本發(fā)明涉及環(huán)保處理裝置，具體涉及一種植物垃圾需氧發(fā)酵裝置。

背景技術(shù)：

隨著人們環(huán)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(rèn)識，“可持續(xù)發(fā)展”也成為了我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展的必經(jīng)之路。在這其中，對于植物垃圾的處理研究取得了不少進(jìn)展。然而，現(xiàn)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(fèi)植物中有機(jī)質(zhì)的同時還產(chǎn)生大量的有毒氣體及煙霧，對于人們賴以生存的空氣質(zhì)量帶來了很大威脅，成為了制約我國生態(tài)建設(shè)的一大影響因素。

對于植物垃圾的處理，在傳統(tǒng)上主要采用堆放或者加以翻拋的方式。在發(fā)酵過程中，通常采用自然通風(fēng)和強(qiáng)制通風(fēng)的方式。而翻拋主要通過人工作業(yè)，堆肥完成后通過機(jī)械輸送設(shè)備運(yùn)走。

盡管上述的傳統(tǒng)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(fēng)來完成，無法實現(xiàn)較為準(zhǔn)確的發(fā)酵條件控制，致使發(fā)酵時間大大延長。

2.物料的發(fā)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(fā)酵程度均勻，造成發(fā)酵產(chǎn)品肥效下降，同時還延長了發(fā)酵周期。另外，在發(fā)酵物料的內(nèi)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(diǎn)，在整個堆肥過程中物料的轉(zhuǎn)移、輸送需要耗費(fèi)大量的人力物力。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是提供一種植物垃圾需氧發(fā)酵裝置，該發(fā)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(fā)酵條件自動控制等特點(diǎn)，能夠大幅度提高物料發(fā)酵效率，縮短發(fā)酵周期，提高發(fā)酵產(chǎn)品肥效。

本發(fā)明技術(shù)方案如下。

一種植物垃圾需氧發(fā)酵裝置，發(fā)酵內(nèi)筒、發(fā)酵外筒、輸送裝置、密封蓋、不銹鋼條、濾水板、進(jìn)氣通道、出氣通道、和出氣風(fēng)扇；

所述發(fā)酵外筒包括卡口、溫度傳感器和濕度傳感器；所述進(jìn)氣通道包括進(jìn)氣風(fēng)扇、噴霧頭和輸水管道；

所述發(fā)酵內(nèi)筒設(shè)置于發(fā)酵外筒內(nèi)部，且所述發(fā)酵內(nèi)筒通過不銹鋼條與發(fā)酵外筒連接，不銹鋼條共兩排，上下交錯布置，所述密封蓋設(shè)置于發(fā)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(dá)、傳動軸和螺桿葉片，其中傳動馬達(dá)設(shè)置于密封蓋上方，所述傳動馬達(dá)與設(shè)置于發(fā)酵內(nèi)筒內(nèi)部的傳動軸連接，所述傳動軸表面設(shè)置有螺桿葉片；所述發(fā)酵外筒內(nèi)底面焊有卡口，所述卡口內(nèi)設(shè)置有濾水板，濾水板從卡口裝入或取出；發(fā)酵外筒內(nèi)壁上裝有溫度傳感器和濕度傳感器，發(fā)酵外筒焊有進(jìn)氣通道和出氣通道，且所述進(jìn)氣通道和出氣通道均與發(fā)酵外筒內(nèi)部連通，進(jìn)氣通道中裝有進(jìn)氣風(fēng)扇，出氣通道中裝有出氣風(fēng)扇，進(jìn)氣通道內(nèi)設(shè)置噴霧頭，所述噴霧頭通過輸水管道與外部水源連接。

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

進(jìn)一步地，本發(fā)明還包括電控閥門；所述電控閥門設(shè)置于輸水管道上。

進(jìn)一步地，本發(fā)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(dá)、進(jìn)氣風(fēng)扇和出氣風(fēng)扇連接。

