CN107266131A - 一种大型环保发酵桶 - Google Patents

Abstract

一种大型环保发酵桶包括：滚桶装置、传动装置、供热输氧装置，顶升装置；滚桶内壁上设置了凸出的锯齿条，能够扒着物料跟随桶体旋转向上升，举升到最高点时，物料摔落在下面内壁上；滚桶的中间设置了进料口，滚桶的后面设置了出料口；当减速箱驱动两侧的前托轮作同向旋转时，前托轮通过传动轴使后托轮也随同旋转；滚桶靠凸圈与托轮之间的摩擦力也随之慢慢转动；热风管伸进滚桶内部，供热输氧装置连续向发酵桶供应热风和氧气，使粪肥和氧气充分混合；待发酵完全成熟时，整个滚桶连同机架的前端被液压千斤顶举升，滚桶呈倾斜状态，螺旋桨叶片从滚桶后面的出料口卸料。本发明采用的密封发酵，最大程度地减少了对环境的污染、把污染物资源化。

Description

一种大型环保发酵桶

技术领域

本发明属于有机物发酵技术领域，具体涉及一种大型环保发酵桶，适用于有机肥无污染制造。

背景技术

马云在2017年6月21日给美国3000多位企业家的演讲中提到：当今中国每年要吃掉6亿头猪、70亿只鸡，大家设想一下，这么多猪在一年中产生的粪便是多么惊人，如果畜禽粪便得不到及时处理，会对地表水、地下水、土壤和空气造成多么严重的大面积污染。但如果能将这么多的粪便制成有机肥料，那又将是多么丰富的原料来源。

现有技术对粪便和有机物的主要处理方法有：堆肥或填埋，堆肥是利用自然界中广泛存在的微生物，通过人为的调节和控制，促进可生物降解有机物向稳定的腐殖质转化的生物化学过程。现有技术通常采用的有氧堆肥是将要堆腐的有机物料与填充料按一定比例混合，在适宜条件下堆腐，使微生物繁殖并降解有机质，从而使有机固体废弃物达到稳定化。但传统的有机肥堆制方法需要的时间长；其次在自然发酵的过程中养分流失严重,造成很大浪费；第三,在传统的堆制过程中臭味大,污染环境；第四,自然发酵的肥料一般呈"脏"、"粘"、"臭"现象,使用不方便,发酵不均匀，而且还易造成烧根烧苗；第五,传统堆制的有机肥含有大量的杂草种子、虫卵和病菌,既消耗营养影响作物生长,同时又是作物感染病害的主要传染源。

实验室试验成功的使用生物菌剂发酵法，是能够强烈分解畜禽粪便的真菌、细菌、丝状菌、酵母、放线菌等多种天然有益微生物组成的菌群,具有极强的好氧性发酵分解能力,是符合国家环保和绿色食品生产要求的专用微生物发酵菌剂。有机物有氧发酵技术的关键在于：1、湿度控制，物料中过多的水分会占据气体交换的自由空间，使有氧发酵无法进行，影响发酵温度和分解速度，一般认为物料的水分控制在45％至65％之间为较佳范围。2、温度控制，温度直接影响微生物的活动以及种群组成和数量，并进一步影响有机物的分解速率以及腐殖化过程，也就是说在发酵过程中需要对物料进行充分保温，使之满足高温发酵温度(55℃至75℃)。3、氧气的供应，氧气是有氧发酵的必要条件，直接影响微生物的生长活动，当氧气供应不足时发酵体内发生厌氧反应而产生还原性物质如硫化氢和小分子有机酸等，产生恶臭气味。4、通风量控制，发酵的过程中以及熟料的出料之前都要有足够的通风量以利于水分的蒸发，以提供适宜有氧发酵的环境。5、物料的蓬松透气性，发酵物料的蓬松透气度直接影响氧气与物料的接触程度。

如何在满足上述有氧发酵条件的前提下，将整个发酵过程控制在密闭的容器内进行，将科研成果产业化，从源头实现畜禽粪便就地无害化处理,同时将其转化为有机肥料，实现废弃物的资源化，本发明人朝思暮想，终于有了全新的突破，本案由此发生。

发明内容

为了克服上述现有技术的缺陷，本发明提供一种大型环保发酵桶。

本发明的技术方案如下，一种大型环保发酵桶包括：滚桶装置、传动装置、供热输氧装置，顶升装置；

所述的滚桶部件包括滚桶，滚桶是个用钢板焊接成的圆筒，尾部呈圆锥形，圆锥顶部设置了出料口，出料口设置了可关闭和开启的出料舱盖；圆锥内壁上设置了多道螺旋浆叶片，能将桶体内物料导向出料口；滚桶内壁上设置了与轴向平行的、凸出的锯齿条，能够扒着物料跟随桶体旋转向上升，直到举升到最高点时，物料由于重力落下摔在下面的滚桶内壁上；滚桶的两端设置有前凸圈和后凸圈，前凸圈和后凸圈分别搁置在机架的前托轮和后托轮上；滚桶的中间设置了进料口，进料口设置了可关闭和开启的进料舱盖；

