袋装城市生活垃圾的破袋破碎研究

3.3解决方案：3.3.1第一阶段——选择问题步骤1-1决定解决方案的最终目标如下。A、技术目标是什么？（物体的什么特性必须改变）破袋破碎机可以选择性的破碎垃圾B、解决问题过程中，物体的什么特性是不能改变的？不宜破碎的物料（如玻璃、废电池）不能被破碎3.3.2第二阶段——更准确的定义问题步骤2-1运用专利信息更加准确的定义问题A、其他专利中已经解决的问题和这个问题有多接近？分析专利信息，发现有很多表面上看来很相似的专利3、中国专利（01263077），如图3.5，本实用新型主要由机架、壳体、主轴、旋转式刀架|、刀片和电机组成，刀片通过刀轴、刀轴盘甩片式活动的安装于刀架上，刀片呈Ｌ形并一组一组的排列于刀架上，每组刀片之间其Ｌ形相互交差设置，当主轴高速旋转时刀片间相互形成一封闭的破切转鼓，能有效的解决塑料袋的缠绕和破袋问题。其甩片式的刀片如遇大块高硬度的物质能够自动让刀让其通过，有效地解决了卡刀的现象。其结构简单、破碎率高，为后道的深度分离、综合利用提供了可靠的条件。

1图3.5离心式生活垃圾破碎机因此，根据专利分析，大部分解决方案都是采用离心原理，进行破碎和分离垃圾，这样的特点有：速度越快、冲击力越大，破碎垃圾时|产生的剪切力也越大，同时由于离心原理，可以实现对刀具的保护。但是由于刀片的不连续性，相邻间隔的刀具会产生持续的冲击力，会破坏不宜破碎的物件，比如玻璃、陶瓷等，但是速度越慢，又达不到很好的剪切效果。B、类似问题在领先行业内是如何解决的我们解决类似问题：如何让一个机构具有防缠绕、刀具能够不破碎玻璃、陶瓷等不宜破碎的功能。与这个问题最接近的行业是农业机械（播种机等），垃圾就像耕种的土地，我们看看农业机械中是如何解决这个问题的:中国专利（专利号：200720037264）本实用新型公开了一种播种机防缠绕开沟器，在开|沟器立柱的前部固定上下支架和固定销、调节销，防绕辊平行安装在立柱的前侧，防绕辊用多边形钢管制作，当土壤中的杂草，秸秆等纤维物碰到防缠辊时，由于纤维物与防缠辊上的两个棱面的摩擦力不同，纤维物带动防缠辊旋转，从而避免缠绕在立柱或犁铧上，保证了播种施肥质量。相比较而言，这个专利把刀具和防缠绕机构分开，把缠绕在刀具上的杂物转移到防缠辊上面，然后解决问题。但是这个专利对我们不管用，重点是我们

2的机构还必须具有分选的功能，这个专利仅仅能解决防缠绕的问题。步骤2-3按照下面的格式用两句话描叙问题的条件（不用专业术语，也|不要明确说明一定要想出、发现或者开发什么东西）A、给定的系统由什么部件（描叙其部件）组成。B、部件（描述部件）在什么条件下，产生不希望的结果（描叙结果）。让我们用两句话来描述问题，去掉专业术语，如破袋破碎机、颚式破碎机、粉碎机等（这些让我们想到用于毁坏的技术）：给定系统由机器和垃圾组成；玻璃、电池不能毁坏。（刀玻璃、电池也可以不用，但是这些词已经很通用，所以这些不会限制我们的想象力）步骤2-4按照步骤2-3的部件列成表部件类型部件A、在本问题的条件下，可以改变、重新设计或者重新调整的部件机器B、在本问题的条|件下，难以改变的部件垃圾机器是一个技术物体，可以按照我们的意愿改变形式。垃圾则是自然物，很难改变。因此机器为“A”，垃圾为“B”。3.3.3第三阶段——分析阶段步骤3-1用下面的形式描述最终理想解：A、从步骤2-5中选择一个部件；B、描述它的动作C、描述它如何实施这个动作（回答这个问题总要用“它自己”这个词）D、描述它什么时候实施这个动作E、描述它在什么条件下（限制、要求等）实施这个动作

3让我们老描述这个最终理想解（IFR）：机器破碎垃圾，消耗能量正常，就像没有不宜破碎的物质（玻璃、电池等）一样。步骤3-|2画两张图：“初始图”（IFR之前的情形）和理想图（实现IFR后的情形）。如图3.6所示图3.6初始图，机器把垃圾全部打碎；理想图，机器对玻璃不破坏步骤3-3在“理想图”中，找到步骤3-1A指出的部件，用不同颜色的笔，或其他方法标示在规定的条件下不能实施规定功能的部分。破袋破碎机的由A转轴和B刀片组成，在刀片B的部分当玻璃掉下的时候，不能实现需要的动作，因为刀片B直接剪切着玻璃。步骤3-4为什么这个部件（自己）不能实施规定的动作？A、我们希望表示出的那个部分做什么动作？我们希望刀具B不要剪切玻璃B、什么妨碍|它自己实现这个动作？1、刀具是破袋破碎机的主要部分，刀具B是一个固体，具有刚度，并且坚硬，这就是用来破碎垃圾的主要原因。2、刀具被缠绕后，剪切大大降低，无法实现垃圾破碎。C、上面两步的冲突是什么？刀具B部分应该存在，是船体的主要部分；但是它又不应该存在，因为它会剪切玻璃。同时还要增加机构，在专利分析中方案中，增加机构可以解决缠绕问题，但是这个机构会增大刀具最不宜破碎物损坏。步骤3-5

4在什么条件下，这部分可以完成规定的动作？（这一部分应该具有什么参数）由于刀具B是必须的，所以要保留；可是因为它与玻璃产生冲|突，因此必须消除这种冲突。步骤3-6我们应该怎样用这个部件具有3-5描述的特性？玻璃的大小和硬度，还有垃圾的剪切力大小，决定了刀具B的工作状态。我们没有办法精确实时确定垃圾的成分，但是我们可以控制刀具B的工作状态。刀具不一定要在任何时候都是破碎状态，也可以做成不能执行剪切的失效状态。如图3-7所示图3.7工作状态a是破碎状态，工作状态b是失效状态步骤3-7归纳一个可以实现的概念。如果有几个概念，就用数字排列起来，把最有希望的排在第一，写下左右的这些概念：1、破袋破碎机要有足够的剪切力完成破袋和垃圾破碎的功能|，根据不宜破碎物和破碎垃圾的硬度差异，通过改变刀具的失效形式来保护对不宜破碎物体。步骤3-8画一个实现第一个概念的原理图如图3.73.3.4第四阶段——初步分析选定概念步骤4-1在实施新想法或者新概念的时候，什么变好了，什么变坏了？写下实现了什么，什么变得更加复杂或者更加昂贵？

5在分析对垃圾中不宜破碎的物体经过破袋破碎机时，要保证完整性，采用刀具失效的得到了改善。因此以不易损坏的物体为研