脱水型家庭餐厨垃圾处理器设计论文

脱水型家庭餐厨垃圾处理器的设计

摘要：本文研发了一种脱水性家用餐厨垃圾处理器，主要任务是在第一时间内解决了家庭的餐厨垃圾，避免餐厨垃圾由于没有及时处理，长时间与空气接触导致变质霉烂，污染环境。目前市场上现有的垃圾处理设备主要是与家庭水槽下水口连接，将垃圾直接粉碎后用水冲入下水道中，与现有的垃圾处理设备相比较该设备在将垃圾粉碎后并没有用水冲入下水道中，既节约了水资源，又避免了水污染，而是在粉碎的基础上对垃圾进行了干燥和压缩，便于封存，可以作为农作物的肥料和工业燃料等等可回收的资源进行二次利用，可谓是变废为宝，真正的实现了垃圾的处理，减轻了政府压力，缓解了环境污染。

文章通过分析设备的设计背景，研发意图，表达了设备设计的实际意义和社会意义，特别是在当前我国粮食浪费比较严重，环境污染问题亟待解决的形势下更具有特殊意义；通过阐述设计思路和设计方式，表达了设备从概念性设计到三维模型实现的整个过程；通过展现主要零件的几何模型和整个设备的装配简图表达了设备的

主要零件的几何形状和各自的实际功能与在该设备中地位，从而体现了整体设备的结构以及各个零部件之间的装配关系；通过与现有设备主要功能和性能的详细比较，明确了该设备在未来市场上的价值，对设备在今后市场的定位有了一个更加明确的规划。

关键词：家用；餐厨垃圾处理器；粉碎；干燥

中图分类号：tm925.59 文献标识码：a 文章编号：1006-3315

（2013）06-178-002

餐厨垃圾的处理在世界任何一个国家都是政府关于垃圾处理不

容忽视的问题和责任。餐厨垃圾的处理是否得当直接关系到我们赖以生存的环境是否不被污染或尽可能减少污染，特别是在我国这个拥有十三亿多人口的国家，自古以来追求民以食为天，各种聚餐和饮食招待导致大量的剩饭剩菜，对他们的不得法处理将会对环境造成很大的影响，成为了衡量政府环卫工作的一项检验指标。餐厨垃圾的合理处理已经成为亟待解决的首要问题。在我国餐厨垃圾占了所有垃圾的30%以上，甚至在我国的一些一线城市，这部分比例还要更大，如北京37%，天津54%，上海59%，沈阳62%，深圳57%，广州57%，济南41%，对这部分垃圾的有效处理从一定程度上说直接影响着我国垃圾处理的有效性和合理性。

一、设计脱水型家用餐厨垃圾处理器的社会意义和价值

1.我眼中的餐厨垃圾

餐厨垃圾俗称泔脚，是人们饮食所产生的部分垃圾，很容易腐烂变质，散发恶臭，传播细菌和病毒。由于我国居民的饮食结构和烹调习惯，我国餐厨垃圾从化学组织上分析主要组成有淀粉、纤维素、蛋白质、脂类和无机盐。与其他垃圾相比，具有含水量高，有机物、油脂、盐分含量都比较高的特点。其性状和气味都会对环境卫生造成恶劣影响，容易滋长病原微生物、霉菌毒素等有害物质。

也正是由于餐厨垃圾复杂和多元的组成成分，其营养价值比较高，营养元素也较丰富。如果对这部分餐厨垃圾经过合理的处理后

加以应用，将是很好的资源，由此会创造出大量宝贵的可再生资源。

2.家用餐厨垃圾处理器的产生背景

随着近几年国家环境污染压力的不断增大，政府已经出台了各种政策和措施用来处理餐厨垃圾，适当的缓解了这种污染尴尬，但是对于广大市民和消费者来说，还是抱着比较遥远的观望态度，总觉得垃圾的处理和回收与自己的关系比较疏远。正是因为这样一种认识，餐厨垃圾的处理往往不能够在第一时间进行，通常等到政府对他们进行回收、处理的时候已经腐烂变质，造成了很大的环境污染，成为了影响食品安全和生态安全的潜在危险源。而其可回收资源也因此而失去了有效利用和回收的最佳时效。在这样的情况下有了餐厨垃圾家庭处理的设想，可以在第一时间处理餐厨垃圾，避免与空气接触后的腐烂变质。