所述的传动装置包括托轮、传动轴、链轮、电机、减速箱，机架的前后端设置了两对托轮，前托轮和同侧的后凸轮之间设置了传动轴，两个前托轮的轮轴上分别固定了链轮；减速箱输出轴上固定了双链轮，双链轮通过链条分别和两侧的托轮链轮连接，当电机驱动减速箱上的双链轮旋转时，双链轮通过链条驱动两侧的前托轮作同向旋转，前托轮通过传动轴使后托轮也随同旋转；当前托轮和后托轮都同时、同向旋转时，滚桶靠凸圈与托轮之间的摩擦力也随之慢慢转动；

所述的供热输氧装置包括气化炉、燃烧室、热风管、风机；最大功率时能够连续地向发酵桶供应最高温度为200℃、气压为0.4MPa的热风；所述的气化炉、燃烧室设置在机架前端；所述的热风管是个呈Z字形的曲折管道，分为三段，

第一段是根插入滚桶轴心线上的轴承内圈的钢管，称为进出风轴，进出风轴被分隔成两个通道，一个通道是热风输送通道，其外端连接在燃烧室的出口上，在滚桶内部的进出风轴内端连接在矩形隔风管的热风通道上，进出风轴的另一个通道是废气通道，其外端连接到燃烧室的进口上，把从滚桶内溢出的废气烧掉，减少臭气排放，废气通道在滚桶内的内端连接在矩形隔风管的废气通道上；由于进出风轴固定在轴承内圈上，所以当滚桶连同轴承外圈旋转时，热风管是静止不动的；

热风管第二段是与进出风轴呈90度角的矩形隔风管，矩形隔风管也被分隔成两个通道，一个通道连接热风通道，矩形隔风管的上端直接开口在滚桶内部，是接收滚桶内废气的废气进口；

热风管第三段是根悬臂放置的长钢管，钢管前端连接在矩形隔风管的热风通道上，末端是封闭的，钢管的下面设置了很多喷气孔，通过风机的驱动能够把热风输入到滚桶内；

所述的顶升装置包括液压千斤顶、前固定座、后固定座、摆动座；所述的前固定座固定在机架前端底面上，所述的液压千斤顶伸缩杆顶端销接在前固定座上；数个后固定座固定在机架后端底面上，后固定座销接在摆动座上，摆动座固定在一块厚钢板上，厚钢板固定在地面上；当整个滚桶连同机架的前端被液压千斤顶举升时，机架与地面呈倾斜状态，便于从滚桶后面的出料口卸料。

进一步设置，所述的矩形隔风管长度方向与铅垂线呈15度角斜向放置，一是举高热风管，使热风管位于滚桶内部上层的空气层里，便于热风喷出和交流；二是偏离滚桶对称中心面，使从顶部撒落的粪肥不会直接砸在热风管上。

进一步设置，所述前托轮和后托轮之间的传动轴是万向传动轴，既能降低安装精度，又能直接使用汽车标准件，节省非标零件制造成本。

进一步设置，所述滚桶的后凸圈前后设置了数个导轮，后面设置的后导轮抵在后凸圈后面，前面设置的前导轮抵在后凸圈前面，从前后两个方向固定滚桶的前后位移，特别在卸料时，滚桶前端被升起，滚桶的重心后移，几十吨重量的物体需要多道保护装置来维持稳定。

采用上述设备的发酵工艺包括如下步骤：

1.高温杀菌阶段；

向装入了粪肥的发酵桶内输送180～200℃的热风，同时开动传动装置使滚桶旋转，让粪肥在翻滚撒落中被热风杀死所有杂草种子、病原菌、寄生虫、虫卵，同时把粪肥烘干、呈蓬松状态，为下一步发酵做好准备；加热至粪肥含水率在40～50％之间时停止加热；

2.冷却降温阶段：通过热风管向滚桶内输入新鲜空气，开动传动装置旋转滚桶，把桶内粪肥温度降到55℃至75℃；

3.发酵阶段：从进料口加入发酵菌种，开动传动装置旋转滚桶，使发酵菌种和粪肥充分混合进入发酵状态，在发酵阶段，滚桶转速放缓至十分钟一圈，或者每停60分钟，再开机旋转2分钟；在发酵阶段，热风管一直在输送新鲜空气进入滚桶，同时保持滚桶内气温在55℃至75℃之间；在不烫死发酵菌的前提下，温度高能使微生物活性强，有机物分解速度快，降解更彻底；

