CN111829308B - 一种肥料干燥脱水装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及肥料加工技术领域，具体涉及一种肥料干燥脱水装置，包括送风结构和用于自转的转筒；所述送风结构包括风管和若干风支管，所述风管与所述转筒同轴设置，所述风支管的一端固定在风管上，所述风支管与风管连通；所述风支管与风管固定的一端上固定有聚风片，聚风片位于风管内；所述风管中单向流动有风，所述聚风片的高度沿远离风管的进风端的方向依次递减。本装置可解决以尿液(或者鲜粪)和秸秆为主要成分的肥料难以充分脱水的技术问题，可以保证脱水的同时不会损耗或者破坏肥料中的营养成分。本装置可以应用于速效有机肥料的生产实践中。

Description

一种肥料干燥脱水装置

技术领域

本发明涉及肥料加工技术领域，具体涉及一种肥料干燥脱水装置。

背景技术

动物尿液(例如猪尿、牛尿)中含有尿素、尿酸、肌酐以及各种无机盐类，可以作为速效肥料的原料供作物种植使用。但是，动物尿液含水量过大，营养成分容易被分解和破坏，上述问题都导致了动物尿液不能被充分利用。在现有的农业生产实践中，动物尿液除了部分用作沼气制作外，大多是直接或者间接向河流排放造成污染。可见，动物尿液中虽然含有较为大量的营养元素，却未被充分利用，反而成为了一种污染环境的因素。

在使用动物尿液和秸秆制备有机肥料的过程中，尿液中的水分不能充分除去，导致有机肥料不符合相关标准的要求。除此之外，动物粪便(鲜粪)中的含水量也比较大，在使用动物粪便和秸秆混合制备有机肥料的过程中也存在水分不能充分除去的问题。动物尿液和秸秆混合之后，得到的肥料粗品湿度可达80％以上，且物料非常粘稠，市面上的脱水烘干机难以进行充分脱水。为克服动物尿液和鲜粪制备有机肥料时存在的问题，需要设计一种干燥脱水装置，该装置既能够有效脱去水分，又能同时防止在脱水过程中营养元素被分解和挥发的现象的出现。

发明内容

本发明意在提供一种肥料干燥脱水装置，用以解决尿液(或者鲜粪)和秸秆为主要成分的肥料在保证营养元素不被破坏的前提下充分脱水的技术问题。

为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种肥料干燥脱水装置，包括送风结构和用于自转的转筒；所述送风结构包括风管和若干风支管，所述风管与所述转筒同轴设置，所述风支管的一端固定在风管上，所述风支管与风管连通；所述风支管与风管固定的一端上固定有聚风片，聚风片位于风管内；所述风管中单向流动有风，所述聚风片的高度沿远离风管的进风端的方向依次递减。

本方案的原理及优点是：在需要进行肥料干燥的时候，在转筒中放入肥料粗品。肥料粗品即为使用秸秆吸附动物尿液形成的含水量较高的肥料粗品，含水量可达80％以上。风管中流动热风，并且热风可流动到与风管连通的风支管。风支管与风管起到加热肥料粗品的作用，转筒的自转可实现对肥料粗品的翻转搅动，使得肥料粗品受热均匀。发明人在研究的过程中发现：热风以一定的速度从风管的一端流向另一端，会出现热风的热量不能很好地在风管中分布的情况；风管的靠近进风端的部分(称为风管前段)温度较低，风管远离进风端的部分(称为风管后段)温度较高，这就导致了送风结构对转筒中的物料加热不均匀。过高的热量聚集在风管远离进风端的部分(风管后段)，这就导致了动物尿液中的营养成分的破坏。风管的靠近进风端的部分(风管前段)温度较低，这就导致了位于这部分的物料的加热温度过低，物料中的水分不能充分蒸发，导致肥料含水量不合格。为了提高肥料的质量，发明人进一步研究，发现：聚风片的梯度设置可以使得风管前段有更多的热风进入风支管，且有更多的热风驻留在风管前段，保证了风管前段和风管后段的温度的一致性，可以保证整个装置对肥料的加热更为充分和均匀。这样，就不会出现风管后段营养物质被高温破坏、以及风管前段由于热量不足而脱水不充分的问题。

