1、毕业设计开题报告 测控技术与仪器 家用垃圾处理机挤出装置设计 1 前言 人们的生活水平提高以后，生活垃圾也越来越多，其中家庭垃圾占了很大的比例。这样就带来了垃圾处理的问题。 处理垃圾的方法有填埋、焚烧、填肥。但是垃圾数量的增多，使得填埋的办法出现新的问题，因为土地资源是十分有限的。还有，填埋会造成渗漏，破坏土地；焚烧可以很快地减少垃圾的固体量，是原来垃圾量的 5%-15%。但是由于厨房垃圾的比重大，使得需要添加油来帮助燃烧，增加了处理成本。再者，只有部分的垃圾焚烧产生的热量达到可以发电的标准，对于资源的循环利用 十分的不利。垃圾填肥很多时候会使得生长出来的蔬菜中重金属的含量超标，人们食入以后对
2、身体产生不利影响。还有厨房的垃圾拿来喂养家禽，家禽容易由此得病。这样的家禽进入菜市场，对人产生间接的危害。 由此家用垃圾处理机应运而生，该机器起源于美国，上世纪四十年代，一名叫约翰 .海墨的设计师为了减轻妻子的厨房负担设计的，也保持厨房的干净卫生。最初的设计十分简单，只要一个电机驱动的滚刀。在以后的几十年，处理机得到不断地发展，也逐渐得到更多人的接受。 20 世纪 80 年代纽约市政府曾经联合美国环保局、城市管道部门、国家卫生部等多个部 门，进行一项为期 3 年的联合调查，综合评价垃圾处理机对城市周围水质、城市管道、污水处理厂、耗水量和耗电量的影响，垃圾处理器对城市周围水质没有任何影响，城市管
3、道不被堵塞，增加污水处理的负担，耗电量和耗水量有所增加，大大降低垃圾数量，由于固体垃圾的处理费用远远高于废水的处理费用，所以总地来说处理器的使用可以为国家节约成本。从此，垃圾处理机开始在美国批量销售，不少城市甚至以法律的形式强制使用。现在，美国的家用垃圾处理机的普及率在 95%以上，居世界首位。随后，澳大利亚、日本、法国等都相继开始研究和使用垃圾处理机，日本 的处理机普及率在 35%以上。在上个世纪九十年代末，垃圾处理机进入中国。美国艾默生电气公司的 ISE 系列、美国通用电器的 Dispose 系列、美国挚通公司的 U 系列等几种品牌的食物垃圾处理器垄断中国。开始的时候，我国直接照搬外国的处
4、理机，使得生产的处理机不适合中国的厨房环境。国外的处理机采用交流电动机，交流电动机的特点是结构简单，转速范围大，维护方便，但是它运行时产生的噪音大，体积大，重量大。外国生产的处理机的售价高，中国的家庭一般难以承受。 国外生产的垃圾处理机为处理生活垃圾提供了一条新的途径，我国也可以努力研 发垃圾处理机，并且垃圾处理机有以下的优点： 1)大大的缩小容易腐烂的生活垃圾的数量，为提供生活环境的质量作贡献 国家对生活垃圾的处理原则是垃圾的减量化、无害化和资源化。减量化排在首位，说明它极其重要。家用垃圾处理机可以对家里的垃圾进行初步的处理，不但减少了垃圾的总体堆放量，还有利于保持生活环境的整洁，有效地预防
5、由于细菌引起的各类疾病。 2)使得垃圾的再处理更加的简单 家庭生活垃圾中水的含量很高，对垃圾的焚烧十分的不利。家用垃圾处理机把生活垃圾变成小的颗粒，顺着水流通过下水道到达污水处理厂。可以有效提高生活垃 圾中高热量的垃圾的比重，这些垃圾在火力发电站焚烧就可以用于发电，提高资源的利用率。当然，经过处理的垃圾再拿来填埋，也是可以大大减少渗漏，相对地延长了填埋场地的使用时间。 3)给我们带来大的经济和社会效益 1 我国的经济和科技水平还不是很发达，把国家财政的相当部分投入垃圾的处理是不现实的，国内固体垃圾处理厂在早些时候引进的国外先进的技术，由于缺少科学的管理和资金的再投入，很多的都是已经半停产了。城
