少两个滚筒筛部分能够以不同的相对速度旋转。

优选地，该固态废物分离方法在滚筒筛部分之间不需要材料处理。

该方法进一步包括润湿或弄湿该固态废物的步骤。优选地，润湿以可测量和可调节的方式进行。

优选地，该方法从城市固态废物中产生每个细混合部分、粗混合部分和超大混合部分。

更优选地，细混合部分和粗混合部分含有有机和无机材料。超大混合部分可以进一步随意地分离成至少两个子级部分，其中较大的部分是废品(rejects)子级部分。

优选地，细混合部分的尺寸小于或等于约60mm。优选地，粗混合部分的尺寸小于或等于约250mm。优选地，超大混合部分的尺寸大于300mm。

附图说明

本发明固态废物分离设备现在将仅通过示例的方式，并参照实施例和下面的附图进行说明，其中：

图1是本发明固态废物分离设备的侧视图；

图2是图1所示固态废物分离设备的上部立体图；

图3是图1所示固态废物分离设备的侧视图的横截面图，局部展示了本发明设备被供给的传送站；

图4是图1所示固态废物分离设备的滚筒筛部分之间的密封结构的横截面；

图5是图1所示固态废物分离设备的第一端正视图；

图6是图1所示固态废物分离设备的第一滚筒筛部分的第一端的端盖的端视图；

图7(A)是图6所示端盖的侧视局部剖视图，展示了端盖与第一滚筒筛部分通过第一端部密封装置相互作用；

图7(B)是图7(A)所示第一端部密封装置的侧视剖面图；

图8是滚筒筛部分的横截面端视图，展示了设置在滚筒筛部分内的提升杆；

图9是图1所示固态废物分离设备的端视图，展示了各驱动装置、惰轮装置和推力滚子装置；

图10是图1所示固态废物分离设备的每个驱动装置、惰轮装置和推力滚子装置中的一个的上部立体图，展示了除去了外壳的滚筒筛；

图11是图1所示固态废物分离设备的部分端视图，展示了驱动装置、惰轮装置和停放锁定装置与滚筒筛外壳的相互作用，下面的输送器没有示出；

图12是图1所示固态废物分离设备的部分端视图，展示了驱动装置、惰轮装置、停放锁定装置和推力滚子装置与滚筒筛外壳的相互作用，下面的输送器没有示出；

图13是图9所示推力滚子装置的俯视图；

图14是图9所示推力滚子装置的侧视图；

图15是图9所示推力滚子装置的推力滚子安装的横截面侧视图；

图16是图9所示推力滚子装置的单个推力滚子的横截面侧视图；

图17是图9所示推力滚子装置的下部立体图；

图18是图9所示惰轮装置的上部立体图；

图19是图9所示惰轮装置的横截面图；

图20是图9所示惰轮装置的局部侧视图；

图21是图9的停放锁定装置的上部立体图；

图22是本发明固态废物分离设备的筛选器清洁装置的端部部分横截面正视图；

图23是图22所示筛选器清洁装置的叶轮部分的俯视图；

图24是图22所示筛选器清洁装置的叶轮部分的上部立体图；

图25是图22所示筛选器清洁装置的叶轮部分的端视图；

图26是图22所示筛选器清洁装置的上部立体图；

图27是图22所示筛选器清洁装置的端视图；

图28是图22所示筛选器清洁装置的俯视图；

图29是图22所示筛选器清洁装置的侧视图；

图30是图22所示筛选器清洁装置的惰轮和驱动组件的第一上部立体图；

图31是图22所示筛选器清洁装置的惰轮和驱动组件的第二上部立体图；

图32是图22所示筛选器清洁装置的惰轮组件的第一上部立体图；以及

图33是图22所示筛选器清洁装置的惰轮组件的第二上部立体图。

具体实施方式

图1-33展示了固态废物分离设备10，该固态废物分离设备10包括至少两个可旋转部件或滚筒筛部分，例如第一滚筒筛部分12，第二滚筒筛部分14和第三滚筒筛部分16。固态废物，例如需要被分离的城市固态废物，从一个滚筒筛部分传送到另一个滚筒筛部分。滚筒筛部分12、14和16可以共同称作滚筒筛列车(trommeltrain)。

