一种智能控制终端系统的后端执行系统

摘要

本发明公开了一种智能控制终端系统的后端执行系统。后端执行系统的油桶自动灌装系统设置在餐厨废弃物源头处理设备的储油室内。该油桶自动灌装系统包括油水分离界面传感器、电控放油球阀、电控排水球阀、控制器、液位传感器。储油室内的油水分界面高度由油水分离界面传感器检测并变送信号至控制器，油层顶面高度由液位传感器检测并变送信号至控制器。当水层顶面标高达到H

说明书

本申请是申请号为201610139848.1，申请日为2016/03/11，且发明名称为一种餐厨废弃物源头处理设备智能控制终端系统的分案申请。

技术领域

本发明涉及一种智能控制终端系统的后端执行系统，尤其涉及一种餐厨废弃物源头处理设备的智能控制终端系统的后端执行系统。

背景技术

当前，随着城市发展和城镇化建设的日益加快，厨房泔水的处理与污水排放问题也日益突出。厨房泔水排放不同于普通的污水排放，首先需要进行油水分离，还需要清除杂物和污泥，污水排放还需要达到《城市污水排入下水道水质标准》的规定要求，否则对排水管网和后续的污水处理站都将带来不利的影响。

现行的泔水分离设备(如常规隔油器)，其各舱室分隔与流体走向普遍存在两方面问题：一方面液体流动存在死区、即有些区域(或水平或垂直范围)存留的液体得不到流动置换，水中的有机质会逐渐腐败变臭；另一方面被分离出来的油脂层因等待排放需集满一定量才能进行，大面积长时间暴露在空气中的油脂浮渣存留在设备舱中也会酸化发臭。

另外，目前已知的餐厨废弃物分离设备，其进料控制是在餐厨废弃物如泔水倒入设备后，人工启、停完成作业过程。在传统餐厨废弃物分离设备上，目前还没有自动进料的设计，存在的最大问题是餐厨废弃物的飞溅污染、残渣遮掩，使得自动进料的工作环境比较恶劣，普通的自动进料设计根本没办法满足餐厨废弃物分离设备的设计要求。另外，常规的自来水喷淋装置，由自来水管、多个喷嘴等组成，结构粗大，尤其对水雾有喷射角度、速度、形状、大小要求的结构装置，更难实现，因此，进料盆口无法适时保养与清洁。

而且通常的泔水油水分离设备，其产生的分离油脂或通过刮油器刮流至油桶中、而因其中同时含有水分又无法将桶中水分轻易去除；或存留在分离舱液面定期靠人工排放，而因溢流高度差所限又很难自流到标准容器中。普遍存在油量不明、油水难分、容器难装等一系列困难。

我国现行餐厨废弃物处理技术基本采用后端处理模式，而在餐厨废弃物源头方前端，通常只是利用些简单的垃圾桶或容器设备收集。二次转运时，无论是废弃物排放时间、地点、还是在数量等方面，都无法事先得知，也无法避开人为干预。从而加大了餐厨废弃物资源化利用和无害化处理推广难度，也成为运营和监管工作的难题。

发明内容

本发明旨在提供一种餐厨废弃物源头处理设备的智能控制终端系统的后端执行系统，本发明解决因餐厨废弃物的飞溅污染、残渣遮掩，而导致普通的自动进料设计根本没办法满足餐厨废弃物分离设备的设计要求的技术问题，同时解决进料盆口无法适时保养与清洁的技术问题。

