CN111822487B - 一种智能生物质废弃物降解设备 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及生物质废弃物处理技术领域，具体涉及一种智能生物质废弃物降解设备；包括降解罐体、底座和控制箱，所述底座的上表面中心处设置有转动座，位于所述底座的正上方设置有载物板，所述载物板的下表面设置有与转动座转动连接有的转动件，位于所述转动座的左右两端均固定有伸缩装置，所述伸缩装置的顶端转动连接有条形托板，两个所述条形托板分别与载物板下表面的左右两端相抵接；本发明其处理效果与传统的粉碎效果相比，能够改变或者破坏生物质内部结构；同时，其与现有的发酵罐处理相比，其处理的效果相差无几，但是其处理效率得到极大提升，有效避免了发酵处理周期较长的弊端。
Description
技术领域
本发明涉及生物质废弃物处理技术领域，具体涉及一种智能生物质废弃物降解设备。
背景技术
生物质是指一切通过绿色植物的光合作用所形成的有机物质，包括微生物、植物和动物，及其排泄物、垃圾及有机废水等源自生物体的有机物质。而生物质废弃物是人类在利用生物质的过程中生产和消费产生的废弃物，它仍然属于生物质的宏观范畴，但是能量密度、可利用性等都有显著的降低。
生物质废弃物根据不同的来源可以将生物质废物分为三类。其一是城市生物质废物，城市生物质废物主要包括家庭厨余垃圾、餐厨垃圾、城市粪便以及城镇污泥；其二是农作物废物，我国农作物秸秆主要以玉米秸、麦秸和稻秸为主；其三是禽畜粪便。生物质废弃物作为固体废物的一种，是人们必须妥善处理的环境污染物，若处理处置不当，将会导致严重的环境污。传统的对生物质废弃物进行处于主要包括粉碎、发酵等处理方法。其中粉碎一般是通过高速旋转的刀片或者锤片等类似构件对物料进行压轧、剪切、冲击等破碎处理，但是其在处理过程没有改变或者破坏生物质内部结构，生物质转化利用率很低。而发酵处理虽然处理效果优异，但是其处理周期较长，并不能快速的将生物质废弃物进行快速处理。
例如专利号为CN209061281U的实用新型公开了一种生物质废弃物粉碎装置，包括底座、切割筒和压碎箱，底座底部的四个边角均固定设有支撑板，底座的内部开设有槽孔，底座的一端固定设有第二电机，第二电机的输出端与螺旋送料杆的一端固定连接，底座一端的顶部通过第二插槽与第二插板的一端穿插连接，底座顶部的一侧固定设有压碎箱；该实用新型公开的粉碎装置虽然粉碎效率高，但是机械粉碎无法破坏或改变生物质的内部结构，其仍存在转化利用率低的问题。又如专利号CN206014920U的实用新型公开一种一种生物质发酵用反应设备，属于发酵设备领域，包括发酵罐、进料管、出气管，进料管与设置在发酵罐顶部中心位置的布料缓冲罐相联接，布料缓冲罐的四周均匀设置有四根深入罐体的布料管，发酵罐内部设有搅拌装置，发酵罐的内部底端上固定安装有曝气装置，发酵罐上设有温度传感器探头和PH检测仪，发酵罐的底端设有排渣口，发酵罐的上部侧壁上联接有沼液回流管，沼液回流管上设有段间热交换器和沼液回流泵；该装置通过对生物质废弃物进行发酵处理，虽然能够有效破坏和改变了生物质的内部结构，其生物质转化利用率高，但是发酵周期较长，并不适用于大量生物质废弃物的快速处理。因此，针对现有生物质废弃物处理装置的上述不足，设计一种处理速度快、且能够有效破坏和改变生物质内部结构的智能生物质废弃物降解设备是一项有待解决的技术问题。
发明内容
本发明针对现有生物质废弃物处理装置的上述不足，设计一种处理速度快、且能够有效破坏和改变生物质内部结构的智能生物质废弃物降解设备。
本发明是通过以下技术方案实现的：
