廚房食物垃圾處理器的研制.pdf

1、隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展及人民生活水平的提高，城市生活垃圾的排放量日益增加，大量的生活垃圾被堆放，占用大量土地的同時(shí)還污染地下水資源，給人們的生活環(huán)境及身體健康帶來嚴(yán)重的影響。隨著生活結(jié)構(gòu)的改變，煤渣所占的比例逐漸減少，食物垃圾成為生活垃圾的一個(gè)主要組成部分。食物垃圾的發(fā)熱值低、易腐爛、易滋生細(xì)菌，但另一方面它含有豐富的營養(yǎng)元素，來源固定，可實(shí)施資源化，這些特征越來越引起人們的注意。 由于我國垃圾尚未實(shí)行規(guī)范分類管理，所以廚房食物垃圾混合

2、在城市生活垃圾中做一般常規(guī)處理。首先為填埋處理，此特點(diǎn)是操作簡單，可處理多種類型的垃圾，但投資大，占地多，濾液滲漏，污染地下水，垃圾處理沒有資源化；焚燒處理是在高溫下燃燒垃圾，能迅速實(shí)現(xiàn)垃圾的“減量化”，同時(shí)焚燒產(chǎn)生的余熱還可以發(fā)電和供熱，由于我國的生活垃圾中含有大量的食物垃圾，垃圾的含水率高，降低了垃圾的熱值，增加了垃圾的焚燒難度和成本。堆肥為處理食物垃圾的一個(gè)較好方法，但垃圾中的重金屬易滲入有機(jī)肥中，用這種肥種出的食品危害人體健康；

3、還有常用的方法為作飼料喂牲畜，但由于不具備合格的衛(wèi)生條件，使牲畜受到傷害，從而危害人類。故找尋合適的處理食物垃圾方式是一項(xiàng)緊迫的任務(wù) 目前在美國處理食物垃圾主要使用廚房食物垃圾處理器，一種可以安裝在水槽下面的小型機(jī)器。廚房中產(chǎn)生的食物垃圾可以被其快速粉碎為小顆粒，隨流水一起進(jìn)入排水管道。這種機(jī)器源于美國，為全面考察食物垃圾處理器可能造成的影響，紐約市政府曾聯(lián)合多方面力量，進(jìn)行了一項(xiàng)為期三年的聯(lián)合調(diào)查，結(jié)果表明應(yīng)用食物垃圾處理器可

4、以為國家節(jié)約成本。目前，這一機(jī)器在美國家庭普及率為95％以上，并波及世界其他國家都相繼研究和應(yīng)用食物垃圾處理器，其中日本普及率達(dá)到35％以上。但在我國，此方面的研究仍為空白，國內(nèi)的食物垃圾處理器都是直接照搬國外產(chǎn)品，它不適合中國的住房特點(diǎn)和飲食結(jié)構(gòu)。所以研制一款適合我國國情的食物垃圾處理器十分必要。 本論文依據(jù)我國實(shí)際情況，研制適合本國的廚房食物垃圾預(yù)處理裝置-廚房食物垃圾處理器，使居民在家中可以直接對(duì)廚房垃圾進(jìn)行初步處理。

5、 設(shè)計(jì)中首先對(duì)在我國使用廚房食物垃圾處理器的可行性進(jìn)行了分析，提出能否堵塞下水道的問題。通過有關(guān)部門所做的實(shí)驗(yàn)顯示，被粉碎的顆粒密度小于水的密度，顆粒不會(huì)沉淀，由于污水流動(dòng)的最小速度為0.6m/s，顆粒可以隨流水進(jìn)入污水處理廠，國外的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)也證明應(yīng)用垃圾處理器不會(huì)堵塞下水管道。但由于具體的國情不同，在我國它能否被人們所接受，大量使用后的狀況如何等問題還需要進(jìn)一步去驗(yàn)證。 設(shè)計(jì)時(shí)，首先對(duì)其原理進(jìn)行闡述，在刀盤高速旋轉(zhuǎn)時(shí)，被處

6、理物不會(huì)與刀盤同步旋轉(zhuǎn)，從而產(chǎn)生一個(gè)速度差，加上離心力對(duì)被處理物的作用，使被處理物與刀盤的運(yùn)動(dòng)又不同向，這樣，依靠內(nèi)齒環(huán)和端齒環(huán)及高速旋轉(zhuǎn)的刀共同對(duì)被處理物的破碎，撕拉等作用，使食物垃圾迅速變?yōu)?-5mm顆粒。垃圾處理器由投入口、粉碎室、驅(qū)動(dòng)電機(jī)和排污口四部分組，驅(qū)動(dòng)電機(jī)為處理器提供動(dòng)力來源，粉碎室內(nèi)裝有多重多向粉碎功能的粉碎刀盤，是食物垃圾進(jìn)行粉碎的場所，驅(qū)動(dòng)電機(jī)和粉碎刀盤為垃圾處理器的關(guān)鍵部分，直接影響垃圾處理器的使用效果，所以本論

