一种生活垃圾分类回收设备的研究.doc

西南科技大学本09机制毕业生毕业论文题 目: 一种生活垃圾分类回收设备的研究 院系名称：材料工程系 专业班级：本09机制班 学生姓名：罗 霄 学 号：070110351021 指导教师：尹 伯 庚 教师职称：机械高级讲师2011年 9 月 1 日一种生活垃圾分类回收设备的研究摘要：随着我国城镇化、工业化进程的加快，城市生活垃圾污染日益严重，垃圾问题处理不当，将带来一系列的环境污染问题，并且会制约城市的生存与发展。处理城市生活垃圾，实现无害化、减量化和再资源化，消除城市生活垃圾的污染已成为我国必须解决的重大问题。从国内外各城市对生活垃圾分类的方法来看，大致都是根据垃圾的成分构成、产生量，结合本地垃圾的资源利用和处理方式来进行分类。如今中国生活垃圾一般可分为四大类：可回收垃圾、厨余垃圾、有害垃圾和其他垃圾。目前常用的垃圾处理方法主要有综合利用、卫生填埋、焚烧和堆肥。1、可回收垃圾主要包括废纸、塑料、玻璃、金属和布料五大类。废纸：主要包括报纸、期刊、图书、各种包装纸、办公用纸、广告纸、纸盒等等，但是要注意纸巾和厕所纸由于水溶性太强不可回收。塑料：主要包括各种塑料袋、塑料包装物、一次性塑料餐盒和餐具、牙刷、杯子、矿泉水瓶等。 玻璃：主要包括各种玻璃瓶、碎玻璃片、镜子、灯泡、暖瓶等。金属物：主要包括易拉罐、罐头盒、牙膏皮等。布料：主要包括废弃衣服、桌布、洗脸巾、书包、鞋等。2、厨余垃圾包括剩菜剩饭、骨头、菜根菜叶等食品类废物，经生物技术就地处理堆肥，每吨可生产03吨有机肥料。3、有害垃圾包括废电池、废日光灯管、废水银温度计、过期药品等，这些垃圾需要特殊安全处理。4、其他垃圾包括除上述几类垃圾之外的砖瓦陶瓷、渣土、卫生间废纸等难以回收的废弃物，采取卫生填埋可有效减少对地下水、地表水、土壤及空气的污染。 生活垃圾的分类回收是当前社会不可避免的一个难题，而垃圾分类回收设备的开发设计工作也成了重中之重。它的开发设计将对整个社会产生非常深远的影响。关键词：生活垃圾的分类 垃圾回收设备 Title A sort of recycle of the device design AbstractWith Chinas urbanization, industrialization, the quickening of the process of urban living garbage pollution is serious, the garbage problem processes improper, will lead to a series of problems of environmental pollution, and will restrict citys survival and development. Treatment of urban living garbage, realize harmless, reduction and recycling, eliminate of urban living garbage pollution has become our country must solve major problems.From home and abroad to the cities of the way, are based on the part of form. local waste of resource utilization and treatment of the way to categorize. such as german and in the paper, glass and metal, plastic and other ； australia, but the compost in the recycling of rubbish can and must not be recovered waste ； japanese, usually divided into the garbage and