CN112457088A - 一种翻板机构、粪料多层发酵箱及其使用方法 - Google Patents

一种翻板机构、粪料多层发酵箱及其使用方法 Download PDF

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CN112457088A CN202011374189.2A CN202011374189A CN112457088A CN 112457088 A CN112457088 A CN 112457088A CN 202011374189 A CN202011374189 A CN 202011374189A CN 112457088 A CN112457088 A CN 112457088A
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张念航
周明南
陈志文
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Abstract

本发明提出了一种翻板机构、粪料多层发酵箱及其使用方法，翻板机构包含若干个翻板单元，翻板单元包括横板和主轴；横板的底端与主轴的上端固定连接，横板倾斜设置，横板的两端固定连接有倾斜设置的侧板；在初始状态下，任意相邻该翻板单元相接触并使翻板形成一个平面；粪料多层发酵箱包括箱体，箱体内设置有若干个翻板机构，主轴与箱体转动连接；主轴的一端穿出箱体延伸至外面，主轴穿出箱体部分固定连接有摇杆，摇杆设置在箱体外；摇杆另一端铰接有连动杆；箱体的外壁连接有油缸，油缸与连动杆相连。本装置操作简单、经济实用、可实现多层粪料发酵，有效提高了发酵的效率。

Description

一种翻板机构、粪料多层发酵箱及其使用方法
技术领域
本发明涉及粪便污泥处理技术领域，具体涉及一种翻板机构、粪料多层发酵箱及其使用方法。
背景技术
我国养殖业迅速发展，饲养量每年高速递增，农业产品的需求量越来越大。传统的饲养方式也早已不适应产业发展，规模化立体养殖已经逐渐代替原有养殖方式。但是产业潜能远未全部发挥，对比国外规模化养殖的自动化程度，特别是动物粪便等方面的设备还需要更进一步的改进。
现在国内市场上所有的养殖设备，由于养殖数量的增加，粪便无法及时处理很造成环境的污染，根据保护环境以及市场的需求，研发发酵罐能够在短时间内针对粪便发酵，发酵后变成肥料再次利用则显得尤为重要。
现有的发酵设备通常只具备一个发酵空间，在使用时，将粪料、木屑等原材料投入发酵设备中进行发酵，但由于养殖数量的急剧增加，对肥料生产效率的要求也越来越高，但通常情况下发酵时间往往比较长，现有的发酵设备很难满足高速生产的需求。
发明内容
为了解决上述现有技术中存在的问题，提供了一种翻板机构、粪料多层发酵箱及其使用方法。本装置操作简单、经济实用、可实现多层粪料发酵，有效提高了发酵的效率。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
本发明提出了一种翻板机构，包括翻板，所述翻板包含若干个翻板单元，该翻板单元包括横板和主轴；所述横板的底端与所述主轴的上端固定连接，所述横板倾斜设置，所述横板的两端固定连接有倾斜设置的侧板；在初始状态下，任意相邻该翻板单元相接触并使所述翻板形成一个平面。
优选的，每个所述主轴和所述横板连接处均开设有小孔，所述小孔贯穿所述主轴壁和所述横板，每个所述主轴内均开设有第一空腔，该第一空腔与所述小孔相连通。
优选的，每个所述主轴的一端均铰接于同一根空心管上，所述空心管开设有第二空腔，每个所述第一空腔的一端均与所述第二空腔相连通，每个所述第一空腔的另一端均闭合。