一种智能生物质废弃物降解设备，包括降解罐体、底座和控制箱，所述底座的上表面中心处设置有转动座，位于所述底座的正上方设置有载物板，所述载物板的下表面设置有与转动座转动连接有的转动件，位于所述转动座的左右两端均固定有伸缩装置，所述伸缩装置的顶端转动连接有条形托板，两个所述条形托板分别与载物板下表面的左右两端相抵接，所述载物板的上表面左端设置有第一转动架，所述第一转动架上设置有下半圆轴承，所述第一转动架的后端转动连接有压条，所述压条上设置有与下半圆轴承相对应的上半圆轴承，所述载物板的上表面右端连接有第二转动架，所述降解罐体设置在第一转动架和第二转动架之间；
其中，所述降解罐体包括罐本体和罐盖，所述罐本体和罐盖的开口端均设置有罐体法兰，所述罐本体和罐盖之间通过罐体法兰连接，所述罐盖的左端连接有抽气硬管，所述抽气硬管设置在第一转动架、压条之间的上下半圆轴承中，位于所述第一转动架左侧的抽气硬管上设置有手动阀，所述罐本体的外圆面上设置有外齿环，所述罐本体的内壁中设置有电阻加热盘管，所述载物板的上表面设置有第一电机，所述第一电机的输出轴上连接有与外齿环相啮合的齿轮，所述罐本体的右端连接有套管，所述套管中转动设置有转杆，所述转杆的内端连接有与罐本体内壁相贴合的栅板框，所述栅板框上连接有栅板，伸出所述套管外端的转杆转动设置在第二转动架上的轴承中，所述转杆的外端部连接有圆盘，所述圆盘的外侧面开设有转动槽，所述转动槽的外圆壁上均匀开设有多个棘爪收纳槽，每个所述棘爪收纳槽中转动设置有棘爪，所述载物板的右端设置有固定块，所述固定块上固定有第二电机，所述第二电机的输出轴上连接有伸入转动槽与棘爪相对应的棘轮。
作为上述方案的进一步设置，所述降解罐体的后侧设置有热交换罐，所述罐本体上设置有排汽管和进水管，所述排汽管和进水管上均设置有密封阀，所述热交换罐上连接有蒸汽冷凝进管和抽水管，所述蒸汽冷凝进管与排汽管相连接，所述抽水管上连接有水泵，所述抽水管的端部与进水管相连接，所述热交换罐的后端连接有热交换液进出管。
作为上述方案的进一步设置，，所述抽气硬管连接有气压传感器，所述气压传感器与控制箱之间电性连接。
作为上述方案的进一步设置，所述罐本体上的罐体法兰与罐盖上的罐体法兰连接处设置有连接密封圈。
作为上述方案的进一步设置，所述转杆与套管内壁之间设置有滑动密封圈。
作为上述方案的进一步设置，所述压条与第一转动架闭合的前端设置有锁紧装置，所述锁紧装置为螺栓，所述压条与第一转动架的前端均开设有与螺栓相配合的螺纹孔。
作为上述方案的进一步设置，所述栅板之间的空隙是边长为15～20mm的正方形。
作为上述方案的进一步设置，所述伸缩装置为气缸或液压缸其中的一种。
作为上述方案的进一步设置，所述转动槽的外圆壁上开设的棘爪收纳槽为4～8个，所述棘轮上的棘齿为8～16个。
本设备对生物质废弃物进行降解处理的过程和原理如下：
首先，将经过机械粉碎后的生物质废弃物和适量的水放入降解罐体中，并将罐本体和罐盖密封连接，然后将抽气硬管放在第一转动架上，并盖上压条后锁紧；
接着，将抽气硬管与外界抽真空系统相连接，并将降解罐体的内部压强抽至-0.03MPa～-0.05MPa，并通过控制箱控制电阻加热盘管和第一电机启动，其电阻加热盘管对内部的水加热，同时在第一电机的驱动下，由于齿轮与外齿环之间的啮合作用，使得降解罐体的缓慢转动，其内部的生物质废弃物与水混合均匀，且水在加热过程中受热均匀，当降解罐体内部的水沸腾产生大量水蒸气时，再通过控制箱断开第一电机；
