CN113336587B - 一种有机肥发酵装置及其使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种有机肥发酵装置及其使用方法，发酵装置包括发酵壳体、转动结构、搅拌结构。发酵壳体顶部设有进料结构，进料结构顶部设有通孔，进料结构包括至少两个进粪口、水管、氧气管；转动结构包括转动电机；搅拌结构设于发酵壳体内，搅拌结构包括搅拌杆及两个搅拌叶，搅拌杆顶部贯穿通孔连接转动电机的输出轴，搅拌杆内部中空设置，且在竖直方向上设有隔板，隔板将搅拌杆内部分为水腔和氧气腔，水腔连通水管，水腔侧壁设有两列排水孔，氧气腔连通氧气管，氧气腔侧壁设有两列通气孔，拌叶上设有若干贯穿孔，贯穿孔内均设有刀片。缩短发酵时长，提高生产效率，使粪便发酵均匀，保证有机肥的质量统一。

Description

一种有机肥发酵装置及其使用方法

技术领域

本发明涉及有机肥生产技术领域，尤其涉及一种有机肥发酵装置及其使用方法。

背景技术

有机肥富含作物生长所需的营养物质，可以改良土壤，改善作物品质，提高作物产量。现有技术中，因为动物粪便中氮、磷酸、钙等化学成分较多，故常利用动物粪便与秸秆制得有机肥，这样不仅能有效地变废为宝，同时还可避免和治理日益严重的环境污染。在有机肥的生产过程中，发酵是最为重要的步骤，利用发酵步骤可以达到杀灭病虫害、增加养分的效果。

但是，现在大多数的发酵装置在使用时，秸秆粉碎后，直接将动物粪便与秸秆投入发酵罐进行搅拌，然后注入水和氧气来辅助发酵，这种方式存在较多的问题，比如发酵过程较长、生产效率低；虽然也使用了搅拌器，但水分大多聚集在发酵罐下层，无法浸润上层的粪便；氧气也和中心部的粪便接触不充分，尤其是发酵罐底部的粪便一般很难被搅拌均匀，也无法吸收氧气，导致最后的有机肥出现板结现象。

发明内容

为解决现有技术不足，本发明提供一种有机肥发酵装置及其使用方法，对搅拌结构进行改造，将水和氧气从发酵壳体的中心处注入到粪便中，随着搅拌使粪便与水和氧气充分接触，缩短发酵时长，提高生产效率，使粪便发酵均匀，保证有机肥的质量统一。

为了实现本发明的目的，拟采用以下方案：

一种有机肥发酵装置，包括发酵壳体、转动结构、搅拌结构。

发酵壳体顶部设有进料结构，进料结构顶部设有通孔，进料结构包括至少两个进粪口、水管、氧气管；

转动结构设于进料结构上方，转动结构包括转动电机，转动电机设于支撑架；

搅拌结构设于发酵壳体内，搅拌结构包括搅拌杆及设于搅拌杆的两个搅拌叶，搅拌杆顶部贯穿通孔连接转动电机的输出轴，搅拌杆内部中空设置，且在竖直方向上设有隔板，隔板将搅拌杆内部分为水腔和氧气腔，水腔连通水管，水腔侧壁设有两列排水孔，氧气腔连通氧气管，氧气腔侧壁设有两列通气孔，两个搅拌叶关于隔板对称设置，搅拌叶上设有若干贯穿孔，贯穿孔内均设有刀片。

进一步的，还包括调控系统，调控系统包括水含量传感器，氧含量传感器、温度控制器、PLC，水含量传感器设于水管，用于监测发酵壳体内的水含量，将水含量数值发送至PLC；氧含量传感器设于氧气管，用于监测发酵壳体内的氧含量，将氧含量数值发送至PLC；温度控制器设于进料结构侧壁，用于监测发酵壳体内的温度，将温度数值发送至PLC；PLC用于接收水含量数值、氧含量数值、温度数值，根据接收的数据，进行相应的调控。

