CN108101601A - 一种具有调节功能的节能型有机垃圾厌氧堆肥反应装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种具有调节功能的节能型有机垃圾厌氧堆肥反应装置，包括保温室和两个盖板，保温室内设有支撑机构、托板、处理器、反应机构和两个支杆，支撑机构包括第一电机和两个支撑组件，支撑组件包括驱动单元、伸缩架、铰接块和两个连杆，反应机构包括反应罐、第一封板、出气管和加料机构，该具有调节功能的节能型有机垃圾厌氧堆肥反应装置通过支撑机构带动托板移动，使反应罐能够根据外部的环境温度进入或离开保温室，减小了维持反应罐温度所需的能源消耗，实现了节能效果，不仅如此，通过加料机构往反应罐内添加碱性药剂，使堆肥反应处于合适的中性环境中，有利于厌氧堆肥的反应进行，提高了该设备的实用性。

Description

一种具有调节功能的节能型有机垃圾厌氧堆肥反应装置

技术领域

本发明涉及有机垃圾资源化处理设备领域，特别涉及一种具有调节功能的节能型有机垃圾厌氧堆肥反应装置。

背景技术

有机垃圾又称湿垃圾，是指生活垃圾中含有有机物成分的废弃物。城市生活垃圾中50％以上为有机垃圾，且逐年增长。厌氧堆肥技术能够有效的实现有机垃圾减量化、无害化和资源化，是一种具有广阔前景垃圾处理技术。厌氧堆肥是指有机垃圾在厌氧条件下通过微生物的代谢活动而被稳定化，进行发酵，同时伴有甲烷和二氧化碳产生。

但是现有的厌氧堆肥反应装置在运行初期，在罐体内会产生大量的有机酸，使物料的PH值下降到5以下，而厌氧发酵菌在中性环境中才能保持活跃的状态，因此，伴随着大量的有机酸的产生，会抑制发酵过程，导致反应速度大幅度降低，不仅如此，厌氧发酵需要保持合适的温度环境，在白天通过太阳光照射可保持罐体内合适的反应温度，但是在夜晚，由于失去光照，罐体内的温度降低，此时为了保持厌氧发酵的进行，通常需要消耗大量的能源维持反应罐内的温度，导致现有的厌氧堆肥反应装置的实用性大幅度降低。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：为了克服现有技术的不足，提供一种具有调节功能的节能型有机垃圾厌氧堆肥反应装置。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种具有调节功能的节能型有机垃圾厌氧堆肥反应装置，包括保温室和两个盖板，两个盖板分别设置在保温室的上方的两侧，所述保温室内设有支撑机构、托板、处理器、反应机构和两个支杆，所述支撑机构、托板和反应机构从下而上依次设置，所述支撑机构与托板传动连接，所述处理器固定在托板的上方，所述处理器内设有PLC，所述支杆与盖板一一对应，所述支杆的一端与托板铰接，所述支板的另一端与盖板铰接；

所述支撑机构包括第一电机和两个支撑组件，所述第一电机固定在保温室内的底部，所述第一电机与PLC电连接，两个支撑组件分别设置在第一电机的两侧，所述支撑组件包括驱动单元、伸缩架、铰接块和两个连杆，所述铰接块固定在托板的下方，所述驱动单元与伸缩架的底端连接，所述伸缩架的顶端的两侧分别通过两个连杆与铰接块铰接；

所述反应机构包括反应罐、第一封板、出气管和加料机构，所述反应罐固定在托板的上方，所述第一封板设置在反应罐的上方，所述加料机构设置在第一封板的上方，所述出气管设置在反应罐上，所述出气管与反应罐连通；

所述加料机构包括支板、加料盒、第二封板、加料管、第二电机、第二驱动轴、驱动轮和加料孔，所述加料盒通过支板固定在第一封板的上方，所述第二封板位于加料盒的上方，所述加料管设置在加料盒的下方，所述加料管与加料盒连通，所述第二电机固定在加料盒上，所述第二电机与第二驱动轴的顶端传动连接，所述驱动轮固定在第二驱动轴的底端，所述驱动轮上设有通心孔，所述加料孔位于第一封板上，所述第二电机与PLC电连接。

作为优选，为了驱动伸缩架伸缩，所述驱动单元包括缓冲块、第一驱动轴和移动块，所述缓冲块固定在保温室内的底部，所述第一驱动轴位于第一电机和缓冲块之间，所述第一电机与第一驱动轴传动连接，所述第一驱动轴的外周设有外螺纹，所述移动块套设在第一驱动轴上，所述移动块内设有内螺纹，所述移动块内的内螺纹与第一驱动轴上的外螺纹相匹配，所述缓冲块和移动块分别与伸缩架的底端的两侧铰接。