同时启动第二电机，并驱动第二电机转动一圈，通过棘轮与棘爪之间的特殊配合使得转杆转动，从而使得栅板框在罐体内壁转动一圈，将内部的生物质废弃物捞起，并呈于罐体内部水平面上方(可参考图3)，使得水沸腾时产生的高温高压蒸汽能够对生物质废弃物进行充分爆破处理，有效将生物质废弃物中的结构破坏，极大提高了生物质转化的利用率。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1、本发明通过设置的降解罐体通过与外界抽真空系统，将降解罐体抽至负压状态，从而能够快速实现内部水分的沸腾，达到快速产生蒸汽的效果，并且在对内部加热过程中，其第一电机转动并通过齿轮与外齿环之间的啮合作用能够实现内部生物质废弃物与沸腾水之间的充分混合和受热均匀，当内部水蒸气达到预设的高温高压状态时，停止第一电机并驱动第二电机转动一圈，其转杆在第二电机转动一圈，然后通过栅板框和栅板将内部生物质废弃物捞起并处于栅板上，随后其继续产生的高温蒸汽能够对生物质废弃物进行充分的爆破处理，其处理效果与传统的粉碎效果相比，能够改变或者破坏生物质内部结构；同时，其与现有的发酵罐处理相比，其处理的效果相差无几，但是其处理效率得到极大提升，有效避免了发酵处理周期较长的弊端。
2、本发明还通过设置的载物板、伸缩装置以及转动座、转动件，在向降解罐体中加料或者排料时，通过使得右端伸缩装置伸出，而左端伸缩装置缩短，从而可实现整个降解罐体的倾斜，便于整体排料和加料，从而使得整个加料或排料过程更加方便。
3、本发明还通过设置的热交换罐能够对蒸汽的热量进行利用，并且冷却后的水分还能继续泵入罐体中，从而实现水的循环利用；整个装置其不仅热能利用率高，而且能够实现水的循环利用，整个过程更加节能环保，其结构简单、效果优异、实用性强。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明的第一视角立体结构示意图；
图2为本发明的第二视角立体结构示意图；
图3为本发明中降解罐体的内部平面结构示意图；
图4为本发明中降解罐体的立体爆炸图；
图5为本发明中罐本体的第二角度立体结构示意图；
图6为本发明中转杆、栅板框、转盘和棘轮等立体结构图；
图7为图6中A处的放大结构图。
其中，1-降解罐体，101-罐本体，102-罐盖，103-罐体法兰，104-抽气硬管，105-手动阀，106-外齿环，107-第一电机，108-齿轮，109-套管，110-电阻加热盘管，2-底座，3-控制箱，4-热交换罐，401-蒸汽冷凝进管，402-抽水管，403-热交换液进出管，5-转动座，6-载物板，7-转动件，8-伸缩装置，9-条形托板，10-第一转动架，11-压条，12-第二转动架，13-转杆，14-栅板框，141-栅板，15-圆盘，151-转动槽，152-棘爪收纳槽，153-棘爪，16-固定块，17-第二电机，18-棘轮，20-排汽管，21-进水管，22-密封阀，23-水泵，24-气压传感器，25-连接密封圈，26-滑动密封圈，27-螺栓。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本申请方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本申请保护的范围。
下面结合附图1-7对本发明进一步说明。
实施例一
本实施例1介绍了一种智能生物质废弃物降解设备，参考附图1和附图2，其主体结构包括降解罐体1、底座2和控制箱3，底座2的上表面中心处设置有转动座5，位于底座2的正上方设置有载物板6，载物板6的下表面设置有与转动座5转动连接有的转动件7，位于转动座5的左右两端均固定有伸缩装置8，具体地，其伸缩装置8可选用气缸或液压缸其中的一种，并在伸缩装置8的顶端转动连接有条形托板9，两个条形托板9分别与载物板6下表面的左右两端相抵接。通过两个伸缩装置8相反的伸长或缩短可使得整个降解罐体1倾斜，从而实现方便加料或排料。
