專利名稱：垃圾處理裝置及方法
技術領域：
本發(fā)明涉及城市固體垃圾等的處理。
背景技術：
本發(fā)明涉及用于處理加工材料的系統(tǒng)和方法，更具體而言，本發(fā) 明涉及用于處理城市固體廢料、醫(yī)療廢料、再生紙等的系統(tǒng)和方法。
由于填埋場越來越匱乏且環(huán)境管制越來越嚴格，人們已經在努力
減少加工材料的體積，如城市固體垃圾("MSW")和諸如新聞紙和 其它再生和再循環(huán)紙產品的紙材料，作為處置這些材料的過程中的步 驟，這些材料可通過將其填埋在填埋場、焚燒來處置，或通過再循環(huán) 來處置。
已經開發(fā)出用來破碎這些要處置的材料的系統(tǒng)和方法，或在材料 是紙產品的情況下，該系統(tǒng)和方法用來隔離。
美國專利5,190,226是這種處理和裝置的一個示例，該專利公布了 一種用于MSW的分離、回收和再循環(huán)的裝置和方法。該裝置包括在上 游端由往復式柱塞供料的轉筒、相連接的將高溫蒸汽引入轉筒內的蒸 汽源，以及螺旋肋或螺旋提升刮片，該螺旋肋或螺旋提升刮片安裝在 轉筒內，用于沿著轉筒的長度輸送沉積在轉筒的上游端的材料。
美國專利5,119,994中描述了另一個示例，所描述的是保持為固定 的蒸汽處理容器，該容器優(yōu)選與水平面成一定角度。
現(xiàn)有技術的裝置中一個缺點在于，容器中的垃圾產物裝料部分變得緊實，這要么是由于將容器相對于水平面保持在固定的位置而被動 地造成的，要么是通過使用螺旋肋或螺線肋裝置而主動引起的。該螺 旋肋或螺線肋裝置在容器旋轉時沿水平方向(或沿平行于容器縱軸的 方向)抵靠著活性表面而驅策裝料部分。在某些情況下，垃圾產物裝 料的緊實部分造成垃圾產物裝料部分與蒸汽處理環(huán)境隔離。
現(xiàn)有技術的另一個缺點在于，現(xiàn)有系統(tǒng)和方法沒有考慮對放入容 器內的能量最有利的控制和分配，以及該能量到垃圾裝料堆的有效傳 遞。另外，每個垃圾產物裝料在組成上將不同，因此，在熱容量和進 行有效處理的能量需求上也不同。在現(xiàn)有技術的方法中，要么處理參 數(溫度、壓力或時間)不得不隨每個垃圾裝料的不同而變化，要么 被處理產物的一致性(即，主要指顆粒大小、水份含量、破碎和處理 程度)隨組與組之間不同而變化。這使得用于處理垃圾的經濟且技術 上可行的工業(yè)處理不夠有效率。
因此，能夠確定給定的垃圾產物裝料的熱容量并從而確定進行該 裝料的有效處理所需的能量也是有利的，這樣能以更高的效率執(zhí)行處理。
在美國專利6,397,492中描述了一種嘗試實現(xiàn)更高效率處理的方 法，該方法涉及裝載期間連續(xù)供應蒸汽，同時旋轉容器，以在加載期 間將垃圾破碎成大體上密度均勻的材料，使得在每一組中處理相同堆 垃圾。然而，該處理在加載期間需要單獨的蒸汽處理，這導致每組垃 圾更大的總時間需求。
因此，存在對允許更多時間和能量效率而同時能處理重量和組成 上變化的裝料垃圾的方法的需求。
因此，本發(fā)明代表了對如下這些美國專利中所描述的現(xiàn)有技術的 裝置和方法的改進，這些專利是美國專利5,540,391 、 5,1126,363、
5,253,764、 5,190,226、 5,361,994、 5,427,650、 5,470,809禾卩6,397,492，
這里將所有這些專利并入作為參考。

發(fā)明內容
本發(fā)明包括用于處理固體垃圾產物的裝置，該裝置包括以可旋 轉的方式安裝的圓柱形容器，該圓柱形容器具有第一端、第二端和內 部表面，至少一端終止在敞口中，該敞口可打開，以便可以進入容器 內部，該敞口還可以可密封的方式關閉，以允許容器的加壓；蒸汽入 口，該蒸汽入口布置在一端或兩端，用于注入蒸汽；多個基本直葉片， 這些葉片從容器的內部表面伸出，每個葉片基本沿著容器的整個長度
延伸，以便能夠將垃圾材料從容器底部向容器頂部輸送，并能夠釋放 垃圾材料，使其落到容器的底部；和至少一個致動器，該致動器用于 在第一端高于第二端的位置和第二端高于第一端的位置之間移動容器 (也就是說，容器在第一端從水平位置指向上的位置和第二端從水平 位置指向上的位置之間移動)。
所述容器還可以任何允許這種移動的方式來支撐。優(yōu)選地，容器 由鉸接的支點支撐，容器可繞該點移動。
所述容器還包括至少一個門或敞口，或相似的裝置，以便進入容 器內部，用來裝載或卸載垃圾裝料，這些垃圾裝料可由輸送裝置或其 它的傳統(tǒng)裝置輸送到容器。