本发明还提出了一种粪料多层发酵箱，包括箱体，所述箱体内包含有上述的一种翻板机构；所述箱体内设置有若干层翻板，所述空心管与所述箱体固定连接，所述主轴另一端与所述箱体转动连接且贯穿所述箱体延伸至外面；每个所述主轴穿出所述箱体部分均固定连接有摇杆，所述摇杆设置在所述箱体外；每个所述摇杆另一端均铰接与同一个连动杆上，所述箱体的外壁连接有油缸，所述油缸与所述连动杆相连。
优选的，所述翻板与所述箱体的内壁滑动接触，所述翻板自上而下共设置有六层。
优选的，位于所述翻板自上而下的第一层、第二层和第六层的空心管内第二空腔的一端穿出箱体且连通有排水管，该排水管与废气处理池相连；位于所述翻板自上而下的第三层、第四层和第五层的空心管内第二空腔的一端穿出箱体且连通有进气阀，每个所述空心管内第二空腔的另一端均闭合。
优选的，所述箱体上端开设有入料口，所述箱体上端还连接有摊平装置；所述箱体底端还开设有出料口，所述出料口下方设置有绞龙输送机。
本发明还提出了一种粪料多层发酵箱的使用方法，包括以下步骤：
S1:在使用时，将物料放入最上层的翻板，启动油缸；
S2:油缸带动连动杆运动，连动杆带动摇杆运动，摇杆进而带动主轴转动，主轴从而带动翻板进行翻转运动，使物料从上一层翻板上滑落到下一层翻板上。
优选的，每次启动油缸的间隔时间为T3时间，物料经由六层翻板发酵6乘T3时间后通过出料口进入绞龙输送机内。
优选的，每间隔T2时间通过进气阀进行一次打气工作，使进气阀内的气体经由第二空腔和第一空腔通过小孔进入自上而下的第三层、第四层和第五层的箱体空间内。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1.本发明通过设置的翻板，其中翻板的横板倾斜设置方便进行导水工作，物料中的水分和部分气体经由横板的小孔排出；任意相邻的侧板相互配合，同时位于两侧的侧板与箱体内壁相配合，承载能力强，更够承受更多的重量，防止因物料过重使翻板发生翻转现象；翻板的侧板相互配合，相邻翻板单元之间的密封性更强，防止物料从相邻翻板的空隙中落下，利于发酵工作的进行。
2.本发明通过采用连动杆、摇杆、主轴和翻板相配合的方式，其中油缸带动连动杆运动，连动杆通过摇杆带动主轴的转动，主轴转动进而带动翻板的转动，从而使物料从装置的上一层翻板进入下一层翻板中，有效实现分层发酵的目的，不同的发酵层，对应不同的发酵时间，极大地提高了发酵的效率，操作简单，经济实用。
3.本发明共设置有六层翻板机构，自上而下的第一层、第二层和第六层翻板的小孔与排水管相连，用于该三层排水排气工作的进行，自上而下的第三层、第四层和第五层翻板的小孔与进气阀相连，用于该三层进气工作的进行，极大地提高了发酵的效率和质量。
附图说明
本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
图1是本发明粪发酵系统整体图；
图2是本发明粪发酵系统上料部分结构放大图；
图3是本发明粪发酵系统出料部分结构放大图；
图4是本发明粪料多层发酵箱结构示意图；
图5是本发明粪料多层发酵箱结构立体图(不包括连动杆部分)；
图6本本发明粪料多层发酵箱的翻板结构示意图；
图7是本发明粪料多层发酵箱的连动杆结构主视图；
图8是本发明粪料多层发酵箱的翻板结构放大图；
图9是本发明图8中小孔结构示意图。
附图标记说明:
1横向传粪带；2斜向传粪带；3搅拌机；4菌种盒；5斜向传稻壳；6斜向传混合料；7摊平装置；8粪料多层发酵箱；9绞龙输送机；10吨包机；11吨包；12螺杆泵；
41箱体；42入料口；43废气处理池；44主轴；45出料口；46油缸；47连动杆；48摇杆；49爬梯；
51翻板；52横板；53侧板；54小孔。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