在完成加热干燥之后，还可以将风管中的热风的温度降低，变为冷风，这样可以使脱水后的肥料粗品快速冷却，便于取肥料以及观察肥料状态(例如观测冷却之后肥料的蓬松度，在肥料在高温状态下，不便于观察其蓬松度)。另外，如果完成冷风冷却后，发现肥料还是比较湿(含水量高)，这时候又可以又在风管中通入热风，再次进行干燥处理。这样热风和冷风处理可以交替进行，提高了操作灵活度，拓展了烘干设备的功能。除此之外，本方案的聚风片的高度依次递减的设置，也可以使冷风的分布更为均匀。

优选的，作为一种改进，所述风支管沿风管的轴向均匀分布。这样，可以实现对转筒的肥料粗品的均匀加热或者冷却。

优选的，作为一种改进，所述风支管沿风管轴向分布；所述风支管包括风支管Ⅰ、风支管Ⅱ和风支管Ⅲ，风支管Ⅰ竖直设置，风支管Ⅱ和风支管Ⅲ均倾斜向下设置。这样，风支管不再位于同一平面上，而是相互交错分布，以增加风与物料接触的均匀度，增加烘干或者冷却效率。

优选的，作为一种改进，所述风管和所述风支管的管壁上均开设有若干小孔。这样，可以使得更多的风能够通过小孔直接与物料接触，更高效的通过热交换除去肥料粗品中的水分，或者更高效地将烘干后的肥料冷却。

优选的，作为一种改进，风支管的远离风管的一端固定有用于防止物料堵塞风支管的防堵片。这样，防堵片的设置，可以保证风支管的远离风管的一端不被物料堵塞。

优选的，作为一种改进，所述防堵片上开设有防堵片出风孔。这样，以确保有风流入防堵片的下方，对防堵片下方的物料进行加热或者冷却处理。

优选的，作为一种改进，所述干燥脱水装置还包括动力结构，所述动力结构包括齿轮和环状的齿条，齿轮和齿条啮合，环状的齿条固定在转筒外表面且与转筒同轴，所述齿轮用于带动转筒自转。齿轮和齿条啮合的结构较为简单，易于制造。

优选的，作为一种改进，所述干燥脱水装置还包括支撑结构，所述支撑结构包括用于支撑转筒的辅助部，所述辅助部包括支撑滚轮和环状的滑槽，环状的滑槽设置在转筒外表面且与转筒同轴，所述支撑滚轮通过滑槽与所述转筒滑动连接。这样，可以对转筒形成支撑，避免了由于转筒过长和质量过大导致的设备垮塌的现象

优选的，作为一种改进，所述转筒间歇转动；每1min内，转筒以20cm/s-40cm/s的线速度转动2-3s；在进行烘干操作时，转筒内的物料的温度为30-60℃。这样，可以避免肥料粗品在烘干的过程中结块。发明人在研究过程中发现，转筒转动速度过快或者一直处于转动状态，肥料粗品就会结块，不能有效分散，不能达到肥料的相关要求。在进行烘干操作时，转筒内的物料的温度为30-60℃，保证了肥料中的营养成分不被破坏。

优选的，作为一种改进，所述转筒的侧壁上设有若干出气孔；所述风管的远离进风端的一端堵有纱布团。这样，可以保证烘干蒸发出的气体能够通过出气孔从装置内部逸出，确保将肥料烘干，降低水分以满足肥料的相关标准(NY525-2012，有机肥料)。纱布团可以对风管中单向流动的风具有阻挡作用，避免过多的风在流过风管之后直接进入外界，减少了浪费。另外，当设备中压力较大的时候，风可以通过纱布团的孔隙进入外界，起到调节压力的作用。

附图说明

图1为本发明实施例1的肥料干燥脱水装置正视图。

图2为本发明实施例1的转筒的纵向剖视图。

图3为图2的A部放大图。

图4为图2的B部放大图。

图5为图2的B部的右视图(未纵剖)。

图6为本发明实施例2的风管的右视图。

图7为本发明实施例3的转筒的纵向剖视图。

图8为本发明实施例3的内环的右视图。

图9为本发明实施例4的风管的右视图。

具体实施方式

下面通过具体实施方式进一步详细说明：

说明书附图中的附图标记包括：转筒1、风管2、连接软管3、支撑板4、底座5、滑槽6、齿条7、进料盖8、第一支撑柱9、支撑滚轮10、齿轮11、第二支撑柱12、转动轴13、皮带14、传动轮15、中心轴16、电机17、聚风片18、防堵片19、转筒侧壁20、转筒底壁21、出料口22、纱布团23、风支管24、防堵片出风孔25、内环26、连接杆27、把手28、隔板29。

