CN112474751B - 一种微生物固体废弃物自动处理装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种微生物固体废弃物自动处理装置，包括器壳、粉碎组件、灭菌组件、包装组件和料箱，粉碎组件、灭菌组件、包装组件由上而下依次设置在器壳内。粉碎组件包括入料斗、第一粉碎轮和第二粉碎轮，入料斗、第一粉碎轮和第二粉碎轮由上而下依次设置在器壳内，第一粉碎轮和第二粉碎轮分别由一组齿轮构成，第一粉碎轮在啮合点处的旋转方向朝下，第二粉碎轮在啮合点处的旋转方向朝上，第二粉碎轮的两个齿轮的中心位置的轴向一侧中空并在其内设置下料通道，第二粉碎轮的轴向另一侧中心位置设置旋转驱动，下料通道通过若干径向设置的通孔连接至第二粉碎轮的齿轮表面，下料通道从第二粉碎轮轴向延伸出来后汇总并通往灭菌组件。

Description

一种微生物固体废弃物自动处理装置

技术领域

本发明涉及固体废弃物处理装置领域，具体是一种微生物固体废弃物自动处理装置。

背景技术

生物技术及生产过程中，常常会产生较多的微生物固体废弃物，这类废弃物不能直接丢入环境，否则容易对环境造成很大污染，需要经过处理才能丢弃。

现有技术中，需要经历杀菌消毒，然后打包整理后，才好处理，处理过程涉及废物转移，人工参与耗费时间成本，而且，也不利于操作者的身体健康。

现急需一种能够一体式处理微生物固废的装置，集合杀菌处理与打包过程，操作者只需要投入固废即可处理完成。

发明内容

本发明的目的在于提供一种微生物固体废弃物自动处理装置，以解决现有技术中的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种微生物固体废弃物自动处理装置，包括器壳、粉碎组件、灭菌组件、包装组件和料箱，粉碎组件、灭菌组件、包装组件由上而下依次设置在器壳内，微生物固体废弃物由顶部置入粉碎组件进行粉碎，粉碎后的固体废弃物经由灭菌组件灭菌并被包装组件收集包装在料箱内。

危废只需要人投入装置，之后，装置自动进行粉碎、消毒灭菌与包装整理，落入料箱整理后的固废在一定时间后被人取走，固废的处理在装置内自动进行。粉碎的设置是为了后续消毒灭菌时更加彻底，提升废弃物与消毒介质的接触面积，同时，粉碎后的固废为粉末状，可以在充分消毒后，被可靠的收集起来，准备一个四四方方的常见的料箱即可，无需针对投入的固废形状来准备打包整理盒。

粉碎组件包括入料斗、第一粉碎轮和第二粉碎轮，入料斗、第一粉碎轮和第二粉碎轮由上而下依次设置在器壳内，第一粉碎轮和第二粉碎轮分别由一组齿轮构成，第一粉碎轮在啮合点处的旋转方向朝下，第二粉碎轮在啮合点处的旋转方向朝上，第二粉碎轮的两个齿轮的中心位置的轴向一侧中空并在其内设置下料通道，第二粉碎轮的轴向另一侧中心位置设置旋转驱动，下料通道通过若干径向设置的通孔连接至第二粉碎轮的齿轮表面，下料通道从第二粉碎轮轴向延伸出来后汇总并通往灭菌组件。

粉碎轮的作用顾名思义，就是用来将物料粉碎用的，入料斗的存在方便物料的添加，第一粉碎轮进行常规粉碎操作，第二粉碎轮也进行粉碎操作，所不同的一点是，粉碎后的物料不是通过第二粉碎轮啮合点的下方通道离开粉碎轮，而是经由第二粉碎轮表面的通孔排往下料通道，再经由下料通道排往灭菌组件，如此设置后，只能是颗粒度小于第二粉碎轮齿表面通孔直径的粉末才能离开粉碎组件，而未被完全粉碎的固废则在第二粉碎轮处不断得进行粉碎，直至粉碎到位，下料通道从第二粉碎轮的轴心处延伸，第二粉碎轮需要径向支撑，所以，下料通道只能是排往第二粉碎轮的轴向一侧，而不是轴向贯穿第二粉碎轮；下料通道从第二粉碎轮出来后，通过旋转转接件，或者稍微水平倾斜设置第二粉碎轮的转轴，使得进入下料通道内的固废粉末受到重力自行流出去。第二粉碎轮齿表面的通孔即使被较大颗粒的固废堵住了，也能在下次啮合时研磨粉碎，保证第二粉碎轮通往下料通道的顺畅。