滚筒筛列车支撑在一系列滚筒筛支撑结构上。滚筒筛支撑结构部分包括支撑架18，支撑架18将滚筒筛列车支撑在表面19之上。滚筒筛列车进一步由支撑架支撑在悬挂式输送器20的上方。悬挂式输送器20基本上位于滚筒筛列车的下方，最好见图3。输送器20沿着滚筒筛列车的几乎整个长度延伸。由于输送器20能够设置在滚筒筛列车的下方，设备10的占地面积保持在最低限度。

输送器22布置为将城市固态废物供应给到第一滚筒筛12的第一端24，如图1至3所示。第一滚筒筛12的第一端24上设置有固定部件，例如端盖26，端盖26内设置有矩形孔(28，最好参见图6，城市固态废物通过该矩形孔28供应给第一滚筒筛12。

端盖26通过框架30刚性地保持在位，并且不随着第一滚筒筛12转动。然而，端盖26和第一滚筒筛12的第一端24之间设置有第一端部密封结构32，最好见图7。第一端部密封结构32有利于第一滚筒筛部分12的旋转，第一部件，相对于端盖26，第二部分，同时保持其间的基本紧封。可以理解地，“紧”封意思是通常防止颗粒材料穿过其中以及气密(air-tight)的方法，但可以在罕见场合允许流体通过其中。

第一端部密封结构32包括设置在第一滚筒筛部分12的第一端24的凸起环形部分34，以及设置在端盖26上的双叶环状件36，最好参见图7。双叶环状件36朝第一滚筒筛部分12的第一端24延伸，并接收双叶环状件36的叶片间的凸起环状部分34，从而形成基本紧封，反过来最大限度地减少气味的传输。

双叶环形件36由位于间隔环40附近的两个灵活的弹性偏向环形叶片(resilientandbiasedannularleaves)38组成，这种结构通过外环42在内角环(inneranglering)44附近固定实现。每个叶片38的远端46上已设置有衬套48，在使用中，凸起环状部分34位于衬套48之间。叶片38的灵活的弹性和偏向性增加了它们之间建立的密封。

每个滚筒筛部分12、14和16之间设置有转移密封装置50，最好见图4。该转移密封装置50有助于相邻滚筒筛部分的旋转，例如滚筒筛部分12和滚筒筛部分14，或滚筒筛部分14和滚筒筛部分16。

转移密封装置50包括环形柔性件52，该环形柔性件52保持在相邻滚筒筛部分之间且大约在滚筒筛部分的周围。转移密封装置50进一步包括柔性保持件54和定位部件或环56，每个柔性保持件54和定位部件或环56均绕滚筒筛部分的周围延伸。通过向外按压以将柔性保持件54抵抗在滚筒筛部分的外壳的内表面上，定位件56将柔性保持件54固定在位。柔性保持件54将环形柔性件52定位并保持在相邻的滚筒筛部分之间设置的环形凹槽58内，相邻的滚筒筛部分例如滚筒筛部分12和14。环形凹槽58由一个滚筒筛部分的后端、定位件56和柔性保持件54组成的通道形成。转移密封装置50保证遏制城市固态废物穿过滚筒筛列车，有助于相邻滚筒筛部分12、14和16以不同的相对速度工作。此外，滚筒筛部分12、14和16的提升和停放变得容易。

可以设想地，转移密封装置可以以与第一端部密封结构基本相同的形式设置。其中，相邻的滚筒筛部分形成第一和第二部件，当滚筒筛部分能够以不同的速度转动时，相邻滚筒筛部分之间存在相对旋转运动。

在图1至3中，可以看出，滚筒筛部分12、14和16上设置有环形驱动轮轨道60。每个驱动轮轨道60与设置在支撑架18上的一对驱动轮62对准，最好见图5和9至12。

参照图5，支撑架18上设置有一对驱动轮62，每个驱动轮62由从从动轮64的链条传动63间接驱动，该从动轮64也由支撑架18支撑。驱动轮62上设置有一个聚氨酯踏面(tread)，该聚氨酯踏面提供摩擦、减震和降噪质量。可以设想地，除了聚氨酯之外的材料可以用于踏面部分以实现相同或类似的目的，这不脱离本发明的范围。驱动每个滚筒筛部分12、14和16的四个驱动轮62的驱动器是同步的，其中，一个充当“主”，其余充当“从”。

每个支撑架18上的中间框架66以可操作的方式支撑输送器20。此外，篷架(canopyframe)68固定到支撑架18上并跨过滚筒筛部分例如篷架12延伸，以使其另一侧也由相同的支撑架18支撑，清楚地如图5所示。篷架68支撑屏蔽物70，该屏蔽物70大约在滚筒筛部分12，14和16的侧面附近，并在其下边缘74处形成斜槽侧面72。该斜槽侧面72的作用是将滚筒筛部分的过筛材料引导至输送器20。

