基于双辊结构的城市生活垃圾渣土去除、破袋碎料机械设备设计方法

王金生+蔡明轩+李彤彤+王雷

摘 要：一种双辊去渣破袋机，其中主动辊和被动辊的中心轴两端分别支撑在壳体的轴承上，主动辊和被动辊上的齿板呈螺旋状分布在主动辊和被动辊上；主动辊和被动辊的中心轴各自连接一电动机，主动辊的转动速度小于被动辊的转动速度；壳体的底部设有出料口，出料口的下方固定有网板；壳体的上部为进料口。本技术使用不同速度的辊筒，在齿板的拉扯力和三旋刀的剪切力作用下，轻松破袋去渣，其破袋去渣效果高达80%～90%，同时避免了物料筛选和粉碎的能源浪费。

关键词：生活垃圾；双辊结构；破袋机；设计方法

中图分类号：X324 文献标志码：A

人们在日常工作中经常会遇到需要将软袋状物中混杂的渣土清除分离（比如建筑行业中的水泥袋、砂袋等）。而渣土附在软袋状物料里是很难清除掉的，需要把袋子撕开然后把附着的渣土弄掉。现在常用的方法不外乎是将软袋状物粉碎后利用风吹的方法分离渣土，最后使有用的物料变成没有用的垃圾。目前，我国大、中型城市以及中、小村镇的原生垃圾的主要分装形式为混合装袋。袋内垃圾种类繁多，要实现垃圾的精細化分选，首先需要通过一定方式对垃圾进行破袋处理。现代化机械分选垃圾的第一步就是将袋内垃圾均匀铺开，并保留可直接回收物的完整性，其中，所配套破袋设备的好坏将决定整套垃圾分选设备的效率。由于袋装垃圾的来源以及包装的复杂性，应根据垃圾袋的大小、材质等特点，有针对性地设计和应用相关破袋设备。

目前，一些垃圾处理厂所使用的具有“破袋”效果的设备，多为改进后的矿山设备和常规的定轴辊筒式破袋机，经常会由于破袋效果不理想而造成分选线停产。这是因为常规的定轴辊筒式破袋机采用较为锋利的动刀切碎袋状物或是采用高转速打碎袋状物，易出现缠刀、断刀、卡机等现象，设备运行一段时间就需要打开箱体清理动刀。由于这种动刀不能设计的太长，导致破袋设备吃料高度较小，因此，须控制料斗内物料的堆积量，这就使得破袋设备无法在料斗满仓或超过限制高度时进行破袋，影响了垃圾处理效率。

本文基于以上问题，设计了技术双辊型破袋机，以解决城市生活垃圾的破袋问题。

1 技术的双辊型破袋机的设计

本技术的目的在于提供一种双辊去渣破袋机，利用双辊同方向旋转和不同的速度，把软物料袋撕开，同时把软物料袋上附着渣土清除掉。为实现上述目的，本技术提供的双辊去渣破袋机中，主动辊和被动辊的中心轴两端分别支撑在壳体的轴承上，主动辊和被动辊上的齿板为梯形直齿板，呈螺旋状分别焊接在主动辊和被动辊上；主动辊和被动辊的中心轴各自连接一电动机，主动辊的转动速度小于被动辊的转动速度；壳体的底部设有出料口，出料口的下方固定有网板；壳体的上部为进料口。所述的双辊去渣破袋机，其中齿板边缘设置三旋刀刃。所述的双辊去渣破袋机，其中电动机为变频调速电动机。本技术的创新之处在于突破了传统上先将混合物料粉碎，然后进行筛滤去除包裹在袋状物料里渣土的传统作法式，使用不同速度的辊筒，在齿板的拉扯力和三旋刀的剪切力作用下，轻松破袋去渣，其破袋去渣效果高达80%～90%，同时避免了物料筛选和粉碎的能源浪费。

2 技术的双辊型破袋机的运行方式

如图1、图2所示，本技术的主动辊1和被动辊2分别焊接在中心轴6上，该中心轴的两端由轴承4支撑。主动辊1和被动辊2的各自齿板5沿着螺旋线分别焊接在主动辊1和被动辊2上，网板7固定在壳体3的底部出料口下方，壳体3的上方为进料口8。

本技术还可以在齿板边缘设置三旋刀刃，以利于更好地破袋除渣。

本技术的工作动力是由连接在主动辊1和被动辊2的中心轴的两台变频调速电动机提供，电动机分别带动主动辊1和被动辊2同方向旋转，并且在旋转时主动辊的转动速度相对较小，被动辊的转动速度相对较大。

本技术的双辊去渣破袋机在工作时，待清理的物料从进料口8被传送到主动辊1和被动辊2之间的工作间隙中，由于主动辊1和被动辊2的转动速度不同，主动辊1的转动速度相对较小，故带动物料向上转动；被动辊2的转动速度相对较大，故带动物料向下转动。在不同方向力的作用下，致使物料被打击和拉扯，同时螺旋状齿板5附加给了一定的剪切力，最后达到了去渣和破袋的作用。清除的渣土从网板7的孔洞落下来，而物料在螺旋状齿板5的旋转下向前输送到壳体3的边缘方才停下，此处设有传送带输送物料至储物斗内（公知技术，图中未示）。

3 展望

对城市生活垃圾进行无害化处理和资源化利用伴随着我国的经济发展。随着居民生活水平的提高，塑料包装袋的应用逐渐增加。因此，要实现生活垃圾的无害化处理就要对垃圾进行更好的分选。生活垃圾的成分十分复杂，各包装袋的质量和大小也是千差万别，致使建设垃圾综合处理场时，在垃圾的预处理分选端投入的场地和设备资金占用了投资的绝大部分。因此，结合后续处理工艺的垃圾分选预处理技术成为研发重点。

参考文献

[1]宁平.固体废弃物处理与处置[M].北京：高等教育出版社，2007.

[2]朱志玲.上海是生活垃圾处理处置现状与对策[J].环境卫生工程，2009，17（4）：51-53.

[3]张国英，查轩，刘长青.我国城市生活垃圾现状与处理对策[J].福建水土保持，2003，15（3）：13-17.

[4]何德文，柴立元，张传福.国内大中城市生活垃圾分类收集实施方案[J].城市环境与城市生态，2003，16（1）：62-64.

[5]魏殿荣.城市袋装垃圾处理系统的研究[J].当代化工，2012，41（5）：498-500.

[6] 徐惠荣，应义斌，盖玲.双锥式滚子水果运输翻转机构的研究[J].农业机械学报，2003，34（6）：100-103.

[7]邢磊，孙传敏，王晓地. 城市垃圾的分选[J].成都理工大学学报，2000（S1）：151-153.

[8] 姜科文，谢建中，卿燕玲，等.城市袋装生活垃圾破袋破碎分选设备的开发与研制[J].矿山机械，2004（1）：134-135.

[9] Pilar L Gonzalez-Torre， B Adenso-Diaz， Alex Ruiz-Tomes. Some comparative factors regarding recycling collection systems in regions of the USA and Europe[J].Journal of Environmental Management， 2003，69（2）：129-138.

[10]邓鸣铺.开放式垃圾破袋分选机[P].中国专利：0227599-5.6，2005-05-01.

[11] 庞友吴. 生活垃圾分选机[P].中国专利：101032720. 2007-09-12.

[12] 高根树. 破袋机[P]. 中国专利：102700786A， 2012-10-03.