CN112047771B - 一种有机肥料生产装置及生产工艺 - Google Patents

Abstract

本发明涉及生物有机肥料技术领域，尤其涉及一种有机肥料生产装置，包括：富碳物供给装置，包括储料空间和供料端，供料端包括承料槽和动力装置，承料槽对来自储料空间的富碳物进行承载，动力装置用于带动承料槽底部的承料平面运动，且在卸料后进行物料补给；粪便供给装置，每次供给粪便量与设定量的富碳物按照设定比例范围配比，承料槽在粪便下落至富碳物上以后进行运动卸料；堆肥箱，对承载平面下落的富碳物及粪便进行承装，包括供气结构和排气装置，供气结构用于向堆积物内进行气体供给，排气装置实现堆肥箱内气体的排出。本发明中提供了一种成本低、操作方便且便于分散设置的有机肥料生产装置，同时本发明中还请求保护一种有机肥料生产工艺。

Description

一种有机肥料生产装置及生产工艺

技术领域

本发明涉及生物有机肥料技术领域，尤其涉及一种有机肥料生产装置及生产工艺。

背景技术

随着工农业的发展，各种有机废弃物资源大量产生。据统计，我国每年人粪便、畜禽粪便排放量就达6.2亿吨，而包括树叶、麦秆和稻杆等废弃的富碳物产生量破10亿吨，上述物质中均含有大量有机质和养分，这些有机物料经过处理，不仅解决了环境问题，还可为农业发展提供充足的有机肥源。

上述物质目前产生于乡村环境中，具有分散范围广的特点，因运输难度大而难以通过集中性的大型生产区域进行处理，为了实现上述物质的有效利用，成本低、操作方便且便于分散设置的有机肥料生产装置成为了本领域技术人员研发的一个方向。

鉴于上述需求，本发明人基于从事此类产品工程应用多年丰富的实务经验及专业知识，并配合学理的运用，积极加以研究创新，以期创设一种有机肥料生产装置及生产工艺，使其更具有实用性。

发明内容

本发明中提供一种有机肥料生产装置，从而有效解决背景技术中的问题，同时，本发明中还请求保护一种有机肥料生产工艺，具有同样的技术效果。

为了达到上述目的，本发明所采用的技术方案是：

一种有机肥料生产装置，包括：

富碳物供给装置，包括储料空间和供料端，所述供料端包括承料槽和动力装置，所述承料槽对来自所述储料空间且通过重力下落的设定量的富碳物进行承载，所述动力装置用于带动所述承料槽底部的承料平面运动，且在卸料后，所述储料空间向所述承料槽进行设定量物料补给；

粪便供给装置，间歇式供给粪便，每次供给粪便量与设定量的富碳物按照设定比例范围配比，所述承料平面在粪便下落至所述富碳物上以后进行运动卸料；

堆肥箱，对自所述承载平面下落的富碳物及粪便进行承装，包括供气结构和排气装置，所述供气结构用于向堆积物内进行气体供给，所述排气装置实现所述堆肥箱内气体的排出。

进一步地，所述排气装置为管路结构，一端与所述堆肥箱内部联通，另一端与所述富碳物供给装置联通，且内部填充来自所述富碳物供给装置的富碳物；所述管路结构上设置有料口，用于添加除臭液体。

