CN209468335U - 带云数据平台的将生活垃圾加工成有机肥的智能设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种带云数据平台的将生活垃圾加工成有机肥的智能设备，包括通过机体集成在一起的脱水与粉碎系统、发酵系统、清洁能源系统、数据收集系统和云端数据处理平台，所述机体底部设置有定向脚轮和万向脚轮。该设备具有处理效率高、清洁环保、成肥性稳定、工作适应性强、智能化以及耗能少的优点，完全满足小区生物质垃圾的处理需求，可在小区自动化完成垃圾粉碎、固液分离、辅助料与有机垃圾粉碎料自动配比、搅拌与发酵等一系列工艺，大大降低运输成本同时生产环保清洁的有机肥，产生极大的社会效益。

Description

带云数据平台的将生活垃圾加工成有机肥的智能设备

技术领域

本实用新型涉及环保设备领域，具体涉及一种带云数据平台的将生活垃圾加工成有机肥的智能设备。

背景技术

近年来，随着我国社会经济的高速发展和人民生活水平的提高，城市生活垃圾的产生量也大幅度增长。据预测，在未来十年中国城市垃圾总量将以每年3％～5％的幅度增长，城市生活垃圾的处理已成为重要的公共卫生问题。生活垃圾不及时处理将释放出污染物对环境造成影响，同时滋生病菌和蝇虫危害人类生存环境。处理城市生活垃圾的主要方式主要有卫生填埋、焚烧和传统堆肥。数据表明，我国城市生活垃圾中有机质部分占的65％左右，有机质垃圾含水率超过80％，其热值很低不利于焚烧处理，而对该部分进行卫生填埋则面临着大量的运输成本与资源浪费。最佳的处理方式应是对该部分垃圾进行堆肥处理制成有机肥料再利用。堆肥是依靠自然界广泛存在的细菌、真菌与放射菌等微生物，将有机物向稳定的腐殖质转化的过程，在该过程中可杀死垃圾中的病原菌实现无害化，同时产生可用于土壤土质改良的有机肥料。生物质生活垃圾变成有机肥料需要经过粉碎、混合、发酵等一系列过程。传统堆肥厂倾向于自然通风下的静态堆肥工艺，该工艺效率较低。采用该方式同样面临着场地与运输的高昂成本。技术与市场上存在的诸多原因导致这种处理方式在我国被用的越来越少，取而代之的是将有机垃圾强行焚烧和卫生填埋处理。因此降低有机垃圾处理成本和提高处理效率显得尤为重要。

生活垃圾有机肥制造设备属于环保设备领域，已经存在很多在这方面的研究。国家专利申请号201310159636.6公布了一种卧式有机肥加工设备；国家专利申请号201410571200.2公布了一种有机肥生产设备；国家专利申请号201510008539.6公布了一种有机肥料加工设备。这些设备大多是用于有机肥制造工厂，但从源头上对有机垃圾进行处理的自动化设备很少；目前缺少适合我国居民小区的有机垃圾肥料设备。基于以上背景，有必要开发出一种高效处理、清洁环保、成肥性质稳定、工作适应性强、耗能少的将小区生活垃圾加工成有机肥的智能设备。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型的目的是提供一种带云数据平台的将生活垃圾加工成有机肥的智能设备，使其具有处理效率高、清洁环保、成肥性稳定、工作适应性强、智能化以及耗能少的优点。

本实用新型通过以下技术手段解决上述问题：一种带云数据平台的将生活垃圾加工成有机肥的智能设备，包括通过机体集成在一起的脱水与粉碎系统、发酵系统、清洁能源系统、数据收集系统和云端数据处理平台，所述机体底部设置有定向脚轮和万向脚轮。

