專利名稱：改進(jìn)的廢物處理和處置系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于生活和有機廢物的有效的和經(jīng)濟(jì)的處理和處置的改進(jìn)的系統(tǒng)。更具體地，本發(fā)明涉及產(chǎn)生于移動的活動，諸如乘客運載車輛，或傳統(tǒng)的處理和處置工具不實際的固定的活動的人類廢物和其它相似的有機廢物的處理和處置。此處描述的處理和處置系統(tǒng)采用在內(nèi)燃機或任何其它排出足夠熱的裝置的運轉(zhuǎn)期間排出的熱來充分地處置廢物。本發(fā)明也能夠處理和處置包括石油和/或其它有機化合物的廢物，包括工業(yè)廢物，諸如艙底污水和其它含油水廢物。
背景技術(shù)：
有幾種傳統(tǒng)的處理和處置廢物的方法。具體的處理和處置方法的選擇主要依賴兩個因素1)需要處理和處置的具體的廢物；及2)處理和處置設(shè)施必須安裝的具體位置。受到特別關(guān)注的是人類廢物的處理和處置，通常稱為生活廢物，其包含細(xì)菌，具體地為糞大腸菌類細(xì)菌，其在過量的濃度下造成嚴(yán)重的健康危害。生活廢物的產(chǎn)生通常出現(xiàn)在諸如遠(yuǎn)程的或移動的設(shè)施的位置，這提出與處理和處置有關(guān)的獨特的問題。傳統(tǒng)的廢物處理和處置系統(tǒng)已經(jīng)為這些情況設(shè)計，然而，傳統(tǒng)的系統(tǒng)具有幾個缺點。
用于遠(yuǎn)程和移動的設(shè)施的傳統(tǒng)的廢物處理和處置系統(tǒng)通常包括接收和收集廢物的大的保持箱。使用合適的化學(xué)藥品可以給廢物殺菌，并且一旦殺菌，通常存放廢物直到在其它地方用于進(jìn)一步處理把其移走。對于移動的設(shè)施，諸如車輛，船只，飛行器和鐵路車輛，必須存放廢物直到移動的設(shè)施到達(dá)廢物接收地點。對于遠(yuǎn)程的設(shè)施，具體地為那些傳統(tǒng)的下水道和腐敗物處理系統(tǒng)不實際的設(shè)施，必須存放廢物直到廢物能夠移走并運送到廢物接收地點的一定的時間，存放化學(xué)藥品和處理后的廢物的需要，要求巨大的貯存能力且增加了建造和運轉(zhuǎn)移動的或遠(yuǎn)程的設(shè)施的成本。
在船只的情況，傳統(tǒng)的處理和處置系統(tǒng)用化學(xué)藥品和/或間接加熱處理廢物材料以破壞細(xì)菌含量。一旦被處理，廢物可以排放到環(huán)境中。化學(xué)系統(tǒng)具有許多缺點，包括其采用的化學(xué)藥品的花費及隨著化學(xué)藥品的使用釋放的有害氣味。并且，化學(xué)系統(tǒng)在殺死細(xì)菌中并不總是有效的，因此排放的廢物材料依然造成污染和環(huán)境問題。采用間接加熱給廢物材料消毒的系統(tǒng)也具有缺點，具體地為需要極大數(shù)量的熱傳輸區(qū)域以充分給廢物消毒，及潛在需要化學(xué)氧化劑和燃料供給以產(chǎn)生需要的熱，這兩方面都導(dǎo)致建造和運轉(zhuǎn)花費的增加，另外，愈加嚴(yán)格的環(huán)境規(guī)章禁止在諸如內(nèi)陸水路和湖泊之類的某些區(qū)域排放即使處理過的廢物材料。傳統(tǒng)的處理和處置系統(tǒng)不能用在這些區(qū)域，因此需要足夠貯存能力的裝備用來保持廢物直到到達(dá)廢物接收地點。必須定位和運送到廢物接收地點的花費和不便作為不顧規(guī)章且把保持箱直接排放到環(huán)境的誘因，破壞了環(huán)境規(guī)章的目的。
在美國專利No.6,106,703中，有名的發(fā)明者此處披露了采用內(nèi)燃機的排氣來處理生活和其它類型的廢物的廢物處理和處置系統(tǒng)。美國專利No.6,106,703的披露此處通過參考引入。該專利總地披露了廢物處理系統(tǒng)，其包括用于接收產(chǎn)生于輸入源，諸如水頭，廚房，淋浴器，污水艙，或其它相似源的廢物的保持箱，至少一個連接到保持箱的浸漬器，用于減小團(tuán)體廢物顆粒尺寸的切碎器，離心分離器，注入器泵，和設(shè)置在內(nèi)燃機排氣集管內(nèi)部的注入器噴嘴。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明在幾個方面改進(jìn)了美國專利No.6,106,703披露的廢物處理和處置系統(tǒng)。本發(fā)明通過采用用于流體運動裝置的共同能量源簡化了系統(tǒng)運轉(zhuǎn)。另外，本發(fā)明包括臭氧發(fā)生器和高頻激勵器以在熱處理之前調(diào)節(jié)廢物。本發(fā)明還包括液/液和氣/液預(yù)熱器以在注入排氣流之前熱調(diào)節(jié)廢物。預(yù)熱廢物增加了處置效率并增加了運轉(zhuǎn)能力界限。切碎器，此處指均化器做了巨大改進(jìn)，包括對分級篩設(shè)計的改進(jìn)，對刀片設(shè)計的改進(jìn)，允許反向運轉(zhuǎn)的裝置的改變，再循環(huán)入口及外部抽吸性能的增加。這些改變改進(jìn)了顆粒磨損，并消除了對固體廢物分離裝置，諸如離心分離器的需要。本發(fā)明還通過增加排氣集管卷筒零件改進(jìn)了注入器設(shè)計，排氣集管卷筒零件消除了對改變現(xiàn)有排氣集管的需要。最后，增加了過程控制改進(jìn)，其連同其他改變改進(jìn)了整個系統(tǒng)效率和性能，并減小了系統(tǒng)安裝需要的空間。