灭菌组件包括设置在器壳内的高温通道，高温通道顶部正上方连接下料通道，高温通道底部正下方排往包装组件，高温通道靠近底部的侧壁通入进气管，高温通道靠近顶部的侧壁对外连接一出气管，进气管往高温通道内通入蒸汽，蒸汽通过出气管排出高温通道。

本发明使用蒸汽灭菌，蒸汽通入高温通道内并自下而上运动，与从上方下落的固废粉末对冲碰撞，充分接触，进行高温杀菌，高温杀菌过后的蒸汽自出气管排出高温通道以便新的高温蒸汽进入，蒸汽消毒，蒸汽消毒快速干净，蒸汽制取方便。

灭菌组件还包括第一下料轮、第二下料轮和减压阀，第一下料轮设置在高温通道的顶部，第一下料轮连接高温通道和下料通道，第二下料轮设置在高温通道的底部，第二下料轮连接高温通道和包装组件，减压阀设置在出气管上。第一下料轮和第二下料轮为带轻微密封程度的齿轮式下料结构，在高温通道内构件一个相对密闭的空间，进气管进入高温通道内的蒸汽可以在高温通道内具备一定的压力，压力大小根据入气压力和减压阀的开度而定，例如，进气管入气压力越大，而减压阀的开度小，则能够在高温通道内制造更高的压力，蒸汽进入高温通道后，还能被再次压缩升温，杀菌能力更强，该控制条件使用在第一下料轮的下料流量增大的时候，下料流量与高温气流的接触时长变少，为了达到原有的杀菌效果，需要提高杀菌温度，蒸汽供给时，一般是定值的温度、压力提供，不方便在源头位置提升蒸汽温度，所以，通过压缩的方式，在高温通道内压缩蒸汽，使其升温，提高装置在较大的处理流量下的杀菌性能。

减压阀为电动阀，灭菌组件还包括温度变送器，温度变送器分别设置在进气管和出气管远离高温通道的端部，温度变送器检测进气管和出气管内的温差并处理为电信号传递给减压阀，当进气管和出气管温差变大时，减压阀开度调小。本发明通过出气管与进气管的温差来作为下料流量的判别条件，当下料流量增大时，会从高温蒸汽内吸走更多的热量，在进气管的入气温度不变时，可以从出气管上直观检测获得出气温度下降，从而，当进出气管温差变大时，就可以认定下料流量增大，此时，需要提高高温通道内蒸汽的温度，通过压缩实现温度提升，在通过减压阀后，压力陡降而温度下降，到达出气管上的温度变送器时，在与原始相同的压力下，温度还是原先的由于更多下料流量吸走热量而导致的温度降低的情况依然存在，而当下料流量降低时，出气管上的温度变送器检测到的温度会上升，其与进气管上温度变送器的温差减小，反应下料流量减小，可以适当调大减压阀的开度，为什么不一直在高温通道内构件高温，是因为，设计工艺参数时：高温蒸汽的温度以平均下料流量确定的，高温通道内的压力不能额定值就较高，毕竟高温通道上下侧的下料轮的密封性有限，高温通道内与外部压差越大，则流量损失越大，不利于装置性能发挥，最优的情况是：下料轮以几乎不变的流量下料，高温通道内压力略高于外部气压，蒸汽温度正好用于该流量的杀菌。

