CN115307952B - 一种生活垃圾采样系统与方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及垃圾采样技术领域，具体涉及一种生活垃圾采样系统与方法；其中，生活垃圾采样系统包括：破碎机，通过支撑架呈竖直状态固定安装于传输装置的进料端；垃圾传导装置，呈倾斜状态固定安装于传输装置的一侧；采样箱，设置于传输装置出料端的正下方；缩分单元，可翻转地设置于传输装置的出料端；提升机，通过第一安装架倾斜设置于传输装置的一侧；垃圾储料箱，架设于提升机的进料口上方；均料模组，固定设置于提升机上且靠近提升机的出料处口设置。本发明不仅可以根据需求对垃圾进行快速采样而且可以保证垃圾在通过提升机进行提升的过程中无残留，保证当前批次垃圾的完全提升，不会造成老旧垃圾混合，避免对下一次采样造成影响。

Description

一种生活垃圾采样系统与方法
技术领域
本发明涉及垃圾采样技术领域，具体涉及一种生活垃圾采样系统与一种生活垃圾采样方法。
背景技术
焚烧是生活垃圾处理处置的主流方式。生活垃圾焚烧电厂精细化运营，需要监测入厂垃圾和入炉垃圾特性，尤其是含水率、热值、元素组成，以评估渗滤液产量、发电效率、碳排放、污染物排放情况等。
现有生活垃圾采样方法，一般是使用垃圾吊从料仓取一爪斗垃圾，放到检修平台，然后人工现场分选、缩分、取料等，剩余垃圾再送回料仓；但是上述采样方式存在以下缺点：
1）采样人员需要进入与料仓处于同一空间的检修平台，并停留较长时间，属于有限空间作业，需要开具工作票，工作环境差，且存在安全隐患；
2）剩余垃圾需要人工送回料仓，工作负担较大；
3）垃圾未经破碎处理，且在不安全的环境中工作，人工分选、缩分等操作，容易引入较大采样误差。
发明内容
针对上述问题，提供一种生活垃圾采样系统与方法，通过一种可以在垃圾进行破碎的过程中对垃圾进行自动定量采样，并且可以保证当前批次的垃圾可以完全通过提升机进行提升的设备，从而解决了现有技术中垃圾采样困难、且易造成老旧垃圾混合影响检测结果的技术问题。
为解决现有技术问题，本发明采用的技术方案为：
一种生活垃圾采样系统，包括传输装置、破碎机、缩分单元、垃圾传导装置和采样箱；
破碎机通过支撑架呈竖直状态固定安装于传输装置的进料端且位于传输装置进料端上方；
垃圾传导装置呈倾斜状态固定安装于传输装置的一侧用以对破碎机内传导待破碎垃圾；
采样箱设置于传输装置出料端的正下方用以对传输装置上的垃圾进行采样；
缩分单元可翻转地设置于传输装置的出料端；
垃圾传导装置还包括提升机、第一安装架、垃圾储料箱和均料模组；
提升机通过第一安装架倾斜设置于传输装置的一侧；
垃圾储料箱架设于提升机的进料口上方用以对提升机进行供料；
均料模组固定设置于提升机上且靠近提升机的出料处口设置。
优选的，缩分单元包括缩分器、转动架、第一溜槽和第二溜槽；
缩分器通过转动架可翻转地设置于传输装置上且靠近传输装置的出料口处设置，并与传输装置对中用以实现对垃圾均分；
第一溜槽和第二溜槽分别铰接设置于缩分器的左右两侧，第一溜槽的出料端延伸至垃圾料坑的上方，第二溜槽的出料端延伸至垃圾储料箱的上方；
优选的，缩分器为角铁结构，角度为直角或钝角。
优选的，均料模组包括第一固定架、均料辊和伺服电机；
第一固定架设置有两组，两组第一固定架对称设置于提升机两侧；
均料辊可转动的横跨设置于两组第一固定架之间；
伺服电机固定安装于第一固定架上，伺服电机的输出轴与均料辊传动连接。
优选的，垃圾储料箱包括供料仓、存料仓、间歇性送料模组、导料板和第二固定架；
