CN111215204A - 垃圾处理装置 - Google Patents

Abstract

本发明揭示了垃圾处理装置，主要用于厨余垃圾和干垃圾的处理，其使内套体的筒壁带毛细孔且高速旋转，将液体甩出到内套体外部并通过排液孔排出，有效的实现了固液分离，在主轴和内套体上设置刃口交叉且贴近的输送剪切叶片和剪切叶片并使它们的旋转方向相反，在工作时，一方面能够通过输送剪切叶片将厨余垃圾向内套体底部输送并挤压实现一定的粉碎，同时，输送剪切叶片和剪切叶片可以不断产生剪切动作对厨余垃圾进行剪切研磨，其粉碎效果极大的改善，并且叶片均伸出到外桶体外，可以通过剪切的动作将口部的厨余垃圾快速地抓取并向内套筒底部抽送，不需要漏斗导向，保证厨余垃圾供应的有效性，且易于与自动化供料设备配接。

Description

垃圾处理装置

技术领域

本发明涉及垃圾处理设备领域，尤其是用于厨余垃圾和干垃圾的垃圾处理装置。

背景技术

厨余垃圾是指居民日常生活及食品加工、饮食服务、单位供餐等活动中产生的垃圾，包括丢弃不用的菜叶、剩菜、剩饭、果皮、蛋壳、茶渣、骨头等，其主要来源为家庭厨房、餐厅、饭店、食堂、市场及其他与食品加工有关的行业。

厨余垃圾含有极高的水分与有机物，很容易腐坏，产生恶臭。经过妥善处理和加工，可转化为新的资源，高有机物含量的特点使其经过严格处理后可作为肥料、饲料，也可产生沼气用作燃料或发电，油脂部分则可用于制备生物燃料。

在进行厨余垃圾再利用时，需要对厨余垃圾进行粉碎处理，在粉碎处理时，可以运用各种粉碎机来实现，如申请号为2018111482097所揭示的一种厨余垃圾粉碎机粉碎机，这种粉碎机通过固定在搅拌轴上的搅拌刀片对厨余垃圾进行搅拌粉碎。

这种结构的问题在于：

（1）无法实现固液分离，因此粉碎后的厨余垃圾需要再经过固液分离处理。

（2）结构中带有上料漏斗，必须通过上料漏斗才能有效的将厨余垃圾引入到粉碎机构中。

（3）由于搅拌刀片是悬空设置的，厨余垃圾与搅拌刀片接触时，由于厨余垃圾没有有效的支撑，导致刀片对厨余垃圾的切割、粉碎效果较差。

（4）对于一些纤维类的厨余垃圾，很容易缠绕至搅拌轴上，无法实现有效粉碎和排出到粉碎桶中。

（5）托板上带有孔洞，厨余垃圾从漏斗进入设备内部后，一些较大的颗粒也会通过托板上的孔洞进入到粉碎桶中，从而导致厨余垃圾粉碎的程度较低。

（6）由于接料斗盛料，受接料斗的体积影响，需要经常停止设备进行接料斗内的厨余垃圾的清除，无法自动排料，导致使用效率低，操作繁琐。

发明内容

本发明的目的就是为了解决现有技术中存在的上述问题，提供一种垃圾处理装置。

本发明的目的通过以下技术方案来实现：

垃圾处理装置，包括外桶体，所述外桶体内共轴设置有可同步自转的主轴及内套体，所述外桶体的底板上开设有位于内套体和外桶体之间的排液孔，所述主轴位于所述内套体中，且其自转方向与所述内套体的自转方向相反，所述主轴的外壁形成有至少一螺旋状的输送剪切叶片，所述内套体的筒壁具有毛细孔且其内壁形成有至少一螺旋状的剪切叶片，所述输送剪切叶片和剪切叶片的上端延伸到所述外桶体的上端开口外，它们的刃口交叉且它们跟随主轴和内套体转动产生剪切力。