实施例1

如图1所示，一种肥料干燥脱水装置包括转筒1、送风结构、动力结构和支撑结构。如图2所示，转筒1的中轴线水平，转筒1包括转筒侧壁20和位于转筒侧壁20两端的转筒底壁21。如图1和图2所示，转筒侧壁20上设有进料口，进料口上通过螺钉固定有进料盖8，在本实施例中，进料口和进料盖8的数量为两个。在右侧的转筒底壁21上开设有出料口22(出料盖未示，具体为一块钢板通过螺钉固定在转筒底壁21外侧)，出料口22靠近进料盖8设置。转筒侧壁20上开设有若干出气孔(直径1cm)，以保证烘干蒸发出的气体能够通过出气孔从装置内部逸出，确保将肥料烘干，降低水分以满足肥料的相关标准(NY525-2012，有机肥料)。

如图1和图2所示，送风结构包括风管2和风支管24。风管2的中轴线转筒1的中轴线重合。风管2的两端穿过转筒1两侧的转筒底壁21，风管2的左端密封连接有连接软管3(用于连接现有技术中的热风机)，风管2的右端设有纱布团23(用以堵住风管2，防止风逸出至外界环境，避免能源浪费)。风管2均通过轴承与转筒1两侧的转筒底壁21转动连接。风支管24固定在风管2位于转筒1中的部分上，具体如下：风支管24焊接在风管2下部，风支管24沿风管2的轴向均布，且风支管24与风管2连通，如图3所示，风支管24的上端焊接有聚风片18，聚风片18朝向风管2的进风端弯曲。如图2所示，聚风片18的高度(即：聚风片18远离风支管24的一端离风管2内表面的距离)沿风管2的轴向依次递减。聚风片18的宽度在3-4cm之间，可进一步有效地控制转筒1内温度前后一致，使得物料受热均匀。在本实施例中，最左侧的聚风片18的高度为4cm，最右侧的聚风片18的高度为1cm。由于风以一定的速度从风管2的左端流向右端，会出现风不能顺畅地进入风支管24的现象(这种现象在装置的靠左的部分更严重)，如果是用的热风，会导致对肥料的烘干不充分以及导致装置左段的温度低、右段的温度高的现象。因此，聚风片18的梯度设置可以使得风管2的左段有更多的风进入风支管24，可以保证整个装置对肥料的加热(热风)或者降温(冷风)更为充分和均匀。如图4和图5所示，风支管24的下端焊接有防堵片19，防堵片19一端焊接在风支管24的下端，另一端沿着转筒1转动的方向弯曲。在本实施例中，从右往左的方向观察图2，转筒1顺时针转动，防堵片19朝向图2纸面的方向发生弯曲。防堵片19的设置，可以保证风支管24的下端不被肥料堵塞。如图4所示，防堵片19的下端还开设有防堵片出风孔25，以确保有风流入防堵片19的下方。风管2和风支管24的管壁上均开设有若干直径为1cm的小孔，且风管2和风支管24相互垂直，在本实施例中，所有风支管24位于同一平面上。

如图1所示，支撑结构包括支撑板4、底座5和辅助部，支撑板4位于转筒1左右两侧，支撑板4的下端焊接在底座5上，底座5放置在地面上。辅助部包括两个第一支撑柱9(第一支撑柱9下端焊接在底座5上)和支撑滚轮10，辅助部的数量为四个(图2中展示两个，另两个被转筒1遮挡，被遮挡的两个辅助部与可见的两个辅助部以转筒1的中轴所在的竖直平面呈镜面对称分布)。一个支撑滚轮10对应的第一支撑柱9的数量为两个，分别位于支撑滚轮10的两侧。两个第一支撑柱9之间固定有滚轮轴，滚轮轴穿设在支撑滚轮10中，支撑滚轮10可自转。转筒1的外表面设有环状的滑槽6，滑槽6所在平面与转筒1的中轴线垂直。支撑滚轮10在滑槽6中且与转筒1滑动连接，支撑滚轮10与滑槽6底部接触，对转筒1形成支撑。风管2穿过且焊接在两侧的支撑板4上。

