CN111604356A - 家用餐厨垃圾自降解环保智能处理设备及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种家用餐厨垃圾自降解环保智能处理设备及方法，涉及垃圾处理技术领域，包括壳体，壳体内设有投料区、降解区及架空区，投料区的上下两端分别设有顶部料口门和底部料口门；降解区内设有滤筛网，滤筛网内填充有颗粒状多孔生物填料且设有搅拌装置，降解区底部位置设有用于收集并排出滤筛网渗滤液的集水机构；壳体内设有控制顶部料口门和底部料口门协同开闭以及搅拌装置动作的控制组件，通过在壳体中直接设置降解区，利用降解区中生物填料上附着降解微生物直接将家庭生活产生的餐厨垃圾降解成水，减少垃圾袋使用量，不产生臭气，真正实现源头减量，不需每天投放垃圾，不需后续运输及处理，系统设计和操作简单，故障率低。
Description
技术领域
本发明涉及垃圾处理技术领域，更具体地说，它涉及一种家用餐厨垃圾自降解环保智能处理设备及方法。
背景技术
随着垃圾分类工作的不断展开，生活中的垃圾均需要分类后投放到指定的投放点。家庭中的湿垃圾主要是餐厨垃圾，餐厨垃圾放置在家里，若不及时处理，极易产生臭气，滋生蚊虫。同时，上述餐厨垃圾放置于垃圾袋中，每天扔垃圾并不方便，并且在扔垃圾时沿途经常会发生积液渗漏和气味问题，最终送至垃圾填埋场回收填满，亦会对环境造成污染，十分不便，也并没有从源头上实现垃圾的减量。
针对于上述技术问题，专利公告号为CN110860337A的中国专利，提出了一种餐厨垃圾处理设备，包括破碎机、安装于破碎机底部的叠螺机和油水分离机，其主要解决方案在于将餐厨垃圾破碎后利用叠螺机将垃圾中的水和油挤出，而后利用油水分离机将油水分离，被挤干的垃圾最终被作为生态肥料使用，以此实现有机垃圾的无害化、减量化和资源化处理。
但是，上述方案并没有实现垃圾的减量，用户仍然需要对上述挤干后的垃圾进行处理，并且上述方案并不能实现垃圾的自然讲解，在后期挤干水分的垃圾仍然会发霉发臭，影响用户的居住环境。
发明内容
针对实际运用中餐厨垃圾无法在源头上实现减量处理这一问题，本发明目的一在于提出一种家用餐厨垃圾自降解环保智能处理设备，其能够对生活中的餐厨垃圾进行有效快速的自然分解，实现餐厨垃圾的源头减量，减少后期餐厨垃圾的处理车本，方便实用。基于上述设备，本发明目的二在于提供一种家用餐厨垃圾自降解环保智能处理方法，具体方案如下：
一种家用餐厨垃圾自降解环保智能处理设备，包括柱形壳体，所述壳体内自上而下依次设置有投料区、降解区以及架空区，所述投料区与降解区相连通，所述降解区与架空区之间设置有隔板；
所述投料区的上下两端开口分别设置有顶部料口门和底部料口门；
所述降解区内沿其内侧壁设置有滤筛网，所述滤筛网内填充有颗粒状多孔生物填料且设置有搅拌装置，所述降解区底部位置设置有用于收集并排出滤筛网渗滤液的集水机构；
所述壳体内设置有控制所述顶部料口门和底部料口门协同开闭以及所述搅拌装置动作的控制组件。
通过上述技术方案，待处理的餐厨垃圾经投料区进入到降解区中，利用降解区中生物填料上附着的降解微生物，分解餐厨垃圾，将其就地降解成水，减少垃圾袋使用量，不产生臭气，真正实现源头减量，不需每天投放垃圾，不需后续运输及处理，系统设计和操作简单，故障率低。
进一步的，所述壳体位于所述投料区及降解区位置内接有一圆筒形内壳体，所述投料区的侧壁上设置有多个冲水喷头，多个所述喷头与壳体外部的自来水管相连通且二者之间设置有第一电磁阀，所述第一电磁阀与所述控制组件控制连接；