进一步，所述脱水与粉碎系统包括固定安装在机体内部的粉碎装置安装板、安装在粉碎装置安装板上的且由粉碎罐体和进料腔组成的粉碎罐、安装在粉碎装置安装板上的且其输出轴伸入粉碎罐体内的粉碎电机、固定安装在粉碎电机输出轴上的粉碎刀片、与进料腔连通的有机垃圾入口、设置在进料腔内的用于将有机垃圾推送入粉碎罐体内的进料搅龙、设置在进料腔一侧的用于驱动进料搅动龙转动的进料电机、设置在进料腔内底部的固液分离器、设置在固液分离器下方的纳水盒、与纳水盒出口连通的用于将多余的液体排至城市污水系统的气液排出管以及用于将粉碎料导入发酵系统的导料管。

进一步，所述粉碎刀片与粉碎电机输出轴螺纹连接，粉碎刀片包括横切刀片和斜切刀片。

进一步，横切刀片与斜切刀片的距离为20-30mm，横切刀片与斜切刀片的夹角为15-25°。

进一步，所述发酵系统包括反应室、辅料装置、水分调节装置、温度调节装置、氧含量调节装置和搅拌装置；所述反应室侧面设置有传感器安装孔；所述辅料装置包括与反应室连通的辅料入口、设置在辅料入口处的辅料搅龙以及设置在辅料入口一侧的用于驱动辅料搅龙转动的辅料电机；所述水分调节装置包括储水箱和电磁阀，所述储水箱通过水流管道与开设在粉碎罐体侧壁的进水口连通，所述电磁阀设置在水流管道上；所述温度调节装置包括电热片和保温层；所述氧含量调节装置包括空气泵、曝气管道和曝气口；所述搅拌装置包括依次传动连接的搅拌减速电机、链传动结构和搅拌轴，所述搅拌轴横跨在反应室之间，搅拌轴的两端通过轴承座与机体支撑连接，搅拌轴上设置有多个搅拌刀片。

进一步，所述曝气口均匀分布在反应室底部。

进一步，所述搅拌轴包括轴体和设置在轴体上的与搅拌刀片一一对应的多个搅拌刀片安装筒，相邻搅拌刀片安装筒在轴体的圆周上呈120°等间隔分布，多个搅拌刀片安装筒在轴体的轴向为等距分布。

进一步，所述清洁能源系统包括太阳能电池盖板和蓄电池。

进一步，所述数据收集系统包括温度传感器、湿度传感器、氧含量传感器、相机、投加量传感器和用户身份识别装置。

进一步，所述机体侧面设置有控制系统和显示屏。

本实用新型的有益效果：本实用新型的带云数据平台的将生活垃圾加工成有机肥的智能设备，包括通过机体集成在一起的脱水与粉碎系统、发酵系统、清洁能源系统、数据收集系统和云端数据处理平台，所述机体底部设置有定向脚轮和万向脚轮。该设备具有处理效率高、清洁环保、成肥性稳定、工作适应性强、智能化以及耗能少的优点，完全满足小区生物质垃圾的处理需求，可在小区自动化完成垃圾粉碎、固液分离、辅助料与有机垃圾粉碎料自动配比、搅拌与发酵等一系列工艺，大大降低运输成本同时生产环保清洁的有机肥，产生极大的社会效益。

此外，总结来说，该设备具有垃圾固液分离、粉碎、辅料自动配比、搅拌与发酵、温度与气体环境调节及垃圾信息采集等功能，操作方便、工作稳定性好；结合太阳能电池节能环保；垃圾的温度、湿度、排气中的氧含量、排气中的二氧化碳等数据被收集上传至云数据库，经过分析指导有机肥处理的工艺优化；垃圾的图像信息与用户身份识别信息进行匹配，通过对有机垃圾逆向分析小区居民生活习惯并提出优化建议；充分利用机身显示屏承接环保意识、饮食习惯等公益、商业广告。

本申请的优点还体现在如下方面：

本实用新型的一种小区生活垃圾有机肥智能设备的动力只需小功率型电机提供即可，该生物质生活垃圾有机肥制造装备具有耗能小、噪音低、寿命长等特点，符合降低能源消耗，保护环境的可持续发展要求。