flammable flammable, etc.China of the general can be divided into four categories ： can be recycled kitchen waste and more hazardous waste and junk and other rubbish. the waste disposal methods currently there are mainly general use and sanitation in the face, burned and compost.Practice garbage sorting reasons ：Of waste disposal methods are mostly in the traditional are buried in the way, has taken thousands of acres of land ； and insects flies flying, sewage, it stinks and a serious environmental pollution. for the garbage sorting can reduce waste collection and processing equipment and to lower handling cost, to reduce land use and social, economic, ecological three aspects of processed. probable results of the advantages of the following ：1. and reduce space：some of the material and land degradation is seriously undermined. garbage sorting, it is difficult to recycle, degradation of the substances, reduce trash number above 50%.2. the more waste including food leftovers, bones, waste and compost in the biotechnology processing, production perton three tons of organic fertilizer.Keywords：Rubbish Classification Rubbish waste recycling of old equipment目 录1 绪论 11.1 设计背景 11.2 生活垃圾分选机研究的难点 21.3 生活垃圾分选设备研制的可行性 22 国内外生活垃圾处理现状 32.1.1 当前生活垃圾分选处理设备 32.1.2 某省某市生活垃圾处理厂的生活垃圾处理设备 32.2 国外生活垃圾的处理现状 43 生活垃圾分选机研制的主要技术路线 53.1 生活垃圾的特性分析 53.2 生活垃圾分选机研制的技术路线 63.3 生活垃圾分选机的设计方案 63.4 生活垃圾分选机研制方案的最终确定 84 生活垃圾分选机的研制 94.1 生活垃圾分选机的工作原理 94.2 生活垃圾分选机的工作过程分析 94.2.1 生活垃圾分选机工艺流程图 104.3 生活垃圾分选机的总体结构设计方案 105 关键技术的设计 125.1 打散装置的设计 125.2 圆筒筛分装置的设计 135.2.1 圆筒筛分装置的机构设计 135.2.2 圆筒筛分装置参数确定 145.2.3 圆筒筛分装置的结构 145.3 筛上垃圾风选装置的设计 165.3.1 筛上垃圾风选机的机构设计 165.3.2 筛上垃圾风选机构参数的确定 175.3.3 筛上垃圾风选装置的结构 185.4 垃圾渣粉风选装置的设计 195.4.1 垃圾渣粉风选机的机构设计 195.4.2 垃圾渣粉风选装置的参数确定 195.4.3 垃圾渣粉风选装置的结构 205.5 PLC控制系统的设计 217 生活垃圾分选机的特点 22结论 23致谢 24参考文献 25附录1：生活垃圾分选机项目效益分析 26附录2：生活垃圾分选机及其分选产品的应用 28281 绪论 随着城市的发展，人口的集中，逐渐增加的生活垃圾不但占用着大量的土地使用面积，而且对生态环境造成了严重的污染。