本发明的解决方案是：一种餐厨废弃物源头处理设备的智能控制终端系统的后端执行系统，应用该后端执行系统的智能控制终端系统还包括前端感知系统、后端执行系统、智能控制系统、远程通讯系统、人机交互系统；该智能控制系统根据该前端感知系统的感知信号控制该后端执行系统运作，并将该前端感知系统与该后端执行系统的运行情况显示在该人机交互系统的显示模块上，或/和通过该远程通讯系统进行远程传送；该后端执行系统包括油桶自动灌装系统，油桶自动灌装系统设置在该餐厨废弃物源头处理设备的储油室内，该餐厨废弃物源头处理设备的油水分离室分离出的油脂流进储油室中存留，储油室上层的油脂在到达额定量后，油桶自动灌装系统自动一次性将油脂灌装至储油桶中；该油桶自动灌装系统包括油水分离界面传感器、电控放油球阀、电控排水球阀、控制器、液位传感器；储油室内的油水分界面高度由油水分离界面传感器检测并变送信号至控制器，油层顶面高度由液位传感器检测并变送信号至控制器；当水层顶面标高达到H_水高时，由控制器控制打开电控排水球阀启动放水动作且至水层顶面标高H_水低时停止；当油层顶面标高达到H_油高时，由控制器控制打开电控放油球阀启动放油动作，灌装至储油桶中且至油层顶面标高H_油低时停止；电控放油球阀的高度H_油阀与电控排水球阀的高度H_水阀数值固定，该油桶自动灌装系统满足：H_水低>H_水阀、H_油低>H_油阀、H_水高<H_油阀、H_油低>H_油阀、H_油高与H_油低间的油层容量不大于储油桶的容量。

作为上述方案的进一步改进，H_油高与H_油低间的油层容量与储油桶的容量相等；每次灌满储油桶后，电控放油球阀关闭同时，由控制器推送信息通知前来收油。

作为上述方案的进一步改进，该前端感知系统包括光电传感器，该后端执行系统包括进料系统、喷淋自洁系统；该进料系统包括绞龙、收容绞龙的U型栅槽、收容U型栅槽的外壳、设置在外壳顶部的进料盆口；该喷淋自洁系统包括喷淋管道、若干喷嘴；该进料盆口内部设置有环绕该进料盆口的喷淋管道，喷淋管道上设置有若干喷嘴，喷嘴透过该进料盆口的侧壁向U型栅槽内喷淋液体；喷嘴为斜向细缝：具有一定的喷射角度和一定的缝宽。

进一步地，外壳设置有若干导流板；该进料盆口四周均设置倾斜板，倾斜板高度较高的一端连接外壳，倾斜板高度较低的另一端连接U型栅槽的侧壁顶部；该进料盆口侧壁上供喷嘴喷水的位置位于倾斜板高度较高一端的顶部上；U型栅槽的侧壁、导流板、倾斜板三者构成钝角三角形区域；光电传感器安装在该钝角三角形区域内，且能经由U型栅槽侧壁上的栅孔发射光电信号至U型栅槽内，且系绞龙最高端的上沿，是排除绞龙的螺旋叶片干扰的极限低量探测位置。

进一步地，光电传感器为单极自发射反馈信号触发型器件。

进一步地，呈斜向细缝的喷嘴的喷射角平行于倾斜板。

进一步地，喷淋管道采用手动球阀控制水源通断或采用三通接头将其与一个电磁球阀连接实现进水自动控制。

作为上述方案的进一步改进，该后端执行系统还包括流道防臭系统，流道防臭系统设置在该餐厨废弃物源头处理设备的油水分离室内；该流道防臭系统包括若干组合挡板；油水分离室内采用若干组合挡板分割，每个组合挡板由二块大小相同且相互平行的前板与后板间隔一定的距离错位构成；前板与后板之间构成板间通道；前板上高出后板下离油水分离室的底面一定距离，后板下与油水分离室的底面连接上离油水分离室的顶面一定距离，使得这些板件通道相互平行且相邻两个板件通道相通；在外来流体的作用下水沿首个组合挡板的板间通道从下而上翻越进入下一个油水分离室的上部，再进入下一个组合挡板的板间通道，依次顺进，从最后一个组合挡板的板间通道从下而上翻越出油水分离室。

进一步地，该流道防臭系统还包括隔板，隔板在油水分离室的分离末段分割出净水收集舱，从最后一个组合挡板的板间通道从下而上翻越入净水收集舱内。

再进一步地，净水收集舱内设有外套管及排水管；外套管上端高出排水管上端，下端离净水收集舱底面一定距离；排水管的一端从净水收集舱的底部延伸在外套管内且高度低于外套管的高度，排水管的另一端反向穿出外套管后穿过净水收集舱的底部与净水收集舱内部连通。