多个所述喷头沿内壳体内侧切线出水且朝向同一方向。
通过上述技术方案，多个所述喷头喷出的水会沿投料区侧壁旋向流动，有利于冲刷掉投料区侧壁上的污垢，实现投料区的清洁。
进一步的，所述搅拌装置包括沿所述内壳体轴向设置的无轴螺旋搅拌叶，以及设置于所述架空区的用于驱动所述搅拌叶转动的驱动电机；
所述搅拌叶与所述内壳体的内侧壁之间设置有供所述生物填料运动通过的间隙。
通过上述技术方案，能够使得生物填料在降解区中翻动，有利于将餐厨垃圾与生物填料充分混合，利于餐厨垃圾的快速降解，提升餐厨垃圾的处理效率。
进一步的，所述降解区的内侧壁靠近所述底部料口门位置沿其周向设置有环形供水管，所述供水管上倾斜朝下设置有布水孔，所述供水管与壳体外部自来水管相连通且二者之间设置有第二电磁阀，所述第二电磁阀与所述控制组件控制连接。
通过上述技术方案，能够对降解区中生物填料的湿度进行精确控制。
进一步的，所述集水机构包括于所述内壳体靠近降解区底部位置开设的排水扇面，形成排水槽，所述排水槽的一端设置有与外部自来水管相连通的排水冲口，另一端设置有与外部排水管相连通的排水口。
通过上述技术方案，能够将降解区中产生的渗滤液快速地排出到壳体外部。
进一步的，所述顶部料口门和底部料口门均通过转动驱动件与所述内壳体转动连接，所述转动驱动件与所述控制组件控制连接；
所述顶部料口门设置为外开式，所述底部料口门设置为内开式且分为多个等分扇面。
进一步的，所述壳体外部设置有控制所述顶部料口门开启的按键或自动感应装置。
进一步的，所述自来水管上设置有用于检测自来水管中水压的压力检测组件，所述压力检测组件与所述控制组件信号连接；
所述壳体上还设置有报警组件，所述控制组件与所述报警组件信号连接，接收并响应于所述压力检测组件输出的压力检测信号，当自来水管中的压力低于设定值时，控制上述报警组件输出报警信号。
通过上述技术方案，当设备连接的自来水管中压力不足时，能够及时输出报警信号，便于用户维护。
进一步的，所述设备上设置有远程监控模块，所述远程监控模块包括与所述控制组件信号连接的数据转换器以及信号发送器，所述数据转换器接收所述控制组件输出的数据信息并将其转换为设定格式后输出至所述信号发送器，所述信号发送器接收上述转换后的数据信息并将其发送至设定的监控终端。
通过上述技术方案，用户能够通过监控终端实时查看设备运行数据，方便管控。
基于如前所述的家用餐厨垃圾自降解环保智能处理设备，本发明还提出了一种家用餐厨垃圾自降解环保智能处理方法，包括如下步骤：
投料步骤：
S1，基于用户操作，控制开启顶部料口门，锁合底部料口门，投放垃圾至投料区；
S2，确认垃圾投放完毕，锁合顶部料口门，延时1-5S，控制开启底部料口门，垃圾滑落至降解区；
S3，延时1-5S，控制投料区内喷头开启，启动自动冲洗2-8S后停止；
S4，自动冲洗停止2-8S后，关闭所述底部料口门；
S5，解除顶部料口门的锁合状态，完成投料；
降解步骤：
D1，控制螺旋搅拌叶绕其轴向旋转5min，在旋转的最后1min启动降解区供水并持续50-60S，后静置15min，循环上述步骤并计时；
D2，检测计时时间，当计时满2h后，在第一个旋转周期启动1min后，启动降解区冲洗步骤，如下：
D21，冲洗20S；
D22，放空20S；
D23，冲洗20S；
D24，返回步骤D1。
通过上述技术方案，能够确保整个设备的清洁以及自动运转，降解后的积液能够被及时的清洗排出，使得餐厨垃圾的减量率介于95%~99.5%，效果良好，操作简单。
