CN106542279B - 物料双工位自动布料及自动裂变系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种物料双工位自动布料及自动裂变系统，包括平行的两组轨道，轨道分为裂变区、布料区与卸料区；每组轨道上设有一组两端连接有卷扬机的物料小车；布料区设有双工位布料系统，接收物料后再输送给物料小车；裂变区设有裂变釜，用于将进入裂变釜的物料小车中的物料进行高温高压裂变处理；卸料区设有卸料卷扬机与接料输送机，卸料卷扬机从侧面翻倒物料小车的车厢，将经过裂变处理的物料倒入接料输送机，并向下游输送。本发明采用一系列的自动化设备组合而成，自动化程度高；而且裂变釜采用卧式结构，压力表、安全阀等机构与整个安全作业机构互锁，提高了系统的安全性；提高有机垃圾的输送处理速度。

Description

物料双工位自动布料及自动裂变系统

技术领域

本发明涉及城市垃圾处理系统，其将城市垃圾分选后的垃圾物料进行高温高压裂变后，进行无害化处理的自动化设备，经过裂变系统处理过的物料，将无害、无味，用于有机肥和环保建材的制作原料，本发明还涉及一种能将选物料高温高压处理，从而达到无害、无味的裂变工艺方法。

背景技术

随着城市人口的增加，城市垃圾产量越来越大，对环境的危害也日益严重。就我国而言，不仅固体废弃物的问题形势严峻，资源形势也令人担忧，人均资源低于世界水平，利用率也很低。对已产生的城市垃圾，最佳的处理方法是从垃圾中回收物质和能源，即垃圾的资源化，从而实现垃圾的减容化、减量化、无害化和资源化。

在城市垃圾中，可堆腐的有机垃圾是我国城市垃圾中的主要成分之一，包括剩菜剩饭、骨头、菜根菜叶、果皮等食品类废物。将垃圾中的可堆腐有机物进行堆肥处理是提高垃圾再生利用水平的主要途径。通过垃圾的堆肥处理，可显著提高垃圾资源化水平。

然而，我国目前的有机垃圾堆肥技术主要采用机械化堆肥和简易高温堆肥技术，设施较为落后，处理周期长，工业化程度低，导致垃圾变资源的转化率低，并且容易造成二次污染。目前的机械化堆肥和简易高温堆肥技术主要存在三个缺点：

1)堆肥技术资源转化率低，形成大量浪费，并易造成二次污染；

2)生产的堆肥产品质量不高、肥效较低，使堆肥产品销路不畅，最终导致堆肥场因堆肥产品的积压而停产；

3)工作环境脏乱差，工人卫生保障条件极为恶劣。

因此，针对现有技术的弊端，本发明人经过长期研究，设计开发了一种自动化的高温高压裂变系统工艺方法及其设备，解决有机垃圾资源化转化和垃圾处理工业化运营的问题，为城市垃圾的处理与回收利用自动化工艺提供了更经济、可靠、高效的装备。

发明内容

本发明的目的在于提供一种物料双工位自动布料及自动裂变系统，其系统性强，自动化程度高，工作稳定可靠，适合于物料在高温高压下快速完成物料的裂变、水解，生成稳定态的易被处理的小分子碳氮复合物，使其成为便于进一步处理的基料。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种物料双工位自动布料及自动裂变系统，其特征在于，包括平行布置的两组轨道，两组以长度划分为裂变区、卸料区与布料区；

每组轨道上设有能够串联的一组物料小车，每一组物料小车的一端连接有进釜卷扬机，另一端连接有出釜卷扬机，使该一组物料小车能够在裂变区、布料区以及卸料区之间切换位置；

对应于该布料区的位置，设有双工位布料系统，该双工位布料系统与振动输送机相接，接收物料后再输送给物料小车；

对应于该裂变区的位置，设有裂变釜，用于将进入裂变釜的物料小车中的物料进行高温高压裂变处理；

对应于该卸料区的位置，设有卸料卷扬机与接料输送机，该卸料卷扬机用于从侧面翻倒物料小车的车厢，该接料输送机设于轨道旁侧，用于接收从物料小车翻倒出的经过裂变处理的物料，并将经过裂变处理的物料向下游输送。

