一種植物垃圾需氧發酵裝置的制作方法

本發明涉及環保處理裝置，具體涉及一種植物垃圾需氧發酵裝置。

背景技術：

隨著人們環保意識的不斷提高，人們對于資源的回收和利用有了更深的認識，“可持續發展”也成為了我國經濟發展的必經之路。在這其中，對于植物垃圾的處理研究取得了不少進展。然而，現在對于植物垃圾的處理主要通過焚燒的方式，而在此過程中，在浪費植物中有機質的同時還產生大量的有毒氣體及煙霧，對于人們賴以生存的空氣質量帶來了很大威脅，成為了制約我國生態建設的一大影響因素。

對于植物垃圾的處理，在傳統上主要采用堆放或者加以翻拋的方式。在發酵過程中，通常采用自然通風和強制通風的方式。而翻拋主要通過人工作業，堆肥完成后通過機械輸送設備運走。

盡管上述的傳統堆肥方式簡單、便于操作，但是存在以下問題：

1.溫度和濕度控制存在缺陷，對于堆肥過程溫度及濕度的控制僅通過通風來完成，無法實現較為準確的發酵條件控制，致使發酵時間大大延長。

2.物料的發酵程度不均勻，在堆肥過程中，為提高單位面積的利用率，通常都將物料堆置到較大高度，不及時的翻滾和攪拌，難以做到發酵程度均勻，造成發酵產品肥效下降，同時還延長了發酵周期。另外，在發酵物料的內部，氣體得不到及時的排出，存在一定的安全隱患。

3.由于“扁平化”操作的特點，在整個堆肥過程中物料的轉移、輸送需要耗費大量的人力物力。

技術實現要素：

本發明的目的是提供一種植物垃圾需氧發酵裝置，該發酵裝置具有物料混合充分均勻、物料不易堵塞、物料與空氣接觸充分、發酵條件自動控制等特點，能夠大幅度提高物料發酵效率，縮短發酵周期，提高發酵產品肥效。

本發明技術方案如下。

一種植物垃圾需氧發酵裝置，發酵內筒、發酵外筒、輸送裝置、密封蓋、不銹鋼條、濾水板、進氣通道、出氣通道、和出氣風扇；

所述發酵外筒包括卡口、溫度傳感器和濕度傳感器；所述進氣通道包括進氣風扇、噴霧頭和輸水管道；

所述發酵內筒設置于發酵外筒內部，且所述發酵內筒通過不銹鋼條與發酵外筒連接，不銹鋼條共兩排，上下交錯布置，所述密封蓋設置于發酵外筒上方，所述輸送裝置與密封蓋通過螺栓連接，所述輸送裝置包括傳動馬達、傳動軸和螺桿葉片，其中傳動馬達設置于密封蓋上方，所述傳動馬達與設置于發酵內筒內部的傳動軸連接，所述傳動軸表面設置有螺桿葉片；所述發酵外筒內底面焊有卡口，所述卡口內設置有濾水板，濾水板從卡口裝入或取出；發酵外筒內壁上裝有溫度傳感器和濕度傳感器，發酵外筒焊有進氣通道和出氣通道，且所述進氣通道和出氣通道均與發酵外筒內部連通，進氣通道中裝有進氣風扇，出氣通道中裝有出氣風扇，進氣通道內設置噴霧頭，所述噴霧頭通過輸水管道與外部水源連接。

進一步地，本發明還包括支撐座、把手和密封蓋扣；所述支撐座焊接于發酵外筒底部；所述把手設置于密封蓋上表面；所述密封蓋扣設置于密封蓋的邊緣，將密封蓋扣住發酵外筒。

進一步地，本發明還包括電控閥門；所述電控閥門設置于輸水管道上。

進一步地，本發明還包括控制器，所述溫度傳感器和濕度傳感器分別與控制器連接，所述控制器與電控閥門連接；所述控制器與電控閥門、傳動馬達、進氣風扇和出氣風扇連接。

進一步地，所述發酵內筒為圓柱形，內筒上端為平滑突出形狀，內筒底端距外筒底部存在空間。

進一步地，所述發酵外筒為圓臺形，上端半徑較大，下端半徑較小，下端與卡口相連。

進一步地，所述輸送裝置為螺桿輸送裝置，螺桿葉片半徑略小于內筒半徑，螺桿下端略高于外筒底部，傳動馬達為可調轉速馬達，并有正反轉功能；所述傳動軸上開有螺紋，螺紋旋轉方向與螺桿葉片旋轉方向相反。