本发明的有益效果如下：

1.该餐厨废弃物源头处理设备智能控制终端系统，系整合隔油设备中常用的继电接触式电气控制系统各功能要求、采用可编程控制器控制系统集成传感器等物联网相关技术，实现无触点、数字信号控制；

2.本发明通过在设备台面口沿(即进料盆口)集成经过特别结构设计的环形喷淋自洁系统，解决了对喷射水雾的流速、角度、形状的有效控制问题，从而实现了设备台面入料口的适时保养与清洁；

3.本发明通过光电传感器感知物料的进入，并以此信号为开始指令，相继延时启动系统其他各功能项动作；本发明的关键之一是通过光电传感器的特殊安装位置，即解决了传感器信号与餐厨废弃物堆积动作关联的有效性问题，也避免了因餐厨废弃物飞溅污染、或残渣遮掩传感器而致信号动作失效；

4.流道防臭系统的流道结构及在油水分离室内设计的舱容比，使得各舱室均能满足新进入的介质推移置换之前的介质，更新换代，从而解决了“死水”问题，做到了“流水不腐”；合理配置能容比使得设备处理过的当次存留液，在设备舱室中存留不会超过四小时，即便水体中含有机物质，也远没有到达变质时间就已排出，从根本上瓦解了“发臭”根源；

5.本发明通过刮油器刮取的含水油脂，经存油槽过滤流进储油室中存留，储油室上层的油脂在到达额定量后，系统自动打开电控放油球阀，一次性将油脂灌装至标准桶中，因此还具备以下有益效果：(1)、逻辑控制严谨，可完成无人值守作业，实现设备全自动运行；(2)、应用本发明，设备可实现精准获得，满桶收油，消除一切无效动作；(3)、应用本发明，其灌装的分离油经多次过滤、二次收储沉淀，使得油脂品相更好、更稳定。

附图说明

图1为本发明餐厨废弃物源头处理设备智能控制终端系统的系统框图。

图2为图1中后端执行系统的进料感知系统的部分结构图。

图3为图1中后端执行系统的进料感知系统的另一视角的部分结构图。

图4为图1中后端执行系统的进料感知系统的又一视角的部分结构图。

图5为图1中后端执行系统的喷淋自洁系统的局部结构图。

图6为图1中后端执行系统的喷淋自洁系统的另一视角的局部结构图。

图7为图1中后端执行系统的喷淋自洁系统的又一视角的局部结构图。

图8为图7中的区域A的放大示意图。

图9为图1中后端执行系统的流道防臭系统的部分结构图。

图10为图1中后端执行系统的流道防臭系统的另一视角的部分结构图。

图11为图1中后端执行系统的流道防臭系统的又一视角的部分结构图。

图12为图1中后端执行系统的油桶自动灌装系统的结构示意图。

图13为图8中油桶自动灌装系统的另一视角的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1，本发明的餐厨废弃物源头处理设备智能控制终端系统，该智能控制终端系统包括前端感知系统、后端执行系统、智能控制系统、远程通讯系统、人机交互系统。该智能控制系统根据该前端感知系统的感知信号控制该后端执行系统运作，并将该前端感知系统与该后端执行系统的运行情况显示在该人机交互系统的显示模块上，或/和通过该远程通讯系统进行远程传送。

本发明的餐厨废弃物源头处理设备包括杂物分离箱、油水分离室、杂物收集桶、油水收集箱、储油室。杂物分离排出油水至箱油水分离室。杂物分离箱设置有进料感知系统(如图2、图3及图4所示)、喷淋自洁系统(如图5、图6、图7及图8所示)。油水分离室22设置有流道防臭系统(如图9、图10及图11所示)，油水分离室22分离出的油脂流进储油室31中存留，储油室31设置有油桶自动灌装系统(如图12及图13所示)，储油室31上层的油脂在到达额定量后，油桶自动灌装系统自动一次性将油脂灌装至储油桶33中。该前端感知系统包括光电传感器，该后端执行系统包括进料系统、喷淋自洁系统、流道防臭系统、油桶自动灌装系统。