進(jìn)一步地，所述發(fā)酵內(nèi)筒為圓柱形，內(nèi)筒上端為平滑突出形狀，內(nèi)筒底端距外筒底部存在空間。

進(jìn)一步地，所述發(fā)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(jìn)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(nèi)筒半徑，螺桿下端略高于外筒底部，傳動馬達(dá)為可調(diào)轉(zhuǎn)速馬達(dá)，并有正反轉(zhuǎn)功能；所述傳動軸上開有螺紋，螺紋旋轉(zhuǎn)方向與螺桿葉片旋轉(zhuǎn)方向相反。

進(jìn)一步地，所述不銹鋼條為“l(fā)”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(jìn)一步地，所述濾水板為圓形不銹鋼過濾網(wǎng)。

進(jìn)一步地，所述進(jìn)氣通道和出氣通道均為矩形通道，進(jìn)氣通道內(nèi)裝有轉(zhuǎn)速可調(diào)進(jìn)氣風(fēng)扇，并且設(shè)置噴霧頭，出氣通道內(nèi)裝有轉(zhuǎn)速可調(diào)出氣風(fēng)扇。

進(jìn)一步地，所述傳動馬達(dá)、進(jìn)氣風(fēng)扇、出氣風(fēng)扇、溫度傳感器、濕度傳感器、電控閥門與自動控制系統(tǒng)連接，進(jìn)行信號交換，溫度傳感器將溫度信號傳至自動控制系統(tǒng)，調(diào)節(jié)傳動馬達(dá)、進(jìn)氣風(fēng)扇、出氣風(fēng)扇轉(zhuǎn)速，濕度傳感器將濕度信號傳至自動控制系統(tǒng)，控制電控閥門的開關(guān)，進(jìn)而調(diào)節(jié)噴霧頭的開關(guān)。

通過以上技術(shù)方案，使本發(fā)明具備以下優(yōu)點(diǎn)：

1.通過設(shè)置內(nèi)外筒的結(jié)構(gòu)，利用螺桿輸送器將發(fā)酵物料在內(nèi)外筒之間實現(xiàn)不斷循環(huán)運(yùn)動，發(fā)酵內(nèi)筒設(shè)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(fā)酵內(nèi)筒及時引出。

2.輸送軸上開有螺紋，螺紋旋轉(zhuǎn)方向與螺桿葉片旋轉(zhuǎn)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(fā)酵外筒設(shè)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(nèi)外筒之間設(shè)置不銹鋼條，上下兩排的交錯布置、“l(fā)”字形鋼條的選用、開口向下尖端向上的設(shè)置，提高了物料彼此之間的混合程度，有利于物料整體發(fā)酵的同步進(jìn)行，進(jìn)而提高產(chǎn)品質(zhì)量。

5.上方進(jìn)氣風(fēng)扇、下方出氣風(fēng)扇沿著切線方向的布置使氣體進(jìn)出發(fā)酵機(jī)都沿著筒壁切線方向，圓臺形外筒的設(shè)計使空氣在發(fā)酵內(nèi)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(fā)酵過程中產(chǎn)生的熱量。

6.以自動控制系統(tǒng)為中心，連接溫度傳感器與傳動馬達(dá)、進(jìn)出氣風(fēng)扇，濕度傳感器與電控閥門，實現(xiàn)發(fā)酵條件的自動控制，縮短發(fā)酵周期。

7.可拆式濾水板起到濾出發(fā)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(fā)明的進(jìn)一步理解，并且構(gòu)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(fā)明，但并不構(gòu)成對本發(fā)明的限制。在附圖中：

圖1是本發(fā)明植物垃圾需氧發(fā)酵裝置結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本發(fā)明裝置的整體外觀示意圖；

圖3是圖2的俯視圖；

圖4是發(fā)酵裝置的內(nèi)外筒結(jié)構(gòu)圖；

圖5是傳動軸細(xì)節(jié)圖；

圖6是密封蓋與發(fā)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(fā)酵物料循環(huán)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(fā)酵內(nèi)筒1、發(fā)酵外筒2、輸送裝置3、密封蓋4、不銹鋼條5、濾水板6、進(jìn)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(dá)301、傳動軸302、螺桿葉片303、把手401、密封蓋扣402、進(jìn)氣風(fēng)扇701、噴霧頭702、輸水管道703、電控閥門704、出氣風(fēng)扇801。