优选的，所述的垃圾处理装置中，所述主轴为上端直径小，下端直径大的锥形轴，所述内套体为一圆筒。

优选的，所述的垃圾处理装置中，所述主轴与内套体由同一电机驱动，所述电机位于所述外桶体的上方。

优选的，所述的垃圾处理装置中，所述主轴为空心轴，其一端通过与其共轴且延伸到外筒体外部的传动轴连接一位于所述外桶体外部的电机，其另一端连接一支撑轴，所述支撑轴可转动地固定在外桶体的底板上，所述支撑轴通过行星齿轮传动机构连接所述内套体，所述内套体的外壁与所述外桶体的内壁通过轴承连接。

优选的，所述的垃圾处理装置中，所述支撑轴通过与所述第一轴承共轴的第二轴承连接所述行星齿轮传动机构的行星架。

优选的，所述的垃圾处理装置中，所述外桶体的底板上开设有至少一位于所述内套体和主轴之间的排出孔，所述行星齿轮传动机构的行星架上开设有至少一出料孔，所述出料孔可转动至与所述排出孔导通。

优选的，所述的垃圾处理装置中，所述底板的底部设置有遮盖所述排出孔的浮动堵头，所述浮动堵头位于一出料套管中。

优选的，所述的垃圾处理装置中，所述输送剪切叶片和/或剪切叶片的叶片宽度由上至下渐小或等宽。

优选的，所述的垃圾处理装置中，所述行星齿轮传动机构的行星架的外圆周壁的底部设置有一圈排液叶片。

优选的，所述的垃圾处理装置中，所述输送剪切叶片和剪切叶片的下端延伸到所述主轴和内套体的底部。

本发明技术方案的优点主要体现在：

本方案设计精巧，结构简单，由于内套体的筒壁为滤网且高速旋转，从而可以充分的将内套体内的液体甩出到外部并通过底板上的排液孔排出，有效的实现了固液分离，为后续废液和固体有机物的分别利用创造了条件，无需再进行固液分离处理，并且在主轴和内套体上设置刃口交叉且贴近的输送剪切叶片和剪切叶片并使它们的旋转方向相反，从而在工作时，一方面能够通过输送剪切叶片将厨余垃圾向内套体底部输送并挤压实现一定的粉碎，同时，输送剪切叶片和剪切叶片的刃口可以不断产生剪切动作，将厨余垃圾剪碎和研磨，相对于悬空的切刀切割，其粉碎效果极大的改善，并且由于输送剪切叶片和剪切叶片均伸出到外桶体外，从而可以通过剪切的动作将外桶体入口处的厨余垃圾快速、稳定的抓取并向内套筒底部抽送，有效保证厨余垃圾供应的有效性，不需要漏斗导向，结构更简单，且易于与自动化供料设备配接。

本方案的结构即使是纤维类厨余垃圾也能够有效的剪断，从而避免限位缠绕至主轴上。

排液口处设置排液套管一来方便与管道连接，二来可以在套管内部设置排液叶轮，排液叶轮可以加速排液，避免积液、回流问题。

主轴采用锥形轴，内套体采用圆筒，可以有效的使它们之间的空间逐步减小，从而在厨余垃圾输送时，可以增加对厨余垃圾的挤压力，加速厨余垃圾的破碎，改善粉碎效果。

本方案的驱动结构能够有效的实现单动力源驱动，通过多个共轴的轴承配合并使主轴与内套体通过轴承连接，能够有效保证各个轴、内套体的同轴度，从而避免运行时部件的摆动，改善运行的稳定性。

排出孔和出料孔的设计可以在一定程度上延长厨余垃圾在粉碎机内粉碎的时间，从而可以改善粉碎效果；结合浮动堵头，可以进一步增加厨余垃圾在粉碎机内的粉碎时间，进一步改善粉碎效果。

本方案多个剪切叶片配合的结构能够有效的增加剪切点，从而可以在厨余垃圾输送的全过程进行剪切、研磨，能够最大化的发挥剪切叶片的作用。

附图说明

图 1 是本发明的第一纵剖视图（图中隐去了太阳齿轮）；

图2是本发明的第二纵剖视图，第二纵剖视图的剖切面与第一纵剖视图的剖切面垂直（图中隐去了排液叶片）；

图 3 是本发明的俯视图；

图 4是本发明的主视图（图中隐去了外桶体及内套体等结构）;

