智能垃圾分选分类回收箱的制作方法

1.本实用新型属于生活垃圾分类领域，特别是涉及一种智能分选分类回收箱。


背景技术：

2.目前我国生活垃圾源头分类通常采用“四分法”，即，将垃圾分为可回收物、厨余垃圾、有害垃圾和其他垃圾四种。其中，厨余垃圾也称为湿垃圾，其他垃圾也称为干垃圾。垃圾分类是垃圾终端处理设施运转的基础，实施生活垃圾分类，可以有效降低处理成本、促进资源回收利用、改善城乡环境，因此具有社会、经济、生态等多方面的效益。
3.多年以来，我国投入大量的资金以及专业人士和志愿工作者持续进行宣传、监督或二次分拣工作，在一些省市和地区，居民的垃圾分类参与度明显增强且分类准确率逐年提高。但是仍然存在很多省市和地区，垃圾源头分类之路步履艰难，居民环保意识不足、积极性尚需提高，导致垃圾分类效果难尽如人意。垃圾分类中最具难度和挑战的是厨余垃圾的分类，导致终端处置设施不能收到理想的适宜垃圾。
4.如果生活垃圾未实现较好分类，为了得到适合生物处理(好氧或厌氧)的原料，在中转站或终端处置厂需设置预处理系统，例如破碎筛分系统、高压挤压系统，把在源头未达到分类标准的垃圾进一步分选出来。这些预处理系统均是生产线，除诸如破碎机、筛分机或高压挤压机这样的核心设备之外，还包含若干储存设备、输送设备、管道以及泵送设备等。这些设备都是重型工业设备，外形尺寸较大，占地面积较大，且耗资巨大。因此，终端垃圾分选设备和分选系统无法应用到居民小区等源头端。


技术实现要素：

5.基于上述问题，本实用新型提供一种智能分选分类回收箱，能破解垃圾源头分类难题，可实现垃圾分类高效化和便捷化。
6.根据本实用新型的一个方面，提供了一种智能垃圾分选分类回收箱，其可以包括箱体和分离机构，其中，所述箱体包括：第一收集空间，该第一收集空间具有用于第一垃圾的第一投放口和第一储存器；湿垃圾收集空间，该湿垃圾收集空间具有共用于湿垃圾和干垃圾的混合投放口和用于湿垃圾的湿垃圾储存器；以及干垃圾收集空间，该干垃圾收集空间具有用于干垃圾的干垃圾储存器；并且其中，所述分离机构具有与混合投放口相通的垃圾入口、与湿垃圾储存器相通的湿垃圾出口和与干垃圾储存器相通的干垃圾出口，当湿垃圾和干垃圾被从混合投放口投放后，所述分离机构将湿垃圾和干垃圾分离，并使它们分别经由湿垃圾出口和干垃圾出口进入湿垃圾储存器和干垃圾储存器。
7.在非限制性的例子中，干垃圾收集空间、湿垃圾收集空间和第一收集空间可以依次并排布置，且所述分离机构可以至少部分地位于第一收集空间中。
8.在非限制性的例子中，第一垃圾可以是有害垃圾。
9.在非限制性的例子中，第一投放口可以为多个，且可以被设置为具有不同形状和尺寸，以与有害垃圾的形状和大小相适应。
10.在非限制性的例子中，所述箱体还可以包括第四收集空间，所述第四收集空间具有用于第四垃圾的第四投放口和第四储存器。
11.在非限制性的例子中，所述第四收集空间可以与湿垃圾收集空间相对地置于第一收集空间另一侧，且所述分离机构还可以部分地位于第四收集空间中。
12.在非限制性的例子中，第四垃圾可以是可回收物。
13.在非限制性的例子中，所述箱体还可以包括位于湿垃圾收集空间和第一收集空间之间的第二湿垃圾收集空间，该第二湿垃圾收集空间具有用于直接投放湿垃圾的湿垃圾投放口和与所述湿垃圾投放口相通的第二湿垃圾储存器；并且其中，所述干垃圾收集空间还具有用于直接投放干垃圾的干垃圾投放口，所述干垃圾投放口与所述干垃圾储存器相通。
14.在非限制性的例子中，所述分离机构可以是挤压分离机构，且还可以包括：主机，其具有挤压头、挤压腔和动力系统，所述动力系统为所述挤压头提供动力。
15.在非限制性的例子中，所述主机可以至少部分地位于第一收集空间和/或第四收集空间中。
