CN115197002B - 一种具有内循环效果的微生物肥料发酵罐 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种具有内循环效果的微生物肥料发酵罐，属于微生物肥料加工领域，一种具有内循环效果的微生物肥料发酵罐，包括发酵罐罐体和反应盒，所述发酵罐罐体的顶部一侧安装有反应盒，所述反应盒的内部安装有内筒，所述内筒的内部填充有自养生物菌液，所述内筒的底壁贯穿安装有进气管和排放管，所述内筒的顶部安装有硅胶顶板，所述反应盒的内部贯穿安装有供氧软管；所述发酵罐罐体的顶部安装有搅拌电机，所述搅拌电机的输出端连接有转杆，所述转杆的表面套接有转筒，在发酵过程中通过将生成的CO2排放至内筒中与自养生物菌液反应，实现碳元素在发酵过程中的内循环，并通过相应有机物或者无机盐的增加，加强发酵后肥料的肥力，加强发酵质量。
Description
技术领域
本发明涉及微生物肥料加工领域，更具体地说，涉及一种具有内循环效果的微生物肥料发酵罐。
背景技术
微生物肥料主要起间接营养的作用，通过发酵处理后生成的产物，能够增加土壤肥力并能够减少化肥的使用，能有效减少土地板结的可能，有效改善土壤结构，从而保证种植收割的效率和种植产物的质量，因此微生物肥料在种植业中广泛推广使用开来，作为与种植业相关联的化肥企业，需要对微生物肥料发酵设备进行相应的改善以满足肥料质量提升和发酵生产成本的降低等需求。
现有的微生物肥料发酵罐在工作时，大多将原料直接堆积在密封的发酵罐内进行直接发酵，或者直接堆积形成料堆进行较为粗糙的发酵，发酵的产物CO2几乎都是直接排放，不仅对环境具有干扰，且对CO2无法进行有效的利用，使得发酵效率和发酵质量较低，此外发酵过程中，密封的发酵罐内大多只进行单一的搅拌操作，使得罐体上下层的物料难以实现有效的翻堆处理，发酵效率受到限制，而料堆发酵过程中需要人力翻堆，使得发酵成本增加。
为此我们提出一种具有内循环效果的微生物肥料发酵罐来接触上述问题。
发明内容
1.要解决的技术问题
针对现有技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种具有内循环效果的微生物肥料发酵罐，在发酵过程中通过将生成的CO2排放至内筒中与自养生物菌液反应，不仅能实现CO2的固化处理，还能在发酵结束后将生成的带有相应有机物或者无机盐的自养生物菌液排放至发酵罐罐体内部，与发酵物料混合，实现碳元素在发酵过程中的内循环，并通过相应有机物或者无机盐的增加，加强发酵后肥料的肥力，加强发酵质量。
2.技术方案
为解决上述问题，本发明采用如下的技术方案。
一种具有内循环效果的微生物肥料发酵罐，包括发酵罐罐体和反应盒，所述发酵罐罐体的顶部一侧安装有反应盒，所述反应盒的内部安装有内筒，所述内筒的内部填充有自养生物菌液，所述内筒的底壁贯穿安装有进气管和排放管，且排放管位于进气管的一侧，所述进气管和排放管的尾端均延伸进发酵罐罐体的内部；
所述内筒的顶部为敞口设计，所述内筒的顶部安装有硅胶顶板，所述反应盒的内部贯穿安装有供氧软管，且供氧软管位于硅胶顶板的上方；
所述发酵罐罐体的顶部圆心位置处安装有搅拌电机，所述搅拌电机的输出端连接有转杆，所述转杆的表面套接有转筒，且供氧软管通过旋转接头与转筒贯穿连接，在发酵过程中通过将生成的CO2排放至内筒中与自养生物菌液反应，实现碳元素在发酵过程中的内循环，并通过相应有机物或者无机盐的增加，加强发酵后肥料的肥力，加强发酵质量。
进一步的，所述转杆和转筒均位于发酵罐罐体的内部，所述转筒的表面安装有搅拌杆，所述所述转杆的尾端固定有螺旋杆，所述螺旋杆表面的顶端位置安装有出料管，且出料管的尾端贯穿延伸至转筒的外部与搅拌杆错位布置，在发酵过程中能够实现搅拌物料与翻堆操作的结合，确保发酵物料的均匀混合，并减少人力翻堆的可能。
