專利名稱：用于再循環無機垃圾的設備和方法以及用于不同用途的模塑膏的取得方法
技術領域：
本發明涉及一種用于再循環無機垃圾的設備和方法以及所述垃圾向不同用途的模塑膏的轉換，所述模塑膏例如用作木材替代品和建筑材料。
背景技術：
目前，用于處理在大城市區、市政當局、城鎮和大農場以及旅游地、海洋上、軍事、農業、商業、道路等產生的廢物的傳統方法，主要根據其來源進行基于同質物分離，換言之，所有先前廢物在有機和無機垃圾中轉換，第一種，一般地依靠自然生物降解過程使其再合成為產生其根源的種類。關于無機垃圾，一般地將其分為金屬性的或非金屬性的，所有類型、形態和特性的塑料，玻璃，纖維以及合成垃圾，橡膠等；在商業量、生態和經濟意義中，再循環工業再合成與為了被重新加工而用于工業加工的原材料具有同樣的意義。
世界范圍內關于無機廢物的再利用很大的問題能夠依靠足夠的設備和方法得到相當地減少，因此，分析先前的問題，已經發展出了設備、方法和產品，該產品是作為加工垃圾的結果并且被轉化為不同的有用物品。該設備是有效率的并且代表著容積、空間和能量的安全，該設備在所有工作階段實現自動化，僅僅一個人就可以操作，在加工過程中不需要水，傳統的再循環設備缺乏此特征，同樣地，該設備不需要特殊的或環境衛生條件，也減少了原材料(無機垃圾)的50％或更多尺寸，并且它的技術特征使它成為對于人、生態、工業、商業等有用的和耐用的產品，因為不能被濕度或蛀蟲損害，不腐爛它便利地替代了木制品；并且能夠制造建筑材料，諸如磚、拱頂、地板、鋪地塊料；還有木質的圓柱、架子、夾板、木板、支架、墻壁、橫梁、底梁、隔板，汽車、航空器和船舶工業中木質部分，此外有家具、龍頭、下水道、框、門、窗戶、錘、垃圾桶、花架、長椅子和拱頂，等等。
這些產品在替代自然資源時，減少了自然資源的開采，改善了環境，避免樹木的砍伐，減少環境的改變，并且因此需要較少的垃圾沉淀物。
具體實施例方式
這種新設備和方法的特征在以下描述和附圖中清晰地展示。為了與附圖對照每一部分都有一附圖標號。


圖1是設備的綜合圖以及其每個部件。用于再循環無機垃圾的設備由用作裝置總體支撐件的金屬結構或底盤(1)組成，包括控制切換板(2)，其中安裝有管理設備的機電元件，并且它們按照要求自動、半自動或手動地完成它們的功能，這取決于方法的階段。
切換板(2)控制原材料的供給、點火、操作溫度和方法的各個階段；它控制在常規溫度用于冷系統點火的加熱水平，在這種情況下，切換板(2)形成有機電器件，以管理設備的操作，此外，也能用計算機進行管理。
該設備具有產生動力和壓力的液壓活塞(3)；并且為實現目標，活塞(3)在它的移動部分具有由鋼構成的推板(4)，其足夠堅固以便在活塞的壓力下不變形，活塞(3)能夠用機械、氣壓、風吹、液壓、運輸機螺桿或主軸中任何一種形式的壓力輸入來代替；推板(4)是鋼板，其形狀取決于原材料的接收器(6)的形式，在是環形形式時，其傳輸活塞(3)供給的機械動力，推動和傳送原材料到接收器(6)。原材料通過進料螺桿(5)首先沉淀在推板(4)下；其由金屬管形成；螺桿(5)有助于將待加工的原材料引入接收器(6)；螺桿(5)的另一個邊緣與原材料進料系統相連，后者不是設備的部分。原材料的接收器(6)是管道或容器，原材料沉淀在其中以便加工并位于其內，活塞(3)傳遞動力以便用推板(4)推動將要被加工的原材料并將其引入反應器(8)，類似地，接收器(6)在其邊緣處具有凸緣(7)，其為鋼環形物，與接收器(6)連接并且有助于將反應器(8)和接收器(6)接合。