圖1為示出了本發(fā)明的改進(jìn)的廢物處理和處置系統(tǒng)的一個優(yōu)選的圖2為具有外部泵特征的均化器的一個優(yōu)選實施例的截面視圖；圖3為具有內(nèi)部泵葉輪特征的均化器的另一個優(yōu)選實施例的截面視圖；圖4為在均化器內(nèi)采用的刀片組件的一個優(yōu)選的實施例的側(cè)面透視圖。
圖5為圖4刀片組件的前部透視圖。
圖6為用于圖4的刀片組件的三個刀片的第一個的前面透視圖。
圖7為用于圖4的刀片組件的三個刀片的第二個的前面透視圖。
圖8為用于圖4的刀片組件的三個刀片的第三個的前面透視圖。
圖9為具有圖4的刀片組件特征的均化器的一個優(yōu)選實施例的截面視圖。
具體實施例方式
在優(yōu)選實施例的下列詳細(xì)描述中，參考形成實施例的一部分的附圖，其中通過圖示顯示實踐本發(fā)明的具體實施例。應(yīng)理解可以采用其他的實施例，且造成結(jié)構(gòu)的變化，而不脫離本發(fā)明的范圍。
圖1示出了廢物處理系統(tǒng)100的一個優(yōu)選的實施例。保持箱1接收來自諸如盥洗室，淋浴器，水槽，廚房，艙底，和其它有機廢物源之類的廢物產(chǎn)生源的廢物。來自產(chǎn)生源的廢物穿過連接導(dǎo)管2輸送到保持箱1。保持箱1包括大氣出口3和排放導(dǎo)管4。廢物從保持箱1通過排放導(dǎo)管4流到研磨泵5。研磨泵5通過減小存在于保持箱1內(nèi)的任何固體廢物的尺寸并浸軟保持箱1內(nèi)的廢物調(diào)節(jié)來自保持箱1的廢物。磨碎的廢物從研磨泵5穿過導(dǎo)管7排放，導(dǎo)管7與均化器9流體連通。均化器9在使用中，來自研磨泵5的一部分磨碎的廢物穿過導(dǎo)管6再循環(huán)回到保持箱1，輔助浸軟保持箱1內(nèi)的廢物。當(dāng)均化器9沒有運轉(zhuǎn)時，所有來自研磨泵5的排放的廢物再循環(huán)回到保持箱1。導(dǎo)管7內(nèi)的止回閥8防止廢物從均化器9回流到保持箱1。
均化器9由原動機10驅(qū)動，其可以是傳統(tǒng)的感應(yīng)電動機或用于驅(qū)動離心或正位移式旋轉(zhuǎn)裝備的任何其它裝置。原動機10最好為換向感應(yīng)電動機。除了驅(qū)動均化器9，原動機10也可以通過公共軸用來驅(qū)動研磨泵5。然而，為了圖示的容易性，研磨泵5作為分離的抽吸元件在圖1示出，且不通過公共軸驅(qū)動。均化器9通過使廢物穿過一系列切割機刀片39和分級篩40(最好參看圖2，3和9)減少了廢物固體含量的顆粒尺寸，使得沒有尺寸大于最小分級篩孔的顆粒離開均化器9。任何大于最小篩孔的顆粒將保留在均化器9內(nèi)直到它們減小尺寸。廢物的液體部分與大致尺寸均勻的固體廢物顆粒均勻化且它們從均化器9穿過導(dǎo)管11一起排放。
為了增強消毒和處置過程，可以采用商業(yè)上可以得到的臭氧發(fā)生器34A，以通過把臭氧通過文氏管35A注入導(dǎo)管11來預(yù)調(diào)節(jié)均勻化的廢物。臭氧通過破壞細(xì)菌給廢物消毒，并且一旦注入排氣流22還為有機物的氧化提供另外的氧。雖然文氏管35A單獨完成足夠高的臭氧溶解，可以采用混合器進(jìn)一步增加溶解。依賴于廢物的特點，設(shè)施約束，成本，污染趨勢，和機械耐久性，可以采用機械的，靜態(tài)的或其它類型的混合器。圖1中，采用高頻激勵器36A，超聲波裝置。
預(yù)調(diào)節(jié)的均勻化廢物供應(yīng)給注入器泵12，其通過原動機10經(jīng)由公共軸驅(qū)動。注入器泵12最好為正位移類型的泵。預(yù)調(diào)節(jié)的均勻化廢物從注入器泵12排放到導(dǎo)管13。從導(dǎo)管13，分開均勻化的廢物流。來自導(dǎo)管13的一部分均勻化廢物流再循環(huán)回到保持箱1。再循環(huán)的均勻化廢物流通過再循環(huán)一部分再循環(huán)的均勻化廢物回到均化器9可以進(jìn)一步分開。再循環(huán)回到均化器9的均勻化廢物可以穿過再循環(huán)口47供應(yīng)給均化器9，如圖1，2，3和9所示，或可選地，可以與導(dǎo)管7內(nèi)來自保持箱1的供應(yīng)結(jié)合并通過入口38供應(yīng)到均化器9。
來自注入器泵12的剩余的均勻化廢物流行進(jìn)至預(yù)熱器16，預(yù)熱器為液/液熱交換器。在進(jìn)入預(yù)熱器16之前，均勻化的廢物可以通過采用第二臭氧發(fā)生器34B和其相連的文氏管35B進(jìn)一步調(diào)節(jié)。相似于其上游的配對物，采用高頻激勵器36B最大化臭氧的溶解。預(yù)熱器16最好為殼體和管子類型的交換器，可以使用水或其它與內(nèi)燃機或其它裝置相關(guān)聯(lián)的介質(zhì)以把熱傳輸?shù)骄鶆蚧膹U物燃料流。可選地，可以采用熱傳輸流體作為中間的吸熱器，其接收來自與內(nèi)燃機或其它裝置相關(guān)聯(lián)的介質(zhì)的熱并傳輸熱到廢物流。預(yù)熱均勻化的廢物流增加了廢物流的水含量的溫度并減小了對廢物注入其中的排氣流的冷卻效果，從而最大化了系統(tǒng)的吞吐量。離開預(yù)熱器16后，廢物繼續(xù)穿過導(dǎo)管17，導(dǎo)管17供給預(yù)熱器18。預(yù)熱器18為氣/液熱交換器，此處熱從排氣22被吸收進(jìn)入廢物流，保證廢物流中的水含量在廢物注入前接近或超過其蒸發(fā)溫度。隨著廢物流中的水含量接近或超過其蒸發(fā)溫度，一旦廢物被注入，需要閃蒸水含量的熱最小化了。預(yù)熱器18可選地為液/液熱交換器，其采用熱傳輸流體把熱從排氣22輸送到廢物流。卷筒零件19容納預(yù)熱器18和注入器噴嘴20。卷筒零件19通過消除對現(xiàn)有排放集管的任何需要的更改有利于系統(tǒng)的安裝。