进一步地，所述供气结构包括气源和供气管路，所述供气管路均匀的铺设于所述堆肥箱底部，且管路外围开设有贯通的过气孔，所述气源向所述供气管路供给气体。

进一步地，所述动力装置包括直线动力装置和转动动力装置；

所述直线动力装置带动所述转动动力装置和所述承料平面同步上下运动，所述转动动力装置带动所述承料平面转动卸料。

进一步地，所述粪便供给装置包括用于承装的腔体，以及安装于所述腔体底部的阀体。

进一步地，所述堆肥箱内设置有压力监测装置，所述压力监测装置、直线动力装置、转动动力装置和阀体与控制系统电连接。

一种有机肥料生产工艺，包括以下步骤：

S01：向设定的承料槽底部的承料平面上进行设定量的富碳物的供料；

S02：向位于所述承料平面上的富碳物表面供给设定比例的粪便，使得所述粪便被所述富碳物包裹；

S03：控制所述承料平面运动，从而将包裹富碳物的粪便排入堆肥箱内；

重复步骤S01~S03；

S04：对所述堆肥箱内持续或间隔供应空气，从而实现氧气的补给，并同步实现气体的排放；

S05：按照设定频率自所述堆肥箱内提取设定量的肥料。

进一步地，将所述堆肥箱内的气体通过存放富碳物的储料空间排出，且至少经过部分浸有除臭液体的富碳物。

进一步地，所述堆肥箱内降低气压的控制方法如下：

A01：对所述堆肥箱内的气体压力进行监测；

A02：当压力监测结果大于设定值时，执行步骤A03；

A03：通过控制系统同步减少富碳物和粪便的单次供料量，且同步提高富碳物和粪便的供料频率，从而增加所述堆肥箱在所述承料平面位置处的敞开时间。

进一步地，所述富碳物单次供给量的调节通过以下方法实现：

调节富碳物的出口相对于所述承料平面之间的高度。

通过本发明的技术方案，可实现以下技术效果：

本发明中提供了一种成本低、操作方便且便于分散设置的有机肥料生产装置，堆肥箱可较为方便的在任何地点设置，在乡村可采用多家共用的方式进行生产；为了降低设备成本，本发明中杜绝大功率设备的使用，进行动力供给的动力装置仅为承料平面提供运动动力，所需功率较小，而供气结构的气源也在低压下实现气体的补充，所需的动力也较小；本发明中，保证堆肥效果的重要措施在于通过富碳物对粪便进行包覆后排入堆肥箱内，此种方式有效的增加了富碳物与粪便的混合均匀性，在不使用大功率搅拌设备的情况下仍能够有效保证堆肥的效果；本发明充分利用富碳物自身的结构特征，位于管路结构和富碳物供给装置内的富碳物会在一定程度上起到恶臭物质的吸附作用，另一方面，由于富碳物本身具有吸湿性，本发明中在管路结构内添加除臭液体，由于富碳物的热压堆积，以及堆肥箱内的微压作用，堆肥箱内的臭气沿管路结构向富碳物供给装置内流通，其中的恶臭物质被吸附和/或分解，最终被排出。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为有机肥料生产装置的框架图；

图2为排气装置的设置方式示意图；

图3为供气结构的示意图；

图4为承料槽及动力装置的设置方式示意图；

图5为粪便供给装置的示意图；

图6为控制系统与各部分的连接示意图；

图7为有机肥料生产工艺的流程图；

图8为堆肥箱内降低气压的控制方法流程图；

附图标记：1、富碳物供给装置；11、储料空间；12、供料端；121、承料槽；1211、承料平面；122、动力装置；1221、直线动力装置；1222、转动动力装置；2、粪便供给装置；3、堆肥箱；31、供气结构；311、气源；312、供气管路；32、排气装置；32a、料口；33、阀体；4、压力监测装置；5、控制系统。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，属于“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或者位置关系为基于附图所示的方位或者位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体式连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接连接，也可以是通过中间媒介间接连接，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

如图1所示，一种有机肥料生产装置，包括：富碳物供给装置1，包括储料空间11和供料端12，供料端12包括承料槽121和动力装置122，承料槽121对来自储料空间11且通过重力下落的设定量的富碳物进行承载，动力装置122用于带动承料槽121底部的承料平面1211运动，且在卸料后，储料空间11向承料槽121进行设定量物料补给；粪便供给装置2，间歇式供给粪便，每次供给粪便量与设定量的富碳物按照设定比例范围配比，此处仅需在设定范围内即可，而不需要为具体的配比数值；承料平面1211在粪便下落至承载平面上的富碳物上以后进行运动卸料；堆肥箱3，对自承载平面1211下落的富碳物及粪便进行承装，包括供气结构31和排气装置32，供气结构31用于向堆积物内进行气体供给，排气装置32实现堆肥箱3内的气体的排出。

本发明中旨在提供一种成本低、操作方便且便于分散设置的有机肥料生产装置，其中，堆肥箱3可用砖砌，内壁贴设瓷砖，也可采用不锈钢或玻璃钢等结构制成，优选设置为上口大且下底小的结构形式，以便富碳物与粪便的汇集，上述堆肥箱3可较为方便的在任何地点设置，在乡村可采用多家共用的方式进行生产。

为了降低设备成本，本发明中杜绝大功率设备的使用，进行动力供给的动力装置122仅为承料平面提供运动动力，所需功率较小，而供气结构31的气源311也在低压下实现气体的补充，所需的动力也较小，本发明中，保证堆肥效果的重要措施在于通过富碳物对粪便进行包覆后排入堆肥箱3内，此种方式有效的增加了富碳物与粪便的混合均匀性，在不使用大功率搅拌设备的情况下仍能够有效保证堆肥的效果。其中，富碳物可包括树叶、麦秆、稻杆或刨花等，而粪便可以为人类粪便，也可为畜禽粪便。