目前国内的生活垃圾处理设备已无法满足需求，而国外的生活垃圾处理设备又投资巨大，结合我国国情，在充分调查研究的基础上，结合我国城市生活垃圾的具体情况，设计出了适合我国城市生活垃圾处理的“生活垃圾分选机”。该设计攻克了生活垃圾机械分类的难题，能将生活垃圾分为五类产品，其产品分别达到无害化处理条件和资源化利用要求，能将生活垃圾中的有害物质（废旧电池等）全部分离，不造成二次污染，以较小的投入、较简单的程序完成对成分复杂、性状各异的生活垃圾的分类，使生活垃圾转化为人们生产、生活可循环利用的一种资源。 该产品与国内外同类产品相比明显具有投资省、占地少、能耗低、处理方式简捷、分选速度快、分选效果明显、利用率高、适用范围广的特点。该产品经过多次实验以及试生产，证明该产品性能稳定、运行可靠、操作方便、维修容易，是用于生活垃圾“三化”处理的优良设备，具有广泛的推广应用价值。1.1 设计背景 随着城市建设的快速发展，城市生活垃圾产生量与日俱增，据统计我国人均每天丢弃生活垃圾1.2公斤，年人均丢弃400余公斤。2005年全国城市生活垃圾清运量接近2亿吨，大量产生的生活垃圾不但占用土地，还会对土壤、水体、大气造成污染，给城市的环境保护带来一系列问题，从而制约了城市经济和社会的发展。如何妥善处理城市生活垃圾已成为各级政府急待解决的问题。 目前，我国生活垃圾的处理普遍采用卫生填埋、焚烧发电、堆肥三种方式。卫生填埋是一种前期简单、低成本的生活垃圾处理方式，其投资一般为几千万元，它的不足之处在于占地面积大、使用周期短、后续处理工艺繁琐、把有用和无用的资源一起填埋、容易造成二次污染。 焚烧发电是生活垃圾减量化、资源化的一种最佳处理方式，也是大中城市生活垃圾处理的简单方式，投资一般为几亿元。其不足之处在于运行成本高；残渣、飞灰处理费用高；把热值高的有机质和无热值的无机物一起焚烧；一般的焚烧发电厂所获取的电价不抵运行成本，同时还容易造成二次污染。 堆肥技术适用于处理分类收集的可降解垃圾，我国大部分城市还未达到分类收集和生活垃圾机械分类条件，一般都是将混合垃圾直接堆肥，堆肥产品有害物质含量超标，致使应用受限。 综上所述，以上三种处理方式无论是从生活垃圾减量化、无害化处理程度看，还是从资源化效果看，都不是生活垃圾的最佳处理方式，其投资规模和运行成本均超出我国中小城市的财政支付能力。经过对生活垃圾处理的历史、现状的反复研究，课题组认为要实现生活垃圾减量化、无害化和资源化就必须攻克生活垃圾机械分选的难点，研制出符合我国国情的生活垃圾分选设备，从而实现我国生活垃圾处理的资源化。因此，加快开发生活垃圾分选分类设备，提高城市垃圾处理处置技术，满足国内经济和社会发展需要已成当务之急。1.2 生活垃圾分选机研究的难点 我国生活垃圾分类设备的研制开发由来已久，目前国内仍有数十家企业在进行生活垃圾分选设备的研究、探索。但都不能从根本上实现生活垃圾机械分选技术。课题组通过仔细分析，综合研究这些企事业单位的经验及教训，发现生活垃圾分选设备研制必须克服以下技术难点：生活垃圾的特性识别与分选技术的匹配。生活垃圾中的有害物质（重金属、玻璃渣等）的分离与达标。生活垃圾分选设备的集成化技术。生活垃圾处理过程中二次污染的克服与控制。1.3 生活垃圾分选设备研制的可行性 为攻克生活垃圾分选设备研制的难题，我公司组织人员对各种技术难点展开深入研究。课题组认为要克服生活垃圾机械分选的技术难点，首先要分析生活垃圾的特性、明确分选分类的原则、掌握其组分的规律；其次要分析生活垃圾的非本质特性因素，对分选生活垃圾的个别偶然现象和含水量进行定位，掌握其变化规律（如攀枝花市区采用建垃圾房收集生活垃圾，就较好的解决了生活垃圾水分含量高、不利运输和处理的问题）；第三，运用多种技术集成，将生活垃圾中有害物质进行分离，使所分选的产品达到国家标准并能得到广泛应用；第四，在选定对生活垃圾进行组分或单一组分的技术条件下，重点考虑该设备的一体化集成技术；最后是把生活垃圾分选过程中产生二次污染的因素作为研究的重点一起解决。