参考附图1，在载物板6的上表面左端设置有第一转动架10，第一转动架10上设置有下半圆轴承(图中未标注)，第一转动架10的后端转动连接有压条11，压条11上设置有与下半圆轴承相对应的上半圆轴承(图中未标注)，压条11与第一转动架10闭合的前端设置有锁紧装置，锁紧装置为螺栓27，压条11与第一转动架10的前端均开设有与螺栓相配合的螺纹孔。载物板6的上表面右端连接有第二转动架12，降解罐体1设置在第一转动架10和第二转动架12之间。
参考附图3、附图4盒附图5，其中降解罐体1包括罐本体101和罐盖102，罐本体101和罐盖102的开口端均设置有罐体法兰103，罐本体101和罐盖102之间通过罐体法兰103连接，并且为了达到防止降解罐体1中液体外泄，还在罐本体101上的罐体法兰103与罐盖102上的罐体法兰103连接处设置有连接密封圈25。在罐盖102的左端连接有抽气硬管104，抽气硬管104设置在第一转动架10、压条11之间的上下半圆轴承中，位于第一转动架10左侧的抽气硬管104上设置有手动阀105，其抽气硬管104与外界抽真空系统(图中未画出)，从而在对生物质废弃物进行降解前，通过外界抽真空系统将内部抽纸负压状态。
在罐本体101的外圆面上设置有外齿环106，罐本体101的内壁中设置有电阻加热盘管110，载物板6的上表面设置有第一电机107，第一电机107的输出轴上连接有与外齿环106相啮合的齿轮108，罐本体101的右端连接有套管109，套管109中转动设置有转杆13，其转杆13与套管109内壁之间设置有滑动密封圈26，从而达到滑动密封作用。转杆13的内端连接有与罐本体101内壁相贴合的栅板框14，栅板框14上连接有栅板141，其，栅板141之间的空隙是边长为15～20mm的正方形。
参考附图6和附图7，伸出套管109外端的转杆13转动设置在第二转动架12上的轴承(图纸未标注)中，转杆13的外端部连接有圆盘15，圆盘15的外侧面开设有转动槽151，转动槽151的外圆壁上均匀开设有多个棘爪收纳槽152。具体地其转动槽151的外圆壁上开设的棘爪收纳槽152为4～8个，本实施例中设置为5个。每个棘爪收纳槽152中转动设置有棘爪153，载物板6的右端设置有固定块16，固定块16上固定有第二电机17，第二电机17的输出轴上连接有伸入转动槽151与棘爪153相对应的棘轮18，并且其棘轮18上的棘齿为8～16个，本实施例中设置为10个。
实施例二
本实施例2介绍了基于实施例1基础上改进后的智能生物质废弃物降解设备，参考附图1和附图2，其主体结构包括降解罐体1、底座2和控制箱3，底座2的上表面中心处设置有转动座5，位于底座2的正上方设置有载物板6，载物板6的下表面设置有与转动座5转动连接有的转动件7，位于转动座5的左右两端均固定有伸缩装置8，具体地，其伸缩装置8可选用气缸或液压缸其中的一种，并在伸缩装置8的顶端转动连接有条形托板9，两个条形托板9分别与载物板6下表面的左右两端相抵接。通过两个伸缩装置8相反的伸长或缩短可使得整个降解罐体1倾斜，从而实现方便加料或排料。
参考附图1，在载物板6的上表面左端设置有第一转动架10，第一转动架10上设置有下半圆轴承(图中未标注)，第一转动架10的后端转动连接有压条11，压条11上设置有与下半圆轴承相对应的上半圆轴承(图中未标注)，压条11与第一转动架10闭合的前端设置有锁紧装置，锁紧装置为螺栓27，压条11与第一转动架10的前端均开设有与螺栓相配合的螺纹孔。载物板6的上表面右端连接有第二转动架12，降解罐体1设置在第一转动架10和第二转动架12之间。