实施例一
如图4-9所示，本实施例提出了一种粪料多层发酵箱，包括箱体41，箱体41内设置有若干层翻板机构，上述的翻板机构包括翻板51，翻板51包含若干个翻板单元，该翻板单元包括横板52和主轴44；横板52的底端与主轴44固定连接，主轴44位于横板52的下方，横板52倾斜设置，横板52的两端固定连接有倾斜设置的侧板53；在初始状态下，任意相邻两翻板单元相互搭接并使翻板51形成一个用于支撑物料的层面。
侧板53和横板52一体化成型，横板52的左端向上弯折形成左侧的侧板53，横板52的右端向下弯折形成右侧的侧板53，位于横板52两侧的两个侧板53呈中心对称。
翻板单元水平方向均匀间隔分布，主轴44水平方向均匀间隔分布，经实践多次测试，当横板52相对于主轴44倾斜角度为4～5度时，侧板53与横板52的夹角为125～135度时，此时承载能力更强，更够承受更多的重量。
每个主轴44和横板52连接处均开设有小孔54，小孔54贯穿主轴44壁和横板52，每个主轴44内均开设有第一空腔，该第一空腔与小孔54相连通。
每个所述主轴44的一端均铰接于同一根空心管上，空心管开设有第二空腔，每个第一空腔的一端均与第二空腔相连通，每个第一空腔的另一端均闭合。
其中横板52倾斜设置方便进行导水工作，物料中的水分和气体经由横板52的小孔54进入第一空腔内，在通过第一空腔进入第二空腔后排出；任意相邻的侧板53相互配合，同时位于两侧的侧板53与箱体41内壁相配合，承载能力强，更够承受更多的重量，防止因物料过重使翻板51发生翻转现象。
相当于普通的翻板结构来说，本装置所述的翻板51，相邻翻板单元相互配合，承载能力更强，只需要位于两侧的侧板53与箱体41内壁相接触，即可实现翻板51整体的固定，翻板51所承受的重力由每个所述的翻板单元分开承受，有效实现了物料重量的分担。
在相互接触的侧板53的作用下，相邻翻板单元之间的密封性更强，防止物料从相邻翻板的空隙中落下，每一层发酵空间内的发酵环境更好，利于发酵工作的进行。
箱体41内设置有若干层翻板51，空心管与箱体41固定连接，主轴44另一端与箱体41转动连接且贯穿箱体41延伸至外面；每个主轴44穿出箱体41部分均固定连接有摇杆48，摇杆48设置在箱体41外；每个摇杆48另一端均铰接与同一个连动杆47上，连动杆47设置在箱体41外；箱体41的外壁连接有油缸46，油缸46与连动杆47相连。空心管和摇杆48设置在箱体41的两侧，摇杆48与主轴44内第一空腔闭合的一端相连，空心管与主轴44内第一空腔开口的一端相连，第一空腔和第二空腔相连通。
通过油缸46带动连动杆47移动，连动杆47带动摇杆48的移动，摇杆48进而带动主轴44转动，主轴44从而带动翻板51的翻转运动，方便物料从上一层翻板51上滑落到下一层翻板51上。
翻板51与箱体41的内壁滑动接触，翻板51自上而下共设置有六层，标号为第一层翻板至第六层翻板，其中最上方的翻板51为第一层，最下方的翻板51为第六层。每一层翻板机构包括一根空心管，若干个主轴44的第一空腔与同一个空心管内的第二空腔相连。空心管与转轴44铰接，利于转轴44的转动。
位于翻板51自上而下的第一层、第二层和第六层的空心管内第二空腔的一端穿出箱体41且连通有排水管，该排水管与废气处理池43相连；位于翻板51自上而下的第三层、第四层和第五层的空心管内第二空腔的一端穿出箱体41且连通有进气阀，每个空心管内第二空腔的另一端均闭合。其中废气处理池43连接螺杆泵12，螺杆泵12用于输送经废气处理池43处理后的水分和气体等杂质。
排水管包括自上而下的第一层、第二层和第六层空间内的水分和废气，进入废气处理池43后实现净化工作。进气阀与气体输送设备相连，气体输送设备可以为螺杆泵空压机，打开进气阀通过螺杆泵空压机，使空气进入到箱体41自上而下的第三层、第四层和第五层内，方便后续粪发酵工作的进行。