反應器(8)是設備最新和最重要的部分，其包括錐形裝置并且由鋼制成，當然也能由黃銅或鋁構成，壁(19)是中空的，換言之，其具有雙重壁，導管可以通過內壁連接，所述導管可以是圓形、三角形、正方形的，換言之，可是多邊形的，這種情況下，導管(20)是三角形的。通過這些導管(20)和中空的壁(19)，諸如連接部件、加熱元件、熱油在泵(9)的推動下循環。反應器(8)是這樣一種裝置其中，在250-350℃的溫度范圍內，導管(20)、壁(19)和原材料之間完成熱轉換。不能確定精確的溫度水平，由于原材料具有不同類型、形態和特征，其軟化點變化很大。反應器(8)借助熱量把原材料轉換為膠狀物質(puddle mass)、軟化、凝聚和同質化所有的材料，一旦它們已經通過反應器且仍是熱的，便通過位于反應器(8)最遠邊緣的出口(10)排出。當排出時熱膠狀物質落入和供給到使其具有強度和機械阻力的模具(11)中，以便轉換成事先選定的產品。模具(11)依據需要制造的部件或產品而具有不同的形態；模具不是設備的部分，但是其是用于解釋設備功能的必要部件。然而，作為加熱元件的油可以被諸如蒸汽或熱空氣的其他組分替代。反應器(8)是圓錐形的，以便允許原材料能以自然形態進入，換言之，其體積大并且具有許多中空；然而，當材料由于熱而軟化和凝聚時，隨著原材料進入將使空間消失，換言之，就會變得更緊湊；當壓縮材料時，為了形成模塑膏，錐形結構是必需的。在反應器(8)中達到均勻的熱分布，其通過所有側壁將熱量傳遞給原材料，然而，由于以常規溫度進入反應器(8)，因此，當與相應的導管(20)和壁(19)接觸時，并且加熱成分在反應器內部循環時，原材料將其冷卻；這就是泵(9)使得加熱成分流動的原因，迫使其通過加熱器裝置(14)，這再次增加了它的溫度諸如此類，一旦加熱，繼續行進、循環、繼續循環，連續不斷地導入反應器(8)的壁(19)和導管(20)，原材料以曲折的形態穿過上述連接管(20)并且因此能夠軟化和均質化原材料并且又形成模塑膏，然后連續不斷地通過出口(10)排出。泵(9)使得加熱成分通過管道(12)、壁(19)和導管(20)循環，換言之，管道(12)是供加熱成分經過其在加熱裝置(14)和泵(9)之間循環的裝置；以這種方式，帶有溫度計的傳感器(13)檢查在油中的溫度變化，以便在所有時間都維持最優操作溫度，傳感器(13)通過管道(12)與加熱裝置(14)連接；傳感器(13)發送信號到加熱裝置(14)，以便在特殊需要時維持溫度。由于加熱裝置(14)是加熱和再加熱循環油的裝置，其也能利用煤氣、碳、柴油、燃油或木材一起工作。設備還有通過管道(12)與設備剩余部分相連接的傳感器或排流器(15)，傳感器或排流器(15)是機電裝置，用于檢查常規溫度的冷卻油水平是否處于最優條件下，以便開啟設備，如果油在所述水平之下，設備就不會開啟。設備還安裝有通過管道(12)與設備其它部分連接的補償箱(16)；補償箱(16)的功能是吸收加熱時由于自然原因而出現的油的膨脹。因此應具有至少為運轉的冷油體積的二倍的體積，同樣地，其和帶帽(17)的有通氣孔的管道連接，以便以安全方式流注到一容器中，如果油的膨脹過大，通過該孔(17)斷開系統；必要的空氣進入和排出，以便維持加熱成分的大氣壓力。設備還具有兩個傳感器(18)，第一個有助于檢測需要點火或停止進料螺桿(5)的時刻，在這種情況下接收器(6)可以被充滿或清空。第二個傳感器(18)是點火和關閉沖程的傳感器，控制推板(4)的操作的各種位置，以便控制新操作循環再次點火的時刻，當一個循環終止時，其發送下一循環的初始化信號。
