Устройство и система для переработки бытовых отходов

УСТРОЙСТВО И СИСТЕМА ДЛЯ ПЕРЕРАБОТКИ БЫТОВЫХ ОТХОДОВ Изобретение относится к устройству для смешивания бытовых отходов, содержащему барабан(2), выполненный с возможностью вращения вокруг оси (Х 2) в направлении (М) вращения. Барабан содержит две перегородки (6, 7) и обод (4), имеющий, по существу, цилиндрическую форму и представляющий собой тело вращения вокруг оси смешивания. Предложенное устройство отличается тем, что содержит смесительные лопатки (13, 14), проходящие внутри обода, по существу, параллельно указанной оси. При этом по меньшей мере одна лопатка (14) содержит зубцы для разрывания мешков для мусора. Остатки мешков для мусора могут вытягиваться через средства (19) вытяжки с последующим преобразованием в газ, который может быть использован для выработки электроэнергии. Предложенное устройство обеспечивает возможность полезного использования бытовых отходов и устраняет необходимость раскрытия мешков для мусора перед загрузкой барабана. 016666 Изобретение относится к устройству и системе для переработки и утилизации бытовых отходов, в частности утилизации мешков для мусора. Известны разнообразные технологии утилизации бытовых отходов, заключающиеся, в частности, в их сортировке, которая сопровождается переработкой органических отходов в компост. Однако бытовые отходы, как правило, помещают в мусорные мешки, которые довольно прочны и с трудом открываются. В результате операторам приходится затрачивать много времени для раскрытия таких мешков и высыпания содержащихся в них отходов, а затем - для сортировки содержимого перед последующей переработкой. Первой задачей изобретения является разработка технического решения, направленного на облегчение операции сортировки, в частности раскрытия мешков. Вторая задача заключается в разработке системы, осуществляющей усовершенствованную утилизацию бытовых отходов, в частности мешков. Предлагаемое устройство представляет собой устройство для смешивания бытовых отходов, содержащее барабан, содержащий две перегородки, ограничивающие его внутреннее пространство, имеющие, по существу, форму дисков и расположенные поперек оси смешивания на расстоянии друг от друга по указанной оси, и обод, по существу, цилиндрической формы, соединяющий кромки указанных перегородок. Указанное устройство отличается тем, что оно содержит смесительные лопатки, выступающие на внутренней поверхности обода, причем по меньшей мере одна из указанных лопаток имеет зубцы для разрывания мешков с бытовыми отходами, расположенные на кромке указанной лопатки, удаленной от обода. Предпочтительно, чтобы каждая лопатка проходила от одной перегородки до другой. Предпочтительно также, чтобы каждая лопатка располагалась, по существу, параллельно оси смешивания. Кроме того, лопатки могут быть выполнены таким образом, чтобы они выступали в радиальном направлении на внутренней поверхности обода. Целесообразно, чтобы зубцы проходили по большей части длины лопатки, начиная от барабана. Предпочтительно, чтобы зубцы были выполнены с наклоном относительно поперечной оси барабана в направлении смешивания. Благодаря такой конфигурации в ходе смешивания отходов зубцы будут вонзаться в мешки, оказавшиеся на траектории их перемещения, и разрывать их. Устройство может содержать четное количество лопаток, при этом каждая лопатка с зубцами может располагаться между двумя лопатками без зубцов. Таким образом, одна группа лопаток специально предназначена для раскрытия мешков. Другая же группа лопаток, не предназначенных для захвата отходов определенного вида, служит, в основном, для обеспечения их смешивания. Предпочтительно, чтобы каждая из лопаток с зубцами имела, по существу, постоянную высоту, составляющую 6-9% от внутреннего диаметра барабана. Предпочтительно также, чтобы каждая из лопаток без зубцов имела, по существу, постоянную высоту, составляющую 9-13% от внутреннего диаметра барабана. Зубцы