該裝置包括用于旋轉所述容器的裝置，如本領域中公知和使用的 裝置，例如轉爐托圈和輥，或鏈驅動齒輪和鏈輪系統(tǒng)，或"定位樁(spud)" 環(huán)。任何以被控制的速度旋轉容器的合適方法都是適用的。然而，容 器的旋轉必須還能夠容許這里描述的致動器作用下的移動。
葉片裝置和容器的內部優(yōu)選是這樣設置的，§卩不存在容器旋轉 期間讓垃圾產物裝料可抵靠著被橫向壓縮的表面；即沿著平行于容器
縱軸的方向；并且，穿過容器的基本整個長度設有打開的中間區(qū)域(即， 容器的處理空間)。這種設置允許垃圾產物裝料部分從容器的底部向 容器的頂部輸送，并被釋放，穿過加壓的蒸汽環(huán)境落到容器的底部， 成為密度相對較低的不連續(xù)部分，以增加該部分相比于容器的蒸汽環(huán) 境中的表面積。
在替選實施例中，葉片可設置成相鄰對的葉片朝容器的相對端匯 聚。在這種變化形式中優(yōu)選的是，每個葉片沿其長度設有輕微的扭曲， 這樣與葉片相對較下端的垃圾部分相比，葉片上端上的垃圾部分在旋 轉后朝容器的頂部上升時，其下落的時間間隔較小。就此而言，葉片 是微微扭曲的，使得匯聚的相鄰葉片的端部相互扭曲分開，而發(fā)散的 相鄰葉片的端部朝向彼此扭曲。
在設計成容納大量物質(即，若干噸)和保持這些容納物處于壓 力之下這方面，該容器將具有很多與本領域中公知和使用的那些的相 同的特征，
蒸汽入口由蒸汽管路提供蒸汽，這些管路適于容許容器的移動。 這些蒸汽管路可以是任何適合傳輸高壓蒸汽的管路材料。這些管路是 柔性的，或者設有足夠柔韌的聯(lián)接或鉸接，以容許容器的移動，這些 管路一般由一個或多個閥控制，用來在垃圾處理期間選擇性地將蒸汽 引入或導出容器。蒸汽可設在沿容器長度的任何位置，并且存在很多 用于沿這種容器的長度設置若干蒸汽入口的公知設置。然而，最簡單 的設置是在容器的一端或兩端設置蒸汽入口。提供給容器的蒸汽可以 是飽和蒸汽或過熱蒸汽，并可靜態(tài)地設置或設置成穿過容器的流束， 或者甚至為進入容器內的不連續(xù)的蒸汽脈沖的形式，如過熱蒸汽脈沖。
致動器可以是任何能夠在第一端比第二端高的位置和第二端比第 一端高的位置之間移動容器的裝置。致動器通常適于以能夠調平布置 在其中的固體垃圾產物裝料的速度在第一端比第二端高的位置和第二 端比第一端高的位置之間移動容器。示例可包括液壓致動器和機械螺旋致動器，這些致動器可以分別布置在容器重心的每一側的形式成對 地設置。致動器可以是例如線性機械螺旋致動器，如Dayton Ohio的 Joyce的名為Joyce ComDrive的商用致動器，以及來自North Carolina 的Charlotte的Duff-Norton的商用致動器。
該裝置還可包括與致動器獨立或相關聯(lián)的載荷傳感器。載荷傳感 器可以是任何能夠檢測并記錄量級與本發(fā)明類型的垃圾處理容器相關 聯(lián)的載荷的類型。
該裝置可選擇性地包括與載荷傳感器相關聯(lián)的微處理器或PLC控 制器，該微處理器或PLC控制器具有編程指令，以便確定在容器內如 每個致動器位置處分配的載荷。微處理器或PLC控制器還可適于向致 動器發(fā)出信號，作為對容納在容器中的垃圾產物裝料分布的變化的響 應。
該裝置還可包括沿著容器的長度布置的多個熱電偶或溫度計。這 些熱電偶或溫度計可具有與它們相關聯(lián)的微處理器或PLC控制器，所 述微處理器或PLC控制器具有編程指令，這些編程指令適于計算由容 納在容器中的垃圾產物裝料隨時間吸收的能量。
該裝置還可包括控制系統(tǒng)來操作容器。該控制系統(tǒng)可包括控制計 算機的計算機程序編碼產品，該計算機包括與具有外圍控制部件的存 儲器系統(tǒng)相連的一個或多個中央處理單元(CPU)，例如Calif的Santa Clara的Intel公司的商用Pentium您微處理器。
最優(yōu)選地，該裝置具有與致動器相關聯(lián)或相獨立的載荷傳感器， 該載荷傳感器適于確定容納在容器中的垃圾產物裝料的質量，微處理 器或PLC控制器具有編程指令，以確定容納在容器中的垃圾產物裝料
的單位質量的能量吸收。
該裝置還包括至少一個馬達或其它用于旋轉容器的裝置。馬達可 通過合適的驅動/傳動裝置連接于容器。例如，如圖所示，馬達可連接 于包圍容器的驅動套管。 一般地，馬達和驅動裝置將以與容器自身的 移動一起移動的設置方式來安裝，例如通過安裝在支撐容器的活動架上。
僅具有尖端調平致動器的裝置
