一种建筑垃圾再生骨料砖与砼抛物线式分选装置
技术领域
本实用新型属于建筑垃圾加工处理领域，特别指建筑垃圾再生材料中砖与砼的分离，具体涉及一种建筑垃圾再生骨料砖与砼抛物线式分选装置。
背景技术
近年来，随着城镇化建设的不断加快和各城市建设项目的兴建，各地产生的建筑垃圾也随之增多。如今，建筑垃圾已成为我国城市单品种排放数量最大、最集中的固体垃圾。由于受生命周期产业生态缺失、建筑垃圾回收困难等因素制约，建筑垃圾资源化利用前景并不明朗。通过建筑垃圾的回收再利用可有利于改变建筑垃圾无序堆放和填埋带来的垃圾围城的困境，既节约资源、保护环境，又创造价值，是解决建筑垃圾处理难题的有效方法。
现阶段，我国建筑垃圾中砖、砼所占的比例较大。建筑垃圾中的砖回收得以利用具有很高的利用价值，建筑垃圾中的砼的强度高，稳定性较好，掺入水泥后具有较好的表面活性，是良好的道路铺设材料。因此为了更好的推动资源综合利用，发展可持续循环经济，必须将建筑垃圾资源化。如何将建筑垃圾中的砖、砼资源化，并将回收后的建筑垃圾继续投入到工程使用中，已成为当今绿色环保问题待解决中的一重点。
中国实用新型专利CN109174640A公开了一种建筑垃圾砖与砼的分离设备，利用分离机构分离砖、砼，分离机构包括分离外筒、转动拨轮和强力风机，分离外筒的顶部山足定接有料斗，分离外筒的底部设有砖料槽和砼料槽,分离外筒的外侧壁固定连接有驱动电机，驱动电机的输出端固定连接有转动拨轮，转动拨轮位于料斗正下方，转动拨轮的两端分别与分离外简转动连接，转动拨轮的下方设有强力风机，强力风机与分离外筒左侧壁固定连接。
然而该设备是利用强风机鼓吹，达到分离建筑垃圾中的砖、砼的目的。此方法需要动力过大，结构较为复杂，考虑到经济效益不高且分离效果不够理想。
中国实用新型专利CN209061604U公开了一种建筑垃圾高级筛分装置，包括同心设置的内筒体和外筒体，外筒体的下端设置有环板，内筒体的上端设置有进料锥，内筒体的下端设置有半球形精筛网，半球形精筛网上均匀设置有多个排料孔，半球形精筛网的中心位置设置有排料门，内筒体内设置有粗筛网，粗筛网上方的内筒体侧壁上设置有粗料出口，粗料出口处铰接有粗料门，外筒体的内壁上设置有导料锥，导料锥上端的高度低于粗料出口的高度，导料锥下端位置处的外筒体侧壁上设置有数个排料口。该实用新型在工作时，内筒体处于旋转状态，将垃圾倒入内筒体后，先经过粗筛网和半球形精筛网的筛分，将块径大的、小的的建筑垃圾分离。
中国实用新型专利CN208033266U公开了一种建筑垃圾分离回收及再利用系统，在上料口和破碎装置之间采用滚轴筛，把颗粒较大的砖、瓦块或混凝土砼体块通过较大的轴间隙分离到破碎装置中，中等颗粒石头、砖或混凝土小砼体直接送到剥离装置中处理；在破碎装置和剥离装置之间采用滚动筛，把破碎后仍较大的物料重新送回破碎装置分离，中等大小的物料送入剥离装置进行揉搓；在剥离装置和物料斗之间采用振动筛，可以按照物料目数需要设计不同的震动筛孔径。
上述的建筑垃圾分离装置和系统均未具体将建筑垃圾中的砖、砼相对分离开，而是只将建筑垃圾中的粗细骨料进行了分离。且其中含有较多的相对轻质组分，容易造成扬尘，对环境造成一定的污染。
综上所述，现有的相关建筑垃圾再生骨料砖与砼的分选设备不够完善，考虑到经济效益以及装置设备的简易，研究一种建筑垃圾再生骨料砖与砼分选的装置对于资源的合理利用是有一定的价值意义的。
实用新型内容
由于现有建筑垃圾砖、砼分离设备的相对缺乏，分离纯度和成本等方面仍待进一步的改进，本实用新型提出一种建筑垃圾再生骨料砖与砼抛物线式分选装置。
为了解决上述技术问题，本实用新型采取如下技术方案：