进一步的，搅拌叶底部设有若干搅拌条，两个搅拌条之间设有预设间隔，且搅拌条底部低于搅拌杆。

进一步的，水管一端连接水箱和水泵，另一端设有弧形板，水管贯穿弧形板与水腔连通，且弧形板与水腔外侧壁转动配合。

进一步的，氧气管一端连接氧气瓶和氧气泵，另一端设有弧形板，氧气管贯穿弧形板与氧气腔连通，且弧形板与氧气腔外侧壁转动配合。

进一步的，两列排水孔位于搅拌叶两侧，且两列排水孔紧贴隔板设置。

进一步的，两列通气孔位于搅拌叶两侧，且两列通气孔紧贴隔板设置。

进一步的，搅拌杆设置为双层壁，双层壁包括外环和内环，外环和内环之间设有预设间隔，内环底部封闭设置，外环底部开口设置。

一种有机肥发酵装置使用方法，采用上述的有机肥发酵装置，将禽畜粪便进行发酵处理，发酵装置具体的使用方法包括以下步骤：

投料阶段：将禽畜粪便和配料按照一定比例从进粪口投入发酵壳体，禽畜粪便和配料的投入量不能超过搅拌叶的高度，其中，配料包括植物根茎叶的一种或多种；

注水阶段：打开水泵的控制开关，将预设体积的水通过水管注入水腔；注水完成后，等待预设时间段，再开启转动电机，通过转动电机带动搅拌杆，从而使两个搅拌叶转动，转动电机转动预设圈数后停止；

注氧阶段：打开氧气泵的控制开关，将预设体积的氧气通过氧气管注入氧气腔；氧气注入完成后，立刻开启转动电机，转动电机转动预设圈数后停止；

搅拌阶段：每间隔预设时间段，开启转动电机，转动电机转动预设圈数后停止；

发酵阶段：每间隔预设时间段，重复注水阶段、注氧阶段、搅拌阶段；

发酵完成阶段。

一种有机肥发酵装置使用方法，采用上述的有机肥发酵装置，将禽畜粪便进行发酵处理，发酵装置具体的使用方法包括以下步骤：

投料阶段：将禽畜粪便和配料按照一定比例从进粪口投入发酵壳体，禽畜粪便和配料的投入量不能超过搅拌叶的高度，其中，配料包括植物根茎叶的一种或多种；

注水阶段：PLC自动打开水泵的控制开关，将预设体积的水通过水管注入水腔；注水完成后，等待预设时间段，PLC开启转动电机，通过转动电机带动搅拌杆，从而使两个搅拌叶转动，转动电机转动预设圈数后停止；

注氧阶段：注水阶段完成后，PLC关闭水泵，自动打开氧气泵的控制开关，将预设体积的氧气通过氧气管注入氧气腔；氧气注入完成后，PLC立刻开启转动电机，转动电机转动预设圈数后停止；

调控发酵阶段：第一次注氧阶段完成后，处于等待发酵期，此时水含量传感器，氧含量传感器、温度控制器分别时刻监测发酵壳体内的水含量数值、氧含量数值及温度数值，并将监测数值均发送至PLC；

当水含量数值低于预设值时，PLC自动打开水泵的控制开关进行补水，然后开启转动电机，转动电机转动预设圈数后停止；

当氧含量低于预设值时，PLC自动打开氧气泵的控制开关进行补氧，然后开启转动电机，转动电机转动预设圈数后停止；

当温度数值超出预设温度范围时，PLC自动调控温度控制器进行降温或升温；

发酵完成阶段。

本发明的有益效果在于：

1、与现有技术中的直接注水和注氧方式不同，本发明将搅拌杆进行了改造，搅拌杆内部中空设置，隔板将搅拌杆内部分为水腔和氧气腔，水腔连通水管，氧气腔连通氧气管，搅拌杆上设有若干排水孔和通气孔，将水和氧气从发酵壳体的中心处注入到粪便中，随着搅拌使粪便与水和氧气充分接触，从而得到充分的发酵。

2、现有技术大多采用螺旋式的搅拌器，本发明采用板状的转动结构，在搅拌叶上设有若干贯穿孔，贯穿孔内均设有刀片，转动电机带动搅拌叶转动时，搅拌叶不仅具有搅拌功能，还能进一步的将成块或者粪便、配料切碎。