因此，研制的设备既要实现生活垃圾资源化利用、其产品的投资、运行成本又要符合我国国情。提出了实现生活垃圾的机械分选，对生活垃圾组分或单一组分的分解技术。课题组应用物料运动能量守恒原理，将生活垃圾分选机设计为集数个具有多种功能技术装置为一体的分选设备，实现了设备简便易行、机械化程度高、分类效果好、能达到减量化、资源化和无害化应用要求。经多次反复测试，应用该技术对生活垃圾实现机械化系统分选是完全可行的。2 国内外生活垃圾处理现状2.1 我国生活垃圾处理的现状 我国生活垃圾处理方式除卫生填埋、焚烧、焚烧发电外，还有堆肥、液化、风选、水选、筛分等多种生活垃圾综合处理工艺和技术，这些技术有的处于探索阶段，有的由于侧重点不同，始终存在各式各样的问题及不足。目前具有代表性的综合处理方式有以下两例。2.1.1当前生活垃圾分选处理设备 该垃圾分类处理设备是我国目前大多数厂家采用的生活垃圾综合处理设备，其主要是对生活垃圾进行筛选和磁选，筛下垃圾经悬挂在输送带上的磁选机磁选，进入发酵仓发酵，筛上垃圾经过输送带送入下一工序进行焚烧。该分类设备虽能将生活垃圾分为筛上、筛下垃圾、及铁三类，却不能分离塑料薄膜、玻璃石子，对磁性材料（废旧电池）分选效率不高，致使经该设备处理后的生活垃圾产品使用范围窄小、价值低、利用率不高。该设备全部装机容量250KW、重达100余吨、投资约1000万元、占地面积较大。（见图1）2.1.1 某省某市生活垃圾处理厂的生活垃圾处理设备 它是一种人工与机械相结合的生活垃圾分类设备，其分选部分布置了生活垃圾上料行车、匀料装置、输送皮带、三台筛分装置及输送皮带、一条能容纳20人的人工捡拾平台。全部装机容量近1000KW、设备重约300吨、此方式没有改善工人的工作环境，占地面积大，投资近1500万元人民币。只能将生活垃圾分为垃圾渣粉、可燃物、铁3类产品。（见图2）2.2 国外生活垃圾的处理现状 国外生活垃圾处理的方式主要采用焚烧、卫生填埋和堆肥技术，但投资巨大、处理成本过高（如德国、日本、美国），大大超出我国一般中小城市的承担能力，显然不符合我国国情。综上所述，目前国内外生活垃圾处理的方式不能使生活垃圾的处理走出投资大、运行成本高、占用大量土地、利用率低的状况，更无法分离生活垃圾中的有害成分，使生活垃圾资源利用无法达到要求。总之，按现有的生活垃圾处理方式基本达不到生活垃圾的减量化、资源化、无害化。行车吊运垃圾 均料装置 垃圾储料库 滚筒筛 电磁吸盘 输送带 上料输送带 筛上物输送带 渣粉输送带 图1 垃圾堆场 输送带 滚筒筛 人工分检输送带 渣粉输送带 磁选 筛上物输送带 粗清肥 精清肥 图23 生活垃圾分选机研制的主要技术路线3.1 生活垃圾的特性分析 生活垃圾是一种由人类生活丢弃的多种物质组成的异质混合体，它通常包括废品类：废金属、废玻璃、废塑料橡胶、废纤维、废纸和砖瓦；厨余类：饮食废物、蔬菜废物、肉类和肉骨，我国部分城市厨房燃料用煤、煤制品、木炭的燃余物；灰土类。 它具有种类繁多、成分复杂、性状各异、成分及水分含量不确定的特性，它的构成受地理、气候条件、经济发展水平、消费结构以及城市燃气化普及率、垃圾收集方式等因素的影响。 大量生活垃圾的产生对人类生存环境构成了影响，但生活垃圾中确实有许多成分是可再生利用的，如何将这些有用的成分分离出来加以利用，已成为当今生活垃圾处理行业及相关科研部门研究的主题。城市中每天收集的成百上千吨生活垃圾要进行人工分类是不可能的，在未实行生活垃圾分类收集的今天，生活垃圾的机械化分选分类是实现生活垃圾资源再生利用的必经之路。因此研究对生活垃圾的成分进行组分或单一组分的分选设备是必要的和有益的。3.2 生活垃圾分选机研制的技术路线 根据对生活垃圾特性的分析，课题组对各种生活垃圾分选技术进行筛选和对比后发现国内外先进的生活垃圾处理技术是建立在生活垃圾分类收集的先决条件上完成实施的。