参考附图3、附图4盒附图5，其中降解罐体1包括罐本体101和罐盖102，罐本体101和罐盖102的开口端均设置有罐体法兰103，罐本体101和罐盖102之间通过罐体法兰103连接，并且为了达到防止降解罐体1中液体外泄，还在罐本体101上的罐体法兰103与罐盖102上的罐体法兰103连接处设置有连接密封圈25。在罐盖102的左端连接有抽气硬管104，抽气硬管104设置在第一转动架10、压条11之间的上下半圆轴承中，位于第一转动架10左侧的抽气硬管104上设置有手动阀105，其抽气硬管104与外界抽真空系统(图中未画出)，从而在对生物质废弃物进行降解前，通过外界抽真空系统将内部抽纸负压状态。
在罐本体101的外圆面上设置有外齿环106，罐本体101的内壁中设置有电阻加热盘管110，载物板6的上表面设置有第一电机107，第一电机107的输出轴上连接有与外齿环106相啮合的齿轮108，罐本体101的右端连接有套管109，套管109中转动设置有转杆13，其转杆13与套管109内壁之间设置有滑动密封圈26，从而达到滑动密封作用。转杆13的内端连接有与罐本体101内壁相贴合的栅板框14，栅板框14上连接有栅板141，其，栅板141之间的空隙是边长为15～20mm的正方形。
参考附图6和附图7，伸出套管109外端的转杆13转动设置在第二转动架12上的轴承(图纸未标注)中，转杆13的外端部连接有圆盘15，圆盘15的外侧面开设有转动槽151，转动槽151的外圆壁上均匀开设有多个棘爪收纳槽152。具体地其转动槽151的外圆壁上开设的棘爪收纳槽152为4～8个，本实施例中设置为5个。每个棘爪收纳槽152中转动设置有棘爪153，载物板6的右端设置有固定块16，固定块16上固定有第二电机17，第二电机17的输出轴上连接有伸入转动槽151与棘爪153相对应的棘轮18，并且其棘轮18上的棘齿为8～16个，本实施例中设置为10个。
本实施例2还在降解罐体1的后侧设置有热交换罐4，罐本体101上设置有排汽管20和进水管21，排汽管20和进水管21上均设置有密封阀22，热交换罐4上连接有蒸汽冷凝进管401和抽水管402，蒸汽冷凝进管401与排汽管20相连接，抽水管402上连接有水泵23，抽水管402的端部与进水管21相连接，热交换罐4的后端连接有热交换液进出管403。
另外，还在抽气硬管104连接有气压传感器24，气压传感器24与控制箱3之间电性连接，在对生物质废弃物进行蒸汽爆破过程中，其气压传感器24能够对内部降解罐体1的内部压强进行实时监测，当超过预警值时通过控制箱3实现报警或者切断电阻加热盘管110。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种智能生物质废弃物降解设备，包括降解罐体(1)、底座(2)和控制箱(3)，其特征在于，所述底座(2)的上表面中心处设置有转动座(5)，位于所述底座(2)的正上方设置有载物板(6)，所述载物板(6)的下表面设置有与转动座(5)转动连接有的转动件(7)，位于所述转动座(5)的左右两端均固定有伸缩装置(8)，所述伸缩装置(8)的顶端转动连接有条形托板(9)，两个所述条形托板(9)分别与载物板(6)下表面的左右两端相抵接，所述载物板(6)的上表面左端设置有第一转动架(10)，所述第一转动架(10)上设置有下半圆轴承，所述第一转动架(10)的后端转动连接有压条(11)，所述压条(11)上设置有与下半圆轴承相对应的上半圆轴承，所述载物板(6)的上表面右端连接有第二转动架(12)，所述降解罐体(1)设置在第一转动架(10)和第二转动架(12)之间；