所述的物料双工位自动布料及自动裂变系统，其中，该物料小车包括通过转动副连接的底盘与车厢，底盘通过滚轮在轨道上行走，车厢上设有左侧扶手与右侧扶手，还设有前侧串联机构与后侧串联机构。

所述的物料双工位自动布料及自动裂变系统，其中，该车厢用方钢管做骨架，内侧用A3钢板弯制焊接而成。

所述的物料双工位自动布料及自动裂变系统，其中，该双工位布料系统包括：

机架，固定在地面上，横跨在两组轨道的上方；

两个位置传感器，固定在机架侧面，用于检测机架下方各组轨道上的物料小车的就位情况；

两个超声波满料监测装置，固定在机架侧面，用于检测机架下方各组轨道上的物料小车是否满料；

正反转布料输送机，其固定在机架上并与振动输送机相接，该正反转布料输送机的两端下方各设有一个落料器，两个落料器分别用于向一组轨道上的物料小车送料。

所述的物料双工位自动布料及自动裂变系统，其中，该双工位布料系统还包括物料框挡板，其固定在正反转布料输送机的两侧。

所述的物料双工位自动布料及自动裂变系统，其中，两组轨道的一端为该裂变区，另一端为该卸料区，两端之间为该布料区。

所述的物料双工位自动布料及自动裂变系统，其中，该裂变釜具有卧式罐体，罐体的两端均设有压力表、加压管以及进/排液管，该压力表用于测量裂变釜内的压力值，该加压管连通有高温高压蒸汽，两个该进/排液管用于向裂变釜内注入/排出冷却水。

所述的物料双工位自动布料及自动裂变系统，其中，罐体两端用左盖与右盖密封，该罐体与左盖以及右盖连接密封位置设有连接点压力表，该连接点压力表用于测量该连接密封位置的压力值。

所述的物料双工位自动布料及自动裂变系统，其中，罐体的两端均设有安全阀，该安全阀用于限定该裂变釜的最高压力。

所述的物料双工位自动布料及自动裂变系统，其中，罐体的两端均设有玻璃管液面计，该玻璃管液面计用于实时监测裂变釜内的冷凝水以及冷却水的总液面高度。

与现有技术相比较，本发明具有的有益效果是：

1、本发明采用一系列的自动化设备组合而成，自动化程度高；

2、裂变釜采用卧式结构，压力表、安全阀等机构与整个安全作业机构互锁，提高了系统的安全性；提高有机垃圾的输送处理速度；

3、采用的裂变系统改变了以往堆肥的工艺，大大提高了转化生产有机肥的生产效率和提高了有机肥质量的一致性，本发明产品的研究，能够有效促进垃圾资源化循环利用的工业化运营。

附图说明

图1为裂变系统工艺流程图；

图2为裂变系统工艺设备平面布置图；

图3-1为裂变釜结构示意图；

图3-2为裂变釜侧视图；

图3-3为裂变釜覆盖自动锁紧示意图；

图3-4为裂变釜玻璃液面计示意图；

图4-1为物料小车结构示意图；

图4-2为物料小车侧面示意图；

图5-1为双工位布料系统示意图；

图5-2为双工位布料系统俯视图。

附图标记说明：1-进釜卷扬机；2-裂变釜；3-物料小车；4-振动输送机；5-双工位布料系统；6-接料输送机；7-卸料卷扬机；8-总输送机；9-出釜卷扬输送机；201-连接点压力表；202-安全阀；203-压力表；204-加压管；205-裂变釜罐体；206-裂变釜右盖；207-进/排液管；208-裂变釜底座；209-裂变釜左盖；210-安全联锁装置；211-自动锁紧机构；212-蜗轮蜗杆锁紧机构；213-玻璃管液面计；214-轨道；301-车厢；302-左侧扶手；303-转动副；304-铸铁滚轮；305-底盘；306-轨道；308-后侧串联机构；309-前侧串联机构；501-位置传感器；502-超声波满料监测装置；503-落料器；504-物料框挡板；505-机架；506-正反转布料输送机。