目前我国的环卫管理体制和人民生活习惯无法实现生活垃圾分类收集，因此各种处理方式都难以达到生活垃圾减量化、无害化和资源化要求。将简单的破碎、筛分、风选技术设计为集多种功能技术为一体的分选设备。它的技术路线是：人工配合机械上料磁性材料及电池分离生活垃圾打散装置生活垃圾圆筒筛分装置生活垃圾渣粉风选装置筛下垃圾风选装置筛上垃圾风选装置玻璃石子、骨头果皮果仁磁选除尘装置PLC系统通过研究和技术攻关，课题组彻底的解决了各类分选技术不彻底、资源回收利用受限的问题，为生活垃圾分选机的研制奠定了坚实的基础。3.3 生活垃圾分选机的设计方案 生活垃圾分选的目的不是简单的将一堆垃圾分为数堆垃圾，因此解决生活垃圾分类的难点是将多种处理技术应用到生活垃圾分选机上，完全实现生活垃圾的合理分选。在研制方向、技术路线确定后，课题组制定了两套生活垃圾分选机的研制方案。方案一：（见图3） 将生活垃圾分选机设计为集破碎机、大平筛、筛上和筛下风选以及磁选装置为一体，安装在一个钢结构的箱体内，各装置通过电机分别传动。它的原理为：人工配合机械上料将生活垃圾通过输送带送入破碎机将成包成袋的生活垃圾破碎，破碎后的生活垃圾通过破碎机出口的磁选装置磁选后进入平筛进行筛分，筛上垃圾通过安装在平筛出口端的风机将塑料薄膜与可燃物分离；筛下垃圾渣粉通过安装在筛下料斗口的高速风机将玻璃石子和垃圾渣粉分离。方案二：（见图4） 将生活垃圾分选机设计为集生活垃圾打散装置，生活垃圾圆筒筛分装置、筛上垃圾风选装置、筛下垃圾风选装置、垃圾渣粉风选装置、除尘等功能装置为一体安装在一钢结构箱体内，各装置通过电机分别传动。它的原理为： 人工配合机械上料通过磁选装置首先将磁性材料及电池分离，然后进入打散装置将成包成袋的垃圾打散后进入生活垃圾筛分装置，打散后的生活垃圾被筛分装置粗分为垃圾渣粉、筛下垃圾渣和筛上生活垃圾三类；垃圾渣粉通过安装在生活垃圾筛分装置下的漏斗经生活垃圾渣粉风选装置被分离为玻璃石子、垃圾渣粉，分别从玻璃石子出料槽和垃圾渣粉出料槽排出；筛下垃圾渣经圆筒筛分装置后段下的料斗排出，经筛下垃圾风选装置将其分为小可燃物和骨头果皮果仁，分别从小可燃物出料口和骨头果皮果仁出料口排出；筛上垃圾经筛分装置尾部排出，经筛上垃圾风选装置将其分为可燃物和塑料薄膜，分别从可燃物出料口和塑料薄膜出料口排出；玻璃石子、骨头果皮果仁分别经磁选将其中的磁性材料（废旧电池）分离干净。图 3图 43.4 生活垃圾分选机研制的最终方案 方案一：该方案的优点在于能将生活垃圾进行分类、能分离生活垃圾中的有害成分，克服了该类设备投资大、占地多、运行成本高、粉尘污染大的弊病，但该方案中使用的平筛制造安装技术要求过高，运行轨迹不易掌握，磁选设计在垃圾破碎后，分类效果一般，处理能力为3-5吨/小时。 方案二： 该方案继续采用原专利技术的一体化技术路线，各装置合理布置于箱体内，物料运行流畅；将破碎机设计为电机传动，能划破垃圾包、袋，又不会打烂废旧电池，且打散过程中产生的粉尘不到流的生活垃圾打散装置；将生活垃圾筛分设计为电机及齿轮传动、能分段筛分、有特殊网孔、导料系统、筛分能力大的圆筒筛分装置；将生活垃圾细分设计为筛上垃圾风选装置、筛下垃圾风选装置和垃圾渣粉风选装置；在产品的进料口和出料口都设计了磁选装置，使磁性材料（含废旧电池）分离率达90以上；箱体和支架设计为全封闭式，并在尾端增设了除尘装置，避免了各个工艺环节的粉尘污染；为简便操作，整个系统实行了PLC。经过比较，课题组认为“方案二”更加适合课题项目的设计要求和方向，技术路线和设计方案更为完善。 方案确定后进行了产品的试制，但在试制过程中仍存在一系列的难题，针对这些难题课题组在广泛听取有关专家意见的基础上，与原专利人一起经历了数十次的“研究-试制-再研究-再试制”后终于攻克了各装置不匹配，物料运行不畅、分类不清等难题，使生活垃圾分选机的研制逐步趋于完善。