16.在非限制性的例子中，当挤压头处于从所述挤压腔中退出的全缩状态时，该挤压头至少部分地位于第一收集空间和/或第四收集空间中。
17.在非限制性的例子中，所述动力系统可以至少部分地位于第一收集空间和/或第四收集空间中。
18.在非限制性的例子中，所述挤压分离机构的压力范围可以为0-60mpa。
19.在非限制性的例子中，所述挤压分离机构可以是高压挤压分离机构，其压力范围为10-60mpa。
20.在非限制性的例子中，所述挤压分离机构可以是高压挤压分离机构，使得挤出的湿垃圾为浆化的产物，呈半固体形态，其含水率为65％-85％。
21.在非限制性的例子中，所述挤压腔可以为具有扁平方腔结构。
22.在非限制性的例子中，所述挤压分离机构可以为柱塞式挤压机构。
23.在非限制性的例子中，所述挤压分离机构的主机还可以包括对顶机构，其由所述动力系统提供动力，在挤压操作期间对顶机构与挤压头一起封闭挤压腔。
24.在非限制性的例子中，所述挤压分离机构的主机还可以包括闸板；所述闸板由所述动力系统提供动力且能够在第一位置和第二位置之间移动，当处于第一位置时，其与挤压头一起封闭挤压腔，当处于第二位置时，将挤压腔出口端打开使得挤压腔和干垃圾出口相通。
附图说明
25.为了更清楚地阐释本实用新型的原理和优势，下面将通过仅作为示例给出且不意图限制本实用新型的实施例并参照附图对本实用新型进行描述。在附图中：
26.图1为根据本实用新型一个实施例提供的智能垃圾分选分类回收箱的示意图；
27.图2为根据上述实施例提供的智能垃圾分选分类回收箱的另一示意图，其中，以虚线示意性地示出了该智能垃圾分选分类回收箱内部的布置；
28.图3为根据一种实施方式的智能垃圾分选分类回收箱的对顶式高压挤压机的示意图；
29.图4为根据一种实施方式的用于高压挤压机的挤压腔的示意图；
30.图5为根据另一种实施方式的智能垃圾分选分类回收箱的闸板式高压挤压机的示意图，以实线示出闸板的第一位置，以虚线示出闸板的第二位置；和
31.图6为根据本实用新型另一实施例提供的智能垃圾分选分类回收箱的示意图，其中，以虚线示意性地示出了该智能垃圾分选分类回收箱内部的布置。
具体实施方式
32.本实用新型披露了一种智能垃圾分选分类回收箱，其可以回收三或四类垃圾，这其中必然包含的两类垃圾分别是湿垃圾和干垃圾，另外取决于实际需要可回收有害垃圾和可回收物中的一种或二者。其中，混有湿垃圾和干垃圾的混合垃圾可以经由混合投放口投放。智能垃圾分选分类回收箱的箱体依据所存放的垃圾类型而被划分出收集空间，各个收集空间之间并不必然需要被侧壁隔开，甚至可以仅在箱体外部以与垃圾分类领域内通用的各垃圾类型相对应的颜色和标志进行标识，例如按照《城市生活垃圾分类标志》(gb/t19095-2019)等业内标准标识，如本领域技术人员所熟知的。所述智能垃圾分选分类回收箱还包括分离机构，用于对混合投放的湿垃圾和干垃圾进行分离。
33.图1示意性地示出了根据本实用新型原理的用于收集四类垃圾的一种智能垃圾分选分类回收箱1。图2进一步示意性地示出了一种可行的内部布置方案。其中，智能垃圾分选分类回收箱1用于回收四类垃圾，即，有害垃圾、湿垃圾、干垃圾和可回收物。其中，有害垃圾收集空间101、湿垃圾收集空间102和干垃圾收集空间103从箱体1的一侧向另一侧依次并排布置，在图1的例子中，是从右至左依次布置。可回收物收集空间104可以如图1所示而与湿垃圾收集空间102相对地置于有害垃圾收集空间101另一侧，但也可以设置在有害垃圾收集空间101、湿垃圾收集空间102和干垃圾收集空间103形成的排的背侧。具体地，有害垃圾收集空间101被设置有有害垃圾投放口1011和有害垃圾储存器1012。湿垃圾收集空间102被设置有用于投放混合垃圾的混合投放口1021和湿垃圾储存器1022。干垃圾收集空间103被设置有干垃圾储存器1032。可回收物收集空间104被设置有可回收物投放口1041和可回收物储存器1042。