作为优选，为了保证第一电机的驱动力，所述第一电机为直流伺服电机。

作为优选，为了使物料和从加料盒投入的碱性药剂均匀混合，所述反应罐内设有搅拌机构，所述搅拌机构包括第三电机、第三驱动轴和两个搅拌组件，所述第三电机与PLC电连接，所述第三电机固定在第一封板的下方，所述第三电机与第三驱动轴传动连接，两个搅拌组件分别设置在第三驱动轴的两侧，所述搅拌组件包括若干桨叶，所述桨叶从上而下均匀分布在第三驱动轴上。

作为优选，为了进一步使物料和碱性药剂混合均匀，所述桨叶上设有若干通孔。

作为优选，为了便于检测厌氧堆肥环境的PH，所述反应罐内的底部设有PH传感器，所述PH传感器与PLC电连接。

作为优选，为了便于检测外部环境，所述保温室上设有温度传感器，所述温度传感器与PLC电连接。

作为优选，为了使盖板在保温室的上方平稳移动，所述盖板的下方设有若干滑动组件，所述滑动组件包括滑块和滑槽，所述滑块固定在保温室的上方，所述滑槽设置在盖板的下方，所述滑块与滑槽滑动连接。

作为优选，为了进一步保证盖板的平稳移动，所述滑槽为燕尾槽。

作为优选，为了实现设备的节能环保，所述盖板为太阳能板。

本发明的有益效果是，该具有调节功能的节能型有机垃圾厌氧堆肥反应装置通过支撑机构带动托板移动，使反应罐能够根据外部的环境温度进入或离开保温室，减小了维持反应罐温度所需的能源消耗，实现了节能效果，与现有的支撑机构相比，该支撑机构在带动托板升降的同时，还能自动实现盖板的移动，使两个盖板根据托板的移动相互靠近或远离，不仅如此，通过加料机构往反应罐内添加碱性药剂，使堆肥反应处于合适的中性环境中，有利于厌氧堆肥的反应进行，与现有的加料机构相比，该加料机构结构简单，功能可靠，从而提高了该设备的实用性。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1是本发明的具有调节功能的节能型有机垃圾厌氧堆肥反应装置的结构示意图；

图2是本发明的具有调节功能的节能型有机垃圾厌氧堆肥反应装置的支撑机构的结构示意图；

图3是本发明的具有调节功能的节能型有机垃圾厌氧堆肥反应装置的反应机构的结构示意图；

图4是本发明的具有调节功能的节能型有机垃圾厌氧堆肥反应装置的加料机构的结构示意图；

图5是本发明的具有调节功能的节能型有机垃圾厌氧堆肥反应装置的保温室与盖板的连接结构示意图；

图中：1.保温室，2.盖板，3.托板，4.处理器，5.支杆，6.第一电机，7.伸缩架，8.铰接块，9.连杆，10.反应罐，11.第一封板，12.出气管，13.支板，14.加料盒，15.第二封板，16.加料管，17.第二电机，18.第二驱动轴，19.驱动轮，20.加料孔，21.通心孔，22.缓冲块，23.第一驱动轴，24.移动块，25.第三电机，26.第三驱动轴，27.桨叶，28.通孔，29.PH传感器，30.温度传感器，31.滑块，32.滑槽。

具体实施方式

现在结合附图对本发明作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本发明的基本结构，因此其仅显示与本发明有关的构成。

如图1所示，一种具有调节功能的节能型有机垃圾厌氧堆肥反应装置，包括保温室1和两个盖板2，两个盖板2分别设置在保温室1的上方的两侧，所述保温室1内设有支撑机构、托板3、处理器4、反应机构和两个支杆5，所述支撑机构、托板3和反应机构从下而上依次设置，所述支撑机构与托板3传动连接，所述处理器4固定在托板3的上方，所述处理器4内设有PLC，所述支杆5与盖板2一一对应，所述支杆5的一端与托板3铰接，所述支板13的另一端与盖板2铰接；

该厌氧堆肥反应装置中，当外部气温较高时，由保温室1内的支撑机构带动托板3向上移动，在托板3向上移动的过程中，通过支杆5带动盖板2移动，使两个盖板2相互远离，便于托板3上的反应机构露出，与外部环境接触，当气温降低后，支撑机构带动托板3向下移动，使反应机构进入保温室1内，同时通过两个支杆5使两个盖板2相互靠近，对保温室1进行密封，防止保温室1内的热量散发，从而减少了维持反应机构周围环境温度所需消耗的能源，实现了设备的节能。