二、目前家庭餐厨垃圾处理器在国内外的研究现状

在国外一些相对发达的欧洲国家，在政府的协助甚至强制下已经基本普及了小型的家庭垃圾处理器，美国90%以上家庭使用这种机器。国外主要有机械研磨型和生化处理型两种类型。

研磨型是一种以粉碎为主要处理方式的垃圾处理设备，目前市场上最常见的家庭用餐厨垃圾处理机安装于厨房水槽下方，并与排水管相连，通过交流或直流电机驱动刀盘，利用离心力将粉碎腔内的食物垃圾粉碎后排入下水道。粉碎后的颗粒直径小于4毫米，不会堵塞排水管和下水道。可轻松实现即时、方便、快捷的厨房清洁，营造健康、清洁、美观的厨房环境。

生化处理型则更环保，目前国外的做法是将这些垃圾粉碎后不是直接流入下水道汇入江河，造成河水的二次污染，而是粉碎后流入由政府修建的污水处理池，经过发酵处理后制成沼气提供能源，这种做法更加利于进行资源化回收利用，将是以后家庭垃圾处理方式发展趋势。

目前在我国家庭垃圾处理器还没有得到广泛的使用，最常见的就是国外使用的研磨性家庭垃圾处理器，一般装在水槽下面与下水道连接，在摘菜的过程中或者饭后可以将垃圾收集倒入下水管道内，然后打开水管将垃圾随水冲入下水道中。我国不仅在技术上进行了引进，同时在尺寸上也没有进行大的修改，所以现在市场上所使用的这种垃圾处理器安装尺寸与我国国民所使用的水槽尺寸并不符合，使用范围受到了很大限制，这是造成不能广泛推广的一个重要原因。

三、脱水性家庭餐厨垃圾处理器的工作原理

脱水型家庭餐厨垃圾粉碎机是通过永磁电机驱动刀盘，刀盘设有可360度回转的冲击头，没有利刃，安全、耐用、免维护。刀盘自身与粉碎杯旋和在一起，在电动机带动刀盘高速旋转的同时也带动了与它旋和的粉碎杯的高速转动，产生了很强的离心力，利用离心力将粉碎杯内的食物垃圾粉碎后所产生的大量的水分排出进入下水道，按照技术要求设备转速需要达到3000r/min。由于刀架和刀头两部分在工作过程中转向相反更有利于对垃圾物质的有效粉碎，使得粉碎时间缩短，效率提高，起到保护电机的作用。粉碎杯四周

是由具有抗腐蚀性能的不锈钢筛网构成的，即排除了多余的水分和小颗粒状物质也自动拦截了固体大颗粒状物质，这些大颗粒物质在粉碎杯中等待干燥。烘干利用烘干片完成。烘干片选用了陶瓷材质制作，具有很好的加热和导热性能，在加热的过程中自身低速旋转，以便水分更好的散发和疏散，提高了随物质的干燥速度，避免了在烘干加热的过程中物质发生粘连甚至焦糊。在整个干燥接近尾声的时候，烘干片将利用30秒的时间对粉碎杯中的物质进行压缩。最后当我们听到“滴”的提示音后，拧开刀盘盖，取出粉碎杯，将其中已经粉碎和压缩的物质拿出，封存，作为肥料、燃料等可再生或可利用资源。相对于肥料来说属于纯天然的，比目前在用的化肥施肥要安全很多、卫生很多，既有利于环境保护，也有利于食品安全的把控。

四、脱水性家庭餐厨垃圾处理器的设计方式与思路

1.脱水性家庭餐厨垃圾处理器的设计方式

在设计上我采用了自顶向下的设计方式，采用这种设计方式主要是基于以下几点的考虑：第一，作为产品的设计者我希望产品能够在外观上具有唯一性和不可互换性，设计出的产品能够获得自己的外观专利，第二，产品在材质上我们尽可能的选择了塑料外壳，所以自顶向下的设计方式更符合加工生产的需要，更有利于保证产品的配合精度。第三，也就是最重要的一点是这样的设计正是由于从系统的顶层出发便于结合模拟手段，有效的控制和掌握系统需要实现的性能状况。结合对产品的相关要求不断的调整设计方案，不断