3、现有技术中，发酵壳体底部的粪便往往沉积在最深处，无法充分搅拌，氧气也无法充分渗进粪便中，本发明为了充分搅拌发酵壳体底部的粪便，同时又要防止搅拌叶划伤发酵壳体底壁，搅拌叶底部设有若干搅拌条，两个搅拌条之间设有预设间隔，且搅拌条底部低于搅拌杆，防止底部的粪便出现板结现象。

4、水管一端连接水箱和水泵，另一端设有弧形板，水管贯穿弧形板与水腔连通，且弧形板与水腔外侧壁转动配合，氧气管一端连接氧气瓶和氧气泵，另一端设有弧形板，氧气管贯穿弧形板与氧气腔连通，且弧形板与氧气腔外侧壁转动配合，通过这种方式，搅拌杆转动时，弧形既能与搅拌杆转动配合，又起到封闭作用，防止搅拌杆内的氧气或者水流从连通处泄漏，从而保证水和氧气完全注入到粪便中。

5、搅拌杆设置为双层壁，这种双层壁结构可以防止粪便堵塞排水孔或者通气孔而影响发酵，比如当粪便从外环的通气孔被挤压进搅拌杆内时，由于外环和内环之间设有预设间隔，外环底部开口设置，且搅拌杆距离发酵壳体底部也有一定高度，所以粪便可沿外环腔往下掉落出去。

6、本发明可以采用全自动的发酵方式，节省人工监测发酵的成本，而且更加精准的控制发酵时间、温度、氧含量和水含量，缩短发酵时长，提高生产效率，使粪便发酵均匀，保证有机肥的质量统一。

附图说明

图1为本发明实施例1的发酵装置外部结构图；

图2为本发明实施例1的转动结构结构图；

图3为本发明实施例1的发酵壳体内部结构图；

图4为本发明实施例1的弧形板结构图；

图5为本发明实施例1的搅拌叶结构图；

图6为本发明实施例1的外环和内环结构图；

图7为本发明实施例1的发酵装置内部结构示意图；

图8为本发明实施例2的调控系统连接图；

图9为本发明实施例3的发酵装置使用方法流程图；

图10为本发明实施例4的发酵装置使用方法流程图。

具体实施方式

实施例1

如图1、图7所示，本实施例提供了一种有机肥发酵装置，包括发酵壳体1、转动结构2、搅拌结构3。

具体的，发酵壳体1顶部设有进料结构4，进料结构4顶部设有通孔41，进料结构4包括两个进粪口42、水管43、氧气管44，两个进粪口42对称设置，发酵壳体1内用于容纳粪便及粪便发酵所需的配料。

具体的，转动结构2设于进料结构4上方，转动结构2包括转动电机21，转动电机21设于支撑架，本实施例中支撑架属于常规结构，不再具体赘述。

具体的，如图3所示，搅拌结构3设于发酵壳体1内，搅拌结构3包括搅拌杆5及设于搅拌杆5的两个搅拌叶6，搅拌杆5顶部贯穿通孔41连接转动电机21的输出轴，搅拌杆5与通孔41转动配合，如图2所示，搅拌杆5内部中空设置，且在竖直方向上设有隔板7，隔板7将搅拌杆5内部分为水腔51和氧气腔52，水腔51连通水管43，氧气腔52连通氧气管44。

具体的，如图2所示，水腔51侧壁设有两列排水孔511，氧气腔52侧壁设有两列通气孔521，两个搅拌叶6关于隔板7对称设置，如图5所示，搅拌叶6上设有若干贯穿孔61，贯穿孔61内均设有刀片62，优选的，贯穿孔61错位排列，有利于充分搅拌或者搅碎发酵壳体1内的粪便及配料。

更具体的，因为现有技术中，发酵壳体1底部的粪便往往沉积在最深处，无法充分搅拌，水或氧气也无法充分渗进粪便中，本实施例为了充分搅拌发酵壳体1底部的粪便，同时又要防止搅拌叶6划伤发酵壳体1底壁，搅拌叶6底部设有若干搅拌条8，两个搅拌条8之间设有预设间隔，且搅拌条8底部低于搅拌杆5。

