CN115970837B - 一种固废资源化处理用多级破碎装置及破碎方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及固体废料破碎技术领域，具体地说，涉及一种固废资源化处理用多级破碎装置及破碎方法。其包括具有筒体的破碎构件以及对筒体进行支撑的支撑架，破碎构件包括线性筒体和轴向筒体，线性筒体内设置有线性破碎系，线性破碎系具有固定螺旋部和旋转螺旋部，在旋转螺旋部的推力下物料被固定的螺旋部分挤压破碎，轴向筒体内设置有轴向带料系，轴向带料系在线性筒体的外围。本发明中通过旋转的方式从侧向将物料间歇的投入线性筒体内，以使物料直接落入到旋转螺旋部形成的输送路径上，即使受物料大小以及形状的影响不能被直接输送，但也不至于造成堵塞的现象发生，而且对于不能被直接输送的物料也不会被螺旋部分切削，而是通过其他物料的挤压而破碎。

Description

一种固废资源化处理用多级破碎装置及破碎方法

技术领域

本发明涉及固体废料破碎技术领域，具体地说，涉及一种固废资源化处理用多级破碎装置及破碎方法。

背景技术

固体废料经过一定的处理或加工，可使其中所含的有用物质提取出来，继续在工、农业生产过程中发挥作用，也可使有些固体废料改变形式成为新的能源或资源。这种由固体废料到有用物质的转化称为固体废料的综合利用，或称为固体废料的资源化。即固体废料的资源化是指对固体废料进行综合利用，使之成为可利用的二次资源。

固体废料在使用前大小和形状都是不固定的，所以为了便于后期进行处理现有的方式都会对固体废料进行破碎，而且破碎的方法有很多，例如：中国专利申请号CN202220435852.3公开了一种螺旋破碎机，包括：底座；呈筒状布置的外壳，外壳安装在底座上；将外壳顶部的开口封闭住的顶盖，顶盖上形成有给料斗；贴合布置于外壳的内壁上的定子；部分布置在定子内部的转子；驱动机构，驱动机构带动转子在外壳内部相对于定子旋转；转子的外螺旋和定子的内螺旋部分或全部相对，且转子和定子之间形成破碎腔；硬质物料通过给料斗进入到破碎腔中，驱动机构驱动转子相对于定子转动，使转子的外螺旋和定子的内螺旋之间形成对硬质物料进行剪切的剪切力以及使转子和定子之间形成对硬质物料进行挤压的挤压力。

但现有的竖向转子在破碎大小和形状不固定的固体废料时就会出现如下问题：

1、竖向设置转子的螺旋部分只有靠近给料斗的一侧的切线口实现物料的输送，这样当物料较大或者因形状导致切线口不能咬合/完全咬合后，就导致切线口堵塞，但此时只有切线口这一个进入方式，后续的物料只能在底层物料被磨碎后才能进入

2、对底层物料的磨碎是通过切线口实现的，切线口是在旋转时通过形成该切线口的螺旋部分对底层物料进行切削，这样对螺旋部分的端面磨损非常大。

3、物料长时间堆积在旋转的转子上会对转子造成过大的负担，严重的情况会压弯转子。

鉴于此，亟需提出一种固废资源化处理用多级破碎装置及破碎方法。

发明内容

本发明的目的在于提供一种固废资源化处理用多级破碎装置及破碎方法，以解决螺旋部分切线口容易堵塞以及对螺旋部分的端面磨损较大的问题。

为实现上述目的，本发明目的之一在于，提供了一种固废资源化处理用多级破碎装置，其包括具有筒体的破碎构件以及对筒体进行支撑的支撑架，所述破碎构件包括线性筒体和轴向筒体，所述线性筒体内设置有线性破碎系，所述线性破碎系具有固定螺旋部和旋转螺旋部，在旋转螺旋部的推力下物料被固定的螺旋部分挤压破碎，所述轴向筒体内设置有轴向带料系，所述轴向带料系在线性筒体的外围，并通过旋转的方式从侧向将物料间歇的投入线性筒体内，以使物料直接落入到旋转螺旋部形成的输送路径上。

一种用于上述的固废资源化处理用多级破碎装置的破碎方法，其包括如下方法步骤：

步骤一、向筒体内投放物料，物料直接落入到旋转螺旋部形成的输送路径上；

步骤二、旋转螺旋部转动，在旋转的推力下物料被固定的螺旋部分挤压。

与现有技术相比，本发明的有益效果：

该固废资源化处理用多级破碎装置及破碎方法中，轴向筒体内设置有轴向带料系，轴向带料系在线性筒体的外围通过旋转的方式将物料间歇式投入线性筒体内，且物料是由侧向进入旋转的螺旋部分，这样物料就直接落入到输送路径上，即使受物料大小以及形状的影响不能被直接输送，但也不至于造成堵塞的现象发生，而且对于不能被直接输送的物料也不会被螺旋部分切削，而是通过其他物料的挤压而破碎。

