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移动互联式废旧塑料瓶回收分选机设计毕业论文

 2020-02-17 08:02  

摘 要

现如今,在生产力不断提高,经济水平逐年提升的时代。饮料的消费越来越多,人们在享受饮料的同时,带来的另外一个问题是饮料包装瓶的回收。尤其在人员密集、流动性大的学校、医院、闹市街头等区域每天都会产生大量的废旧塑料瓶。对废旧塑料的循环再利用, 一是可以能实现一定的循环经济,促进环保事业发展,二是能够大幅减少塑料瓶垃圾的污染,从而保护我们的地球生态。目前,我国废旧塑料瓶的回收分捡一般由专业化公司完成。由于专业化的回收、分拣处理能力、分拣效率有限,我国每年仍有大部分废旧塑料瓶未能进入工厂或并未被合理回收。

论文主要研究了饮料瓶回收机的设计,针对现有产品和机制的缺陷进行了改进。研究设计了一种新型的移动互联式塑料瓶回收分选机。首先,根据国内现有的回收机制和流程,提出本设计创新的模式:在废旧塑料瓶回收源头入手,进行简单的分类压缩处理,从而大幅提升后续处理效率。然后对于整体技术方案进行的一一说明,其中对于可行性分析以及部分具体结构进行了详细介绍,再根据实际情况对于识别分类系统进行了简要研究说明,最后得出结论和展望。

本设计的特色和突破创新点:该分类回收机的分类设计,能将废旧塑料瓶回收在回收源头上进行初步分类,从而提升了后续人工分类操作的效率;该分类回收机的压缩设计,能提升回收的容量,同时能进一步提升后续工厂处理的效率;“互联网 ”理念的融入,能使产品在实际使用中最大化最合理化地发挥作用。

关键词:塑料瓶分选;压缩回收;互联网

Abstract

Nowadays, in the era of increasing productivity and increasing economic level year by year. The consumption of beverages is increasing. While people enjoy beverages, another problem is the recycling of beverage bottles. Especially in densely staffed and mobile schools, hospitals, downtown streets and other areas, a large number of waste plastic bottles are produced every day. The recycling and reuse of waste plastics can realize a certain circular economy and promote the development of environmental protection, and can greatly reduce the pollution of plastic bottle garbage, thus protecting our earth's ecology. At present, the recycling and sorting of waste plastic bottles in China are generally completed by specialized companies. Due to the limited specialized recycling, sorting capacity and sorting efficiency, most of the waste plastic bottles in our country still fail to enter factories or are not recycled reasonably every year.

This paper mainly studies the design of the beverage bottle recycling machine, and improves the existing products and mechanisms. A new type of mobile interconnected plastic bottle recycling separator was designed. Firstly, according to the existing recycling mechanism and process in China, the innovative mode of this design is put forward: starting from the recycling source of waste plastic bottles, simple classified compression treatment is carried out, which greatly improves the efficiency of subsequent treatment. Then the overall technical scheme is explained one by one, in which the feasibility analysis and some specific structures are introduced in detail. Then, according to the actual situation, the recognition and classification system is briefly studied and explained. Finally, the conclusions and prospects are drawn.

The design features and breakthroughs and innovations: the classification design of the sorting machine can recycle waste plastic bottles at the source of recycling for preliminary classification, so as to enhance the efficiency of subsequent manual classification operation. The compression design of the classification recycler can enhance the capacity of recovery, and further improve the efficiency of subsequent factory treatment; the integration of "Internet " concept can make the recycling of the plastic bottles more efficient. The product maximizes and rationalizes its function in practical use.

Key Words:Separation of Plastic Bottles;Compression and recovery;Internet Plus

目 录

第1章 绪论 1

1.1 引言 1

1.2国内外现状 1

1.2.1国内塑料瓶回收研究现状 1

1.2.2国外塑料瓶回收研究现状 2

1.3研究内容及意义 3

第2章 总体方案设计 4

2.1互联式分类回收机设计理念 4

2.2设计基本内容之技术设计开发 4

2.2.1概念性设计 4

2.2.2可行性分析 4

2.2.3功能设计 5

2.3设计基本内容之市场服务 6

2.4技术方案设计 7

2.4.1识别系统设计 7

2.4.2分离结构设计 7

2.4.3压缩机构设计 7

2.4.4电机及传送带选型设计 7

2.4.5其他设计、附图及工作流程 9

2.5本章小结 12

第3章 压缩装置及识别系统的设计 14

3.1压缩装置的设计 14

3.1.1压缩力分析 14

3.1.2传动系统的设计 14

3.1.3压缩机结构设计 14

3.2识别系统的分析设计 16

3.2本章总结 17

第4章 总结及展望 18

参考文献 19

致 谢 20

第1章 绪论

1.1 引言

在如今高速发展的时代,各行各业蓬勃发展,塑料作为广泛使用的一种工业品使用量巨大,在饮料中塑料制品也被大量使用[1]。尤其在人员密集、流动性大的学校、医院、闹市街头等区域每天都会产生大量的废旧塑料瓶。由于使用周期短,生产量大,且报废后极难天然降解,迅速增多的废旧塑料制品形成的环境污染让地球不堪重负。将废混合塑料循环利用不仅可以减少环境污染,而且具有巨大的经济及社会效益。对废旧塑料的循环再利用, 不单有利于维护生态环境,还能够完成经济的环保循环发展。目前,我国废旧塑料瓶的回收分捡一般由专业化公司完成[2]。由于专业化的回收、分拣处理能力、分拣效率有限,我国每年仍有大部分废旧塑料瓶未能进入工厂或并未被合理回收。并且在工厂中大量塑料分类应用的是传统的人工辨别的分离方法,十分耗费劳力,不仅效率低、而且分选精度也不高。因此计划设计一种用于废旧塑料瓶回收的移动互联式分类回收机。