进气阀和排水管这样设置的目的在于，其中位于第一层和第二层的物料还有的水汽比较多，通过第一层和第二层排出多余的水汽，第三层、第四层和第五层进气提高发酵的效率，第六层负责排出剩余的水汽，得到质量更好的成品；这样设置使排水、排气和进气的效率更高，利于每次发酵工作的进行，极大地提高了发酵的效率和质量。
箱体41上端开设有入料口42，箱体41上端还连接有摊平装置7；箱体41底端还开设有出料口45，出料口45下方设置有绞龙输送机9。其中摊平装置7用于使从入料口42进入到最上层翻板51上物料摊平的工作，使该层的物料平均分布为翻板51上，利于后续发酵工作的进行。绞龙输送机9用于传输发酵完成后的物料。箱体41外还固定设置有爬梯49。
还包括用于控制装置整体运行的控制器。
实施例二
如图4-9所示，其它结构同实施例一相同，不同之处在于，在本实施例中，考虑到每层翻板51形成的空间内温度和湿度需要进行相应的测量。
任意相邻两层翻板51之间设置有与箱体41相连的温度传感器和湿度传感器，温度传感器用于测量每层发酵空间的温度，湿度传感器用于测量每层发酵空间的湿度。其中，位于第三层、第四层和第五层的翻板空间内的湿度应保持小于百分之45，温度应保持在60摄氏度左右，箱体41外侧设置用保温层，起到保温的作用。
本发明还提出了一种粪料多层发酵箱的使用方法，采用本实施例所述的一种粪料多层发酵箱，包括以下步骤：
S1:在使用时，将物料放入最上层的翻板51，启动油缸46；
S2:油缸46带动连动杆47运动，连动杆47带动摇杆48运动，摇杆48进而带动主轴44转动，主轴44从而带动翻板51进行翻转运动，使物料从上一层翻板51上滑落到下一层翻板51上。
每次启动油缸46的间隔时间T3时间为24小时，物料经由六层翻板51发酵144个小时后通过出料口45进入绞龙输送机9内。
进气阀每间隔T2时间为6个小时进行一次打气工作，为好氧微生物提供充足的氧气同时可使粪污中的固体物保持悬浮状态,增加气体在粪污中的停留时间,有效利用空气中的氧。粪污中的微生物在适宜的环境条件下被激活,进行好氧发酵。使进气阀内的气体经由第二空腔和第一空腔通过小孔54进入自上而下的第三层、第四层和第五层的箱体41空间内。
发酵周期一般为六天左右,也就是第一天加入的畜禽粪便,六天后完全腐熟排出。投入粪便后经过一段时间开始发酵,温度上升到60℃～70℃(甚至达到80℃以上),经过三-五天,温度渐渐下降,到六天左右完全发酵,水分含量保持35％左右,成为深褐色发酵肥。因此，翻板51设置有六层，每一层翻板51对应不同天数的发酵状态，从而利于发酵工作的进行，有效提高发酵的效率。物料在每一层翻板51上停留的时间为二十四小时，实现逐级发酵。从上到下每一层翻板51分别对应发酵状态的第一天到第六天。
实施例三
如图1-9所示，本实施例提出了一种分层式粪发酵系统，包括：控制器，该控制器用于控制装置的整体运行。
斜向传粪带2，斜向传粪带2与横向传粪带1相连，其中横向传粪带1与养殖笼相连，养殖笼内的家禽粪便经由横向传粪带1输送到斜向传粪带2上。
搅拌机3，搅拌机3的上方设置有菌种盒4、斜向传粪带2和斜向传稻壳带5，搅拌机3与菌种盒4相连，斜向传粪带2与横向传粪带1相连用于输送养殖笼内的粪便。在搅拌机3内加入适量的菌种后，搅拌机3用于搅拌粪料和稻壳。
搅拌机3出口部分连接有斜向传混合料带6，斜向传混合料带6用于输送搅拌后的物料，其中搅拌机3出口处设置有霍尔开关，霍尔开关与控制器相连，当搅拌机3搅拌完成后，出口打开，霍尔开关检测到出口打开后传递相应的信号给控制器，控制器控制斜向传混合料带6开始工作。