могут быть выполнены в пластине, свободный край которой имеет участок с вырезом в форме следующих друг за другом треугольников, и закрепленной на кромке лопатки свои краем, противоположным по отношению к свободному краю. В описанном выше устройстве одна из перегородок может быть предназначена для подачи отходов в барабан вблизи от оси, причем в противоположной перегородке, в непосредственной близости от обода может быть предусмотрен лючок для удаления смеси, при этом указанный барабан дополнительно содержит виток, проходящий вдоль внутренней поверхности обода от одного из концов первой лопатки,расположенного вблизи от впускной перегородки, с удалением от впускной перегородки в направлении выпускной перегородки и с одновременным приближением к лопатке, соседней с первой лопаткой в направлении смешивания. Устройство может содержать несколько витков, каждый из которых располагается между парой соседних лопаток, при этом лючок может быть помещен между двумя лопатками в непосредственной близости от соседней лопатки в направлении смешивания, а соответствующий виток может проходить до выпускной перегородки, тогда как оставшийся виток или оставшиеся витки заканчиваются на соответствующих лопатках на расстоянии от указанной выпускной перегородки. Виток может быть выполнен в виде листового элемента, закрепленного перпендикулярно на внутренней стороне обода и имеющего предпочтительно постоянную высоту, составляющую 0,6-1 высоты лопатки. Устройство может быть дополнительно снабжено средствами вытяжки неорганических отходов и мелких фракций. Предлагаемая в соответствии с изобретением система утилизации бытовых отходов отличается тем,что она содержит смесительное устройство согласно изобретению, снабженное средствами вытяжки, и тем,что она дополнительно снабжена устройством газификации вытягиваемых отходов и мелких фракций. Целесообразно, чтобы такая система содержала устройство для выработки электроэнергии из газифицированных отходов и мелких фракций. Ниже другие особенности и преимущества изобретения описаны более подробно на примерах, не имеющих ограничительного характера и со ссылкой на соответствующие чертежи, на которых на фиг. 1 показан вид с частичным вырывом устройства согласно изобретению; на фиг. 2 в разрезе показана отдельная лопатка для устройства, показанного на фиг. 1;-1 016666 на фиг. 3 показан частичный вид в аксонометрии и в разрезе лопатки с зубцами для устройства, показанного на фиг. 1; на фиг. 4 схематически показана система переработки бытовых отходов, в состав которой входит предлагаемое устройство. Как показано на фиг. 1, предлагаемое устройство 1 содержит смесительный барабан 2, предназначенный для приема подлежащих переработке отходов, их гомогенизации и смешивания с соответствующим образом подготовленными обрабатывающими веществами. Барабан опирается на ролики 3, которые служат для опоры барабана и приведения его во вращение вокруг оси Х 2. Смешивание производится путем вращения барабана в выбранном направлении, показанном стрелкой М. В рассматриваемом здесь примере ось Х 2 барабана является, по существу, горизонтальной. Внутреннее пространство, образуемое барабаном 2, служит для приема отходов. Это пространство ограничено, по существу, цилиндрическим ободом 4 и двумя перегородками 6, 7. Обод 4 представляет собой, по существу, тело вращения вокруг оси Х 2. Каждая из перегородок, по существу, выполнена в форме диска,перпендикулярного к оси Х 2, причем две указанные перегородки отстоят друг от друга по оси Х 2, а их периферийные кромки связаны между собой ободом 4. Устройство, показанное на фиг. 1, также содержит бункер 10, предназначенный для приема отходов, подлежащих переработке в этом устройстве. На дне бункера 10 расположен подающий шнек 8 червячного типа, по существу, соосный с барабаном 2. Это означает, что подача осуществляется через одну из перегородок 6, 7 барабана, а именно через впускную перегородку 6, практически