способ сортировки твердых бытовых отходов и устройство для его осуществления

Формула изобретения

1. Способ сортировки твердых бытовых отходов, включающий подачу отходов на транспортировку загрузочным конвейером с последующей передачей на сортировочный конвейер, отличающийся тем, что для автоматизации процесса сортировки отходы в виде отдельных фрагментов друг за другом последовательно дозатором подают на каждую из не менее семи секций сортировочного конвейера, в головной части конвейра фрагменты облучают направленным сверху электромагнитным излучением, получая закодированное в виде сигнала изображение фрагмента отходов определенных типоразмеров, изображение фрагмента сканируют в приемнике, отцифровывают и запоминают, затем полученный сигнал сравнивают с помощью блока сравнения с контрольным, соответствующим каждому типоразмеру фрагмента отходов, распознанный с помощью задающего устройства сигнал подают на приемное устройство того рабочего органа сбрасывателя, который установлен напротив секции сортировочного конвейера соответствующего типоразмера отходов и осуществляют сброс заданного типоразмера фрагмента отходов в соответствующий бункер.

2. Способ сортировки по п.1, отличающийся тем, что облучение фрагментов твердых бытовых отходов производят рентгеновским или инфракрасным излучением, либо светодиодом.

3. Устройство для сортировки твердых бытовых отходов по пп.1, 2, включающее последовательно расположенные загрузочный и сортировочный конвейеры, отличающееся тем, что для автоматизации процесса сортировки над сортировочным конвейером в его начале установлен дозатор, сортировочный конвейер разделен, по меньшей мере, на семь секций, напротив каждой секции установлен бункер для приема определенного типоразмера фрагментов отходов, параллельно сортировочному конвейеру установлен сбрасыватель с рабочими органами, состоящими из гидроцилиндров и электрогидропреобразователей, дополнительно установлена система управления процессом сортировки, включающая расположенные после дозатора над сортировочным конвейером источник и приемник электромагнитного излучения, электронные блоки в виде оцифровывающего, запоминающего и задающего устройств, а также блок сравнения и усилитель, причем выход приемника через оцифровывающее и запоминающее устройства соединен с первым входом блока сравнения, на второй вход которого подается оцифрованное изображение определенного типоразмера фрагмента отходов от задающего устройства; выход блока сравнения через усилитель соединен с рабочими органами сбрасывателя.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к переработке смешанных твердых бытовых отходов (ТБО), конкретно к их сортировке, и может быть использовано в области коммунального хозяйства, а также в сельском хозяйстве при сортировке овощей, фруктов, кормовых смесей и др.

Известен способ сортировки твердых бытовых отходов, включающий сбор, транспортировку и разгрузку отходов на сортировочном конвейере с извлечением определенных видов отходов ручным и механическим отбором и перемещением отсева и неутилизируемых отходов (RU 2301711 C1, МПК B09B 3/00, опубл. 27.06.2007 г.).

Недостатком вышеуказанного аналога является недостаточная эффективность сортировки отходов, так как используется ручная сортировка.

Известен способ сортировки твердых бытовых отходов, включающий сбор отходов, их транспортировку и предварительную сортировку, подачу их круговой транспортный конвейер. Каждая порция ТБО проходит несколько циклов отбора. На каждом рабочем месте вручную отбирают заданные фракции отходов. Последние сбрасывают через отверстия в рабочей площадке в передвижные бункеры (RU 2389565 С1, МПК C09B 3/00, опубл. 20.05.2010 г.).

Недостатком вышеуказанного аналога является трудоемкость применения и недостаточная эффективность сортировка отходов.

Наиболее близким аналогом способа, принятым в качестве прототипа, является способ, включающий предварительное извлечение крупногабаритного мусора из отходов с последующей подачей отходов загрузочным конвейером во вращающийся барабан, перемещение отходов посредством сортировочного конвейера на основную сортировку для последовательного извлечения различных фракций отходов, которые передаются на вторичную переработку (RU 2238156 С2, МПК B09B 3/00, 9/06, опубл. 20.10.2004 г.).

Недостатком прототипа является недостаточная эффективность сортировки, так как он не обеспечивает полной сортировки фрагментов отходов в связи с ручной обработкой.

Известна линия сортировки многокомпонентной смеси, включающая площадку подвоза смеси, подающий транспортер, разделительный перфорированный барабан со шнеком, стол для сортировки компонентов с сушилкой, контейнер для сбора компонентов (RU 2359758 С2, МПК B09B 9/06, опубл. 27.06.2009 г.).