本实用新型的小区生活垃圾有机肥智能设备在结构上新颖紧凑、灵活轻便、运行平稳；形状精美，设计合理，结构简单，操作上方便，可完成工艺环境自动控制。完全适应我国生物质生活垃圾处理市场的需求。

总而言之，本实用新型的小区生活垃圾有机肥智能设备构思新颖，专业化和自动化程度高，工作稳定、功能强大、节约能源、绿色环保。

附图说明

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步描述。

图1为本实用新型实施例的外形结构示意图；

图2为本实用新型实施例的内部结构示意图；

图3为本实用新型实施例的粉碎罐体结构示意图；

图4为本实用新型实施例的粉碎装置安装板结构示意图；

图5为本实用新型实施例的粉碎刀片结构示意图；

图6为本实用新型实施例的反应室的结构示意图；

图7为本实用新型实施例的搅拌轴的结构示意图；

图8为本实用新型实施例的搅拌刀片结构示意图。

图中：1.机体，2.储水箱，3.有机垃圾入口，4.控制系统，5.辅料入口，6.显示屏，7.万向脚轮，8.定向脚轮，9.出料口门，10.蓄电池，11.太阳能电池盖板，12.粉碎罐，13.电磁阀，14.粉碎刀片，15.粉碎电机，16.导流管，17.空气泵，18.链轮，19.搅拌减速电机，20.气液排出管，21.搅拌轴，22.曝气口，23.搅拌刀片，24.曝气管道，25.反应室，26.出料口门锁，27.轴承座，28.辅料电机，29.辅料搅龙，30.进料电机，31.纳水盒，32.进料搅龙，33.粉碎罐体，34.进水口，35.进料腔，36.固液分离器，37.进料电机安装板，38.粉碎料出料口，39.粉碎板安装孔，40.导流管安装孔，41.电机轴孔，42.粉碎电机安装孔，43.粉碎罐安装孔，44.横切刀片，45.斜切刀片，46.刀体，47.出料口，48.传感器安装孔，49.导流管接口，50.轴体，51.搅拌刀片安装筒，52.刀片安装孔，53.键槽，54.刀片定位孔，55.螺旋刀片，56.粉碎装置安装板。

具体实施方式

以下将结合附图对本实用新型进行详细说明。

如图1-8，本实用新型公开了一种带云数据平台的将生活垃圾加工成有机肥的智能设备，包括通过机体集成在一起的脱水与粉碎系统、发酵系统、清洁能源系统、数据收集系统和云端数据处理平台；

如图1所示，所述机体1由铝合金框架和不锈钢外壳组成，其高度为1000mm；有机垃圾入口3与辅料入口5在机体1顶部，出料口门9在机体一侧，方便垃圾的进入和有机肥的取出；机体侧面设置有控制系统4和显示屏6，机体底部装有一对定向脚轮8和一对万向脚轮7，实现整机灵活移动。

如图2所示，所述脱水与粉碎系统包括有机垃圾入口3、进料电机30、进料搅龙32、纳水盒31、气液排出管20、粉碎罐12、粉碎刀片14、粉碎电机15、粉碎装置安装板56和导流管16。