与现有技术相比，本发明的有益效果如下：
通过在壳体中设置投料区以及降解区，利用降解区中生物填料上附着的降解微生物直接将家庭生活产生的餐厨垃圾降解成水，减少垃圾袋使用量，不产生臭气，真正实现源头减量，不需每天投放垃圾，不需后续运输及处理，系统设计和操作简单，故障率低。
附图说明
图1为本发明的整体示意图（立面图）；
图2为本发明的整体示意图（俯视图）。
附图标记：1、壳体；2、投料区；3、降解区；4、架空区；5、隔板；6、顶部料口门；7、底部料口门；8、滤筛网；9、内壳体；10、喷头；11、自来水管；12、搅拌叶；13、驱动电机；14、环形供水管；15、排水扇面；16、按键；17、显示屏。
具体实施方式
下面结合实施例及图对本发明作进一步的详细说明，但本发明的实施方式不仅限于此。
一种家用餐厨垃圾自降解环保智能处理设备，如图1和图2所示，包括柱形壳体1，壳体1整体呈立方体状，所述壳体1的横截面呈正方形。壳体1内自上而下依次设置有投料区2、降解区3以及架空区4，投料区2与降解区3相连通，降解区3与架空区4之间设置有隔板5。壳体1内部整体分为上下两部分，其中投料区2与降解区3位于壳体1上部，架空区4位于壳体1的下部。
如图1所示，壳体1内位于投料区2及降解区3位置内接有一圆筒形内壳体9。
上述壳体1的边长优选为40cm，壳体1高度优选为80cm，厚度优选设置为2.5cm。对应的，内壳体9的外径设置为35cm，内壳体9的壁厚设置为2.5cm，内径设置为30cm。内壳体9的顶部与壳体1顶部等高设置。
所述内壳体9中上部20cm高度范围内设置为投料区2，下部40cm范围设置为降解区3，架空区4的高度设置为20cm。上述设置即满足了家庭使用的需求，也使得降解区3的餐厨垃圾日处理量不低于5kg。
如图1所示，在投料区2的上下两端开口分别设置有顶部料口门6和底部料口门7。所述顶部料口门6和底部料口门7均通过转动驱动件与内壳体9转动连接，转动驱动件与壳体1中设置的控制组件控制连接。
优化的，所述顶部料口门6设置为外开式，即朝向壳体1上端外部开启，底部料口门7设置为内开式，即向下开启，底部料口门7分为4个等分扇面，所述底部料口门7内开倾角优选设置为45°。
所述顶部料口门6和底部料口门7均与壳体1铰接，所述转动驱动件包括分别与顶部料口门6和底部料口门7铰接轴连接的驱动齿轮以及开启电机。所述开启电机均与控制组件控制连接。
基于上述控制组件，在本发明中，上述底部料口门7的开闭与顶部料口门6的开闭联动控制，当顶部料口门6为打开状态时，底部料口门7为关闭状态，顶部料口门6关闭1-5s后，底部料口门7打开，垃圾滑落，由此避免降解区3中的气味散发到壳体1外部。优化的，上述顶部料口门6边缘设置有橡胶密封片，当顶部料口门6遮蔽壳体1顶部的开口时，上述橡胶密封片能够遮蔽顶部料口门6与壳体1间的缝隙。
为了保证投料区2的清洁，所述投料区2的侧壁，即内壳体9位于投料区2位置的侧壁上设置有多个冲水喷头10，多个喷头10与壳体1外部的自来水管11相连通且二者之间设置有第一电磁阀，第一电磁阀与控制组件控制连接。多个喷头10沿内壳体9内侧切线出水且朝向同一方向。基于上述技术方案，多个喷头10喷出的水会沿投料区2侧壁旋向流动，有利于冲刷掉投料区2侧壁上的污垢，实现投料区2的清洁。