в центре этой перегородки. Предлагаемое устройство также содержит лючок 9 для удаления отходов из барабана. Этот лючок выполнен во второй перегородке 7, которую называют выпускной. Предусмотрены также бункер 11 со шнеком 12, обеспечивающие сбор отходов на выходе из лючка 9 и их последующую транспортировку. Для обеспечения смешивания внутри барабана 2 имеются лопатки 13, 14 и витки 15, 16. Каждая лопатка проходит от одной перегородки ко второй, по существу, в продольном направлении, то есть практически параллельно оси Х 2. Каждая лопатка проходит в радиальном направлении от внутренней поверхности обода в направлении оси Х 4. Лопатки равномерно распределены относительно оси Х 2. В рассматриваемом примере имеется восемь лопаток. Кроме того, имеются лопатки двух видов: лопатки с зубцами и лопатки без зубцов. В данном варианте осуществления имеются четыре лопатки 14 с зубцами, которые поочередно располагаются между двумя лопатками 13 без зубцов. Каждая лопатка имеет полость в поперечном сечении, которое, по существу, симметрично относительно соответствующей радиальной продольной плоскости Р (см. фиг. 3). Это сечение постепенно сужается по мере удаления от обода 2, вначале плавно, а затем более резко и заканчивается треугольным наконечником, образующим вершину лопатки. Зубцы 17 сформированы в пластине 18, закрепленной на одной из сторон наконечника, так что она оказывается наклонена относительно соответствующей радиальной плоскости Р в направлении смешивания М. Эти зубцы выполнены на свободном крае пластины 18 таким образом, чтобы они выступали за пределы кромки лопатки. В рассматриваемом здесь примере зубцы проходят по всей глубине L17 пластины, выступая за пределы кромки лопатки. Пластина проходит в продольном направлении от впускной перегородки 6 на расстояние L18, превышающее половину длины L2 барабана. Каждый из витков 15, 16 проходит вдоль внутренней поверхности обода 2 от одного из концов первой лопатки 13, 14, от области, расположенной вблизи от впускной перегородки 6, с удалением от этой перегородки в направлении выпускной перегородки 7 и с одновременным приближением к лопатке 14,13, расположенной непосредственно рядом с первой лопаткой в направлении смешивания М. Виток 15,16 расположен между парой соседних лопаток. Подвижные витки 15 заканчиваются на расстоянии L15 от выпускной перегородки 7. Эти витки 15 образуют с поперечной плоскостью, например с перегородкой, угол А 15. В соответствии с одним из предпочтительных вариантов выбирают соотношение L2-L15L18. В описываемой конструкции лючок 9 располагается непосредственно перед одной из лопаток, в данном случае перед лопаткой 14 с зубцами, проходя по ободу в направлении смешивания М. Имеется специальный виток 16, расположенный между указанной лопаткой с зубцами и той, которая находится перед ней. Этот специальный виток проходит, по существу, от места соединения предыдущей лопатки 13 с впускной перегородкой 6 до места соединения соответствующей лопатки, снабженной зубцами, с выпускной перегородкой 7 в непосредственной близости от лючка 9. Таким образом, специальный виток проходит от одной перегородки до другой, и, кроме того, он проходит от одной из двух лопаток, между которыми расположен лючок 9, до другой. Устройство, показанное на фиг. 1, дополнительно снабжено средствами для создания внутри барабана воздушного потока, обеспечивающего захват более мелких частиц и отходов, имеющих низкую плотность и/или высокую парусность, таких как листки или пластиковые мешки. Предусмотрены также средства для удаления указанного воздуха и увлекаемых им веществ - в рассматриваемом варианте это вытяжная труба 19. За бункером 10, перед барабаном 2 и вокруг шнека 8, расположена камера 21. Кроме того, преду-2 016666 смотрена также не показанная здесь вторая камера, располагающаяся за барабаном вокруг шнека 12. Благодаря наличию этих камер удается предотвратить ситуацию, когда при загрузке и/или