更具体的，如图4所示，水管43一端连接水箱和水泵，另一端设有弧形板431，水管43贯穿弧形板431与水腔51连通，且弧形板431与水腔51外侧壁转动配合，氧气管44一端连接氧气瓶和氧气泵，另一端设有弧形板431，氧气管44贯穿弧形板431与氧气腔52连通，且弧形板431与氧气腔52外侧壁转动配合，通过这种方式，搅拌杆5转动时，弧形板431既能与搅拌杆5转动配合，又起到封闭作用，防止搅拌杆5内的氧气或者水流从连通处泄漏。

更具体的，为了进一步提高粪便与水或者氧气的接触面积，使粪便发酵均匀两列排水孔511位于搅拌叶6两侧，且两列排水孔511紧贴隔板7设置，两列通气孔521位于搅拌叶6两侧，且两列通气孔521紧贴隔板7设置。

更具体的，如图6所示，搅拌杆5设置为双层壁，双层壁包括外环5a和内环5b，外环5a和内环5b之间设有预设间隔，内环5b底部封闭设置，外环5a底部开口设置，外环5a和内环5b均设有排水孔511和通气孔521，优选的，外环5a和内环5b上排水孔511不在同一条半径线上，既错位排列，同理通气孔521也错位排列，这种双层壁结构可以防止粪便堵塞排水孔511或者通气孔521而影响发酵，比如当粪便从外环5a的通气孔521被挤压进搅拌杆5内时，由于外环5a和内环5b之间设有预设间隔，外环5a底部开口设置，且搅拌杆5距离发酵壳体1底部也有一定高度，所以粪便可沿外环5a腔往下掉落出去。

实施例2

如图8所示，本实施例2提供的另一种有机肥发酵装置，与实施例1的结构基本相同，相同之处不再赘述，不同之处在于：还包括调控系统。

调控系统包括水含量传感器，氧含量传感器、温度控制器、PLC，水含量传感器设于水管43，用于监测发酵壳体1内的水含量，将水含量数值发送至PLC；氧含量传感器设于氧气管44，用于监测发酵壳体1内的氧含量，将氧含量数值发送至PLC；温度控制器设于进料结构4侧壁，用于监测发酵壳体1内的温度，将温度数值发送至PLC；PLC用于接收水含量数值、氧含量数值、温度数值，根据接收的数据，进行相应的调控。

实施例3

如图9所示，本实施例提供了一种有机肥发酵装置使用方法，采用实施例1所述的有机肥发酵装置，将禽畜粪便进行发酵处理，发酵装置具体的使用方法包括以下步骤：

投料阶段：将禽畜粪便和配料按照一定比例从进粪口42投入发酵壳体1，禽畜粪便和配料的投入量不能超过搅拌叶6的高度，其中，配料包括植物根茎叶的一种或多种；

注水阶段：打开水泵的控制开关，将预设体积的水通过水管43注入水腔51；注水完成后，等待预设时间段，再开启转动电机21，通过转动电机21带动搅拌杆5，从而使两个搅拌叶6转动，转动电机21转动预设圈数后停止；

注氧阶段：打开氧气泵的控制开关，将预设体积的氧气通过氧气管44注入氧气腔52；氧气注入完成后，立刻开启转动电机21，转动电机21转动预设圈数后停止；

搅拌阶段：每间隔预设时间段，开启转动电机21，转动电机21转动预设圈数后停止；

发酵阶段：每间隔预设时间段，重复注水阶段、注氧阶段、搅拌阶段；

发酵完成阶段。

本实施例使用时，先将配料初步切碎处理再投入发酵壳体1；然后先注入水，将粪便和配料浸润一段时间，再启动转动电机21，便于搅拌；然后注入氧气，边搅拌边将氧气混入到粪便中，使其充分发酵；发酵过程中需要暂停搅拌，给予粪便充足的时间进行反应，所以间歇性的重复注水阶段、注氧阶段、搅拌阶段，间歇性的开启转动电机21。

实施例4

如图10所示，本实施例提供了另一种有机肥发酵装置使用方法，采用实施例2所述的有机肥发酵装置，将禽畜粪便进行发酵处理，发酵装置具体的使用方法包括以下步骤：

投料阶段：将禽畜粪便和配料按照一定比例从进粪口42投入发酵壳体1，禽畜粪便和配料的投入量不能超过搅拌叶6的高度，其中，配料包括植物根茎叶的一种或多种；

注水阶段：PLC自动打开水泵的控制开关，将预设体积的水通过水管43注入水腔51；注水完成后，等待预设时间段，PLC开启转动电机21，通过转动电机21带动搅拌杆5，从而使两个搅拌叶6转动，转动电机21转动预设圈数后停止；

