食物垃圾处理器设计【毕业论文+CAD图纸全套】

买文档就送您 纸， Q 号交流 11970985 或 401339828 中文摘要 本设计 依据我国实际情况，研制适合本国的厨房食物垃圾预处理装置 食物垃圾处理器。垃圾处理器的驱动电 机和粉碎刀盘为机器的关健部分，直接影响机器的使用效果，所以本设计 着重对粉碎刀盘和驱动电机进行设计论述。对于粉碎刀盘和刀片，先对工作载荷进行力学分析，计算流体阻力，进而选择材料及对刀盘、刀片进行强度校核。根据我国食物垃圾的特点，设计采用组合刀盘式粉碎刀。设计中驱动电机的运行特征为时间短，启动频繁，断续工作，其性能直接影响着厨房食物垃圾处理器质量的好坏，本设计采用电机为永磁直流电动机，它的优点是结构简单 、体积小、出力大、效率高。此次设计的食物垃圾处理器，避免了目前同类产品完全采用交流电机、选用昂贵材料的做法，使机器的制造和使用成本降低。 关键词 ： 食物；垃圾；刀盘；永磁电机 买文档就送您 纸， Q 号交流 11970985 或 401339828 摘要 to of a so we of it be in so is up by In it it is so it is to a we to of is a it is in to of 文档就送您 纸， Q 号交流 11970985 或 401339828 I 目 录 1 绪论 . - 1 - 房食物垃圾处理的紧迫性 . - 1 - 房食物垃圾的特征及其危害 . - 2 - 房食物垃圾的特征 . - 2 - 房食物垃圾的危害 . - 3 - 物垃圾处理的方法 . - 3 - 生填埋 . - 3 - 烧 . - 4 - 肥 . - 4 - 牲畜饲料 . - 5 - 物垃圾处理器的发展及应用现状 . - 5 - 题目的和研究意义 . - 6 - 题目的 . - 6 - 究的意义 . - 6 - 案论证 . - 7 - 2 厨房食物垃圾处理器的设计 . - 9 - 房食物垃圾处理器的可行性分析 . - 9 - 房食物垃圾处理器的工作原理及组成 . - 10 - 房食物垃圾处理器的工作原理 . - 10 - 房食物垃圾处理器的组成 . - 11 - 碎刀盘组合刀具结构设计 . - 13 - 具基本尺寸的确定 . - 13 - 碎刀盘的力学分析及材料的选择 . - 13 - 碎刀盘的强度校核 . - 16 - 片的强度校核 . - 18 - 碎刀盘的结构设计 . - 19 - 动电机的选择 . - 20 - 动机种类的选择 . - 20 - 它部分设计 . - 23 - 房食物垃圾处理器的装配 . - 23 - 3 结论 . - 25 - 买文档就送您 纸， Q 号交流 11970985 或 401339828 考 文 献 . - 26 - 谢 辞 . - 28 - 买文档就送您 纸， Q 号交流 11970985 或 401339828 - 1 - 1 绪论 房食物垃圾处理的紧迫性 随着我国经济的发展 ， 城市生活水 平的提高和人口的增长，人们在不断美化居室的同时 ， 也在追求厨房的整洁、卫生和科学化。然而， 人们在厨房精工细作时 ， 往往会忽略一个严重的问题， 即食物垃圾或下角料的处理，从而造成生活垃圾的排放量急剧增长。据建设部调查统计， 2001 年我国城市生活垃圾清运量为 吨 /年，占世界总量的四分之一以上 1，各种生活垃圾的排放量每年仍以 8速度增加。 由于垃圾产量的快速增加和我国垃圾处理能力的不足， 给人民生存环境和日常生活 带来危害。