本技术介绍一款专为智能社区垃圾箱设计的自动破袋机,由框架、连接件、横梁、重力传感器、机械手和破袋组件构成,实现垃圾自动破袋,提高垃圾分类效率。
背景技术
生活垃圾分类回收资源化利用,不仅是实现城市固体废弃物资源化再利用的重要抓手,更是节能减排的重要举措。
国外生活垃圾分类回收实施较早的国家比如德国,其生活垃圾中的餐厨垃圾通过专用管道直接排入地下管网后对接餐厨垃圾生物质处理企业,而其他生活垃圾则按类以不同颜色垃圾袋袋装且定时定点集中后由专人转运至相应处理点进行处理。我国生活垃圾分类回收实施相对较晚但起步较高,在生活垃圾分类回收实施领先的城市如杭州等,在产生生活垃圾的主要源头比如居民社区,根据社区居住人数、人群特点等投放了众多的智能垃圾分类回收箱。这些智能垃圾分类回收箱,大致可分为无袋回收型和普通回收型两类。其中,无袋回收型,要求居民投放垃圾时将生活垃圾从垃圾袋等中倒出投入投放口;而普通回收型,则允许袋装垃圾直接投入投放口。使用无袋回收型智能垃圾分类回收箱时,当居民将生活垃圾从垃圾袋等中倒出投入投放口时,难免会因生活垃圾中的“湿垃圾”导致在生活垃圾中餐厨垃圾占比较大而造成投放口污染及汤汁、残渣四溅以及不及时保洁就会产生异味等问题,而且还需配备专门人员监督是否混入垃圾袋等,故此类智能垃圾分类回收箱实际使用率非常低。而对于普通回收型智能垃圾分类回收箱,尽管避免了无袋回收型存在的前述问题,但大量的垃圾袋进入回收箱,不仅降低了垃圾回收箱有效容积而且后续转运去袋处理工作量大幅增加,更为重要的是长期以来社区居民已形成以各种来源不明的塑料袋(多为难降解塑料制品)袋装生活垃圾进行投放习惯,使得生活垃圾后续处理不得不增加去袋环节,而去袋工作量极大、效率不高且生活垃圾极易腐烂对处置人员危害大等;同时,也因为生活垃圾的特殊性使其难以实现燃料化、肥料化等资源化利用,使得生活垃圾多数不得不进行“填埋”处理,一定程度上袋装生活垃圾已成为现阶段造成危害极大“塑料污染”的一个重要源头。可见,迫切需要研制与社区智能垃圾分类回收箱适配的袋装生活垃圾破袋装置,从而推动社区智能垃圾分类回收箱使用走深走实,进而以装备升级来促进生活垃圾分类回收资源化利用。
根据社区居民生活垃圾产生、组成及投放习惯和智能垃圾分类回收箱功能特点等,与社区智能垃圾分类回收箱适配的袋装生活垃圾破袋装置,存在如下几方面的技术难点。其一,盛放生活垃圾的垃圾袋大小规格多样且盛放量不同,造成袋装生活垃圾形状、体积和尺寸大小不一,故与社区智能垃圾分类回收箱适配袋装生活垃圾破袋装置需能够适应不同大小的袋装生活垃圾。其二,袋装生活垃圾破袋时,需避免或尽可能少产生塑料碎片且破袋后垃圾袋能够独立集中暂存以便其后续资源化回收处理,这样有利于降低粘附有易腐物质的塑料袋进入分类垃圾箱中而污染可资源化利用的生活垃圾比如可直接回收利用的纸板、可饲料化肥料化的厨余垃圾等的可能性,同时也降低了袋装生活垃圾存在的“塑料污染”风险。其三,袋装生活垃圾其本身属于柔性体,如何在避免垃圾袋碎片化的同时又能高效可靠破袋,也是需要解决的一个技术难题。此外,袋装生活垃圾破袋后,如何使袋中垃圾尽可能全部与垃圾袋分离也是需要考虑的技术难题之一。
然而,现有的生活垃圾袋破袋装置,多仅针对大规模的垃圾集中处理场(站)点,不适应单次少量但频次高的社区生活垃圾投放使用,而且存在多为将袋装生活垃圾与垃圾袋(多为塑料袋)一起破碎,而使得后续将塑料垃圾袋从中分离难度较大等不足。