本实用新型提供一种建筑垃圾再生骨料砖与砼抛物线式分选装置，包括进料口、砖块-混凝土块分离传送带、传送带安全罩、砂浆出料口、砖块出料口、砖与砼混合出料口、砼出料口。共四个出料口无间距放置，材质均为铝合金，四个出料口的位置依次布置：砂浆出料口位于传送带的左侧，其高度顶部与砖块出料口顶部相连并呈30°-35°。砖块出料口位于砂浆出料口的左侧，其高度顶部与砖与砼混合出料口顶部相连并呈20°-25°。砖与砼混合出料口位于砖块出料口的左侧，其高度顶部与砼出料口顶部相连并呈20°-25°。砼出料口位于砖与砼混合出料口的左侧。最终实现砖与砼的初步分离。
砖块-混凝土块分离传送带的材质为轻质聚氯乙烯，利用高变频器调节传送带的运行速度。砖块-混凝土块分离传送带上方设有安全罩，能够有效减小扬尘的污染。与砖块-混凝土块分离传送带相连的丝杆，通过调节升降台来调节传送带与水平方向的夹角。
本实用新型的有益效果是，提供了一种全新的专门针对建筑垃圾再生骨料中的砖与砼两种物料分离的一种装置，操作简便，污染较小，能够使砖、砼进行高效率的二次利用。
附图说明
下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。
图1是一种建筑垃圾再生骨料砖与砼抛物线式分选装置全视图。
图2是砖块在砖块-混凝土块分离传送带上运动的受力分析简图。
图3是砼在砖块-混凝土块分离传送带上运动的受力分析简图。
图中符号表示：
1-进料口、2-1砖块-混凝土块分离传送带、2-2安全罩、3-1砂浆出料口、3-2砖块出料口、3-3砖与砼混合料出料口、3-4砼出料口。
具体实施方式
首先将直径为5-10mm的建筑垃圾再生骨料砖与砼(含有少量砂浆)倒入进料口1，其中进料口1漏斗状，上部长250mm，宽200mm，铝合金材质，建筑垃圾再生骨料进入进料口1后，落在砖块-混凝土块分离传送带2-1上，跟随砖块-混凝土块分离传送带运动，该传送带用的是轻质聚氯乙烯材料，转动能力强，可利用高变频器调节传送带的运行速度，其与水平方向的夹角为30°-35°。在重力作用下再生砖块与再生混凝土块脱离砖块-混凝土块分离传送带做抛物线运动，建筑垃圾物料将根据不同的下落点距离落下。
同时建筑垃圾再生骨料倒入之后由于物块体积较小，容易飞出，因此利用安全罩2-2，材质为铝合金。有效的防止体积块状较大的砖砼飞出，并且可以减少扬尘的污染。最终使再生砖块与再生混凝土块在重力作用下脱离砖块-混凝土块分离传送带做抛物线运动。
建筑垃圾再生骨料进入进料口1后，落在砖块-混凝土块分离传送带2-1上，当运动到一定的时间之后，建筑垃圾再生材料骨料脱离砖块-混凝土块分离传送带做抛物线运动。由于建筑垃圾再生骨料砖与砼的中混有少量的砂浆，以砂浆为主要成分的建筑垃圾再生材料率先脱离砖块-混凝土块分离传送带，落点距离砖块砖块-混凝土块分离传送带最近，沿切线60°进入砂浆出料口3-1，之后被分离出。再生砖块沿切线45°进入砖块出料口3-2后被分离出。由于少量的再生砖块和再生混凝土块运动时间大致相同，所以具有相同的落点区域，从砖与砼混合料出料口3-3被分离出。再生混凝土块沿切线45°落入砼出料口3-4后被分离出。
对建筑垃圾再生骨料砖与砼的具体运动分析，利用牛顿第二定律：
设砖块-混凝土块分离传送带与水平方向的夹角为θ，取沿传送带斜向下为X轴正方向，垂直于传送带向上为Y轴正方向。本实用新型适用于5-10mm的大小相当的砖与砼，且假设砖与砼的质量相同，可将其看作质点。当砖、砼在砖块-混凝土块分离传送带上运动时，砖、砼的运动速度小于传送带的转动速度，砖、砼受到沿传送带水平向下的滑动摩擦力，有向下滑动的趋势，加速度方向沿传送带水平向下。
如图2，砖块在XOY坐标内受到以下各力的作用：
1.重力：G1＝m1g2.传送带对砖块的支持力：F1＝m1g cosθ