卷筒零件19還可以包括風(fēng)扇或相似裝置以增加排氣22的速度，從而保證紊流和注入的廢物的徑向分布?？蛇x地，通過使用材料的另外的源，諸如空氣或再循環(huán)排氣22補充排氣22，可以增加排氣22的流動速率，這將增加其速度。
廢物可以穿過注入器噴嘴20注入排氣22，順流或逆流到達(dá)排氣22流。為了最大化越過卷筒零件19的直徑的廢物分布，廢物最好逆流注入排氣22流。另外，可以采用文氏管類型的卷筒零件使廢物流從導(dǎo)管17抽入排氣22。文氏管類型的卷筒零件具有霧化廢物流的任何液體部分的另外的優(yōu)點。并且，可以使用文氏管噴嘴。文氏管噴嘴中心設(shè)置在卷筒零件19內(nèi)并采用排氣22流把廢物流從導(dǎo)管17抽出，相似于文氏管類型的卷筒零件。當(dāng)預(yù)熱的均勻化廢物的注入時，廢物燃料流中的水部分閃蒸為蒸汽并連同排氣22穿過排氣器23離開卷筒零件19。廢物流中的固體廢物顆粒被干燥并吸收足夠的熱以造成氧化。氧化導(dǎo)致惰性礦物灰和水蒸氣的產(chǎn)生。惰性礦物灰和水蒸汽與排氣22一起流出排氣器23。
溫度傳感器21在進(jìn)入排氣器23之前測量排氣22的溫度。壓力傳感器33測量注入器的管線壓力。兩個傳感器21，33容納在卷筒零件19內(nèi)并配備傳播它們的測量值到計算機24的發(fā)射機。計算機24接收來自遠(yuǎn)程或移動設(shè)施的電力，其中其通過電力供應(yīng)線25安裝，并控制整個系統(tǒng)的運轉(zhuǎn)。除了排氣溫度和注入器管線壓力外，計算機24可以接收來自安裝在保持箱1內(nèi)的高液面?zhèn)鞲衅?1，低液面?zhèn)鞲衅?2，和高液面警報器102的值。可選地，如圖1所示，高液面?zhèn)鞲衅?1，低液面?zhèn)鞲衅?2，和高液面警報器102可以僅發(fā)送到與研磨泵5集成的控制器。在這種配置下，研磨泵5獨立于系統(tǒng)的其余部分運轉(zhuǎn)。隨著研磨泵5的運轉(zhuǎn)從系統(tǒng)運轉(zhuǎn)中分離，計算機24采用壓力傳感器62以保證在通過打開閥59允許廢物流到均化器9前研磨泵5處于使用中。計算機24還可以接收來自內(nèi)燃機或輸送排氣22到廢物處理系統(tǒng)100的其它裝置的另外的數(shù)據(jù)。計算機24控制系統(tǒng)的運轉(zhuǎn)并允許通過遠(yuǎn)程面板26監(jiān)控內(nèi)部和外部參數(shù)。
圖1還示出了反沖洗系統(tǒng)和新鮮水凈化系統(tǒng)，其使均化器9的反洗和各種系統(tǒng)部件的凈化成為可能。計算機24通過反向原動機10的運轉(zhuǎn)控制反沖洗系統(tǒng)，原動機反向均化器9和注入器泵12的運轉(zhuǎn)。通過反向均化器9和注入器泵12的運轉(zhuǎn)，系統(tǒng)簡單地反沖洗均化器9，從而自我清潔容納在均化器9內(nèi)的內(nèi)部零件。相似地，計算機24通過停止廢物處理并允許整個系統(tǒng)僅處理新鮮水來控制凈化系統(tǒng)的運轉(zhuǎn)。可以從任何源向系統(tǒng)供給新鮮水，諸如移動的水箱28。在這種方式下，來自移動的水箱28的新鮮水凈化注入器噴嘴20，注入器泵12和均化器9，及任何輔助裝備，諸如預(yù)熱器16，18，臭氧文氏管35A，35B，及高頻激勵器36A，36B?；亓鞣乐蛊?9防止反沖洗期間移動的水箱28的污染。
計算機24通過采用流動調(diào)整控制閥和諸如電磁閥之類的完全打開/完全關(guān)閉類型的閥的編程序的過程控制方案控制各種系統(tǒng)部件的運轉(zhuǎn)。計算機24通過控制閥15調(diào)整再循環(huán)的均勻化廢物流相似地控制再循環(huán)的均勻化廢物通過再循環(huán)口47回到均化器9的速率。
在圖1所示的優(yōu)選的實施例中，注入速率由流動控制閥14和電磁閥58，59控制。在正常運轉(zhuǎn)期間，電磁閥58，59完全打開以及控制閥14，15調(diào)整再循環(huán)回到保持箱1的流動?？刂崎y14的位置由計算機24基于溫度傳感器21和/或壓力傳感器33的測量值設(shè)置?？刂崎y14的位置也可以通過其它系統(tǒng)參數(shù)，諸如裝置供給排氣22的旋轉(zhuǎn)速度來設(shè)置。關(guān)閉系統(tǒng)可以結(jié)合到電磁閥58，59以及控制閥14，15，其它系統(tǒng)部件，及反沖洗和凈化系統(tǒng)的運轉(zhuǎn)。例如，如果計算機24接收來自裝置供給排氣22的信號，諸如預(yù)定的最小旋轉(zhuǎn)速度值或其它測量值，或如果高壓被壓力傳感器33測量并從壓力傳感器33傳輸，計算機24關(guān)閉電磁閥59，從而防止來自保持箱1的廢物進(jìn)入均化器9。