本發(fā)明的又一變化形式是這樣的用于處理固體垃圾產物的裝置， 該裝置包括以可旋轉的方式安裝的圓柱形容器，該圓柱形容器具有 第一端、第二端和內部表面，至少一端終止在敞口中，該敞口可打開， 以便可以進入容器內部，該敞口還可以可密封的方式關閉，以允許容 器的加壓；蒸汽入口，該蒸汽入口布置在至少一端，用于注入蒸汽； 多個基本直葉片，這些葉片從容器的內部表面伸出，每個葉片基本沿 著容器的整個長度延伸(即，提供蒸汽處理和垃圾裝料的運動的被容 納體)，以便能夠將垃圾材料從容器底部向容器頂部輸送，并能夠釋 放垃圾材料，使其落到容器的底部；和至少一個致動器，該致動器用 于在第一端高于第二端的位置和第二端高于第一端的位置之間移動容 器。
僅具有搖動調平裝置的裝置
本發(fā)明的又一變化形式是這樣的用于處理固體垃圾產物的裝置， 該裝置包括以可旋轉的方式安裝的圓柱形容器，該圓柱形容器具有 第一端、第二端和內部表面，至少一端終止在敞口中，該敞口可打開， 以便可以進入容器內部，該敞口還可以可密封的方式關閉，以允許容 器的加壓；蒸汽入口，該蒸汽入口布置在至少一端，用于注入蒸汽； 和至少一個用于搖動容器的致動器，以便能夠調平布置在其中的固體 垃圾產物裝料。
涉及穿過低密度區(qū)域自由下落的處理垃圾方法
技術領域：
本發(fā)明還包括一種在具有中間縱軸的容器中處理固體垃圾產物的
方法，該方法包括沿著容器的底部對容器裝載固體垃圾產物裝料， 該容器具有多個基本直葉片，這些葉片從容器的內部表面伸出，每個 葉片基本沿著容器的整個長度延伸；將容器密封；將蒸汽引入容器中； 旋轉容器，以使固體垃圾產物裝料從容器底部向容器頂部移動，并能 穿過容器落下，以保持基本沿容器長度的低密度垃圾區(qū)域；以及此后 對容器降壓并從容器中卸載處理過的垃圾。
一般地，固體垃圾產物從容器的底部向容器的頂部被移動，固體 垃圾產物從而能夠穿過容器內部的相對較低密度區(qū)域落在一連串不連 續(xù)的部分中。
優(yōu)選地，容器在固體垃圾產物裝料沿著平行于中間縱軸的方向基 本不被壓縮的情況下被旋轉。同樣優(yōu)選地是，固體垃圾產物裝料在容 器旋轉時被主動地調平，或者，容器在旋轉的同時被搖動。
本方法的另一個優(yōu)選的方面在于，固體垃圾產物在容器旋轉的同 時沿著平行于中間縱軸的方向被來回地輸送。這可通過使用致動器傾 斜容器來實現(xiàn)，和/或通過使用葉片對朝相對端匯聚的設置時多個葉片 的作用來實現(xiàn)。
最優(yōu)選地是成對地設置葉片，葉片對以交替的方式朝容器的相對 端匯聚，以提供垃圾裝料堆的附加的側到側的運動。另外，葉片還可 設有繞其縱軸的扭曲，這樣在容器旋轉時，在由每個有角度的葉片的
相對較高的部分升起的垃圾裝料堆部分的下落和由每個有角度的葉片 的相對較低的部分升起的垃圾裝料堆部分的下落之間提供了時間延 遲。
最優(yōu)選地，蒸汽從容器的兩端被引入。最優(yōu)選地，蒸汽是使用合 適的閥和壓力釋放系統(tǒng)以脈沖形式引入容器中的過熱蒸汽。
在本發(fā)明的方法的另一個優(yōu)選變化形式中，固體垃圾產物裝料的 質量分布在容器旋轉的同時被測量，可選地，由固體垃圾產物裝料吸 收的能量在容器旋轉的同時被測量。
本發(fā)明的方法還可以此為特征，S卩在容器旋轉時測量固體垃圾 產物裝料的質量分布和測量固體垃圾產物裝料吸收的能量，以及由固 體垃圾產物裝料隨時間吸收的能量確定處理固體垃圾產物裝料所需的 時間。這又允許操作人員在由固體垃圾產物裝料隨時間吸收的能量確 定的處理固體垃圾產物裝料所需的時間之后，中止固體垃圾產物裝料 的處理。這可以由操作人員完成，或通過來自微處理器或PLC控制器 的反饋控制自動完成。
本發(fā)明的裝置和方法提供了優(yōu)于現(xiàn)有系統(tǒng)的優(yōu)點，現(xiàn)有系統(tǒng)的特 征在于設計成將固體垃圾產物裝料從容器的一端移到另一端的螺旋或 有角度的裝置，或其它以垂直于容器的縱軸布置的表面為特征的內部 裝置。這些裝置通常導致垃圾產物裝料的一部分被壓縮，從而阻礙了 那些部分的高效和完整的處理。
相比之下，本發(fā)明的裝置和方法允許在處理開始前或處理剛開始 后通過調平載荷形成沿著容器長度延伸的區(qū)域。本發(fā)明的裝置的葉片 容納垃圾產物裝料部分并連續(xù)的提升這些部分，并允許這些部分穿過 該低密度區(qū)域落下，而基本上不壓縮任何垃圾產物裝料部分，這是例 如通過垃圾裝料部分沿著容器的縱軸的輸運來實現(xiàn)的，或通過將容器 相對于水平面保持在傾斜位置來實現(xiàn)。
另外，本發(fā)明的裝置和方法允許容器內區(qū)域的載荷和溫度被監(jiān)測。