另外，通过轴向筒体的设置，物料不会堆积在螺旋部分上，不仅如此，还通过间歇式的输送来减轻螺旋部分的工作负担。

附图说明

图1为本发明的整体结构示意图；

图2为本发明的破碎构件结构示意图；

图3为本发明的线性筒体和轴向筒体结构示意图；

图4为本发明的外罩内部结构示意图；

图5为本发明的图4的A处结构放大图；

图6为本发明的外筒内部结构示意图；

图7为本发明的空间限制座结构示意图；

图8为本发明的咬合体结构示意图其一；

图9为本发明的外罩侧面结构示意图其一；

图10为本发明的外罩侧面结构示意图其二；

图11为本发明的外罩侧面结构示意图其三；

图12为本发明的导料板侧面结构示意图其一；

图13为本发明的导料板侧面结构示意图其二；

图14为本发明的咬合体结构示意图其二。

图中各个标号意义为：

100、破碎构件；200、支撑架；300、导料板；

110、线性筒体；111、外筒；1111、连接环；1112、啮合槽；111A、进料口；112、出料管；1121、轴承座；113、空间限制座；113A、输送道；113B、容料道；

120、轴向筒体；121、外罩；121A、投料口；121B、下料口；122、内环；123、咬合板；

130、轴向带料系；131、转环；131A、齿轮槽；132、旋转臂；1321、连接杆；132a、斜臂；132A、臂口；133、齿轮；134、齿轮电机；

140、线性破碎系；141、线性输送体；142、咬合体；1421、上板；1422、下板；1423、咬合面；142a、进料端；142b、出料端；143、输送电机；

a、进料段；b、破碎段；c、出料段。

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。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”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，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备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，在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

固体废料经过一定的处理或加工，可使其中所含的有用物质提取出来，继续在工、农业生产过程中发挥作用，也可使有些固体废料改变形式成为新的能源或资源。这种由固体废料到有用物质的转化称为固体废料的综合利用，或称为固体废料的资源化。即固体废料的资源化是指对固体废料进行综合利用，使之成为可利用的二次资源。

现有的竖向转子在破碎大小和形状不固定的固体废料时就会出现如下问题：

1、竖向设置转子的螺旋部分只有靠近给料斗的一侧的切线口实现物料的输送，这样当物料较大或者因形状导致切线口不能咬合/完全咬合后，就导致切线口堵塞，但此时只有切线口这一个进入方式，后续的物料只能在底层物料被磨碎后才能进入

2、对底层物料的磨碎是通过切线口实现的，切线口是在旋转时通过形成该切线口的螺旋部分对底层物料进行切削，这样对螺旋部分的端面磨损非常大。

3、物料长时间堆积在旋转的转子上会对转子造成过大的负担，严重的情况会压弯转子。

为此，本发明提供了一种固废资源化处理用多级破碎装置，如图1所示，该破碎装置包括破碎构件100，以及对破碎构件100筒体部分进行支撑的支撑架200，还有就是对下落的物料进行收集的导料板300；重点在于破碎构件100，请参阅图2和图3所示，破碎构件100由线性筒体110和轴向筒体120组成，线性筒体110内设置有线性破碎系140，线性破碎系140具有两个螺旋部分，一个是固定的，一个是旋转的，在旋转的推力下物料被固定的螺旋部分挤压，然后破碎，在专利申请号CN202220435852.3中就对此部分原理进行公开，因此在这不进行过多赘述。

而在本发明中，轴向筒体120内设置有轴向带料系130，轴向带料系130在线性筒体110的外围通过旋转的方式将物料间歇式投入线性筒体110内，且物料是由侧向进入旋转的螺旋部分，这样物料就直接落入到输送路径上，即使受物料大小以及形状的影响不能被直接输送，但也不至于造成堵塞的现象发生，而且对于不能被直接输送的物料也不会被螺旋部分切削，而是通过其他物料的挤压而破碎。