如图4所示，所述粉碎装置安装板56上开设有粉碎料出料口38、粉碎板安装孔39、导流管安装孔40、电机轴孔41、粉碎电机安装孔42和粉碎罐安装孔43，粉碎装置安装板56通过穿过粉碎板安装孔的螺丝固定于机体1内部，所述粉碎罐12通过穿过粉碎罐安装孔的螺丝固定于粉碎装置安装板56上；所述粉碎电机15通过穿过粉碎电机安装孔的螺丝固定于粉碎装置安装板56下；所述粉碎刀片14的刀体46通过螺纹连接的方式固定于粉碎电机输出轴，粉碎电机工作转向与螺纹旋紧方向相同，达到有效的防松效果；所述纳水盒31安装在固液分离器36下方，并与固液分离器36保持较好的密闭性，其出口接气液排出管20；所述气液排出管20通向下水道，将多余的液体排至城市污水系统；所述导流管16的顶端通过穿过导流管安装孔的螺丝与粉碎装置安装板稳固连接，导流管16连通粉碎料出料口38和导流管接口49，粉碎后的有机垃圾经此流向反应室25，反应室内的废气在此与有机垃圾逆向而行。如图3示，所述粉碎罐12的结构由粉碎罐体33与进料腔35组成；所述粉碎罐体33为圆柱外形，通过法兰上的粉碎罐安装孔固定于粉碎装置安装板56上，其侧面开有进水口34，接电磁阀13出口，用于实现反应室湿度的调节；所述进料腔35上接有机垃圾入口3，侧面通过进料电机安装板37安装进料电机30，进料电机驱动进料腔内的进料搅龙32转动，进料搅龙32为螺杆输送结构，在其底为固液分离器36；所述固液分离器36由分布在圆柱进料腔底部的小孔组成，有效去除有机垃圾中的多余水分。如图5示，所述粉碎刀片14由横切刀片44和斜切刀片45组成，横切刀片与斜切刀片的距离为20-30cm，优选为25mm；横切刀片与斜切刀片的夹角为15-25°,优选为20°，实现粉碎罐内有机肥的充分粉碎与流动。

所述发酵系统可实现对反应室内部环境参数的调节，包括反应室25、辅料装置、水分调节装置、温度调节装置、氧含量调节装置和搅拌装置。

如图6所示，所述反应室25外形为半圆柱体与长方体结合状，该形状反应室便于搅拌、容积较大，其侧面有传感器安装孔48，分别安装各种传感器，以便对温度、湿度、氧含量数据进行收集，反应室右侧壁靠近顶部的位置开设有与导流管连接的导流管接口49，反应室左侧壁靠近底部的位置开设有出料口47，机体1上对应出料口的位置设置有出料口门9和出料口门锁26；所述辅料装置包括辅料入口5、辅料电机28和辅料搅龙29，辅料搅龙为通过辅料电机驱动转动的螺杆输送结构，工作时辅料电机与进料电机转速按一定比例匹配实现反应室内原料的精确自动配比。所述水分调节装置包括储水箱2和电磁阀13，所述电磁阀出口水管与粉碎罐12的进水口34连通。所述温度调节装置包括电热片和保温层；所述电热片与保温层均包覆于反应室25外层。所述氧含量调节装置包括空气泵17、曝气管道24、曝气口22；所述曝气口22线性均匀布置在反应室底部，其间隔为180mm，该距离能让反应室内有机垃圾充分曝气。所述搅拌装置包括搅拌减速电机19、链轮18、搅拌轴21、搅拌刀片23和轴承座27，搅拌减速电机输出轴上的驱动链轮通过链条与搅拌轴21一端的链轮18连接。所述搅拌轴两端用轴承座27固定于机体1，搅拌装置整体受力均匀，机构刚性好；所述搅拌刀片23通过销轴与搅拌轴固定，便于调整与更换。如图7示，所述搅拌轴21包括轴体50和搅拌刀片安装筒51组成，轴体两端是用于安装轴承的轴头，其一端有键槽53，方便与链轮18通过键进行周向定位；相邻搅拌刀片安装筒51在轴体50的圆周上呈120°间隔分布，多个搅拌刀片安装筒51在轴向为等距分布，有利于受力均匀和达到较好的搅拌效果；所述搅拌刀片安装筒51上有刀片安装孔52，如图8示，所述搅拌刀片23为便于更换的可拆卸式刀片，搅拌刀片包括螺旋刀片55和销轴，螺旋刀片在搅拌过程中受到的阻力减少，达到更节能高效的搅拌作用，销轴上设置有刀片定位孔54，安装时，销轴插入搅拌刀片安装筒内，刀片定位孔与刀片安装孔对齐，再通过紧固件固定，即可实现搅拌刀片的稳固安装。