計算機24隨后啟動反洗循環(huán)，清除均化器9的任何殘留。反洗循環(huán)后，計算機24接收檢驗初始化反洗的條件已經(jīng)清除的數(shù)據(jù)。如果條件沒有清除，將使用第二個反洗循環(huán)。反洗循環(huán)之后，計算機24可以通過打開閥27，27A或64并關(guān)閉閥59開始新鮮水凈化循環(huán)以保證系統(tǒng)沒有廢物。最后，在反洗和凈化循環(huán)結(jié)束后，計算機24關(guān)閉電磁閥58并完全打開控制閥14導(dǎo)致整個廢物流再循環(huán)。通過計算機打開電磁閥59和控制閥15，且整個均化器9排放再循環(huán)回到保持箱1，均化器9可以隨后投回使用，或均化器可以保持停止，其中僅采用研磨泵5浸軟保持箱1內(nèi)的廢物。除了由系統(tǒng)參數(shù)啟動反洗循環(huán)，計算機24可以以預(yù)定的間隔啟動反洗循環(huán)，從而允許系統(tǒng)清除自身廢物并作為自我清潔裝置運轉(zhuǎn)。
在反洗運轉(zhuǎn)期間，電磁閥58保持打開，允許從注入器噴嘴20反向流動穿過均化器9。在優(yōu)選的實施例中，反洗運轉(zhuǎn)是相對短的持續(xù)時間且僅小數(shù)量的材料反向流過系統(tǒng)。然而，來自移動水箱28的新鮮水的供給可以運送到均化器9的出口，且此后運送到保持箱1，允許更長和更徹底的反洗。在凈化運轉(zhuǎn)期間，電磁閥59關(guān)閉，防止來自保持箱1的廢物進(jìn)入均化器9?？刂崎y27打開，允許新鮮水進(jìn)入均化器9，且此后通過正常的運轉(zhuǎn)路線流到注入器噴嘴20，從而凈化所有的安裝在均化器9和注入器噴嘴20之間的裝備?？蛇x地，來自箱子28的凈化水可以通過控制閥27A運送到注入器泵12，或通過控制閥64運送到卷筒零件19，其中交換器18和注入器噴嘴20可以得到凈化。
圖2示出了均化器9的一個優(yōu)選的實施例。均化器9允許固體和液體進(jìn)入入口38并接觸一系列均化器級44。每個均化器級44包括多刀刃旋轉(zhuǎn)刀片39，分級篩40，維持單個分級篩40之間的距離的隔離物60和反向空間45。每個旋轉(zhuǎn)刀片39采用至少兩個切割刀刃37A，37B。在正常運轉(zhuǎn)期間，切割刀刃37B靠著組成具體的均化器級44的相關(guān)聯(lián)的分級篩40運轉(zhuǎn)。在反洗期間，切割刀刃37A靠著與直接位于上游并通過反向空間45隔開的均化器級44相關(guān)聯(lián)的分級篩40運轉(zhuǎn)。與每個連續(xù)的均化器級44相關(guān)聯(lián)的分級篩40包括逐漸較小的分級孔41，其導(dǎo)致當(dāng)廢物流過均化器級44時固體廢物顆粒尺寸的逐漸磨損。
在每個均化器級44內(nèi)的分級篩40內(nèi)的分級孔41的直徑的減小允許固體和液體逐漸混合。當(dāng)固體經(jīng)過均化器9時，固體連續(xù)減小尺寸。當(dāng)廢物流過均化器9時，廢物小球通過分級孔41。這個動作通過分級孔41的錐形得到加強。分級孔41的錐形還導(dǎo)致降低的分級孔41的污染趨勢，從而減少堵塞的潛在可能和反洗循環(huán)的數(shù)量和持續(xù)時間?？梢垣@得的分級孔41的錐度數(shù)量依賴于分級篩40的厚度。分級篩40優(yōu)選的厚度范圍為大約1/4英寸(.635cm)到大約1/32英寸(.079cm)。對于這個厚度的范圍，分級孔41優(yōu)選的錐度范圍為大約4％至大約50％。當(dāng)廢物小球通過分級孔41引出時，它們被下一個均化器級44的旋轉(zhuǎn)刀片39剪切，從而允許穿過篩孔41的部分廢物繼續(xù)移動到均化器9的下一級44。該過程在每個均化器級44中重復(fù)。最后的均化器級44內(nèi)的孔41的尺寸規(guī)定了從均化器9排放的最大顆粒尺寸。盡管廢物的質(zhì)量和排氣產(chǎn)生源供給的熱的數(shù)量影響系統(tǒng)可以處理的最大顆粒尺寸，總的來說，從均化器9排放的優(yōu)選的最大顆粒尺寸直徑為大約1/5,000英寸(0.005mm)至大約1/30,000英寸(.0008mm)。
均化器刀片39沿著軸46滑動接合，這允許刀片39向前或向后滑動由反向空間45指出的預(yù)定的距離。軸46在一個方向的旋轉(zhuǎn)造成刀片39接觸與具體的均化器級44相關(guān)聯(lián)的分級篩40，且當(dāng)反向軸46旋轉(zhuǎn)的方向時，刀片39接觸與前面的均化器級44相關(guān)聯(lián)的分級篩40的背側(cè)并剪切分布在分級篩40背側(cè)上的任何殘留物。同時，當(dāng)反向軸46的旋轉(zhuǎn)時，抽回流出物穿過篩子40，移去可能阻塞錐形孔41的任何殘留物。均化器9可以采用外部泵42(如圖2所示)，內(nèi)部泵葉輪51(如圖3所示)，或根本沒有泵。如果采用內(nèi)部或外部泵機構(gòu)，原動機10可以通過公共軸46驅(qū)動該機構(gòu)。
多刀刃刀片39可以相對于前面的刀片39以不同的間隔依次圍繞軸46放置。這樣當(dāng)采取前透視圖時創(chuàng)造了刀片的多點星形圖案，相似于圖5所示的多點星形圖案。多個刀片刀刃使得與進(jìn)入每個級44的固體多點接觸，這樣基于注入器20排放的排氣22的給定的溫度，提供了增加的注入速率。不管均化器9采用內(nèi)部泵葉輪51，外部泵42，或根本沒有泵，流體通過出口43從均化器9排放。如早期描述的，排放廢物的部分可以通過再循環(huán)口47再循環(huán)進(jìn)入最后的均化器級44。通過再循環(huán)從均化器9排放的一部分廢物，改進(jìn)了顆粒尺寸分布和系統(tǒng)性能。
