CN108395292A - 一种用于有机垃圾资源化处理的好氧堆肥反应装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于有机垃圾资源化处理的好氧堆肥反应装置，包括反应罐、盖板、第一电机和若干支脚，反应罐设有搅拌机构、筛网和导气机构，搅拌机构包括第一驱动轴、第一齿轮和若干搅拌组件，搅拌组件包括连接杆和两个搅拌单元，搅拌单元包括第二齿轮和搅拌板，导气机构包括导气室、进气管、出气管、套管、圆环、若干连接管、若干驱动组件和若干出气组件，该用于有机垃圾资源化处理的好氧堆肥反应装置通过搅拌机构使得搅拌板旋转的同时带动堆肥上下翻滚，使堆肥与空气接触更加充分，加速反应效率，不仅如此，通过导气组件将外部的空气导入反应罐内，使空气流到筛网的各个位置，从而保证各处反应均匀，提高了发酵效率和设备的实用性。

Description

一种用于有机垃圾资源化处理的好氧堆肥反应装置

技术领域

本发明涉及有机垃圾资源化处理设备领域，特别涉及一种用于有机垃圾资源化处理的好氧堆肥反应装置。

背景技术

好氧堆肥是在通气条件好，氧气充足的条件下，好氧菌对废物进行吸收、氧化以及分解的过程。好氧微生物通过自身的生命活动，把一部分被吸收的有机物氧化成简单的无机物，同时释放出可供微生物生长活动所需的能量，而另一部分有机物则被合成新的细胞质，使微生物不断生长繁殖，产出更多生物体。好氧堆肥技术常用于有机垃圾资源化处理，具有过程可控制、易操作、降解快、资源化效果好、运行费用低等特点。

在好氧堆肥进行过程中，为堆肥提供充足的氧气是保证堆肥正常快速进行的必要条件，现有的堆肥反应器中，需要对堆肥进行搅拌，但是搅拌机构运行时，搅拌板的运动路径固定不变，搅拌范围有限，使得堆肥不能与氧气进行充分的接触混合，影响了堆肥反应的速率，不仅如此，在反应装置的底部，通常通入空气进行发酵反应，但是由于空气流通路径固定不变，导致空气与堆肥的接触部分有限，进一步降低了堆肥发酵的速率，导致现有的好氧堆肥反应装置实用性降低。

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，提供一种用于有机垃圾资源化处理的好氧堆肥反应装置。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种用于有机垃圾资源化处理的好氧堆肥反应装置，包括反应罐、盖板、第一电机、控制器、排水管、排料管、水箱、进水管、加料盒、加料管、控制器和若干支脚，所述支脚固定在反应罐的下方，所述排水管设置在反应罐的底端，所述盖板设置在反应罐的上方，所述第一电机固定在盖板的上方，所述水箱通过进水管与反应罐连通，所述加料盒通过加料管与反应罐连通，所述控制器固定在反应罐上，所述控制器内设有PLC，所述排水管、排料管、进水管和加料管内分别设有第一阀门、第二阀门、第三阀门和第四阀门，所述第一电机、第一阀门、第二阀门、第三阀门和第四阀门均与PLC电连接，所述反应罐内从上而下依次设有搅拌机构、筛网和导气机构；

所述搅拌机构包括第一驱动轴、第一齿轮和若干搅拌组件，所述第一电机与第一驱动轴传动连接，所述第一齿轮套设在第一驱动轴上，所述搅拌组件从上而下均匀分布在第一驱动轴上，所述搅拌组件包括连接杆和两个搅拌单元，所述连接杆穿过第一驱动轴，两个搅拌单元分别位于连接杆的两端，所述搅拌单元包括第二齿轮和搅拌板，所述第二齿轮固定在连接杆上，所述搅拌板固定在第二齿轮的远离连接杆的一侧，各搅拌组件中的搅拌单元内的第二齿轮相互啮合，位于最上方的搅拌单元内的第二齿轮与第一齿轮啮合；