進一步地，所述不銹鋼條為“l”字形不銹鋼條，共有上下兩排，為交錯布置，鋼條方向均為尖端在上，開口朝下，用以翻滾和混合物料。

進一步地，所述濾水板為圓形不銹鋼過濾網。

進一步地，所述進氣通道和出氣通道均為矩形通道，進氣通道內裝有轉速可調進氣風扇，并且設置噴霧頭，出氣通道內裝有轉速可調出氣風扇。

進一步地，所述傳動馬達、進氣風扇、出氣風扇、溫度傳感器、濕度傳感器、電控閥門與自動控制系統連接，進行信號交換，溫度傳感器將溫度信號傳至自動控制系統，調節傳動馬達、進氣風扇、出氣風扇轉速，濕度傳感器將濕度信號傳至自動控制系統，控制電控閥門的開關，進而調節噴霧頭的開關。

通過以上技術方案，使本發明具備以下優點：

1.通過設置內外筒的結構，利用螺桿輸送器將發酵物料在內外筒之間實現不斷循環運動，發酵內筒設置為圓柱形利于物料向上輸送，平滑突出形狀利于物料從發酵內筒及時引出。

2.輸送軸上開有螺紋，螺紋旋轉方向與螺桿葉片旋轉方向相反，能夠有效防止物料在向上輸送過程中纖維狀物料纏繞在軸上，造成輸送阻力增大甚至造成堵塞。

3.發酵外筒設置為上端較大、下端較小的圓臺形利于物料向下流動匯集，同時為物料提供足夠的與空氣接觸的時間。

4.內外筒之間設置不銹鋼條，上下兩排的交錯布置、“l”字形鋼條的選用、開口向下尖端向上的設置，提高了物料彼此之間的混合程度，有利于物料整體發酵的同步進行，進而提高產品質量。

5.上方進氣風扇、下方出氣風扇沿著切線方向的布置使氣體進出發酵機都沿著筒壁切線方向，圓臺形外筒的設計使空氣在發酵內外筒之間形成螺旋向下的流向，為物料提供充分氧氣，同時帶走發酵過程中產生的熱量。

6.以自動控制系統為中心，連接溫度傳感器與傳動馬達、進出氣風扇，濕度傳感器與電控閥門，實現發酵條件的自動控制，縮短發酵周期。

7.可拆式濾水板起到濾出發酵過程中多余水分的作用，同時方便出料。

附圖說明

附圖是用來提供對本發明的進一步理解，并且構成說明書的一部分，與下面的具體實施方式一起用于解釋本發明，但并不構成對本發明的限制。在附圖中：

圖1是本發明植物垃圾需氧發酵裝置結構示意圖；

圖2是本發明裝置的整體外觀示意圖；

圖3是圖2的俯視圖；

圖4是發酵裝置的內外筒結構圖；

圖5是傳動軸細節圖；

圖6是密封蓋與發酵外筒連接示意圖；

圖7是連接條形狀示意圖；

圖8是外筒底部卡口示意圖；

圖9是發酵物料循環圖；

圖10是空氣流向圖；

圖11是溫度濕度自動控制示意圖；

圖中各個部件如下：

發酵內筒1、發酵外筒2、輸送裝置3、密封蓋4、不銹鋼條5、濾水板6、進氣通道7、出氣通道8、支撐座9、控制器10、卡口201、溫度傳感器202、濕度傳感器203、傳動馬達301、傳動軸302、螺桿葉片303、把手401、密封蓋扣402、進氣風扇701、噴霧頭702、輸水管道703、電控閥門704、出氣風扇801。