4 生活垃圾分选机的研制4.1 生活垃圾分选机的工作原理 生活垃圾通过下料装置和下料溜槽均匀的进入上料磁选装置，通过电磁滚筒首先将磁性材料（废旧电池）分离，通过打散装置将成包成袋的垃圾打散后进入生活垃圾筛分装置，将打散后的生活垃圾分选为垃圾渣粉、粗垃圾渣和筛上生活垃圾三类；垃圾渣粉通过安装在生活垃圾筛分装置下的漏斗经皮带输入生活垃圾渣粉风选装置；垃圾渣粉通过生活垃圾渣粉风选装置将其分离为玻璃石子、垃圾渣粉，分别从玻璃石子出料槽和垃圾渣粉出料槽排出。粗垃圾渣通过安装在生活垃圾筛分装置粗筛网下的生活垃圾风选装置将其分为小可燃物、石头，骨头果皮果仁，分别从小可燃物出料槽和石头、骨头、果皮果仁类出料槽排出；筛上粗垃圾通过筛分装置尾部排出，经风选装置将其分为大可燃物和塑料薄膜，分别从大可燃物出料槽和塑料薄膜出料槽排出。 生活垃圾分选机的各装置依靠配置的电机和齿轮传动，处理能力由物料运行的空间尺寸和配置电机的功率决定。安装在分选机进口和骨头果皮果仁、玻璃石子出口的磁选装置将生活垃圾中的磁性材料分离，通过人工将其中的废旧电池用HDPE容器密封集中深埋，使生活垃圾产品广泛应用成为可能。4.2 生活垃圾分选机的工作过程分析 生活垃圾进场卸料之后，人工配合机械上料（上料过程中将大的铁类物，坚硬石块，木料，缠绕大件物体拾出），经磁选装置磁选，将磁性材料（废旧电池）分离，再经生活垃圾打散装置将成包成袋的生活垃圾打散，通过筛分装置和风选装置将垃圾中的塑料薄膜、大小可燃物、玻璃石子、垃圾渣粉、骨头果皮果仁分别分离出来，垃圾渣粉、骨头果皮果仁再经磁选将其中的磁性材料分离，余下的骨头果皮果仁经破碎归到垃圾渣粉作优质肥料，至此生活垃圾被分为五类产品。 4.2.1 生活垃圾分选机工艺流程图生活垃圾进场人 工 初 选上 料 装 置下 料 装 置磁选输送装置生活垃圾打散装置磁性材料生活垃圾筛分装置筛下垃圾渣垃圾渣粉筛 上 垃 圾筛上垃圾风选装置置大可燃物塑料薄膜筛下垃圾渣风选装置置骨头果皮果仁小可燃物垃圾渣粉风选装置磁选装置玻璃石子置磁选装置玻璃石子骨头果仁果皮磁性材料细垃圾渣粉人工分捡废旧电池人工分捡废旧电池4.3 生活垃圾分选机的总体结构设计方案（见图5） 包括上料磁选装置、磁性材料出料槽、生活垃圾打散装置、生活垃圾圆筒筛分装置、机架、筛上生活垃圾风选装置、骨头果皮果仁类出料槽、小可燃物出料槽、垃圾渣粉出料磁选装置、磁性材料出料槽、生活垃圾渣粉风选装置、垃圾渣粉出料槽、玻璃石子出料槽、筛上生活垃圾风选装置、大可燃物出料槽、塑料薄膜出料槽、下料溜槽。下料装置、入料磁选皮带、磁性材料电池出料槽、下料溜槽与出料磁选皮带、磁性材料出料槽、生活垃圾渣粉风选装置、垃圾渣粉出料槽、玻璃石子出料槽均通过紧固件安装在机架的外面；生活垃圾打散装置、生活垃圾筛分装置、筛上垃圾风选装置、石头和骨头及果皮果仁类出料槽、小可燃物出料槽、筛下垃圾风选装置、大可燃物出料槽、塑料薄膜出料槽固定在机架上（见下表）。生活垃圾分选机参数表 型 号项 目ZFFX-A120ZFFX-B200 主机尺寸，mm长1280014700宽23003000高59406890入料口，mm长10001200宽500600垃圾渣粉类出料口，mm长600650宽450500果仁、果皮、骨头、类出料口，mm长600650宽450500大可燃物类出料口，mm长600650宽450500小可燃物类出料口，mm长10001000宽600600塑料薄膜类出料口，mm长10001000宽600600上料磁选装置磁辊公称直径，mm630800磁性，高斯2000皮带公称宽度，mm8001000打散装置刀片回转直径，mm9801080刀片数量，组2129机壳内壁与刀片外缘间隙，mm1520筛分装置滚筒内径,mm16002300细分段筛孔尺寸，mm长17宽35粗分段筛孔尺寸，mm长87宽97图 55 关键技术的设计5.1 打散装置的设计 生活垃圾要实现分选就必须先将将成包成袋的生活垃圾打散开，首先要求不将生活垃圾中的废旧电池打烂，而且要使打散过程中产生的粉尘不倒流。其特点在于装在轴承座上的轴上设有刀架机构，轴承座固定于下机壳上，大皮带轮设在轴的一端，通过三角胶带与电机轴上的小皮带轮相连接。本方案结构简单、使用方便，由于打散装置通过电动带动刀架机构，使进入机内的成包成袋的的生活垃圾全部打散，便于筛选和风选，不会将废旧电池打烂，呈蜗牛壳型的机壳使打散过程中产生的粉尘不倒流。