通过增压提高高温通道内的蒸汽温度，还有一个效果就是物料在通过高温通道后，可以自行干燥，通过加压造成的高温通道蒸汽温度升高，则蒸汽与物料接触时，温差大，蒸汽容易在物料表面凝结为水，凝结为水的过程释放大量热量用于杀菌，而物料表面的水受到的压力为高温通道内的压力，物料下落由第二下料轮排出去后，压力降低为外界气压，环境压力减小，从而物料表面的水容易蒸发，作为“弱闪蒸”，在通往后续包装组件的过程中，物料表面水蒸发，蒸发带走热量，物料经历过高温杀菌，自身温度较高，直接落入包装组件的话，容易引起料箱的变形，让物料在包装前经历表面水蒸发，温度下降，以常温状态进入到包装组件内。

高温通道侧壁上设置螺旋槽，进气管沿螺旋槽进入高温通道。螺旋槽使得进入高温通道内的蒸汽螺旋上升，在高温通道内停留更多时间，杀菌更加充分。

包装组件包括称重板、下落通道和封箱组件，料箱置于称重板上，料箱落入足量物料后从称重板落下由下落通道掉落，封箱组件设置在下落通道的侧壁，封箱组件封闭下落过程的料箱。

封箱组件由胶带辊、第一转轴辊、主压带辊、连接架、第二转轴辊和副压带辊构成，胶带辊提供胶带，胶带牵拉依次穿过第一转轴辊至主压带辊上，连接架作为第一转轴辊至主压带辊的连杆，连接架靠近主压带辊的位置处还设置第二转轴辊，第二转轴辊的端部连接副压带辊，主压带辊绕第一转轴辊轴线转动，而副压带辊可以绕第二转轴辊转动，转动都是受到扭转弹簧的限制的，扭转弹簧分别设置在第一转轴辊和第二转轴辊的轴安装处。

封箱依靠封箱组件完成，下落的料箱的合盖侧下部首先接触到主压带辊的胶带，随着料箱下落，胶带被牵扯而贴敷，料箱的顶部脱离主压带辊时，主压带辊回归至与第一转轴辊的水平位置，副压带辊与料箱产生接触，主压带辊回弹，胶带上按长度带有一排针孔，直接扯拉断裂，副压带辊将剩余的胶带部分在料箱表面抚平，完成自主封箱。封箱过程依靠第一转轴辊和第二转轴辊轴线位置处的扭转弹簧保持压带辊和料箱的接触，封箱过程无需动力，在料箱的下落过程自动完成。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明通过粉碎组件直接粉碎危废物料，粉碎为粉末的危废在高温通道内与蒸汽充分接触，经历杀毒灭菌后落入料箱内，满了后，料箱合盖并由下落通道掉落，在经过封箱组件时，自动包装，微生物固废投入装置后，自动处理至封箱状态，处理过程一体化完成。

附图说明

为了使本发明的内容更容易被清楚地理解，下面根据具体实施例并结合附图，对本发明作进一步详细的说明。

图1为本发明粉碎组件的结构示意图；

图2为本发明灭菌组件的结构示意图；

图3为本发明包装组件的结构示意图；

图4为本发明封箱组件的立体示意图；

图5为本发明封箱组件的运行示意图一；

图6为本发明封箱组件的运行示意图二。

图中：1-器壳、21-入料斗、22-第一粉碎轮、23-第二粉碎轮、24-下料通道、31-第一下料轮、32-第二下料轮、33-高温通道、331-螺旋槽、34-进气管、35-出气管、36-温度变送器、37-减压阀、41-称重板、42-下落通道、43-封箱组件、431-胶带辊、432-第一转轴辊、433-主压带辊、434-连接架、435-第二转轴辊、436-副压带辊、9-料箱。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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，都属于本发明保护的范围。

如图1～6所示，一种微生物固体废弃物自动处理装置，包括器壳1、粉碎组件、灭菌组件、包装组件和料箱9，粉碎组件、灭菌组件、包装组件由上而下依次设置在器壳1内，微生物固体废弃物由顶部置入粉碎组件进行粉碎，粉碎后的固体废弃物经由灭菌组件灭菌并被包装组件收集包装在料箱9内。