如图2所示，所述支撑机构包括第一电机6和两个支撑组件，所述第一电机6固定在保温室1内的底部，所述第一电机6与PLC电连接，两个支撑组件分别设置在第一电机6的两侧，所述支撑组件包括驱动单元、伸缩架7、铰接块8和两个连杆9，所述铰接块8固定在托板3的下方，所述驱动单元与伸缩架7的底端连接，所述伸缩架7的顶端的两侧分别通过两个连杆9与铰接块8铰接；

支撑机构带动托板3升降时，由PLC控制第一电机6运行，第一电机6通过驱动单元改变伸缩架7的底端的两侧之间的距离，从而使伸缩架7的形状发生变化，使伸缩架7发生伸长或缩短，在伸缩架7的顶端，通过两个连杆9与铰接块8铰接，实现铰接块8的升降，进而带动托板3和托板3上方的反应机构进行升降。

如图3所示，所述反应机构包括反应罐10、第一封板11、出气管12和加料机构，所述反应罐10固定在托板3的上方，所述第一封板11设置在反应罐10的上方，所述加料机构设置在第一封板11的上方，所述出气管12设置在反应罐10上，所述出气管12与反应罐10连通；

在反应机构中，通过打开第一封板11，可往反应罐10内添加物料，随着厌氧堆肥反应的进行，在物料中产生大量的有机酸，使反应环境呈酸性，从而抑制了发酵的进行，此时通过加料机构往反应罐10内添加碱性药剂，使反应环境恢复中性，从而加快了厌氧堆肥反应的效率。

如图4所示，所述加料机构包括支板13、加料盒14、第二封板15、加料管16、第二电机17、第二驱动轴18、驱动轮19和加料孔20，所述加料盒14通过支板13固定在第一封板11的上方，所述第二封板15位于加料盒14的上方，所述加料管16设置在加料盒14的下方，所述加料管16与加料盒14连通，所述第二电机17固定在加料盒14上，所述第二电机17与第二驱动轴18的顶端传动连接，所述驱动轮19固定在第二驱动轴18的底端，所述驱动轮19上设有通心孔21，所述加料孔20位于第一封板11上，所述第二电机17与PLC电连接。

当需要给反应罐10内添加碱性药剂时，由PLC控制固定在加料盒14一侧的第二电机17运行，通过第二驱动轴18带动驱动轮19转动，使驱动轮19上的通心孔21对准加料管16，而后，加料盒14内的碱性药剂通过加料管16进入通心孔21中，而后第二电机17继续通过第二驱动轴18带动驱动轮19转动，使驱动轮19上的通心孔21转动至第一封板11上的加料孔20中，此时通心孔21内的碱性药剂顺着加料孔20进入反应罐10内，对反应罐10内的有机酸进行中和，并通过检测反应罐10内反应环境的PH，通过逐次添加定量的碱性药剂，使反应罐10内的反应环境的酸碱度恢复中性，从而保证了厌氧发酵反应的速率。

如图2所示，所述驱动单元包括缓冲块22、第一驱动轴23和移动块24，所述缓冲块22固定在保温室1内的底部，所述第一驱动轴23位于第一电机6和缓冲块22之间，所述第一电机6与第一驱动轴23传动连接，所述第一驱动轴23的外周设有外螺纹，所述移动块24套设在第一驱动轴23上，所述移动块24内设有内螺纹，所述移动块24内的内螺纹与第一驱动轴23上的外螺纹相匹配，所述缓冲块22和移动块24分别与伸缩架7的底端的两侧铰接。

PLC控制第一电机6运行，带动第一驱动轴23旋转，使第一驱动轴23上的外螺纹作用于移动块24内的内螺纹，从而使移动块24沿着第一驱动轴23的轴线方向移动，而缓冲块22的位置固定不变，从而改变了移动块24和缓冲块22之间的距离，使伸缩架7发生伸缩，进而调节了托板3的高度。

作为优选，利用直流伺服电机驱动力强的特点，为了保证第一电机6的驱动力，所述第一电机6为直流伺服电机。

如图3所示，所述反应罐10内设有搅拌机构，所述搅拌机构包括第三电机25、第三驱动轴26和两个搅拌组件，所述第三电机25与PLC电连接，所述第三电机25固定在第一封板11的下方，所述第三电机25与第三驱动轴26传动连接，两个搅拌组件分别设置在第三驱动轴26的两侧，所述搅拌组件包括若干桨叶27，所述桨叶27从上而下均匀分布在第三驱动轴26上。