图5是本发明带电机、行星齿轮传动机构的第二剖视图（图中隐去了排液叶片）；

图6是图2中A区域的放大图。

具体实施方式

本发明的目的、优点和特点，将通过下面优选实施例的非限制性说明进行图示和解释。这些实施例仅是应用本发明技术方案的典型范例，凡采取等同替换或者等效变换而形成的技术方案，均落在本发明要求保护的范围之内。

在方案的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”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。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。并且，在方案的描述中，以操作人员为参照，靠近操作者的方向为近端，远离操作者的方向为远端。

由于厨余垃圾中会存在各种液体，并且在各种菜叶等粉碎过程中也会产生液体，因此其含水率较高，对于需要将固体与液体分开利用的厨余垃圾回用企业来说，除了要将厨余垃圾中的固体粉碎，还需要使粉碎后的固体与液体分离，从而可以分别利用。

下面将结合附图对本发明揭示的具备固液分离和粉碎功能的垃圾处理装置进行阐述，其主要用于厨余垃圾和干垃圾的粉碎及固液分离，当然也可以用于具有相同要求的其他领域，如食品加工、饲料加工等，本实施例中以用于厨余垃圾处理为例进行说明，如附图1-附图4所示，其包括外桶体1，所述外桶体1内共轴设置有可同步自转的主轴2及内套体3，所述外桶体1的底板11上开设有位于内套体3和外桶体1之间的排液孔15，所述排液孔15可以是圆孔或方孔或腰型孔等任意形状的孔，所述主轴2位于所述内套体3中，且其自转方向与所述内套体3的自转方向相反，所述主轴2的外壁形成有至少一螺旋状的输送剪切叶片4，所述内套体3的筒壁为滤网，所述滤网的网孔尺寸可以根据需要进行设计，此处不作限定，所述内套体3的内壁形成有至少一螺旋状的剪切叶片5，所述剪切叶片5和输送剪切叶片4的上端延伸到所述外桶体1的上端开口外，它们的刃口交叉且它们跟随主轴2和内套体3转动产生剪切力。

工作时，主轴2自转带动输送剪切叶片4转动，内套体3自转带动剪切叶片5反向转动，因此在厨余垃圾从外桶体1的上方投入时，输送剪切叶片4和剪切叶片5能够产生剪切的动作，一方面能够有效的将入口处的厨余垃圾进行快速稳定的抓取，另一方面能够对厨余垃圾进行剪切预绞碎，抓取后的厨余垃圾随后在输送剪切叶片4的输送作用下向内套体3内输送。

输送剪切叶片4将厨余垃圾向内套体3的底部输送的同时，对厨余垃圾施加向下的挤压力使厨余垃圾粉碎，另外，由于剪切叶片5的旋转方向与输送剪切叶片4相反，从而输送剪切叶片4和剪切叶片5的各交叉的位置对位于它们之间的厨余垃圾进行剪切，实现厨余垃圾的进一步粉碎，即使是纤维等也能够经过多次剪切而成为碎屑。

与此同时，由于内套体3具有毛细孔，从而内套体3内的厨余垃圾中的液体能够从所述滤网的网孔中流出到所述内套体3的外部并落入到所述外桶体1的底板11上并从所述排液孔15排出到所述外桶体1的外部。另外，由于所述内套体3处于持续自转的转动，从而可以通过离心力的作用将其上的液体甩离到所述外桶体1中，可以进一步改善固液分离的效果和效率。

详细来说，所述外桶体1可以是一圆桶，也可以是中心具有圆槽或方槽等槽体的桶体，优选的，如附图2所示，所述外桶体1包括共轴的圆罩13及底板11，所述底板11优选为圆形且直径大于所述圆罩13的直径，所述底板11上位于所述圆罩13外围的区域形成有一组连接孔14，从而方便与底座或支架等结构的连接，实现安装。