所述导气机构包括导气室、进气管、出气管、套管、圆环、若干连接管、若干驱动组件和若干出气组件，所述导气室固定在反应罐内，所述导气室内设有导气组件和电热丝，所述电热丝位于导气组件的上方，所述进气管和出气管分别位于导气室的下方和上方，所述套管套设在进气管上，所述圆环位于导气室的上方，所述连接管周向均匀分布在圆环的内侧，所述套管通过连接管与圆环连通，所述出气组件周向均匀分布在圆环的上方，所述驱动组件周向均匀分布在导气室的外周，所述驱动组件包括支架、第二电机和第三齿轮，所述第二电机通过支架与导气室固定连接，所述第二电机和电热丝均与PLC电连接，所述第二电机与第三齿轮传动连接，所述圆环的内侧设有若干从动齿，所述从动齿周向均匀分布在圆环的内侧，所述第三齿轮与从动齿啮合。

作为优选，为了保证第二齿轮的平稳旋转，所述搅拌单元还包括两个稳固块，两个稳固块分别位于连接杆的上方和下方，所述稳固块固定在第一驱动轴上，所述稳固块的靠近第二齿轮的一侧设有凹口，所述凹口内设有滚珠，所述滚珠与凹口相匹配，所述滚珠的球心位于凹口内，所述滚珠抵靠在第二齿轮上。

作为优选，为了加强堆肥的对流，从而加速堆肥与空气混合发酵，所述搅拌板上设有若干通孔。

作为优选，为了实现导气功能，所述导气组件包括第三电机、第三驱动轴和两个扇叶，所述第三电机固定在导气室内的底部，所述第三电机与PLC电连接，两个扇叶分别位于第三电机的两侧，所述第三电机通过第三驱动轴与扇叶传动连接。

作为优选，为了使出气组件作用在筛网下方的各个位置，所述出气组件包括喷头、调节杆、第四电机、第一连杆、第二连杆和导气管，所述喷头通过导气管与圆环连通，所述喷头固定在调节杆的一端，所述调节杆的另一端与圆环铰接，所述第四电机固定在圆环的上方，所述第四电机与PLC电连接，所述第四电机与第一连杆传动连接，所述第一连杆通过第二连杆与调节杆的中心处铰接。

作为优选，为了实现圆环的平稳转动，所述圆环的下方设有环形槽，所述驱动组件还包括滑块，所述滑块固定在支架的远离导气室的一端，所述滑块与环形槽滑动连接。

作为优选，为了进一步保证圆环旋转的平稳性，所述环形槽为燕尾槽。

作为优选，为了检测反应环境，所述反应罐内设有湿度传感器、温度传感器和PH传感器，所述湿度传感器、温度传感器和PH传感器均与PLC电连接。

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，为了加固支架与导气室之间的连接，所述支架与导气室为一体成型结构。

本发明的有益效果是，该用于有机垃圾资源化处理的好氧堆肥反应装置通过搅拌机构使得搅拌板旋转的同时带动堆肥上下翻滚，使堆肥与空气接触更加充分，加速反应效率，与现有的搅拌机构相比，该搅拌机构搅拌更均匀，不仅如此，通过导气组件将外部的空气导入反应罐内，使空气流到筛网的各个位置，从而保证各处反应均匀，提高了发酵效率，与现有的导气机构相比，该导气机构能够控制空气的流动位置，使得反应罐内各处发酵反应均匀，进而提高了设备的实用性。

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是本发明的用于有机垃圾资源化处理的好氧堆肥反应装置的结构示意图；

图2是本发明的用于有机垃圾资源化处理的好氧堆肥反应装置的搅拌机构的结构示意图；

图3是本发明的用于有机垃圾资源化处理的好氧堆肥反应装置的导气机构的结构示意图；

图4是本发明的用于有机垃圾资源化处理的好氧堆肥反应装置的导气机构的俯视图；

图5是本发明的用于有机垃圾资源化处理的好氧堆肥反应装置的出气组件的结构示意图；

图中：1.反应罐，2.盖板，3.第一电机，4.控制器，5.排水管，6.排料管，7.水箱，8.加料盒，9.第一驱动轴，10.第一齿轮，11.连接杆，12.第二齿轮，13.搅拌板，14.导气室，15.进气管，16.出气管，17.套管，18.圆环，19.连接管，20.电热丝，21.支架，22.第二电机，23.第三齿轮，24.稳固块，25.滚珠，26.通孔，27.第三电机，28.第三驱动轴，29.扇叶，30.喷头，31.调节杆，32.第四电机，33.第一连杆，34.第二连杆，35.导气管，36.滑块，37.湿度传感器，38.温度传感器，39.PH传感器，40.支脚，41.筛网。