危废只需要人投入装置，之后，装置自动进行粉碎、消毒灭菌与包装整理，落入料箱9整理后的固废在一定时间后被人取走，固废的处理在装置内自动进行。粉碎的设置是为了后续消毒灭菌时更加彻底，提升废弃物与消毒介质的接触面积，同时，粉碎后的固废为粉末状，可以在充分消毒后，被可靠的收集起来，准备一个四四方方的常见的料箱9即可，无需针对投入的固废形状来准备打包整理盒。

粉碎组件包括入料斗21、第一粉碎轮22和第二粉碎轮23，入料斗21、第一粉碎轮22和第二粉碎轮23由上而下依次设置在器壳1内，第一粉碎轮22和第二粉碎轮23分别由一组齿轮构成，第一粉碎轮22在啮合点处的旋转方向朝下，第二粉碎轮23在啮合点处的旋转方向朝上，第二粉碎轮23的两个齿轮的中心位置的轴向一侧中空并在其内设置下料通道24，第二粉碎轮23的轴向另一侧中心位置设置旋转驱动，下料通道24通过若干径向设置的通孔连接至第二粉碎轮23的齿轮表面，下料通道24从第二粉碎轮23轴向延伸出来后汇总并通往灭菌组件。

粉碎轮的作用顾名思义，就是用来将物料粉碎用的，入料斗21的存在方便物料的添加，第一粉碎轮22进行常规粉碎操作，第二粉碎轮23也进行粉碎操作，所不同的一点是，粉碎后的物料不是通过第二粉碎轮23啮合点的下方通道离开粉碎轮，而是经由第二粉碎轮23表面的通孔排往下料通道24，再经由下料通道24排往灭菌组件，如此设置后，只能是颗粒度小于第二粉碎轮23齿表面通孔直径的粉末才能离开粉碎组件，而未被完全粉碎的固废则在第二粉碎轮23处不断得进行粉碎，直至粉碎到位，下料通道24从第二粉碎轮23的轴心处延伸，第二粉碎轮23需要径向支撑，所以，下料通道24只能是排往第二粉碎轮23的轴向一侧，而不是轴向贯穿第二粉碎轮23；下料通道24从第二粉碎轮23出来后，通过旋转转接件，或者稍微水平倾斜设置第二粉碎轮23的转轴，使得进入下料通道24内的固废粉末受到重力自行流出去。第二粉碎轮23齿表面的通孔即使被较大颗粒的固废堵住了，也能在下次啮合时研磨粉碎，保证第二粉碎轮23通往下料通道24的顺畅。

灭菌组件包括设置在器壳1内的高温通道33，高温通道33顶部正上方连接下料通道24，高温通道33底部正下方排往包装组件，高温通道33靠近底部的侧壁通入进气管34，高温通道33靠近顶部的侧壁对外连接一出气管35，进气管34往高温通道33内通入蒸汽，蒸汽通过出气管35排出高温通道33。

本发明使用蒸汽灭菌，蒸汽通入高温通道33内并自下而上运动，与从上方下落的固废粉末对冲碰撞，充分接触，进行高温杀菌，高温杀菌过后的蒸汽自出气管35排出高温通道以便新的高温蒸汽进入，蒸汽消毒，蒸汽消毒快速干净，蒸汽制取方便。

灭菌组件还包括第一下料轮31、第二下料轮32和减压阀37，第一下料轮31设置在高温通道33的顶部，第一下料轮31连接高温通道33和下料通道24，第二下料轮32设置在高温通道33的底部，第二下料轮32连接高温通道33和包装组件，减压阀37设置在出气管35上。第一下料轮31和第二下料轮32为带轻微密封程度的齿轮式下料结构，在高温通道33内构件一个相对密闭的空间，进气管34进入高温通道33内的蒸汽可以在高温通道33内具备一定的压力，压力大小根据入气压力和减压阀37的开度而定，例如，进气管34入气压力越大，而减压阀37的开度小，则能够在高温通道33内制造更高的压力，蒸汽进入高温通道33后，还能被再次压缩升温，杀菌能力更强，该控制条件使用在第一下料轮31的下料流量增大的时候，下料流量与高温气流的接触时长变少，为了达到原有的杀菌效果，需要提高杀菌温度，蒸汽供给时，一般是定值的温度、压力提供，不方便在源头位置提升蒸汽温度，所以，通过压缩的方式，在高温通道33内压缩蒸汽，使其升温，提高装置在较大的处理流量下的杀菌性能。