所述清洁能源系统包括太阳能电池盖板11和蓄电池10。所述太阳能电池盖板11是将太阳能发电模块与顶端盖结合而成，提升整机的美观度；所述顶端盖与机体接合的密闭性良好。太阳能发电模块向蓄电池充电，蓄电池给所有用电设备供电。

所述数据收集系统包括温度传感器、湿度传感器、氧含量传感器、相机、投加量传感器和用户身份识别装置；所述温度传感器、湿度传感器和氧含量传感器固定于反应室25侧面的传感器安装孔48；所述相机固定在顶端盖上，正对着有机垃圾入口3，获取垃圾的图像信息；所述投加量传感器为一条径向贴在有机垃圾入口3处的压力电偶，每次投加后的有机垃圾深度信息被表示成电偶的电压值，该数值在用户投加后及送料电机运转前被测定与收集；所述用户身份识别装置为指纹识别传感器，安装于控制系统4面板处，用户通过指纹识别才能打开顶端盖。

所述云端数据处理平台与控制系统结合，对收集来的有机垃圾信息与用户信息进行匹配，根据图像信息把有机垃圾按百分比分为菜叶类、米饭类、肉类和其他四种类型，得到一组该用户垃圾投入数据，再结合用户投加量信息与反应室已有垃圾信息根据数据库对反应器环境参数进行调节，如调节辅料配比、温度、湿度和氧含量等，达到最优化动态调节，提高效率；多次累加该用户的垃圾投入数据后得到该用户垃圾信息库，此时可结合营养学对用户的饮食习惯提供合理的建议和定制的广告，通过显示屏6进行展示，达到较好的公益效果和商业意义。

本实用新型实施例的工作过程是：管理员事先向辅料入口5中加入反应所需的辅料备用，辅料存量和有机肥料存量实时记录并通过APP通知管理员进行投加与清除；用户通过指纹识别打开设备顶端盖，向有机垃圾入口3中加入收集来的有机垃圾，盖上顶端盖板后数据收集系统自动记录用户投加量和图像信息并上传至云端数据处理平台。云端数据处理平台根据图像信息进行组成成分识别，并将其与用户身份信息与投加量信息进行匹配后，修正反应室内有机垃圾总体信息，根据数据库调节辅料配比、温度、湿度、通风量等参数，同对用户积累的数据信息进行营养学分析并提供合理建议和适当广告显示于显示屏6。此时辅料电机28与进料电机30以一定的转速比开始工作，辅料直接进入反应室25，有机垃圾则被进料搅龙32推动经过固液分离器36，被滤除的液体由纳水盒31收集后经气液排出管20流向下水道，固体部分则进入粉碎罐体33，经粉碎后的有机垃圾从粉碎料出料口38经导流管16进入到反应室25内在搅拌的作用下与辅料混合。储水箱2中的水经电磁阀13流入粉碎罐体33后与粉碎的有机垃圾一同进入反应室25，实现反应堆的湿度调节。空气泵17将空气送进反应室25内参与反应，微生物排放的废气则经过导流管16、粉碎罐体33、固液分离器36和纳水盒31后从气液排出管20排向下水道，粉碎罐内物质与固液分离结构对气体有滤清作用。包覆在反应室25外围的加热片和保温层维持着反应堆的温度。反应完成后从反应室25端部的出料口47排出。

本实用新型的小区生活垃圾有机肥智能设备的主要技术参数：

1、垃圾处理量

有机垃圾处理量50kg/d，完全满足小区一到两个单元居民每天的有机垃圾处理需求。

2、搅拌轴转速与频率

搅拌速度2rpm，每隔30min搅拌1min。搅拌器的作用是通过搅动使反应堆体内部地接触氧气，而搅拌速度与频率也会影响反应堆体的温度。

3、辅料电机与进料电机转速比

6:1，该比值决定了进入到反应室内的辅料与有机垃圾的体积比，通常受辅料种类的影响，可根据实验获得。

4、工作温度

反应室工作维持温度55℃，该温度下的高温微生物活性较高。

5、其他参数

外形尺寸：1420mm*590mm*1000mm；

工作电压：DC 24V；

总运行功率：200W。

最后说明的是，以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本实用新型进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本实用新型技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本实用新型的权利要求范围当中。