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，一种用于有机垃圾资源化处理的好氧堆肥反应装置，包括反应罐1、盖板2、第一电机3、控制器4、排水管5、排料管6、水箱7、进水管、加料盒8、加料管、控制器4和若干支脚40，所述支脚40固定在反应罐1的下方，所述排水管5设置在反应罐1的底端，所述盖板2设置在反应罐1的上方，所述第一电机3固定在盖板2的上方，所述水箱7通过进水管与反应罐1连通，所述加料盒8通过加料管与反应罐1连通，所述控制器4固定在反应罐1上，所述控制器4内设有PLC，所述排水管5、排料管6、进水管和加料管内分别设有第一阀门、第二阀门、第三阀门和第四阀门，所述第一电机3、第一阀门、第二阀门、第三阀门和第四阀门均与PLC电连接，所述反应罐1内从上而下依次设有搅拌机构、筛网41和导气机构；

该好氧堆肥反应装置中，通过支脚40支撑反应罐1，打开盖板2，往反应罐1内添加有机垃圾，使有机垃圾位于筛网41的上方，盖上盖板2，利用导气机构将外部空气导入反应罐1内，通过搅拌机构带动垃圾堆肥搅拌，使氧气与堆肥充分混合，进行发酵反应，为了保证反应速率，PLC可控制第三阀门和第四阀门打开，往反应罐1内添加水溶液或碱性药剂，使反应罐1内保持适当的湿度和PH，使得好氧菌在适合的环境温度下生长，保证了发酵反应的速度。在反应过程中，通过打开第一阀门，可使反应传送的废液通过排水管5输送至外部，在反应完成后，通过第二阀门，可将垃圾从排料管6排出。

如图2所示，所述搅拌机构包括第一驱动轴9、第一齿轮10和若干搅拌组件，所述第一电机3与第一驱动轴9传动连接，所述第一齿轮10套设在第一驱动轴9上，所述搅拌组件从上而下均匀分布在第一驱动轴9上，所述搅拌组件包括连接杆11和两个搅拌单元，所述连接杆11穿过第一驱动轴9，两个搅拌单元分别位于连接杆11的两端，所述搅拌单元包括第二齿轮12和搅拌板13，所述第二齿轮12固定在连接杆11上，所述搅拌板13固定在第二齿轮12的远离连接杆11的一侧，各搅拌组件中的搅拌单元内的第二齿轮12相互啮合，位于最上方的搅拌单元内的第二齿轮12与第一齿轮10啮合；

搅拌机构运行过程中，由PLC控制盖板2上方的第一电机3启动，带动第一驱动轴9旋转，使搅拌组件中的搅拌板13绕着第一驱动轴9的轴线进行转动，搅拌堆肥，使堆肥与空气混合进行反应，在第一驱动轴9旋转的同时，第一齿轮10转动，作用在最上方的搅拌组件上的第二齿轮12上，使得第二齿轮12旋转，各个第二齿轮12依次啮合连接，从而带动搅拌板13沿第一驱动轴9旋转的同时绕着第二齿轮12的轴线转动，使得堆肥上下翻滚，便于垃圾与氧气充分混合进行发酵反应，利用连接杆11将搅拌组件中的两个第二齿轮12连接，将连接杆11穿过第二齿轮12，便于固定第二齿轮12的高度位置，使得第二齿轮12平稳转动。

