CN111302841A - 一种立式好氧堆肥搅拌曝气装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种立式好氧堆肥搅拌曝气装置，包括反应器装置和安装在反应器装置上端的进料装置，反应器装置包括竖向放置的中空圆柱形的反应罐，反应罐内转动安装有叶片搅拌结构；叶片搅拌结构包括中空的连接轴、均布在连接轴上的搅拌叶片，搅拌叶片的外端连接多个带有斜边的刮板。进料装置设置搅拌轴，搅拌轴上交替分布的刀刃将物料打散，有助于物料通过网筛，圆球端部能进入网筛的孔里，避免网筛孔堵塞，而通过网筛孔的物料颗粒大小较为均匀，避免堆肥过程中出现厌氧发酵的情况。搅拌曝气装置中设置刮板，对反应罐内部靠近罐壁位置的物料实现刮动，搅拌叶片的通气孔在叶片边缘分布密集有效供氧，提高有机肥的质量。

Description

一种立式好氧堆肥搅拌曝气装置

技术领域

本发明涉及有机固体废弃物处置与资源化利用技术领域，具体为一种立式好氧堆肥搅拌曝气装置。

背景技术

堆肥技术广泛应用于畜禽粪便、牧渔生产过程产生的废弃物、餐厨垃圾、农林生产废弃物、城市污水处理厂污泥等有机废弃物的无害化处理，将其转化成有机肥料的一种技术，目前通常采用立式好氧堆肥反应器完成堆肥。

立式好氧堆肥反应器由上料系统、搅拌系统、曝气系统、和臭气处理系统、物料排出系统等组成，物料从顶部输送到发酵仓内，搅拌装置混匀堆肥原料，底部向堆肥中鼓入空气，在上部收集和处理废气，从底部取出堆肥，这种堆肥反应器典型的堆肥周期为10天。

目前的立式好氧堆肥反应器，由于内部物料重力堆积作用，存在着原料呈压实块状、通风性能差、通风阻力大、产品难以均质化等缺点，由于当前搅拌系统的缺陷，无法对仓体内部靠近仓壁位置的物料实现有效供氧、有效的搅拌，该位置堆肥发酵后质量远不如中间位置物料的质量，其含水率、PH值、含氮量、全磷含量、C/N比、种子发芽指数等均与仓内中间位置物料有很大差异，影响整体生产出的有机肥的质量，当通风量不能满足堆肥微生物对氧气的需求，容易导致厌氧发酵，从而产生了大量有机酸使PH值下降，进而产生臭气。堆肥的最高温度不能超过70度，一般38-55度。如果通风效果不好，也无法将温度控制在合理范围内。

其次，在反应器运行过程中，由于现有技术中的搅拌叶片普遍是悬臂梁结构，因反应器内部物料密度较大，搅拌叶片容易出现弯曲折断等现象，造成了传统立式反应器需经常维修，中断生产等问题。

此外，堆肥材料的颗粒较大且不均匀，好氧堆肥的过程不可避免的存在一定程度的厌氧发酵现象，影响发酵效果。

为此我们提出一种立式好氧堆肥搅拌曝气装置用于解决上述问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种立式好氧堆肥搅拌曝气装置，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种立式好氧堆肥搅拌曝气装置，包括反应器装置和安装在反应器装置上端的进料装置，所述反应器装置包括竖向放置的中空圆柱形的反应罐，反应罐顶部通过螺栓固接进料装置的上盖，反应罐底部通过螺栓固接套筒底座，反应罐内转动安装有叶片搅拌结构；

所述叶片搅拌结构包括中空的连接轴、均布在连接轴上的搅拌叶片，所述搅拌叶片的外端连接多个带有斜边的刮板，多个所述刮板的上端同时连接有上法兰，所述刮板的下端同时连接有下法兰，且刮板与反应罐内壁靠近但不接触；

所述搅拌叶片内部为中空结构，其上竖向贯穿多个通气孔，多个所述通气孔均与连接轴内部的气腔连通，所述气腔上端与进气管一端连通，所述进气管另一端贯穿进料装置并伸出连通气泵。

优选的，所述进料装置还包括固定连通在上盖顶部的料斗，所述料斗底端横向安装有转轴，所述转轴上均布有搅拌轴，且料斗侧面安装有驱动转轴转动的第一电机，料斗底端还设置有网筛，所述上盖顶部设有排出废气的管道。