减压阀37为电动阀，灭菌组件还包括温度变送器36，温度变送器36分别设置在进气管34和出气管35远离高温通道33的端部，温度变送器36检测进气管34和出气管35内的温差并处理为电信号传递给减压阀37，当进气管34和出气管35温差变大时，减压阀37开度调小。本发明通过出气管35与进气管34的温差来作为下料流量的判别条件，当下料流量增大时，会从高温蒸汽内吸走更多的热量，在进气管34的入气温度不变时，可以从出气管35上直观检测获得出气温度下降，从而，当进出气管温差变大时，就可以认定下料流量增大，此时，需要提高高温通道内蒸汽的温度，通过压缩实现温度提升，在通过减压阀37后，压力陡降而温度下降，到达出气管35上的温度变送器36时，在与原始相同的压力下，温度还是原先的由于更多下料流量吸走热量而导致的温度降低的情况依然存在，而当下料流量降低时，出气管35上的温度变送器36检测到的温度会上升，其与进气管34上温度变送器的温差减小，反应下料流量减小，可以适当调大减压阀37的开度，为什么不一直在高温通道33内构件高温，是因为，设计工艺参数时：高温蒸汽的温度以平均下料流量确定的，高温通道33内的压力不能额定值就较高，毕竟高温通道33上下侧的下料轮的密封性有限，高温通道33内与外部压差越大，则流量损失越大，不利于装置性能发挥，最优的情况是：下料轮以几乎不变的流量下料，高温通道33内压力略高于外部气压，蒸汽温度正好用于该流量的杀菌。

通过增压提高高温通道33内的蒸汽温度，还有一个效果就是物料在通过高温通道33后，可以自行干燥，通过加压造成的高温通道蒸汽温度升高，则蒸汽与物料接触时，温差大，蒸汽容易在物料表面凝结为水，凝结为水的过程释放大量热量用于杀菌，而物料表面的水受到的压力为高温通道33内的压力，物料下落由第二下料轮32排出去后，压力降低为外界气压，环境压力减小，从而物料表面的水容易蒸发，作为“弱闪蒸”，在通往后续包装组件的过程中，物料表面水蒸发，蒸发带走热量，物料经历过高温杀菌，自身温度较高，直接落入包装组件的话，容易引起料箱9的变形，让物料在包装前经历表面水蒸发，温度下降，以常温状态进入到包装组件内。

高温通道33侧壁上设置螺旋槽331，进气管34沿螺旋槽331进入高温通道33。螺旋槽331使得进入高温通道33内的蒸汽螺旋上升，在高温通道内停留更多时间，杀菌更加充分。

包装组件包括称重板41、下落通道42和封箱组件43，料箱9置于称重板41上，料箱9落入足量物料后从称重板41落下由下落通道42掉落，封箱组件43设置在下落通道42的侧壁，封箱组件43封闭下落过程的料箱9。

封箱组件由胶带辊431、第一转轴辊432、主压带辊433、连接架434、第二转轴辊435和副压带辊436构成，胶带辊431提供胶带，胶带牵拉依次穿过第一转轴辊432至主压带辊433上，连接架434作为第一转轴辊432至主压带辊433的连杆，连接架434靠近主压带辊433的位置处还设置第二转轴辊435，第二转轴辊435的端部连接副压带辊436，主压带辊433绕第一转轴辊432轴线转动，而副压带辊436可以绕第二转轴辊435转动，转动都是受到扭转弹簧的限制的，扭转弹簧分别设置在第一转轴辊432和第二转轴辊435的轴安装处。