在投料过程中，所述底部料口门7打开1-5s后，控制组件控制上述第一电磁阀打开，启动自动冲洗，自动冲洗2-8s后停止，自动冲洗停止2-8s后，底部料口门7自动恢复关闭状态。底部料口门7处于打开状态时，顶部料口门6
处于关闭锁定状态，只有底部料口门7完成落料、冲洗、静置等程序后处于关闭状态时，顶部料口门6才解锁打开。
降解区3内沿其内侧壁设置有滤筛网8，滤筛网8内填充有颗粒状多孔生物填料且设置有搅拌装置。
上述多孔生物填料主要用于为微生物的生长提供适宜的环境。生物填料上附着生长与繁殖具有最大程度降解餐厨垃圾的微生物。在本发明中，上述微生物种类包括但不限于枯草芽孢杆菌、苏云金杆菌、韩国专利KR101642321B1所述的微生物，或者其优势组合。针对于不同的餐厨垃圾，将上述微生物进行优势组合和扩培成生物母液，生物母液经温水活化4-10h后置入设备，同时运转设备，以便菌种更好地附着于填料生长。
上述生物填料为发泡树脂、活性炭、沸石、纳米材料等多孔材料及其改性或混合产品。
所述搅拌装置包括沿内壳体9轴向设置的无轴螺旋搅拌叶12，以及设置于架空区4的用于驱动搅拌叶12转动的驱动电机13。搅拌叶12与降解区3上方的底部料口门7间距15-20cm。上述搅拌叶12倾角5°-15°，确保其向上螺旋推动生物填料，搅拌叶12与内壳体9的内侧壁之间设置有供生物填料运动通过的间隙，上述间隙大小为1-5mm。上述方案能够使得生物填料在降解区3中翻动，有利于将餐厨垃圾与生物填料充分混合，利于餐厨垃圾的快速降解，提升餐厨垃圾的处理效率。
上述驱动电机13设置于架空区4内，电机转轴穿过隔板5伸入到降解区3中，电机转轴与隔板5之间设置有密封轴承。上述架空区4中还设置有设备配管、配线等内容，上述驱动电机13采用变频电机直接驱动。
为了能够及时排除降解区3形成的积水，降解区3底部位置设置有用于收集并排出滤筛网8渗滤液的集水机构。所述集水机构包括于内壳体9靠近降解区3底部位置开设的排水扇面15，形成排水槽，排水槽的一端设置有与外部自来水管11相连通的排水冲口，另一端设置有与外部排水管相连通的排水口。上述排水扇面15的开口角度为120°，高50mm。基于上述技术方案，能够将降解区3中产生的渗滤液快速地排出到壳体1外部。为了防止排水管中的臭气外溢，上述排水管与厨房下水道相连通，靠近设备一端设置有存水弯。
所述降解区3的内侧壁靠近底部料口门7位置沿其周向设置有环形供水管14，供水管上倾斜朝下45°设置有布水孔，供水管与壳体1外部自来水管11相连通且二者之间设置有第二电磁阀，第二电磁阀与控制组件控制连接。基于上述技术方案，能够对降解区3中生物填料的湿度进行精确控制。
在本发明中，上述控制组件包括单片机控制模块或FPGA控制模块等具备编程控制的控制模块。
如图2所示，壳体1外部设置有控制顶部料口门6开启的按键16或自动感应装置，上述按键16或自动感应装置与控制组件信号连接，当用户按下按键16或位于自动感应装置的感应区域内时，控制组件控制上述顶部料口门6和/或底部料口门7动作。上述自动感应装置可以采用接近开关或红外传感器。
由于整个设备的运行需要外部供水，上述自来水管11上设置有用于检测自来水管11中水压的压力检测组件，压力检测组件与控制组件信号连接。上述压力检测组件优选采用内置于水管中的压力传感器。上述压力传感器与控制组件信号连接。
对应于上述压力检测组件，壳体1上还设置有报警组件，控制组件与报警组件信号连接，接收并响应于压力检测组件输出的压力检测信号，当自来水管11中的压力低于设定值时，控制上述报警组件输出报警信号。在本实施例中，上述报警组件可以采用与单片机控制模块相连接的声光报警器，即当水管中的压力低于设定值后，控制组件控制上述声光报警器输出声光报警。