具體實施方式

以下結(jié)合附圖對本發(fā)明的具體實施方式進(jìn)行詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)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(fā)明，并不用于限制本發(fā)明。

在本發(fā)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(guān)系描述用詞。

如圖1至圖4所示，一種植物垃圾需氧發(fā)酵裝置，發(fā)酵內(nèi)筒1、發(fā)酵外筒2、輸送裝置3、密封蓋4、不銹鋼條5、濾水板6、進(jìn)氣通道7、出氣通道8、和出氣風(fēng)扇801；所述發(fā)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(jìn)氣通道7包括進(jìn)氣風(fēng)扇701、噴霧頭702和輸水管道703；所述發(fā)酵內(nèi)筒1設(shè)置于發(fā)酵外筒2內(nèi)部，且所述發(fā)酵內(nèi)筒1通過不銹鋼條5與發(fā)酵外筒連接，所述密封蓋4設(shè)置于發(fā)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(dá)301、傳動軸302和螺桿葉片303，其中傳動馬達(dá)301設(shè)置于密封蓋4上方，所述傳動馬達(dá)301與設(shè)置于發(fā)酵內(nèi)筒1內(nèi)部的傳動軸302連接，所述傳動軸302表面設(shè)置有螺桿葉片303；所述發(fā)酵外筒2內(nèi)底面焊有卡口201，所述卡口201內(nèi)設(shè)置有濾水板6；發(fā)酵外筒2內(nèi)壁上裝有溫度傳感器202和濕度傳感器203，發(fā)酵外筒2焊有進(jìn)氣通道7和出氣通道8，且所述進(jìn)氣通道7和出氣通道8均與發(fā)酵外筒2內(nèi)部連通，進(jìn)氣通道7中裝有進(jìn)氣風(fēng)扇701，出氣通道8中裝有出氣風(fēng)扇801，進(jìn)氣通道7內(nèi)設(shè)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(fā)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(fā)酵外筒2底部；所述把手401設(shè)置于密封蓋4上表面；所述密封蓋扣402設(shè)置于密封蓋扣402的邊緣，將密封蓋扣住發(fā)酵外筒2。本發(fā)明還包括電控閥門704；所述電控閥門704設(shè)置于輸水管道703上。本發(fā)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(dá)301、進(jìn)氣風(fēng)扇701和出氣風(fēng)扇801連接。

本發(fā)明通過設(shè)置內(nèi)外筒的結(jié)構(gòu)，利用輸送裝置3將發(fā)酵物料實現(xiàn)不斷循環(huán)流動，發(fā)酵內(nèi)筒1設(shè)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(fā)酵內(nèi)筒及時引出。傳動軸302上開有螺紋，螺紋旋轉(zhuǎn)方向與螺桿葉片旋轉(zhuǎn)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(fā)酵外筒2設(shè)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(nèi)外筒之間連接的不銹鋼條5，上下兩排的交錯布置、“l(fā)”字形鋼條的選用、開口向下尖端向上的設(shè)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(fā)酵的同步進(jìn)行，進(jìn)而提高產(chǎn)品質(zhì)量。上方進(jìn)氣風(fēng)扇701、下方排氣風(fēng)扇801實現(xiàn)氣體進(jìn)出發(fā)酵機(jī)都沿著筒壁切線方向，圓臺形外筒的設(shè)計使氣體在發(fā)酵內(nèi)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(fā)酵過程中產(chǎn)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(jī)、進(jìn)出氣風(fēng)扇，濕度傳感器203與電控閥門704，實現(xiàn)發(fā)酵條件的自動控制，縮短發(fā)酵周期?？刹鹗綖V水板6起到濾出發(fā)酵過程中多余水分的作用，并且與輸送裝置的逆轉(zhuǎn)相結(jié)合，方便出料。