请参阅图2、图3及图4，进料感知系统包括光电传感器1、绞龙3、U型栅槽4、外壳8、进料盆口。本发明的进料感知系统能解决因餐厨废弃物的飞溅污染、残渣遮掩，而导致普通的自动进料设计根本没办法满足餐厨废弃物分离设备的设计要求的技术问题。

绞龙3安装在U型栅槽4内，U型栅槽4收容的外壳8内，进料盆口设置在外壳8顶部。餐厨废弃物从进料盆口进入U型栅槽4，厨废弃物的油水从U型栅槽4的栅孔处漏入油水收集箱。通过绞龙3的旋转翻转餐厨废弃物，使得餐厨废弃物能更好的脱水形成杂物，同时绞龙3将餐厨废弃物沿U型栅槽4的延伸方向推出U型栅槽4外，最终杂物落入杂物收集桶内。

本发明将对进料盆口进行了重新设计，进料盆口的四周均设置倾斜板7，倾斜板7高度较高的一端连接外壳8，倾斜板7高度较低的另一端连接U型栅槽4的侧壁顶部。U型栅槽4的侧壁为平行于绞龙3的旋转轴的垂直壁。光电传感器1安装在外壳8上且能经由U型栅槽4侧壁上的栅孔发射光电信号至U型栅槽4内。光电传感器1可为单极自发射反馈信号触发型器件，可对设定区间内的经过或存在物料的反射光捕捉触发电信号，U型栅槽4的侧壁本身带栅孔，设计安装光电传感器1时，光电传感器1与绞龙U栅槽4上的栅孔对位，形成无遮挡区间。

外壳8设置有若干导流板5，光电传感器1安装在其中一个导流板5上，在导流板5上开设安装孔2即可。U型栅槽4的侧壁、导流板5、倾斜板7三者构成钝角三角形区域。光电传感器1安装在该钝角三角形区域内，且系绞龙3最高端的上沿，是排除绞龙3的螺旋叶片干扰的极限低量探测位置。

需要突出的是倾斜板7的设计并不是为了能够更好的收集餐厨废弃物，餐厨废弃物可以从进料盆口直接进入U型栅槽4内。倾斜板7的设计主要目的而是为了协助喷淋系统更好的清洗U型栅槽4和绞龙3，使整个设备能够在自清洁的同时，更充分的利用每一滴油水，同时也能美化环境。另外，倾斜板7的另一主要目的就是给光电传感器1提供安装空间。餐厨废弃物的飞溅污染、残渣遮掩容易使光电传感器1无法正常运行，倾斜板7的设置使得整个设备腾出空间，且拉大光电传感器1与U型栅槽4的侧壁之间的距离。

因此，光电传感器1安装后，由于其安装孔2位置在导流板5上，且缩至绞龙U栅槽4的外侧一段距离，餐厨废弃物经进料盆口倒入并堆积至绞龙U栅槽4下端最底部，亦即见感应区间所覆盖范围，实现经过必探测。光电传感器1位于的三角区域处，系绞龙3最低端的上沿，是排除绞龙3螺旋叶片干扰的极限低量探测位置，做到堆到必探测。

本发明通过光电传感器感1知物料即餐厨废弃物的进入，并以此信号为开始指令，相继延时启动系统其他各功能项动作；本发明的关键是通过光电传感器的特殊安装位置，即解决了传感器信号与餐厨废弃物堆积动作关联的有效性问题，也避免了因餐厨废弃物飞溅污染、或残渣遮掩传感器而致信号动作失效。