另外，通过轴向筒体120的设置，物料不会堆积在螺旋部分上，不仅如此，还通过间歇式的输送来减轻螺旋部分的工作负担。

第一实施例，继续参阅图3所示，线性筒体110包括外筒111和出料管112，线性破碎系140设置在外筒111内，出料管112设置在线性破碎系140的输送侧，也就是说线性破碎系140螺旋部分输送的物料都会到达出料管112，再由出料管112排出，支撑架200就固定在外筒111外，然后轴向筒体120设置在外筒111上，从而完成对筒体的支撑，导料板300则是设置在外筒111的下方，将出料管112排出的物料承接，并完成导向，使物料被集中然后向倾斜侧移动，其中：

外筒111的顶部远离出料管112的一侧开设有进料口111A，轴向筒体120包括外罩121，外罩121的顶部设置有投料口121A,外罩121的轴向上设置有通槽，外罩121通过通槽套设在外筒111外，具体将进料口111A覆盖即可，在图6中，外筒111外围设置有连接环1111，连接环1111通过螺栓与外罩121连接；

轴向带料系130设置在外罩121内，结合图4所示，轴向带料系130包括转环131以及固定在转环131一侧的旋转臂132，优选的沿转环131的环形路径上等间距设置三个旋转臂132，在驱动力的作用下转环131带动三个旋转臂132绕外筒111转动，转动的旋转臂132贴合外筒111外壁和外罩121内壁，这样物料投放在投料口121A内后，转动的旋转臂132会连续带动物料在外罩121内移动，从而陆续的进入到进料口111A内，受旋转臂132的影响，陆续进入进料口111A的物料会具有一个空置期，那就是旋转臂132覆盖进料口111A时，这样就实现了物料间歇的进入进料口111A。

为了形成驱动力，请参阅图5和图6所示，转环131上设置有平行于外筒111的齿轮133，并且转环131对应齿轮133所在位置开设有齿轮槽131A，齿轮133转动连接在齿轮槽131A内，在齿轮133的轴向上设置有齿轮电机134，齿轮电机134安装在转环131上，在齿轮电机134的驱动下齿轮133转动，而外筒111外设置有与齿轮133啮合的啮合槽1112，这样在齿轮133转动时就能将啮合力转换成对转环131转动的驱动力了。

不仅如此，为了保证外罩121内的封闭性，转环131内侧设置有内环122，内环122与外筒111外壁固定，并对转环131进行支撑。

在图6中，线性破碎系140包括线性输送体141和咬合体142，线性输送体141的一端与外筒111转动连接，并且在外筒111上安装有输送电机143，输送电机143的输出轴与线性输送体141连接，然后在输出轴的驱动下带动线性输送体141转动，线性输送体141外设置有旋转螺旋部，线性输送体141外通过旋转螺旋部排列有多个输送槽，然后咬合体142固定在外筒111内，从而通过咬合体142在偏离进料口111A靠近出料管112的一侧形成固定螺旋部，固定螺旋部延伸到输送槽内，从而在输送槽形成的输送的路径上对物料进行挤压，使物料破碎。

工作原理：

首先将需要破碎的固体废料投入投料口121A内，再启动齿轮电机134和输送电机143，启动后的齿轮电机134带动齿轮133转动，转动后的齿轮133与啮合槽1112啮合，在啮合力的作用下驱动转环131转动，转动的转环131带动旋转臂132同步转动，然后旋转臂132带动固体废料向进料口111A移动，直至固体废料被推入进料口111A内，然后在旋转臂132覆盖在进料口111A后，就没有固体废料进入了，从而通过间歇的方式陆续向进料口111A内放料。

接着，放入进料口111A内的固体废料就直接进入到外筒111内了，由于固定螺旋部是偏离进料口111A设置的，所以进料口111A放入的固体废料就直接落入到输送槽内，而且一个进料口111A能够覆盖到多个输送槽，从而提高进料的速度，而且固体废料直接就落入到输送的路径上了，与旋转螺旋部进行面接触，相对于旋转螺旋部的边缘对固体废料进行切割而言，面接触进行挤压的方式对旋转螺旋部损耗更低，在固定螺旋部前段叶板挤压固体废料时面对大小和形状差异导致破碎率不够时，没能够及时破碎的固体废料任然处于输送的路径上，这样就使后续推进的固体废料挤压前侧未被及时破碎的固体废料，从而提高破碎率，而且破碎的细料直接下移，通过输送槽底部的空间进行输送。

进一步的，在后续叶板对固体废料挤压的过程中就无需考虑大小和形状的影响了，这样每个输送槽与固定螺旋部的叶板之间都会形成破碎间隙，在多个破碎间隙内移动的固体物料不断被挤压，从而形成多级破碎，进一步提高破碎率。