6、市中的一些社区虽然引进了家用垃圾的生化处理机，但是最后由于它的使用成本太高，已经超出了寻常百姓的支付能力范围。现 在将要研制的家用垃圾处理机会成为一种面对普通家庭、饭店和宾馆的小型的机器，与国外的同类产品相比，具有体积小，成本低廉和经济耐用的特点。加上政府的相关的政策引导和鼓励下，一方面可以唤起大众的环境保护和参与意识，充分的依靠大家来保护我们的生活环境；另一方面，政府可以把节省下来的大量开支（城市生活垃圾运输费）用来开发垃圾处理的新产品。 4)减少厨房尤其是存放垃圾桶的橱柜内的臭味。 5)使清除家庭垃圾成为一项轻松地工作。 6)对于市政和交管部门来说，增加污水中易腐性有机物的含量，有利于污水
7、处理厂的生化工艺，减少垃圾 车的数量和垃圾污水渗漏对地面的影响。 7)对开发商来说：增加楼盘的卖点，减少小区物业管理环境卫生工作，提高小区品质，美化小区环境。 8)可以作为“分类收集”的配套设施，为分类收集深入开展提供突破口，从而提高垃圾处理水平，提高城市现象。 家用垃圾处理机挤出装置作为处理机的一个部分，它是经过处理后的垃圾的出口。其中将符合小于一定毫米的垃圾有效的排出是重要的，这样可以再在处理器的入口处加入生活垃圾。 2 主题 挤出成型具有下面的特点：生产过程是连续的，因而其产品也一般是连续的；生产效率高，应用范围广：投资少，见效快 。挤出成型的产品广泛应用于农业、建筑业、石油化工业、机械
8、制造业、国防工业 2。 往复式阻尼型单螺杆挤出机和双螺杆挤出机的特点比较中，单螺杆挤出机的螺杆长径比比较小；单螺杆挤出机的螺杆截面螺纹形状是矩形的；单螺杆挤出机的功率消耗比较小；前者的螺杆温度控制容易；单螺杆挤出机的设备自清洗能力很好，双螺杆挤出机的是较好；换色和换涂料品种的方便程度是单螺杆挤出机好；双螺杆挤出机的比较容易；双螺杆挤出机的设备维修是容易的；单螺杆挤出机对物料中的金属异物是比较敏感的 3。 螺杆挤出机的工作原理 -固体物料进入螺杆挤 出机后，随着螺杆回转，被螺纹强制向前推进，逐步被压缩、熔融、混合、均化，最后从螺杆头部挤出。螺杆工作部分按其作用不同，分为进料段、压缩段和计量段，各
9、段的工作特点如下：进料段的螺槽体积是不变的，其功能是对物料进行输送、压实和预热。物料在此段是呈固体状态向前输送的。压缩段主要作用是将进料段送来的物料进行加热、压缩、排气和熔融。当物料进入压缩段后随着物料的继续向前输送，同时由于螺杆螺槽的逐渐变小以及过滤网、分流板和机头的阻碍作用，物料逐渐形成高压，并进一步被压实。同时，物料受到来自机筒外部加热和螺杆与机筒的强烈搅 拌、混合和剪切作用，料温不断升高，熔融物料量不断增加，至压缩段末端，物料已经全部或绝大部分熔融而转变成黏流态。计算段的主要作用是将压缩段送来的熔融物料进一步塑化和均化，并使之压实、定量和恒温的从机头挤出 4。 螺杆挤出机不仅能用于树脂
10、的加工和造粒，还能用于分离树脂中未反应单体、水分和溶剂，包括聚合后的干燥工程，使过程简单化 5。挤出工艺对机头的要求，机头需要对胶料产生一定的后坐力，使胶料能够在这里翻转融合。机头的温度要能够进行控制。机头内表面要光滑，呈流线型 6。双菱牌系列的橡胶挤出机是沈阳橡胶机械厂 生产的。分为：热喂料橡胶挤出机、冷喂料橡胶挤出机和销钉式冷喂料橡胶挤出机三种型式， 9 种规格。热喂料橡胶挤出机有 XJ 的三种规格，用于挤制内胎、胎面、垫带等各种橡胶半成品，螺杆及衬套采用氮化钢制成，有足够的强度和耐磨性。减速机齿轮平稳，噪声小，经过国家质量监测中心多次检测其主要技术性能指标均符合国家标准 GB10481-