如图1所示，动力结构包括齿轮11、齿条7和电机17，齿轮11和齿条7相互啮合。齿条7为环状且焊接固定在转筒1的外表面，齿条7所在平面与转筒1的中轴线垂直。齿轮11的中心处穿设且焊接有中心轴16。底座5上焊接有三个第二支撑柱12，中心轴16穿过三个第二支撑柱12，中心轴16可自转。齿轮11位于左侧两个第二支撑柱12之间，齿轮11与中心轴16通过螺钉固定。中心轴16上还穿设有传动轮15，传动轮15位于右侧两个第二支撑柱12之间，传动轮15与中心轴16通过螺钉固定。电机17的输出端通过螺钉固定有转动轴13，转动轴13通过皮带14带动传动轮15转动，从而带动齿轮11转动，进而带动整个转筒1转动。

具体实施过程如下：在需要进行肥料干燥的时候，启动电机17，将转筒1上的进料口调整至上方，将待干燥的肥料从进料口加入转筒1内，然后将进料盖8盖在进料口上并用螺钉固定。然后启动热风机向风管2中送热风(保持转筒中物料的温度为30-60℃)，再次启动电机17，使得转筒1间歇转动(每1min内，转筒以20cm/s-40cm/s的线速度转动2-3s)，直至指定时间后，肥料烘干，停止送热风，开始送冷风(20-25℃)。冷风处理使得肥料冷却，冷却后观测肥料是否达标，若水分含量任然不满足要求，可再次开启热风，可热风和冷风交替处理，直至肥料满足要求。在冷风处理和热风处理中，每1min内，转筒以20cm/s-40cm/s的线速度转动2-3s，以保证肥料不结块。完成肥料干燥之后，使得出料口22转至下方，停止电机17，打开出料盖，并取出烘干后的肥料。

另外，发明人采用转筒1持续转动的条件(20cm/s-40cm/s的线速度)进行过实验，发现肥料大量结块，不能满足肥料要求。除此之外，发明人将烘干过程中的转筒中物料的温度调整为100℃，发现肥料中营养物质大量被破坏；发明人还将烘干过程中的转筒中物料的温度调整为50℃，发现肥料的含水量很难被降低至30％以下。采用本方案的设备以及工艺条件，可在2h内，将7-8吨的肥料粗品的含水量从80％以上，降低到30％以下，具有较高的效率，经检测肥料中的营养成分没有被大量破坏，营养成分的含量符合肥料的相关标准(NY525-2012，有机肥料)。

实施例2

本实施例基本同实施例1，不同点在于风支管24的排布，如图6所示，风支管24不再位于同一平面上，而是相互交错分布，以增加风与物料接触的均匀度，增加烘干效率。具体为：在本实施例中，风支管24分为三种：风支管Ⅰ、风支管Ⅱ和风支管Ⅲ。风支管Ⅰ竖直设置，风支管Ⅱ向左下方倾斜，风支管Ⅲ向右下方倾斜。从左到右(以图2的方位为准)，风支管24(本实施例共有12根风支管24，分别为4根风支管Ⅰ、4根风支管Ⅱ和4根风支管Ⅲ)的分布顺序为风支管Ⅰ、风支管Ⅱ、风支管Ⅲ、风支管Ⅰ、风支管Ⅱ、风支管Ⅲ、风支管Ⅰ、风支管Ⅱ、风支管Ⅲ、风支管Ⅰ、风支管Ⅱ、风支管Ⅲ。且最靠近风进口的风支管24竖直设置，靠近风进口的风支管24即为风支管Ⅰ。

实施例3

本实施例是在实施例1或者实施例2上进行改进，改进点在于，在实施例1或者实施例2的基础上增设了出料辅助结构。因为转筒1较深，在完成肥料干燥之后，需要解决如何将干燥后的肥料顺利取出来的问题。如图7所示，出料辅助结构包括连接杆27和两个内环26。内环26的结构如图8所示，内环26上一体成型有隔板29，隔板29用于更好地推动物料。如图7所示，内环26上远离隔板29的一侧焊接固定有连接杆27，内环26的外表面与转筒侧壁20的内表面接触。连接杆27穿过右侧的转筒底壁21后焊接有把手28。在完成干燥，取物料的时候，连接杆27位于转筒1的上部，出料口22位于转筒1的下部，此时手持把手28拉动连接杆27，在内环26以及隔板29的作用下，物料被推动向出料口22的方向移动，减小了由于转筒1比较深导致的出料不方便的问题。