具體實施方式

以下結合附圖對本發明的具體實施方式進行詳細說明。應當解釋的是，此處所描述的具體實施方式僅用于說明和解釋本發明，并不用于限制本發明。

在本發明中，在未作相反說明的情況下，使用的方位詞如“上、下”通常是針對附圖所示的方向而言的或者是針對豎直、垂直或重力方向上而言的各部分相互位置關系描述用詞。

如圖1至圖4所示，一種植物垃圾需氧發酵裝置，發酵內筒1、發酵外筒2、輸送裝置3、密封蓋4、不銹鋼條5、濾水板6、進氣通道7、出氣通道8、和出氣風扇801；所述發酵外筒2包括卡口201、溫度傳感器202和濕度傳感器203；所述進氣通道7包括進氣風扇701、噴霧頭702和輸水管道703；所述發酵內筒1設置于發酵外筒2內部，且所述發酵內筒1通過不銹鋼條5與發酵外筒連接，所述密封蓋4設置于發酵外筒2上方，所述輸送裝置3與密封蓋4通過螺栓連接，所述輸送裝置3包括傳動馬達301、傳動軸302和螺桿葉片303，其中傳動馬達301設置于密封蓋4上方，所述傳動馬達301與設置于發酵內筒1內部的傳動軸302連接，所述傳動軸302表面設置有螺桿葉片303；所述發酵外筒2內底面焊有卡口201，所述卡口201內設置有濾水板6；發酵外筒2內壁上裝有溫度傳感器202和濕度傳感器203，發酵外筒2焊有進氣通道7和出氣通道8，且所述進氣通道7和出氣通道8均與發酵外筒2內部連通，進氣通道7中裝有進氣風扇701，出氣通道8中裝有出氣風扇801，進氣通道7內設置噴霧頭702，所述噴霧頭702通過輸水管道703與外部水源連接。本發明還包括支撐座9、把手401和密封蓋扣402；所述支撐座9焊接于發酵外筒2底部；所述把手401設置于密封蓋4上表面；所述密封蓋扣402設置于密封蓋扣402的邊緣，將密封蓋扣住發酵外筒2。本發明還包括電控閥門704；所述電控閥門704設置于輸水管道703上。本發明還包括控制器10，所述溫度傳感器202和濕度傳感器203分別與控制器10連接，所述控制器與電控閥門704連接；所述控制器10與電控閥門704、傳動馬達301、進氣風扇701和出氣風扇801連接。

本發明通過設置內外筒的結構，利用輸送裝置3將發酵物料實現不斷循環流動，發酵內筒1設置為圓柱形利于物料向上輸送，平滑突出形狀利于物料從發酵內筒及時引出。傳動軸302上開有螺紋，螺紋旋轉方向與螺桿葉片旋轉方向相反，有效防止物料在向上輸送過程中纖維狀物料纏繞在軸上而造成輸送阻力增大甚至造成堵塞。發酵外筒2設置為上端較大，下端較小的圓臺形利于物料向下流動匯集，同時為物料提供足夠的與空氣接觸的時間。內外筒之間連接的不銹鋼條5，上下兩排的交錯布置、“l”字形鋼條的選用、開口向下尖端向上的設置，都是為了提高物料彼此之間的混合程度，有利于物料整體發酵的同步進行，進而提高產品質量。上方進氣風扇701、下方排氣風扇801實現氣體進出發酵機都沿著筒壁切線方向，圓臺形外筒的設計使氣體在發酵內外筒之間形成螺旋向下的流向，為物料提供充分氧氣，同時帶走發酵過程中產生的熱量。以控制器10為中心，連接溫度傳感器202與輸送裝置3電機、進出氣風扇，濕度傳感器203與電控閥門704，實現發酵條件的自動控制，縮短發酵周期。可拆式濾水板6起到濾出發酵過程中多余水分的作用，并且與輸送裝置的逆轉相結合，方便出料。