11、10482-89与 GB95012-89的技术要求 7。 GB 填料挤出机在公伯峡大坝施工应用中，配置施工平台车，有利于高陡边坡的施工，降低了施工的风险 8。锥形双螺杆塑料挤出机的机筒内孔表面处理， 对氮化钢进行氮化，深度不小于 0.4mm，硬度不低于 700HV，脆性不大于 2级。各管路应密封良好，总装后应进行水压试验，不应该有渗漏 9。双轴搅拌挤出机应有良好的接地装置和明显的接地标志，设备安装完毕检测，接地电阻值应不大于 4。操纵机构便于实现远距离控制 10。动态三螺杆挤出机机组中，为了强化反应效果，将电磁场引起的振动力场引入到反应挤出全过程，达到控制交联反应过程、反应生成物的凝聚态结构和
12、反应制品的物理化学性能的目的。强化振动的引入使高分子多相体系物料加工中的高分子链及链段可产生周期性、多方向瞬时负压 冲量与扩散，强化了相间的传质与传热，从而使能量的有效利用率提高11。新型橡胶挤出机与普通橡胶挤出机相比较采用了检测器，有利于自动化控制12。 挤出机的保养，转动系统检查，加热冷却系统检查 13。 挤出机趋向高效专业化 -随着成本竞争日益加剧，高效挤出机的需求量猛增，在提高挤出机的生产效率中，采用缩减生产步骤的技术，例如将混炼造粒和挤出成型工序合二为一的“一步挤出工艺”发展非常迅速。挤出机螺杆转速高速化也带来了难点，例如物料在螺杆内的停留时间缩短会导致物料混炼不均，物料经受过度剪切
13、可能造成其急剧升 温和热分解 14。挤出机的专业化，一方面体现在机型向大型化、精密化方向发展。精密化可以提高产品的含金量，如多层共挤复合薄膜需要精密挤出，得到用户的青睐。另一方面体现在生产过程中，即实现模块化和智能化生产。模块化生产可以适应不同用户的特殊要求，缩短新产品的研发周期，争取更大的市场份额，可以将挤出成型设备的各个系统模块部件安排定点生产，甚至进行全球采购，这对保证质量、降低成本、加速资金周转都非常有利。在智能化方面，发达国家生产的挤出机已经普遍采用现代电子和计算机控制技术，对整个挤出过程的工艺参数如熔体压力及温 度、各段机身温度、主螺杆和喂料螺杆转速、喂料量、各种原料配比、电机电流
14、和电压等进行在线检测，并采用微机闭环控制。 欧美等发达国家主要以冷喂料挤出机为主， MCT 挤出机已经进入推广阶段15。从 20 世纪 50 年代起，我国的一些橡胶机械生产厂家相继开发出了热喂料挤出机，并广泛应用于轮胎、胶管、塑料等行业。我国对销钉冷喂料挤出技术的开发始于 1984 年。该技术在历经对螺纹结构、螺纹参数、销钉配置方式与数量、温控及喂料方式等方面的不断改进和完善以后，终于被国际认可。在斜交轮胎和子午线轮胎的生产中。胎面、胎侧及三角胶等部 件的生产，大都采用胶料复合挤出技术。我国的复合挤出技术已日趋成熟，复合挤出机的设计制造水平达到了国际先进水平，不仅能提供各种组合形式的复合挤出机
15、，还能向国外著名的轮胎公司出口。 3 总结 家用垃圾处理机的设计将会为生活垃圾的初步处理提供新的途径，综合各种因素，它的使用是会对国家有利的。挤出机发展会向着低能耗、电子计算机控制化、远程化发展，结合最先进的检测技术，经过挤出装置作用的物质的精度、稳定性进一步提升。本人将会采用单螺杆挤出机构进行计算与绘图。家用垃圾处理机的设计，会为我们的环境保护增添一抹亮彩！ 4 参考 文献 1王静泉 . 厨房食物垃圾处理器的研制 D.吉林农业大学硕士学位论文，2005-06-01:1-7. 2戴亚春 .现代模具成型设备 M.2009-08:190. 3南仁植 .粉末涂料与涂装技术 M.化学工业出版社 .20
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