小型微动力好氧生物堆肥机机械装置的研究

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1、小型微动力好氧生物堆肥机机械装置的研究摘要:本文分析了小型微动力好氧生物堆肥机机械装置研究的意义、目标与研究的内容以及该产品机械装置的设计思路与特点,用三维图形软件造型阐述表达该产品机械装置的设计思路与特点。　　关键词:小型微动力好氧堆肥机机械装置研究　　:X38:A:1672-3791(2011)01(b)-0004-02　　　　随着国民经济的发展,人们的生活水平不断提高,每天不断产生大量的生活垃圾,已日益成为一个污染环境、困扰人类的社会问题。所以如何按照可持续发展战略的基本要求,选用技术可靠、经济适用

2、、安全卫生、环境达标的处理技术,从根本上实现我国生活垃圾减量化、资源化、无害化的治理目标,真正做到化害为利、变废为宝,是摆在我们面前的一项重要的社会发展战略任务。　　　　1研究的意义　　根据合作单位湖南海尚生物技术有限公司的调查,以往的集中式粪便堆肥处理方式发生了改变,绝大多数堆体小于1m3,成为农户自家的小型堆肥,而城市小区垃圾的资源化处理也未有效开展。特别是景区厕所粪便无害化卫生的处理更是一大难事。据统计,每年用于景区厕所粪便无害化无水处理的市场高达亿元以上,而城市小型固废处理的市场需求也在数亿以上,

3、因此研究小型微动力好氧生物堆肥机的前景十分广阔。我们主要研究小于1m3的生物堆肥装置,现国内已有部分研究,提出一些可借鉴的理论和实验,因此我们在已有研究的基础上进行此装置的研发及优化。主要提高机械翻堆技术,以便提高堆肥的腐熟度。　　　　2研究目标与内容　　2.1研究的目标　　该装置的研究将主要应用于以下几个方面:一是城市固体废弃物(小区垃圾、城市污泥等);二是景区、城市公厕的粪便处理;三是农村粪便及垃圾的处理。本课题主要研究小型微动力好氧生物堆肥机的机械装置。该机械装置主要是对城市固体废弃物;景区、城市公

4、厕的粪便;农村粪便、垃圾与化学物质进行搅拌工作。　　下面是合作单位提供的用于高山景区公厕粪便处理的示意图如图1,从示意图可以看出该装置主要用于无水无电的场合。　　2.2研究的内容　　主要是对小型微动力好氧生物堆肥机械装置的研究,该项目采用卧式螺旋方式,采用微动力(手动推力设计或太阳能控制电机)进行反应器内部的机械搅拌,使之产生轴向(水平)的和上下相结合的翻堆微循环运动,而微动力的设计采用多齿轮连接和变速齿轮设计,另外反应器做到可组装、模块化,利于市场的尽快推广。根据设计方法学理论,借助于三维图形软件进行产

5、品的开发设计、表达产品的构思、描述产品的结构。这样可以缩短开发周期,降低成本,也降低了研制风险。研发拟利用有限元技术对小型微动力好氧生物堆肥机械装置进行力学性能分析,通过分析对该装置进行尺寸优化,从而降低了生产成本。　　　　3设计思路　　小型微动力好氧生物堆肥机机械装置主要由三个部分组成:(1)小型微动力好氧生物堆肥机机械装置微动力传动总承;(2)小型微动力好氧生物堆肥机机械装置微动力搅拌单元;(3)小型微动力好氧生物堆肥机机械装置结构设计。设计思路是第一部分机械装置的微动力传动总承主要采用门轴带动蜗轮蜗

6、杆转,输出轴再带动主动齿轮转,主动齿轮通过惰轮分别带动搅拌器两轴的齿轮转动,从而实现了微动力传动。第二部分机械装置的搅拌单元采用钢丝支架结构,这样结构轻便,搅拌的范围较大,搅拌较均匀,能充分将化学反应物和固体废弃物、锯末、秸杆、粪便搅拌均匀,充分做到生产过程无臭无污染无噪音,而且搅拌出来的东西可以作为高效生物有机肥将进行全面回收并加以利用,对环境无影响。第三部分机械结构设计主要采用箱体式结构,为了方便运输,箱体采用组合式结构,可现场组装。　　下面主要对用于高山景区公厕粪便处理的原理加以说明,该机械装置安装

7、在厕所下方,起搅拌工作,加入化学物质充分做到生产过程无臭无污染无噪音。由厕所门带动门轴转动,门轴带动减速器蜗轮、蜗杆转动,输出轴再带动主动齿轮转,主动齿轮通过惰轮分别带动搅拌器两轴的齿轮转动,从而使搅拌器两轴进行正反转,搅拌器通过轴的正反转进行搅拌工作,使之产生轴向(水平)的和上下相结合的翻堆微循环运动。用三维图形软件造型该产品机械装置的设计示意图如图2所示。　　　　4该产品的特点　　4.1总体特点　　该产品节约能源,采用微动力驱动——手动推力设计,在高山景区无水无电的情况下可以进行操作。主要利用开门带动

8、微动力装置的转动,从而搅拌粪便和锯末、秸杆的混合物。这样可以实现无污染零排放。　　因此,该产品的设计是按无污染零排放来设计,首先是产品的生产过程为全模具化生产,原材料主要是钢材、成型玻璃钢以及城市、农村的废弃物料如锯末、秸杆等,生产过程无臭无污染无噪音。产品在运行后形成的排放物为高效生物有机肥,将进行全面回收并加以利用,对环境无影响。同时达到资源充分利用和无害化处理城市生活垃圾、景区粪便的目的;此外,该种处理方式能彻底处理城市