垃圾储料箱为一个顶部开口的箱体，垃圾储料箱内部空间分为供料仓和存料仓，供料仓正对提升机的进料口处设置且位于提升机进料口上方；存料仓设置于供料仓的左侧用以接存通过第二溜槽所分出垃圾；
存料仓内还通过第二固定架倾斜设置有导料板，导料板靠近垃圾储料箱顶部设置；导料板用以将垃圾朝向供料仓方向引导传输；
间歇性送料模组水平设置于导料板正下方用以间歇性将垃圾朝向供料仓内部推送垃圾。
优选的，间歇性送料模组包括推料块、连接架和电动推杆；
推料块可滑动的设置于导料板正下方；
电动推杆固定安装于垃圾储料箱底部，电动推杆的输出轴通过连接架与推料块固定连接。
优选的，破碎机的料斗可存放200kg以上垃圾，容积不低于1m3，且上端大下端小，料斗的上端单边尺寸不小于1.5m，料斗的倾斜角度不小于60°。
一种基于所述的生活垃圾采样系统的生活垃圾采样方法，包括以下步骤：
S1：采样系统紧邻垃圾料坑布置，垃圾吊抓取同日期垃圾200kg，投入破碎机内进行破碎；
S2：破碎后的垃圾通过传输装置朝向缩分单元方向传输，通过缩分器将垃圾缩分，一半垃圾进入垃圾传导装置，并经均料模组作用充分混合后，返回破碎机再次破碎，进入下一次缩分；剩余垃圾返回垃圾料坑；
S3：到达设定时间后系统停机，驱动旋转驱动器抬起缩分单元，停止对传输装置上的垃圾继续分料，垃圾通过传输装置传输进入采样箱，完成采样；若此时系统内仍有少量多余垃圾，则将缩分单元再置于工作状态，同时抬起第二溜槽，阻止垃圾向提升机一侧滑落，使其顺着第一溜槽朝向垃圾料坑内落下；
垃圾每次通过缩分单元相当于进行一次缩分，一半垃圾返回垃圾料坑，剩余垃圾通过提升机，再次返回破碎机，可进一步混合破碎；采样系统所需总运转时间计算方法：假设初始垃圾量为200kg，计划采样25kg左右，则200/2=100kg，100/2=50kg，即破碎机总共破碎200+100+50=350kg，根据350kg/破碎机处理能力计算运行时间并设定，设置到达设定时间后系统自动停机。
本发明相比较于现有技术的有益效果是：
1、本发明通过破碎机对生活垃圾在取样点进行了原位破碎，尺寸更加均匀，减少取样误差；
2、本发明通过缩分器实现了对破碎后的垃圾进行快速缩分，使其破碎后的垃圾均分成两路传输，一半垃圾直接返回料仓，一半垃圾通过提升机和破碎机进行持续混合破碎，自动进入下一轮缩分；
3、本发明通过均料模组，使垃圾在提升过程中多次回滚，可以使得垃圾之间混合的更加均匀，减少取样误差；
4、本发明通过第一溜槽和第二溜槽实现了如何让剩余的垃圾实现自动返回垃圾料仓和垃圾储料箱内的工作，无需人工参与、工作负担小；
5、本发明通过外部驱动源驱动缩分器的自动翻起，实现了如何对垃圾进行自动采样的工作；
6、本发明通过间歇性送料模组实现了如何朝向供料仓内间歇性推料的工作，保证供料仓内部不断料的同时，保证其内部不会出现卡料现象，同时保证了在破碎完毕后供料仓内不会留有残余垃圾，在下次破碎过程中在成老旧垃圾混合的问题出现。
附图说明
图1是一种生活垃圾采样系统的主视图；
图2是一种生活垃圾采样系统的俯视图；
图3是一种生活垃圾采样系统的侧视图；
图4是一种生活垃圾采样系统中垃圾传导装置立体图一；
图5是一种生活垃圾采样系统中垃圾传导装置立体图二；
图6是一种生活垃圾采样系统中垃圾储料箱的侧视图；
图7是图6的A-A处截面剖视图；
图8是一种生活垃圾采样系统中提升机和均料模组立体图；
图9是图8的B处局部放大示意图。
图中标号为：
1-传输装置；
2-破碎机；
3-缩分单元；31-缩分器；32-转动架；33-第一溜槽；34-第二溜槽；