目前，我国生活垃圾日处理量仅占垃圾生产总量的 45%，有近一半的生活垃圾不能及时处理 而随意堆置，剩饭和剩菜以及下角料等常常倒入洗涤盆的下水管内，如不及时处理，这些食物垃圾就会堵塞下水道并在下水道内腐烂、发臭 ， 造成细菌滋生、老鼠横行、污水横流，严重污染家庭和公共场所环境，夏天尤其严重，由此给生活带来许多麻烦，严重的影响着人们的生活环境和身体健康 。 同时，中国的人均耕地面积不足 远远低于世界人均 水平，可全国未经处理而堆存的垃圾达 60亿吨，占用土地约 50万 2在大量浪费土地资源的同时也对土地产生污染 2有资料表明， 1 节一号电池可使 1平方米的土地失去其使用价值。在水资源方面，中国是世界上 13 个贫水国之一，全国668 座城市中有 400 多座城市缺水，其中 110 座城市严重缺水，而历年堆放垃圾中的重金属以及在垃圾腐烂过程中产生的病原微生物，使一些城市的水源遭到污染。 在我国，垃圾处理主要采用填埋技 术，但填埋的技术不过关，在耗费大量财力的同时产生垃圾的二次污染， 严重影响着人们的正常生活环境。垃圾产量的迅速增长，己经制约了城市的发展，我国政府对垃圾 处理问题高度重视，在不断的增大投资力度，加强垃圾的处理。同时，还制定了一系列相关政策及规范，提出了“以减量化为基础，以无害化为主体，以资源化为目标”的方针。目前，结合我国生活垃圾的特点，开发较为有效的处理技术已成为当务之急。 近几年来，由于人们生活水平的提高，生活结构的改变，生活垃圾的成分也发生了很大变化。集中供热和煤气的广泛应用，使垃圾成分中煤灰的比例大为减少，而食物垃圾的数量越来越大，占城市生活垃圾总量的 50%，并呈上升趋势。在上海，每天产生生活垃圾约 吨，其中 70%为食物垃圾，每年处理的总量达 300 万吨。在北京，每天产生的剩饭、剩菜就达 1600 多吨，每月回收馒头 20 吨左右，相当于 140 人一年的口粮，而且春节期间至少增加 50%以上 9。从环境卫生角度看，食物垃圾是一种污染，但从资源角度看，它也是一种再生资源，这些被丢弃的有机物可通过生物技术变为优质的有机买文档就送您 纸， Q 号交流 11970985 或 401339828 - 2 - 肥，而去掉有机物的生活垃圾用来焚烧发电，可有效的缓解能源危机，具有生态环境效益和社会效益 8。 表 1 为上海市 1988生活垃圾成分调查统计以及 2005 2015年预测值 表 1 1988上海市生活垃圾成分调查统计及 2005预测值 年份 产生量 有机垃圾（） 无机垃圾（） 纸类 塑料 竹木 布类 厨余 果类 金属 玻璃 渣石 1988 240 990 301 993 335 995 372 997 454 000 641 005 709 010 863 015 1050 过该表可见，在上海市的生活垃圾中，有机易腐败的垃圾成分 (厨房垃圾 )和可燃成分 (纸张、塑料橡胶、织物等 )占有很大比例，其中厨余为生活垃圾中有机垃圾的主要成分，而无机垃圾成分是在持续下降的。 房食物垃圾的特征及其危害 房食物垃圾的特征 食物垃圾主要是指在食物加工和饮食消费过程中产生的易腐烂、易生物降解的废弃物，是城市生活垃圾的主要组成部分 10，在城市垃圾中所占比例北京 37%，天津 54%，上海 59%，沈阳 62%，深圳 57%，广州 57%，济南 41%。与其他垃圾相比，具有含水量、有机物含 量、油脂含量及盐分含量高，营养元素丰富等特点，具有很大的回收利用价值。