最后，被破碎的固体废料被输送到出料管112内，然后有出料管112向外排出，这里出料管112是向下弯折的，以使进入的物料能够全部被排出。

此外，请参阅图6所示，出料管112在线性输送体141的轴向上设置有轴承座1121，然后线性输送体141与轴承座1121转动连接，从而在线性输送体141的另一端形成一个支点，避免线性输送体141在旋转的过程中出现抖动，以及防止其在长时间工作环境下弯曲。

第二实施例，请参阅图6所示，本实施例中外筒111的内径要大于旋转螺旋部分的外径，具体是旋转螺旋部分外径的2-3倍，并且在外筒111内的底部设置空间限制座113，在空间限制座113的填充下外筒111内只在线性输送体141的上方形成充分的空间，这样即使出现大量固体物料的放入，也可以保证有足够的缓冲空间，其中：

图7中，空间限制座113的轴线上设置有输送道113A，输送道113A内径与旋转螺旋部分的外径吻合，这样能够提高对固体废料的输送效率，避免出现固体废料遗留的问题，然后在输送道113A的上方设置向两侧扩张的容料道113B，从而通过容料道113B形成充分的空间，向两侧扩张的目的是让固体废料能够落入到输送槽内。

与空间限制座113配合使用的是图8示出的咬合体142，该咬合体142由多个下板1422组成，相邻两个下板1422之间通过上板1421衔接成固定螺旋部，咬合体142延伸到输送槽内，上板1421在容料道113B内与外筒111内壁固定连接，而且在下板1422位于进料口111A所在侧设置有咬合面1423，咬合面1423为铁砧，从而通过咬合面1423对固体废料进行挤压，使固体废料破碎，而铁砧硬度比较高，可以延长咬合面1423的使用寿命。

第三实施例，请参阅图9所示，外罩121的底部开设有多个下料口121B，向投料口121A内投入固体废料的同时进行注水，通过水对固体废料进行冲洗，冲洗产生的污水通过下料口121B排出，而且在固体废料经过下料口121B时，可以借助下料口121B对固体废料进行筛选，细颗粒的固体废料通过下料口121B漏出。

图10中在外罩121内位于投料口121A所在位置并列设置有多个咬合板123，旋转臂132也设置有多个，多个旋转臂132通过连接杆1321固定连接，且旋转臂132与咬合板123交错设置，在沿图9和图10中箭头所示方向转动时，旋转臂132与咬合板123咬合，然后二者之间的固体废料能够被咬合力挤压碎，从而完善多级粉碎的概念，另外破碎产生的细料在经过下料口121B时漏出，没有漏出的则被旋转臂132带入到进料口111A内。

值得说明的是，投料口121A和进料口111A通过对置的方式开设，从而避免投料口121A内投入的固体废料直接进入到进料口111A内。

此外，旋转臂132在与咬合板123咬合的一端向外翘起，翘起后与外筒111之间形成臂口132A，臂口132A的形成能够提高咬合固体废料的量。

综合第二和第三实施例说明原理：

参阅图12所示，在外筒111内的线性输送体141形成进料段a、破碎段b和出料段c三段，其中：进料段a位于进料口111A的放料范围内，在固体废料进入进料口111A后就落入进料段a范围内的输送槽内；然后破碎段b位于固定螺旋部所在范围内，进入破碎段b的固体废料被咬合面1423所挤压，挤压过程中如果固体废料量比较大的话，可以通过相邻两个上板1421之间的空隙提供缓冲的空间，以提高破碎精度，而且能够通过该空隙进行有效的散热(因为上板(1421)是不参与到挤压工作的)；进一步的，出料段c位于旋转螺旋部延伸到出料管112内的范围中，此过程中主要完成破碎后物料的输送，而且在破碎段b中越往后，对破碎后物料的输送能力越强，而咬合面1423过多的是对固体废料进行打磨了，以提高破碎后固体废料的圆滑度。

另外，导料板300向下料口121B所在侧倾斜，导料板300将下料口121B漏出来的细料和出料管112排出的物料进行承接，并向下料口121B所在侧引导物料，使物料集中在同一方向排出。

还有一种实施方式，请参阅图13所示，导料板300向出料管112所在侧倾斜，这样下料口121B漏出的细料以及污水都会落在导料板300上，这样可以通过废水对导料板300表面进行冲洗。

需要说明的是，导料板300为弧形结构。。

第四实施例，请参阅图11所示，旋转臂132在臂口132A的相对侧设置有斜臂132a，这样旋转臂132在沿图11中所示箭头方向转动时，旋转臂132能够翻动投料口121A内的固体废料，使清洗的更加干净。