Недостатком вышеуказанного аналога является недостаточная эффективность сортировки, так как сортировка производится вручную.

Известен комплекс сортировки и утилизации твердых бытовых отходов, содержащий приемную площадку, две линии цепных питающих конвейеров и сортировочный, посты ручной сепарации отходов со средствами прессования и упаковки выделенных материалов для вторичного использования (RU 2408443 C2, МПК B09B 3/00, опубл. 21.01.2009 г.). Недостатком вышеуказанного аналога является недостаточная эффективность сортировки, так как сортировка производится вручную сортировщиком-оператором.

Наиболее близкой к предлагаемому устройству для осуществления способа, принятому за прототип, является линия, включающая установку предварительной сортировки, содержащую загрузочный конвейер, установку первичной обработки, выполненную в виде вращающегося барабана со шнековыми ребрами на его внутренней поверхности, установку основной сортировки отходов на фракции, выполненную в виде сортировочного конвейера, вдоль которого расположены рабочие места сортировщиков с люками для сброса определенных фракций, соответствующих каждому рабочему месту, перерабатывающие устройства (RU 2238156 C2, МПК B09B 3/00, 9/06, опубл. 20.10.2004 г.).

Недостатком прототипа является недостаточная эффективность, так как он не обеспечивает полной сортировки фрагментов (фракций) отходов между собой в виду их ручной обработки.

Задачей предлагаемых способа и устройства для его осуществления является повышение эффективности сортировки отходов по фрагментам, снижение трудоемкости процесса за счет его автоматизации.

Технический результат достигается за счет того, что способ сортировки твердых бытовых отходов, включающий подачу отходов на транспортировку загрузочным конвейером, с последующей передачей на сортировочный конвейер, в отличие от прототипа, для автоматизации процесса сортировки, отходы в виде отдельных фрагментов друг за другом последовательно подают дозатором на каждую из не менее семи секций сортировочного конвейера, по мере перемещения фрагментов их облучают направленным сверху электромагнитным излучением, получая закодированное в виде сигнала изображение фрагмента отходов определенных типоразмеров, изображение фрагмента сканируют в приемнике, оцифровывают и запоминают, затем полученный сигнал сравнивают с помощью блока сравнения с контрольным, соответствующим каждому типоразмеру фрагмента отходов, распознанный с помощью задающего устройства сигнал, подают на приемное устройство того рабочего органа сбрасывателя, который установлен напротив секции сортировочного конвейера соответствующего типоразмера отходов и осуществляют сброс заданного типоразмера фрагмента отходов в соответствующий бункер на переработку.

Кроме того, облучение фрагментов твердых бытовых отходов производят рентгеновским, инфракрасным излучением или светодиодом.

Технический результат от предлагаемого устройства для осуществления способа сортировки твердых бытовых отходов, включающего последовательно расположенные загрузочный и сортировочный конвейеры, перерабатывающие устройства, достигается за счет того, что в отличие от прототипа, для автоматизации процесса сортировки, над сортировочным конвейером, в его начале, установлен дозатор, сортировочный конвейер разделен, по меньшей мере, на семь секций, напротив каждой секции установлен бункер для приема определенного типоразмера фрагментов отходов, параллельно сортировочному конвейеру установлен сбрасыватель с рабочими органами; дополнительно установлена система управления процессом сортировки, включающая расположенные после дозатора над сортировочным конвейером источник и приемник электромагнитного излучения, электронные блоки в виде оцифровывающего, запоминающего и задающего устройств, а также блок сравнения и усилитель, причем выход приемника через оцифровывающее и запоминающее устройства соединен с первым входом блока сравнения, на второй вход которого подается оцифрованное изображение определенного типоразмера фрагмента отходов от задающего устройства; выход блока сравнения через усилитель соединен с рабочими органами сбрасывателя.

Облучение секции конвейера с расположенным на ней фрагментом отходов может проводиться электромагнитными волнами с длиной волны в следующем диапазоне: инфракрасным излучением с длиной волны от 7,6×10^-7 м до 1×10 ^-4 м; видимой части спектра с длиной волны: от 4×10 ^-7 м до 7,6×10^-4 м; рентгеновским излучением с длиной волны: от 1×10^-12 м до 1×10 ^-8 м.

