Измельчитель для медицинских и бытовых отходов

Полезная модель относится к области медицины и предназначена для измельчения медицинских и бытовых отходов, преимущественно обеззараженных, и предназначена для широкого использования в учреждениях различного профиля, в том числе и медицинских. Известна валковая дробилка, включающая корпус с бункером для подачи исходного материала, размещенные в корпусе с возможностью вращения навстречу друг другу валки, имеющие бандажи с режущими элементами, установленными так, что режущие элементы каждого валка расположены между режущими элементами другого валка с образованием зазора для прохода дробленого материала, при этом ширина режущих элементов одного валка больше ширины режущих элементов другого валка для образования различных по ширине зазоров для прохода дробленого материала, а валки установлены с возможностью изменения расстояния между ними (Патент РФ на ПМ №2288036, МПК В02С 4/02; опубл. 27.11.2006 г.).
Известна валковая дробилка, содержащая пульт управления, двигатель, редуктор, экран с калиброванными отверстиями, валок с закрепленным на нем пакетом зубчатых дисков, разделенных между собой дистанционными втулками, при этом выход пульта управления соединен с управляющим входом двигателя и управляющим входом редуктора, выход редуктора кинематически связан с входом валка, при этом она дополнительно содержит раздаточный блок, первый преобразователь вращательного движения в возвратно-поступательное, второй преобразователь вращательного движения в возвратно-поступательное, блок подачи, установленные по периметру экрана первая торцовая стенка, вторая торцовая стенка и боковая стенка, выполненная с возможностью возвратно-поступательного движения в направлении, перпендикулярном оси валка, экран с калиброванными отверстиями снабжен кареткой, валок установлен в каретке, выход пульта управления соединен с управляющим входом первого преобразователя вращательного движения в возвратно-поступательное, управляющим входом второго преобразователя вращательного движения в возвратно-поступательное, управляющим входом блока подачи и управляющим входом раздаточного блока, выход двигателя кинематически связан с входом раздаточного блока, первый выход раздаточного блока кинематически связан с входом первого преобразователя вращательного движения в возвратно-поступательное, второй выход раздаточного блока кинематически связан с входом второго преобразователя вращательного движения в возвратно-поступательное, третий выход раздаточного блока кинематически связан с входом редуктора, выход первого преобразователя вращательного движения в возвратно-поступательное кинематически связан с входом привода боковой стенки, выход второго преобразователя вращательного движения в возвратно-поступательное кинематически связан с блоком подачи, ближайшая к блоку подачи торцовая стенка снабжена отверстием (Патент РФ на ПМ №98150, МПК В02С 4/02; опубл. 10.10.2010 г.).
Известен измельчитель мясокостных кормов, который содержит загрузочный бункер и корпус с установленным на валу ножевым барабаном, на наружной поверхности которого в шахматном порядке размещены ножи, под которыми выполнены вырезные карманы, барабан выполнен из сваренных между собой дисков, каждый режущий нож в вертикальном сечении выполнен в виде полукольца с образованием на его внутренней поверхности входной грани кармана, а выходная грань кармана образована дугой сектора и касательной к ней в ее крайней точке (РФ, патент РФ на изобретение №2046663, МПК7 В02С 18/06, опубл. 27.10.1995 г.).
Наиболее близким аналогом к предлагаемому в качестве полезной модели техническому решению является одновалковая зубчатая дробилка, содержащая корпус, внутри которого между колосниковыми решетками с наклонной рабочей поверхностью расположен зубчатый валок, выполненный из набора дисковых ножей, имеющих с обеих сторон зубья, дисковые ножи выполнены S-образной формы, причем зубья на отогнутых сторонах ножей направлены вперед, а на противоположных расположены ступенчато (Авт. св. СССР на изобретение №944643, МПК: В02С 4/26, опубл. 25.07.1982 г.).
Недостатком этой конструкции является заклинивания зубчатого валка в колосниковых решетках во время одновременного измельчения материалов, имеющих разные размеры и различные механические и физические свойства. Следствием этого являются низкая производительность дробилки и повышенные энергозатраты на дробление.
