基于雙輥結構的城市生活垃圾渣土去除、破袋碎料機械設備設計方法

王金生+蔡明軒+李彤彤+王雷

摘 要：一種雙輥去渣破袋機，其中主動輥和被動輥的中心軸兩端分別支撐在殼體的軸承上，主動輥和被動輥上的齒板呈螺旋狀分布在主動輥和被動輥上；主動輥和被動輥的中心軸各自連接一電動機，主動輥的轉動速度小于被動輥的轉動速度；殼體的底部設有出料口，出料口的下方固定有網板；殼體的上部為進料口。本技術使用不同速度的輥筒，在齒板的拉扯力和三旋刀的剪切力作用下，輕松破袋去渣，其破袋去渣效果高達80%～90%，同時避免了物料篩選和粉碎的能源浪費。

關鍵詞：生活垃圾；雙輥結構；破袋機；設計方法

中圖分類號：X324 文獻標志碼：A

人們在日常工作中經常會遇到需要將軟袋狀物中混雜的渣土清除分離（比如建筑行業中的水泥袋、砂袋等）。而渣土附在軟袋狀物料里是很難清除掉的，需要把袋子撕開然后把附著的渣土弄掉。現在常用的方法不外乎是將軟袋狀物粉碎后利用風吹的方法分離渣土，最后使有用的物料變成沒有用的垃圾。目前，我國大、中型城市以及中、小村鎮的原生垃圾的主要分裝形式為混合裝袋。袋內垃圾種類繁多，要實現垃圾的精細化分選，首先需要通過一定方式對垃圾進行破袋處理。現代化機械分選垃圾的第一步就是將袋內垃圾均勻鋪開，并保留可直接回收物的完整性，其中，所配套破袋設備的好壞將決定整套垃圾分選設備的效率。由于袋裝垃圾的來源以及包裝的復雜性，應根據垃圾袋的大小、材質等特點，有針對性地設計和應用相關破袋設備。

目前，一些垃圾處理廠所使用的具有“破袋”效果的設備，多為改進后的礦山設備和常規的定軸輥筒式破袋機，經常會由于破袋效果不理想而造成分選線停產。這是因為常規的定軸輥筒式破袋機采用較為鋒利的動刀切碎袋狀物或是采用高轉速打碎袋狀物，易出現纏刀、斷刀、卡機等現象，設備運行一段時間就需要打開箱體清理動刀。由于這種動刀不能設計的太長，導致破袋設備吃料高度較小，因此，須控制料斗內物料的堆積量，這就使得破袋設備無法在料斗滿倉或超過限制高度時進行破袋，影響了垃圾處理效率。

本文基于以上問題，設計了技術雙輥型破袋機，以解決城市生活垃圾的破袋問題。

1 技術的雙輥型破袋機的設計

本技術的目的在于提供一種雙輥去渣破袋機，利用雙輥同方向旋轉和不同的速度，把軟物料袋撕開，同時把軟物料袋上附著渣土清除掉。為實現上述目的，本技術提供的雙輥去渣破袋機中，主動輥和被動輥的中心軸兩端分別支撐在殼體的軸承上，主動輥和被動輥上的齒板為梯形直齒板，呈螺旋狀分別焊接在主動輥和被動輥上；主動輥和被動輥的中心軸各自連接一電動機，主動輥的轉動速度小于被動輥的轉動速度；殼體的底部設有出料口，出料口的下方固定有網板；殼體的上部為進料口。所述的雙輥去渣破袋機，其中齒板邊緣設置三旋刀刃。所述的雙輥去渣破袋機，其中電動機為變頻調速電動機。本技術的創新之處在于突破了傳統上先將混合物料粉碎，然后進行篩濾去除包裹在袋狀物料里渣土的傳統作法式，使用不同速度的輥筒，在齒板的拉扯力和三旋刀的剪切力作用下，輕松破袋去渣，其破袋去渣效果高達80%～90%，同時避免了物料篩選和粉碎的能源浪費。

2 技術的雙輥型破袋機的運行方式

如圖1、圖2所示，本技術的主動輥1和被動輥2分別焊接在中心軸6上，該中心軸的兩端由軸承4支撐。主動輥1和被動輥2的各自齒板5沿著螺旋線分別焊接在主動輥1和被動輥2上，網板7固定在殼體3的底部出料口下方，殼體3的上方為進料口8。

本技術還可以在齒板邊緣設置三旋刀刃，以利于更好地破袋除渣。

本技術的工作動力是由連接在主動輥1和被動輥2的中心軸的兩臺變頻調速電動機提供，電動機分別帶動主動輥1和被動輥2同方向旋轉，并且在旋轉時主動輥的轉動速度相對較小，被動輥的轉動速度相對較大。

本技術的雙輥去渣破袋機在工作時，待清理的物料從進料口8被傳送到主動輥1和被動輥2之間的工作間隙中，由于主動輥1和被動輥2的轉動速度不同，主動輥1的轉動速度相對較小，故帶動物料向上轉動；被動輥2的轉動速度相對較大，故帶動物料向下轉動。在不同方向力的作用下，致使物料被打擊和拉扯，同時螺旋狀齒板5附加給了一定的剪切力，最后達到了去渣和破袋的作用。清除的渣土從網板7的孔洞落下來，而物料在螺旋狀齒板5的旋轉下向前輸送到殼體3的邊緣方才停下，此處設有傳送帶輸送物料至儲物斗內（公知技術，圖中未示）。

3 展望

對城市生活垃圾進行無害化處理和資源化利用伴隨著我國的經濟發展。隨著居民生活水平的提高，塑料包裝袋的應用逐漸增加。因此，要實現生活垃圾的無害化處理就要對垃圾進行更好的分選。生活垃圾的成分十分復雜，各包裝袋的質量和大小也是千差萬別，致使建設垃圾綜合處理場時，在垃圾的預處理分選端投入的場地和設備資金占用了投資的絕大部分。因此，結合后續處理工藝的垃圾分選預處理技術成為研發重點。

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