该机构包括轴及轴承座、转动轴、刀架、刀片、机壳、皮带传输机构、电机。（见图6）图65.2 圆筒筛分装置的设计5.2.1 圆筒筛分装置的机构设计 要将种类繁多、成分复杂的生活垃圾转化为资源，就要根据物料运动能量守恒原理提供一种能将打散后的生活垃圾进行初分的圆筒筛分装置。圆筒机构包括大齿圈、进料档圈、筒体、螺旋导料条、连接条、细筛网、筒体、粗筛网、压条。粗筛网通过法兰盘及螺栓与筒体的法兰盘连接，筒体与筒体通过连接条焊接，细筛网通过压条压在连接条之间。大齿圈套在筒体上通过螺栓固定，进料档圈焊在筒体端部，螺旋导条焊在整个筒体内径上。 托辊机构包括托辊、心轴、轴承座。托辊通过心轴支撑在轴承座上。托辊支撑在细筛两端的筒体上，粗筛网悬接在细筛圆筒后部。 圆筒机构的螺旋导料条为3-8根，圆筒机构的连接条为8-12根。托辊机构至少为四个或四个以上。 本方案能将打散后的生活垃圾连续的分为垃圾渣粉、筛下垃圾渣和筛上生活垃圾三大类，圆筒筛内壁平整，其内壁上面焊有螺旋导料条，垃圾运行过程均匀流畅；粗细筛网为横矩形网孔。5.2.2 圆筒筛分装置参数确定5.2.2.1 被输送物料：生活垃圾；特性：成分复杂，性状各异。（1）生活垃圾松散密度（实测）（2）生活垃圾的粒度：0-100mm。（3）含水率：530%；腐蚀性：一般；温度：常温。（4）输送能力：2030t/h；5.2.2.2 筛筒直径的确定按照“运输机械设计选用手册”中 （m）其中：Q筛分能力；t/h，研制时取Q=2030t/hK物料特性系数，K=0.0645N填充系数， 取N=0.225C倾角系数， C=1.0D0.525m0.856m由于垃圾成分复杂，有破衣物、杂草、旧鞋等。因此取D=1580mm。5.2.2.3 筛分装置转速确定按 确定筛筒的转动速度，式中： A表示物料综合系数；设计时取 A=25 取n=205.2.2.4 功率确定 H布置高度 H=0 （水平布置）L筛筒长度 L=6.7mW0物料阻力系数 W0=4所需功率2.2KW5.2.2.5 电动机功率确定P K1功率备用系数，对y系列电动机K1=1.0；驱动装置总效率，一般取0.9-0.94取=0.91p2.4kw考虑连续运转需要，设计时选用电机功率为： N = 11kw5.2.3 圆筒筛分装置的结构（见图7） 包括圆筒机构、细和粗筛网、螺旋导料条、托辊机构、电机、小齿轮，圆筒机构用托辊支撑，圆筒机构中的大齿圈与小齿轮啮合传动，小齿轮装在电机的轴上。图75.3 筛上垃圾风选装置的设计5.3.1 筛上垃圾风选机的机构设计 在生活垃圾处理过程中，筛上垃圾成分近百种，塑料薄膜面积大、比重轻，用经控制的风流将其和其它筛上垃圾分开，筛上垃圾风选是最简便的一种的方式。其特征在于包括三角胶带轮、三角胶带、转子体、平矩形口、电机组成，其平矩形口风机的出口为平矩形。下料圆盘机构由调速电机及其上的下料圆盘组成。平矩形口风机安装在下料口下方，下料圆盘机构安装在机壳内溜槽塑料薄膜与可燃物的间隔板上，进料口、塑料薄膜出料槽、可燃物出料槽设在机壳上，风道设在机壳内。本方案结构简单、设计合理、实用方便、耗能低。采用平矩形口风机将垃圾均匀吹成抛物线，筛上的生活垃圾按比重分别下落在溜槽前后不同点上，采用下料圆盘是解决可燃物和塑料薄膜之间的间隔板不积料。5.3.2 筛上垃圾风选机构参数的确定5.3.2.1 被输送物料：可燃物，特性：成分复杂，性状各异。（1）筛上垃圾的松散密度 经统计分析 0.184t/m（2）筛上垃圾粒度：80-200mm。（3）含水率：530%；腐蚀性：一般；温度：常温。（4）风选能力4-8t/h；5.3.2.2 风选机构设计的计算理论依据是能量守恒定律。