圖4示出了均化器刀片39的另一個優(yōu)選的實施例。如圖4所示，刀片組件200包括多個單個的刀片210，220，230。圖4示出的優(yōu)選的實施例包括八個依次沿著軸46設(shè)置的單個刀片。最低的刀片201沿著軸46以相對于軸46的軸線成零度角設(shè)置。最低的刀片201上面的刀片沿著軸46以相對于軸46的軸線成30度角設(shè)置。刀片組件200的每個連續(xù)的刀片沿著軸46以比前面的刀片大30度的角設(shè)置，當(dāng)采取前透視圖時，顯現(xiàn)圖5的星形圖案。最低的刀片201靠著與均化器級44相關(guān)聯(lián)的分級篩40運轉(zhuǎn)，刀片組件200安裝在均化器級44中。當(dāng)均化器9的原動機10反向時，最上面的刀片202靠著直接在刀片組件200上游的均化器級44的分級篩40的背側(cè)運轉(zhuǎn)。
圖5示出了刀片組件200的星形圖案的前視圖。刀片組件200包括多個通過堆疊單個的刀片210，220，230產(chǎn)生的多個刀片，分別示于圖6，7，8。
示于圖6中的刀片210，包括至少兩個切割附件211，212，其連接到中心件213。中心件213包括內(nèi)部表面214并沿著軸46滑動接合，使得內(nèi)部表面214接觸軸46的表面。在所示優(yōu)選的實施例中，軸46和內(nèi)部表面214都具有大致正方形的截面，其一旦裝配，轉(zhuǎn)換軸46的旋轉(zhuǎn)到刀片210，而沒有任何明顯的滑動。轉(zhuǎn)換旋轉(zhuǎn)的可選的方法也可以用于不同截面的軸，諸如采用軸鍵。
圖7和8分別所示的刀片220，230大致相似于刀片210。刀片220包括至少兩個切割附件221，222，其連接到中心件223。刀片230包括至少兩個切割附件231，232，其連接到中心件233。如圖7所示，切割附件221，222連接到中心件223，使得切割附件221，222沿著軸46以不同于刀片210的切割附件211，212的角度設(shè)置。相似地，如圖8所示，切割附件231，232連接到中心件233，使得切割附件231，232沿著軸46以不同于刀片210的切割附件211，212和刀片220的切割附件221，222的角度設(shè)置。通過沿著軸46滑動接合刀片210，220，230，顯現(xiàn)切割附件的星形圖案，其在圖5中最好地看到，切割附件從軸46向外輻射。
最后，圖9示出了特征為刀片組件200安裝在多個均化器級44中的第一個內(nèi)的均化器9。剩余的均化器級44采用刀片39，其在圖2中描繪并在上面描述。刀片39沿著軸46滑動接合，使得刀片39彼此垂直運轉(zhuǎn)。均化器9可以在一個均化器級44內(nèi)，在至少兩個均化器級44內(nèi)，或在所有的均化器級44內(nèi)采用刀片組件200。
盡管以具體實施例的方式描述了本發(fā)明，預(yù)期其變更和改變將無疑對本領(lǐng)域內(nèi)普通的技術(shù)人員變得顯而易見。因此意在使下列權(quán)利要求書解釋為覆蓋落在本發(fā)明真正精神和范圍內(nèi)的所有變更和改變。
權(quán)利要求
1.一種廢物處理和處置系統(tǒng)，其包括至少一個與箱子流體連通的廢物產(chǎn)生源，該箱子用于貯存來自所述至少一個廢物產(chǎn)生源的所述廢物，所述廢物包括液體部分和固體部分，所述箱子包括用于從所述箱子移去所述廢物的排放導(dǎo)管；與所述排放導(dǎo)管流體連通的用于均勻化所述廢物的工具，用于均勻化的所述工具包括用于減小所述廢物的所述固體部分的顆粒尺寸的工具和用于將所述廢物的所述液體部分和所述廢物的所述固體部分混合成大致均質(zhì)的廢物流的工具，用于減小所述固體部分的顆粒尺寸的所述工具和用于混合所述液體部分和所述固體部分的所述工具大致同時存在；連接到用于均勻化的所述工具的用于加熱所述大致均勻化的廢物流的工具；連接到用于加熱的所述工具的用于注入所述大致均勻化的廢物流的工具，用于注入的所述工具設(shè)置在排氣產(chǎn)生源的排氣流內(nèi)部。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的廢物處理和處置系統(tǒng)，還包括用于浸軟存放在所述箱子內(nèi)的所述廢物的工具。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的廢物處理和處置系統(tǒng)，還包括至少一個用于將臭氧注入所述大致均勻化的廢物流的工具。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的廢物處理和處置系統(tǒng)，還包括至少一個用于混合所述臭氧和所述大致均勻化的廢物流的工具。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的廢物處理和處置系統(tǒng)，還包括用水用于凈化用于均勻化的所述工具，用于加熱的所述工具，及用于注入的所述工具的工具。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的廢物處理和處置系統(tǒng)，還包括設(shè)置在用于均勻化的所述工具和用于注入所述大致均勻化的廢物流的所述工具之間的注入器泵。