24一般在食品加工过程中产生的食物残余称为厨余，饮食消费后的食物残渣称为浴脚，从化学成分上看主要是淀粉、纤维素、蛋白质、脂类和无机盐等 11 食物垃圾的来源比较集中，主要是城镇菜场垃圾、餐馆饮食 垃圾、家庭厨房垃圾及各种市场的瓜果皮等城镇垃圾。我国食品结构复杂 ， 食物垃圾呈现多、硬、杂、粗等特点 17。 发热值又称发热量，是指 1垃圾完全燃烧后 所释放出的热量，人们常用发热值买文档就送您 纸， Q 号交流 11970985 或 401339828 - 3 - 来衡量或表示垃圾作为燃料的价值和能力。由于食物垃圾的水分含量很高，所以其单位质量的低位热值在 2100右， (当垃圾的平均低位热值高于 3349KJ ，焚烧过程不用添加任何助燃剂，高于 4180KJ 可进行余热利用如发电 )故需加入燃油或煤等助燃， 增加 成本 ，同时要注意控制温度，防止灰尘、二恶英等有害物质产生 15。 元素高，可实施资源化 食物垃圾中营养元素含量高，干物料中粗脂肪约为 29%， 是大豆的 ；粗蛋白约占 20%， 是玉米的 2 倍，有实验表明粗脂肪消化率为 粗蛋白消化率为 其消化率与常规饲料相近，是生产绿色饲料最理想的原料。但是由于我国垃圾不是分类处理，各种垃圾都混合在一起，导致大量营养元素的浪费。 房食物垃圾的危害 厨房食物垃圾中含有大量易腐物质，而我国垃圾收集容器和运输车辆对其并不适宜，从而带来在垃圾收集和运输过程中的二次污染。同时，食物垃圾因其含水量大，又是垃圾填埋场 的渗滤液的主要来源。由于食物垃圾易腐烂，产生臭气污染大气的同时还使苍蝇，嶂螂等害虫横行，传播疾病。加之人们环保意识比较薄弱，在一些城郊结合区，可以看见餐厨垃圾被随意倒入阴沟、路边，严重影响了市容环境卫生。再者，我国有把餐厨垃圾作为牲畜饲料的习惯，一些垃圾的细菌、重金属 会通过牲畜的内脏危害人体的健康，更有甚者，有一些不法之徒为了谋求 暴利，降低成本，甚至用“浴水油”提炼色拉油来加工食品，毒害百姓。 厨房的食物垃圾易腐烂、有异味、滋生细菌、招引小虫，成为挥之不去的家庭污染源。食物垃圾占 50%左右。解决食物垃圾对家庭 的污染已成为提高家庭生活质量的标志之一。近几年，食物垃圾处理器在韩、日等国也得到了高速发展。在北京一些大批量高档精装修房已使用了食物垃圾处理器，业内人士表示，食物垃圾处理器与微波炉等家用电器一样，将成为家居厨房的标准配置。 物垃圾处理的方法 由于我国垃圾没实行分类管理，所以厨房食物垃圾混合在城市生活垃圾中做一般常规处理。 生填埋 此特点是操作简单，可处理多种类型的垃圾，但投资大，占地多，垃圾处理没有减量化和资源化。填埋场受容量的限制，有一定的使用期限，一个填满后，又要重新征地新建， 而我国耕地面积小，这样就出现了“人与垃圾争地”的局面。另外，由于卫生填埋产生的渗滤液能使周围的地下水及土壤受到污染 (美国就曾发生过花费数百亿美元治理被垃圾填埋场渗漏液污染的地下水事件 )，故国外一些国家规定填埋的垃圾中有机质含量不能超过 5%。我国在有机垃圾的含量持续升高的同时，真正达到要求的填埋厂却并不多，有关部门对我国 298 个垃圾填埋场调查后得知有 191 个填埋场渗滤液无任何处理买文档就送您 纸， Q 号交流 11970985 或 401339828 - 4 - 或防护措施直接外排，对 107 个垃圾填埋场的滤液进行监测，有 86 个超标，占 故我国垃圾填埋场附近的环境状况并不乐观 11垃圾填埋后，会释放大量甲烷等温室气体，污染空气产生温室效应的同时也易引起爆炸，威胁着周围居民的安全。再者，根据物质不灭和能量守恒定律，垃圾是物质循环和能量流动的一种形式，其内部蕴藏着巨大的能量和价值。