圖1是根據本發(fā)明的一個實施例的用于處理固體垃圾產物的裝置 的透視圖。
圖la是圖1所示的裝置的另一個透視圖。
圖2是根據本發(fā)明的一個實施例的用于處理固體垃圾產物的容器
的橫截面圖。
圖3是根據本發(fā)明的一個實施例的用于處理固體垃圾產物的裝置
的另一個透視圖。
圖4是根據本發(fā)明的一個實施例的用于處理固體垃圾產物的裝置 的平面圖。
圖5是根據本發(fā)明的一個實施例的用于處理固體垃圾產物的容器 的橫截面圖。
圖6是可以使用本發(fā)明的垃圾處理系統(tǒng)的示意圖，所述垃圾處理 系統(tǒng)用于根據本發(fā)明的一個實施例處理固體垃圾產物。
圖7是可以使用本發(fā)明的垃圾處理系統(tǒng)的示意圖，所述垃圾處理 系統(tǒng)用于根據本發(fā)明的另一個實施例處理固體垃圾產物。
圖8是處理容器的圓柱形部分的縱向視圖，示出了本發(fā)明的替選 實施例，在該替選實施例中，多個直葉片使用在該容器中。
圖9是處理容器的圓柱形部分的正視圖，示出了本發(fā)明的替選實 施例，其中，多個直葉片使用在該容器中。
圖IO是處理容器的圓柱形部分的透視圖，示出了本發(fā)明的替選實 施例，其中，多個直葉片使用在該容器中。
具體實施例方式
與前面的發(fā)明內容相一致，下面的內容對優(yōu)選實施例提供詳細的 描述，該優(yōu)選實施例目前被認為是本發(fā)明的最佳實施方式。
本發(fā)明涉及用于垃圾再循環(huán)的處理。該處理對諸如玻璃、塑料、 金屬的高密度材料進行殺毒，從城市固體垃圾(MSW)中回收其它的， 將紙、硬紙板、食品垃圾等轉化成可用纖維并將該纖維從其它可回收 材料中分離出來。
圖1示出了根據本發(fā)明的一個實施例的用于處理固體垃圾產物的
裝置的示例。
圖1示出了以可旋轉的方式安裝的圓柱形容器1，該圓柱形容器1 具有第一端、第二端和內部表面，第一端和第二端中至少一端終止在
敞口2中，敞口2可打開，以便能夠進入容器內部，敞口2還可以以 可密封的方式關閉，以允許對容器加壓。優(yōu)選地，該容器在任一端上 具有敞口，這樣容器可打開，以便能夠進入容器內部，并且容器可以 以可密封的方式關閉，以允許對容器加壓，并使得容器能夠在一端被 裝載，在另一端卸載。這可以通過使用柱塞來完成，該柱塞可通過延 伸穿過容器從容器中推動已處理的裝料。
圖1中還示有用于注入蒸汽的蒸汽入口 3，該蒸汽入口 3布置在 至少一端，并優(yōu)選布置在兩端。蒸汽入口 3可連接于蒸汽管路(未示 出)，以便將蒸汽引入容器并保持蒸汽壓力。
圖1還示出了多個基本直葉片4，這些葉片從容器的內部表面伸 出，每個葉片基本沿著容器整個長度延伸，以便能夠將垃圾材料從容 器的底部向容器的頂部輸送，并能夠釋放垃圾材料，使其落到容器底 部。
容器可相對于上框部分5旋轉，例如通過機械套管驅動裝置6。 該處理固體垃圾產物的裝置還包括至少一個馬達或其它用于旋轉容器 的裝置。
馬達7可通過合適的驅動/傳動裝置以其它方式連接于容器，例如 通過鏈或帶連接于鏈輪。
一般地，馬達和驅動裝置將以與容器自身的移動一起移動的設置 方式安裝，例如通過安裝在支撐容器的活動框5上。 上框部分5又通過下框部分8支撐，下框部分8包括支點樞轉部
分9。在圖1中還示有在支點樞轉部分9任一側的機械螺旋致動器10， 該致動器10在第一端高于第二端的位置和第二端高于第一端的位置之 間移動容器1。該移動允許操作人員在蒸汽處理之前和蒸汽處理期間平 衡垃圾產物裝料的載荷。在蒸汽處理期間平衡垃圾產物裝料的載荷允 許操作人員給總的垃圾產物以更均勻的熱傳遞，例如通過去除可在垃 圾堆中產生的冷點。致動器10可通過驅動桿11橫跨框架8 —前一后 地連結，驅動桿11由對應的電機12驅動。
致動器10可包括確定最初裝載的垃圾產物裝料的平衡狀態(tài)的載 荷傳感器。如果測定出垃圾產物裝料在最初裝載后失衡，致動器10可 用來通過來回的擺動或快速的搖動使垃圾產物裝料在容器內的位置改 變，從而重新分配載荷，以使其平衡。載荷傳感器可對設有編程指令 的微處理器或PLC控制器提供信號或信息，以獲取每個傳感器處的載 荷，并將反饋指令提供給致動器。
圖1還示出了以可旋轉的方式安裝的圓柱形容器1中第一端相對 于第二段被升高，這將是在輸入輸送裝置13的幫助下用于對容器進行 裝載的位置。該位置還可用于將處理過的垃圾產物排到排出輸送裝置 14上，或用于向第二端驅策垃圾產物裝料，以在處理期間調平垃圾產 物的載荷。容器1的位置當然可沿著從水平位置到圖1所示的最大傾 斜角度到其對應的相反角度之間的任何角度的位置范圍內不同。