为了方便用户查看处理设备的运行数据，在壳体1的顶部位置还设置有液晶显示屏17及其控制器，上述液晶显示屏17及其控制器与控制组件数据连接，接收并显示控制组件输出的数据信息。
在本发明中，所述设备上还设置有远程监控模块，所述远程监控模块包括与所述控制组件信号连接的数据转换器以及信号发送器，所述数据转换器接收所述控制组件输出的数据信息并将其转换为设定格式后输出至所述信号发送器，所述信号发送器接收上述转换后的数据信息并将其发送至设定的监控终端。上述信号发送器配置为4G/5G通信模块或GPRS通信模块，监控终端配置为加载有设定应用程序的智能移动终端。所述数据转换器用于将控制组件的数据信息转换为能够被信号发送器识别并发送的数据格式，在本发明中优选内置于控制组件中，例如，利用FPGA内部逻辑门编程实现。
基于如前所述的家用餐厨垃圾自降解环保智能处理设备，本发明还提出了一种家用餐厨垃圾自降解环保智能处理方法，包括如下步骤：
投料步骤：
S1，基于用户操作，控制开启顶部料口门6，锁合底部料口门7，投放垃圾至投料区2；
S2，确认垃圾投放完毕，锁合顶部料口门6，延时1-5S，控制开启底部料口门7，垃圾滑落至降解区3；
S3，延时1-5S，控制投料区2内喷头10开启，启动自动冲洗2-8S后停止；
S4，自动冲洗停止2-8S后，关闭所述底部料口门7；
S5，解除顶部料口门6的锁合状态，完成投料；
降解步骤：
D1，控制螺旋搅拌叶12绕其轴向旋转5min，在旋转的最后1min启动降解区3供水并持续50-60S，后静置15min，循环上述步骤并计时；
D2，检测计时时间，当计时满2h后，在第一个旋转周期启动1min后，启动降解区3冲洗步骤，如下：
D21，冲洗20S；
D22，放空20S；
D23，冲洗20S；
D24，返回步骤D1。
应当指出的是，上述步骤的实施均可基于控制组件中的设定程序实现。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种家用餐厨垃圾自降解环保智能处理设备，其特征在于，包括柱形壳体(1)，所述壳体(1)内自上而下依次设置有投料区(2)、降解区(3)以及架空区(4)，所述投料区(2)与降解区(3)相连通，所述降解区(3)与架空区(4)之间设置有隔板(5)；
所述投料区(2)的上下两端开口分别设置有顶部料口门(6)和底部料口门(7)；
所述降解区(3)内沿其内侧壁设置有滤筛网(8)，所述滤筛网(8)内填充有颗粒状多孔生物填料且设置有搅拌装置，所述降解区(3)底部位置设置有用于收集并排出滤筛网(8)渗滤液的集水机构；
所述壳体(1)内设置有控制所述顶部料口门(6)和底部料口门(7)协同开闭以及所述搅拌装置动作的控制组件。
2.根据权利要求1所述的家用餐厨垃圾自降解环保智能处理设备，其特征在于，所述壳体(1)位于所述投料区(2)及降解区(3)位置内接有一圆筒形内壳体(9)，所述投料区(2)的侧壁上设置有多个冲水喷头(10)，多个所述喷头(10)与壳体(1)外部的自来水管(11)相连通且二者之间设置有第一电磁阀，所述第一电磁阀与所述控制组件控制连接；
多个所述喷头(10)沿内壳体(9)内侧切线出水且朝向同一方向。