优选的，所述搅拌轴的外侧套接有破碎原料的刀刃，且搅拌轴的外端面内凹设有空腔，所述空腔内通过弹簧固接圆球，所述圆球与网筛活动接触，所述网筛孔径为50-100mm。

优选的，所述搅拌叶片分为一个上端搅拌叶片、多个中部搅拌叶片和一个下端搅拌叶片，其中上端搅拌叶片安装在连接轴顶部，多个中部搅拌叶片安装在连接轴中间，下端搅拌叶片安装在连接轴底部，所述刮板与所述上端搅拌叶片、中部搅拌叶片和下端搅拌叶片的外端连接。

优选的，所述上端搅拌叶片包括套接在连接轴顶端的上叶片套轴，所述上叶片套轴上设有贯穿的孔，所述进气管通过上叶片套轴与连接轴的气腔连通，所述上叶片套轴的外侧面固定连通多个三棱柱形的上叶片，所述上叶片上均布有多个贯穿的上通气孔，所述上叶片的外端同时连接叶片环的内壁，所述叶片环的外端设有与刮板上竖向分布的键槽配合的上端部键。

优选的，所述中部搅拌叶片包括套接在连接轴中部的中叶片套轴，所述中叶片套轴的侧面固定连通多个三棱柱形的中叶片，所述中叶片上均布有多个贯穿的中通气孔，所述中叶片的外端设有中端部键，所述中端部键与刮板上的键槽配合卡接。

优选的，所述下端搅拌叶片包括套接在连接轴底部的下叶片套轴，所述下叶片套轴的侧面固定连通多个三棱柱形的下叶片，所述下叶片上均布有多个贯穿的下通气孔，所述下叶片的外端设有下端部键，所述下端部键与刮板上的键槽配合卡接，所述键槽的底端设有限制下端部键滑出的限位块；

优选的，所述上叶片套轴、多个中叶片套轴以及下叶片套轴之间的连接轴上套接有隔套，且与上叶片套轴、中叶片套轴以及下叶片套轴接触的连接轴内部横向设有多个气孔，通过所述气孔连通气腔和各个搅拌叶片上的通气孔。

优选的，所述反应罐顶部开口固接上外齿回转支承的内圈，所述上外齿回转支承的外圈啮合上齿轮，所述上齿轮转动安装在反应罐顶部侧面的上安装板上，且上齿轮通过电机驱动，上外齿回转支承的外圈顶部通过螺栓固接上法兰底部，所述上法兰顶部通过螺栓固接上回转支承的外圈，所述上回转支承的内圈固接在上盖内顶部。

优选的，所述反应罐底部开口固接下外齿回转支承的内圈，所述下外齿回转支承的外圈啮合下齿轮，所述下齿轮转动安装在反应罐底部侧面的下安装板上，且下齿轮通过电机驱动，下外齿回转支承的外圈底部通过螺栓固接下法兰的顶部，所述下法兰的底部通过螺栓固接下回转支承的外圈，所述下回转支承的内圈通过螺栓与套筒底座固接，所述套筒底座底部开口处固接有密封套。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1、进料装置设置搅拌轴，搅拌轴上交替分布的刀刃将物料打散，有助于物料通过网筛，圆球端部能进入网筛的孔里，避免网筛孔堵塞，而通过网筛孔的物料颗粒大小较为均匀，避免堆肥过程中出现厌氧发酵的情况。