滚筒筛支撑结构进一步包括一对相对的惰轮装置76，以及一对推力滚子装置78。每个惰轮装置76和推力滚子装置78设置在支撑架18上，最好参考图9至12。惰轮装置76能够相对于彼此移进和移出。设置在每个惰轮装置76上的滚子80可以接触滚筒筛部分12、14和16的驱动轮轨道60，这种向内朝向彼此的运动具有提升滚筒筛部分12、14或16以离开驱动轮62的效果。

参考图13至17，推力滚子装置78包括安装支架82，中间臂84以枢转方式安装到安装支架82上。安装支架82被固定到支撑架18上。中间臂84的每个相对端部设置有滚子模块86。滚子模块86向上和向内朝向彼此，以便匹配与其接合的滚筒筛部分12，14或16的半径。每个滚子模块86包括容纳偏压装置(biasingmeans)例如弹簧90的液压缸88。弹簧90支撑轴环装置(collarmeans)92，轴环装置92依次支撑活塞件94。活塞件94具有基部96，基部96内接收螺纹件98，螺纹件98又穿过液压缸88的凹陷底座部件100。活塞件94进一步具有外端102，外端102附近设置有轮子104。轮子104通过若干轴承106安装在活塞件94的外端102上。每个轮子104向设置在滚筒筛部分12、14和16附近的环形凸缘108施加压力，参见图9和12，从而对滚筒筛部分施加被动的轴向阻力。滚筒筛部分12、14和16的任何径向变化由推力滚子装置78的结构所容纳，特别是设于其中的偏向装置。根据活塞件94向外突出多远，螺纹件98在各液压缸缸88中进行一定程度的调整。

每个惰轮装置76包括其内旋转支承滚子80的壳体109、一对导向凸缘110和活塞112，如图9至12和18至20所示。导向凸缘110支撑壳体109，并用来将惰轮装置76定位在支撑架18的上部横向件114上，并确保它的运动相对于滚筒筛列车是横向。活塞112具有固定到壳体109的第一端116和固定到支撑架18的第二端118。

图21展示了停放锁定装置120。停放锁定装置120包括驱动链节124的驱动臂122，链节124操作控制旋转的中间臂126在接合和脱离位置。在接合位置，具体如图21，中间臂126将枢轴安装停放板128提升。旋转的中间臂126被安装在两个安装凸缘130之间，两个安装凸缘130安装在支撑架18的上部横向件114上。停放板128通过安装短柱132枢转地安装。安装短柱132也安装在支撑架18的上部横向件114上。参照图11和12可以看出，停放锁定装置120的操作方式能将停放板128移动到滚筒筛部分12、14或16施加压力的位置之间，减轻了驱动轮62上滚筒筛列车的重量，以及移动到停放板128之没有旋转的滚筒筛列车的位置。

图8展示了滚筒筛部分，例如滚筒筛部分12的横截面，示出了其结构的各个方面。该图特别展示了多个内部提升装置134设置于其中。当滚筒筛旋转，以及城市固态废物穿过滚筒筛中时，穿过滚筒筛部分的城市固态废物可以通过内部提升装置134提升、下降和破碎。提升装置134纵向延伸，穿过滚筒筛列车的至少一部分，但是不连续的，并且被安装到纵向支撑件136上，该纵向支撑件136部分限定每个滚筒筛部分12、14和16。在每个滚筒筛部分12、14和16内，提升装置134从支撑件136处径向延伸一段短的距离并相对于彼此偏移，或交错。结合离心力，提升装置134将穿过滚筒筛列车的城市固态废物近乎垂直地提升到一个高点，以尽量增大材料的动态击穿性。如下情况将会加重：一旦提升到高点的城市固态废物回落到筛选器的一部分上，筛选器旋转中在该点基本上不含城市固态废物。这个过程加重城市固态废物的浸渍，以及袋子分裂和排空。反过来，城市固态废物的筛选效率相对于滚筒筛设计也增加了，其中，通过滚筒筛列车的旋转，城市固态废物不被提升至接近垂直。

可以设想地，提升装置134的引入允许本发明设备10比现有技术滚筒筛设计低的旋转速度工作。比现有技术相对较低的速度工作允许利用较小的驱动马达，这又能降低能量消耗和驱动部件的磨损。