3.根据权利要求2所述的家用餐厨垃圾自降解环保智能处理设备，其特征在于，所述搅拌装置包括沿所述内壳体(9)轴向设置的无轴螺旋搅拌叶(12)，以及设置于所述架空区(4)的用于驱动所述搅拌叶(12)转动的驱动电机(13)；
所述搅拌叶(12)与所述内壳体(9)的内侧壁之间设置有供所述生物填料运动通过的间隙。
4.根据权利要求3所述的家用餐厨垃圾自降解环保智能处理设备，其特征在于，所述降解区(3)的内侧壁靠近所述底部料口门(7)位置沿其周向设置有环形供水管(14)，所述供水管上倾斜朝下设置有布水孔，所述供水管与壳体(1)外部自来水管(11)相连通且二者之间设置有第二电磁阀，所述第二电磁阀与所述控制组件控制连接。
5.根据权利要求4所述的家用餐厨垃圾自降解环保智能处理设备，其特征在于，所述集水机构包括于所述内壳体(9)靠近降解区(3)底部位置开设的排水扇面(15)，形成排水槽，所述排水槽的一端设置有与外部自来水管(11)相连通的排水冲口，另一端设置有与外部排水管相连通的排水口。
6.根据权利要求5所述的家用餐厨垃圾自降解环保智能处理设备，其特征在于，所述顶部料口门(6)和底部料口门(7)均通过转动驱动件与所述内壳体(9)转动连接，所述转动驱动件与所述控制组件控制连接；
所述顶部料口门(6)设置为外开式，所述底部料口门(7)设置为内开式且分为多个等分扇面。
7.根据权利要求6所述的家用餐厨垃圾自降解环保智能处理设备，其特征在于，所述壳体(1)外部设置有控制所述顶部料口门(6)开启的按键(16)或自动感应装置。
8.根据权利要求6所述的家用餐厨垃圾自降解环保智能处理设备，其特征在于，所述自来水管(11)上设置有用于检测自来水管(11)中水压的压力检测组件，所述压力检测组件与所述控制组件信号连接；
所述壳体(1)上还设置有报警组件，所述控制组件与所述报警组件信号连接，接收并响应于所述压力检测组件输出的压力检测信号，当自来水管(11)中的压力低于设定值时，控制上述报警组件输出报警信号。
9.根据权利要求2所述的家用餐厨垃圾自降解环保智能处理设备，其特征在于，所述设备上设置有远程监控模块，所述远程监控模块包括与所述控制组件信号连接的数据转换器以及信号发送器，所述数据转换器接收所述控制组件输出的数据信息并将其转换为设定格式后输出至所述信号发送器，所述信号发送器接收上述转换后的数据信息并将其发送至设定的监控终端。
10.一种家用餐厨垃圾自降解环保智能处理方法，其特征在于，基于如权利要求8所述的家用餐厨垃圾自降解环保智能处理设备，包括如下步骤：
投料步骤：
S1，基于用户操作，控制开启顶部料口门(6)，锁合底部料口门(7)，投放垃圾至投料区(2)；
S2，确认垃圾投放完毕，锁合顶部料口门(6)，延时1-5S，控制开启底部料口门(7)，垃圾滑落至降解区(3)；
S3，延时1-5S，控制投料区(2)内喷头(10)开启，启动自动冲洗2-8S后停止；
S4，自动冲洗停止2-8S后，关闭所述底部料口门(7)；
S5，解除顶部料口门(6)的锁合状态，完成投料；
降解步骤：
D1，控制螺旋搅拌叶(12)绕其轴向旋转5min，在旋转的最后1min启动降解区(3)供水并持续50-60S，后静置15min，循环上述步骤并计时；
D2，检测计时时间，当计时满2h后，在第一个旋转周期启动1min后，启动降解区(3)冲洗步骤，如下：
D21，冲洗20S；
D22，放空20S；
D23，冲洗20S；
D24，返回步骤D1。
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