3.滑动摩擦力：f1＝μ1m1g cosθ4.合外力：F合1＝m1a1
对在砖块-混凝土块分离传送带上的砖块受力分析，见公式1和公式2：
m1g sinθ+μ1m1g cosθ＝m1a1公式1
g sinθ+μ1g cosθ＝a1 公式2
如图3，砼在XOY坐标内受到以下各力的作用：
1.重力：G2＝m2g 2.传送带对混凝土块的支持力：F2＝m2g cosθ
3.滑动摩擦力：f2＝μ2m2g cosθ4.合外力：F合2＝m2a2
对在砖块-混凝土块分离传送带上的砼受力分析，见公式3和公式4：
m2g sinθ+μ2m2g cosθ＝m2a2公式3
g sinθ+μ2g cosθ＝a2 公式4
传送带与砖块之间的动摩擦系数为μ1＝0.45-0.6，与砼之间的动摩擦系数为μ2＝0.25-0.4，比较公式2和公式4两式，由于μ1＜μ2，得出a1＜a2，从而得出V1＜V2，砖块的运动速度小于砼的运动速度。
根据初速度为V0抛物线式运动，将其运动分解为水平方向的匀速直线运动，竖直方向的匀加速直线运动：
x＝v0t cosθ
根据传送带的长度一定，砖与砼水平运动路程相同可得：
对于砖块：μ1大，a1大，v1大，t1小
对于砼：μ2小，a2小，v2小，t2大
由于砖与砼在相同的初速度下开始运动，砖块运动的时间小于砼的运动时间。所以砖块的下落点距离传动带较近，砼的下落点距离传送带较远。
当最终砖、砼加速到与砖块-混凝土传送带的速度相同时达到稳定，根据该原理得到传送带的水平角与摩擦系数之间的关系：
其中进料口1的形状为漏斗型，外形尺寸上部长250mm,宽200mm。进料口1的下端与砖块-混凝土块分离传送带2-2相连，实现建筑垃圾再生骨料倒入后能够落在传送带上并跟其继续运动。
砖块-混凝土块分离传送带2-1采用的形状尺寸为长2400mm，宽600-900mm,厚2-3mm, 胶面材质为聚氯乙烯,由聚酯纤维布和聚氯乙烯胶构成，传动电机的功率为3-4KW。其与水平方向呈30°-35°，左端与砂浆出料口3-1、砖块出料口3-2、砖与砼混合出料口3-3、砼出料口3-4依次相连，运送被分选出来的物料。
安全罩2-2位于砖块-混凝土块分离传送带2-1的上方，形状尺寸为长2400-2500mm,宽 650-950mm,材质为铝合金。作用是有效的防止体积块状较大的砖砼飞出，并且可以减少扬尘的污染。
砂浆出料口3-1位于传送带的左侧，形状尺寸为长100mm,宽100mm,高300mm，材质为铝合金，其高度顶部与砖块出料口顶部相连并呈35°，用于承接砖、砼中混有的少量砂浆。
砖块出料口3-2位于砂浆出料口3-1的左侧，二者无间距安置，形状尺寸为长300mm, 宽250mm,高300mm,材质为铝合金，其高度顶部与砖与砼混合出料口3-3顶部相连并呈20°，用于放置被分选出来的砖块。
砖与砼混合出料口3-3位于砖块出料口3-2的左侧，二者无间距安置，形状尺寸为长 300mm,宽250mm,高300mm,其高度顶部与砼出料口3-4顶部相连并呈20°，用于放置未能完全分选，少量混合的砖与砼。
砼出料口3-4位于砖与砼混合出料口3-3的左侧，二者无间距安置，形状尺寸为长300mm, 宽250mm,高300mm,用于放置被分选出来的砼。
上述砖块-混凝土块分离传送带2-1的材质为轻质聚氯乙烯，利用高变频器调节传送带的运行速度，且与水平角呈30°-35°角放置。砖块-混凝土块分离传送带2-1胶料采用高质量的聚氯乙烯胶质和高强度的聚酯丝编织。与砖块-混凝土块分离传送带2-1相连的丝杆，可通过调节升降台来调节传送带与水平方向形成一定的夹角，目的是为了以更小的功率获得较大的传递速度。
经过上述论述过程，最终能够实现建筑垃圾再生骨料中砂浆、砖块和砼的初步分离。