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的廢物處理和處置系統(tǒng)，其中用于均勻化的所述工具和所述注入器泵由公共的原動機提供動力。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的廢物處理和處置系統(tǒng)，其中用于注入所述大致均勻化的廢物流的所述工具包括設(shè)置在能夠連接到所述排氣產(chǎn)生源的排放口的導(dǎo)管內(nèi)的注入器噴嘴。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的廢物處理和處置系統(tǒng)，還包括用于促進(jìn)所述排氣流的速度增加的工具。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的廢物處理和處置系統(tǒng)，其中用于加熱所述大致均勻化的廢物流的所述工具包括熱交換器，所述熱交換器采用由所述排氣產(chǎn)生源產(chǎn)生的熱流體來傳輸熱至所述大致均勻化的廢物流。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的廢物處理和處置系統(tǒng)，其中用于加熱所述大致均勻化的廢物流的所述工具設(shè)置在能夠連接到所述排氣產(chǎn)生源的排放口的所述導(dǎo)管內(nèi)的所述注入器噴嘴的下游。
12.根據(jù)權(quán)利要求1所述的廢物處理和處置系統(tǒng)，其中用于加熱所述大致均勻化的廢物流的所述工具包括熱交換器，所述熱交換器采用由所述排氣產(chǎn)生源產(chǎn)生的熱流體來傳輸熱至所述大致均勻化的廢物流。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的廢物處理和處置系統(tǒng)，其中用于加熱所述大致均勻化的廢物流的所述工具還包括設(shè)置在采用由所述排氣產(chǎn)生源產(chǎn)生的熱流體的所述熱交換器下游的第二熱交換器，所述第二熱交換器采用由所述排氣產(chǎn)生源產(chǎn)生的所述排氣來傳輸熱至所述大致均勻化的廢物流。
14.根據(jù)權(quán)利要求1所述的廢物處理和處置系統(tǒng)，其中用于均勻化的所述工具還包括具有入口和出口的外殼；設(shè)置在所述外殼內(nèi)的中心軸；用于旋轉(zhuǎn)所述中心軸的工具；及至少一個可運轉(zhuǎn)地連接到所述中心軸的均化器級；所述均化器級包括具有頂端刀刃和底端刀刃的旋轉(zhuǎn)刀片，所述旋轉(zhuǎn)刀片的所述底端刀刃具有切割表面，及包括具有頂側(cè)、底側(cè)，和多個分級孔的分級篩，該分級孔允許廢物流從所述分級篩的所述頂側(cè)行進(jìn)至所述底側(cè)，所述分級篩的所述頂側(cè)與所述旋轉(zhuǎn)刀片的所述底端刀刃的所述切割表面接觸。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的廢物處理和處置系統(tǒng)，其中用于均勻化的所述工具還包括多個均化器級，所述多個均化器級沿著所述中心軸連續(xù)設(shè)置。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的廢物處理和處置系統(tǒng)，其中所述外殼的所述入口允許廢物流進(jìn)入所述多個均化器級的第一級，且所述出口允許離開所述多個均化器級的最后級的廢物流的排放。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的廢物處理和處置系統(tǒng)，其中每個所述連續(xù)的均化器級的每個所述分級篩的所述頂側(cè)包括多個具有比前面的均化器級小的直徑的分級孔。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的廢物處理和處置系統(tǒng)，其中每個所述連續(xù)的均化器級的每個所述分級篩上的所述多個分級孔是錐形的。
19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的廢物處理和處置系統(tǒng)，其中所述分級孔的所述錐度從所述分級篩的所述頂側(cè)至所述分級篩的所述底側(cè)增加。
20.根據(jù)權(quán)利要求16所述的廢物處理和處置系統(tǒng)，其中用于旋轉(zhuǎn)所述中心軸的所述工具是具有正常旋轉(zhuǎn)和反向旋轉(zhuǎn)的換向電動機。
21.根據(jù)權(quán)利要求20所述的廢物處理和處置系統(tǒng)，其中每個所述連續(xù)的均化器級的所述旋轉(zhuǎn)刀片還包括沿著所述旋轉(zhuǎn)刀片的所述頂端刀刃設(shè)置的第二切割表面。
22.根據(jù)權(quán)利要求21所述的廢物處理和處置系統(tǒng)，其中每個所述連續(xù)的均化器級的所述旋轉(zhuǎn)刀片與所述中心軸滑動接合，使得當(dāng)所述換向電動機在所述反向旋轉(zhuǎn)運轉(zhuǎn)時，所述旋轉(zhuǎn)刀片沿著所述中心軸滑動，造成所述旋轉(zhuǎn)刀片的所述頂端刀刃的所述切割表面與前面的均化器級的所述分級篩的所述底側(cè)接觸。