其中，所述降解罐体(1)包括罐本体(101)和罐盖(102)，所述罐本体(101)和罐盖(102)的开口端均设置有罐体法兰(103)，所述罐本体(101)和罐盖(102)之间通过罐体法兰(103)连接，所述罐盖(102)的左端连接有抽气硬管(104)，所述抽气硬管(104)设置在第一转动架(10)、压条(11)之间的上下半圆轴承中，位于所述第一转动架(10)左侧的抽气硬管(104)上设置有手动阀(105)，所述罐本体(101)的外圆面上设置有外齿环(106)，所述罐本体(101)的内壁中设置有电阻加热盘管(110)，所述载物板(6)的上表面设置有第一电机(107)，所述第一电机(107)的输出轴上连接有与外齿环(106)相啮合的齿轮(108)，所述罐本体(101)的右端连接有套管(109)，所述套管(109)中转动设置有转杆(13)，所述转杆(13)的内端连接有与罐本体(101)内壁相贴合的栅板框(14)，所述栅板框(14)上连接有栅板(141)，伸出所述套管(109)外端的转杆(13)转动设置在第二转动架(12)上的轴承中，所述转杆(13)的外端部连接有圆盘(15)，所述圆盘(15)的外侧面开设有转动槽(151)，所述转动槽(151)的外圆壁上均匀开设有多个棘爪收纳槽(152)，每个所述棘爪收纳槽(152)中转动设置有棘爪(153)，所述载物板(6)的右端设置有固定块(16)，所述固定块(16)上固定有第二电机(17)，所述第二电机(17)的输出轴上连接有伸入转动槽(151)与棘爪(153)相对应的棘轮(18)。
2.根据权利要求1所述的种智能生物质废弃物降解设备，其特征在于：所述降解罐体(1)的后侧设置有热交换罐(4)，所述罐本体(101)上设置有排汽管(20)和进水管(21)，所述排汽管(20)和进水管(21)上均设置有密封阀(22)，所述热交换罐(4)上连接有蒸汽冷凝进管(401)和抽水管(402)，所述蒸汽冷凝进管(401)与排汽管(20)相连接，所述抽水管(402)上连接有水泵(23)，所述抽水管(402)的端部与进水管(21)相连接，所述热交换罐(4)的后端连接有热交换液进出管(403)。
3.根据权利要求2所述的种智能生物质废弃物降解设备，其特征在于，所述抽气硬管(104)连接有气压传感器(24)，所述气压传感器(24)与控制箱(3)之间电性连接。
4.根据权利要求1所述的种智能生物质废弃物降解设备，其特征在于，所述罐本体(101)上的罐体法兰(103)与罐盖(102))上的罐体法兰(103)连接处设置有连接密封圈(25)。
5.根据权利要求1所述的种智能生物质废弃物降解设备，其特征在于，所述转杆(13)与套管(109)内壁之间设置有滑动密封圈(26)。
6.根据权利要求1所述的种智能生物质废弃物降解设备，其特征在于，所述压条(11)与第一转动架(10)闭合的前端设置有锁紧装置，所述锁紧装置为螺栓(27)，所述压条(11)与第一转动架(10)的前端均开设有与螺栓相配合的螺纹孔。
7.根据权利要求1所述的种智能生物质废弃物降解设备，其特征在于，所述栅板(141)之间的空隙是边长为15～20mm的正方形。
8.根据权利要求1所述的种智能生物质废弃物降解设备，其特征在于，所述伸缩装置(8)为气缸或液压缸其中的一种。
9.根据权利要求1所述的种智能生物质废弃物降解设备，其特征在于，所述转动槽(151)的外圆壁上开设的棘爪收纳槽(152)为4～8个，所述棘轮(18)上的棘齿为8～16个。
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