食物垃圾中含有更加丰富的有机物质，可回收再利用的成分很高，却被直接的丢弃，造成能源的浪费 13所以填埋虽然现在是垃圾处理的主要方法，但今后会不断的减少。 烧 焚烧是在高温下燃烧垃圾 ,达到大量削减固体的目的，能迅速实现垃圾的“减量化”，焚烧后的体积仅为原来的 5%16，同时 焚烧产生的余热还可以发电和供热，对于土地面积比较小的国家，此种方法受到青睐。在日本，垃圾焚烧量超过 66%17。其缺点是产生烟尘污染，投资大。我国引进的垃圾焚烧设备，若处理 100建设成本接近 1 亿元人民币口 18，中等城市的财政难以承受。另外，我国的垃圾结构也不适合焚烧，表 2 和表 3 为长春市主城区生活垃圾的三 种 成分和垃圾各组分的含水率 调查统计 。 表 2 生活垃圾成分的百分数 （） 表 3 垃圾各组分的含水率 （） 成分 朝阳区 二道区 平均值 含 水率 朝阳区 二道区 平均值 含水率 纸 燃分 纤维 分 塑料 3 胶 余 属 0 0 0 通过表 2 和表 3 的分析可知：在长春市区内的垃圾含水率较高，平均为 正是由于垃圾的含水率高，因而降低了垃圾的 热值，增加了垃圾的焚烧难度。在各种垃圾组分中，厨 房残 余垃圾的含水率最高，而且它的组分含量也最大，所以，影响生活垃圾焚烧效果的主要因素为厨 房残 余垃圾。因此，要想对垃圾采用焚烧的处理方式，最好是首先把厨 房残 余垃圾解决好。 肥 堆肥适合于食物垃圾，我国常采用传统的厌氧堆肥，但其周期长，常为 3月，并受季节性影响。由于垃圾的混合收集 13，垃圾中的重金属 (在雨水的作用下渗到有机肥中，用这种肥种出的食品其重金属含量必定会超标，危害人体健康 17买文档就送您 纸， Q 号交流 11970985 或 401339828 - 5 - 资料表明， 1 颗纽扣电池可 以污染 60 万升的水 16， 1 节一号电池可以使 21m 的土地失去其使用价值 20。所以，无法对重金属含量进行严格控制的堆肥必须慎用。另外，由于化肥的低廉价格及广泛应用，使堆肥的前景并不乐观。 牲畜饲料 由于食物垃圾中含有丰富的有机物质，长久以来，许多农民到各饭店、餐馆收集泔水，然后未经任何处理直接运回喂猪生产垃圾猪。另外，泔水在运输途中容易变质，严重的影响着人们以及牲畜的身体健康。欧洲在 1997间就发生过因垃圾饲料引起的 病，导致家畜集体死亡的事件。在我国，北京、上海等地也都先后明令禁止运用此类垃圾喂牲畜 1620。 由此可见，食物垃圾因其特有的性质以及传统的不合理的处理方法，给人们造成危害的同时也使资源白白的浪费，故找寻合适的处理食物垃圾方式是一项紧迫的任务。 物垃圾处理器的发展及应用现状 目前，世界各国寻求的方法各不相同 ， 在加拿大，政府向居民免费或低价提供堆肥桶，鼓励居民将厨房垃圾在自己家进行处理，而美国则鼓励居民采用食物垃圾处理器，一种可以安装在水槽下面的小型机器。厨房中产生的食物垃圾可以被其 快速粉碎为小颗粒，随流水一起进入排水管道。食物垃圾处理器起源于美国。据有关资料记载，在上个世纪 30 年代，一位名叫约翰海墨的设计师在自己的地下室设计出了世界上第一台食物垃圾处理器，这一富于想象力的设计目的是为了减轻自己妻子厨房事务的负担，并且使厨房环境更干净一些。产品最初的设计十分简单 。 只有一台用电动机驱动的滚刀式粉碎机。