其中，在本實施方式中，發酵內筒1為圓柱形，直徑為200mm，長度為500mm，發酵外筒2為上端半徑較大、下端半徑較小的圓臺形，上端直徑為800mm，下端直徑為200mm。輸送裝置3選用螺桿輸送器（傳動軸細節圖見圖5），螺桿葉片螺旋外徑為180mm。投料體積為0.21m³（包括發酵劑0.01m³，與發酵物料一同加入），打開密封蓋4，先將發酵物料均勻加到內外筒中間夾層，再將發酵劑均勻加入內外筒中間夾層，蓋上密封蓋4，接通輸送裝置3電源，5min后接通進氣風扇701和801（此時間段為物料和發酵劑的混合時間）。發酵內筒1中的發酵物料在螺桿輸送器的指定方向以150r/min轉速帶動下，運輸至發酵內筒1的頂部，在頂部沿著光滑突出邊沿向四周拋出，在下落過程中與內外筒之間形成的螺旋向下的空氣氣流（進氣風扇和出氣風扇轉速都為1000r/min，空氣流向見圖10）接觸，部分物料在下落過程中與不銹鋼條5的上排鋼條（共6根，均勻布置，形狀見圖7）尖端碰撞，向鋼條兩邊分流，并和其他物料實現混合，物料繼續下落至和上排鋼條交錯布置的下排鋼條（共6根，均勻布置），相互之間進一步碰撞和混合，且與空氣充分接觸，同時帶走熱量。在落入濾水板6上后，物料中多余的水分被濾出，在輸送裝置3作用下物料再次進入發酵內筒1，進入下一次循環，物料循環見圖9。

發酵工藝條件為溫度70℃—75℃，濕度為60%—65%，溫度傳感器和濕度傳感器探頭設置在發酵外筒2下部內壁。在發酵過程中，由于發酵劇烈，溫度上升至80℃，水分蒸發，濕度下降至50%。此時，溫度傳感器202將溫度過高的信號傳送至自動控制系統，與設定的參數值參考，增大傳動馬達301轉速至200r/min，增大進氣風扇701和出氣風扇801轉速至1100r/min，物料散熱加快，溫度降低，實現溫度的調控，濕度傳感器203將濕度過低的信號傳送至自動控制系統，與設定的參數值參考，開啟電控閥門704，噴霧頭702噴出水霧，以螺旋向下的空氣流為載體將水分帶至物料，增大物料的濕度，實現濕度的調控。當溫度傳感器檢測的溫度值恢復至發酵工藝所需溫度范圍70℃—75℃時，傳動馬達301、進氣風扇701及出氣風扇801轉速恢復為初始設定值，當濕度傳感器202檢測的濕度值恢復至發酵工藝所需濕度范圍60%—65%時，電控閥門704關閉。溫度濕度自動控制示意圖見圖11。

為防止發酵物料在裝置底部與濾水板6接觸時物料泄漏，通常應選擇目數較大的濾網，如200目。

在實際使用中，根據不同物料的大小對物料進行適當的預處理，如粉碎、加濕等，還可根據不同物料的發酵條件設定相應的溫度、濕度參數，以使發酵效率進一步提高。

為了盡可能減少發酵過程中發酵氣體向周圍排放，特別地，可將出氣通道引至吸收槽或通過能有效吸收發酵氣體的物質。

為減小物料在輸送過程中的阻力，防止物料在輸送過程中因纖維狀物料纏繞在輸送軸上造成物料輸送困難甚至堵塞，特別優選地，傳動軸上開有螺紋，螺紋旋轉方向與螺旋葉片旋轉方向相反。

為提高發酵后產品的排出速度，特別優選地，傳動馬達301具有正反轉功能，可推動物料向下運輸和排出。

以上結合附圖詳細描述了本發明的優選實施方式，但是，本發明并不限于上述實施方式中的具體細節，在本發明的技術構思范圍內，可以對本發明的技術方案進行多種簡單變型，這些簡單變型均屬于本發明的保護范圍。

另外需要說明的是，在上述具體實施方式中所描述的各個具體技術特征，在不矛盾的情況下，可以通過任何適合的方式進行組合，為了避免不必要的重復，本發明對各種可能的組合方式不再另行說明。

此外，本發明的各種不同的實施方式之間也可以進行任意組合，只要其不違背本發明的思想，其同樣應當視為本發明所公開的內容。