当有碱性药剂加入反应罐10内时，PLC控制第三电机25运行，带动第三驱动轴26旋转，使第三驱动轴26两侧的桨叶27旋转，从而实现物料和碱性药剂的混合，有利于碱性药剂中和厌氧堆肥反应产生的有机酸。

作为优选，为了进一步使物料和碱性药剂混合均匀，所述桨叶27上设有若干通孔28。利用桨叶27上的通孔28加强了物料和碱性药剂之间的对流，进一步使物料和碱性药剂混合均匀。

作为优选，为了便于检测厌氧堆肥环境的PH，所述反应罐10内的底部设有PH传感器29，所述PH传感器29与PLC电连接。利用PH传感器29检测反应罐10内环境中的PH，并将PH数据反馈给PLC，当PLC检测到PH过低时，通过加料机构往反应罐10内添加碱性药剂，使反应环境恢复中性。

作为优选，为了便于检测外部环境，所述保温室1上设有温度传感器30，所述温度传感器30与PLC电连接。利用温度传感器30检测保温室1外部的环境，并将温度数据反馈给PLC，当外部环境过低时，由支撑机构带动托板3下降，使反应机构进入保温室1内，并带动两个盖板2相互靠近实现对保温室1的密封，当外部环境温度较高时，支撑机构带动托板3向上移动，使反应机构进入外部，便于吸收外部热量，从而保证了厌氧发酵反应的速率。

如图5所示，所述盖板2的下方设有若干滑动组件，所述滑动组件包括滑块31和滑槽32，所述滑块31固定在保温室1的上方，所述滑槽32设置在盖板2的下方，所述滑块31与滑槽32滑动连接。保温室1上方的滑块31可沿着盖板2下方的凹槽进行滑动，从而使盖板2进行平稳的移动。

作为优选，为了进一步保证盖板2的平稳移动，所述滑槽32为燕尾槽。通过将滑槽32设计为燕尾槽，可防止滑块31脱离滑槽32，进而使盖板2沿着保温室1的上方移动，保证了盖板2的平稳移动。

作为优选，为了实现设备的节能环保，所述盖板2为太阳能板。盖板2在晴朗的白天吸收太阳能光，进行光伏发电，通过储备电能，可供设备的支撑机构和加料机构运行，进而实现了设备的节能环保。

该厌氧堆肥反应装置在进行有机垃圾处理时，通过第一电机6运行，带动两侧的支撑组件中的伸缩架7伸缩，改变托板3的高度，当外部环境温度较高时，通过增加托板3的高度，使反应罐10上升的同时，使两个盖板2相互远离，便于反应罐10上升至反应室的上方，吸收外部热量，当外部环境温度较低时，降低托板3的高度，使反应罐10进入保温室1内，同时两个盖板2相互靠近实现对反应室的密封，防止反应室内的温度降低，从而减小了维持反应罐10温度的能源消耗，实现了设备的节能，不仅如此，在厌氧发酵过程中，利用PH检测反应罐10内部的PH，当物料处于酸性环境中时，通过第二电机17运行，带动驱动轮19转动，通过驱动轮19上的通心孔21自动往反应罐10内加入定量的碱性药剂，中和厌氧反应产生的有机酸，使反应处于合适的中性环境中，进而保证了厌氧堆肥反应的速率。

与现有技术相比，该具有调节功能的节能型有机垃圾厌氧堆肥反应装置通过支撑机构带动托板3移动，使反应罐10能够根据外部的环境温度进入或离开保温室1，减小了维持反应罐10温度所需的能源消耗，实现了节能效果，与现有的支撑机构相比，该支撑机构在带动托板3升降的同时，还能自动实现盖板2的移动，使两个盖板2根据托板3的移动相互靠近或远离，不仅如此，通过加料机构往反应罐10内添加碱性药剂，使堆肥反应处于合适的中性环境中，有利于厌氧堆肥的反应进行，与现有的加料机构相比，该加料机构结构简单，功能可靠，从而提高了该设备的实用性。

以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。

Claims (10)

1.一种具有调节功能的节能型有机垃圾厌氧堆肥反应装置，其特征在于，包括保温室(1)和两个盖板(2)，两个盖板(2)分别设置在保温室(1)的上方的两侧，所述保温室(1)内设有支撑机构、托板(3)、处理器(4)、反应机构和两个支杆(5)，所述支撑机构、托板(3)和反应机构从下而上依次设置，所述支撑机构与托板(3)传动连接，所述处理器(4)固定在托板(3)的上方，所述处理器(4)内设有PLC，所述支杆(5)与盖板(2)一一对应，所述支杆(5)的一端与托板(3)铰接，所述支板(13)的另一端与盖板(2)铰接；