1.2国内外现状

1.2.1国内塑料瓶回收研究现状

国内公民一年要生产使用2000亿个、重量超过500万吨的塑料饮料瓶[3],虽然这其中有不少最终能被回收再利用。但是利用的效果并不是很好,其中很重要的原因就是塑料瓶的分选问题。研究数据表明:咱们每一个小小的行为,比如投一次瓶,或买一次环保类型的服饰、布袋,都能为环保事业献出自己的一份力量。有研究数据表明,回收大概8个瓶子就能够制作出一件夏天穿的短袖,相当于种了0.16棵树;回收大概14个瓶子就能制作出一个用于环保购物的布袋,相当于汽车少用了0.41千克石油[4]。记得在二十多年前,没有建立正规的回收体系时,国内饮料的回收率还是提高的,但是效率和方法都不太合适。当时唯一促进回收的动力就是回收的利益,一个小小的瓶子就能买1毛钱或者1毛五。因此有许多街头拾荒者,专门从事捡塑料瓶再卖给小型回收站。在那时候,我们国内的塑料瓶回收率高,但是回收效果并不好。

在本世纪初期,随着石油价钱变动,塑料瓶回收的价格有了明显下降;同时随着时代的变化,人们生活水平的日益提高,街头拾荒者以及民间回收者数量在日渐减少。这些因素都令塑料瓶的回收量大幅度的减少,饮料瓶带来的环境问题日益凸显。

在这个真空期,因为良好合适的回收体制没有成功树立起来,然后老的体制在此时都土崩瓦解了[5]。另一方面以前塑料瓶回收在当时因为生活水平的低下,现在则是环保意识和理念的提升,整个变化不是一朝一夕就可以完成的,同时也需要体制的改变。长江后浪推前浪一代,我们国家一定会适时提出最合适中国国情的制度标准,确保塑料瓶回收行业的大变革能朝着正确方向进行。

但是,虽然我们国家在塑料瓶分选回收方面已经有了一定觉悟和改变的想法,但在具体产品的生产和实施中还没能做好。结合现代科技,自动化智能化的回收装置,物联网、互联网 相结合的产品、专业的创业回收团队,科学合理的回收再生工厂等等并未向雨后春笋一样映入大众的眼帘。在欧洲,则是提前一步进入智能环保回收的领域,同时实现了巨大的创收,在保护环境的同时开创了新的经济链,带动了生态经济发展,提供了许多就业岗位。

通过不断努力从而实现塑料瓶循环再生的良性生态链,是环保回收行业在新时代的重要任务[6]。我们需要之前的基础上建立起从塑料回收、处置、再生的循环产业链,在很多方面距离发达国家的回收产业还有一定差距。要实成加大步伐赶超,我们每一个人都能为这一项伟大事业作出自己的贡献。

1.2.2国外塑料瓶回收研究现状

国外在塑料瓶回收分选上有很好的饮料瓶押金制度。目前世界上约有40多个国家和地域施行了饮料瓶押金制度[7],比如欧洲的国家,在饮料瓶回收上已经有了十分健全的机制。其中,德国的塑料饮料瓶的安全回收再利用率高达97%!这些国家的经验和制度对中国的环保事业发展来说,已经有丰富的借鉴条件。比如在德国,顾客购买饮料时,需要多付一定金额作为押金,相当于瓶子的押金,只有顾客将瓶子正确地投入回收装置,相应的钱才回返还给顾客。在实际施行中,德国等国家通过这个方法实现了高达百分之95 的回收利用率,这已经是一个非常高的数据。

在欧洲各国中,德国是最早施行饮料瓶押金制度的国家,这也让德国的循环经济链得到大幅提升[8]。从2003年起,德国施行塑料瓶等饮料瓶的押金制度。居民购买小量的饮料时,店家可以多收一定的瓶子押金,只有当顾客正确还回瓶子后才能拿回对应的押金。德国在全国各地已经普及了这种制度,另外饮料瓶回收产品也是随处可见,另外有的时候一瓶饮料的押金可能比饮料价格还贵,因此几乎没人会在德国随意丢弃饮料瓶。在整体制度的支持和产品的完善下,在德国饮料瓶回收率可高达95%。德国、挪威等欧洲国家在二十几年前就已经成功实施押金返还制度,这也是他们国家饮料瓶回收率高的重要原因之一。

