专利名称：废料的处理的制作方法
技术领域：
本发明总体来说涉及废料的处理，特别但不仅仅涉及如污泥这样的有机废料的处理。
本发明的一种特别应用是利用蠕虫物种来对有机废料进行处理。该处理过程在后面将称为蠕虫繁殖(vermiculture)。蠕虫繁殖是一种处理方法，通过该方法，将有机材料喂给各种不同的蠕虫物种，从而将有机材料转化为所繁殖蠕虫的生物体和蠕虫排泄物(vermicast)。蠕虫排泄物是蠕虫排泄出的排泄物，其可用作植物生长介质和土壤调节剂。蠕虫生物体可用作诱饵、动物饲料和家用的小堆肥系统。如果材料以一种可接受的形式存在，蠕虫就可将包括污泥在内的大范围的有机材料进行转化。蠕虫繁殖过去已用于对污泥和其他有机材料进行稳定处理，但是，先前的系统规模很小且不能做到经济适用。
本发明一个方面的目的就是要提供可适用于能大规模处理废料的蠕虫繁殖过程的装置。
根据本发明的一个方面，提供了适合于对废料和/或有机材料进行处理的装置，该装置包括一个具有处理腔的主体，所述主体包括一个底部，当所述装置处于收取状态时，底部的下方设有一定的空间，所述底部包括多个大致平行且相互间隔开的支承件，所述支承件间隔开足够的距离，以便于在处理过程中支承处理腔中的材料，并可在收取过程中经支承件之间的间隔而将所处理的材料排出。
处理腔最好至少部分地以侧壁为界，支承件穿过位于侧壁相对部分之间的处理腔而延伸，从而确定了相邻支承件之间的间隔。
底部最好包括位于侧壁相对部分的开口，每个开口与相邻支承件之间的各相应的间隔相联系并基本上与其对准，开口沿着侧壁的方向从支承件处延伸。显然，支承件可沿着主体纵向延伸。
支承件之间的间隔从中心到中心优选是大约为50-100mm，更好是70或80-90mm，最好是85-90mm。
支承件可以是横截面尺寸约为12mm的长条状或长杆状。支承件最好由金属制成，更好的是由钢制成，例如500mpa屈服强度的钢。
在本发明的一个优选实施例中，支承件为大致呈U形的杆或条，每个U形支承件的向上直立的臂之间的间隔确定了前述的开口。
主体大致成箱形结构，从平面图中看时，其最好大致为矩形或方形并具有敞开的顶部。所述装置可包括多个可并排布置的呈模块构件形式的结构。支承杆可穿过主体横向延伸，或纵向延伸，每个模块中的支承杆大致是对准的。在一个优选实施例中，主体支承在支腿上，从而使底部离地面或其它支承面保持一定间隔，以便于在底部下方形成一定空间。侧壁例如可以由网状材料制成或者是实体的。所述装置还包括设置在主体上方或侧部的喷射组件，以便于有选择地喷射所述处理腔中的废料。其还没有可放在主体上方的盖或罩结构。
根据本发明的另一个优选实施例，主体形成一个单元结构，所述装置包括多个以一个位于另一个之上的形式设置在相互间隔开的平面上的单元结构。最好在每个平面上设有多个单元结构。
在本发明的这种多层结构中，所述装置可包括一个支承框架，所述支承框架包括一个或多个支柱。在一种结构中，每个单元结构可以悬臂的方式安装在该支柱或每个支柱上。在另一种结构中，每个单元结构可在其相对的端部处安装在至少两个支柱上。最好其还设有轨道组件，该轨道组件可操纵地与支承框架相连接，并适宜于支承收取装置。
根据另一个实施例，主体是篮筐单元的形式，其以一个位于另一个之上的方式设有多个单元。所述装置还包括一个移动平台，该平台可移动到一定的位置，从而使其中一个篮筐单元可移动到平台上，平台可移动到可收取篮筐内材料的位置上。
本发明的装置可连续地进行处理和收取过程。废料经开口的顶部进入到处理腔中。处理腔的上部形成一个进料区，处理腔的中部形成一个处理区，其下部形成一个收取区。处理腔内的蠕虫可逐步地稳定处理废料。底部下方的空间形成收集区，材料从处理腔经底部排出。
本发明的第二方面涉及一种适用于上述装置的收取装置。本发明还有一方面涉及适用于收取装置的部件。