2、搅拌曝气装置中设置刮板，对反应罐内部靠近罐壁位置的物料实现刮动，搅拌叶片的通气孔在叶片边缘分布密集有效供氧，提高有机肥的质量。

3、反应器装置的叶片搅拌装置，方便拆卸，更换零部件，搅拌叶片截面呈三角形有助于搅拌并且增加叶片稳定性。

4、叶片搅拌装置驱动装置改成外齿回转支承的外圈驱动，可以降低电机功率。

5、新结构的搅拌叶片两端均有支撑，改变了现有技术中的悬臂梁结构，在进行搅拌作业时，不容易发生弯曲折断的情况，提高生产效率，降低运行成本。

附图说明

图1为本发明中进料装置和反应器装置立体示意图；

图2为本发明中进料装置和反应器装置剖视图；

图3为本发明图2中上部局部示意图；

图4为本发明图2中下部局部示意图；

图5为本发明中进料装置立体示意图；

图6为本发明中进料装置剖视图；

图7为本发明中上盖和料斗剖视图；

图8为本发明中搅拌轴安装结构示意图；

图9为本发明中搅拌轴剖视图；

图10为本发明中进气管剖视图；

图11为本发明中反应罐立体结构示意图；

图12为本发明中反应罐剖视图；

图13为本发明中叶片搅拌装置立体结构示意图；

图14为本发明中叶片搅拌装置剖视图；

图15为本发明图14中A处放大图；

图16为本发明中刮板局部示意图；

图17为本发明中上端搅拌叶片立体示意图；

图18为本发明中上端搅拌叶片剖视图；

图19为本发明中中部搅拌叶片立体示意图；

图20为本发明中中部搅拌叶片剖视图；

图21为本发明中下端搅拌叶片立体示意图；

图22为本发明中下端搅拌叶片剖视图

图中：1反应器装置、11反应罐、1101上安装板、1102下安装板、12套筒底座、1201密封套、13连接轴、1301气腔、1302气孔、1303隔套、14刮板、140键槽、1402斜边、151上法兰、152下法兰、16上端搅拌叶片、161上叶片、1611上通气孔、162叶片环、1621上端部键、163上叶片套轴、17中部搅拌叶片、171中叶片、1711中通气孔、1712中端部键、172中叶片套轴、18下端搅拌叶片、181下叶片、1811下通气孔、1812下端部键、182下叶片套轴、191上外齿回转支承、1911上齿轮、192下外齿回转支承、1921下齿轮、193上回转支承、194下回转支承、2进料装置、21上盖、22料斗、2201网筛、23进气管、231下进气管、232上进气管、233回转接头、24转轴、25第一电机、26搅拌轴、2601刀刃、2602圆球、2603弹簧。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1-4，本发明提供一种技术方案：一种立式好氧堆肥搅拌曝气装置，包括反应器装置1和安装在反应器装置1上端的进料装置2，反应器装置1包括竖向放置的中空圆柱形的反应罐11，反应罐11从内向外依次包括不锈钢防腐层、加固层、保温层和塑钢层。反应罐11顶部通过螺栓固接进料装置2的上盖21，反应罐11底部通过螺栓固接套筒底座12，反应罐11内转动安装有叶片搅拌结构。

请参阅图5-9，进料装置2还包括固定连通在上盖21顶部的料斗22，料斗22底端横向安装有转轴24，转轴24上均布有搅拌轴26，且料斗22侧面安装有驱动转轴24转动的第一电机25，料斗22底端还设置有网筛2201，上盖21顶部通过管道与臭气处理装置9连通；

请参阅图8-10，搅拌轴26的外侧套接有破碎原料的刀刃2601，且搅拌轴26的外端面内凹设有空腔，空腔内通过弹簧2603固接圆球2602，圆球2602与网筛2201活动接触，网筛2201孔径为50-100mm。

通过升降料斗61倒入到进料装置2内的物料被搅拌轴上交替分布的刀刃打碎，有助于物料通过网筛2201，圆球2602端部能进入网筛2201的孔里，避免网筛2201孔被堵塞。

请参阅图13-22，叶片搅拌结构包括中空的连接轴13、均布在连接轴13上的搅拌叶片，搅拌叶片的外端连接有多个带有斜边1402的刮板14，多个刮板14的上端同时连接有上法兰151，刮板14的下端同时连接有下法兰152，且刮板14与反应罐11内壁靠近但不接触，使得刮板14能够将粘在反应罐11内壁上的物料刮下。

搅拌叶片内部为中空结构，搅拌叶片的截面形状为三角形，其斜边朝向搅拌叶片转动的方向，有利于对物料进行搅拌并且提高搅拌叶片的稳定性。

搅拌叶片上竖向贯穿多个通气孔，多个通气孔均与连接轴13内部的气腔1301连通，气腔1301上端与进气管23一端连通，进气管23另一端贯穿进料装置2并伸出连通气泵，进气管23包括下进气管231和上进气管232，下进气管231和上进气管232之间通过回转接头233可转动连通，连接轴13与下进气管231连通，上进气管232贯穿并伸出上盖21。下进气管231跟随连接轴13转动，而上进气管232不转动。

请参阅图17-22，搅拌叶片分为一个上端搅拌叶片16、多个中部搅拌叶片17和一个下端搅拌叶片18，其中上端搅拌叶片16安装在连接轴13顶部，多个中部搅拌叶片17安装在连接轴13中间，下端搅拌叶片18安装在连接轴13底部，刮板14与上端搅拌叶片16、中部搅拌叶片17和下端搅拌叶片18的外端连接；

上端搅拌叶片16包括套接在连接轴13顶端的上叶片套轴163，上叶片套轴163上设有贯穿的孔，进气管23通过上叶片套轴163与连接轴13的气腔1301连通，上叶片套轴163的外侧面固定连通多个三棱柱形的上叶片161，上叶片161上均布有多个贯穿的上通气孔1611，上叶片161的外端同时连接叶片环162的内壁，叶片环162的外端设有与刮板14上竖向分布的键槽1401配合的上端部键1621；