其中，在本實施方式中，發(fā)酵內(nèi)筒1為圓柱形，直徑為200mm，長度為500mm，發(fā)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(xì)節(jié)圖見圖5），螺桿葉片螺旋外徑為180mm。投料體積為0.21m³（包括發(fā)酵劑0.01m³，與發(fā)酵物料一同加入），打開密封蓋4，先將發(fā)酵物料均勻加到內(nèi)外筒中間夾層，再將發(fā)酵劑均勻加入內(nèi)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(jìn)氣風(fēng)扇701和801（此時間段為物料和發(fā)酵劑的混合時間）。發(fā)酵內(nèi)筒1中的發(fā)酵物料在螺桿輸送器的指定方向以150r/min轉(zhuǎn)速帶動下，運(yùn)輸至發(fā)酵內(nèi)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(nèi)外筒之間形成的螺旋向下的空氣氣流（進(jìn)氣風(fēng)扇和出氣風(fēng)扇轉(zhuǎn)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(xiàn)混合，物料繼續(xù)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(jìn)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(jìn)入發(fā)酵內(nèi)筒1，進(jìn)入下一次循環(huán)，物料循環(huán)見圖9。

發(fā)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(shè)置在發(fā)酵外筒2下部內(nèi)壁。在發(fā)酵過程中，由于發(fā)酵劇烈，溫度上升至80℃，水分蒸發(fā)，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(tǒng)，與設(shè)定的參數(shù)值參考，增大傳動馬達(dá)301轉(zhuǎn)速至200r/min，增大進(jìn)氣風(fēng)扇701和出氣風(fēng)扇801轉(zhuǎn)速至1100r/min，物料散熱加快，溫度降低，實現(xiàn)溫度的調(diào)控，濕度傳感器203將濕度過低的信號傳送至自動控制系統(tǒng)，與設(shè)定的參數(shù)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(xiàn)濕度的調(diào)控。當(dāng)溫度傳感器檢測的溫度值恢復(fù)至發(fā)酵工藝所需溫度范圍70℃—75℃時，傳動馬達(dá)301、進(jìn)氣風(fēng)扇701及出氣風(fēng)扇801轉(zhuǎn)速恢復(fù)為初始設(shè)定值，當(dāng)濕度傳感器202檢測的濕度值恢復(fù)至發(fā)酵工藝所需濕度范圍60%—65%時，電控閥門704關(guān)閉。溫度濕度自動控制示意圖見圖11。

為防止發(fā)酵物料在裝置底部與濾水板6接觸時物料泄漏，通常應(yīng)選擇目數(shù)較大的濾網(wǎng)，如200目。

在實際使用中，根據(jù)不同物料的大小對物料進(jìn)行適當(dāng)?shù)念A(yù)處理，如粉碎、加濕等，還可根據(jù)不同物料的發(fā)酵條件設(shè)定相應(yīng)的溫度、濕度參數(shù)，以使發(fā)酵效率進(jìn)一步提高。

為了盡可能減少發(fā)酵過程中發(fā)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(fā)酵氣體的物質(zhì)。

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(yōu)選地，傳動軸上開有螺紋，螺紋旋轉(zhuǎn)方向與螺旋葉片旋轉(zhuǎn)方向相反。

為提高發(fā)酵后產(chǎn)品的排出速度，特別優(yōu)選地，傳動馬達(dá)301具有正反轉(zhuǎn)功能，可推動物料向下運(yùn)輸和排出。

以上結(jié)合附圖詳細(xì)描述了本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，但是，本發(fā)明并不限于上述實施方式中的具體細(xì)節(jié)，在本發(fā)明的技術(shù)構(gòu)思范圍內(nèi)，可以對本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行多種簡單變型，這些簡單變型均屬于本發(fā)明的保護(hù)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(shù)特征，在不矛盾的情況下，可以通過任何適合的方式進(jìn)行組合，為了避免不必要的重復(fù)，本發(fā)明對各種可能的組合方式不再另行說明。

此外，本發(fā)明的各種不同的實施方式之間也可以進(jìn)行任意組合，只要其不違背本發(fā)明的思想，其同樣應(yīng)當(dāng)視為本發(fā)明所公開的內(nèi)容。