根据本发明的另一个方面，提供了一种适用于上述处理装置的收取装置。该收取装置包括载运架和收取工具，所述载运架可在主体底部下方的空间内沿大致平行于底部支承件的方向运动，收取工具包括多个向外伸出的排出元件，该收取装置在使用时，排出元件经过支承件之间的间隔而延伸到处理腔中，从而将废料经底部移去并排出。
在一个优选实施例中，所安装的收取工具可在载运架上绕横向延伸的转动轴线旋转。
在一个优选的方式中，收取工具包括细长的转子体，该转子体可绕其纵向轴线旋转。转子体具有大致为圆形的横截面，并可呈圆柱形或圆筒形。排出元件最好大致沿转子体外表面的径向延伸。径向延伸也就意味着排出元件从转子体外表面向外伸出。排出元件不必严格按数学意义沿径向延伸，例如，它可倾斜于实际径向轴线。
在本发明的一种方式中，排出元件包括一系列刮片，每个刮片具有径向伸出的臂部和在每个臂部自由端横向延伸的刮片部。刮片部的尺寸大小可使其位于所述装置底部相邻支承件之间的开口之间。
在本发明的另一种方式中，排出元件可包括大致沿收取工具转子外表面径向延伸的齿柄。
在本发明的又一种方式中，排出元件可包括多个刮片或齿柄，且至少有几个与径向延伸的刷子元件相关联。
收取工具不必可旋转。例如，收取工具可包括多个排出元件，这些排出元件呈刮片的形式并安装在可在主体底部下方移动的框架或载运架上，刮片经过底部支承件之间的间隔而伸入到处理腔中。
在本发明的一个优选实施例中，将排出元件布置成一个或多个组，该组或每个组中的排出元件相互间隔开，并穿过转子体从一侧延伸到另一侧。在一优选实施例中，排出元件的两个组中设有在每个彼此相对的组中相联的元件。每个组中的排出元件可从转子体的一侧到另一侧布置成螺旋形。
收取装置还包括底座，载运架可在底座上运动。底座包括用于载运架的导轨部件和用于使底座在收取位置与将所收集的废料输送到存储地点的输送位置之间运动的轮。在另一种方式中，载运架可操纵地安装在主体上，例如，安装在导轨上，以便进行运动和/或相对进行引导。
可设有驱动装置来使载运架沿底座运动。这种驱动装置包括驱动马达，用于驱动可操纵地与底座相联的绕绳卷筒。
在另一种优选方式中，收取工具包括多个以刮片的形式安装在可在主体底部下方运动的框架或载运架上的排出元件，刮片通过底部支承件之间的间隔伸入到处理腔中。
排出元件最好布置成一个或多个组，该组或每个组中的排出元件相互间隔开，并穿过转子体从一侧延伸到另一侧，排出元件的两个组中设有在每个相对的组中相联的元件，每个组中的排出元件可从转子体一侧到另一侧布置成螺旋形。
该装置还包括底座，载运架可在底座上运动，底座包括用于载运架的导轨部件和用于使底座在收取位置与将所收集的废料输送到存储地点的输送位置之间运动的轮。
在又一个实施例中，载运架包括可操纵地与车辆相联的框架，这样，可将框架抬高或降低，并将其定位于所述装置主体底部下方的空间内，收取工具包括多个位于框架一端的刮片。
在另一个实施例中，该装置包括主框架，主框架上的轮可在相对于所述装置主体而定位的导轨上运动，这样，收取装置就可在主体底部下方运动。收取工具可操纵地与主框架相联，一收集容器可操纵地与主框架相联，该容器具有敞开的顶侧。
收取工具最好设置在容器上方，并可相对于其运动。
上面描述了几种收取装置。显然，各种不同形式的收取工具可用于各种不同形式的收取装置上。例如，可操纵地与车辆相联的装置可具有旋转的切削刀。
收集容器最好包括一个底座，该底座包括用于将收取的材料排出容器的输送装置。最好还设有一个用于填充处理腔的填充装置，填充装置包括一个可操纵地与主框架相联的容器，其具有敞开的顶部和底部，底部包括用于向所选定的处理腔输送材料的输送装置。显然，填充装置可完全与收取装置分离而独立操作。该分离的填充装置可构成本发明的又一个特殊方面。
下面将结合附图对本发明的优选实施例进行描述，图中