23.根據(jù)權(quán)利要求16所述的廢物處理和處置系統(tǒng)，其中所述外殼還包括與所述出口流體連通的再循環(huán)口，所述再循環(huán)口允許穿過所述出口離開所述多個均化器級的最后級的廢物流的一部分排放穿過所述再循環(huán)口再循環(huán)回到所述多個均化器級的最后級。
24.根據(jù)權(quán)利要求23所述的廢物處理和處置系統(tǒng)，還包括用于穿過所述多個均化器級抽吸廢物流的工具。
25.根據(jù)權(quán)利要求24所述的廢物處理和處置系統(tǒng)，其中用于抽吸的工具包括可運轉(zhuǎn)地連接到所述中心軸并設(shè)置在所述外殼內(nèi)的葉輪。
26.根據(jù)權(quán)利要求24所述的廢物處理和處置系統(tǒng)，其中用于抽吸的工具包括與所述多個均化器級流體連通的外部泵。
27.根據(jù)權(quán)利要求23所述的廢物處理和處置系統(tǒng)，其中所述外部泵由用于旋轉(zhuǎn)所述中心軸的所述工具提供動力。
28.一種用于均勻化具有液體部分和固體部分的廢物流的設(shè)備，所述的設(shè)備包括具有入口和出口的外殼；設(shè)置在所述外殼內(nèi)的中心軸；用于旋轉(zhuǎn)所述中心軸的工具；及至少一個可運轉(zhuǎn)地連接到所述中心軸的均化器級；所述均化器級包括具有頂端刀刃和底端刀刃的旋轉(zhuǎn)刀片，所述旋轉(zhuǎn)刀片的所述底端刀刃具有切割表面，及包括具有頂側(cè)、底側(cè)，和多個分級孔的分級篩，該分級孔允許廢物流從所述分級篩的所述頂側(cè)行進(jìn)至所述底側(cè)，所述分級篩的所述頂側(cè)與所述旋轉(zhuǎn)刀片的所述底端刀刃的所述切割表面接觸。
29.根據(jù)權(quán)利要求28所述的設(shè)備，還包括多個均化器級，所述多個均化器級沿著所述中心軸連續(xù)設(shè)置。
30.根據(jù)權(quán)利要求29所述的設(shè)備，其中所述外殼的所述入口允許廢物流進(jìn)入所述多個均化器級的第一級，且所述出口允許離開所述多個均化器級的最后級的廢物流的排放。
31.根據(jù)權(quán)利要求30所述的設(shè)備，其中每個所述連續(xù)的均化器級的每個所述分級篩的所述頂側(cè)包括多個具有比前面的均化器級小的直徑的分級孔。
32.根據(jù)權(quán)利要求31所述的設(shè)備，其中每個所述連續(xù)的均化器級的每個所述分級篩上的所述多個分級孔是錐形的。
33.根據(jù)權(quán)利要求32所述的設(shè)備，其中所述分級孔的所述錐度從所述分級篩的所述頂側(cè)至所述分級篩的所述底側(cè)增加。
34.根據(jù)權(quán)利要求30所述的設(shè)備，其中用于旋轉(zhuǎn)所述中心軸的所述工具是具有正常旋轉(zhuǎn)和反向旋轉(zhuǎn)的換向電動機。
35.根據(jù)權(quán)利要求34所述的設(shè)備，其中每個所述連續(xù)的均化器級的所述旋轉(zhuǎn)刀片還包括沿著所述旋轉(zhuǎn)刀片的所述頂端刀刃設(shè)置的第二切割表面。
36.根據(jù)權(quán)利要求35所述的設(shè)備，其中每個所述連續(xù)的均化器級的所述旋轉(zhuǎn)刀片與所述中心軸滑動接合，使得當(dāng)所述換向電動機在所述反向旋轉(zhuǎn)運轉(zhuǎn)時，所述旋轉(zhuǎn)刀片沿著所述中心軸滑動，造成所述旋轉(zhuǎn)刀片的所述頂端刀刃的所述切割表面與前面的均化器級的所述分級篩的所述底側(cè)接觸。
37.根據(jù)權(quán)利要求30所述的設(shè)備，其中所述外殼還包括與所述出口流體連通的再循環(huán)口，所述再循環(huán)口允許穿過所述出口離開所述多個均化器級的最后級的廢物流的一部分排放穿過所述再循環(huán)口再循環(huán)回到所述多個均化器級的最后級。
38.根據(jù)權(quán)利要求37所述的設(shè)備，還包括用于穿過所述多個均化器級抽吸廢物流的工具。
39.根據(jù)權(quán)利要求38所述的設(shè)備，其中用于抽吸的工具包括可運轉(zhuǎn)地連接到所述中心軸并設(shè)置在所述外殼內(nèi)的葉輪。
40.根據(jù)權(quán)利要求38所述的設(shè)備，其中用于抽吸的工具包括與所述多個均化器級流體連通的外部泵。
41.根據(jù)權(quán)利要求40所述的設(shè)備，其中所述外部泵由用于旋轉(zhuǎn)所述中心軸的所述工具提供動力。
42.一種處理和處置具有液體部分和固體部分的廢物流的方法，其包括的步驟在箱子內(nèi)存放所述廢物流，所述箱子包括用于從所述箱子移去所述廢物的排放導(dǎo)管；提供與所述排放導(dǎo)管流體連通的用于均勻化所述廢物的工具，用于均勻化的所述工具包括用于減小所述廢物的所述固體部分的顆粒尺寸的工具，及用于將所述廢物的所述液體部分和所述廢物的所述固體部分混合成大致均質(zhì)的廢物流的工具，用于減小所述固體部分的顆粒尺寸的所述工具和用于混合所述液體部分和所述固體部分的所述工具大致同時存在；加熱由用于均勻化的所述工具產(chǎn)生的所述大致均勻化的廢物流；及將所述加熱的大致均勻化的廢物流注入排氣產(chǎn)生源的排氣流。