为了降低排气装置32的结构复杂程度，本发明充分利用富碳物自身的结构特征，如图2所示，将排气装置32设置为管路结构，一端与堆肥箱3内部联通，另一端与富碳物供给装置1联通，且内部填充来自富碳物供给装置1的富碳物；管路结构上设置有料口32a，用于添加除臭液体。其中，优选在管路结构的底端设置对富碳物进行拦截的网体结构。臭气自网体结构进入管路结构，其中，位于管路结构和富碳物供给装置1内的富碳物会在一定程度上起到吸附的作用，另一方面，由于富碳物本身具有吸湿性，本优选方案中在管路结构内添加除臭液体，具体的，除臭液体也可以为水，也可为专业的除臭剂，由于富碳物的热压堆积，以及堆肥箱3内的微压作用，堆肥箱3内的臭气沿管路结构向富碳物供给装置1内流通，其中的恶臭物质被吸附和/或分解，最终被排出。

如图3所示，供气结构31包括气源311和供气管路312，供气管路312均匀的铺设于堆肥箱3底部，且管路外围开设有贯通的过气孔，气源311向供气管路312供给气体，从而使得空气也自过气孔向堆肥箱3内的堆积物流通，从而保证堆肥效果，其中的气源311可采用小功率的风机结构，通气量要求较低，可采用间歇供气的形式实现。

作为上述实施例的优选，如图4所示，动力装置122包括直线动力装置1221和转动动力装置1222；直线动力装置1221带动转动动力装置1222和承料平面1211同步上下运动，转动动力装置1222带动承料平面1211转动卸料。在实施过程中，由于富碳物通过重力下落，且密度较小，为了节省动力，本发明中通过调整承料槽121的深度来实现每次富碳物的供给量，在富碳物下落的过程中 ，当下落的量对富碳物的出口进行封堵后，重力作用则不足以使得富碳物继续下落，从而实现富碳物单次供给量的控制，而转动下料的方式则可稳定且有效的保证下料的动作，而在非下料时，还可起到密封的作用。其中，直线动力装置1221可采用气缸结构，通过座体与转动动力装置1222连接，其中，座体可起到密封的作用，对承料平面1211与转动动力装置1222的连接位置处进行密封，转动动力装置1222可采用小功率电机或者转动气缸。

如图5所示，粪便供给装置2包括用于承装的腔体，以及安装于腔体底部的阀体33，通过阀体33的设置，可有效的保证每次的粪便供给量及供给频率。

为了保证安全性，作为一种优选方式，设置稳定有效的监测系统，具体地，如图6所示，堆肥箱3内设置有压力监测装置4，压力监测装置4、直线动力装置1221、转动动力装置1222和阀体33与控制系统5电连接，从而在不改变供气结构31的供气量以及肥料出料量和出料频率的情况下，仅通过调整粪便和富碳物的单次供给量和供给频率，即可实现压力的平衡。

如图7所示，一种有机肥料生产工艺，包括以下步骤：

S01：向设定的承料槽121底部的承料平面1211上进行设定量的富碳物的供料；

S02：向位于承料平面1211上的富碳物表面供给设定比例的粪便，使得粪便被富碳物包裹；

S03：控制承料平面1211运动，从而将包裹富碳物的粪便排入堆肥箱3内；

重复步骤S01~S03；

S04：对堆肥箱3内持续或间隔供应空气，从而实现氧气的补给，并同步实现气体的排放；

S05：按照设定频率自堆肥箱3内提取设定量的肥料。

与上述实施例中相同，此种方式有效的增加了富碳物与粪便的混合均匀性，在不使用大功率搅拌设备的情况下仍能够有效保证堆肥的效果，持续的空气供给保证了堆肥的效果，气体排放的过程中，使得堆肥箱3内保证设定的微压环境。在肥料提取的过程中，优选自底部提取，从而使得上部的物质下沉而提高堆肥效果。

作为上述实施例的优选，将堆肥箱3内的气体通过存放富碳物的储料空间11排出，且至少经过部分浸有除臭液体的富碳物，一方面降低臭气处理的成本，另一方面可有效的对臭气中的恶臭物质进行吸附和/或分解。

同样出于成本的考虑，如图8所示，堆肥箱3内降低气压的控制方法如下：

A01：对堆肥箱3内的气体压力监测，具体的可通过压力传感器实现；

A02：当压力监测结果大于设定值时，执行步骤A03；其中，在高压设定值和低压设定值之间可形成工作压力区间，本发明中的生产设备极易在乡村范围内推广，对于压力值的精度要求较低，可在较大的压力范围内实现可控的效果；

A03：通过控制系统5同步减少富碳物和粪便的单次供料量，以上述实施例中的生产设备为例，富碳物的单次供给量可以通过调节富碳物的出口相对于承料平面1211之间的高度的方式实现，当高度降低时，较少量的富碳物即可对出口进行封堵，从而控制承料槽121内富碳物的深度，而粪便的供给量则更为简单，只需控制阀体33的开度和开启时间即可；还需同步提高富碳物和粪便的供料频率，从而增加堆肥箱3在承料平面1211位置处的敞开时间，其中，富碳物的供料频率可通过承料平面1211的转动频率而实现，粪便的供给频率可通过阀体33的开启频率实现。