具体实施方式

图1描述了本发明所涉及的裂变系统工艺流程，图2为本发明的工艺设备平面布置图，结合图1、图2所示，本发明提供的物料双工位自动布料及自动裂变系统，包括平行布置的两组轨道，两组轨道的一端为裂变区，另一端为卸料区，两端之间为布料区；

每组轨道上设有能够串联的一组(本实施例为九个一组)物料小车3，每一组物料小车3的一端连接有进釜卷扬机1，另一端连接有出釜卷扬机9，使该一组物料小车3能够在裂变区、布料区以及卸料区之间切换位置；

对应于该布料区的位置，设有双工位布料系统5，该双工位布料系统5与振动输送机4相接，接收物料后再输送给物料小车3；

对应于该裂变区的位置，设有裂变釜2，用于将进入裂变釜2的物料小车3中的物料进行高温高压裂变处理；

对应于该卸料区的位置，设有卸料卷扬机7、接料输送机6与总输送机8，该卸料卷扬机7用于从侧面翻倒物料小车3的车厢，该接料输送机6设于轨道旁侧，用于接收从物料小车3翻倒出的经过裂变处理的物料，并将经过裂变处理的物料输送给该总输送机8。

工作的时候，如图1所示，通过振动输送机4将物料输入双工位布料系统5内，位置传感器检测到物料小车3已经就位于布料区，双工位布料系统5向就位的物料小车3装料，当一个物料小车3装满后，就将串联着的物料小车3移动一定距离，对另一个物料小车3进行装料，直至该组物料小车3全部装满；裂变釜2的釜盖开启，进釜卷扬机1开始工作，拖动该组物料小车3进入裂变釜2内，进釜卷扬机1撤出，裂变釜2釜盖自动关闭，直到连接传感器监测到已经密闭，管道阀自动启动，向裂变釜2内加温加压，直到裂变釜2内达到设定温度与设定大气压，裂变系统作用设定时间(一般入釜30分钟、出釜30分钟，裂变系统作用1小时)，裂变系统作用时间到后，泄压阀作用，裂变釜2泄压，然后连接传感器作用，裂变釜2釜盖开启，出釜卷扬机9作用，将该组物料小车3拖出，拖到卸料区，该组物料小车3解除串联，人工挂上卸料卷扬机7，使物料小车3的车厢侧面翻倒，从而将裂变后的物料倾倒在接料输送机6上，再由总输送机8将裂变后的物料输送到下面的处理工艺；一个物料小车3卸完物料后，卸料卷扬机7前移一个位置，使下一台物料小车3就位，如此循环，直到该组物料小车3全部卸完，再将该组物料小车3串联，进釜卷扬机1作用，再次将该组物料小车3拉动到布料区，如此循环往复工作；

如图2所示，当其中一条轨道上的物料小车3在裂变釜2中进入裂变处理时，另一条轨道上的物料小车3进行卸料工作与布料工作，如此交替工作，提高生产效率。

请再参阅图3-1、图3-2、图3-3以及图3-4，本发明提供的裂变釜2的结构示意图，其具有卧式罐体205，罐体205两端用左盖209与右盖206密封，罐体205底部设有左、中、右三组底座208(左、右底座208为固定底座208，中部底座208为活动底座208)，罐体205的两端均设有连接点压力表201、安全阀202、压力表203、加压管204、进/排液管207、安全联锁装置210、自动锁紧机构211、蜗轮蜗杆锁紧机构212以及玻璃管液面计213，其中：