请结合图5、图6、图7及图8，在喷淋自洁系统设计中，该进料盆口内部设置有环绕该进料盆口的喷淋管道10，喷淋管道10上设置有若干喷嘴9，喷嘴9透过该进料盆口的侧壁向U型栅槽4内喷淋液体(一般采用水)。该进料盆口侧壁上供喷嘴9喷水的位置位于倾斜板7高度较高一端的顶部上。喷淋管道10可通过外接管道接自来水。

喷嘴9为斜向细缝：具有一定的喷射角度a和一定的缝宽t。如，呈斜向细缝的喷嘴9的喷射角a平行于倾斜板7，缝宽t为0.10mm左右。喷淋管道10可采用手动球阀17控制水源通断，也可采用三通接头16将其与电磁球阀15连接实现进水自动控制。在其他实施方式中，喷淋管道10可作为外接管道系设备外接自来水连接用，可由手动球阀17控制水源通断；喷淋管道10为环形结构，可由三通接头16将其与电磁球阀15通过水管6连接实现进水控制。

喷淋管道10的出水端可主要由均布环形管道的间断细缝11组成，众多斜向细缝环形均布形成间断细缝11。当电磁球阀15打开时带有压力的自来水进入喷淋管道10并经喷嘴9的间断细缝11喷出，其带压水雾可沿盆口面即倾斜板7贴面喷淋，实现清洁盆面污渍。

故，应用本发明，设计中斜向细缝累计总截面积小于喷淋管道10截面积，故喷淋水流流速会大于进水流速，通过增速提高水的喷射力实现倾斜板7污物的洁净剥离。应用本发明，设计中斜向细缝的斜度相对倾斜板7略微切入表面，即避免了水雾外溅、又利于水雾有效覆盖。应用本发明，设计中斜向细缝均匀分布于环形喷淋管道10的四周，并成一字型，其喷射水流形成伞状交叉，对整个倾斜板7实现了全覆盖。

餐厨废弃物分离设备的喷淋自洁系统集成清洗技术中的水雾喷射、缩口增速、线状重叠、切线剥离原理。常规的自来水喷淋装置，由自来水管、多个喷嘴等组成，结构粗大，尤其对水雾有喷射角度、速度、形状、大小要求的结构装置，更难实现。本发明通过在设备台面口沿(即进料盆口的内侧边沿)集成经过特别结构设计的喷淋自洁系统，解决了对喷射水雾的流速、角度、形状的有效控制问题，从而实现了设备台面入料口的适时保养与清洁。

如图9、图10及图11所示，油水分离箱也即油水分离室22，进料系统配合杂物分离箱将餐厨废弃物中的杂物滤除后，输出的泔水进入油水分离室22，通过油水分离室22分离出油并收集起来，同时排出水。油水分离室22内设置有流道防臭系统，流道防臭系统基于管道流体力学及重力分离技术，具体应用于泔水分离设备的分离舱及分离液流道设计中。

流道防臭系统包括若干组合挡板23、隔板24、排水管26、外套管25、机械格栅。机械格栅设置在油水分离室22的入水口处，机械格栅可采用不锈钢孔网。机械格栅是系统入口件，负责泔水过滤，将有机质固形物拦除，只允许含油污水、喷淋水通过进入油水分离室22中。

油水分离室22内采用若干组合挡板23分割，每个组合挡板23由二块大小相同且相互平行的前板28与后板29间隔一定的距离错位构成。在同一组合挡板23中，前板28与后板29之间构成板间通道，前板28上高出后板29下离油水分离室22的底面一定距离，后板29下与油水分离室22的底面连接上离油水分离室22的顶面一定距离，使得这些板件通道相互平行且相邻两个板件通道相通。在外来流体的作用下水沿首个组合挡板23的板间通道从下而上翻越进入下一个油水分离室22的上部，再进入下一个组合挡板23的板间通道，依次顺进，从最后一个组合挡板23的板间通道从下而上翻越出油水分离室22。

隔板24在油水分离室22的分离末段分割出净水收集舱27，从最后一个组合挡板23的板间通道从下而上翻越入净水收集舱27内。净水收集舱27设置有与净水收集舱27外连通的排水管26。