4-垃圾传导装置；41-提升机；42-第一安装架；43-垃圾储料箱；431-供料仓；432-存料仓；433-间歇性送料模组；4331-推料块；4332-连接架；4333-电动推杆；434-导料板；435-第二固定架；44-均料模组；441-第一固定架；442-均料辊；443-伺服电机；
5-采样箱；
6-垃圾料坑。
具体实施方式
为能进一步了解本发明的特征、技术手段以及所达到的具体目的、功能，下面结合附图与具体实施方式对本发明作进一步详细描述。
参见图1至图9所示的：
一种生活垃圾采样系统，包括传输装置1、破碎机2、缩分单元3、垃圾传导装置4和采样箱5；
破碎机2通过支撑架呈竖直状态固定安装于传输装置1的进料端且位于传输装置1进料端上方；
垃圾传导装置4呈倾斜状态固定安装于传输装置1的一侧用以对破碎机2内传导待破碎垃圾；
采样箱5设置于传输装置1出料端的正下方用以对传输装置1上的垃圾进行采样；
缩分单元3可翻转地设置于传输装置1的出料端，用以将传输装置1上的垃圾平分为两路，其中一路落入垃圾传导装置4；
垃圾传导装置4包括提升机41、第一安装架42、垃圾储料箱43和均料模组44；
提升机41通过第一安装架42倾斜设置于传输装置1的一侧，提升机41的出料端位于破碎机2的上方；
垃圾储料箱43架设于提升机41的进料口上方用以对提升机41进行供料；
均料模组44固定设置于提升机41上且靠近提升机41的出料处口设置。
工作状态下，垃圾电厂正常运行过程中，料仓会进行堆垛翻垛管理，不同入厂日期的垃圾分别堆垛，同一垛垃圾经过翻垛相对均匀，因此入厂垃圾检测，则从当天入厂的料堆采样，入炉垃圾则从当天正在进料的料堆采样；采样时先用垃圾吊的抓斗移除最上层垃圾同时松动料堆，然后在抓斗半开状态，抓取200kg左右垃圾，垃圾吊自带称重系统，投入破碎机2内；通过破碎机2对其进行破碎，破碎机2料斗加大，可存放200kg以上垃圾，容积不低于1m3，且上大下小，上口单边尺寸一般不小于1.5m，方便垃圾吊进料，倾角一般不小于60°，方便垃圾下移；破碎机2优选爪刀破碎机，对塑料的破碎效果较好；单次破碎后尺寸不大于5cm；破碎后的垃圾掉落至传输装置1上通过传输装置1朝向缩分单元3方向进行传输，所述传输装置1为皮带传输机，垃圾在传输至缩分单元3时，传输装置1上的垃圾通过缩分单元3被平分为左右两路，其中一路落入垃圾传导装置4的垃圾储料箱43箱内，再通过提升机41返回破碎机2料斗；缩分单元3可翻转，待垃圾还剩余25-50kg时，不再缩分，通过外部驱动源驱动翻转缩分单元3抬起，使得剩余垃圾穿过缩分单元3，继续通过传输装置1输送，最后落入尾部采样箱5，完成一次采样。
为了使缩分更均匀，可在提升机41的出料端的下方活动安装倾斜设置的导料槽，导料槽位于提升机41的出料端的下方，导料槽可活动至其出料端延伸至破碎机2的正上方。
进一步地，导料槽通过支撑架安装于提升机41的出料端的下方并与驱动装置连接。具体地，支撑架上安装有滑轨，导料槽的下方安装有与滑轨滑动配合的滑块，驱动装置的输出轴与导料槽连接，以驱动导料槽沿滑轨滑动。初始状态时，导料槽与破碎机2的料斗错开；垃圾吊进料后，驱动装置驱动导料槽朝向破碎机2的料斗滑动至导料槽的出料端位于破碎机2的正上方。
参见图1所示的：
缩分单元3包括缩分器31、转动架32、第一溜槽33和第二溜槽34；
缩分器31通过转动架32可翻转地设置于传输装置1上且靠近传输装置1的出料口处设置，并与传输装置1对中用以以实现对垃圾均分；