实施例4

本实施例基本同实施例1，不同点在于风支管24的排布，如图9所示，风支管24不再位于同一平面上，而是相互交错分布，以增加风与物料接触的均匀度，增加烘干效率。具体为：在本实施例中，风支管24分为五种且等长：风支管Ⅰ、风支管Ⅱ、风支管Ⅲ、风支管Ⅳ和风支管Ⅴ。风支管Ⅰ竖直设置，风支管Ⅱ向左下方倾斜，风支管Ⅲ向右下方倾斜，风支管Ⅳ水平向左，风支管Ⅴ水平向右。从左到右(以图2的方位为准)，风支管24(本实施例共有12根风支管24)的分布顺序为风支管Ⅰ、风支管Ⅱ、风支管Ⅲ、风支管Ⅳ、风支管Ⅴ、风支管Ⅰ、风支管Ⅱ、风支管Ⅲ、风支管Ⅳ、风支管Ⅴ、风支管Ⅰ、风支管Ⅱ。且最靠近风进口的风支管24竖直设置，靠近风进口的风支管24即为风支管Ⅰ。

以上所述的仅是本发明的实施例，方案中公知的具体技术方案和/或特性等常识在此未作过多描述。应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明技术方案的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本发明的保护范围，这些都不会影响本发明实施的效果和专利的实用性。本申请要求的保护范围应当以其权利要求的内容为准，说明书中的具体实施方式等记载可以用于解释权利要求的内容。

Claims (9)

1.一种肥料干燥脱水装置，其特征在于：包括送风结构和用于自转的转筒；所述送风结构包括风管和若干风支管，所述风管与所述转筒同轴设置，所述风支管的一端固定在风管上，所述风支管与风管连通；所述风支管与风管固定的一端上固定有聚风片，聚风片位于风管内；所述风管中单向流动有风，所述聚风片的高度沿远离风管的进风端的方向依次递减；

所述转筒间歇转动；每1min内，转筒以20cm/s-40cm/s的线速度转动2-3s；在进行烘干操作时，转筒内的物料的温度为30-60℃；

所述肥料的原料包括动物尿液和秸秆，所述肥料的湿度＞80％。

2.根据权利要求1所述的一种肥料干燥脱水装置，其特征在于：所述风支管沿风管的轴向均匀分布。

3.根据权利要求1所述的一种肥料干燥脱水装置，其特征在于：所述风支管沿风管轴向分布；所述风支管包括风支管Ⅰ、风支管Ⅱ和风支管Ⅲ，风支管Ⅰ竖直设置，风支管Ⅱ和风支管Ⅲ均倾斜向下设置。

4.根据权利要求2或3所述的一种肥料干燥脱水装置，其特征在于：所述风管和所述风支管的管壁上均开设有若干小孔。

5.根据权利要求4所述的一种肥料干燥脱水装置，其特征在于：风支管的远离风管的一端固定有用于防止物料堵塞风支管的防堵片。

6.根据权利要求5所述的一种肥料干燥脱水装置，其特征在于：所述防堵片上开设有防堵片出风孔。

7.根据权利要求6所述的一种肥料干燥脱水装置，其特征在于：所述干燥脱水装置还包括动力结构，所述动力结构包括齿轮和环状的齿条，齿轮和齿条啮合，环状的齿条固定在转筒外表面且与转筒同轴，所述齿轮用于带动转筒自转。

8.根据权利要求7所述的一种肥料干燥脱水装置，其特征在于：所述干燥脱水装置还包括支撑结构，所述支撑结构包括用于支撑转筒的辅助部，所述辅助部包括支撑滚轮和环状的滑槽，环状的滑槽设置在转筒外表面且与转筒同轴，所述支撑滚轮通过滑槽与所述转筒滑动连接。

9.根据权利要求8所述的一种肥料干燥脱水装置，其特征在于：所述转筒的侧壁上设有若干出气孔；所述风管的远离进风端的一端堵有纱布团。

Images