如图3-4所示，所述导气机构包括导气室14、进气管15、出气管16、套管17、圆环18、若干连接管19、若干驱动组件和若干出气组件，所述导气室14固定在反应罐1内，所述导气室14内设有导气组件和电热丝20，所述电热丝20位于导气组件的上方，所述进气管15和出气管16分别位于导气室14的下方和上方，所述套管17套设在进气管15上，所述圆环18位于导气室14的上方，所述连接管19周向均匀分布在圆环18的内侧，所述套管17通过连接管19与圆环18连通，所述出气组件周向均匀分布在圆环18的上方，所述驱动组件周向均匀分布在导气室14的外周，所述驱动组件包括支架21、第二电机22和第三齿轮23，所述第二电机22通过支架21与导气室14固定连接，所述第二电机22和电热丝20均与PLC电连接，所述第二电机22与第三齿轮23传动连接，所述圆环18的内侧设有若干从动齿，所述从动齿周向均匀分布在圆环18的内侧，所述第三齿轮23与从动齿啮合。

导气机构中，利用导气组件将外部的空气通过进气管15引入导气室14内，并通过出气管16输送至套管17中，使得外部空气由套管17通过连接管19进入圆环18内，通过出气组件将外部空气输送至筛网41的下方，同时由PLC控制第二电机22启动，带动第三齿轮23旋转，作用在圆环18上的从动齿上，使得圆环18转动，便于圆环18上的出气组件转动，使得从出气组件流出的空气作用在筛网41下方的各个位置，从而使空气与堆肥充分接触，进行好氧发酵反应。

如图2所示，所述搅拌单元还包括两个稳固块24，两个稳固块24分别位于连接杆11的上方和下方，所述稳固块24固定在第一驱动轴9上，所述稳固块24的靠近第二齿轮12的一侧设有凹口，所述凹口内设有滚珠25，所述滚珠25与凹口相匹配，所述滚珠25的球心位于凹口内，所述滚珠25抵靠在第二齿轮12上。

通过将滚珠25抵靠在第二齿轮12上，防止第二齿轮12和连接杆11在水平方向上滑动，使得第一驱动轴9与第二齿轮12的位置相对固定，从而保证了第二齿轮12的平稳转动。

作为优选，为了加强堆肥的对流，从而加速堆肥与空气混合发酵，所述搅拌板13上设有若干通孔26。

如图3所示，所述导气组件包括第三电机27、第三驱动轴28和两个扇叶29，所述第三电机27固定在导气室14内的底部，所述第三电机27与PLC电连接，两个扇叶29分别位于第三电机27的两侧，所述第三电机27通过第三驱动轴28与扇叶29传动连接。

PLC控制第三电机27启动，带动第三驱动轴28转动，使得扇叶29保持旋转，产生源源不断的气流，气流将外部的空气引入导气室14内后，通过电热丝20进行加热后从出气管16排出，从而实现了导气功能。

如图5所示，所述出气组件包括喷头30、调节杆31、第四电机32、第一连杆33、第二连杆34和导气管35，所述喷头30通过导气管35与圆环18连通，所述喷头30固定在调节杆31的一端，所述调节杆31的另一端与圆环18铰接，所述第四电机32固定在圆环18的上方，所述第四电机32与PLC电连接，所述第四电机32与第一连杆33传动连接，所述第一连杆33通过第二连杆34与调节杆31的中心处铰接。

在圆环18旋转时，由PLC控制第四电机32启动，带动第一连杆33转动，通过第二连杆34作用在调节杆31上，调节杆31带动喷头30来回摆动，使得圆环18内进入的空气通过导气管35从喷头30喷出后，漂浮至筛网41的各个位置，保证堆肥与空气充分接触，加速了发酵反应。

作为优选，为了实现圆环18的平稳转动，所述圆环18的下方设有环形槽，所述驱动组件还包括滑块36，所述滑块36固定在支架21的远离导气室14的一端，所述滑块36与环形槽滑动连接。滑块36利用支架21固定，圆环18上的环形槽可与滑块36发生相对滑动，进而固定了环形槽的转动轨迹，使得圆环18保持平稳的转动。