выгрузке отходов самые летучие из них могут оказаться за пределами устройства 1. Ниже приведено описание работы устройства 1. Бытовые отходы транспортируются к устройству 1, а затем ссыпаются в бункер 10. Оттуда они увлекаются шнеком 8 к барабану 2, в который поступают практически в центре впускной перегородки 6. В процессе вращения барабана в направлении смешивания М отходы перемешиваются лопатками 13, 14 по мере того, как они поступают в барабан 2 и во время их нахождения в нем. В процессе перемешивания добавляют специальные вещества, призванные ускорить обеззараживание отходов. Пластиковые мешки разрываются зубцами 17 лопаток 17, при этом находящиеся в них отходы высвобождаются и смешиваются с другими. В процессе смешивания остатки пластиковых мешков, которые, как правило,легче отходов, а также мелкие частицы увлекаются воздушным потоком и удаляются через вытяжную трубу 19, после чего направляются на специальную обработку. При вращении барабана в направлении смешивания М витки 15, 16 отводят отходы в сторону впускной перегородки 6, что способствует их большей гомогенизации с вновь поступающими отходами. В результате улучшается гомогенность конечной смеси. По окончании смешивания барабан приводится во вращение в направлении, обратном направлению М. При этом вращении витки 15, 16 отводят отходы в сторону выпускной перегородки 7, то есть к лючку 9. В частности, виток 16, доходящий до выпускной перегородки 7 в непосредственной близости от лючка, обеспечивает отвод отходов к зоне за лючком 9, благодаря чему облегчается их удаление. Для облегчения смешивания барабан 2 выполняют таким образом, чтобы его длина L2, измеренная по оси смешивания Х 2, была меньше его внутреннего диаметра D2. Устройство 1 предлагаемого типа, в частности, показанное на фиг. 1, может быть интегрировано в специальную систему 30 для утилизации бытовых отходов. Подобная система схематически показана на фиг. 4. Помимо устройства 1, показанного здесь в виде барабана 2, эта система содержит дигестер 31,устройство 32 для газификации отходов, увлекаемых воздушным потоком, в частности частей пластиковых мешков, и электростанцию 33 для выработки электроэнергии из получаемых при этом газов. Вышедшие из барабана 2 отходы могут затем посредством шнека 12 транспортироваться в дигестер 31. Переработка этих отходов в дигестере способствует их стабилизации. При этом дополнительно могут производить сортировку этих отходов вручную в условиях повышенной комфортности для операторов. Извлеченные из дигестера отходы (в ряде случаев после дополнительной сортировки) образуют компост 34, который может быть использован, например, в сельском хозяйстве. Кроме того, пластиковые отходы и мелкие фракции, извлеченные из барабана 2 через вытяжную трубу 19, направляются в устройство газификации 32, где они преобразуются в газ, который можно использовать на станции 33 для выработки электроэнергии. Эту электроэнергию можно использовать для работы системы 30 для переработки бытовых отходов. Излишек выработанной таким образом электроэнергии можно поставлять сторонним потребителям - как частным лицам, так и предприятиям. В соответствии с одним из предпочтительных вариантов осуществления барабана 2 его приблизительные размеры составляютD2 = 4 м 50 см,L2 = 3 м 50 см,А 15 = 49,7,Н 13 = 0,5 м,Н 14 = 0,3 м,L15 = 0,6 м,А 17 = 45,L17 = 0,1 м,L18 = 3 м. В соответствии с другими предпочтительными вариантами осуществления, которые не имеют ограничительного характера, могут быть выбраны размеры, отклоняющиеся от вышеуказанных в интервале порядка 10%. Разумеется, изобретение не ограничивается описанными выше вариантами, в которые могут быть внесены самые разнообразные усовершенствования при условии сохранения объема изобретения. Так, например, ось смешивания может быть наклонена в направлении выпускной перегородки с целью облегчить разгрузку барабана. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ 1. Устройство (1) для смешивания бытовых отходов, содержащее барабан (2), выполненный с возможностью вращения вокруг оси смешивания (Х 2), и средства (3) для приведения указанного барабана во вращение в направлении смешивания (М), причем указанный барабан содержит две перегородки (6,7), ограничивающие внутреннее пространство барабана, имеющие, по существу, форму дисков и распо-3 016666 ложенные поперек оси смешивания, на расстоянии (L2) друг от друга по указанной оси, и обод (4), по существу, цилиндрической формы, соединяющий кромки указанных перегородок, отличающееся тем,что оно содержит смесительные лопатки (13, 14), выступающие на внутренней поверхности обода, причем по меньшей мере одна (14) из указанных лопаток имеет зубцы (17, 18) для разрывания мешков с бытовыми отходами, расположенные на кромке указанной лопатки, удаленной от обода, причем каждая лопатка (13, 14) проходит, по существу, параллельно оси (Х 2) смешивания. 2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что зубцы проходят по большей части (L17) длины лопатки (14), начиная от барабана (6). 3. Устройство по п.1 или 2, отличающееся тем, что зубцы выполнены с наклоном (А 17) относительно поперечной оси барабана в направлении смешивания (М). 4. Устройство по любому из пп.1-3, отличающееся тем, что оно содержит четное количество лопаток, причем каждая лопатка (14) с зубцами расположена между двумя лопатками (13) без зубцов. 5. Устройство по любому из пп.1-4, отличающееся тем, что каждая лопатка с зубцами имеет, по существу, постоянную высоту (Н 14), составляющую 6-9% от внутреннего диаметра (D2) барабана. 6. Устройство по любому из пп.1-5, отличающееся тем, что каждая лопатка без зубцов имеет, по существу, постоянную высоту (H13), составляющую 9-13% от внутреннего диаметра (D2) барабана. 7. Устройство по любому из пп.1-6, отличающееся тем, что зубцы выполнены в пластине (18), свободный край которой имеет участок с вырезом в форме следующих друг за другом треугольников, и закрепленной на кромке лопатки (14) своим краем, противоположным по отношению к свободному краю. 8. Устройство по любому из пп.1-7, отличающееся тем, что одна из перегородок (6) предназначена для подачи отходов в барабан вблизи от указанной оси, и тем, что в противоположной перегородке (7) в непосредственной близости от обода (4) предусмотрен лючок (9) для удаления смеси отходов, причем указанный барабан дополнительно содержит виток (15, 16), проходящий вдоль внутренней поверхности обода от одного из концов первой лопатки, расположенного вблизи от впускной перегородки (6), с удалением от впускной перегородки в направлении выпускной перегородки и с одновременным приближением к лопатке, соседней с первой лопаткой в направлении смешивания (М). 9. Устройство по п.8, отличающееся тем, что оно содержит несколько витков (15, 16), каждый из которых расположен между парой соседних лопаток, и тем, что лючок помещен между двумя лопатками(13, 14) в непосредственной близости от соседней лопатки (14) в направлении смешивания, и тем, что соответствующий виток (16) проходит до выпускной перегородки (7), причем оставшийся виток (15) или оставшиеся витки заканчиваются на соответствующих лопатках на расстоянии (L15) от указанной выпускной перегородки (7). 10. Устройство по любому из пп.8 или 9, отличающееся тем, что виток выполнен в виде листового элемента, закрепленного перпендикулярно на внутренней стороне обода и имеющего высоту, составляющую 0,6-1 высоты лопатки. 11. Устройство по любому из пп.1-10, отличающееся тем, что оно содержит средства (19) вытяжки неорганических отходов и мелких фракций. 12. Система (30) для утилизации бытовых отходов, отличающаяся тем, что она содержит устройство (1) по любому из пп.1-11 и устройство (32) газификации вытягиваемых отходов и мелких фракций. 13. Система по п.12, отличающаяся тем, что она содержит устройство (33) для выработки электроэнергии из газифицированных отходов и мелких фракций.