所述主轴2可以是一空心的或实心的圆轴，优选的实施例中，如附图1、附图2所示，所述主轴2为一上端直径小，下端直径大的锥形轴，同时，所述内套体3为一柱形的圆筒，其高度与所述主轴2的高度相当，从而所述内套体3与主轴2之间的空间由上端至下端逐步减小，在后续粉碎时，由于该区域的空间越来越小，位于该区域内的厨余垃圾所受的输送剪切叶片4的挤压力随着输送深度的增加而成几何倍数的增大，从而使厨余垃圾更容易粉碎。

当然，在其他实施例中，所述内套体3也可以是一与主轴2的锥形造型相匹配的锥形。

所述主轴2与内套体3可以分别由一电机驱动反向转动，当然在优选的实施例中，如附图5所示，也可以由同一电机6驱动，并且所述电机6优选位于所述外桶体1的上方，这样的设计，可以有效的避免将电机6设置于外桶体1下方需要占用一定的高度空间，导致外桶体1顶部开口的安装高度增加，不便于人工操作或与其他设备对接的问题。

具体的，如附图5所示，所述主轴2优选为空心轴，其中心形成有一变径的安装孔，所述主轴2的上端通过与其共轴的传动轴7连接一位于所述外桶体1外部的电机6，并且，所述传动轴7使所述电机6与所述外桶体1的顶部开口保持一定的高度差，从而为上料操作提供空间。

如附图5所示，所述传动轴7的外周共轴套装一位于所述外桶体1上方一定距离的轴承60，所述轴承60的外圈固定在一支架70上，所述支架70包括三个支杆，三个所述支杆固定在所述外桶体1的顶部，从而可以有效的对传动轴7提供支撑并使其可以自转。

如附图5所示，所述主轴2的下端连接一支撑轴8，所述支撑轴8与所述传动轴7共轴，且所述支撑轴8的下端穿过所述底板11中心的通孔并固定在一位于所述底板11的底部的轴承80中，所述轴承80与轴承60共轴，从而所述支撑轴8可转动地固定在外桶体1的底板11上。

如附图5所示，所述支撑轴8通过行星齿轮传动机构9连接所述内套体3，所述行星齿轮传动机构9包括套装在所述支撑轴8上且与所述支撑轴8固定的太阳轮93，所述太阳轮93通过固定在所述支撑轴8上且位于所述太阳轮93的上下位置的紧固盘固定和限位，所述太阳轮93与至少一个位置固定且可自转的行星齿轮92啮合，所述行星齿轮92可转动地固定在底板11上且它们的自转轴与所述太阳轮93的轴线平行，多个所述行星齿轮92与一围设在它们外周的行星架91的内齿啮合，所述行星架91包括齿圈911及共轴固定于齿圈911上的支撑环912，所述支撑环912的内圆直径小于所述齿圈911的直径且高于所述行星齿轮92，所述内套体3固定在所述支撑环912上，例如可以通过焊接或胶接或螺接等方式固定，所述内套体3的外壁与所述外桶体1的内壁通过一与所述轴承60、80工作的第一轴承10连接，所述第一轴承10位于所述内套体3的上端，从而内套体3可以相对外桶体1转动，同时第一轴承10可以对内套体3和外桶体1之间的间隙的上端进行遮挡，从而防止厨余垃圾掉落到它们之间的间隙处，影响后续的排液。

同时，如附图5所示，所述支撑轴8还插接在一与所述第一轴承10共轴的第二轴承90的内圈中并与第二轴承90的内圈固定（例如过盈配合），所述第二轴承90的外圈共轴连接所述支撑环912，从而多个轴承配合的结构，能够有效的对主轴2、传动轴7、支撑轴8及内套体3的位置进行限定，避免转动时出现摆动，保证运行的稳定性。

工作时，所述电机6的电机轴的转动通过传动轴7、主轴2、支撑轴8及行星齿轮传动机构9传递到所述内套体3，从而驱动内套体3转动，由于行星齿轮传动机构9的存在，使所述内套体3的自转方向与所述主轴2的自转方向相反，同时内套体3的旋转速度小于所述主轴2的转速，从而位于它们上的输送剪切叶片4和剪切叶片5能够不断的切换交叉位置，从而持续的对位于它们之间的厨余垃圾进行剪切。