比如,申请号为202210687974.6的发明专利,公开了一种具有弧形夹爪的破袋机构以及垃圾站及破袋方法,其通过利用弧形夹爪可对不同大小包装的垃圾袋进行夹持,采用导轨组件将夹持中的垃圾袋移动至收集箱内进行破碎。该专利对于垃圾袋规范扎紧且有明显扎紧头部的袋装垃圾即便于弧形夹爪从一端夹持的袋装垃圾具有较好适应性,但事实上袋装生活垃圾扎紧情况多种多样且投放后位置也不能确保扎紧头部朝上,而且如果从袋装垃圾腰部夹持难免会存在将含水量极高的生活垃圾从垃圾袋中挤出而使得其在夹持袋装垃圾时就会出现垃圾溢出等情况,这对于规模大的生活垃圾集中处理场站不是问题,但对于适配社区智能垃圾分类回收箱显然不合适,必然会污染投放口造成智能垃圾分类回收箱与普通垃圾桶一样脏乱差等问题。同时,该发明所述破袋机构采用整体破碎,即在破袋后塑料垃圾袋与生活垃圾仍混杂在一起,且其不具备将塑料垃圾袋与生活垃圾分离的功能。
再如,申请号为201710025303.2的发明专利,其针对餐厨垃圾中存在一次性餐具和塑料袋等会造成后续处理设备缠绕及堵塞严重造成设备损坏等问题,发明了一种破袋机和含有破袋机的餐厨垃圾处理设备,餐厨垃圾物料进入S形进料通道后,依次经过第一破袋装置、第二破袋装置和第三破袋装置,物料中的袋状物经过第一破袋装置和第二破袋装置的动刀盘进行两次破碎后,已经消除了大部分袋状物的干扰,再经过第三破袋装置的进一步破碎,能够将物料中袋状物进行充分破碎。该发明针对的是餐厨垃圾生物质利用企业且其解决的餐厨垃圾中袋状物对后续处理设备缠绕等带来损坏的问题,其实效仍是整体破碎然后再进行分拣。显然,不适用种类繁多且单次少量频率却极高的社区袋装生活垃圾破袋,而且其也是将塑料垃圾袋和其他生活垃圾整体粉碎。
另如,申请号为201310112513.7的发明专利(破袋设备和垃圾分选系统),该发明专利所述破袋装置通过柔性件抽打实施破袋,避免了缠绕,降低了磨损,袋状物也不会被拉成条或过分破开,从而降低了能耗、提高了破袋效率,但其仍是将袋装生活垃圾整体粉碎,即不具有分离垃圾袋(多为难降解塑料制品)的功能。
现阶段,在破袋过程中可将垃圾袋实现分离或便于垃圾袋后续分拣的破袋装置也有一些,但总体上存在着破袋效果不好、效率不高、能耗偏高以及占用空间较大等问题。
比如,申请号为201810783944.9的发明专利,公开了一种垃圾破袋机及垃圾清洗破袋机,该专利所述的垃圾破袋机中利用旋出机构转轴上的多个叶片“敲打”与破袋机构壳体内的凸起“撞击”的配合,将垃圾袋内的垃圾抖出并打散,其对于袋口松散的袋装垃圾比较适合,但对于袋口扎紧的袋装垃圾破袋效果不好且效率不高甚至无法破袋。
再如,申请号为202410002835.4的发明专利,公开了一种厨余垃圾自动破袋分类收集回收装置,通过设置一级破袋区和二级破袋区,可实现一个大袋子内套多个小塑料袋的自动破袋,其一级破袋区即针对大袋子用2个三角形往复刀插入垃圾袋然后依靠带齿往复刀破袋。一方面,该专利适用对象也为餐厨垃圾生物质利用企业;另一方面,如前所述袋装生活垃圾实质上是一个柔性体,其一旦受力必然随之发生退让和变形,该专利中一级破袋区所使用的三角形往复刀能否有效插入垃圾袋以及带齿往复刀能否有效破袋均值得商榷。此外,破袋后仅依靠垃圾自重实现与垃圾袋分离,必将会造成提取出的垃圾袋粘附有较多残余垃圾。
综上可见,针对袋装生活垃圾破袋各方面的解决方案众多,说明这一问题是制约生活垃圾分类和资源化的重要问题;但是,现有解决方案,要么将袋装垃圾整体破碎,其不需要解决柔性袋装生活垃圾破袋需固定的问题,但会导致后续将垃圾袋(多为难降解塑料制品)从分类垃圾中分离难度极高造成资源化利用障碍重重;要么可以分离或便于垃圾袋后续分拣,但存在着破袋效果不好、效率不高等问题,而且均与智能垃圾分类回收箱不匹配。因此,可以说,正是因为缺少与社区智能垃圾分类回收箱适配的袋装生活垃圾破袋装置,而造成现阶段社区智能垃圾分类回收箱居民不愿使用进而多沦为“摆设”的具体事实,一定程度上也制约了垃圾分类回收资源化利用的深入有效实施。
实现思路