随后的几十年，该产品得到了不断的改进和提高，逐步被消费者所接受，在上个世纪的 60 年代，开始在美国市场上形成批量销售，之后，该产品的实用价值及其优点得到了政府和有关部门的认可，为全面考察食物 垃圾处理器可能造成的影响， 20 世纪80 年代纽约市政府曾联合美国环保局、城市管道部门、国家卫生部等多方面力量，进行了一项为期三年的联合调查，试图从多角度来评估食物垃圾处理器对城市周围水质、城市管道、污水处理厂、耗水量和耗电量的影响，结果表明，食物垃圾处理器的应用对城市水质没有任何影响，城市管道不被堵塞，增加污水处理的负担，耗电量及耗水量有所增加，但可大大降低城市中食物垃圾数量。由于固体垃圾的处理费用远远高于废水的处理费用，所以综合全面因素进行核算，应用食物垃圾处理器可以为国家节约成本 20通过倡导安 装，实现了减少生活垃圾及排放物，从源头抓起的目的，进而达到了垃圾的减量化、资源化、无害化的效果。这种食物垃圾处理器目前在美国的家庭中使用率已很高，并由此波及至其他国家 25。目前，这一机器在美国家庭普及率为 95%以上，居世界首位，并波及世界其它国家，像 瑞典、澳大利亚、法国、日本等都相继研究和应用食物买文档就送您 纸， Q 号交流 11970985 或 401339828 - 6 - 垃圾处理器，其中日本普及率达到 35%以上。 在上世纪九十年代末，食物垃圾处理器进入中国。现在，美国艾默生电气公司的工列、美国通用电器的 列、美国挚通公司的 U 系列等几种品牌的食物垃圾处理器垄断 中国，但中国自行研制的适合我国的食物垃圾处理器却仍为空白，相关资料很少。由于直接照搬国外产品，它不适合中国的住房特点和饮食结构。首先，国外机器采用交流电动机，交流电动机的特点是结构简单，转速范围广，维护方便，但它噪音大，体积大且笨重，欧美国家厨房的水槽偏厚，可以承受住大压力，可中国水槽薄，食物垃圾处理器很容易把水槽压坏。同时，机器使用中产生的大噪音 也是不容忽视的因素。另外，国外机器价格太高，一般百姓难以承担。像 美国挚通公司生产的 食物垃圾处理器价格为 1580 元，而 司生产的 同规格产品价格竟为 2500 多元，如此高的价格为食物垃圾处理器在中国的广泛推广设置了障碍。 鉴于以上因素，研制一款适合我国国情的食物垃圾处理器十分必要。 题目的和研究意义 题目的 依据我国的实际情况，研制适合本国的厨房食物垃圾预处理装置 厨房食物垃圾处理器，使居民在家中可以直接对厨房垃圾进行初步处理，处理掉的食物垃圾通过下水管路排到阴井中。这样就在源头上避免了食物垃圾造成的污染，同时实现了城市生活垃圾的减量化之目的。 究的意义 国外成功的应用食物垃圾处理器来减少食物垃圾 的经验，为我们处理日益增加的食物垃圾开辟了一条新途径，从而呼唤适合我国的食物垃圾处理器。另外，从源头解决处理厨房食物垃圾污染的研究还是有很多优点： 1 减少易腐垃圾数量，提高环境质量 目前，国家对生活垃圾的处理原则是垃圾的减量化、无害化和资源化。而减量化位居第一位，可见其重要性。厨房垃圾处理器为食物垃圾的 破碎预处理装置，可对厨房垃圾进行初步处理，不但减少垃圾的堆放量， 同时确保人们有一个健康、整洁的生活环境，进而减少疾病的传染。 2 于垃圾的再处理 由于厨房垃圾含有大量的水分，给垃圾的焚烧带来很大的困难，上海 浦东垃圾焚烧厂现在就是依靠添加辅助燃料如油进行垃圾焚烧，这样一方面增加垃圾成本，另一方面在能源紧缺的中国还造成能源的大量浪费。但是若把厨房垃圾在源头切断，则可大大的买文档就送您 纸， Q 号交流 11970985 或 401339828 - 7 - 提高生活垃圾的焚烧热值，同时对垃圾填埋产生的渗漏问题也可大大改观。 