Claims (10)

1.一种带云数据平台的将生活垃圾加工成有机肥的智能设备，其特征在于：包括通过机体集成在一起的脱水与粉碎系统、发酵系统、清洁能源系统、数据收集系统和云端数据处理平台，所述机体底部设置有定向脚轮和万向脚轮。

2.根据权利要求1所述的带云数据平台的将生活垃圾加工成有机肥的智能设备，其特征在于：所述脱水与粉碎系统包括固定安装在机体内部的粉碎装置安装板、安装在粉碎装置安装板上的且由粉碎罐体和进料腔组成的粉碎罐、安装在粉碎装置安装板上的且其输出轴伸入粉碎罐体内的粉碎电机、固定安装在粉碎电机输出轴上的粉碎刀片、与进料腔连通的有机垃圾入口、设置在进料腔内的用于将有机垃圾推送入粉碎罐体内的进料搅龙、设置在进料腔一侧的用于驱动进料搅动龙转动的进料电机、设置在进料腔内底部的固液分离器、设置在固液分离器下方的纳水盒、与纳水盒出口连通的用于将多余的液体排至城市污水系统的气液排出管以及用于将粉碎料导入发酵系统的导料管。

3.根据权利要求2所述的带云数据平台的将生活垃圾加工成有机肥的智能设备，其特征在于：所述粉碎刀片与粉碎电机输出轴螺纹连接，粉碎刀片包括横切刀片和斜切刀片。

4.根据权利要求3所述的带云数据平台的将生活垃圾加工成有机肥的智能设备，其特征在于：横切刀片与斜切刀片的距离为20-30mm，横切刀片与斜切刀片的夹角为15-25°。

5.根据权利要求1-4任意一项所述的带云数据平台的将生活垃圾加工成有机肥的智能设备，其特征在于：所述发酵系统包括反应室、辅料装置、水分调节装置、温度调节装置、氧含量调节装置和搅拌装置；所述反应室侧面设置有传感器安装孔；所述辅料装置包括与反应室连通的辅料入口、设置在辅料入口处的辅料搅龙以及设置在辅料入口一侧的用于驱动辅料搅龙转动的辅料电机；所述水分调节装置包括储水箱和电磁阀，所述储水箱通过水流管道与开设在粉碎罐体侧壁的进水口连通，所述电磁阀设置在水流管道上；所述温度调节装置包括电热片和保温层；所述氧含量调节装置包括空气泵、曝气管道和曝气口；所述搅拌装置包括依次传动连接的搅拌减速电机、链传动结构和搅拌轴，所述搅拌轴横跨在反应室之间，搅拌轴的两端通过轴承座与机体支撑连接，搅拌轴上设置有多个搅拌刀片。

6.根据权利要求5所述的带云数据平台的将生活垃圾加工成有机肥的智能设备，其特征在于：所述曝气口均匀分布在反应室底部。

7.根据权利要求6所述的带云数据平台的将生活垃圾加工成有机肥的智能设备，其特征在于：所述搅拌轴包括轴体和设置在轴体上的与搅拌刀片一一对应的多个搅拌刀片安装筒，相邻搅拌刀片安装筒在轴体的圆周上呈120°等间隔分布，多个搅拌刀片安装筒在轴体的轴向为等距分布。

8.根据权利要求7所述的带云数据平台的将生活垃圾加工成有机肥的智能设备，其特征在于：所述清洁能源系统包括太阳能电池盖板和蓄电池。

9.根据权利要求8所述的带云数据平台的将生活垃圾加工成有机肥的智能设备，其特征在于：所述数据收集系统包括温度传感器、湿度传感器、氧含量传感器、相机、投加量传感器和用户身份识别装置。

10.根据权利要求9所述的带云数据平台的将生活垃圾加工成有机肥的智能设备，其特征在于：所述机体侧面设置有控制系统和显示屏。