34.在本实施例中，智能垃圾分选分类回收箱1的分离机构是挤压机20，用于将混合垃圾中的湿垃圾和干垃圾挤压分离。
35.该智能垃圾分选分类回收箱1还具有用于为各部件提供电力和控制的电控系统30。
36.图3更具体地示出了挤压机20的例子。该挤压机20具有与混合投放口1021相通的垃圾入口21、与湿垃圾储存器1022相通的湿垃圾出口22和与干垃圾储存器1032相通的干垃圾出口23。
37.该挤压机20包括主机24，该主机24包括挤压头241、挤压腔242、动力系统243，所述动力系统243为挤压头241提供动力。挤压腔242的壁上设置有孔，用于排放挤压后的湿垃圾，所述孔例如是直径范围为4-30mm的圆孔。
38.在本实施例中，挤压机20是对顶式挤压机，因此主机24还包括对顶头244。
39.在一些实施方式中，挤压机20例如可以采用液压驱动系统，因此在这种情况下，动力系统243可以包括挤压油缸2431、对顶油缸2432、液压泵站2433和相应的管路，以便为挤
压头241和对顶头244提供动力。该动力系统243接入电控系统30。
40.在一些实施方式中，该挤压机20通过机架25被支撑在箱体10内，所述机架25的立柱的数量和位置需满足各垃圾储存器在摆放和取出时不造成干涉。
41.在一些实施方式中，挤压机20还可以包括将挤压机各部件连接固定的固定螺栓组或固定螺柱组245。
42.有利地，挤压机20被布置为，挤压头241的移动方向与竖直方向成一角度，优选地，成直角。
43.由于根据本实用新型的智能垃圾分选分类回收箱可用于居民小区等源头端场所，其占地面积通常很有限，为将分离机构合理地布置在空间受限的箱体10中，用于将混合垃圾进行分离的分离机构仅部分地设置在湿垃圾收集空间102和干垃圾收集空间103中。为此，该分离机构可以至少部分地布置在有害垃圾收集空间101中。这样可以有效地进行空间利用，不会因分离机构从湿垃圾收集空间102中延伸出来而裸露在箱体10外部或为该裸露部分额外设置包壳。
44.在本实施例中，挤压机20的主机24部分地布置在有害垃圾收集空间101中，例如，处于从所述挤压腔242中退出的全缩状态的挤压头241或动力系统243的一部分(如挤压油缸2431、液压泵站2433)。
45.由于有害垃圾投放量较少、所占储存体积不大，挤压机20的一部分处于有害垃圾收集空间101中是特别有利的。
46.为避免挤压机20的置于有害垃圾收集空间101中的那部分阻碍被投放的有害垃圾进入有害垃圾储存器1012，更加有利地，用于有害垃圾的投放口1011还可以根据挤压机在有害垃圾收集空间101中的位置设置为多个，且设置为具有不同形状和尺寸，以与有害垃圾的形状和大小相适应，进而减小因一次性投入大量形状各异的有害垃圾而堵料的可能性。例如，有害垃圾投放口1011可以设置成长条状，以适合投放诸如荧光灯管这样的细长垃圾；设置成小圆孔状，以适合投放诸如电池这样的小型零碎垃圾；设置成大方形，以适合投放诸如油漆桶这样的较大体型垃圾。
47.在图2的实施例中，有害垃圾投放口1011设置在挤压机20上方，因此还可以在动力系统243的挤压油缸2431和箱体10之间以及挤压头241和箱体10之间空出的区域中分别设置溜槽(未示出)，其连接用于有害垃圾的投放口1011和有害垃圾储存器1012，以辅助被投放的有害垃圾顺利进入有害垃圾储存器1012而不被挤压机卡住。
48.替换地，有害垃圾投放口1011也可以设置在挤压机20的处于有害垃圾收集空间101中的那部分的下方，此时用于有害垃圾的投放口1011可以与有害垃圾储存器1012直接连通而没有卡住垃圾的风险。