圖la是圖l所示的裝置的另一個透視圖，示出了排出端或第二端 低于輸入端或第一端。
圖3示出了圖1中描繪的以可旋轉的方式安裝的圓柱形容器1中 第一端與第二端處于相同高度的情況，這樣容器是水平的，圖3使用
和圖1中相同的附圖標記。該位置是典型的容器將在操作期間被保持 的位置，需要進行相對較小的調整將垃圾產物裝料向任一端驅策，以
調平垃圾產物的載荷。該視圖還示出了第二敞口 2a(具有蒸汽入口 3a)， 該第二敞口 2a用作處理過的垃圾產物裝料的退出敞口。
相反地，圖4示出了圖1中描繪的以可旋轉方式安裝的圓柱形容 器1的頂視平面圖，其中，第二端相對于第一端被升高，以致可能需 要朝第一端移動垃圾產物裝料，以調平垃圾產物的載荷。
圖5是根據本發(fā)明的一個實施例的用于處理固體垃圾產物的容器 系統(tǒng)的縱向橫截面圖，該視圖使用與圖l和圖2相同的引線，并沿圖4 的5-5線截取。圖5示出了諸如圖2 (沿圖4的2-2線的橫截面)所示 的16a-16d的葉片中的一個葉片的角度位置，并且還示出了相鄰的葉片 對朝容器的相對端交替地匯聚。該視圖還示出了容器在任一端可另外 包括截頭圓錐部分，以輔助對容器進行裝載和卸載，并幫助保持垃圾 產物裝料部分定向在容器的設有用于攪動的葉片的部分中。圖2和圖5 還示出了葉片優(yōu)選是微微扭曲的，使得匯聚的相鄰葉片的端部相互扭 曲分開，而發(fā)散的相鄰葉片的端部朝向彼此扭曲。
圖8、圖9和圖IO示出了這里描述的處理容器的圓柱形部分，并 示出了本發(fā)明的替選實施例，在該替選實施例中，多個直葉片使用在 該容器中。
圖8示出了代替這里描述的容器1的處理容器20的圓柱形部分的 縱向視圖，這里，多個直葉片21使用在該容器中。葉片21安裝在單 獨的安裝架22上，安裝架22用于保持葉片21遠離內部表面23。圖8 是沿圖9的8-8線截取的視圖。安裝架22還可用來安裝這里描述的扭 曲葉片。
圖9是處理容器20的圓柱形部分的正視圖，用假想線示出了多個 直葉片21和保持葉片21遠離內部表面23的安裝架22。
圖10是處理容器20的圓柱形部分的透視圖，用假想線示出了多
個直葉片21和保持葉片21遠離內部表面23的安裝架22。
圖6是可以使用本發(fā)明的垃圾處理系統(tǒng)的示意圖，所述垃圾處理 系統(tǒng)根據本發(fā)明的一個實施例用于處理固體垃圾產物，所述實施例允 許穿過容器的單向蒸汽流動。該圖示出了設計成對容器提供蒸汽的系 統(tǒng)的各個部件以及優(yōu)選實施例的輔助部件。該圖還示出了使用標準記 號的閥和量具的位置，如控制閩、單向闊、熱電偶、過濾器、壓力表、 馬達和泵。
圖7是可以使用本發(fā)明的垃圾處理系統(tǒng)的示意圖，所述垃圾處理 系統(tǒng)根據本發(fā)明的另一個實施例用于處理固體垃圾產物，所述另一個 實施例允許以脈沖形式提供的雙向蒸汽穿過容器的流動。該圖還示出 了使用標準記號的閥和量具的位置，如控制閥、單向閥、熱電偶、過 濾器、壓力表、馬達和泵。該示意圖提供了允許蒸汽、尤其是過熱蒸 汽以脈沖形式提供到本發(fā)明的容器的系統(tǒng)的示例。
圖3和圖4的視圖僅用于示例的目的，應當理解的是，容器在處 理期間可傾斜到更小的程度，以減少通過調平進行的載荷分配調整。 并且，根據呈現(xiàn)出載荷情況，這種移動可能會相對猛烈或較低和/或是 反復進行的。
圖2還示出了表示垃圾產物裝料的頂部的線17的示例， 一旦在 容器1內被調平后，將會出現(xiàn)該線。垃圾產物裝料離開其上方的空間 18的區(qū)域，使得蒸汽區(qū)域延伸容器的長度，當容器旋轉時，垃圾產物 的連續(xù)部分將穿過容器。優(yōu)選地，容器的內部基本上沒有呈基本不平 行于容器的中間縱軸的表面的結構。
從示出了容器1、內部表面15和葉片16a-16d的圖3和圖2中所
示的裝置的橫截面中可以看到容器的操作。
葉片可以是直并基本平行于容器的縱軸，或者，如圖2所示，葉
片優(yōu)選是有角度的，使得相鄰的葉片對(如16a和16b)朝容器的一端 匯聚，同時連續(xù)的葉片對(如16b和16c)朝容器的相對端匯聚，如圖 2所示。直葉片允許垃圾裝料部分隨著容器的旋轉被垂直地升高和垂直 地降下。通過允許連續(xù)的垃圾裝料部分與垂直面成一定角度地落下， 上述的有角度的葉片還造成連續(xù)的垃圾裝料部分隨著容器旋轉的交替 的側到側的運動，使得這些連續(xù)部分輕輕地側到側地移動而不被緊壓。