1.3研究内容及意义

在废旧PET塑料瓶回收的整个工艺过程中,分离筛选是关键工序。国内在处理回收塑料瓶依然采取人工方法[9]。这种方法是劳动力密集型方法、严重依赖工人经验及技巧的低效率分选方法。人工分选的特点是需要简单的技术装备,高昂的人工支出。现有的塑料瓶回收装置多为适用于工厂内,需要大量人力对于回收的塑料瓶进行分选,效率较低。现有的移动式废旧塑料瓶回收机目前也只能单独实现回收这一功能,未能将基本的分选实现,回收后的处理依然复杂。另外,现存的移动式塑料瓶回收机的市场机制未能很好解决国内的塑料瓶回收普及率低、公民环保创收意识弱的现状。

针对上述问题缺点,本设计有相应的突破改进。该分类回收机的分类设计,能将废旧塑料瓶回收在源头上进行初步分类,从而提升了后续人工分类操作的效率;该分类回收机的压缩设计,能提升回收的容量,同时能进一步提升后续工厂处理的效率;“互联网 ”理念的融入,能使产品在实际使用中最大化最合理化地发挥作用。

第2章 总体方案设计

2.1互联式分类回收机设计理念

在现如今,环保意识逐渐提升和资源浪费问题迫切需要解决,本人针对塑料瓶回收分类利用这一主题,展开了相应的研究。在上文分析了国内外塑料瓶分选研究现状的前提下。本人产生了一个新的想法,在塑料瓶分选回收方面借鉴国外街头塑料瓶回收机,并加以优化使其能有一定分选的功能,方便后续产业操作处理。

2.2设计基本内容之技术设计开发

2.2.1概念性设计

在整个概念设计上,主链为:顾客购买塑料瓶制品饮料→塑料瓶放入分选回收机顾客得到相应报酬→饮料瓶生产厂家安排人员定时回收设备的塑料瓶→回收分类的塑料瓶能够高效重复利用→回收利用带来经济收益足以支撑整个主链。理想结果:塑料瓶资源得到高效重复利用,解决相应环境问题,促进全民素质和社会责任幸福感。副链:视实际情况和相应政策,可实施饮料瓶押金制,从而大幅促进主链循环。

2.2.2可行性分析

①技术:

  1. 回收口:一大一小共两个,分为瓶身入口和瓶盖入口。已经塑料瓶身和瓶口的材质一般不同,两种材料若一起回收处理会互相干扰造成一定的污染,因此它们的回收利用价值会有一定损失。对此若采取人工处理则耗时耗力,效率较低。因此交互界面会在用户刚开始使用时,提示用户将瓶身、瓶盖两者分离。
  2. 颜色识别系统:通过捕捉瓶身的色彩图像来识别容器。
  3. 直线传输带:瓶身入口有传送带,可回收各式形状大小的塑料瓶;瓶盖入口则为一条斜向下的直线型传送带。
  4. 压缩储存:通过压缩使瓶子容积减小便于储存,并使塑料瓶在后续处理中更为方便。
  5. 人机交互界面:提示操作方法以及返回用户金钱

②经济:

  1. 必要性:在人类废弃的塑料制品中,只有9%得到回收再利用。现阶段,存在的塑料垃圾悦游71亿吨[10]。若在全球不采取合理回收利用机制,地球将会被塑料垃圾严重污染,带来许多生态方面的问题。
  2. 可行性:在塑料制品中,塑料瓶等制品回收价值十分高。一个塑料瓶,可回收二十多次,若能够在塑料瓶这一方面做到很好的回收利用,一是在资源环保上有很大作用,二是也能给企业带来巨大收益。通过利用塑料瓶分类回收机,我们每一次投瓶,都是在改变世界。据专业分析,回收大概8个瓶子就能够制作出一件夏天穿的短袖,相当于种了0.16棵树;回收大概14个瓶子就能制作出一个用于环保购物的布袋,相当于汽车少用了0.41千克石油[11]。在中国,饮料消费上一年要使用2000亿个、超过500万吨的塑料瓶,这一数字还在不断上升。若能回收80%的塑料瓶,一年直接节约的资源相当于656亿千克石油。考虑到一个塑料瓶能回收二十多次,另外合理回收塑料瓶从而能够少生产相应的塑料瓶,这一来一去,背后的经济效益十分可观。

③市场amp;政策:目前在中国做得最大的回收公司是北京盈创再生资源回收有限公司[12]。目前最大的问题就是市场用户问题,但同时这也是塑料瓶回收产业最大的潜力。环保先进的饮料瓶回收企业有完整的标准的卫生、安全保障制度。这些企业使用了食品级再生聚酯生产线,对于回收的瓶子完全可以实现多次重复利用。

想要解决这一方面的问题,需要政府机构、环保机构以及每一个人的努力,需要先进知识的普及、需要科学的制度。在18大、19大会议中,我们都不难发现国家对资源环保方面的重视程度已经不逊于国外发达国家。只是这一切都需要时间的推动,我们现在能做的就是不断投入心思和发展技术,推动合理机制,例如塑料瓶押金制度;制订合理赎金方案,比如每个塑料瓶回收的赎金应为饮料本身价格的百分之十到百分之十五。

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