第五实施例，请参阅图14所示，咬合体142具有进料端142a和出料端142b两个方向，出料端142b连接在出料管112所在侧，进料端142a则连接在另一侧，且下板1422由出料端142b向进料端142a逐渐扩张，这样越靠近进料端142a下板1422延伸打输送槽内的深度越浅，也就是说破碎能力降低，但输送能力提升，更高效的实现破碎。

本发明还提供了一种用于固废资源化处理用多级破碎装置的破碎方法，其包括如下方法步骤：

步骤一、向筒体内投放物料，物料直接落入到旋转螺旋部形成的输送路径上；

步骤二、旋转螺旋部转动，在旋转的推力下物料被固定的螺旋部分挤压。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的仅为本发明的优选例，并不用来限制本发明，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (5)

1.一种固废资源化处理用多级破碎装置，其包括具有筒体的破碎构件（100）以及对筒体进行支撑的支撑架（200），其特征在于：所述破碎构件（100）包括线性筒体（110）和轴向筒体（120），所述线性筒体（110）内设置有线性破碎系（140），所述线性破碎系（140）具有固定螺旋部和旋转螺旋部，在旋转螺旋部的推力下物料被固定的螺旋部分挤压破碎，所述轴向筒体（120）内设置有轴向带料系（130），所述轴向带料系（130）在线性筒体（110）的外围，并通过旋转的方式从侧向将物料间歇的投入线性筒体（110）内，以使物料直接落入到旋转螺旋部形成的输送路径上；

所述轴向带料系（130）包括转环（131）以及固定在转环（131）一侧的旋转臂（132），在驱动力的作用下转环（131）带动旋转臂（132）绕外筒（111）转动，转动的所述旋转臂（132）贴合外筒（111）外壁和外罩（121）内壁；

沿所述转环（131）的环形路径上等间距设置三个旋转臂（132）；

所述转环（131）上设置有平行于外筒（111）的齿轮（133），所述转环（131）对应齿轮（133）所在位置开设有齿轮槽（131A），所述齿轮（133）转动连接在齿轮槽（131A）内；

所述齿轮（133）的轴向上设置有齿轮电机（134），所述齿轮电机（134）安装在转环（131）上，在所述齿轮电机（134）的驱动下齿轮（133）转动，所述外筒（111）外设置有与齿轮（133）啮合的啮合槽（1112），转动的齿轮（133）将啮合力转换成对转环（131）转动的驱动力；

所述线性破碎系（140）包括线性输送体（141）和咬合体（142），所述线性输送体（141）的一端与外筒（111）转动连接，所述外筒（111）上安装有输送电机（143），所述输送电机（143）的输出轴与线性输送体（141）连接，所述旋转螺旋部设置在线性输送体（141）外，所述线性输送体（141）外通过旋转螺旋部排列有多个输送槽；

所述咬合体（142）固定在外筒（111）内，通过咬合体（142）在偏离进料口（111A）靠近出料管（112）的一侧形成固定螺旋部，固定螺旋部延伸到输送槽内输送路径上对物料进行挤压；

所述外筒（111）的内径要大于旋转螺旋部分的外径，所述外筒（111）内的底部设置空间限制座（113），在空间限制座（113）的填充下外筒（111）内只在线性输送体（141）的上方形成充分的空间。

2.根据权利要求1所述的固废资源化处理用多级破碎装置，其特征在于：所述线性筒体（110）包括外筒（111）和出料管（112），所述线性破碎系（140）设置在外筒（111）内，所述出料管（112）设置在线性破碎系（140）的输送侧，其中：

所述外筒（111）的顶部远离出料管（112）的一侧开设有进料口（111A），所述轴向筒体（120）包括外罩（121），所述外罩（121）的顶部设置有投料口（121A）,所述外罩（121）的轴向上设置有通槽，所述外罩（121）通过通槽套设在外筒（111）外将进料口（111A）覆盖，所述轴向带料系（130）设置在外罩（121）内。

3.根据权利要求2所述的固废资源化处理用多级破碎装置，其特征在于：所述外罩（121）的底部开设有多个下料口（121B）。

4.根据权利要求1所述的固废资源化处理用多级破碎装置，其特征在于：所述筒体的下方设置有对排出物料进行承接的导料板（300），在所述导料板（300）的作用下使物料集中向倾斜侧移动。

5.一种用于如权利要求1-4中任意一项所述的固废资源化处理用多级破碎装置的破碎方法，其特征在于：包括如下方法步骤：

步骤一、向筒体内投放物料，物料直接落入到旋转螺旋部形成的输送路径上；

步骤二、旋转螺旋部转动，在旋转的推力下物料被固定的螺旋部分挤压。