所述支撑机构包括第一电机(6)和两个支撑组件，所述第一电机(6)固定在保温室(1)内的底部，所述第一电机(6)与PLC电连接，两个支撑组件分别设置在第一电机(6)的两侧，所述支撑组件包括驱动单元、伸缩架(7)、铰接块(8)和两个连杆(9)，所述铰接块(8)固定在托板(3)的下方，所述驱动单元与伸缩架(7)的底端连接，所述伸缩架(7)的顶端的两侧分别通过两个连杆(9)与铰接块(8)铰接；

所述反应机构包括反应罐(10)、第一封板(11)、出气管(12)和加料机构，所述反应罐(10)固定在托板(3)的上方，所述第一封板(11)设置在反应罐(10)的上方，所述加料机构设置在第一封板(11)的上方，所述出气管(12)设置在反应罐(10)上，所述出气管(12)与反应罐(10)连通；

所述加料机构包括支板(13)、加料盒(14)、第二封板(15)、加料管(16)、第二电机(17)、第二驱动轴(18)、驱动轮(19)和加料孔(20)，所述加料盒(14)通过支板(13)固定在第一封板(11)的上方，所述第二封板(15)位于加料盒(14)的上方，所述加料管(16)设置在加料盒(14)的下方，所述加料管(16)与加料盒(14)连通，所述第二电机(17)固定在加料盒(14)上，所述第二电机(17)与第二驱动轴(18)的顶端传动连接，所述驱动轮(19)固定在第二驱动轴(18)的底端，所述驱动轮(19)上设有通心孔(21)，所述加料孔(20)位于第一封板(11)上，所述第二电机(17)与PLC电连接。

2.如权利要求1所述的具有调节功能的节能型有机垃圾厌氧堆肥反应装置，其特征在于，所述驱动单元包括缓冲块(22)、第一驱动轴(23)和移动块(24)，所述缓冲块(22)固定在保温室(1)内的底部，所述第一驱动轴(23)位于第一电机(6)和缓冲块(22)之间，所述第一电机(6)与第一驱动轴(23)传动连接，所述第一驱动轴(23)的外周设有外螺纹，所述移动块(24)套设在第一驱动轴(23)上，所述移动块(24)内设有内螺纹，所述移动块(24)内的内螺纹与第一驱动轴(23)上的外螺纹相匹配，所述缓冲块(22)和移动块(24)分别与伸缩架(7)的底端的两侧铰接。

3.如权利要求1所述的具有调节功能的节能型有机垃圾厌氧堆肥反应装置，其特征在于，所述第一电机(6)为直流伺服电机。

4.如权利要求1所述的具有调节功能的节能型有机垃圾厌氧堆肥反应装置，其特征在于，所述反应罐(10)内设有搅拌机构，所述搅拌机构包括第三电机(25)、第三驱动轴(26)和两个搅拌组件，所述第三电机(25)与PLC电连接，所述第三电机(25)固定在第一封板(11)的下方，所述第三电机(25)与第三驱动轴(26)传动连接，两个搅拌组件分别设置在第三驱动轴(26)的两侧，所述搅拌组件包括若干桨叶(27)，所述桨叶(27)从上而下均匀分布在第三驱动轴(26)上。

5.如权利要求4所述的具有调节功能的节能型有机垃圾厌氧堆肥反应装置，其特征在于，所述桨叶(27)上设有若干通孔(28)。

6.如权利要求1所述的具有调节功能的节能型有机垃圾厌氧堆肥反应装置，其特征在于，所述反应罐(10)内的底部设有PH传感器(29)，所述PH传感器(29)与PLC电连接。

7.如权利要求1所述的具有调节功能的节能型有机垃圾厌氧堆肥反应装置，其特征在于，所述保温室(1)上设有温度传感器(30)，所述温度传感器(30)与PLC电连接。

8.如权利要求1所述的具有调节功能的节能型有机垃圾厌氧堆肥反应装置，其特征在于，所述盖板(2)的下方设有若干滑动组件，所述滑动组件包括滑块(31)和滑槽(32)，所述滑块(31)固定在保温室(1)的上方，所述滑槽(32)设置在盖板(2)的下方，所述滑块(31)与滑槽(32)滑动连接。

9.如权利要求8所述的具有调节功能的节能型有机垃圾厌氧堆肥反应装置，其特征在于，所述滑槽(32)为燕尾槽。

10.如权利要求1所述的具有调节功能的节能型有机垃圾厌氧堆肥反应装置，其特征在于，所述盖板(2)为太阳能板。