在容器裝載了垃圾產物裝料之后，穿過其裝載垃圾裝料的門被關 閉，蒸汽不停地引入容器中，容器被加壓。新鮮的蒸汽可連續(xù)地從裝 載端供入容器中，在達到預定的處理壓力后，蒸汽可離開容器進入蒸 汽排出管。
容器的溫度和壓力受監(jiān)測，且蒸汽的流動被控制，以保持處理進 行在預定的處理范圍(一般在50psi、 300下左右)內。容器在預定速度 (取決于容器的尺寸)下旋轉，在預定量的時間(一般為20至45分 鐘)后，壓力被釋放，處理過的垃被移除。
垃圾產物裝料的溫度可由沿容器的長度布置的溫度計或熱電偶監(jiān) 測。采取和應用溫度讀取來確定垃圾產物裝料部分的溫度。溫度計或 熱電偶可對設有編程指令的微處理器或PLC控制器提供信號或信息以 獲取每個熱電偶或溫度計處的溫度，并將反饋指令提供給致動器。該 信息可用作對致動器9的反饋控制，以調整容器內的垃圾產物裝料， 以增加到沒有經受有效熱處理的裝料部分的熱傳遞，從而維持到所有 垃圾產物裝料的總的有效熱傳遞。
給定的垃圾產物可含有種類廣泛的組成，如木材、紙、有機物質、 水等等。每種垃圾產物裝料表現(xiàn)出自身的熱容量和熱傳遞模式，同時 需要所有垃圾總的熱吸收量，以提供對垃圾產物裝料的有效處理。
隨著垃圾產物裝料的最初變熱，來自溫度計或熱電偶的信息還可 用來測定隨時間的熱吸收量。這允許操作人員(或微處理器或PLC控 制器)推斷垃圾產物裝料的能量需求，并基于熱傳遞模式的對比確定 垃圾產物裝料的近似定性組分，因此能夠確定處理該特定垃圾裝料所 必需的處理時間。
在本發(fā)明的容器的操作中，容器可傾斜，以呈現(xiàn)相對于水平位置 向上的輸入敞口 2，并允許垃圾產物裝料在輸送裝置13的幫助下放置 到容器內。敞口2然后被關閉，垃圾產物17裝料(見圖2)可選擇性 地在蒸汽引入之前或在最初的蒸汽引入之后通過致動器10的往復式作
用被調平。
一旦敞口 2被密封，蒸汽就通過入口 3和/或3a進入容器內，以在 容器1中提供加壓的蒸汽環(huán)境。在圖6和圖7中示出了這些用來產生 和注入蒸汽的系統(tǒng)的示例。
容器1然后被旋轉，葉片16a-16d (或圖8-圖10中的葉片21)起 作用，將垃圾產物裝料部分17從容器的底部升高到頂部，然后將其釋 放，使其穿過密度相對較低的蒸汽環(huán)境18的區(qū)域(即，圖2中沒有被 垃圾產物17占據的空間)落下。隨著垃圾產物17在處理期間收縮， 該區(qū)域的體積增加。
圓柱形容器1具有許多葉片，這些葉片起到攪動裝置的功能，以 使熱均勻并使垃圾垂直地和/或水平地循環(huán)，容器1還具有至少一個開 口，以裝載和排出垃圾(即，分別為敞口2和2a)。開口處的圓錐形 結構增強了垃圾產物裝料的輸入和處理過的垃圾的排出。這些結構還 起到將垃圾保持在容器的中間水平區(qū)域的作用。容器可通過其縱軸相 對于水平位置傾斜，以通過重力將垃圾有效地裝載到容器內。該傾斜 同樣可用在處理期間，以調平垃圾產物裝料。
根據本發(fā)明，蒸汽入口連接于一個或多個飽和蒸汽或過熱蒸汽供 應源和蒸汽接收器。通過這種方式，容器從一個或多個開口被加壓和 降壓。每個開口可設有壓力栓和雙向的蒸汽流動管路以及閥。裝置在 每個開口處還可包括可選的蒸汽真空泵，用于對容器迅速地降壓。還 可包括旋轉聯(lián)合閥，使得蒸汽在容器旋轉或傾斜時能夠流入并流出容 器。在圖6和圖7中示意性地示出了這些特征。
附接于或獨立于致動器并連接于框結構的載荷單元檢測容器內的 加工材料沿著容器水平軸何時不均勻地分布。容器中垃圾的均勻分布 是通過根據并參照載荷單元信號繞緯度軸旋轉容器來實現(xiàn)的。
隨著容器旋轉，溫度被監(jiān)測，以確定垃圾產物裝料的隨時間的溫 度變化。多個溫度傳感器可用來發(fā)送反饋控制，以實現(xiàn)容器中溫度均
勻。反饋控制系統(tǒng)和控制器可包括PLC或微處理器，PLC或微處理器
從溫度和載荷傳感器接受數據，并提供對容器旋轉和致動器的反饋控 制，以根據有效處理的需要對垃圾裝料載荷重新置位并重新分配。
優(yōu)選地，被加熱并加壓的容器以取決于垃圾類型的恒定速度或可 變速度被雙向地旋轉，以實現(xiàn)處理循環(huán)期間的均勻熱傳遞。隨著垃圾
由于壓力和溫度而收縮，垃圾裝料的體積變小?？盏目臻g如空間18的
體積由于容器中的收縮而增加，并起到熱區(qū)域的作用，以對被升高并 能穿過該密度相對較低區(qū)域下落的垃圾裝料部分提供熱處理。這使垃 圾能夠最完全并最有效地暴露于蒸汽環(huán)境。