43.根據(jù)權(quán)利要求42所述的方法，其中用于均勻化的所述工具還包括具有入口和出口的外殼；設(shè)置在所述外殼內(nèi)的中心軸；用于旋轉(zhuǎn)所述中心軸的工具；及多個可運轉(zhuǎn)地連接到所述中心軸的均化器級；所述多個均化器級的每個包括具有頂端刀刃和底端刀刃的旋轉(zhuǎn)刀片，所述旋轉(zhuǎn)刀片的所述底端刀刃具有切割表面，及包括具有頂側(cè)、底側(cè)，和多個分級孔的分級篩，該分級孔允許廢物流從所述分級篩的所述頂側(cè)行進(jìn)至所述底側(cè)，所述分級篩的所述頂側(cè)與所述旋轉(zhuǎn)刀片的所述底端刀刃的所述切割表面接觸。
44.根據(jù)權(quán)利要求43所述的方法，其中所述外殼的所述入口允許廢物流進(jìn)入所述多個均化器級的第一級，且所述出口允許離開所述多個均化器級的最后級的廢物流的排放。
45.根據(jù)權(quán)利要求44所述的方法，其中用于旋轉(zhuǎn)所述中心軸的所述工具是具有正常旋轉(zhuǎn)和反向旋轉(zhuǎn)的換向電動機。
46.根據(jù)權(quán)利要求45所述的方法，其中每個所述連續(xù)的均化器級的所述旋轉(zhuǎn)刀片還包括沿著所述旋轉(zhuǎn)刀片的所述頂端刀刃設(shè)置的第二切割表面。
47.根據(jù)權(quán)利要求46所述的方法，其中每個所述連續(xù)的均化器級的所述旋轉(zhuǎn)刀片與所述中心軸滑動接合，使得當(dāng)所述換向電動機在所述反向旋轉(zhuǎn)運轉(zhuǎn)時，所述旋轉(zhuǎn)刀片沿著所述中心軸滑動，造成所述旋轉(zhuǎn)刀片的所述頂端刀刃的所述切割表面與前面的均化器級的所述分級篩的所述底側(cè)接觸。
48.根據(jù)權(quán)利要求42所述的方法，其中所述加熱的大致均勻化的廢物流注入內(nèi)燃機的排氣。
49.一種用于均勻化具有液體部分和固體部分的廢物流的設(shè)備，所述的設(shè)備包括具有入口和出口的外殼；設(shè)置在所述外殼內(nèi)的中心軸；用于旋轉(zhuǎn)所述中心軸的工具；及至少一個可運轉(zhuǎn)地連接到所述中心軸的均化器級，所述至少一個均化器級包括堆疊的旋轉(zhuǎn)刀片組件，所述堆疊的旋轉(zhuǎn)刀片組件包括多個具有最上的堆疊的旋轉(zhuǎn)刀片和最下的堆疊的旋轉(zhuǎn)刀片的堆疊的旋轉(zhuǎn)刀片，所述多個堆疊的旋轉(zhuǎn)刀片的每一個包括至少一個切割附件；及具有頂側(cè)、底側(cè)，及多個分級孔的分級篩，該分級孔允許廢物流從所述分級篩的所述頂側(cè)行進(jìn)至所述底側(cè)，所述分級篩的所述頂側(cè)與所述最下的堆疊的旋轉(zhuǎn)刀片的所述至少一個切割附件接觸。
50.根據(jù)權(quán)利要求49所述的設(shè)備，還包括多個均化器級，所述多個均化器級沿著所述中心軸連續(xù)設(shè)置。
51.根據(jù)權(quán)利要求50所述的設(shè)備，其中所述外殼的所述入口允許廢物流進(jìn)入所述多個均化器級的第一級，且所述出口允許離開所述多個均化器級的最后級的廢物流的排放。
52.根據(jù)權(quán)利要求51所述的設(shè)備，其中每個所述連續(xù)的均化器級的每個所述分級篩的所述頂側(cè)包括多個具有比前面的均化器級小的直徑的分級孔。
53.根據(jù)權(quán)利要求52所述的設(shè)備，其中每個所述連續(xù)的均化器級的每個所述分級篩上的所述多個分級孔是錐形的。
54.根據(jù)權(quán)利要求53所述的設(shè)備，其中所述分級孔的所述錐度從所述分級篩的所述頂側(cè)至所述分級篩的所述底側(cè)增加。
55.根據(jù)權(quán)利要求50所述的設(shè)備，其中用于旋轉(zhuǎn)所述中心軸的所述工具是具有正常旋轉(zhuǎn)和反向旋轉(zhuǎn)的換向電動機。
56.根據(jù)權(quán)利要求55所述的設(shè)備，其中每個所述連續(xù)的均化器級的所述堆疊的旋轉(zhuǎn)刀片組件與所述中心軸滑動接合，使得當(dāng)所述換向電動機在所述反向旋轉(zhuǎn)運轉(zhuǎn)時，所述堆疊的旋轉(zhuǎn)刀片組件沿著所述中心軸滑動，造成所述最上的堆疊的旋轉(zhuǎn)刀片的所述的至少一個切割附件與前面的均化器級的所述分級篩的所述底側(cè)接觸。
57.根據(jù)權(quán)利要求56所述的設(shè)備，其中所述外殼還包括與所述出口流體連通的再循環(huán)口，所述再循環(huán)口允許穿過所述出口離開所述多個均化器級的最后級的廢物流的一部分排放穿過所述再循環(huán)口再循環(huán)回到所述多個均化器級的最后級。
全文摘要
本發(fā)明涉及廢物的處理和處置，包括生活，石油，及其它有機廢物。更具體地，本發(fā)明處理和處置來自諸如乘客運載車輛及下水道和腐敗物處理系統(tǒng)不實際的遠(yuǎn)程設(shè)施之類的移動的和遠(yuǎn)程的廢物產(chǎn)生源的這些類型的廢物。處理系統(tǒng)(100)使用從諸如內(nèi)燃機之類的產(chǎn)生熱排氣流的裝置釋放的熱能。本發(fā)明總的包括從箱子(1)傳遞廢物材料穿過均勻化裝置(9)。均勻化裝置(9)減小了顆粒尺寸并徹底混合廢物流，使得其可以注入熱排氣流(22)，排氣流把廢物流轉(zhuǎn)變成水蒸汽，氣體和惰性的灰。
文檔編號C02F11/06GK1787973SQ200480009030
公開日2006年6月14日 申請日期2004年2月5日 優(yōu)先權(quán)日2003年2月6日
發(fā)明者納曼·A·納塞夫 申請人:納曼·A·納塞夫