4.出料阶段：发酵5～7天后，粪肥发酵完全成熟，停止鼓风和旋转，打开圆锥尾部的出料舱盖，液压油缸启动顶升装置，把滚桶前端托举起来，开动传动装置使滚桶旋转，滚桶后部圆锥内壁上设置的螺旋桨叶片就把粉末状的有机肥推送出滚桶，将其送去包装即可。

本发明的有益效果是：密封发酵能最大程度地减少对环境的污染，同时有效养分不流失,发酵成熟的有机肥营养性很强，若投放均匀，在100天内不用追加其他肥料，同时改善了土壤成份；容量大，每次能发酵20～100立方粪肥，而发酵时间仅需八天；发酵后的有机肥比同类产品的杂菌少得多,明显降低了病虫害和杂草发生率。

附图说明

图1为本发明的立体图；

图2为本发明的正视图；

图3为沿图2中B－B线的剖视图；

图4是本发明的右视图；

图5是本发明的左视图；

图6是沿图5中E—E线的剖视图；

图7是图6中F处局部放大图；

图8是热气管立体图；

图9是热气管正视图；

图10是热气管右视图；

图11是矩形隔风管(为看清热风通道，剖去部分外壁)；

图12是传动部件示意图；

图13是顶升装置示意图。

附图标记说明：

滚桶装置

1滚桶，1-1前凸圈，1-2后凸圈，1-3圆锥，1-4进料舱盖，1-5出料舱盖，16锯齿条，1-7螺旋浆叶片；

传动装置

2-1电机，2-2减速箱，2-3前托轮，2-4后托轮，2-5万向传动轴，2-6链轮，2-7双链轮，2-8后导轮，2-9前导轮；

供热输氧装置

3-1气化炉、3-2燃烧室、3-3进出风轴，3-4矩形隔风管，3-5热风通道，3-51热风管连接口，3-6废气进口，3-7废气出口，3-8热风管，3-81喷气孔；

顶升装置

4-1前固定座，4-2后固定座，4-3摆动座，4-4液压千斤顶

具体实施方式

下面通过附图和实施例对本发明作进一步详细阐述。

实施例1

参看图1—图6，一种大型环保发酵桶包括：滚桶装置、传动装置、供热输氧装置，顶升装置；

所述的滚桶部件包括滚桶1，滚桶1是个用钢板焊接成的圆筒，尾部呈圆锥形，圆锥1-3顶部设置了出料口，出料口设置了可关闭和开启的出料舱盖1-5；圆锥1-3内壁上环形阵列了四条螺旋浆叶片1-7，能将桶内物料导向出料口；滚桶1内壁上设置了与轴向平行的凸出的锯齿条1-6，能够扒着物料跟随桶体旋转向上升，直到举升到最高点时，物料由于重力落下摔在滚桶1下面的内壁上；滚桶1的两端设置有前凸圈1-1和后凸圈1-2，前凸圈1-1和后凸圈1-2分别搁置在机架的前托轮2-3和后托轮2-4上；滚桶1的中间设置了进料口，进料口设置了可关闭和开启的进料舱盖1-4；

本实施例中，所述滚桶1的后凸圈1-2前后设置了三个导轮，后面设置的两个后导轮2-8抵在后凸圈1-2后面，前面设置的前导轮1-1抵在后凸圈1-2前面，从前后两个方向固定滚桶1的前后位移，特别在卸料时，滚桶1前端被升起，滚桶1的重心后移，几十吨重量的物体需要多道保护装置来维持稳定。

参看图12，所述的传动装置包括托轮、传动轴、链轮2-6、电机2-1、减速箱2-2，机架的前后端设置了两对托轮，前托轮2-3和同侧的后凸轮2-4之间设置了万向传动轴2-5，两个前托轮2-3的轮轴上分别固定了链轮2-6；减速箱2-2输出轴上固定了双链轮2-7，双链轮2-7通过链条(为使圆形清晰，未图示)分别和两侧的托轮链轮2-6连接，当电机2-1驱动减速箱2-2上的双链轮2-7旋转时，双链轮2-7通过链条驱动两侧的前托轮2-3作同向旋转，前托轮2-3通过万向传动轴2-5使后托轮2-4也随同旋转，当前托轮2-3和后托轮2-4同向旋转时，滚桶1靠凸圈与托轮之间的摩擦力也随之慢慢转动；