3 有经济、社会效益 由于我国经济与科技水平还不十分发达，高额投入垃圾处理有较大困难，许多固体垃圾处理厂在引进国外先进技术后，由于缺乏科学的管理和资金的支持，处于半停产状态 ； 一些小区虽然引进厨房垃圾的生化处理机，但其使用成本太高，己经超出百姓的支付能力范围。拟研制的食物垃圾处理器 作为一种面向家庭、宾馆及饭店的小型机器，突有体积小，成本底，经济耐用的特点，可以被人们所接受。加上政府在政策和舆论大力宣传引导， 实行鼓励政策，一方面提高了百姓的环境参与意识，充分调动社会力量保护环境。另一方面，政府还可把节省下来的大量开支 (例：二次污染治理费、城市生活垃圾运输费 )用来研制、开发垃圾处理的新项目。 厨房的食物垃圾易腐烂、有异味、滋生细菌、招引小虫，成为挥之不去的家庭污染源。食物垃圾占 50%左右。解决食物垃圾对家庭的污染已成为提高家庭生活质量的标志之一。近几年，食物垃圾处理器在韩、日等国也得到了 高速发展。在北京一些大批量高档精装修房已使用了食物垃圾处理器，业内人士表示，食物垃圾处理器与微波炉等家用电器一样，将成为家居厨房的标准配置。 食物垃圾处理器是一种现代化的厨房电器，通过改变食物垃圾的形态来进行及时的食物垃圾无害化处理，能够将食物垃圾粉碎成浆状液体或极小颗粒直接从下水管道排出，可轻松实现即时、方便、快捷的厨房清洁，避免食物垃圾因储存而滋生病菌、蚊虫和异味，从而有效优化家居环境，并彻底解决下水道容易堵塞的问题。 家庭食物垃圾处理器可以解决家庭垃圾的烦恼 余物，让厨房生活 更轻松 ;使家庭环境得到改善 家庭和社区不再存放食物垃圾 ;由此让家庭告别脏、乱的垃圾环境，远离病菌、蚊虫、蟑螂的困扰。 食物垃圾处理器在欧美国家使用率非常高，一些国家已经立法推广。这种设备给家庭带来了舒适健康的生活空间。食物垃圾通过处理后排放，不会对下水管道产生影响，更不会堵塞下水道。其带来的社会效益和经济效益惊人，前景十分看好。 案论证 方案一：设计的机器利用活动齿盘和固定齿盘间的高速相对运动，使被粉碎 物经齿冲击、磨擦及物料彼此间冲击等综合作用获得粉碎。 这种机 器 结构简单、坚固、运转平稳、粉碎效率良好，被粉碎物可直接由主机磨腔中排出，粒度大小通过更换不同孔径的筛网获得 。机壳内壁全部经机加工达到表面平整光滑，改变了老机型内壁粗糙、 粉 尘堆积 的现象， 但是作为食物垃圾处理器我们需要的是占地面积小，便于连接，同时耗电量能被一般家庭所接受。 买文档就送您 纸， Q 号交流 11970985 或 401339828 - 8 - 方案二：设计的机器 采用刀片切割和高速气流冲击，碰撞双重粉碎功能于一体，在刀片切割粉碎过程中，转子产生高速气流随刀片切割方向旋转，物料在气流中加速，并反复冲击使物料同时受到双重粉碎，加速物料的粉碎率。被粉碎的物料随气流进入分级室，由于分级转 子的高速旋转，粒子既受到分级转子产生的离心力作用，又受到气流粘性作用产生向心力作用，当粒子受到的离心力大于向心力时，既分级径上的粗粒子 返回粉碎室继续粉碎分级径以下的细粒子随气流进入集粉器收集 。这种机器 具有能耗低，工艺流程短 ， 占地面积小，无粉尘污染，产生热量小，成品粒度细，粉碎范围广，物料含水量不限，进料粒度不限等特点。 但是这种机器由于有风机，所以不能粉碎刚从水池中流下的食物垃圾，并且此种方案设计的机器噪音大、占地面积大，不能满足家庭的使用要求。 方案三：设计的机器工作原理 在刀盘高速旋转时，被处理物不会与刀盘 同步旋转，从而产生一个速度差，加上离心力对被处理物的作用，使被处理物与刀盘的运动又不同向，这样，依靠内齿环和端齿环及高速旋转刀共同对被处理物的破碎，撕拉等作用，使食物垃圾迅速变为 3粒。