参照图3，可以看出，，第一滚筒筛部分12之邻近第一端24处具有基本实心壳体部分140。实心壳体部分140中的起始部分作为螺旋刀片部分142，螺旋刀片部分142内置有螺旋式凹槽。进入第一滚筒筛部分12的废物，相比于随后较慢的速度通过滚筒筛列车，在刚开始时通过螺旋式凹槽以相对快速的方式移动一定距离进入到第一滚筒筛12。第一滚筒筛部分12的其余部分，例如第一滚筒筛部分12的约50％，设置有一系列环形筛选器144。适当尺寸的城市固体废物可以通过该环形筛选器144，这与设置在其附近的环形驱动轮轨道60不同。

另外，第一滚筒筛部分12的实心壳体部分140具有喷射装置，例如喷水器143，由此穿过其中的城市固态废物可以被喷水器143润湿或弄湿，这有助于城市固态废物内的某些材料包括例如纸板的击穿。实心壳体部分140中喷射装置的引入确保例如水通过筛选器时不被丢失，而是通过城市固态废物吸收。此外，水的加入是为了，暴露落下的城市固态废物落入水中，落入是由于第一滚筒筛部分12的旋转，这会导致城市固态废物彻底的润湿。所取得的结果比简单地向大量城市固态废物材料施加水更有效。

通过喷水器143加入水是以可测量和可调节的方式进行的。水流被计量，以每分钟多少升的水流量计。本实施例提供了一种阀装置(未示出)，水流被该阀装置控制。阀装置反过来由从过程控制系统(未示出)接收的至少部分信号控制。通过喷水器143加入的水量，即水流量，根据通过输送器22添加到第一滚筒筛部分12的城市固态废物的体积调整。另外，在操作者的判断下，添加的水的体积也可能根据混合到城市固态废物的材料的具体属性确定。

设置在滚筒筛部分12和16之间的滚筒筛部分14，在设置在其附近的驱动轮轨道60不同，在其整个表面设置有环形筛选器146。此外，滚筒筛部分16大约70％的表面设置有环形筛选器146，该环形筛选器146与筛选器144和146具有相同尺寸的孔，孔的尺寸小于约60毫米，例如40mm。滚筒筛部分16的末端部分设置有相对粗的筛选器150，筛选器150具有小于约300毫米的孔，例如约200毫米。城市固态废物中大部分的剩余物将通过筛选器150的孔传送到输送器152，这些剩余物通过输送器152引导至别处。其中，没有通过筛选器144、146、148和150的任何大的剩余物排出至斜槽154，从而引导至其它地方。

该方法从城市固态废物中产生每个细混合部分、粗混合部分和超大混合部分。

细混合部分和粗级混合部分都含有有机和无机材料。超大混合部分可以进一步随意地分离成至少两个子级部分，其中较大部分将是废品。

如上所述，细混合部分的尺寸小于或等于约60毫米。另外，粗混合部分的尺寸小于或等于约250毫米。再者，超大混合部分的尺寸大于300毫米。

一种锯齿状放电圆盘或刀片(serrateddischargediscorblade)(未示出)设置在滚筒筛部分16的末端部分上。圆盘或刀片有助于拒绝处理绳索(cord)形式或者其它长的物体，或许是“绳状”的物体。

穿过滚筒筛列车各自的滚筒筛部分12、14和16的筛选器144、146、148和150的城市固态废物，以体积计，分别为约20％、30％和30％，剩余物穿过滚筒筛列车以排放至排放斜槽154。

滚筒筛列车布置成从第一滚筒筛部分12的第一端24逐步平滑地下降到第三滚筒筛部分16的末端部分，下降角度介于约0至5°的，例如1°，从而助于城市固态废物通过其中。相对于其余滚筒筛部分，滚筒筛部分12、14和16可以独立地设置成以不同角度下降，例如，一个滚筒筛部分可能下降1°，而另一个滚筒筛部分设置成接近0°。

本发明固态废物分离设备10还包括至少一个筛选器清洁装置156，如图22所示。滚筒筛列车中使用的旋转筛选器的至少部分可以通过筛选器清洁装置156去掉筛选器孔中堵塞的城市固态废物。相对于该或者每个筛选器清洁装置，筛选器间存在相对运动或者转动。参照图22至33，筛选器清洁装置156安装在篷架68上，使得它可以撞击，例如，滚筒筛部分14的筛选器146。筛选器清洁装置156包括细长桨轮158，细长桨轮158上设置有多个弹性刮板160。筛选器清洁装置156还包括驱动组件162和惰轮组件164。