图1是本发明装置的示意图；图2是表示本发明装置处于使用状态时所涉及的各过程的示意图；图3是本发明装置底部的平面图；图4是图3所示底部的侧视图；图5是图3和4所示底部的端视图；图6是本发明收取装置的示意侧视图；图7是与图6类似的视图，其中，收取装置处于不同位置；图8是收取装置一部分的平面图；图9是收取装置另一部分的平面图；图10是图8所示收取装置部分的端视图；图11是图8和9所示收取装置的两个部分的端视图；图12是本发明另一种形式的收取装置的平面图；图13是图12所示收取装置的侧视图；图14是图12所示装置的端视图；图15是本发明一种形式的载运架的平面图；图16是图15所示载运架的侧视图；图17是本发明一种形式的收取工具的侧视图；图18是本发明另一种形式的收取工具的侧视图；图19是本发明又一种形式的收取工具的侧视图；图20是图19所示工具的局部详图；图21是本发明另一实施例的收取装置的透视示意图；图22和23是图21所示收取装置在使用状态时的示意图24是本发明又一实施例的装置的侧视示意图；图25是图24所示装置的示意详图；图26是本发明又一实施例的装置的侧视示意图；图27是图26所示装置的示意详图；图28是本发明又一实施例的装置的端面示意图；图29是图28所示装置的局部侧视示意图；图30是图28和29所示装置的平面图；以及图31是本发明收取装置又一实施例的侧视示意图。
如图1-5所示，总的用标号10表示的装置包括一个呈矩形箱体结构状的主体12，其具有安装在框架16上的网状侧壁15。主体12支承在支腿17上，从而与地面隔开一定间隔。所示装置还包括用于支承喷管19的支承体20和顶杆22(见图2)。
主体12具有处理腔25，处理腔25具有敞开的顶部26和一底部30。处理腔用于接收通过敞开的顶部而进入处理腔中的有机废物(如污泥)，该废物包含有蠕虫物种。
底部30包括多个大致呈平行U形杆状的支承件32，支承件32具有臂部33和腹板部分34。臂部33焊接在安装板36上，并在它们之间形成开口35。在主体的顶部上方设有盖或罩18(见图2)。
图2示意性地示出了工艺过程。如污泥这样的有机废物通过敞开的顶部26而进入到主体12内的处理腔25中。处理腔包含可逐步地稳定处理废料的蠕虫。处理腔的上部A确定了一个进料区，中间部分B确定了一个处理区，而下部C确定了一个收取区。废料经稳定处理后，就从处理腔经底部支承杆之间的空间排出，在具有入口或收集区D的底部的下方空间内收取废料。
特别是如图6-20所示，总的用标号50表示的各种收取装置的实施例包括底座60、地面接合轮64和转向轮66，底座60具有确定导轨61的侧轨，转向轮安装在枢转臂68上，并由活塞缸69来驱动。另外，轮子也可安装在可伸缩的支腿上。
底座60可在收取位置与输送位置之间进行移动，在收取位置，底座60位于处理装置主体12的下方，而在输送位置，收集到底座60上的收取材料可被传送到例如输送机90上。在输送位置，转向轮可由枢转臂68顶起，这样就可使底座60的端部位于输送机90的上方。
底座60包括输送装置78，输送装置78将所收取的材料收集在其上，并将其输送给输送机90。底座60还包括装在枢转臂67上的侧向定位轮65，枢转臂67在被驱动时可使轮65抬起底座60，并使其横向移动。
载运架80设置在底座上，并包括轨道接合轮82、主体或框架84、工具安装部分86和用于驱动载运架的驱动马达以及用于驱动工具100的驱动马达。
载运架80可沿底座60的导轨61运动。载运架80包括安装成用于驱动绕绳卷筒97的驱动马达88。绕绳卷筒上的缆绳98可操纵地与底座60的端部相连，这样，卷筒转动就可使载运架80沿导轨向前或向后运动。
如图17-20所示，工具100可转动地安装在载运架上，并通过传动装置96以链条和链轮机构的形式由驱动马达95进行驱动。
总的用标号100表示的工具包括转子部分102，转子部分102上具有多个排出元件104。在图17所示的实施例中，排出元件是刮片106状的。在图18所示的实施例中，排出元件是齿柄108状的，而在图19和20所示的实施例中，排出元件包括齿柄108和刷子110。