该连接点压力表201用于测量裂变釜2内在罐体205与左盖209以及右盖206连接密封位置的压力值；

该安全阀202用于限定该裂变釜2的最高压力，若超出该最高压力，则安全阀202打开，降低裂变釜2内的压力；

该压力表203用于测量裂变釜2内的压力值；

该加压管204连通有高温高压蒸汽(如锅炉)，通过该加压管204向裂变釜2输入高温高压蒸汽，提供物料所需的裂变环境；

两个该进/排液管207用于向裂变釜2内注入/排出一定量的冷却水，当裂变釜2完成预定的裂变工艺作业后，实现裂变系统的快速冷却、降压；

该安全联锁装置210、该自动锁紧机构211是必要的安全装置；

该玻璃管液面计213用于实时监测裂变釜2内的冷凝水以及冷却水的总液面高度。

该裂变釜2工作过程如下：

开始工作前，右盖206、左盖209开启，进釜卷扬机1的钢丝绳穿过罐体205，系在物料小车3上，将串联好的物料小车3沿轨道214、306拉到裂变釜2中，进釜卷扬机1的钢丝绳卸出裂变釜2，将右盖206、左盖209关闭，安全联锁装置210、自动锁紧机构211、蜗轮蜗杆锁紧机构212作用，将整个裂变釜2密闭，通过加压管204加入压力蒸汽，逐步达到所需的物料高温高压的裂变环境。

在整个物料的裂变过程中，通过连接点压力表201、安全阀202、压力表203、玻璃管液面计213进行监测和控制，裂变釜2内的物料小车3的轨道214与布料区的轨道306相对接并留有缝隙(该缝隙作为左盖206、右盖209的活动空间，但该缝隙足够小使得物料小车3的滚轮304不会从中掉落)。

出釜流程：当物料在裂变釜2里面达到裂变的工艺时间后，通过进/排液管207注入冷却水，使裂变釜2泄压、降温，然后，右盖206、左盖209开启，出釜卷扬机9的钢丝绳系在物料小车3上，将串联好的物料小车3拉出罐体205。

请继续参阅图4-1以及图4-2，本发明提供的物料小车3的结构示意图，包括通过转动副连接的底盘305与车厢301，底盘305通过铸铁滚轮304在轨道306上行走，车厢301用方钢管做骨架，内侧用A3钢板弯制焊接而成，车厢301上设有左侧扶手302与右侧扶手307，还设有前侧串联机构309与后侧串联机构308。

物料小车3拉到卸料区后，先将串联的物料小车33拆开，再将卸料卷扬机7的钢丝绳系在物流小车的右侧扶手307上，卸料卷扬机7工作，钢丝绳拉动物料小车3的车厢301绕转动副旋转，将物料小车3中的物料倾倒在接料输送机6上，再经总输送机8送到下一个处理工序。卸完一台物料小车3的物料，再移动卸料卷扬机7，卸下一台物料小车3，全部卸完后，再将物料小车3串联在一起。

请接着参阅图5-1、图5-2，是本发明提供的双工位布料系统5的结构示意图，包括：

机架505，用膨胀螺栓固定在地面上，横跨在两组轨道501的上方；

两个位置传感器501，固定在机架505侧面，用于检测机架505下方各组轨道501上的物料小车3的就位情况；

两个超声波满料监测装置502，固定在机架505侧面，用于检测机架505下方各组轨道501上的物料小车3是否满料；

正反转布料输送机506，其固定在机架505上并与振动输送机4相接，该正反转布料输送机506的两端下方各设有一个落料器503，两个落料器503分别用于向一组轨道上的物料小车3送料；

物料框挡板504，固定在正反转布料输送机506的两侧，用于防止物料从正反转布料输送机506的侧面掉落。

双工位布料系统5工作的时候，物料通过振动输送机4输入，落到正反转布料输送机506上，根据位置传感器501的信号提示，引导正反转布料输送机506向正确的方向运行，向到位的物流小车里注入物料，当超声波满料监测装置502监测到满料后，正反转布料输送机506暂停运行，若正反转布料输送机506收到另一套位置传感器501的信号，则反向运行，给另一组轨道上的物料小车3注入物料。