第一溜槽33和第二溜槽34分别铰接设置于缩分器31的左右两侧，第一溜槽33的出料端延伸至垃圾料坑6的上方，第二溜槽34的出料端延伸至垃圾储料箱43的上方；采样系统紧邻垃圾料坑6布置，因此第一溜槽33倾斜角较大，垃圾可自由滑落；传输装置1紧邻垃圾传导装置4布置，因此第二溜槽34倾斜角也较大，垃圾可顺利滑落。
垃圾在传输至缩分单元3时，传输装置1上的垃圾通过缩分器31被平分为左右两路，一路顺着第一溜槽33返回垃圾料坑6内，另一路通过第二溜槽34被传导至垃圾储料箱43内，再通过提升机41返回破碎机2料斗。
工作状态下，所述缩分器31固定在皮带输送机靠近尾部的位置，下缘与皮带接触但不压实，皮带可正常转动，上面垃圾无法通过，从而实现将垃圾平分呈左右两路的效果，所述提升机41由进料段、提升段、水平段三部分组成；提升机41进料口承接缩分器31分出的另一路垃圾；垃圾经提升后返回破碎机2料斗；由于提升段倾角一般较大，优选链板提升机等适应大倾角的输送机；提升段靠中上部所设置的均料模组44，用以实现仅底层垃圾可通过，表面垃圾受均料模组44扰动，翻滚回落；该设计起到垃圾混合作用，可使样品更加均匀；而最后的水平段更方便垃圾输送进破碎机2的聚料斗21内。
参见图2所示的：
缩分器31为角铁结构，角度为直角或钝角。
工作状态下，通过呈直角或钝角设置的缩分器31可以更好的对垃圾进行等分均匀分流，从而保证两路垃圾被分出的一致性。
参见图5、图8和图9所示的：
均料模组44包括第一固定架441、均料辊442和伺服电机443；
第一固定架441设置有两组，两组第一固定架441对称设置于提升机41两侧；
均料辊442可转动的横跨设置于两组第一固定架441之间；
伺服电机443固定安装于第一固定架441上，伺服电机443的输出轴与均料辊442传动连接。
工作状态下，当需要对通过提升机41所传输的垃圾进行均料处理，使其较高的垃圾进行回滚时，只需接入外部电源驱动伺服电机443工作，驱动均料辊442进行逆时针转动，从而将较高的垃圾剥离使得垃圾回滚，从而实现对提升机41所传输的垃圾进行辅助回滚工作，使得样品之间混合更加均匀。
参见图5至图7所示的：
垃圾储料箱43包括供料仓431、存料仓432、间歇性送料模组433、导料板434和第二固定架435；
垃圾储料箱43为一个顶部开口的箱体，只需要其包裹住提升机41的进料口即可。具体地，垃圾储料箱43内部空间分为供料仓431和存料仓432，供料仓431正对提升机41的进料口处设置且位于提升机41进料口上方；存料仓432设置于供料仓431的左侧用以接存通过第二溜槽34所分出垃圾；
存料仓432内还通过第二固定架435倾斜设置有导料板434，导料板434靠近垃圾储料箱43顶部设置；导料板434用以将垃圾朝向供料仓431方向引导传输；
间歇性送料模组433水平设置于导料板434正下方用以间歇性将垃圾朝向供料仓431内部推送垃圾。
工作状态下，通过缩分器31分成两路的垃圾，一路顺着第一溜槽33被传输至垃圾料坑6内，另一路通过第二溜槽34被传输至垃圾储料箱43内的导料板434上，垃圾在导料板434的传导下缓慢朝向供料仓431内部滑落，所述间歇性送料模组433用以间歇性朝向供料仓431内部推送垃圾，在保证供料仓431内部不断料的同时对其进行间歇性供料，并且保证供料仓431内部不间断垃圾的同时不会出现垃圾过多造成卡料问题的出现。
参见图7所示的：
间歇性送料模组433包括推料块4331、连接架4332和电动推杆4333；
推料块4331可滑动的设置于导料板434正下方；
电动推杆4333固定安装于垃圾储料箱43底部，电动推杆4333的输出轴通过连接架4332与推料块4331固定连接。