49.由于源头端用户的垃圾分类收集箱受尺寸和预算限制，无法像中转站或垃圾处理终端那样在干湿垃圾分离处理之前对混合的干湿垃圾进行预处理，因此有利地，如图4所示，挤压腔242采用扁平形方腔结构，即，方腔的高度h小于宽度w2。一方面挤压机在高度方向上的尺寸更小，另一方面减少了挤压腔242的横截面积，以在节省高度方向上的空间同时获得更大的压强和更彻底的分离。此外，扁平形结构还使得在同等横截面积的条件下，可以获得尽可能大的垃圾入口，以避免发生堵塞。例如，挤压腔242与垃圾入口21相连部分的长度l和宽度w1可均大于300mm，以适应各种袋装的垃圾投放。更有利地，挤压腔242的上表面
不开孔，而直接作为挤压机20的外壳，这样可以避免在高度方向上额外添加外壳，从而使得分离机构在高度方向上的尺寸进一步减小，且也有利于防止湿垃圾堆积于分离机构的上表面。另外，垃圾入口21可以有利地在挤压腔242上方布置在靠近挤压头的那端。
50.有利地，各个投放口1011、1021、1041可以分别设置有能自动启闭的启闭门1013、1023和1043，这些自动启闭门也接入电控系统30。箱体10还可设置有用于取出垃圾的有害垃圾箱门1014、湿垃圾箱门1024、干垃圾箱门1034和可回收物箱门1044，以便于工作人员取出垃圾。
51.现将介绍根据上述实施例的智能垃圾分选分类回收箱1的操作原理。
52.智能分选分类回收箱1通电后处于工作等待状态，且自动启闭门1013、1023和1043处于关闭状态。此时，挤压机的挤压头241在挤压腔242的一侧处于从所述挤压腔242中退出的全缩状态，而对顶头244在挤压腔242的另一侧处于全伸状态，二者一同将挤压腔242两侧封闭。
53.居民将按有害垃圾、混合垃圾和可回收物分好类的垃圾进行投放，相应的启闭门自动感应打开：
54.当投放有害垃圾时，自动启闭门1013自动开启，有害垃圾通过投放口1011进入有害垃圾储存器1012，自动启闭门1013自动开启后延迟若干秒自动关闭，等待下一次投料。
55.类似地，当投放可回收物时，自动启闭门1043自动开启，可回收物通过投放口1041进入可回收物储存器1042，自动启闭门1043自动开启后延迟若干秒自动关闭，等待下一次投料。
56.当投放混合垃圾时，自动启闭门1023自动开启，混合垃圾通过投放口1021进入挤压机20的与之相通的垃圾入口21，自动启闭门1023自动开启后延迟若干秒自动关闭。混合垃圾随后进入挤压腔242内，与此同时电控系统30指示挤压机20的动力系统243开始运行，进而驱动挤压油缸2431和对顶油缸2432工作，于是挤压头241从全缩状态向对顶头244的方向运动，而对顶头244带上压力保持在全伸状态不动。挤压头241将混合垃圾进一步推进挤压腔242，当挤压头241移过垃圾入口21后挤压头241与对顶头244在挤压腔242内形成封闭空间，挤压头241和对顶头244的共同作用对混合垃圾进行挤压。在挤压过程中分离出的湿垃圾经由挤压腔242的壁上的孔流出，并汇集到湿垃圾出口22，从挤压机20排入到湿垃圾储存器1022；剩下的干垃圾组分保留在挤压腔242内。挤压结束后，挤压油缸2431继续驱动挤压头241向对顶头244的方向运动直至全伸状态，对顶油缸2432驱动对顶头244开始向背离挤压头241的方向运动至全缩状态，以空出干垃圾出口23，使得分离后的干垃圾从挤压机20排入到干垃圾储存器1032中。之后，挤压油缸2431驱动挤压头241恢复至全缩状态，对顶油缸2432驱动对顶头244恢复至全伸状态，进而完成一次挤压循环，等待下一次投料。
57.各类储存器储满后，工作人员可通过各垃圾箱门1014、1024、1034和1044分别取出垃圾。