桨轮158还包括通过驱动组件162驱动旋转的中心轴166，桨轮158转动的方向与和它一起组合使用的滚筒筛部分的转动方向相反。刮板160径向地安装到位于支撑底座168之间的轴166上。支撑底座168的拖尾面(trailingface)170，相对于桨轮158的旋转方向，设置有一个弓形唇缘(arcuatelip)172。拖尾面170和弓形唇缘172用来支撑刮板160，因为它们在筛选器清洁过程中向后弯曲。如下情况的布局是典型的：桨轮158和与它组合使用的滚筒筛部分以不同的方向旋转。

可以设想地，如果桨轮158和与它组合使用的滚筒筛部分以相同的方向旋转，并且线速度比该滚筒筛部分慢，当桨轮158的线速度比与它组合使用的滚筒筛部分的线速度快时，刮板160将在相反的方向上弯曲。实际上，当桨轮158速度慢时，刮板160将向前弯曲。这需要修改叶轮158的结构，其中弓形唇缘172安装在非后表面(nontrailingface)上，在这种结构中，也就是刮板160弯曲至的支撑底座侧面。如果桨轮158和与它组合使用的滚筒筛部分以相同的方向旋转，但线速度比该滚筒筛部分高，则参照图22至25，该结构将如上所述，其中刮板160向后弯曲。

驱动器组件162包括驱动轴166的驱动电机174、支撑轮176和支撑架178。支撑轮176被设置为在滚筒筛部分，例如滚筒筛部分14上运行。支撑架178上设置有调整装置180。桨轮158相对于筛选器146的位置可以通过调整装置180调整。也就是说，调整桨轮158与筛选器146之间的接合水平允许被调整，从而调整执行的清洁程度和刮板160承受的磨损程度。

调整装置180包括柔性弹力装置181，例如垫圈181，以提供减振和降噪。

可以设想地，筛选器清洁装置156的线性速度为接近0与和它组合使用的滚筒筛部分的线速度的3倍或更多倍之间。

图32和33展示了惰轮组件164，惰轮组件164包括惰轮182、支撑架184、调整装置186。支撑架进一步为叶轮158的轴166设置有支撑件188。例如，相对于筛选器146，惰轮组件164支承桨轮158。调整装置186的工作方式和功能与上文描述的调整装置180的工作方式和功能相同。

在使用中，滚筒筛部分12、14和16以不同的速度运行。可以设想地，在大多数的情况下，滚筒筛列车中较前的滚筒筛转动速度比滚筒筛列车中较后的滚筒筛转动速度高。例如，第一滚筒筛部分12可以以高达约25rmp的转速旋转，在一种形式中以约9至16rpm的速度旋转。第二滚筒筛部分14可以以小于约9至16rmp的转速旋转，第三滚筒筛部分16可以以更低的速度旋转。应该理解的是，应情况需要，两个或更多的滚筒筛部分可以以相同的速度运行，这不脱离本发明的主旨范围。

可以设想地，如上所述的筛选器清洁装置的细长叶轮的旋转方向与该或者每个需要清洁的筛选器的旋转方向相反的同时，叶轮和该或者每个需要清洁的筛选器的旋转方向可以相同，但是速度不同，也能擦拭掉筛选器上的材料，差速应该是这样的：筛选器上的材料可被去除。

可以理解地，与现有装置和方法相比，如料浆分离技术、堆肥滚筒筛和高压灭菌器相比，本发明设备和方法操作时消耗的功率是非常低的。此外，与现有设备和方法相比，如料浆分离技术和高压灭菌器相比，本发明设备和方法消耗的水是非常低的。与现有设备和方法相比，如堆肥滚筒筛相比，本发明设备和方法实施过程中时间效率更高。

对于本领域技术人员显而易见的修改和变换被认为属于本发明的范围之内。

Claims (68)

1.一种固态废物分离设备，包括至少两个可旋转的滚筒筛部分，至少两个可旋转的滚筒筛部分布置为使需要分离的固态废物可以通过一个滚筒筛部分以及进入另一个滚筒筛部分，每个所述滚筒筛部分内设置有筛选器，过筛材料可以通过所述筛选器，其特征在于，至少两个所述滚筒筛部分能够以不同的相对速度旋转。