該溫度數據還可用來確定總的隨時間的能量吸收量，該能量吸收 量又允許操作人員通過垃圾產物組成上的預定數據從定性上(例如， 關于有機物質、紙等的總體成分)辨別該垃圾產物，從而推斷給定的 垃圾產物裝料完成處理所需的時間。該信息可存儲并反饋到控制系統(tǒng) 中，以確定理可何時自動停止或通過給操作人員的信號被停止。
由于處理期間蒸汽凝結的結果，可能會產生污泥，為了避免將回 收的垃圾與污泥混在一起，可在葉片中(優(yōu)選靠近葉片16a-16d和內部
表面15的接觸面；例如，見分別具有穿孔和間隙的葉片16b和16d)
設置一個或多個間隙或穿孔，以使污泥留在容器和攪動機構的底部，
腔室將污泥保持在容器的底部。這也可以通過使用圖8-圖IO所示的安 裝裝置來完成。圖2中所示的穿孔還可用在圖8-圖IO所示的直葉片中， 圖8-圖10所示的安裝裝置還可與圖2所示的葉片類型和裝置一起使 用。
由于污泥的量將根據蒸汽的類型和特性而不同，因此可使用超熱 的干蒸汽代替?zhèn)鹘y(tǒng)的飽和蒸汽，以減少污泥量。
另外，在容器旋轉期間，熱電偶確定垃圾產物裝料是否產生相對 冷的區(qū)域，如通過垃圾產物裝料本身的構成或通過緊壓而產生，這阻 礙了到該區(qū)域的熱傳遞。如果檢測到相對較冷的區(qū)域，則可通過用致 動器使容器傾斜和/或擺動來重新分配沿容器長度的總垃圾。同樣，當 垃圾產物裝料變得不平衡時，致動器可使容器傾斜和/或擺動，以重新 分配沿容器長度的總垃圾。這可通過PLC控制器或微處理器與熱電偶 和致動器聯(lián)合工作來實現(xiàn)。
通過致動器的作用，垃圾裝料在處理期間能夠保持沿容器長度相 對均勻地分布，使得葉片能夠升高垃圾產物裝料沿容器長度基本均勻 地分布部分，并使那些部分穿過沿著容器的處理體的長度產生并保持 的密度相對較低區(qū)域落下。
傾斜樞轉點優(yōu)選位于重心處，以平衡水平位置處的重量，并使容 器以相對于其水平位置可調節(jié)的雙向角度傾斜。機械線性致動器、鏈 式系統(tǒng)、液壓系統(tǒng)、齒輪齒條系統(tǒng)和剪式系統(tǒng)等都是可用于提供該傾 斜移動的機構類型。
因此，該系統(tǒng)防止并動態(tài)地修正不平衡的載荷和垃圾產物裝料的 局部緊壓的任何其它來源，并能通過產生和保持低密度區(qū)域對垃圾產 物裝料進行有效處理，單獨的垃圾產物裝料部分以提高的效率穿過該 低密度區(qū)域，而不會發(fā)生其它處理容器系統(tǒng)中出現(xiàn)的垃圾產物裝料部 分的緊壓，這些其它的處理容器系統(tǒng)具有主動運輸系統(tǒng)或容器，這些 主動運輸系統(tǒng)或容器允許垃圾產物裝料保持被壓縮或保留在不均勻分 布的狀態(tài)下。
顯然，盡管公布了本發(fā)明的具體實施例，但在本發(fā)明的主旨和范 圍之內可對該裝置或處理參數進行各種修改。因此，本發(fā)明的主旨和 范圍應當參照權利要求來確定。
權利要求
具有直葉片和尖端調平致動器的裝置1.一種用于處理固體垃圾產物的裝置，所述裝置包括以可旋轉的方式安裝的圓柱形容器，所述圓柱形容器具有第一端、第二端和內部表面，至少一端終止在敞口中，所述敞口可打開，以允許進入所述容器的內部，并且可以可密封的方式關閉，以允許所述容器的加壓；蒸汽入口，所述蒸汽入口用于將蒸汽注入到所述端中的至少一端中；多個基本直葉片，所述多個基本直葉片從所述容器的所述內部表面伸出，并且每個所述葉片基本延伸所述容器的整個長度，以便能夠將垃圾材料從所述容器的底部向所述容器的頂部輸送，并能夠釋放所述垃圾材料，以使其落到所述容器的底部；以及至少一個致動器，所述至少一個致動器用于在所述第一端高于所述第二端的位置和所述第二端高于所述第一端的位置之間移動所述容器。
1. 一種用于處理固體垃圾產物的裝置，所述裝置包括 以可旋轉的方式安裝的圓柱形容器，所述圓柱形容器具有第一端、第二端和內部表面，至少一端終止在敞口中，所述敞口可打開，以允 許進入所述容器的內部，并且可以可密封的方式關閉，以允許所述容 器的加壓；蒸汽入口，所述蒸汽入口用于將蒸汽注入到所述端中的至少一端中；多個基本直葉片，所述多個基本直葉片從所述容器的所述內部表 面伸出，并且每個所述葉片基本延伸所述容器的整個長度，以便能夠 將垃圾材料從所述容器的底部向所述容器的頂部輸送，并能夠釋放所 述垃圾材料，以使其落到所述容器的底部；以及至少一個致動器，所述至少一個致動器用于在所述第一端高于所 述第二端的位置和所述第二端高于所述第一端的位置之間移動所述容器。