58.在本实施例中，挤压机在所述挤压腔242内产生的压力范围为0-60mpa。应注意，该压力可以根据不同区域的居民生活习惯、不同类型垃圾的投放量和终端处理条件不同而进行调整。
59.有利地，挤压机的压力范围为10mpa-60mpa的高压。在高压挤压力下，混合垃圾中的湿垃圾组分(例如，剩菜、剩饭、肉类、水果等)和干垃圾组分(例如塑料袋、饭盒、易拉罐、
陶瓷、筷子等)将更加彻底地被迫分离，其湿垃圾成分甚至可以是浆化的产物，其呈半固体形态，其含水率为65％-85％。
60.图2示出的挤压机20利用对顶机构。作为对对顶机构的替换，该挤压机20可以利用闸板机构。如图5所示，主机包括所述闸板246，其由所述动力系统提供动力。闸板246可以在动力系统243带动下在第一位置和第二位置之间移动，当挤压头241挤压垃圾时，闸板246处于第一位置，其与挤压头241一起封闭挤压腔242，当挤压完毕、挤压头241需要排放干垃圾时，闸板246移动至第二位置，在该第二位置中，其将挤压腔242原本被闸板246关闭的那端开启，使得挤压腔242和干垃圾出口23相通，从而干垃圾从挤压腔242通过干垃圾出口23而被排放。
61.利用闸板式挤压机的智能垃圾分选分类回收箱1的操作原理与利用对顶式挤压机的智能垃圾分选分类回收箱1的操作原理相似，主要区别在于闸板式挤压机分离混合垃圾和将被分离的干湿垃圾排放到相应垃圾储存器的方式。因此，与利用对顶式挤压机的智能垃圾分选分类回收箱1的操作原理相同或相似的部分不再赘述。
62.当被投放的混合垃圾进入挤压腔242后，此时闸板246处于第一位置，与挤压头241一起封闭挤压腔242。电控系统30指示挤压机20的动力系统243开始运行，进而驱动挤压油缸2431工作，于是挤压头241从全缩状态向闸板246的方向运动，闸板246此时保持不动。挤压头241将混合垃圾进一步推进挤压腔242，并与闸板246共同作用，在封闭的挤压腔242内对混合垃圾进行挤压。在挤压过程中分离出的湿垃圾经由挤压腔242的壁上的孔流出，并汇集到湿垃圾出口22，从挤压机排入到湿垃圾储存器1022；剩下的干垃圾组分保留在挤压腔242内。挤压结束后，闸板246移动至第二位置，使挤压腔242的原本被闸板246关闭的那端开放，使得挤压腔242和干垃圾出口23相通。挤压油缸2431继续驱动挤压头241沿挤压腔向开放的端部运动直至全伸状态，以推动干垃圾从挤压腔242通过干垃圾出口23而被排放。之后，挤压油缸2431驱动挤压头241恢复至全缩状态，闸板246回到第一位置，进而完成一次挤压循环，等待下一次投料。
63.上述挤压机的动力驱动系统，除了液压驱动系统，也可以选择电动驱动系统，例如，选择电动缸，将电机的旋转运动通过丝杠和丝杠副的机械运动转换为推杆的直线运动，推杆驱动挤压头对垃圾进行挤压。
64.除了上述实施例采用的柱塞式挤压机，本领域的技术人员也可以设想其他类型的挤压机构，例如离心分离机构。
65.如上所述，为了将分离机构合理地布置在空间受限的箱体10中，分离机构仅部分地设置在湿垃圾收集空间102和干垃圾收集空间103中，从而分离机构至少部分地布置在另一类垃圾的收集空间中，在上述例子中，是有害垃圾收集空间101。替换地，可以将可回收物收集空间104与湿垃圾收集空间102相对地置于干垃圾收集空间103另一侧。当然，也可以将上述各种可行的方案中的有害垃圾收集空间101和可回收物收集空间104位置对调，而将分离机构至少部分地布置在可回收物空间104中。作为另一非限制性例子，可以仅设置有害垃圾收集空间101和可回收物收集空间104中的一个。