所述的加热装置包括气化炉3-1、燃烧室3-2、热风管3-8、风机(为使图形清晰少遮挡，未图示)；最大功率时能够连续地向发酵桶供应最高温度为200℃、气压为0.4MPa的热风；所述的气化炉3-1、燃烧室3-2设置在机架前端；

所述的热风管3-8是个呈Z字形的曲折管道，分为三段，

第一段是根插入滚桶轴心线上的轴承内圈的钢管，称为进出风轴3-3，进出风轴3-3被分隔成两个通道，一个通道是热风输送通道，其外端连接在燃烧室3-2的出口上，在滚桶1内部的进出风轴3-3内端连接在矩形隔风管3-4的热风通道上，进出风轴3-3的另一个通道是废气通道，其外端连接到燃烧室3-2的进口上，把从滚桶1内部溢出的废气烧掉，减少臭气排放，废气通道在滚桶1内的内端连接在矩形隔风管3-4的废气通道上；由于进出风轴3-3固定在轴承内圈上，所以当轴承外圈随同滚桶1旋转时，热风管3-8是静止不动的；

热风管3-8第二段是与进出风轴3-3呈90度角的矩形隔风管3-4，矩形隔风管3-4也被分隔成两个通道，一个通道连接热风通道，矩形隔风管3-4的上端直接开口在滚桶1内部，是接收滚桶1内部废气的废气进口3-6；

热风管3-8第三段是根悬臂放置的长钢管，钢管前端连接在矩形隔风管3-4的热风通道上，末端是封闭的，钢管的下面设置了很多喷气孔3-81，通过风机的驱动能够把热风输入到滚桶1内部；

本实施例中，所述的矩形隔风管长度方向与铅垂线呈15度角斜向放置，一是举高热风管3-8，使热风管3-8位于滚桶1内部上层的空气层里，便于热风喷出和交流；二是偏离滚桶1的对称中心面，使从顶部撒落的粪肥不会直接砸在热风管3-8上。

所述的顶升装置包括液压千斤顶4-4、前固定座4-1、后固定座4-2、摆动座4-3；所述的前固定座4-1固定在机架前端底面上，所述的液压千斤顶4-4伸缩杆顶端销接在前固定座4-1上；二个后固定座4-2固定在机架后端底面上，后固定座4-2销接在摆动座4-3上，摆动座4-3固定在一块厚钢板上，厚钢板固定在地面上；当整个滚桶1连同机架的前端被液压千斤顶4-4举升时，机架与地面呈倾斜状态，便于从滚桶1后面的出料口卸料。

本发明的工作原理是：把畜禽粪便从滚桶1的进料口装入，装料的数量约占滚桶1容积的二分之一，关闭进料舱盖1-4，然后根据前述的发酵工艺步骤操作，途中随时打开进料舱盖1-4取样检测，当然，热风的温度和热风的气压是随着发酵工艺的设定在经常变化的，有氧发酵过程中，粪便本身也能够产生大量的热，热风是需要分阶段降低温度的，在不烫死发酵菌的前提下，要保持温度让发酵过程尽量缩短，待发酵完全成熟时，畜禽粪便已经成为稳定的粉末状有机肥了，如果含水量还超过国家标准的30％时，应该继续加热烘干，直至达标合格。这时打开桶体1后端圆锥体上的出料舱盖1-5，液压千斤顶4-4把机架前端顶起来，当滚桶1再转动时，圆锥1-3上的螺旋桨叶片1-7会将桶里的粉末状有机肥推送出来，在出料口下方用小车接住运走就可以了。

因为现有技术的加热输风装置多种多样，本发明仅对加热输风装置作功能性描述，不详细展开，避免对本专利多加限定，本专利介绍了方便农村使用的秸秆气化炉为例，如果使用电热或另外锅炉蒸汽等类似方案，也在本专利的保护范围内。

发明人经过市场调查，认为目前国内市场上的发酵罐还不能够使物料的搅拌、输氧、输热充分和均匀，本发明把堆集或填埋的垃圾收集到一个密封的设备内发酵，把固体物料完全发酵分解出来，连发酵产生的废气都收集起来烧掉，从源头实现畜禽粪便就地无害化处理,同时实现废弃物的资源化，为农业生产提供符合国家环保和绿色食品必需的有机肥，真的是功在当代、利在千秋。

Claims (5)