作为优选，为了进一步保证圆环18旋转的平稳性，所述环形槽为燕尾槽，通过将环形槽设计为燕尾槽，可防止滑块36脱离环形槽，进一步保证了圆环18转动的平稳性。

作为优选，为了检测反应环境，所述反应罐1内设有湿度传感器37、温度传感器38和PH传感器39，所述湿度传感器37、温度传感器38和PH传感器39均与PLC电连接。利用湿度传感器37、温度传感器38和PH传感器39分别检测反应罐1内的湿度、温度以及PH，并将检测数据上传给PLC，使得设备了解反应罐1内的反应环境，并根据反应环境控制是否往反应罐1内加水增加湿度，加碱维持反应PH，对空气加热以维持反应温度，从而有利与反应罐1内的好氧菌生长，提高了反应效率。

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3的驱动力，所述第一电机3为直流伺服电机。

作为优选，利用一体成型结构稳固的特点，为了加固支架21与导气室14之间的连接，所述支架21与导气室14为一体成型结构。

该反应装置中，通过第一电机3带动第一驱动轴9旋转，使得搅拌板13围绕第一驱动轴9转动，同时利用第一齿轮10作用在第二齿轮12上，使得第二齿轮12旋转，带动搅拌板13绕着连接杆11的轴线旋转，从而便于堆肥上下翻滚，与氧气充分接触，进行好氧发酵，不仅如此，通过驱动组件的第三齿轮23旋转作用在圆环18内侧的从动齿上，使得圆环18旋转，进而使出气组件转动，同时，出气组件中通过调节杆31使得喷头30来回摆动，从而使喷头30喷出的空气上升至筛网41的各个位置，保证堆肥与空气充分接触，提高了发酵效率。

与现有技术相比，该用于有机垃圾资源化处理的好氧堆肥反应装置通过搅拌机构使得搅拌板13旋转的同时带动堆肥上下翻滚，使堆肥与空气接触更加充分，加速反应效率，与现有的搅拌机构相比，该搅拌机构搅拌更均匀，不仅如此，通过导气组件将外部的空气导入反应罐1内，使空气流到筛网41的各个位置，从而保证各处反应均匀，提高了发酵效率，与现有的导气机构相比，该导气机构能够控制空气的流动位置，使得反应罐1内各处发酵反应均匀，进而提高了设备的实用性。

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)

1.一种用于有机垃圾资源化处理的好氧堆肥反应装置，其特征在于，包括反应罐(1)、盖板(2)、第一电机(3)、控制器(4)、排水管(5)、排料管(6)、水箱(7)、进水管、加料盒(8)、加料管、控制器(4)和若干支脚(40)，所述支脚(40)固定在反应罐(1)的下方，所述排水管(5)设置在反应罐(1)的底端，所述盖板(2)设置在反应罐(1)的上方，所述第一电机(3)固定在盖板(2)的上方，所述水箱(7)通过进水管与反应罐(1)连通，所述加料盒(8)通过加料管与反应罐(1)连通，所述控制器(4)固定在反应罐(1)上，所述控制器(4)内设有PLC，所述排水管(5)、排料管(6)、进水管和加料管内分别设有第一阀门、第二阀门、第三阀门和第四阀门，所述第一电机(3)、第一阀门、第二阀门、第三阀门和第四阀门均与PLC电连接，所述反应罐(1)内从上而下依次设有搅拌机构、筛网(41)和导气机构；

所述搅拌机构包括第一驱动轴(9)、第一齿轮(10)和若干搅拌组件，所述第一电机(3)与第一驱动轴(9)传动连接，所述第一齿轮(10)套设在第一驱动轴(9)上，所述搅拌组件从上而下均匀分布在第一驱动轴(9)上，所述搅拌组件包括连接杆(11)和两个搅拌单元，所述连接杆(11)穿过第一驱动轴(9)，两个搅拌单元分别位于连接杆(11)的两端，所述搅拌单元包括第二齿轮(12)和搅拌板(13)，所述第二齿轮(12)固定在连接杆(11)上，所述搅拌板(13)固定在第二齿轮(12)的远离连接杆(11)的一侧，各搅拌组件中的搅拌单元内的第二齿轮(12)相互啮合，位于最上方的搅拌单元内的第二齿轮(12)与第一齿轮(10)啮合；