Техническим результатом является повышение производительности измельчителя для бытовых и медицинских отходов путем использования в конструкции дисковых ножей большего и меньшего диаметров и установки их на валу устройства в определенном порядке, а также введение в устройство в качестве электропривода мотор-редуктора с установленным в хвостовой части его вала маховиком с крыльчаткой. Кроме того, использование предложенного измельчителя позволяет добиться достижения нужной степени дробления разнородных материалов и уменьшения энергозатрат при процессе дробления с помощью измельчителя для бытовых и медицинских отходов.
Технический результат достигается тем, что измельчитель для бытовых и медицинских отходов содержит корпус, внутри которого между нижней и верхними колосниковыми решетками горизонтально расположен зубчатый валок, выполненный из набора дисковых ножей и приводимый во вращательное движение электрическим приводом. Причем на валу через распорные диски установлены дисковые ножи большего и меньшего диаметров при соотношении диаметров друг к другу, равном 1:3. Дисковые ножи снабжены зубьями с двухсторонней заточкой. Дисковые ножи меньшего диаметра установлены на валу группой по 4-6 штук, а в пределах группы эти ножи установлены на оси валка со смещением относительно друг друга таким образом, что их зубья в количестве от 6 до 12 одинаковой высоты и несимметричной формы образуют шахматный порядок. А между группами дисковых ножей меньшего диаметра установлены также со смещением относительно друг друга 3-4 дисковых ножа большего диаметра, каждый из которых снабжен тремя одинаковыми по высоте зубьями. Зубья этих дисковых ножей имеют в вертикальном сечении несимметричную форму с уклоном вершин в сторону вращения и разнесены по окружности диска на 120°. При этом ребра нижней колосниковой решетки выполнены в виде полуколец, внутренняя рабочая поверхность которых имеет геометрическую форму равнобедренной трапеции и взаимодействует с режущей кромкой зубьев дисковых ножей большего диаметра, поперечный угол заточки β которых равен  от 45° до 60°. А геометрические параметры рабочей поверхности ребер нижней колосковой решетки соответствуют углу α, расположенному при большом основании трапеции, который равен от 65° до 70°. Причем рабочая поверхность верхней колосниковой решетки выполнена с возможностью взаимодействия с режущими кромками зубьев обоих видов дисковых ножей. Электрический привод в свою очередь выполнен в виде мотор-редуктора, на хвостовой высокооборотной части вала которого установлен маховик с крыльчаткой, а выходной вал мотор-редуктора соединен соосно с валом зубчатого валка.
Измельчитель для медицинских и бытовых отходов поясняется схемами на фиг. 1-4.
Фиг. 1 - измельчитель для медицинских и бытовых отходов (поперечный разрез).
Фиг. 2 - измельчитель для медицинских и бытовых отходов (вид сверху).
Фиг. 3 - измельчитель для медицинских и бытовых отходов (рабочая поверхность левой верхней колосниковой решетки, вид А)
Фиг. 4 - измельчитель для медицинских и бытовых отходов (поперечное сечение рабочей поверхности ребер нижнего колосника и поперечный угол заточки зубьев диска большого диаметра с углами α и β).
Углы α и β характеризуют форму поперечного сечения рабочей поверхности ребер нижнего колосника и поперечный угол заточки зубьев диска большого диаметра.
Измельчитель для медицинских и бытовых отходов содержит корпус 1, внутри которого горизонтально расположен зубчатый валок, состоящий из вала 2, установленных на нем дисковых ножей 3 большого диаметра и дисковых ножей 4 меньшего диаметра, распорных дисков 5, установленных между дисковыми ножами 3 и 4, нижних колосниковых решеток 6 с рабочей поверхностью 7, верхних колосниковых решеток 8, соединительной муфты 9, мотор-редуктора 10, содержащего вал 11 с низкими оборотами и вал высокооборотный 12, маховика 13 с крыльчаткой 14 и конфузор 15 для формирования потока охлаждающего воздуха на мотор-редуктор. Рабочие части верхней колосниковой решетки 8 - ее левая часть и правая части выполнены симметрично (на фиг. 3 правая часть не показана) и содержат высокие щели 16 и низкие щели 17 с острыми краями, которые во время работы взаимодействуют с острыми кромками зубьев 3 и 4 соответственно. Зубья дисковых ножей 4 меньшего диаметра имеют двухстороннюю прямоугольную заточку. Корпус 1 измельчителя имеет линию раскрывания 18. По этой линии верхнюю часть корпуса можно приподнять и откинуть на петлях (не показаны на фиг. 1) и зафиксировать в открытом положении, что дает возможность проведения осмотра состояния и регламентных работ. Корпус 1 в нижней части снабжен люком 19 для выхода измельченных материалов. Корпус 1 в верхней части имеет линию 20, по которой на корпус 1 устанавливается и крепится люк загрузки (не показан на фиг. 1).