1.一种大型环保发酵桶，其特征在于包括：滚桶装置、传动装置、供热输氧装置，顶升装置；

所述的滚桶部件包括滚桶，滚桶是个用钢板焊接成的圆筒，尾部呈圆锥形，圆锥顶部设置了出料口，出料口设置了可关闭和开启的出料舱盖；圆锥内壁上设置了多道螺旋浆叶片，能将桶体内物料导向出料口；滚桶内壁上设置了与轴向平行的、凸出的锯齿条；滚桶的两端设置有前凸圈和后凸圈，前凸圈和后凸圈分别搁置在机架的前托轮和后托轮上；滚桶的中间设置了进料口，进料口设置了可关闭和开启的进料舱盖；

所述的传动装置包括托轮、传动轴、链轮、电机、减速箱，机架的前后端设置了两对托轮，前托轮和同侧的后凸轮之间设置了传动轴，两个前托轮的轮轴上分别固定了链轮；减速箱输出轴上固定了双链轮，双链轮通过链条分别和两侧的托轮链轮连接，当电机驱动减速箱上的双链轮旋转时，双链轮通过链条驱动两侧的前托轮作同向旋转，前托轮通过传动轴使后托轮也随同旋转；

所述的供热输氧装置包括气化炉、燃烧室、热风管、风机；最大功率时能够连续地向发酵桶供应最高温度为200℃、气压为0.4MPa的热风；所述的气化炉、燃烧室设置在机架前端；所述的热风管是个呈Z字形的曲折管道，分为三段：

第一段是根插入滚桶轴心线上的轴承内圈的钢管，称为进出风轴，进出风轴被分隔成两个通道，一个通道是热风输送通道，其外端连接在燃烧室的出口上，在滚桶内部的进出风轴内端连接在矩形隔风管的热风通道上，进出风轴的另一个通道是废气通道，其外端连接到燃烧室的进口上，废气通道在滚桶内的内端连接在矩形隔风管的废气通道上；

热风管第二段是与进出风轴呈90度角的矩形隔风管，矩形隔风管也被分隔成两个通道，一个通道连接热风通道，矩形隔风管的上端直接开口在滚桶内部；

热风管第三段是根悬臂放置的长钢管，钢管前端连接在矩形隔风管的热风通道上，末端是封闭的，钢管的下面设置了很多喷气孔，通过风机的驱动能够把热风输入到滚桶内；

所述的顶升装置包括液压千斤顶、前固定座、后固定座、摆动座；所述的前固定座固定在机架前端底面上，所述的液压千斤顶伸缩杆顶端销接在前固定座上；数个后固定座固定在机架后端底面上，后固定座销接在摆动座上，摆动座固定在一块厚钢板上，厚钢板固定在地面上；当整个滚桶连同机架的前端被液压千斤顶举升时，机架与地面呈倾斜状态。

2.如权利要求1所述的一种大型环保发酵桶，其特征在于：所述的矩形隔风管长度方向与铅垂线呈15度角斜向放置，使热风管位于滚桶内部上层的空气层里。

3.如权利要求1所述的一种大型环保发酵桶，其特征在于：所述的前托轮和后托轮之间的传动轴是万向传动轴。

4.如权利要求1所述的一种大型环保发酵桶，其特征在于：所述的滚桶的后凸圈前后设置了数个导轮，后面设置的后导轮抵在后凸圈后面，前面设置的前导轮抵在后凸圈前面。

5.使用权利要求1至权利要求4之中的任意一种大型环保发酵桶的发酵工艺，其特征在于包括如下步骤：

1)高温杀菌阶段；

向装入了粪肥的发酵桶内输送180～200℃的热风，同时开动传动装置使滚桶旋转，让粪肥在翻滚撒落中被热风杀死所有杂草种子、病原菌、寄生虫、虫卵，同时把粪肥烘干、呈蓬松状态；加热至粪肥含水率在40～50％之间时停止加热；

2)冷却降温阶段：通过热风管向滚桶内输入新鲜空气，开动传动装置旋转滚桶，把桶内粪肥温度降到55℃至75℃；

3)发酵阶段：从进料口加入发酵菌种，开动传动装置旋转滚桶，使发酵菌种和粪肥充分混合进入发酵状态，在发酵阶段，滚桶转速放缓至十分钟一圈，或者每停60分钟，再开机旋转2分钟；在发酵阶段，热风管一直在输送新鲜空气进入滚桶，同时保持滚桶内气温在55℃至75℃之间；

4)出料阶段：发酵5～7天后，粪肥发酵完全成熟，停止鼓风和旋转，打开圆锥尾部的出料舱盖，液压油缸启动顶升装置，把滚桶前端托举起来，开动传动装置使滚桶旋转，滚桶后部圆锥内壁上设置的螺旋桨叶片就把粉末状的有机肥推送出滚桶，将其送去包装即可。