垃圾处理器由投入口、粉碎室、驱动电机和排污口四部分组，驱动电机为处理器提供动力来源，粉碎室内装有多重多向粉碎功能的粉碎刀盘，是食物垃圾进行粉碎的场所，驱动电机和粉碎刀盘是垃圾处理器的关键部分，直接影响垃圾处理器的使用效果， 这种机器 更加适合我国的食物结构和住宅特点。避免了目前同类产品完全采用交流电机、国外进口电机、选用 昂贵材料的做法，使机器的制造和使用成本降低 ，满足一般家庭的使用需要。因此，我们决定采用第三个方案。 买文档就送您 纸， Q 号交流 11970985 或 401339828 - 9 - 2 厨房食物垃圾处理器的设计 房食物垃圾处理器的可行性分析 固体垃圾的破碎装置有碾磨、剪切、粉碎等多种方式，这是固体垃圾处理的预处理阶段。本文所要设计的厨房食物垃圾处理器就是利用粉碎、剪切等方法把厨房食物垃圾快速粉碎成 3 5的颗粒状，通过下水装置排入污水管道系统。 排入污水管道的垃圾，其颗粒越小或密度越接近于水的密度，则颗粒不会沉淀 。据上 海市环境研究所和美国宾夕法尼亚的环境工程研究院最近联合调查显示， 经美国挚通公司的 物垃圾的沉淀量少。废水由高处依靠重力作用以一定的流速流入污水管道系统。由于在进行污 水管道的水力学设计时，其原则是：不冲刷、不淤积、不溢流、要通风。 所以在我国规定，污水沟道的最小流速为 被粉碎到一定粒度的颗粒进入下水道后，在此流速下完全可随水流沿城建管道送入生活污水处理厂进行处理 21。食物 垃圾处理器的工艺流程图 如图 1 所示。 图 1 食物垃圾处理器的工艺流程图 荷兰有研究人员在荷兰选取一些老城区做的研究表明：在设计的城市管道容量下，不会堵塞排水管道，而且我国现在正在增加城建管道的容量，广泛使用塑料管道，增加管道的抗腐蚀性，加大污水厂的处理能力等各项措施，都有利于食物垃圾处理器进入千家万户 22。但是，由于国外情况与我国并不完全相同而且食物垃圾处理器对人们来说还是一个新事物，所以它能否被人们所接受，大量使用后的状况如何等问 题还需要进一步去验证。 厨房食物垃圾破碎后的颗粒在随水流动的过程中，有可能被管道上的淤泥所阻挡而滞留，这时有机颗粒依靠厌氧菌群和兼性菌群进行厌氧发酵。由于参加反应的微生物种类多，这一过程很复杂。一般可分为酸性发酵和碱性发酵两个阶段。在酸性发酵的过程220V 交流电源 水 旋转电机 食物垃 圾 食物垃圾处理器粉碎室 粉碎刀 组 5 的 颗粒流入 下水道 污 水 处理厂 买文档就送您 纸， Q 号交流 11970985 或 401339828 - 10 - 中，纤维素、淀粉等碳水化合物水解成单糖，蛋白质水解成氨基酸，再经脱氨基作用形成有机酸和氨。脂肪水解后形成甘油和脂肪酸，并进一步降解形成各种低级的有机酸。产氢和产乙酸菌群把上述水解发酵产物进一步分解为乙酸、氢和二氧化碳。在产甲烷菌群的作用下，生成甲烷和二氧化碳，完成 对厨房垃圾有机废物颗粒的消化过程。流入生活污水处理厂的有机颗粒可作为营养元为污泥提供营养，也可提取作为肥料再利用，这里不加以详细论述。 房食物垃圾处理器的工作原理及组成 房食物垃圾处理器的工作原理 厨房食物垃圾处理器就是把废弃食物倒入水池 ， 随水流下 ， 落入粉碎室内腔的转盘1 上。 盘中短柱轴 2 上装有两只可动破碎角爪 3， 盘 上 下 各 有 一把三角形 粉碎刀 4， 其根部相连。前部短片呈齿爪状 ， 位于垂直方向有夹角的个平面内。盘上可动破碎角爪与盘下粉碎刀组成旋转刀组如图 2 所示。