为了使得设备处理过的当次存留液，在设备舱室中存留不会超过四小时，即便水体中含有机物质，也远没有到达变质时间就已排出，从根本上瓦解“发臭”根源，本发明在净水收集舱27内设有外套管25及排水管26。套插在排水管26上的外套管25上端高出排水管26上端，下端离净水收集舱27底面一定距离；排水管26的一端从净水收集舱27的底部延伸在外套管25内且高度低于外套管25的高度，排水管26的另一端反向穿出外套管25后穿过净水收集舱27的底部与净水收集舱27内部连通。

当源源不断的水进入到净水收集舱27的上部、强迫其底部的水从外套管25的下部进入管内、自下而上并翻越排水管26的上端流出。本发明中各舱室的尺寸参数条件：能容比(设备日处理能力容量/舱室总容积)＝6左右；舱容比(油水分离舱/净水收集舱)＝6左右；入口截面积与各流道截面积大致相等。通过改变“能容比”，可以控制存留液在设备舱室中的停留时间。

进料系统将餐厨废弃物油水分离而输出油水至油水分离箱22，油水分离箱22通过刮油器刮取的含水油脂，经存油槽过滤流进储油室31中存留，储油室31上层的油脂在到达额定量后，经存油槽过滤流进储油室31中存留，储油室31上层的油脂在到达额定量后，油桶自动灌装系统自动打开电控放油球阀，一次性将油脂灌装至标准桶中。

请一并参阅图12、图13，油桶自动灌装系统油水分离界面传感器32、电控放油球阀34、电控排水球阀35、控制器36、液位传感器39。

储油室31中由顶部从刮油器刮进来的含油液体，因重力作用被分离成下水层37、和上油层38，其油水分界面高度由油水分离界面传感器32检测并变送信号至控制器36。油层顶面高度由液位传感器39检测并变送信号至控制器36。

随着油、水的不断流入，水层顶面标高与油层顶面标高都在逐渐升高，当水层顶面标高达到H_水高时、由控制器36控制打开电控排水球阀35启动放水动作、至水层顶面标高H_水低时停止。当油层顶面标高达到H_油高时，由控制器36控制打开电控放油球阀34启动放油动作，灌装至储油桶33中、至油层顶面标高H_油低时停止。系统中，一定规格匹配设备的H_油阀与H_水阀数值固定，只要保证这几个条件，即：H_水低>H_水阀、H_油低>H_油阀、H_水高<H_油阀、H_油低>H_油阀、H_油高与H_油低间的油层容量不大于储油桶33的容量。H_油高与H_油低间的油层容量最好与储油桶33容量相等，如此，循环往复，每次灌满储油桶33后，电控放油球阀34关闭同时，由控制器36推送信息通知人员前来收油。

故，该油桶自动灌装系统在灌装时，其油桶自动灌装方法包括以下步骤：

一、储油室内的油水分界面高度采用油水分离界面传感器32检测并变送信号至控制器36，油层顶面高度由液位传感器39检测并变送信号至控制器36；

二、当水层顶面标高达到H_水高时，由控制器36控制打开电控排水球阀35启动放水动作且至水层顶面标高H_水低时停止；

三、当油层顶面标高达到H_油高时，由控制器36控制打开电控放油球阀34启动放油动作，灌装至储油桶中且至油层顶面标高H_油低时停止；

本发明最为关键的排油逻辑构思，如图9所示，H_水低、H_水高、H_水阀、H_油低、H_油高、H_油阀的准确设立，谁先谁后，都是唯一确定，而且仅仅采用了2个电控阀即电子开关，就实现本发明目的的关键，结构简单，成本低廉，性能却非常好。除此之外，本发明的另一个关键要点，就是自动排油一次就能自动灌满一桶，这样方便作业人员，也不会在频繁开启，减少油污染与损耗，也能提高电子开关的使用寿命，这与传统连续性或间断性灌装设计理念完全不同，突破了传统思维，即只要油水分离箱分离出油水进入油桶自动灌装系统的储油室31，油桶就要时刻准备待命的传统思维逻辑。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。