本发明的特点

1、本发明采用一系列的自动化设备组合而成，自动化程度高；

2、裂变釜采用卧式结构，压力表、安全阀等机构与整个安全作业机构互锁，提高了系统的安全性；提高有机垃圾的输送处理速度；

3、采用的裂变系统改变了以往堆肥的工艺，大大提高了转化生产有机肥的生产效率和提高了有机肥质量的一致性，本发明产品的研究，能够有效促进垃圾资源化循环利用的工业化运营。

Claims (8)

1.一种物料双工位自动布料及自动裂变系统，其特征在于，包括平行布置的两组轨道，两组轨道以长度划分为裂变区、卸料区与布料区；

每组轨道上设有能够串联的一组物料小车，每一组物料小车的一端连接有进釜卷扬机，另一端连接有出釜卷扬机，使该一组物料小车能够在裂变区、布料区以及卸料区之间切换位置；

对应于该布料区的位置，设有双工位布料系统，该双工位布料系统与振动输送机相接，接收物料后再输送给物料小车；

对应于该裂变区的位置，设有裂变釜，用于将进入裂变釜的物料小车中的物料进行高温高压裂变处理；

对应于该卸料区的位置，设有卸料卷扬机与接料输送机，该卸料卷扬机用于从侧面翻倒物料小车的车厢，该接料输送机设于轨道旁侧，用于接收从物料小车翻倒出的经过裂变处理的物料，并将经过裂变处理的物料向下游输送；

该物料小车包括通过转动副连接的底盘与车厢，底盘通过滚轮在轨道上行走，车厢上设有左侧扶手与右侧扶手，还设有前侧串联机构与后侧串联机构；

两组轨道的一端为该裂变区，另一端为该卸料区，两端之间为该布料区。

2.根据权利要求1所述的物料双工位自动布料及自动裂变系统，其特征在于，该车厢用方钢管做骨架，内侧用A3钢板弯制焊接而成。

3.根据权利要求1所述的物料双工位自动布料及自动裂变系统，其特征在于，该双工位布料系统包括：

机架，固定在地面上，横跨在两组轨道的上方；

两个位置传感器，固定在机架侧面，用于检测机架下方各组轨道上的物料小车的就位情况；

两个超声波满料监测装置，固定在机架侧面，用于检测机架下方各组轨道上的物料小车是否满料；

正反转布料输送机，其固定在机架上并与振动输送机相接，该正反转布料输送机的两端下方各设有一个落料器，两个落料器分别用于向一组轨道上的物料小车送料。

4.根据权利要求3所述的物料双工位自动布料及自动裂变系统，其特征在于，该双工位布料系统还包括物料框挡板，其固定在正反转布料输送机的两侧。

5.根据权利要求1所述的物料双工位自动布料及自动裂变系统，其特征在于，该裂变釜具有卧式罐体，罐体的两端均设有压力表、加压管以及进/排液管，该压力表用于测量裂变釜内的压力值，该加压管连通有高温高压蒸汽，两个该进/排液管用于向裂变釜内注入/排出冷却水。

6.根据权利要求5所述的物料双工位自动布料及自动裂变系统，其特征在于，罐体两端用左盖与右盖密封，该罐体与左盖以及右盖连接密封位置设有连接点压力表，该连接点压力表用于测量该连接密封位置的压力值。

7.根据权利要求5所述的物料双工位自动布料及自动裂变系统，其特征在于，罐体的两端均设有安全阀，该安全阀用于限定该裂变釜的最高压力。

8.根据权利要求5所述的物料双工位自动布料及自动裂变系统，其特征在于，罐体的两端均设有玻璃管液面计，该玻璃管液面计用于实时监测裂变釜内的冷凝水以及冷却水的总液面高度。