值得一提的是該設備是通用的，以至于能夠在30度和90度的傾斜角度之間發揮功能。由于設備利用重力，因此，從邏輯上講在90度時將更有效率。所述設備的關鍵部件之間機械相連。不論其特征，原材料總是以相同的可行性和有效性得以加工；其產品總是產生相同的結果。設備的尺寸徑向和縱向將取決于將要加工材料的體積，例如，我們有以下的原型；加工能力為大約300公斤體積每小時的模型尺寸為十噸的活塞(3)；80厘米直徑和5厘米厚的推板(4)，1米長、80厘米直徑的接收器(6)；和錐形反應器(8)，入口直徑為80厘米、長度為80厘米，出口(10)為15厘米。所有這些部件都由鋼構成。但是，可以制造成比例的模型，其加工能力為5噸每小時。對結構或底盤(1)進行設計，以便支撐所有部件使其垂直地運轉，同樣地，可以在產生垃圾的地方或在公共和私人垃圾堆之處安裝和操作設備，或其甚至是便攜的。其它的性質是設備90％的部件不需要經機械加工，由于它們是結構性和輥子式的。它不消磨零件，因此，設備的使用年限將更長。生產、維護和操作成本比傳統再循環設備經濟；并且，原材料可能是其它再循環設備的缺陷，而在該設備中，由于不考慮引入設備的原材料的種類對原材料進行加工并且將其制成產品，以同樣的效率運行并且所得到的產品具有同樣的質量和性質。
以上描述了該設備，然而，本發明也涉及一種方法，在設備的功能中涉及到該方法，以便得到模塑膏、本發明的產品，該方法包括如下階段第一階段，無機垃圾的再收集，該垃圾是待加工的原材料，不需要對垃圾進行事先的清潔，但該垃圾應該是塑料，不論其類型、形態、尺寸、顏色、用途和性質、物理狀態、新的、用于家庭或工業，其數量不少于80％而其余20％由其它材料構成，例如橡膠、海綿乳膠、合成纖維、碎屑、玻璃、棉絲、油漆、貧巖、金屬片、膠質或鐵扣。混和垃圾可以在其不同形式中包括高達50％的干冰(dry ice)。
在大量垃圾中，有機垃圾的污染能占到10％，由紙、鋸屑、樹葉、草、不同形式的棉花、木屑、液狀殘渣、食物、土壤、泥灰和灰塵組成。由于待加工的原材料尺寸非常不同，例如當能被轉換成易處置物質時，椅子、桌子或大玻璃水瓶、襯墊或配電盤和汽車零件等等由于體積很大，因此，為了確保生產效率，將所有原材料碎裂，并且使其通過過濾器(21)。
第二階段是一旦原材料經碎裂后通過進料螺桿(5)引入設備；設備通過控制切換板(2)開啟，經過傳感器或排流器(15)驗證，如果加熱成分的水平處于最佳的操作點并且推板(4)位于頂部，則設備開啟，利用加熱器裝置(14)加熱加熱成分，通過泵(9)使加熱成分經過和反應器(8)連接的管道(12)循環。進料螺桿(5)取出原材料并將其引入推板(4)下。推板(4)傳輸施加給活塞(3)的機械動力，推動和運送原材料至接收器(6)內，一旦進入，繼續利用推板(4)推動和壓縮直到原材料開始被引入到反應器(8)。反應器(8)具有通過加熱使原材料轉變為膠狀物質的功能，凝聚和均質化所有的原材料，經過加工的原材料仍然是熱的并且為膏狀，然后其通過位于同一邊緣的出口(10)排出。