中部搅拌叶片17包括套接在连接轴13中部的中叶片套轴172，中叶片套轴172的侧面固定连通多个三棱柱形的中叶片171，中叶片171上均布有多个贯穿的中通气孔1711，中叶片171的外端设有中端部键1712，中端部键1712与刮板14上的键槽1401配合卡接；

下端搅拌叶片18包括套接在连接轴13底部的下叶片套轴182，下叶片套轴182的侧面固定连通多个三棱柱形的下叶片181，下叶片181上均布有多个贯穿的下通气孔1811，下叶片181的外端设有下端部键1812，下端部键1812与刮板14上的键槽1401配合卡接，键槽1401的底端设有限制下端部键1812滑出的限位块；

上叶片套轴163、多个中叶片套轴172以及下叶片套轴182之间的连接轴13上套接有隔套1303，且与上叶片套轴163、中叶片套轴172以及下叶片套轴182接触的连接轴13内部横向设有多个气孔1302，通过气孔1302连通气腔1301和各个搅拌叶片上的通气孔。

通过进气管23向连接轴13的气腔1301内充入空气，气腔1301通过气孔1302与每一个上叶片161、中叶片171以及下叶片181上的通气孔连通，从而使得空气从各个搅拌叶片上的通气孔上排出。其中任意一个上叶片161、中叶片171以及下叶片181边缘处的通气孔相对于中心处分布密集，能够对仓体内部靠近仓壁位置的物料实现有效供氧、有效的搅拌，使得该位置堆肥发酵后质量与中间位置物料的质量相当。

请参阅图1-4以及11-12，反应罐11顶部开口固接上外齿回转支承191的内圈，上外齿回转支承191的外圈啮合上齿轮1911，上齿轮1911转动安装在反应罐11顶部侧面的上安装板1101上，且上齿轮1911通过电机驱动，上外齿回转支承191的外圈顶部通过螺栓固接上法兰151底部，上法兰151顶部通过螺栓固接上回转支承193的外圈，上回转支承193的内圈固接在上盖21内顶部。

反应罐11底部开口固接下外齿回转支承192的内圈，下外齿回转支承192的外圈啮合下齿轮1921，下齿轮1921转动安装在反应罐11底部侧面的下安装板1102上，且下齿轮1921通过电机驱动，下外齿回转支承192的外圈底部通过螺栓固接下法兰152的顶部，下法兰152的底部通过螺栓固接下回转支承194的外圈，下回转支承194的内圈通过螺栓与套筒底座12固接，套筒底座12底部开口处固接有密封套1201。

利用上下分布的上法兰151和下法兰152将叶片搅拌装置固定在反应罐11内，当上齿轮1911和下齿轮1921在电机的驱动下同时转动时，可以带动上外齿回转支承191和下外齿回转支承192的外圈同时转动，从而使得叶片搅拌装置在反应罐11内部转动，实现对物料的搅拌。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (10)

1.一种立式好氧堆肥搅拌曝气装置，包括反应器装置(1)和安装在反应器装置(1)上端的进料装置(2)，其特征在于：所述反应器装置(1)包括竖向放置的中空圆柱形的反应罐(11)，反应罐(11)顶部通过螺栓固接进料装置(2)的上盖(21)，反应罐(11)底部通过螺栓固接套筒底座(12)，反应罐(11)内转动安装有叶片搅拌结构；

所述叶片搅拌结构包括中空的连接轴(13)、均布在连接轴(13)上的搅拌叶片，所述搅拌叶片的外端连接多个带有斜边(1402)的刮板(14)，多个所述刮板(14)的上端同时连接有上法兰(151)，所述刮板(14)的下端同时连接有下法兰(152)，且刮板(14)与反应罐(11)内壁靠近但不接触；

所述搅拌叶片内部为中空结构，其上竖向贯穿多个通气孔，多个所述通气孔均与连接轴(13)内部的气腔(1301)连通，所述气腔(1301)上端与进气管(23)一端连通，所述进气管(23)另一端贯穿进料装置(2)并伸出连通气泵。

2.根据权利要求1所述的搅拌曝气装置，其特征在于：所述进料装置(2)还包括固定连通在上盖(21)顶部的料斗(22)，所述料斗(22)底端横向安装有转轴(24)，所述转轴(24)上均布有搅拌轴(26)，且料斗(22)侧面安装有驱动转轴(24)转动的第一电机(25)，料斗(22)底端还设置有网筛(2201)，所述上盖(21)顶部设有排出废气的管道。