66.基于本实用新型的构思，本领域的技术人员可以使分离机构至少部分地布置在智能垃圾分选分类回收箱的并非用于湿垃圾和干垃圾的垃圾收集空间中。作为非限制性例子，除了将分离机构至少部分地设置在有害垃圾收集空间和可回收物收集空间之一中，还
可以将其部分地设置在这两种收集空间中。例如，在图2中的部分地位于有害垃圾收集空间101中的主机24也可以进一步延伸到可回收物收集空间104中，从而处于全缩状态的挤压头241或挤压油缸2431都可以部分地位于可回收物收集空间104中；同样，动力系统243和机架25也可以部分地处于可回收物收集空间104，从而在有害垃圾收集空间101中节省一部分空间，一方面可以让出更多通路减少堵料，另一方面还可以设置更大容量的有害垃圾储存器。
67.图6示出了基于本实用新型构思的另一实施例。智能垃圾分选分类回收箱1的箱体10还附加地包括位于湿垃圾收集空间102和有害垃圾收集空间101之间的第二湿垃圾收集空间102’，该第二湿垃圾收集空间具有用于直接投放湿垃圾的湿垃圾投放口1021’和与所述湿垃圾投放口1021’相通的第二湿垃圾储存器1022’。另外，干垃圾收集空间103还具有用于直接投放干垃圾的干垃圾投放口1031，所述干垃圾投放口1031与所述干垃圾储存器1032相通。
68.有利地，湿垃圾投放口1021’可以设置有被接入电控系统30的自动启闭门1023’。箱体10还可设置有用于取出垃圾的第二湿垃圾箱门1024’，以便于工作人员取出垃圾。
69.分离机构20在本实施例中有利地为闸板式挤压机，其部分地位于有害垃圾收集空间101和可回收物收集空间104中。有利地，当挤压头处于全缩状态时，该挤压头可至少部分地位于有害垃圾收集空间101中；油缸可同时位于有害垃圾收集空间101和可回收物收集空间104中；液压泵站2433被布置在有害垃圾收集空间101中。
70.根据本实施例的智能垃圾分选分类回收箱可以为居民投放垃圾提供更多选择，即：如果居民未完成干湿垃圾分类，可将混合垃圾经由混合投放口投放，则智能垃圾分选分类回收箱进行自动分离，如前所述；如果居民已完成湿垃圾分类，但湿垃圾依然由袋包裹，居民仍可以将该袋装湿垃圾经由混合投放口投放，此时智能垃圾分选分类回收箱依然进行破袋处理、自动分离；或者，如果居民已完成湿垃圾分类且可以手动破袋或开袋，则可以直接经由相应的垃圾投放口1021’投放，省去智能垃圾分选分类回收箱的分离步骤；同样，如果居民已完成干垃圾分类，则可以直接经由相应的垃圾投放口1031投放，省去智能垃圾分选分类回收箱的分离步骤。
71.基于上述构思，本领域的技术人员应设想各种变体。例如，湿垃圾收集空间102和第二湿垃圾收集空间102’可以为一体的；再例如，可以仅额外设置湿垃圾投放口1021’，此时干垃圾可作为与湿垃圾混合的混合垃圾从混合垃圾口1021投放；或者，仅额外设置干垃圾投放口1031，此时，湿垃圾可作为与干垃圾混合的混合垃圾从混合垃圾口1021投放。
72.当然，如前述实施例，可以将有害垃圾收集空间101和可回收物收集空间104位置对调，或者仅设置它们中的任一个。
73.根据本实用新型的智能垃圾分选分类回收箱的各个垃圾收集空间的宽度可以一致，如图1、2所示；也可以根据实际需要设置为不一致的，如图6所示。
74.本领域的技术人员还可以在此构思下设想智能垃圾分选分类回收箱中各个收集空间的其他布置。
75.通过上述分选分类回收，极大地提升了垃圾分类工作的成效，有助于推动垃圾分类的模式创新和革命，实现社会、经济和生态效益。
76.已经出于描述和阐释的目的提供了前述说明。特定构造的元件或特征并不限于该特定构造，而是在适当情况下可互换或组合。特定实施例的元件或特征也可以多种方式改
变。这样的变形不应被认为偏离本实用新型的范围，并且所有这样的变形形式旨在被包括在本实用新型的范围内。