粉碎室内壁 由两个半圆圈组合成一体 ， 并且包裹住转盘，但留有一定的间隙。 它与转盘之间有一定间隙 。 半圆圈 如图 3 所示。 旋转刀组图 2 买文档就送您 纸， Q 号交流 11970985 或 401339828 - 11 - 半圆圈 图 3 转盘由下部高启动转矩永磁电机驱动高速旋转 ， 依靠内齿环和端齿环及高速旋转的刀共同对被处理物进行破碎，撕拉等作用，通过固定刀组与旋转刀组实现多重多向粉碎功能。落入粉碎室的水果皮、鱼肉碎骨、果壳、蛋壳、剩饭、剩菜、蔬菜皮、咖啡渣、茶叶等废弃物通过切、敲、磨、捣、撕等多重机械粉碎迅速变成微小颗粒 ,与水混合成糊状浆液 ， 使食物垃圾迅速变为 3 5颗粒，随水流冲入下水道。这种垃圾处理方式不会阻塞化粪池 ， 使食物残渣容易清理 ， 厨房环境更加清洁 23。 房食物垃圾处理器的组成 设计的厨房食物垃圾处理器主要有入口部分、粉碎室、驱动电机和排污管组成 ， 食物垃圾处理器工作原理 如图 4 所示。 买文档就送您 纸， Q 号交流 11970985 或 401339828 - 12 - 图 4 食物垃圾处理器工作原理图 粉碎室下部侧壁设有排污管 (出水弯管 )， 室内装有多重多向粉碎功能的固定刀组和旋转刀组 ， 旋转刀组由安装在带孔转盘上下两面的粉碎刀组成。 当水池内的食物垃圾 ， 经入口进入粉碎室 ， 随水流下 ，便落入粉碎室内腔的转盘上盘中短轴 上装有两只可动锥形破碎角爪 ， 盘上有菱形粉碎刀 ，盘上可动破碎角爪与固定粉碎刀组成旋转刀组。 粉碎室内壁四周嵌有套装成一体的由内齿环和端齿圈组成 ， 作为固定刀组的齿形碾磨环 ， 它与转盘之间有一间隙 ， 转盘由永磁电机驱动高速旋转 ，通过固定刀组与旋转刀组实现多重多向粉碎功能。 落入粉碎室的水果皮、鱼刺、碎骨、蛋壳、剩饭菜等废物通过切、撕、磨等多种刀具粉碎迅速变成小于 5微小颗粒 ， 随水流冲入下水管 ， 这样就避免了下水管的堵买文档就送您 纸， Q 号交流 11970985 或 401339828 - 13 - 塞。其中驱动电机和粉碎刀盘为垃圾处理器的关键部分，它们 的好坏直接影响食物垃圾处理器的使用效果。 碎刀盘组合刀具结构设计 具基本尺寸的确定 食物垃圾研磨机的最关键部件是粉碎刀盘的结构设计 ， 由于它独特的位置和功能 ,在设计时必须保证它既耐腐蚀、不容易生锈 ， 又要满足一定的强度和刚度 ， 根据这些特点 ， 我们选取 1锈钢材料，其材料参数为： 弹性模量 200 ， 泊松比 ，密度 37.8 t m 。 接口及刀盘尺寸的确定 是参考我国厨房洗涤盆下水口的结构尺寸及食物垃圾多、硬、杂、粗等特点 ， 目前我国厨房洗涤盆下水口的结构尺寸基本上是统一的，直径为114 只是在轮廓上有大小、深浅之分。经计算确定了刀盘的直径 ： 114 ， 厚度： 323。 碎刀盘的力学分析及材料的选择 组合刀盘工作时需克服阻力，为确保刀盘有足够的强度，设计刀盘时首先应对刀盘所承受的 载荷进行分析。我们把刀盘理想为一个绕中心轴旋转的一块薄板，在它上面作用流体旋转阻力矩以及破碎食物垃圾 (削、撕、磨 )时的阻力。 (1) 流体旋转阻力矩 设一个半径为 R 的圆盘，在本来静止的流体中旋转，转轴通过圆盘的中心且与圆盘垂直。由于圆盘旋转时，紧靠圆盘的流体层被圆盘上的摩擦阻力带动作圆周运动，受惯性力的作用流体层往外流，并在圆盘的外缘处离开圆盘 ； 而新的流体层则逼近圆盘，并依次外抛。这样，经过一个短暂的起始阶段后，便建立了一个定常流动，它对圆盘的旋转施加了相当大的阻力。 设：圆盘上单位体积的流体，切应力方向与圆