所述导气机构包括导气室(14)、进气管(15)、出气管(16)、套管(17)、圆环(18)、若干连接管(19)、若干驱动组件和若干出气组件，所述导气室(14)固定在反应罐(1)内，所述导气室(14)内设有导气组件和电热丝(20)，所述电热丝(20)位于导气组件的上方，所述进气管(15)和出气管(16)分别位于导气室(14)的下方和上方，所述套管(17)套设在进气管(15)上，所述圆环(18)位于导气室(14)的上方，所述连接管(19)周向均匀分布在圆环(18)的内侧，所述套管(17)通过连接管(19)与圆环(18)连通，所述出气组件周向均匀分布在圆环(18)的上方，所述驱动组件周向均匀分布在导气室(14)的外周，所述驱动组件包括支架(21)、第二电机(22)和第三齿轮(23)，所述第二电机(22)通过支架(21)与导气室(14)固定连接，所述第二电机(22)和电热丝(20)均与PLC电连接，所述第二电机(22)与第三齿轮(23)传动连接，所述圆环(18)的内侧设有若干从动齿，所述从动齿周向均匀分布在圆环(18)的内侧，所述第三齿轮(23)与从动齿啮合。

2.如权利要求1所述的用于有机垃圾资源化处理的好氧堆肥反应装置，其特征在于，所述搅拌单元还包括两个稳固块(24)，两个稳固块(24)分别位于连接杆(11)的上方和下方，所述稳固块(24)固定在第一驱动轴(9)上，所述稳固块(24)的靠近第二齿轮(12)的一侧设有凹口，所述凹口内设有滚珠(25)，所述滚珠(25)与凹口相匹配，所述滚珠(25)的球心位于凹口内，所述滚珠(25)抵靠在第二齿轮(12)上。

3.如权利要求1所述的用于有机垃圾资源化处理的好氧堆肥反应装置，其特征在于，所述搅拌板(13)上设有若干通孔(26)。

4.如权利要求1所述的用于有机垃圾资源化处理的好氧堆肥反应装置，其特征在于，所述导气组件包括第三电机(27)、第三驱动轴(28)和两个扇叶(29)，所述第三电机(27)固定在导气室(14)内的底部，所述第三电机(27)与PLC电连接，两个扇叶(29)分别位于第三电机(27)的两侧，所述第三电机(27)通过第三驱动轴(28)与扇叶(29)传动连接。

5.如权利要求1所述的用于有机垃圾资源化处理的好氧堆肥反应装置，其特征在于，所述出气组件包括喷头(30)、调节杆(31)、第四电机(32)、第一连杆(33)、第二连杆(34)和导气管(35)，所述喷头(30)通过导气管(35)与圆环(18)连通，所述喷头(30)固定在调节杆(31)的一端，所述调节杆(31)的另一端与圆环(18)铰接，所述第四电机(32)固定在圆环(18)的上方，所述第四电机(32)与PLC电连接，所述第四电机(32)与第一连杆(33)传动连接，所述第一连杆(33)通过第二连杆(34)与调节杆(31)的中心处铰接。

6.如权利要求1所述的用于有机垃圾资源化处理的好氧堆肥反应装置，其特征在于，所述圆环(18)的下方设有环形槽，所述驱动组件还包括滑块(36)，所述滑块(36)固定在支架(21)的远离导气室(14)的一端，所述滑块(36)与环形槽滑动连接。

7.如权利要求6所述的用于有机垃圾资源化处理的好氧堆肥反应装置，其特征在于，所述环形槽为燕尾槽。

8.如权利要求1所述的用于有机垃圾资源化处理的好氧堆肥反应装置，其特征在于，所述反应罐(1)内设有湿度传感器(37)、温度传感器(38)和PH传感器(39)，所述湿度传感器(37)、温度传感器(38)和PH传感器(39)均与PLC电连接。

9.如权利要求1所述的用于有机垃圾资源化处理的好氧堆肥反应装置，其特征在于，所述第一电机(3)为直流伺服电机。

10.如权利要求1所述的用于有机垃圾资源化处理的好氧堆肥反应装置，其特征在于，所述支架(21)与导气室(14)为一体成型结构。