注氧阶段：注水阶段完成后，PLC关闭水泵，自动打开氧气泵的控制开关，将预设体积的氧气通过氧气管44注入氧气腔52；氧气注入完成后，PLC立刻开启转动电机21，转动电机21转动预设圈数后停止；

调控发酵阶段：第一次注氧阶段完成后，处于等待发酵期，此时水含量传感器，氧含量传感器、温度控制器分别时刻监测发酵壳体1内的水含量数值、氧含量数值及温度数值，并将监测数值均发送至PLC；

当水含量数值低于预设值时，PLC自动打开水泵的控制开关进行补水，然后开启转动电机21，转动电机21转动预设圈数后停止；

当氧含量低于预设值时，PLC自动打开氧气泵的控制开关进行补氧，然后开启转动电机21，转动电机21转动预设圈数后停止；

当温度数值超出预设温度范围时，PLC自动调控温度控制器进行降温或升温；

发酵完成阶段。

本实施例采用全自动的发酵方式，节省人工监测发酵的成本，而且更加精准的控制发酵时间、温度、氧含量和水含量，使粪便发酵均匀，保证有机肥的质量统一。

以上实施例仅用于说明本发明的技术思想及特点，并不表示是唯一的或是限制本发明。本领域技术人员应理解，在不脱离本发明的范围情况下，对本发明进行的各种改变或同等替换，均属于本发明保护的范围。

Claims (3)

1.一种有机肥发酵装置，其特征在于，包括发酵壳体（1）、转动结构（2）、搅拌结构（3）；

所述发酵壳体（1）顶部设有进料结构（4），所述进料结构（4）顶部设有通孔（41），所述进料结构（4）包括至少两个进粪口（42）、水管（43）、氧气管（44）；

所述转动结构（2）设于所述进料结构（4）上方，所述转动结构（2）包括转动电机（21），所述转动电机（21）设于支撑架；

所述搅拌结构（3）设于所述发酵壳体（1）内，所述搅拌结构（3）包括搅拌杆（5）及设于所述搅拌杆（5）的两个搅拌叶（6），所述搅拌杆（5）顶部贯穿所述通孔（41）连接所述转动电机（21）的输出轴，所述搅拌杆（5）内部中空设置，且在竖直方向上设有隔板（7），所述隔板（7）将所述搅拌杆（5）内部分为水腔（51）和氧气腔（52），所述水腔（51）连通所述水管（43），所述水管（43）一端连接水箱和水泵，另一端设有弧形板（431），所述水管（43）贯穿所述弧形板（431）与所述水腔（51）连通，且所述弧形板（431）与所述水腔（51）外侧壁转动配合，所述水腔（51）侧壁设有两列排水孔（511），所述氧气腔（52）连通所述氧气管（44），所述氧气管（44）一端连接氧气瓶和氧气泵，另一端设有所述弧形板（431），所述氧气管（44）贯穿所述弧形板（431）与所述氧气腔（52）连通，且所述弧形板（431）与所述氧气腔（52）外侧壁转动配合，所述氧气腔（52）侧壁设有两列通气孔（521），两个所述搅拌叶（6）关于所述隔板（7）对称设置，所述搅拌叶（6）上设有若干贯穿孔（61），所述贯穿孔（61）内均设有刀片（62）；

所述搅拌杆（5）设置为双层壁，所述双层壁包括外环（5a）和内环（5b），所述外环（5a）和所述内环（5b）之间设有预设间隔，所述内环（5b）底部封闭设置，所述外环（5a）底部开口设置，且外环（5a）和内环（5b）之间通过隔板（7）连接，外环（5a）和内环（5b）均设有排水孔（511）和通气孔（521）；