上述调节的控制需要比不改变出料频率和出料量，以及不改变供气量为基础，通过有效减少控制变量实现更为便捷的控制，为较为简单的控制系统5，本发明中并不要求实时的闭环控制，不需要无级的调节，可在一次监测异常后，按照之前设定好的调整方案进行调整，调整后再次进行监测，重复上述过程，直至调节在压力设定范围内即可，上述逐次逐级调整的方式可有效的降低控制难度，实现离线控制，气压提升也可采用上述方式，均在本发明的保护范围内。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征及优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (9)

1.一种有机肥料生产装置，其特征在于，包括：

富碳物供给装置（1），包括储料空间（11）和供料端（12），所述供料端（12）包括承料槽（121）和动力装置（122），所述承料槽（121）对来自所述储料空间（11）且通过重力下落的设定量的富碳物进行承载，所述动力装置（122）用于带动所述承料槽（121）底部的承料平面（1211）运动，且在卸料后，所述储料空间（11）向所述承料槽（121）进行设定量物料补给；

粪便供给装置（2），间歇式供给粪便，每次供给粪便量与设定量的富碳物按照设定比例范围配比，所述承料平面（1211）在粪便下落至所述富碳物上以后进行运动卸料；

堆肥箱（3），对自所述承载平面（1211）下落的富碳物及粪便进行承装，包括供气结构（31）和排气装置（32），所述供气结构（31）用于向堆积物内进行气体供给，所述排气装置（32）实现所述堆肥箱（3）内气体的排出；

所述动力装置（122）包括直线动力装置（1221）和转动动力装置（1222）；所述直线动力装置（1221）带动所述转动动力装置（1222）和所述承料平面（1211）同步上下运动，所述转动动力装置（1222）带动所述承料平面（1211）转动卸料；通过调整所述承料槽（121）的深度来实现每次富碳物的供给量，在富碳物下落的过程中，当下落的量对富碳物的出口进行封堵后，重力作用则不足以使得富碳物继续下落，从而实现富碳物单次供给量的控制。

2.根据权利要求1所述的有机肥料生产装置，其特征在于，所述排气装置（32）为管路结构，一端与所述堆肥箱（3）内部联通，另一端与所述富碳物供给装置（1）联通，且内部填充来自所述富碳物供给装置（1）的富碳物；所述管路结构上设置有料口（32a），用于添加除臭液体。

3.根据权利要求1所述的有机肥料生产装置，其特征在于，所述供气结构（31）包括气源（311）和供气管路（312），所述供气管路（312）均匀的铺设于所述堆肥箱（3）底部，且管路外围开设有贯通的过气孔，所述气源（311）向所述供气管路（312）供给气体。

4.根据权利要求1所述的有机肥料生产装置，其特征在于，所述粪便供给装置（2）包括用于承装的腔体，以及安装于所述腔体底部的阀体（33）。

5.根据权利要求4所述的有机肥料生产装置，其特征在于，所述堆肥箱（3）内设置有压力监测装置（4），所述压力监测装置（4）、直线动力装置（1221）、转动动力装置（1222）和阀体（33）与控制系统（5）电连接。

6.一种有机肥料生产工艺，采用如权利要求1中所述的有机肥料生产装置，其特征在于，包括以下步骤：

S01：向设定的承料槽（121）底部的承料平面（1211）上进行设定量的富碳物的供料；

S02：向位于所述承料平面（1211）上的富碳物表面供给设定比例的粪便，使得所述粪便被所述富碳物包裹；

S03：控制所述承料平面（1211）运动，从而将包裹富碳物的粪便排入堆肥箱（3）内；

重复步骤S01~S03；

S04：对所述堆肥箱（3）内持续或间隔供应空气，从而实现氧气的补给，并同步实现气体的排放；

S05：按照设定频率自所述堆肥箱（3）内提取设定量的肥料。

7.根据权利要求6所述的有机肥料生产工艺，其特征在于，将所述堆肥箱（3）内的气体通过存放富碳物的储料空间（11）排出，且至少经过部分浸有除臭液体的富碳物。

8.根据权利要求6所述的有机肥料生产工艺，其特征在于，所述堆肥箱（3）内降低气压的控制方法如下：

A01：对所述堆肥箱（3）内的气体压力进行监测；

A02：当压力监测结果大于设定值时，执行步骤A03；

A03：通过控制系统（5）同步减少富碳物和粪便的单次供料量，且同步提高富碳物和粪便的供料频率，从而增加所述堆肥箱（3）在所述承料平面（1211）位置处的敞开时间。

9.根据权利要求8所述的有机肥料生产工艺，其特征在于，所述富碳物单次供给量的调节通过以下方法实现：

调节富碳物的出口相对于所述承料平面（1211）之间的高度。

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