7、文著重對(duì)粉碎刀盤和驅(qū)動(dòng)電機(jī)進(jìn)行論述。 對(duì)于粉碎刀盤和刀片，先對(duì)工作載荷進(jìn)行力學(xué)分析。利用流體力學(xué)的知識(shí)計(jì)算流體阻力，通過實(shí)驗(yàn)獲取垃圾破碎時(shí)的阻力，進(jìn)而選擇材料及對(duì)刀盤、刀片進(jìn)行強(qiáng)度校核。設(shè)計(jì)中選用的材料為1Cr13，比國外同類產(chǎn)品所用材料9Cr18在滿足使用要求的條件下經(jīng)濟(jì)、易加工，符合我國的實(shí)際情況。根據(jù)我國食物垃圾種類多，硬度、粘性差別大的特點(diǎn)，我們?cè)O(shè)計(jì)的組合刀盤式粉碎刀共由幾個(gè)部分組成：固定刀、擺動(dòng)刀、刀片和旋轉(zhuǎn)刀盤，在它

8、們共同作用下，食物垃圾被迅速粉碎。 設(shè)計(jì)中驅(qū)動(dòng)電機(jī)的運(yùn)行特征為時(shí)間短，啟動(dòng)頻繁，斷續(xù)工作，其性能直接影響著廚房食物垃圾處理器質(zhì)量的好壞，所以選擇一款合適的電機(jī)尤為必要。本設(shè)計(jì)選取電機(jī)類型為立式封閉永磁直流電動(dòng)機(jī)，電機(jī)型號(hào)為：ZYT104/12，技術(shù)數(shù)據(jù)為：轉(zhuǎn)速為3000r/min功率為390W，電壓為220V，重量為3Kg。此為國產(chǎn)電機(jī)，價(jià)格較低，適合我國國情。它的優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡單、體積小、出力大、效率高。 設(shè)計(jì)中還首次增

9、加一套控制電路系統(tǒng)。其目的是為了克服同類產(chǎn)品的不足，提高機(jī)器的安全性、方便性。該電路要實(shí)現(xiàn)的功能是按動(dòng)啟動(dòng)按鈕，使廚房垃圾處理器開始運(yùn)轉(zhuǎn)，進(jìn)行垃圾的粉碎工作，工作1-3分鐘后能夠自動(dòng)的切斷電源使機(jī)器停止工作。工作模式中依據(jù)控制機(jī)器運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間的不同可分為1、2、3這三個(gè)檔位，用戶在使用時(shí)根據(jù)不同的垃圾量和垃圾成分來選擇擋位。該控制電路的實(shí)現(xiàn)主要采用CH7555構(gòu)成單穩(wěn)定時(shí)電路。其中主要元件型號(hào)：繼電器J選用JQX-13型中的12V、500Ω

10、小型中功率繼電器；變壓器選用220V、50Hz，輸出交流12V；整流橋選用的型號(hào)為PB206M。 設(shè)計(jì)的圖紙是在CAXA電子圖板XP軟件下完成的，全部圖紙共29張見附錄。 依據(jù)圖紙進(jìn)行加工，并對(duì)機(jī)器進(jìn)行裝配。 最后，進(jìn)行了簡單的驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)，其目的是要檢驗(yàn)所設(shè)計(jì)的機(jī)器能否使食物垃圾迅速變?yōu)?mm～5mm顆粒，并分別測量食物垃圾處理器的耗水量和耗電量，結(jié)果為滿足設(shè)計(jì)要求，使用時(shí)，全年耗水量為1.92噸，耗電量為1.62

11、度，每個(gè)家庭每月為之付出約0.65元，全年的支出費(fèi)用為7.76元，完全可以被家庭接受。 此次設(shè)計(jì)的食物垃圾處理器，更加適合我國的食物結(jié)構(gòu)和住宅特點(diǎn)。增加的一套控制電路為同類產(chǎn)品的先例，可更好的滿足用戶的使用。避免了目前同類產(chǎn)品完全采用交流電機(jī)、國外進(jìn)口電機(jī)、選用昂貴材料的做法，使機(jī)器的制造和使用成本降低。 食物垃圾處理器為新事物，它進(jìn)入千家萬戶還需政府的大力支持，但隨著居民環(huán)保意識(shí)的增強(qiáng)，參與性的提高，其利用前景仍很廣闊