第三階段排出時的膠狀物質填充到模具(11)中。模具(11)中膏狀物質在頂部保持過量，因此，有必要在其仍是熱的情況下進行擠壓。當擠壓材料的這一部分時，如果還殘留有中空部分，那么所述中空部分被填滿，從而得到較好地完成和較高機械阻力的產品。產品的冷卻方法將取決于片材的尺寸和厚度。例如，10厘米寬和1米長、2厘米厚的片材將需要大約10分鐘來冷卻。枕木將需要40分鐘冷卻。冷卻后的產品具有能夠承受70-100kg/cm2的壓力的機械阻抗。
本方法的創新要素是在任何階段不需要水，也不需要除熱和力之外的任何其它要素，待加工的原材料不需要經過水洗或清潔，甚至對設備的運行位置也不做要求。不需要特殊的衛生條件。同樣地，由于不制造任何類型和種類的殘留物，不污染環境。由于把混和與污染的垃圾轉換成可商業化的新產品，原材料的多樣性、設計、功能、加工方式、模塑膏和所生產的最終產品都是本發明的創新要素。
本發明涉及一種100％由無機材料構成的模塑膏和由其制成的產品。
綜上所述，本發明公開一種把垃圾轉換成熱模塑膏的設備和方法，膏狀物質由如下材料形成80％塑料，20％其它無機垃圾，例如橡膠、纖維等等；包括其余垃圾的有機垃圾達到10％，冷卻后，能被轉變為木材替代品和建筑材料，例如磚、拱頂、地板、路面石塊、瓷磚、地板邊界、柱子、架子、夾板、地面橫木、甲板、厚木板和墻壁，還有橫梁、底梁、家具和汽車工業零件、下水道、門框、門、窗戶、錘、垃圾桶、長椅、裝飾用品等等。
所有這些產品一般通過單件形成，然而，對于門或門框，需要兩個或更多件，但是多數時間，當排出模具時便可以裝配這些件。這將取決于模具的設計和特征，物質被傾倒于該模具中。
同樣地，由基于無機垃圾的模塑膏構成的最終產品具有如下性質不被潮濕或蛀蟲腐蝕，不腐爛和可切斷、加工、定形、刷光、銼平、鉆孔、油漆、砂紙打磨和拋光；修補、裝配、螺紋加工、粘合、卡裝和循環應用。
另一方面，可以油漆本產品，但新產品的顏色仍然以原材料的顏色為主。本產品的另一優點是不需要除熱和力之外的任何其它要素，以便具有抵抗力和預期的形狀，不需要鍛造時間，也不需要例如膠水、溶劑、物質或化學產品的要素。由于本發明的通用性，可以將大量的待加工原材料引入，并在一個小時內使用，因此，快速、簡易和經濟。
權利要求
1.一種用于再循環無機垃圾和獲得用于不同用途的模塑膏的設備，包括結構或底盤、控制切換板、液壓活塞、推板、進料螺桿、接收器、凸緣、反應器、泵、出口、多個管道、有溫度計的傳感器、加熱元件、排放傳感器、補償箱、帶有帽的通氣口和多個傳感器；其特征在于結構或金屬底盤有助于支撐所有的裝置和部分，自動、半自動或手動的傳統切換板，供原材料沉淀的接收器，該接收器是管，產生動力并且在其可移動邊緣處與推板連接的液壓活塞，推板與接收器連接，進入和離開該接收器，傳輸活塞產生的動力以便將原材料送入接收器；接收器的管道指向推板，該推板位于活塞內，并且另外邊緣與反應器相連接；接收器和反應器通過凸緣連接；接收器管道的一側與進料螺桿連接；反應器是錐形裝置，其內部具有多個中空壁，換言之，是雙重壁，其與內部的多個導管連接；通過導管作為流通單元循環的加熱成分被泵推動；反應器內在內壁和導管之間進行熱量轉換；反應器依靠熱量將原材料轉變為糊狀物質狀，軟化、凝聚和均質化所有原材料，加熱后的原材料通過位于反應器邊緣的出口排出，在所述反應器內實現熱量的均勻分布并且將熱量傳遞給原材料，然而以常規溫度進入并且與導管和內壁接觸時，原材料使其冷卻，因此泵迫使加熱元件流動并通過加熱裝置；可以從反應器的出口得到模塑膏；檢查溫度的變化并發