2. 根據權利要求l所述的裝置，其中，所述多個基本直葉片基本 平行于所述容器的縱軸。
3. 根據權利要求1所述的裝置，其中，所述多個基本直葉片設置 成相鄰對的葉片朝所述容器的相對端匯聚。
4. 根據權利要求l所述的裝置，其中，所述多個基本直葉片是扭 曲的，使得匯聚的相鄰對的葉片的端部相互扭曲分開，而發(fā)散的相鄰 葉片的端部朝向彼此扭曲。
5. 根據權利要求1所述的裝置，其中，所述葉片設有穿孔。
6. 根據權利要求l所述的裝置，其中，所述葉片安裝成在所述葉 片和所述內部表面之間提供空間。
7. 根據權利要求1所述的裝置，其中，所述至少一個致動器分別 在所述容器的重心的任一側包括一對機械螺旋致動器。
8. 根據權利要求l所述的裝置，還包括適于檢測在所述容器的重心的任一側上的載荷的載荷傳感器。
9. 根據權利要求6所述的裝置，還包括與所述載荷傳感器相關聯(lián) 的微處理器或PLC控制器，所述微處理器或PLC控制器具有編程指令， 以便確定在所述至少一個致動器中的每個致動器上的載荷，并且所述 微處理器或PLC控制器適于響應于容納在所述容器中的垃圾產物裝料 分布的變化而向所述至少一個致動器發(fā)出信號。
10. 根據權利要求1所述的裝置，還包括沿著所述容器的長度布 置的多個熱電偶。
11. 跟據權利要求IO所述的裝置，還包括與所述多個熱電偶相關 聯(lián)的微處理器或PLC控制器，所述微處理器或PLC控制器具有編程指 令，所述編程指令適于計算由容納在所述容器中的垃圾產物裝料隨時 間吸收的能量。
12. 跟據權利要求ll所述的裝置，還包括與所述至少一個致動器 相關聯(lián)的載荷傳感器和微處理器或PLC控制器，所述載荷傳感器適于 確定容納在所述容器中的垃圾產物裝料的質量，所述微處理器或PLC 控制器具有編程指令，以確定容納在所述容器中的垃圾產物裝料的單位質量的能量吸收。涉及穿過低密度區(qū)域自由下落的處理垃圾方法
13. —種在具有中間縱軸的容器中處理固體垃圾產物的方法，所 述方法包括沿著所述容器的底部用固體垃圾產物裝料裝載所述容器，所述容 器具有多個基本直葉片，所述多個基本直葉片從所述容器的所述內部 表面伸出，并且每個所述葉片基本延伸所述容器的整個長度；將所述容器密封；將蒸汽引入所述容器中；旋轉所述容器，以使所述固體垃圾產物裝料從所述容器的底部向 所述容器的頂部移動，并允許穿過所述容器落下，以基本沿所述容器 的長度維持低密度垃圾區(qū)域；以及此后對所述容器降壓，并從其中卸載處理過的垃圾。
14. 根據權利要求13所述的方法，其中，在所述固體垃圾產物裝 料沿著平行于所述中間縱軸的方向基本不被壓縮的情況下，所述容器 被旋轉。
15. 根據權利要求13所述的方法，其中，所述固體垃圾產物裝料 在所述容器被旋轉的同時被主動地調平。
16. 根據權利要求13所述的方法，其中，在所述容器被旋轉的同 時，所述固體垃圾產物沿著平行于所述中間縱軸的方向被來回地輸送。
17. 根據權利要求13所述的方法，其中，所述固體垃圾產物被從 所述容器的底部向所述容器的頂部移動，并被允許落到一連串不連續(xù) 的部分中。
18. 根據權利要求13所述的方法，其中，所述蒸汽是以脈沖形式 引入到所述容器中的過熱蒸汽。
19. 根據權利要求13所述的方法，還包括在所述容器旋轉的同時 測量所述固體垃圾產物裝料的質量分布并且測量由所述固體垃圾產物 裝料吸收的能量，以及由所述固體垃圾產物裝料隨時間吸收的能量確 定處理所述固體垃圾產物裝料所需的時間。
20.根據權利要求18所述的方法，還包括在由所述固體垃圾產物裝料隨時間吸收的能量確定的處理所述固體垃圾產物裝料所需的時間 之后，停止所述固體垃圾產物裝料的處理。
全文摘要
本發(fā)明包括用于處理固體垃圾產物的裝置和方法。該裝置包括以可旋轉的方式安裝的圓柱形容器(1)，該容器具有第一端、第二端和內部表面，至少一端終止在敞口(2)中，該敞口可打開以允許進入容器內部，并還可以可密封的方式關閉，以允許容器的加壓。而且，用于注入蒸汽的蒸汽入口(3)布置在一端或兩端，且多個直葉片(4)從容器的內部表面基本沿容器的整個長度伸出。該裝置還包括一個或多個致動器，用于在第一端高于第二端的位置和第二端高于第一端的位置之間移動容器。
文檔編號B02C11/00GK101171084SQ200680015410
公開日2008年4月30日 申請日期2006年5月3日 優(yōu)先權日2005年5月5日
發(fā)明者烏富克·博茲卡亞, 簡·K·米哈萊克 申請人:埃斯泰克有限責任公司