粪料多层发酵箱8采用实施例二所述的一种粪料多层发酵箱，其中当物料通过斜向传混合料带6进入粪料多层发酵箱8后，摊平装置7开始工作，摊平装置7用于使物料在最上层的翻板51上摊平，摊平装置7可以采用常规的摊平机，使物料均匀的分布在翻板51上。粪料多层发酵箱8还包括入料口42，斜向传混合料带6设置在入料口42上方，斜向传混合料带6输送的物料经由入料口42进入翻板51上。
粪料多层发酵箱8的出料口45下方设置有绞龙输送机9，绞龙输送机9另一端连接有吨包机10，绞龙输送机9用于将发酵完成后的物料输送进吨包机10内，吨包机10将该物料打包成吨包11方便运输和储存。
横向传粪带1、斜向传粪带2、搅拌机3、斜向传稻壳带带5、斜向传混合料带6、摊牌装置7、油缸46、绞龙输送机9和吨包机10均与控制器相连。
实施例四
如图1-9所示，其它结构同实施例三相同，不同之处在于，在本实施例中，考虑到加入搅拌机3内的物料，物料的体积没有较为精准的数值，通常是靠传送带的速度来进行控制。
因此在搅拌机3和斜向传粪带2连接处设置有料位传感器，搅拌机3和斜向传稻壳带5连接处也设置有料位传感器，料位传感器与控制器相连，料位传感器用于测量输送的粪料和稻壳的体积。任意相邻两层翻板51之间还设置有与箱体41相连的温度传感器和湿度传感器，温度传感器和湿度传感器与控制器相连。
本发明还提出了一种发酵方法，采用实施例四所述的一种粪料多层发酵箱，包括以下步骤：
S1:首先，控制器控制斜向传粪带2和斜向传稻壳带5启动，斜向传粪带2将粪料输送到搅拌机3内，斜向传稻壳带5将稻壳输送到搅拌机3内，物料加入到搅拌机的顺序为，先加入稻壳再加入粪料最后加入菌种，稻壳、粪料、菌种加入的间隔时间为T0，其中加入到搅拌机3内的稻壳与粪料的体积比例为M0，每立方米粪料和稻壳混合物加入菌种量为N0，控制器控制搅拌机3搅拌时间为T1；
S2：搅拌完成后，控制器控制搅拌机3停止工作，斜向传混合料带6开始工作，通过斜向传混合料带6将搅拌完成后的物料输送到粪料多层发酵箱8最上层的翻板51上，经过T3时间的发酵工作后，控制器控制油缸46开始工作；
S3:油缸46带动连动杆47运动，连动杆47带动摇杆48运动，摇杆48进而带动主轴44转动，主轴44从而带动翻板51进行翻转运动，使物料从上一层翻板51上滑落到下一层翻板51上；
S4：每次翻板51的发酵时间为T3时间，每经过T3时间控制器控制油缸46工作一次，使位于该层翻板51上的物料，进入到下一层翻板51上，经过若干层翻板51的发酵工作，物料通过出料口45进入绞龙输送机9上，通过绞龙输送机9进入吨包机10进行吨包的工作，打包完成后的物料存放T4时间继续发酵后，即可完成发酵工作。
步骤S4中：翻板51共设置有六层，每间隔T3时间油缸工作一次，物料经由六层翻板51发酵6乘T3时间后通过出料口45进入绞龙输送机9内。
其中，稻壳与粪料的体积比例M0为1:2，每立方米粪料和稻壳混合物加入菌种量N0为500克，稻壳、粪料、菌种加入的间隔时间T0为1分钟，搅拌时间T1为9～15分钟，其中T3为24个小时，物料经由六层翻板51发酵144个小时，打包完成后的物料存放时间T4为30天。
自上而下的第一层、第二层和第六层翻板51的小孔54进行排水和排气工作，位于所述三层翻板51内的水分和气体经由第一空腔和第二空腔通过排水管进入废气处理池43内。
每间隔T5时间通过进气阀进行一次打气工作，T5为6个小时，打气的时间为T2，使进气阀内的气体经由第二空腔和第一空腔通过小孔54进入自上而下的第三层、第四层和第五层的箱体41空间内。其中每次打气时间T2为10分钟。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨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，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (10)