送信號給加熱裝置的帶有溫度計的傳感器與加熱裝置連接；類似地，傳感器或排流器是機電裝置，其與管道連接，檢查冷卻油的水平，通過相同管道與補償箱連接，該補償箱吸收在加熱時由于自然原因產生的油的膨脹；此外，其與帶帽的有通氣口的管道相連，如果油的膨脹過大則該管道斷開與系統的連接；多個傳感器，一個用于檢查進料螺桿的點火或當接收器是滿的或空的時進料螺桿必須停止，另一個控制推板操作的不同位置，以便控制再點火新操作循環的時刻，并且在結束時，發送信號以便開始新循環。
2.一種利用權利要求1所述的設備再循環無機垃圾和獲得模塑膏的方法，其特征在于包括如下階段第一階段，原材料和無機垃圾的收集，其完全混合后包括至少80％的塑料，不論其外形、類型、尺寸或性質，其它20％可以包括橡膠、海綿橡膠、合成纖維、碎屑、玻璃、棉絲或任何其它除塑料外的材料，混和垃圾在不同形式中包括高達50％的干冰，其它10％可以是被污染的材料，換言之，諸如紙制品或鋸屑的有機垃圾，有必要碎裂所有材料并且使之通過過濾器；第二階段，包括通過進料螺桿將原材料引入該設備，以及依靠控制切換板開啟設備，通過傳感器或排流器檢查加熱成分水平是否處于操作的最優點，當加熱水平處于最優點并且推板處于頂部，則設備開啟，通過加熱裝置加熱加熱成分，通過與反應器連接的管道利用泵使其循環；進料螺桿取得原材料并將其引入到推板下；推板傳送施加給活塞的機械力，推動并運送原材料到接收器內，一旦進入，通過推板繼續推動和擠壓原材料，直到其進入反應器；反應器具有依靠熱量將原材料轉變為膏狀、凝聚和均質化所有材料的功能，加工后的原材料仍然是熱的并且為膏狀，則通過位于反應器最遠邊緣的出口排出；第三階段，排出時的糊狀物質填充到模具內，在頂部過量流出，因此，有必要在其仍是熱的時候對其進行擠壓；當這部分材料被擠壓時，如果還有殘余的中空部分，則該中空部分被填滿，從而得到更好地完成和具有較高機械阻抗的產品；產品的冷卻方法將取決于碎片的尺寸和厚度。
3.一種根據權利要求2所述方法形成的用于不同用途的模塑膏，其特征在于因為由完全混合的無機垃圾組成，所述無機垃圾包括至少80％的任何種類塑料，20％的橡膠、合成材料、碎屑、玻璃、棉絲等等；剩余的10％為有機垃圾，一般由紙、鋸屑、食物和類似種類的垃圾組成。
4.一種產品，其特征在于，該產品由根據權利要求書3所述的用于不同用途的模塑膏得到。
全文摘要
本發明涉及一種用于再循環無機垃圾和獲得用于不同用途的模塑膏的設備和方法，該設備基本構成為液壓活塞、推板、接收器、反應器、泵和加熱裝置。同樣地，所述設備涉及一種方法，其各階段本質上是為了得到帶有足夠特征的熱模塑膏；當該模塑膏被冷卻時，可以轉變為木質替代產品和建筑材料，諸如磚、拱頂、地板、鋪地塊料、瓷磚、地板邊界等等。本產將不受朝濕或蛀蟲腐蝕，不會腐爛，并且可以被切斷、加工等等。該設備在其工業加工中不需要水，也不需要沖洗待加工的垃圾，不產生污染，操作成本低，效率高并且能僅由一個人操作。由于垃圾能被再利用和避免自然資源的利用和枯竭，本發明將使人和環境受益。
文檔編號B29B17/00GK1694789SQ03805585
公開日2005年11月9日 申請日期2003年3月7日 優先權日2002年3月8日
發明者何塞·路易斯·岡薩雷斯·薩拉扎, 弗朗西斯科·愛德華多·岡薩雷斯·普雷西亞多 申請人:何塞·路易斯·岡薩雷斯·薩拉扎, 弗朗西斯科·愛德華多·岡薩雷斯·普雷西亞多