在收取操作过程中，底座60位于主体12下面的空间内，其导轨61大致与材料支承件32平行，工具100的排出元件104与材料支承件端部的开口35对准。当底座60和载运架80相对于主体12的底部准确定位时，载运架80就沿导轨61运动，且工具100进行转动。当载运架80运动到主体12下面的空间内时，排出元件104经过开口35而进入到支承件32之间间隔处的处理腔中。排出元件可使经过主体12的底部30而落到位于收取装置底座60上的输送装置78上的待处理材料移动。然后，底座60可退回并定位，从而将所收取的材料从输送装置78而传送给输送机90。
图21-23显示了本发明收取装置的另一个实施例。总的用标号150表示的收取装置包括主框架160，主框架160包括侧面部件162、163和安装部分165。安装部分可固定在车辆400上，从而可使其前后移动或上下移动。
该装置还包括位于框架160前端的收取工具200。工具200包括一系列以刮片206的形式向上伸出的排出元件204。刮片板207从框架160处向下伸出。
在收取操作过程中，收取装置的主框架160安装在车辆上，并定位于主体12下面的空间内，以便大致平行于材料支承件32而运动，工具200的排出元件204与材料支承件端部处的开口35对准。当框架160相对于主体12的底部准确定位时，将框架抬起，从而使排出元件204穿过开口35而进入到支承件32之间间隔处的处理腔中。然后，车辆后退，排出元件使所处理的材料移动。也可使车辆前移来完成排出。另外，排出元件204可由旋转的排出工具来代替。
图24和25显示了一种多层系统，其中，支承框架120将单元结构成排地支承在不同的平面内，支承框架120包括多个立柱122和一系列以悬臂状形式设置在柱上的平台124。平台124可构成各单元的一部分或简单地为单元结构提供一个支承。底部30的支承件32从平台124向下伸出。平台124一个位于另一个之上地成组布置，且在每个平面内各单元之间存在间隔。罩128盖住支承框架120。在单元组之间设有一系列的通道129。
该系统还包括与每个平台124相联的轨道组件126和一对用于载运收取工具的槽形导轨127，收取工具例如可以是图31所示的形式。
图26和27所示的系统基本上与图24和25所示的系统相同，且相同的标号表示相同的部件。在该特定的系统中，每个平台支承在立柱122之间。
图28-30也显示了一种多层系统。该系统建立在成为较大单个篮筐160的单元结构之上。每个单元相对较大，例如可以是6米长、1.8米宽和700毫米深。(底部30上的支承件32横跨1.8米宽的底座)。在如先前所描述的完全承载时，篮筐的侧面构成跨度为6米的梁或桁架。在篮筐的端部设有与轨道车类似的轮，其可将篮筐从支承框架中拉出来进行装料和监测等操作。支承框架包括一个塔/柱形的结构，其设有各级导轨以使这些较大的篮筐可滚动或滑离。它们将在较大的平台165上滚动或滑离平台165，从而抬高并运动到每个篮筐的位置，这样，平台上的篮筐就可运动到收取位置。
篮筐可叠置，例如，5个叠置在一起，一排有11个篮筐，整个系统有4排塔形结构，带有两个篮筐的两个塔形结构横跨每一层，且两个外部塔形结构具有一个篮筐的宽度。在每个塔形结构的顶部可设有连接件以增强稳定性并支承盖顶结构。
图31显示了一种适用于图25-29所示多层系统的收取装置。总的用标号350表示的收取装置包括一个主框架360，主框架360具有适宜于在图24-27所示轨道127上运动的轮子303。其还设有两个顶部敞开的容器361和362，容器361和362固定并支承在主框架360的下方。其中一个容器362用于收集所收取的材料，而另一个容器361用于填充操作。
每个容器在底部具有用于从各个容器中排出材料的输送装置310和311。输送装置310和311由各自的驱动机构313和316进行驱动。