工作状态下，当需要朝向供料仓431内部推送垃圾时，工作人员只需接入外部电源驱动电动推杆4333工作，电动推杆4333输出轴收缩驱动推料块4331同步移动，从而实现对将存料仓432内部的垃圾间歇性朝向存料仓432内部推送的工作。
参见图1所示的：
破碎机2可存放200kg以上垃圾，容积不低于1m3，且上大下小，上端单边尺寸不小于1.5m，倾斜角度不小于60°。
一种基于生活垃圾采样系统的生活垃圾采样方法，包括以下步骤：
S1：垃圾吊抓取同日期垃圾200kg，投入破碎机2内进行破碎；
S2：破碎后的垃圾通过传输装置1朝向缩分单元3方向传输，通过缩分器31将垃圾缩分，一半垃圾进入垃圾传导装置4，并经均料模组44作用充分混合后，返回破碎机2再次破碎，进入下一次缩分；剩余垃圾返回垃圾料坑6；
S3：到达设定时间后系统停机，驱动旋转驱动器抬起缩分单元3，停止对传输装置1上的垃圾继续分料，垃圾通过传输装置1传输进入采样箱5，完成采样；若此时系统内仍有少量多余垃圾，则将缩分单元3再置于工作状态，同时抬起第二溜槽34，阻止垃圾向提升机41一侧滑落，使其顺着第一溜槽33朝向垃圾料坑6内落下；
垃圾每次通过缩分单元3相当于进行一次缩分，一半垃圾返回垃圾料坑6，剩余垃圾通过提升机41，再次返回破碎机2，可进一步混合破碎；采样系统所需总运转时间计算方法：假设初始垃圾量为200kg，计划采样25kg左右，则200/2=100kg，100/2=50kg，即破碎机2总共破碎200+100+50=350kg，根据350kg/破碎机2处理能力计算运行时间并设定，设置到达设定时间后系统自动停机。
本申请不仅可以根据需求对垃圾进行快速采样而且可以保证垃圾在通过提升机进行提升的过程中无残留，保证当前批次垃圾的完全提升，不会造成老旧垃圾混合，避免对下一次采样造成影响。
以上实施例仅表达了本发明的一种或几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (6)

1.一种基于生活垃圾采样系统的生活垃圾采样方法，其中，生活垃圾采样系统包括传输装置(1)、破碎机(2)、缩分单元(3)、垃圾传导装置(4)和采样箱(5)；破碎机(2)通过支撑架呈竖直状态固定安装于传输装置(1)的进料端且位于传输装置(1)进料端上方；垃圾传导装置(4)呈倾斜状态固定安装于传输装置(1)的一侧用以对破碎机(2)内传导待破碎垃圾；采样箱(5)设置于传输装置(1)出料端的正下方用以对传输装置(1)上的垃圾进行采样；缩分单元(3)可翻转地设置于传输装置(1)的出料端；垃圾传导装置(4)还包括提升机(41)、第一安装架(42)、垃圾储料箱(43)和均料模组(44)；提升机(41)通过第一安装架(42)倾斜设置于传输装置(1)的一侧；垃圾储料箱(43)架设于提升机(41)的进料口上方用以对提升机(41)进行供料；均料模组(44)固定设置于提升机(41)上且靠近提升机(41)的出料口 处设置；其中，缩分单元(3)包括缩分器(31)、转动架(32)、第一溜槽(33)和第二溜槽(34)；缩分器(31)通过转动架(32)可翻转地设置于传输装置(1)上且靠近传输装置(1)的出料口处设置，并与传输装置(1)对中用以实现对垃圾均分；第一溜槽(33)和第二溜槽(34)分别铰接设置于缩分器(31)的左右两侧，第一溜槽(33)的出料端延伸至垃圾料坑(6)的上方，第二溜槽(34)的出料端延伸至垃圾储料箱(43)的上方；
其特征在于，生活垃圾采样方法包括以下步骤：