2.如权利要求1所述的设备，其特征在于，第一滚筒筛部分内的所述筛选器比第二滚筒筛部分内设置的所述筛选器更精细。

3.如权利要求2所述的设备，其特征在于，所述第一滚筒筛部分的筛选器的第一部分是实心的，无孔。

4.如权利要求2或3所述的设备，其特征在于，所述第一滚筒筛部分的筛选器内设置的孔的直径小于或等于约60mm。

5.如权利要求2至4任一项权利要求所述的设备，其特征在于，所述第一滚筒筛部分的筛选器内设置的孔为约40mm。

6.如权利要求2至5中任一项权利要求所述的设备，其特征在于，所述第一滚筒筛部分在紧邻其第一端的位置设置有螺旋刀片部分，在初始情况下，进入所述第一滚筒筛部分的废物通过所述螺旋刀片部分移动一定距离进入所述第一滚筒筛部分。

7.如权利要求3至6中任一项权利要求所述的设备，其特征在于，所述螺旋刀片部分设置在所述第一滚筒筛的第一实心部中。

8.如权利要求7所述的设备，其特征在于，所述第一滚筒筛部分的筛选器的其余部分设置有孔，同样所述或每个后续滚筒筛的筛选器也设置有孔。

9.如前述任一项权利要求所述的设备，其特征在于，最后的滚筒筛部分内设置有一段终端筛选器，所述终端筛选器比用于所述最后的滚筒筛部分和其他滚筒筛部分的剩余部分中的筛选器粗糙。

10.如前述任一项权利要求所述的设备，其特征在于，所述设备设置有三个滚筒筛部分。

11.如权利要求10所述的设备，其特征在于，以给入所述滚筒筛的废物的体积计，通过如此布局的设置在每个滚筒筛中的筛选器排出的废物大约分别是20％、30％和30％，剩余物从所述最后的滚筒筛穿过。

12.如权利要求9至11任一项权利要求所述的设备，其特征在于，所述最后的滚筒筛部分内的孔小于或等于约300mm。

13.如前述任一项权利要求所述的设备，其特征在于，所述滚筒筛部分设置有内部提升装置，当所述滚筒筛部分旋转时，穿过所述滚筒筛部分的所述废物通过所述内部提升装置被提升。

14.如权利要求13所述的设备，其特征在于，在所述滚筒筛部分内，所述废物在回落以碰撞所述滚筒筛部分内设置的筛选器之前，被提升到几乎垂直。

15.如前述任一项权利要求所述的设备，其特征在于，一个或多个所述滚筒筛部分布置为下降的趋势，以促进废物通过其中。

16.如权利要求2至15任一项权利要求所述的设备，其特征在于，所述第一滚筒筛设置有喷射装置，穿过其中的固态废物可以通过所述喷射装置被润湿或变潮湿。

17.如权利要求16所述的装置，其特征在于，由于所述第一滚筒筛的转动，当所述固态废物落入所述第一滚筒筛内时，所述固态废物被润湿或变潮湿。

18.如前述任一项权利要求所述的设备，其特征在于，每个滚筒筛部分的所述转动是单独驱动的。

19.如权利要求18所述的设备，其特征在于，每个滚筒筛部分由四个驱动轮支撑，所述滚筒筛部分的负荷通过所述四个驱动轮分担。

20.如权利要求19所述的设备，其特征在于，所述四个驱动轮均以同步的方式单独驱动。

21.如权利要求19或20任一项权利要求所述的设备，其特征在于，所述驱动轮成对布置，所述滚筒筛部分位于所述驱动轮之间，所述驱动轮由支撑架支撑。

22.如权利要求21所述的设备，其特征在于，所述支撑架上还具有惰轮装置和推力滚子装置，其中，所述惰轮装置承担所述滚筒筛部分的重量，所述滚筒筛被提升，减轻了所述驱动轮上所述滚筒筛部分的重量，所述推力滚子装置用于传递被动抗力以帮助将所述滚筒筛部分定位在所述驱动轮上。

23.如权利要求19至22任一项权利要求所述的设备，其特征在于，还包括停放锁定装置，当所述滚筒筛部分没有转动并且静止时，所述驱动轮能通过所述停放锁定装置减轻重量，从而防止所述驱动轮上产生平点。