Вид А на рабочую поверхность верхней колосниковой решетки 8 (ее левую часть) содержит высокие щели 16 и низкие щели 17 с острыми краями, которые во время работы взаимодействуют с острыми кромками зубьев 3 и 4 соответственно. Рабочие поверхности левой и правой части колосниковой решетки 8 имеют симметричный вид.
Измельчитель для медицинских и бытовых отходов работает следующим образом: под выходной люк 19 подставляют емкость, выстеленную предварительно полиэтиленовым мешком. Обеззараженные медицинские отходы (перевязочный материал, постельное белье, перчатки, одноразовые шприцы, иглы, колющий инвентарь, одноразовые системы для внутривенного вливания, предметные стекла для проведения лабораторных анализов, заборный инструментарий для проведения клинических и биологических анализов крови, диализаторы и т.д.) загружают в корпус 1, включают устройство, начинает работать мотор-редуктор - его вал 12 вместе с маховиком 13 и крыльчаткой 14 начинают вращаться со скоростью 3000 об/мин, при этой скорости маховик 13 массой 7 кг запасает в себе кинетическую энергию вращения 1430 Дж, что равно 1430 Вт/⋅с. При неизменной или уменьшающейся нагрузке на вал 2 эта энергия никак не используется. Вал 2 измельчителя вращается со скоростью 16 об/мин, подминая под зубья своих дисковых ножей 3 и 4 обрабатываемые отходы и направляя их в режущие щели 16 и 17.
При этом размер дисковых ножей 3 большого диаметра позволяет захватить и направить в режущие щели 16 фрагменты максимального размера, как правило это диализные фильтры с максимальным размером 70-80 мм.
В низких щелях 17 происходит измельчение мелких фрагментов материала зубьями дисковых ножей 4.
В высоких щелях 16 при взаимодействии с зубьями дисковых ножей 3 происходит начальный разрыв на части фрагментов максимального размера, а на рабочей поверхности 7 нижней колосниковой решетки 6 происходит их окончательный разрыв на части, очистка зубьев дисковых ножей 3 и 4 происходит при их входе в щели 16 и 17 верхних колосников 8. Если в процессе дробления некоторые фрагменты материала (металл, стекло) оказывают возрастающее сопротивление измельчению, сопоставимое с крутящим моментом на валу 2, то запасенная в маховике энергия освобождается со скоростью 1430 Вт⋅с или 715 Вт в течение 2 с, дополнительно увеличивая крутящий момент на валу 2, и сопротивляющийся фрагмент разрушается. При этом из электрической сети не потребляется дополнительная энергия, как это имеет место при асинхронном электрическом приводе без мотор-редуктора.
Введение мотор-редуктора позволяет не только понизить скорость вращения вала 2 и уменьшить вероятность заторов (заклиниваний валка), но и увеличить крутящий момент на валу 2 измельчителя, что увеличивает ее производительность и сокращает энергозатраты на дробление материалов.
Введение в состав измельчителя маховика 13 позволяет не потреблять извне дополнительную энергию при временных перегрузках во время работы дробилки.
Мотор-редуктор может быть выполнен на базе мотор-редуктора с однофазным коллекторным двигателем, что обеспечит измельчителю широкое распространение в лекарственных учреждениях, где нет трехфазной промышленной сети 380 В, 50-60 Гц.
Предложенное в качестве полезной модели техническое решение в виде измельчителя для бытовых и медицинских отходов позволит повысить производительность процесса измельчения медицинских и бытовых отходов и добиться уменьшения энергозатрат во время одновременного дробления разнородных материалов.