S1：垃圾吊抓取同日期垃圾200kg，投入破碎机(2)内进行破碎；
S2：破碎后的垃圾通过传输装置(1)朝向缩分单元(3)方向传输，通过缩分器(31)将垃圾缩分，一半垃圾进入垃圾传导装置(4)，并经均料模组(44)作用充分混合后，返回破碎机(2)再次破碎，进入下一次缩分；剩余垃圾返回垃圾料坑(6)；
S3：到达设定时间后系统停机，驱动旋转驱动器抬起缩分单元(3)，停止对传输装置(1)上的垃圾继续分料，垃圾通过传输装置(1)传输进入采样箱(5)，完成采样；若此时系统内仍有少量多余垃圾，则将缩分单元(3)再置于工作状态，同时抬起第二溜槽(34)，阻止垃圾向提升机(41)一侧滑落，使其顺着第一溜槽(33)朝向垃圾料坑(6)内落下；
垃圾每次通过缩分单元(3)相当于进行一次缩分，一半垃圾返回垃圾料坑(6)，剩余垃圾通过提升机(41)，再次返回破碎机(2)，可进一步混合破碎；采样系统所需总运转时间计算方法：假设初始垃圾量为200kg，计划采样25kg左右，则200/2＝100kg，100/2＝50kg，即破碎机(2)总共破碎200+100+50＝350kg，根据350kg/破碎机(2)处理能力计算运行时间并设定，设置到达设定时间后系统自动停机。
2.根据权利要求1所述的基于生活垃圾采样系统的生活垃圾采样方法，其特征在于，缩分器(31)为角铁结构，角度为直角或钝角。
3.根据权利要求1所述的基于生活垃圾采样系统的生活垃圾采样方法，其特征在于，均料模组(44)包括第一固定架(441)、均料辊(442)和伺服电机(443)；
第一固定架(441)设置有两组，两组第一固定架(441)对称设置于提升机(41)两侧；
均料辊(442)可转动的横跨设置于两组第一固定架(441)之间；
伺服电机(443)固定安装于第一固定架(441)上，伺服电机(443)的输出轴与均料辊(442)传动连接。
4.根据权利要求1所述的基于生活垃圾采样系统的生活垃圾采样方法，其特征在于，垃圾储料箱(43)包括供料仓(431)、存料仓(432)、间歇性送料模组(433)、导料板(434)和第二固定架(435)；
垃圾储料箱(43)为一个顶部开口的箱体，垃圾储料箱(43)内部空间分为供料仓(431)和存料仓(432)，供料仓(431)正对提升机(41)的进料口处设置且位于提升机(41)进料口上方；存料仓(432)设置于供料仓(431)的左侧用以接存通过第二溜槽(34)所分出垃圾；
存料仓(432)内还通过第二固定架(435)倾斜设置有导料板(434)，导料板(434)靠近垃圾储料箱(43)顶部设置；导料板(434)用以将垃圾朝向供料仓(431)方向引导传输；
间歇性送料模组(433)水平设置于导料板(434)正下方用以间歇性将垃圾朝向供料仓(431)内部推送垃圾。
5.根据权利要求4所述的基于生活垃圾采样系统的生活垃圾采样方法，其特征在于，间歇性送料模组(433)包括推料块(4331)、连接架(4332)和电动推杆(4333)；
推料块(4331)可滑动的设置于导料板(434)正下方；
电动推杆(4333)固定安装于垃圾储料箱(43)底部，电动推杆(4333)的输出轴通过连接架(4332)与推料块(4331)固定连接。
6.根据权利要求1所述的一种基于生活垃圾采样系统的生活垃圾采样方法，其特征在于，破碎机(2)的料斗可存放200kg以上垃圾，容积不低于1m3，且上端大下端小，料斗的上端单边尺寸不小于1.5m，料斗的倾斜角度不小于60°。
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