用于填充操作的容器361与由驱动机构312驱动的旋转抛掷装置315相联。装置313可绕水平轴线旋转。其也可以另一种形式绕竖直轴线旋转。倾斜面317可用于使材料倾斜。
该装置还包括收取工具306，收取工具306包括具有齿柄的转动件。工具306由驱动装置307进行驱动，驱动装置307可使工具转动并沿箭头所示方向相对于容器362移动。高度调整装置320可使工具306升高或降低，传感器321可监测容器内的材料高度。整个系统由动力装置308提供动力。
每个装置中所使用的工具可互相交换。
最后，显然，在不脱离本发明宗旨或范围的情况下，可对本发明不同的结构和部件设置进行各种不同的变换、改型和/或组合。
权利要求
1．适用于对废料和/或有机材料进行处理的装置，该装置包括一个具有处理腔的主体，其包括一个底部，当所述装置处于收取状态时，底部的下方具有一定的空间，所述底部包括多个基本平行且相互间隔开的支承件，所述支承件间隔开足够的距离，以便于在处理过程中支承处理腔中的材料，并可在收取过程中经支承件之间的间隔将所处理的材料排出。
2．根据权利要求1所述的装置，其特征在于，处理腔至少部分地以侧壁为界，支承件穿过位于侧壁相对部分之间的腔而延伸，从而确定了相邻支承件之间的间隔。
3．根据权利要求2所述的装置，其特征在于，底部包括位于侧壁相对部分的开口，每个开口与相邻支承件之间的相应的间隔相联系并基本上与其对准，开口沿着侧壁的方向从支承件处延伸。
4．根据权利要求3所述的装置，其特征在于，支承件之间的间隔从中心到中心大约为50-100mm。
5．根据前述任意一项权利要求所述的装置，其特征在于，支承件可以是细长的条状或杆状。
6．根据权利要求5所述的装置，其特征在于，支承件为基本呈U形的杆或条，每个U形件向上直立的臂之间的间隔确定了前述的开口。
7．根据权利要求6所述的装置，其特征在于，主体基本上呈箱形结构，从平面图中看时，其大致为矩形或方形并具有敞开的顶部。
8．根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述装置包括多个可并排布置的模块单元。
9．根据权利要求8所述的装置，其特征在于，支承杆穿过主体横向延伸，或纵向延伸，每个模块单元中的支承杆基本是对准的。
10．根据权利要求9所述的装置，其特征在于，主体支承在支腿上，从而使底部离地面或其它支承面一定间隔，以便于在底部下方形成一定空间。
11．根据权利要求10所述的装置，其特征在于，侧壁可以由网状材料制成。
12．根据权利要求11所述的装置，其特征在于，所述装置还包括设置在主体上方的喷射组件，以便于有选择地喷射处理腔中的废料。
13．根据权利要求12所述的装置，其特征在于，其还包括设置在主体上方的盖。
14．根据权利要求1所述的装置，其特征在于，主体形成一个单元结构，所述装置包括多个以一个位于另一个之上的形式设置在相互间隔开的平面上的单元结构。
15．根据权利要求14所述的装置，其特征在于，在每个平面上设有多个单元结构。
16．根据权利要求14或15所述的装置，其特征在于，所述装置包括一个支承框架，所述支承框架包括一个或多个支柱。
17．根据权利要求16所述的装置，其特征在于，每个单元结构以悬臂的方式安装在该支柱或每个支柱上。
18．根据权利要求16所述的装置，其特征在于，每个单元结构可在其相对的端部处安装在至少两个支柱上。
19．根据权利要求16-18之一所述的装置，其特征在于，其还包括轨道组件，该轨道组件可操纵地与支承框架相连接，并适宜于支承收取装置。
20．根据权利要求1所述的装置，其特征在于，主体包括篮筐单元，以一个位于另一个之上的方式设有多个单元，所述装置还包括一个移动平台，该平台可移动到一定的位置，从而使其中一个篮筐单元可转移到平台上，平台可移动到可收取篮筐内材料的位置上。