封箱依靠封箱组件完成，如图3～6所示，下落的料箱9的合盖侧下部首先接触到主压带辊433的胶带，随着料箱9下落，胶带被牵扯而贴敷，料箱9的顶部脱离主压带辊433时，主压带辊433回归至与第一转轴辊432的水平位置，副压带辊436与料箱产生接触，主压带辊433回弹，胶带上按长度带有一排针孔，直接扯拉断裂，副压带辊436将剩余的胶带部分在料箱9表面抚平，完成自主封箱。封箱过程依靠第一转轴辊432和第二转轴辊43轴线位置处的扭转弹簧保持压带辊和料箱的接触，封箱过程无需动力，在料箱的下落过程自动完成。

本装置的主要使用过程是：微生物固废直接丢入入料斗21内，经由粉碎轮进行粉碎，下料进入高温通道33内，之后，通过高温蒸汽进行杀菌，杀菌后的物料堆积进料箱，堆满后料箱落下受压合盖在下落过程中经过封箱组件时，自动贴上胶带封箱。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

Claims (4)

1.一种微生物固体废弃物自动处理装置，其特征在于：所述自动处理装置包括器壳(1)、粉碎组件、灭菌组件、包装组件和料箱(9)，所述粉碎组件、灭菌组件、包装组件由上而下依次设置在器壳(1)内，所述微生物固体废弃物由顶部置入粉碎组件进行粉碎，粉碎后的固体废弃物经由灭菌组件灭菌并被包装组件收集包装在料箱(9)内；

所述粉碎组件包括入料斗(21)、第一粉碎轮(22)和第二粉碎轮(23)，所述入料斗(21)、第一粉碎轮(22)和第二粉碎轮(23)由上而下依次设置在器壳(1)内，第一粉碎轮(22)和第二粉碎轮(23)分别由一组齿轮构成，所述第一粉碎轮(22)在啮合点处的旋转方向朝下，所述第二粉碎轮(23)在啮合点处的旋转方向朝上，所述第二粉碎轮(23)的两个齿轮的中心位置的轴向一侧中空并在其内设置下料通道(24)，第二粉碎轮(23)的轴向另一侧中心位置设置旋转驱动，所述下料通道(24)通过若干径向设置的通孔连接至第二粉碎轮(23)的齿轮表面，所述下料通道(24)从第二粉碎轮(23)轴向延伸出来后汇总并通往灭菌组件；

所述灭菌组件包括设置在器壳(1)内的高温通道(33)，所述高温通道(33)顶部正上方连接下料通道(24)，高温通道(33)底部正下方排往包装组件，高温通道(33)靠近底部的侧壁通入进气管(34)，高温通道(33)靠近顶部的侧壁对外连接一出气管(35)，所述进气管(34)往高温通道(33)内通入蒸汽，蒸汽通过出气管(35)排出高温通道(33)；

所述灭菌组件还包括第一下料轮(31)、第二下料轮(32)和减压阀(37)，所述第一下料轮(31)设置在高温通道(33)的顶部，第一下料轮(31)连接高温通道(33)和下料通道(24)，所述第二下料轮(32)设置在高温通道(33)的底部，第二下料轮(32)连接高温通道(33)和包装组件，所述减压阀(37)设置在出气管(35)上。

2.根据权利要求1所述的一种微生物固体废弃物自动处理装置，其特征在于：所述减压阀(37)为电动阀，所述灭菌组件还包括温度变送器(36)，所述温度变送器(36)分别设置在进气管(34)和出气管(35)远离高温通道(33)的端部，温度变送器(36)检测进气管(34)和出气管(35)内的温差并处理为电信号传递给减压阀(37)，当进气管(34)和出气管(35)温差变大时，减压阀(37)开度调小。

3.根据权利要求1所述的一种微生物固体废弃物自动处理装置，其特征在于：所述高温通道(33)侧壁上设置螺旋槽(331)，所述进气管(34)沿螺旋槽(331)进入高温通道(33)。

4.根据权利要求1所述的一种微生物固体废弃物自动处理装置，其特征在于：所述包装组件包括称重板(41)、下落通道(42)和封箱组件(43)，所述料箱(9)置于称重板(41)上，料箱(9)落入足量物料后从称重板(41)落下由下落通道(42)掉落，封箱组件(43)设置在下落通道(42)的侧壁，封箱组件(43)封闭下落过程的料箱(9)。

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