3.根据权利要求2所述的搅拌曝气装置，其特征在于：所述搅拌轴(26)的外侧套接有破碎原料的刀刃(2601)，且搅拌轴(26)的外端面内凹设有空腔，所述空腔内通过弹簧(2603)固接圆球(2602)，所述圆球(2602)与网筛(2201)活动接触，所述网筛(2201)孔径为50-100mm。

4.根据权利要求1所述的搅拌曝气装置，其特征在于：所述搅拌叶片分为一个上端搅拌叶片(16)、多个中部搅拌叶片(17)和一个下端搅拌叶片(18)，其中上端搅拌叶片(16)安装在连接轴(13)顶部，多个中部搅拌叶片(17) 安装在连接轴(13)中间，下端搅拌叶片(18)安装在连接轴(13)底部，所述刮板(14)与所述上端搅拌叶片(16)、中部搅拌叶片(17)和下端搅拌叶片(18)的外端连接。

5.根据权利要求4所述的搅拌曝气装置，其特征在于：所述上端搅拌叶片(16)包括套接在连接轴(13)顶端的上叶片套轴(163)，所述上叶片套轴(163)上设有贯穿的孔，所述进气管(23)通过上叶片套轴(163)与连接轴(13)的气腔(1301)连通，所述上叶片套轴(163)的外侧面固定连通多个三棱柱形的上叶片(161)，所述上叶片(161)上均布有多个贯穿的上通气孔(1611)，所述上叶片(161)的外端同时连接叶片环(162)的内壁，所述叶片环(162)的外端设有与刮板(14)上竖向分布的键槽(1401)配合的上端部键(1621)。

6.根据权利要求5所述的搅拌曝气装置，其特征在于：所述中部搅拌叶片(17)包括套接在连接轴(13)中部的中叶片套轴(172)，所述中叶片套轴(172)的侧面固定连通多个三棱柱形的中叶片(171)，所述中叶片(171)上均布有多个贯穿的中通气孔(1711)，所述中叶片(171)的外端设有中端部键(1712)，所述中端部键(1712)与刮板(14)上的键槽(1401)配合卡接。

7.根据权利要求6所述的搅拌曝气装置，其特征在于：所述下端搅拌叶片(18)包括套接在连接轴(13)底部的下叶片套轴(182)，所述下叶片套轴(182)的侧面固定连通多个三棱柱形的下叶片(181)，所述下叶片(181)上均布有多个贯穿的下通气孔(1811)，所述下叶片(181)的外端设有下端部键(1812)，所述下端部键(1812)与刮板(14)上的键槽(1401)配合卡接，所述键槽(1401)的底端设有限制下端部键(1812)滑出的限位块。

8.根据权利要求7所述的搅拌曝气装置，其特征在于：所述上叶片套轴(163)、多个中叶片套轴(172)以及下叶片套轴(182)之间的连接轴(13) 上套接有隔套(1303)，且与上叶片套轴(163)、中叶片套轴(172)以及下叶片套轴(182)接触的连接轴(13)内部横向设有多个气孔(1302)，通过所述气孔(1302)连通气腔(1301)和各个搅拌叶片上的通气孔。

9.根据权利要求1所述的搅拌曝气装置，其特征在于：所述反应罐(11)顶部开口固接上外齿回转支承(191)的内圈，所述上外齿回转支承(191)的外圈啮合上齿轮(1911)，所述上齿轮(1911)转动安装在反应罐(11)顶部侧面的上安装板(1101)上，且上齿轮(1911)通过电机驱动，上外齿回转支承(191)的外圈顶部通过螺栓固接上法兰(151)底部，所述上法兰(151)顶部通过螺栓固接上回转支承(193)的外圈，所述上回转支承(193)的内圈固接在上盖(21)内顶部。

10.根据权利要求1所述的搅拌曝气装置，其特征在于：所述反应罐(11)底部开口固接下外齿回转支承(192)的内圈，所述下外齿回转支承(192)的外圈啮合下齿轮(1921)，所述下齿轮(1921)转动安装在反应罐(11)底部侧面的下安装板(1102)上，且下齿轮(1921)通过电机驱动，下外齿回转支承(192)的外圈底部通过螺栓固接下法兰(152)的顶部，所述下法兰(152)的底部通过螺栓固接下回转支承(194)的外圈，所述下回转支承(194)的内圈通过螺栓与套筒底座(12)固接，所述套筒底座(12)底部开口处固接有密封套(1201)。

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