21．一种适用于权利要求1所述处理装置的收取装置，该收取装置包括载运架和收取工具，所述载运架可在主体底部下方的空间内沿基本上平行于底部支承件的方向运动，收取工具包括多个向外伸出的排出元件，该装置在使用时，排出元件经过支承件之间的间隔而延伸到处理腔中，从而将材料经底部移去并排出。
22．根据权利要求21所述的收取装置，其特征在于，所述工具安装在载运架上并可绕横向延伸的转动轴线旋转。
23．根据权利要求22所述的收取装置，其特征在于，所述工具包括细长的转子体，将该转子体安装成可绕其纵向轴线旋转。
24．根据权利要求23所述的收取装置，其特征在于，转子体具有基本为圆形的横截面，并呈圆柱形或圆筒形。
25．根据权利要求24所述的收取装置，其特征在于，排出元件基本沿转子体外表面的径向延伸。
26．根据权利要求25所述的收取装置，其特征在于，排出元件包括一系列刮片，所述刮片具有径向伸出的臂部和在每个臂部自由端横向延伸的刮片部，刮片部的尺寸大小可使其位于所述装置底部相邻支承件之间的开口之间。
27．根据权利要求26所述的收取装置，其特征在于，排出元件包括基本上沿所述工具转子体外表面径向延伸的齿柄。
28．根据权利要求26所述的收取装置，其特征在于，排出元件包括多个刮片或齿柄，且其至少有几个与径向延伸的刷子元件相联。
29．根据权利要求21所述的收取装置，其特征在于，所述工具包括多个排出元件，这些排出元件以刮片的方式安装在可在主体底部下方运动的框架或载运架上，刮片经过底部支承件之间的间隔而伸入到处理腔中。
30．根据权利要求25所述的收取装置，其特征在于，将排出元件布置成一个或多个组，该组或每个组中的排出元件相互间隔开，并穿过转子体从一侧延伸到另一侧，排出元件的两个组中设有在每个相对的组中相联的元件，每个组中的排出元件可从转子体的一侧到另一侧布置成螺旋形。
31．根据权利要求25所述的收取装置，其特征在于，该收取装置还包括底座，载运架可在底座上运动，底座包括用于载运架的导轨部件和用于使底座在收取位置与将所收集的废料输送到存储地点的输送位置之间运动的轮。
32．根据权利要求21所述的收取装置，其特征在于，载运架包括可操纵地与车辆相联的框架，这样，就可使框架抬高或降低，并定位于所述装置主体底部下方的空间内，所述工具包括多个位于框架一端的刮片。
33．根据权利要求21所述的收取装置，其特征在于，该装置包括主框架，主框架上的轮可在相对于所述装置主体而定位的导轨上运动，这样，收取装置就可在主体底部下方运动，收取工具可操纵地与主框架相联，一收集容器可操纵地与主框架相联，该容器具有敞开的顶侧。
34．根据权利要求33所述的收取装置，其特征在于，收取工具设置在容器上方，并可相对于其运动。
35．根据权利要求34所述的收取装置，其特征在于，收集容器包括一个底部，该底部包括用于将收取的材料排出容器的输送装置。
36．根据权利要求35所述的收取装置，其还包括一个用于填充处理腔的填充装置，填充装置包括一个可操纵地与主框架相联的容器，其具有敞开的顶部和底部，底部包括用于向所选定的处理腔输送材料的输送装置。
全文摘要
适用于处理废料和/或有机材料的装置,其包括一个具有处理腔的主体,所述主体具有一个底部,当所述装置处于收取状态时,底部的下方具有一定的空间。所述底部包括多个大致平行且相互间隔开的支承件(32),所述支承件间隔开足够的距离,以便于在处理过程中支承处理腔中的废料,并可在收取过程中经支承件之间的间隔将所处理的废料排出。本发明还涉及一种收取装置,其包括多个排出元件(108),排出元件经过支承件之间的间隔伸出,从而将所处理的材料经底部移去并排出。所述装置和收取装置特别用于在蠕虫繁殖中除去蠕虫排泄物。
文档编号C02F3/32GK1295543SQ99804630
公开日2001年5月16日 申请日期1999年3月31日 优先权日1998年4月6日
发明者拉赛尔·A·里特, 安东尼·M·尼德尔伯格, 巴里·J·史密斯, 迈克·洛特佐夫, 凯尔文·班尼斯特 申请人:维米泰克股份有限公司