24.如权利要求2至23任一项权利要求所述的设备，其特征在于，所述第一滚筒筛部分比所述第二滚筒筛部分转动的速度快。

25.如权利要求24所述的设备，其特征在于，所述第一滚筒筛部分转动的速度高达约25rpm。

26.如权利要求25所述的设备，其特征在于，所述第一滚筒筛部分转动的速度为约9至16rpm。

27.如权利要求24至26任一项权利要求所述的装置，其特征在于，所述第二滚筒筛部分转动的速度少于约9至16rpm。

28.如前述任一项权利要求所述的设备，其特征在于，所述固态废物分离设备进一步包括设置在所述滚筒筛部分之间的转移密封装置。

29.如权利要求28所述的设备，其特征在于，在保持所述密封完整性的同时，位于滚筒筛部分之间的所述转移密封装置有助于所述滚筒筛部分以相对不同的速度旋转。

30.如权利要求28或29任一项权利要求所述的设备，其特征在于，所述转移密封装置包括保持在相邻滚筒筛部分之间且在所述滚筒筛部分周围的环形柔性件。

31.如权利要求30所述的设备，其特征在于，所述转移密封装置还包括柔性保持件和定位件，所述柔性保持件和所述定位件均绕所述滚筒筛部分的周围延伸，其中，所述定位件固定所述柔性保持件的位置，从而所述柔性保持件定位和保持所述环形柔性件的位置。

32.如权利要求30或31任一项权利要求所述的设备，其特征在于，所述转移密封装置的环形柔性件通过所述柔性保持件保持在设置在相邻滚筒筛部分之间的环形凹槽内。

33.如权利要求32所述的设备，其特征在于，所述环形凹槽由一个滚筒筛部分的后端、所述定位件和所述柔性保持件组成的通道形成。

34.如前述任一项权利要求所述的设备，其特征在于，所述固态废物分离设备进一步包括基本位于所述滚筒筛部分下方的输送装置，从而由所述滚筒筛部分筛选出的材料可以在所述输送装置上接收。

35.如权利要求2至34任一项权利要求所述的设备，其特征在于，所述第一滚筒筛的第一端设置有端盖，所述端盖内设置有槽沟，城市固态废物可以通过所述槽沟传送至所述第一滚筒筛。

36.如权利要求35所述的设备，其特征在于，所述第一滚筒筛的第一端还设置有第一端部密封结构。

37.如权利要求36所述的设备，其特征在于，所述第一端部密封结构有助于所述第一滚筒筛相对于所述端盖旋转。

38.如权利要求36或37任一项权利要求所述的设备，其特征在于，所述第一端部密封结构包括设置在所述第一滚筒筛的第一端上的凸起环形部分和设置在所述端盖上的双叶环形件，其中，所述双叶环形件的叶片之间接收所述凸起件，从而形成基本上密封。

39.如前述任一项权利要求所述的设备，其特征在于，所述设备还包括一个或多个筛选器清洁装置。

40.如权利要求39所述的设备，其特征在于，所述筛选器清洁装置设置成对所述或每个滚筒筛的筛选器进行冲击，从而去除可能堵塞的或者影响前述操作的材料。

41.如权利要求40所述的设备，其特征在于，所述筛选器清洁装置包括设置有多个弹性刮板的细长桨轮，所述桨轮绕着自身的长度旋转，使得所述刮板以有助于从所述筛选器上擦拭掉材料的方式对所述滚筒筛部分的筛选器进行冲击。

42.如权利要求41所述的设备，其特征在于，所述细长桨轮旋转的方向与所述筛选器转动的方向相反。

43.如权利要求41所述的设备，其特征在于，所述桨轮和滚筒筛以相同的方向但不同的速度转动，以实现从所述筛选器上擦拭材料。

44.如权利要求9至43任一项权利要求所述的设备，其特征在于，所述最后的滚筒筛的末端部分上设有锯齿状放电光盘，所述锯齿状放电光盘有助于处理废品。

45.一种滚筒筛部分转移密封装置，通过所述滚筒筛部分转移密封装置，滚筒筛部分之间形成密封，所述滚筒筛部分以相对不同的速度旋转，同时保持所述密封的完整性，所述转移密封装置包括环形柔性件，所述环形柔性件保持在相邻滚筒筛部分之间且大致位于所述滚筒筛部分的周围，所述转移密封装置还包括柔性保持件和定位件，所述柔性保持件和所述定位件均绕所述滚筒筛部分的周围延伸，其特征在于，所述定位件固定所述柔性保持件的位置，从而所述柔性保持件定位和保持所述环形柔性件的位置。