计算公式：m1v12=m2v22 ，v11v12=v22v22在分选时筛上垃圾和空气的体积是相等的，所以：v1= v2因此：cv12=2v22 ，v2=v1式中：m1空气的质量 m2筛上垃圾的质量V2空气的速度 V2筛上垃圾的速度1空气的比重 2筛上垃圾的比重1空气的体积 2筛上垃圾的体重5.3.2.2 筛上垃圾在分选下落的过程中所需时间（t）gt2=2ht=5.3.2.3 筛上垃圾在从出口到落点的距离（L） L=tv2 L=v2 L=v1上式中只有V1和h需要确定其余的为已知条件，我们假定h为1000mm（垃圾分选出口距落点的高度），V1为25m/s代入上式计算得出筛上垃圾的落点距离（L）L塑料薄膜为：1760mmL可燃物为：910mm5.3.2.4 根据风速和出口尺寸即可计算出风机的风量（Q）Q=V1ab 同后由于风机出口到垃圾分选出口风速有一个衰减，所以考虑出口风速时加大10%，也就是选择风机风量时加大10%15%（取12%）即可Q1fj=2520m3/h（注：筛下垃圾渣风选装置的参数由上述公式确定）5.3.3 筛上垃圾风选装置的结构（见图8） 由平矩形口风机、进料口、风道、下料圆盘机构和塑料薄膜、可燃物出料槽、出口构成。 图 85.4 垃圾渣粉风选装置的设计5.4.1 垃圾渣粉风选机的机构设计 经筛分后的筛下垃圾中含有玻璃石子、磁性材料（含废旧电池）、垃圾渣粉，为了使垃圾渣粉能广泛使用，必须通过垃圾渣粉风选装置将其中的玻璃石子、磁性材料（含废旧电池）完全分离。 其特点是斜矩形口风机包括三角胶带轮、三角胶带、三角胶带轮、转子体、斜矩形口、电机组成，其特征是斜矩形口风机的出口为斜矩形。 本方案设计合理、结构简单、使用方便、耗能低，采用斜矩形口风机可将垃圾中的玻璃石子、磁性材料（废旧电池）、垃圾渣粉分离出来，便于回收利用。通过闸阀控制料流可调整玻璃、石子等的分选率；通过钢丝网可防止垃圾土尘的扬散。5.4.2 垃圾渣粉风选装置的参数确定5.4.2.1 被输送物料：垃圾渣粉，特性：成分复杂。（1）垃圾渣粉松散密度0.977t/m（实测）（2）垃圾渣粉的粒度：0-38mm。（3）含水率：535%；腐蚀性：一般；温度：常温。（4）风选能力20-30t/h；5.4.2.2 按照能量守恒定律m1v12=m2v22 ，v11v12=v22v22认为分选时垃圾渣粉和玻璃石子和空气的体积是相等的，则有：v1= v2因此：cv12=2v22 ，v2=v1式中：m1空气的质量 m2垃圾渣粉和玻璃石子的质量V2空气的速度 V2垃圾渣粉和玻璃石子的速度1空气的比重 2垃圾渣粉和玻璃石子的比重1空气的体积 2垃圾渣粉和玻璃石子的体积5.4.2.3 垃圾渣粉和玻璃石子在分选下落的过程中所需时间（t）gt2=2ht=5.4.2.4 垃圾渣粉和玻璃石子从出口到落点的距离（L）L=tv2L=v2 L=v1研制中，将h取为1000mm（垃圾分选出口距落点的高度），V1为25m/s垃圾渣粉和玻璃石子的落点距离（L）L玻璃石子为：368mmL垃圾渣粉为：434mm5.4.2.5 风机的风量（Q）的确定Q=V1ab 式中V1 =25 a=600mm b=400mm研制中取a=0.6 b=0.05则Q=250.60.053600=2700 m3/h 由于风机出口到垃圾分选出口风速有一个衰减，所以考虑出口风速时加大10%，也就是选择风机风量时加大10%15%（取12%）即可Q1fj=3024m3/h5.4.3 垃圾渣粉风选装置的结构（见图9） 由斜矩形口风机、闸阀、进料槽、档料板、垃圾渣粉和玻璃石子磁性材料（废旧电池）出料槽、出口及钢丝网、机壳构成，其内设有挡料板。 图 95.5 PLC控制系统的设计 本装置为城市生活垃圾分选机的电气控制部分。在主电路方面，除了筛分装置电动机采用变频器控制，其余装置的各电动机均采用交流接触器、热继电器控制。在二次回路方面，本装置在控制系统上采用了西门子的可编程序控制器（简称PLC）作为主控元件，其他的主要器件也采用了国际国内名牌产品，这就提高了系统可靠性和稳定性。采用PLC控制简化了系统的操作，方便了维护检修工作，在如“自动控制”方式下基本上可实现“一键”操作，设备故障可以从PLC的LED上大致判断出来。 该电控装置是具有高可靠性、高稳定性的控制系统，同时又是性价比极高的控制系统。它综合了传统技术和高科技的特点，兼顾了常规控制和高性能控制的特性，做到了“能上能下，兼顾多样”的市场要求，同时他又是极具人性化设计的控制系统，能够