Кроме того, облучение может проводиться светодиодом с длиной волны: красного цвета от 610 до 760 нм, желтого цвета от 570 до 610 нм, зеленого цвета от 610 до 760 нм, фиолетового цвета от 400 до 450 нм.

При облучении фрагмента отходов в инфракрасном излучении получаем изображение подобное тепловизору, по которому можно разделить фрагменты на органические (дерево, кости, ткани) и неорганические (металлы).

При облучении фрагмента отходов видимой частью спектра получаем контуры отходов подобно фотографии, по которому фрагменты можно разделить по габаритам (упаковка, тара, коробки, контейнеры и др.).

При облучении фрагмента отходов рентгеновским излучением получаем более четкие контуры отходов, а также все то, что находится внутри и скрыто от глаз наблюдателя.

При облучении фрагмента отходов светодиодом получаем контуры фрагмента на красном, желтом, зеленом или фиолетовом фоне, что позволяет получить цветное изображение отходов.

На фиг.1 изображена схема устройства, на фиг.2 - разрез А-А.

Устройство для сортировки твердых бытовых отходов, включает последовательно расположенные загрузочный 1 и сортировочный 2 конвейеры, дозатор 3, напротив каждой секции сортировочного конвейера расположен индивидуальный бункер 4 приема определенного вида фрагментов ТБО, сбрасыватель 5 с рабочими органами 6, расположенный напротив каждой секции сортировочного конвейера, источник 7 электромагнитного излучения, установленный в головной части сортировочного конвейера, приемник 8 данного излучения, расположенный под конвейером напротив источника, электронные блоки в виде оцифровывающего 9, запоминающего 10 и задающего 11 устройства, а также блока сравнения 12 и усилителя 13, гидроцилиндры 14, электрогидропреобразователи 15.

По морфологическому составу ТБО разделяются на: металлы, стекло, пластмассы, камни, кости, резина, дерево.

Устройство для сортировки твердых бытовых отходов работает следующим образом.

Твердые бытовые отходы (ТБО) поставляются на предприятие, имеющее в своем составе линии по утилизации металлов, стекла, пластмассы, резины, дерева в спецавтомобилях и загружаются погрузчиком на загрузочный конвейер 1, по которому они подаются в дозатор 3, установленный над первой секцией сортировочного конвейера 2. Дозатор представляет собой бункер с шибером в нижней части, позволяющим при его открытии передавать отдельный фрагмент отходов на секцию сортировочного конвейера.

Сортировочный конвейер выполнен в виде бесконечной ленты, установленной на роликах (фиг.2), один из роликов приводной, а другой - холостой (привод роликов не показан). Бесконечная лента выполнена из скрепленных между собой нежесткой механической связью отдельных прямоугольных секций типа гусениц у трактора. В каждой из секций боковые стенки отсутствуют, и каждый фрагмент отходов попадает в индивидуальную секцию конвейера. Далее каждый фрагмент ТБО перемещается в индивидуальной секции по сортировочному конвейеру от его головной части к хвостовой. В головной части конвейера каждый фрагмент облучается с помощью источника 7 электромагнитного излучения, например: лампой накаливания, или рентгеновской трубкой, или светодиодом, находящимся над конвейером. В приемнике 8, представляющем собой, например: рентгеновскую кассету с рентгеновской пленкой, фотокамеру, кинокамеру, монитор, телевизор, тепловизор, фоточувствительные полупроводниковые элементы или фотоэлектронный умножитель происходит прием изображения фрагмента отходов, доступного для наблюдения и фиксации. Далее изображение фрагмента ТБО через электронные блоки 9 и 10 передается на первый вход блока сравнения 12. На второй вход блока сравнения 12 из задающего устройства 11 передается изображение фрагмента отходов, заранее зарегистрированное в задающем устройстве 11. В блоке сравнения 12 происходит сопоставление каждого фрагмента отходов по типоразмерам, удельному весу и другим свойствам с аналогичными параметрами, заранее зарегистрированными в задающем устройстве 11. По результатам сравнения вырабатывается сигнал, который передается через усилитель 13 на электрогидропреобразователи 15 рабочих органов 6, выполненных в виде гидроцилиндров 14 с толкателем, сбрасывателя 5. Толкатели гидроцилиндров сбрасывают каждый фрагмент в соответствующий индивидуальный бункер 4 приема отходов. Из индивидуальных бункеров каждый вид фрагмента отходов поступает в индивидуальное перерабатывающее устройство или загружается в индивидуальные емкости.