1.一种翻板机构，包括翻板(51)，其特征在于，所述翻板(51)包含若干个翻板单元，该翻板单元包括横板(52)和主轴(44)；所述横板(52)的底端与所述主轴(44)固定连接，所述横板(52)倾斜设置，所述横板(52)的两端固定连接有倾斜设置的侧板(53)；在初始状态下，任意相邻两翻板单元相互搭接并使所述翻板(51)形成一个层面。
2.根据权利要求1所述的一种翻板机构，其特征在于，每个所述主轴(44)和所述横板(52)连接处均开设有小孔(54)，所述小孔(54)贯穿所述主轴(44)壁和所述横板(52)，每个所述主轴(44)内均开设有第一空腔，该第一空腔与所述小孔(54)相连通。
3.根据权利要求2所述的一种翻板机构，其特征在于，每个所述主轴(44)的一端均铰接于同一根空心管上，所述空心管开设有第二空腔，每个所述第一空腔的一端均与所述第二空腔相连通，每个所述第一空腔的另一端均闭合。
4.一种粪料多层发酵箱，包括箱体(41)，其特征在于，所述箱体(41)内包含有权利要求3所述的一种翻板机构；所述箱体(41)内设置有若干层翻板(51)，所述空心管与所述箱体(41)固定连接，所述主轴(44)与所述箱体(41)转动连接且贯穿所述箱体(41)延伸至外面；每个所述主轴(44)穿出所述箱体(41)部分均固定连接有摇杆(48)，所述摇杆(48)设置在所述箱体(41)外；每个所述摇杆(48)另一端均铰接与同一个连动杆(47)上，所述箱体(41)的外壁连接有油缸(46)，所述油缸(46)与所述连动杆(47)相连。
5.根据权利要求4所述的一种粪料多层发酵箱，其特征在于，所述翻板(51)与所述箱体(41)的内壁滑动接触，所述翻板(51)自上而下共设置有六层。
6.根据权利要求5所述的一种粪料多层发酵箱，其特征在于，位于所述翻板(51)自上而下的第一层、第二层和第六层的空心管内第二空腔的一端穿出箱体(41)且连通有排水管，该排水管与废气处理池(43)相连；位于所述翻板(51)自上而下的第三层、第四层和第五层的空心管内第二空腔的一端穿出箱体(41)且连通有进气阀，每个所述空心管内第二空腔的另一端均闭合。
7.根据权利要求4所述的一种粪料多层发酵箱，其特征在于，所述箱体(41)上端开设有入料口(42)，所述箱体(41)上端还连接有摊平装置(7)；所述箱体(41)底端还开设有出料口(45)，所述出料口(45)下方设置有绞龙输送机(9)。
8.一种粪料多层发酵箱的使用方法，其特征在于，采用根据权利要求4-7任一项所述的一种粪料多层发酵箱，其特征在于，包括以下步骤：
S1:在使用时，将物料放入最上层的翻板(51)，启动油缸(46)；
S2:油缸(46)带动连动杆(47)运动，连动杆(47)带动摇杆(48)运动，摇杆(48)进而带动主轴(44)转动，主轴(44)从而带动翻板(51)进行翻转运动，使物料从上一层翻板(51)上滑落到下一层翻板(51)上。
9.根据权利要求8所述的一种粪料多层发酵箱的使用方法，其特征在于，每次启动油缸(46)的间隔时间为T3时间，物料经由六层翻板(51)发酵6乘T3时间后通过出料口(45)进入绞龙输送机(9)内。
10.根据权利要求8所述的一种粪料多层发酵箱的使用方法，其特征在于，每间隔T2时间通过进气阀进行一次打气工作，使进气阀内的气体经由第二空腔和第一空腔通过小孔(54)进入自上而下的第三层、第四层和第五层的箱体(41)空间内。
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