46.如权利要求45所述的密封装置，其特征在于，所述转移密封装置的环形柔性件通过所述柔性保持件被保持在相邻滚筒筛部分之间设置的环形凹槽内。

47.如权利要求46所述的密封装置，其特征在于，所述环形凹槽由一个滚筒筛部分的后端、所述定位件和所述柔性保持件设置的通道形成。

48.一种密封结构，第一部件与第二部件的连接可以通过所述密封结构以基本密封的方式实现，其中所述第一部件与所述第二部件之间有相对转动，所述密封结构包括设置在所述旋转部件上的凸起环形部分和设置在所述静止部件上的双叶环形件，其特征在于，所述双叶环形件的叶片之间接收有所述凸起件，从而形成基本密封。

49.如权利要求48所述的密封结构，其特征在于，一个部件是静止的，另一个部件能够相对旋转。

50.如权利要求49所述的密封结构，其特征在于，所述旋转部件是滚筒筛。

51.一种旋转筛选器清洁装置，包括设置有多个弹性刮板的细长桨轮，所述筛选器清洁装置设置成以有助于从所述或者每个筛选器上擦拭掉可能堵塞的或者影响前述操作的材料的方式对所述或每个需要被清洗的筛选器进行冲击。

52.如权利要求51所述的筛选器清洁装置，其特征在于，所述细长桨轮旋转的方向与所述或者每个需要清洁的筛选器旋转的方向相反。

53.如权利要求51所述的筛选器清洁装置，其特征在于，所述桨轮与所述或者每个需要清洁的筛选器以相同的方向但不同的速度转动，以实现从所述筛选器上擦拭材料。

54.如权利要求51至53任一项权利要求所述的筛选器清洁装置，其特征在于，所述或者每个旋转筛选器设置在滚筒筛上。

55.一种滚筒筛支撑结构，包括用于需要支撑的滚筒筛的每个旋转部分的四个驱动轮，所述驱动轮由支撑架支撑，所述滚筒筛部分的负荷通过所述四个驱动轮分担，所述支撑架还具有位于其上的惰轮装置和推力滚子装置，其特征在于，所述惰轮装置承担所述滚筒筛部分的重量，所述滚筒筛被提升，减轻了所述驱动轮上所述滚筒筛部分的重量，所述推力滚子装置用来传递被动抗力以帮助将所述滚筒筛部分定位在所述驱动轮上。

56.如权利要求55所述的滚筒筛支撑结构，其特征在于，所述驱动轮成对布置，所述滚筒筛部分位于所述驱动轮之间并在所述驱动轮上。

57.如权利要求55或56所述的滚筒筛支撑结构，其特征在于，所述四个驱动轮均以同步的方式单独驱动。

58.如权利要求55至57任一项权利要求所述的滚筒筛支撑结构，其特征在于，还包括停放锁定装置，当所述滚筒筛部分没有转动且静止时，所述驱动轮能通过所述停放锁定装置减轻重量，从而防止所述驱动轮上产生平点。

59.一种固态废物分离方法，所述方法包括将固态废物传送到一系列的至少两个旋转滚筒筛部分的步骤，所述滚筒筛部分被布置为使得需要被分离的固态废物可以通过一个滚筒筛部分以及进入另一个滚筒筛部分，每个所述滚筒筛部分内设置有筛选器，过筛材料可以穿过所述筛选器，其特征在于，至少两个所述滚筒筛部分能够以不同的相对速度旋转。

60.如权利要求59所述的方法，其特征在于，所述固态废物分离方法在所述滚筒筛部分之间不需要材料处理。

61.如权利要求59或60所述的方法，其特征在于，所述方法进一步包括润湿或弄湿所述固态废物的步骤。

62.如权利要求61所述的方法，其特征在于，所述润湿以可测量和可调节的方式进行。

63.如权利要求59至62任一项权利要求所述的方法，其特征在于，所述方法从城市固态废物中产生每个细混合部分、粗混合部分和超大混合部分。

64.如权利要求63所述的方法，其特征在于，所述细混合部分和所述粗混合部分含有有机和无机材料。

65.如权利要求63或64所述的方法，其特征在于，所述超大混合部分进一步分离成至少两个子级部分，其中所述较大的部分是废品子级部分。

66.如权利要求63至65任一项权利要求所述的方法，其特征在于，所述细混合部分的尺寸小于或等于约60mm。

67.如权利要求63至66任一项权利要求所述的方法，其特征在于，所述粗混合部分的尺寸小于或等于约300mm。

68.如权利要求63至67任一项权利要求所述的方法，其特征在于，所述超大混合部分的尺寸大于300mm。