还包括调控系统，所述调控系统包括水含量传感器，氧含量传感器、温度控制器、PLC，所述水含量传感器设于所述水管（43），用于监测所述发酵壳体（1）内的水含量，将所述水含量数值发送至所述PLC；所述氧含量传感器设于所述氧气管（44），用于监测所述发酵壳体（1）内的氧含量，将所述氧含量数值发送至所述PLC；所述温度控制器设于所述进料结构（4）侧壁，用于监测所述发酵壳体（1）内的温度，将所述温度数值发送至所述PLC；所述PLC用于接收所述水含量数值、所述氧含量数值、所述温度数值，根据接收的数据，进行相应的调控；

所述搅拌叶（6）底部设有若干搅拌条（8），两个所述搅拌条（8）之间设有预设间隔，且所述搅拌条（8）底部低于所述搅拌杆（5）；

两列所述排水孔（511）位于所述搅拌叶（6）两侧，且两列所述排水孔（511）紧贴所述隔板（7）设置；

两列所述通气孔（521）位于所述搅拌叶（6）两侧，且两列所述通气孔（521）紧贴所述隔板（7）设置。

2.一种有机肥发酵装置使用方法，其特征在于，采用如权利要求1所述的有机肥发酵装置，将禽畜粪便进行发酵处理，所述发酵装置具体的使用方法包括以下步骤：

投料阶段：将禽畜粪便和配料按照一定比例从所述进粪口（42）投入所述发酵壳体（1），禽畜粪便和配料的投入量不能超过所述搅拌叶（6）的高度，其中，所述配料包括植物根茎叶的一种或多种；

注水阶段：打开所述水泵的控制开关，将预设体积的水通过所述水管（43）注入所述水腔（51）；注水完成后，等待预设时间段，再开启所述转动电机（21），通过所述转动电机（21）带动所述搅拌杆（5），从而使两个所述搅拌叶（6）转动，所述转动电机（21）转动预设圈数后停止；

注氧阶段：打开所述氧气泵的控制开关，将预设体积的氧气通过所述氧气管（44）注入所述氧气腔（52）；氧气注入完成后，立刻开启所述转动电机（21），所述转动电机（21）转动预设圈数后停止；

搅拌阶段：每间隔预设时间段，开启所述转动电机（21），所述转动电机（21）转动预设圈数后停止；

发酵阶段：每间隔预设时间段，重复注水阶段、注氧阶段、搅拌阶段；

发酵完成阶段。

3.一种有机肥发酵装置使用方法，其特征在于，采用如权利要求1所述的有机肥发酵装置，将禽畜粪便进行发酵处理，所述发酵装置具体的使用方法包括以下步骤：

投料阶段：将禽畜粪便和配料按照一定比例从所述进粪口（42）投入所述发酵壳体（1），禽畜粪便和配料的投入量不能超过所述搅拌叶（6）的高度，其中，所述配料包括植物根茎叶的一种或多种；

注水阶段：所述PLC自动打开所述水泵的控制开关，将预设体积的水通过所述水管（43）注入所述水腔（51）；注水完成后，等待预设时间段，所述PLC开启所述转动电机（21），通过所述转动电机（21）带动所述搅拌杆（5），从而使两个所述搅拌叶（6）转动，所述转动电机（21）转动预设圈数后停止；

注氧阶段：注水阶段完成后，所述PLC关闭所述水泵，自动打开所述氧气泵的控制开关，将预设体积的氧气通过所述氧气管（44）注入所述氧气腔（52）；氧气注入完成后，所述PLC立刻开启所述转动电机（21），所述转动电机（21）转动预设圈数后停止；

调控发酵阶段：第一次注氧阶段完成后，处于等待发酵期，此时所述水含量传感器，所述氧含量传感器、所述温度控制器分别时刻监测所述发酵壳体（1）内的水含量数值、氧含量数值及温度数值，并将监测数值均发送至所述PLC；

当水含量数值低于预设值时，所述PLC自动打开所述水泵的控制开关进行补水，然后开启所述转动电机（21），所述转动电机（21）转动预设圈数后停止；

当氧含量低于预设值时，所述PLC自动打开所述氧气泵的控制开关进行补氧，然后开启所述转动电机（21），所述转动电机（21）转动预设圈数后停止；

当温度数值超出预设温度范围时，所述PLC自动调控所述温度控制器进行降温或升温；

发酵完成阶段。

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