当然，在一些其他实施例中，所述主轴2也可以手动驱动，例如通过手柄等来驱动，此处为已知技术，不作赘述。

另外，为了增加剪切的点位和频率，如附图3、附图4所示，所述输送剪切叶片4和剪切叶片5均为多个，优选为3个或4个，并且多个所述输送剪切叶片4的上端端面均分所述主轴2的上端外圆周，多个所述输送剪切叶片4的下端延伸到所述主轴2的底部；多个所述剪切叶片5的上端均分所述内套体3的上端内圆周，多个所述剪切叶片5的下端延伸到所述内套体3的底部。

另外，如附图1所示，通过一纵剖切面剖切所述垃圾处理装置得到的纵剖面中，多个输送剪切叶片4在所述主轴2同一侧的多个不同高度差的部位的截面中，任意相邻的两个截面的高度差H1相同；同样的，多个剪切叶片5在所述转轴同一侧的多个不同高度差的部位的截面中，任意相邻的两个截面的高度差H2相同。

同时，如附图1所示，所述输送剪切叶片4的宽度由上至下逐步减小，并且，所述输送剪切叶片4为变径螺旋，且螺旋外径由上至下逐渐变大；所述剪切叶片5的宽度由上至下逐步减小，其同样为变径螺旋，其螺旋内径由上至下逐渐变大。

当然，在其他实施例中，所述输送剪切叶片4的宽度也可以保持不变或所述剪切叶片5的宽度保持不变，即输送剪切叶片4或剪切叶片的宽度由上至下保持一致，例如，当输送剪切叶片4的宽度不变时，所述剪切叶片5的宽度为逐渐变小的趋势且不同区域的刃口均与相应位置的输送剪切叶片4的刃口贴近。并且所述输送剪切叶片4和所述剪切叶片5也可以是等径螺旋。

另外，如附图2、附图5所示，为了方便将所述内套体3内粉碎后的厨余垃圾从外桶体内排出，在所述外桶体1的底板11上开设有至少一位于所述内套体3和主轴2之间的排出孔12，优选为一个，所述行星齿轮传动机构9的行星架91上开设有至少一出料孔94，优选为四个，且呈四边形分布，每个所述出料孔94可转动至与所述排出孔12导通，从而在所述排出孔12与出料孔94连通时，厨余垃圾能够在输送剪切叶片4的挤压力作用下从所述出料孔94及排出孔12排出；当出料孔94与排出孔12不连通时，则厨余垃圾在内套体3中进行研磨，直至下一出料孔94与排出孔12连通时再将部分厨余垃圾从内套体3中排出。

通过这种按照一定周期频率排出厨余垃圾的结构设计，可以一定程度上增加厨余垃圾在所述内套体3和主轴2之间停留的时间，从而能够延长输送剪切叶片4和剪切叶片5对物切割、研磨的时间，使厨余垃圾被粉碎的更彻底。

如附图1所示，为了进一步方便排液孔15排出的液体的快速排出，所述行星架91的外圆周壁上设置有一圈排液叶片50，所述排液叶片50跟随所述行星架91转动，从而排液叶轮50能够起到类似水泵的抽水作用，加快排液的速率，避免积液、回流等现象产生。同时，为了方便与外部管道等连接，所述外桶体1的底部设置有与所述排液孔15正对的排液接口40。

由于具有固液分离结构后，最终从排出孔12排出的厨余垃圾的含水率大大降低，为了能够进一步降低厨余垃圾的含水率，使排出孔12排出的厨余垃圾尽量为干料，如附图6所示，在所述底板11的底部设置有遮盖所述排出孔12的浮动堵头20，所述浮动堵头20位于一出料套管30中，具体的，所述浮动堵头20包括一浮动板201，所述浮动板201遮盖所述排出孔12，其优选成十字形，并且在所述浮动板201的底部的两端位置分别设置有一弹簧202，所述弹簧202的另一端分别固定在一垫块203上，所述垫块203可以焊接在所述出料套管30的内壁处，从而为弹簧202提供支撑，通过调整弹簧202的安装位置或弹簧的类型，可以有效的调节排出孔12排出的厨余垃圾的含水量，这是由于厨余垃圾在排出到排出孔12时，需要先克服浮动板201的上压力，而含水率较高的厨余垃圾对浮动板201的下压力不足以克服上压力，因此无法推动浮动板201打开，只有当厨余垃圾中的含水率降低至其成为干料，干料堆积后在输送剪切叶片的输送作用下，才能有效克服浮动板201的上压力将其推开实现厨余垃圾排出。

并且，由于浮动堵头20的存在，可以进一步增加厨余垃圾在所述内套体3和主轴2之间停留的时间，能够进一步增加输送剪切叶片4和剪切叶片5对厨余垃圾进行切割、研磨的时间，从而使厨余垃圾被厨余垃圾粉碎的更细腻。

本发明尚有多种实施方式，凡采用等同变换或者等效变换而形成的所有技术方案，均落在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.垃圾处理装置，其特征在于：包括外桶体（1），所述外桶体（1）内共轴设置有可同步自转的主轴（2）及内套体（3），所述外桶体（1）的底板（11）上开设有位于内套体（3）和外桶体（1）之间的排液孔（15），所述主轴（2）位于所述内套体（3）中，且其自转方向与所述内套体（3）的自转方向相反，所述主轴（2）的外壁形成有至少一螺旋状的输送剪切叶片（4），所述内套体（3）的筒壁具有毛细孔且其内壁形成有至少一螺旋状的剪切叶片（5），所述输送剪切叶片（4）和剪切叶片（5）的上端延伸到所述外桶体（1）的上端开口外，它们的刃口交叉且它们跟随主轴（2）和内套体（3）转动产生剪切力。

2.根据权利要求1所述的垃圾处理装置，其特征在于：所述主轴（2）为锥形轴且上端直径小，下端直径大，所述内套体（3）为一圆筒。

3.根据权利要求1所述的垃圾处理装置，其特征在于：所述主轴（2）与内套体（3）共用一位于所述外桶体（1）上方的动力源。

4.根据权利要求1所述的垃圾处理装置，其特征在于：所述主轴（2）为空心轴，其一端通过与其共轴的传动轴（7）连接一位于所述外桶体（1）外部且位置固定的电机（6），其另一端连接一支撑轴（8），所述支撑轴（8）可自转地固定在套筒（1）的底板（11）上，所述支撑轴（8）通过行星齿轮传动机构（9）连接所述内套体（3），所述内套体（3）的外壁与所述外桶体（1）的内壁通过第一轴承（10）连接。

5.根据权利要求4所述的垃圾处理装置，其特征在于：所述支撑轴（8）通过与所述第一轴承（10）共轴的第二轴承连接所述行星齿轮传动机构（9）的行星架（91）。

6.根据权利要求4所述的垃圾处理装置，其特征在于：所述底板（11）上开设有至少一位于所述内套体（3）和主轴（2）之间的排出孔（12），所述行星齿轮传动机构（9）的行星架（91）上开设有至少一出料孔（94），所述出料孔（94）可转动至与所述排出孔（12）导通。

7.根据权利要求6所述的垃圾处理装置，其特征在于：所述底板（11）的底部设置有遮盖所述排出孔（12）的浮动堵头（20），所述浮动堵头（20）位于一出料套管（30）中且常态下遮盖所述排出孔（12）。

8.根据权利要求4所述的垃圾处理装置，其特征在于：所述行星齿轮传动机构（9）的行星架（91）的外周壁设置有一圈排液叶片（50）。

9.根据权利要求1所述的垃圾处理装置，其特征在于：所述输送剪切叶片（4）和/或剪切叶片（5）的叶片宽度由上至下渐小或等宽。

10.根据权利要求1所述的垃圾处理装置，其特征在于：所述输送剪切叶片（4）和剪切叶片（5）的下端延伸到所述主轴和内套体的底部。

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