进一步的，所述供氧软管的尾端通过分支管与搅拌杆贯穿连接，所述搅拌杆的内部安装有等距布置的锥形的出气口，所述搅拌杆的外表面安装有隔温层和相变层，且相变层位于隔温层的外侧，所述出气口的尾端安装有透气膜。
进一步的，所述发酵罐罐体的表面安装有接口，所述接口的输出端与供氧软管的一端密封连接，所述接口的输入端外接有供氧气源。
进一步的，所述发酵罐罐体的底部为敞口设计，所述发酵罐罐体的底部安装有锥形筒，所述锥形筒的顶部表面设有贯穿的出水管，所述锥形筒的底部贯穿安装有对称布置的排水管和排料管，所述排水管的顶端位于出水管的下方，所述排料管的尾端延伸至发酵管罐体的内部。
进一步的，所述排放管的长度小于进气管，所述排放管的表面安装有电磁阀，所述进气管的内部安装有单向阀。
进一步的，所述出水管的底壁设有出水口，所述出水口的内部卡合有锥块，所述锥块的顶部安装有隔板，所述隔板的顶部安装有拉绳，所述拉绳的尾端安装有浮子，且浮子的直径小于出水管，能够起到定量留水的效果，保证密封发酵的同时，将多余实体排出，减少泥泞化的可能。
进一步的，所述相变层的内部填充有无机相变材料，为KNO3-NaNO3熔盐、Na2CO3-5H2O中的一种或两种，起到储热效果，进而对发酵过程中产生的热量进行小幅度调整。
进一步的，所述自养生物菌液为硝化细菌、铁细菌中的一种或两种混合液，硝化细菌可提供氮元素，铁细菌可提供铁元素，进而在后续融合后能够加强发酵后肥料元素种类和肥力。
进一步的，所述出水管的底壁安装有拉伸弹簧，且拉伸弹簧的尾端与锥块的底部连接，所述锥块的表面安装有橡胶层。
3.有益效果
相比于现有技术，本发明的优点在于：
(1)本方案通过安装有反应盒、供氧软管、硅胶顶板、内筒、进气管和排放管，在发酵过程中通过将生成的CO2排放至内筒中与自养生物菌液反应，不仅能实现CO2的固化处理，还能在发酵结束后将生成的带有相应有机物或者无机盐的自养生物菌液排放至发酵罐罐体内部，与发酵物料混合，实现碳元素在发酵过程中的内循环，并通过相应有机物或者无机盐的增加，加强发酵后肥料的肥力，加强发酵质量。
(2)本方案通过安装有搅拌电机、转杆、转筒、搅拌杆和螺旋杆，搅拌电机启动时，带动转杆、转筒、搅拌杆和螺旋杆转动实现相应的搅拌操作，并实现上下层物料之间的翻堆操作。
(3)本方案通过安装有出气口和相变层，由于出气口6为锥形设计，进气口的面积大于排气口的面积，使得出气口6排出的氧气具有一定的冲力，在物料内部形成冲击小孔，使得物料与氧气接触的表面积增加，加强发酵效率，并利用相变层的储热能力，进行温度的小幅度调整，确保发酵温度维持恢复在原先安排的最佳温度范围内，保证发酵效率和发酵活性。
(4)本方案通过安装有出水管、浮子、拉绳、锥块、拉伸弹簧和出水口，在出水管内部水量增加使得浮子上升时，锥块脱离出水口，可将多余水量排出，之后浮子下降并在拉伸弹簧的作用下，实现锥块的重新填充堵塞，进而实现定量留水的目的，与堆放在锥形筒16表面的发酵产物或发酵原料形成有效的渗透作用，进而保证物料含水量。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图2为本发明的搅拌电机、转筒和搅拌杆安装结构示意图；
图3为本发明的反应盒内部结构示意图；
图4为本发明的A处结构示意图；
图5为本发明的内筒内部CO2多余状态时硅胶顶板挤压供氧软管的示意图；
图6为本发明的出气口、相变层、隔温层和透气膜结构示意图；
图7为本发明的氧气经过出气口内部后加速的示意图；
图8为本发明的锥形筒、排水管、排料管和出水管安装结构示意图；
图9为本发明的出水管内部结构示意图；
图10为本发明的B处结构示意图。
图中标号说明：
1、发酵罐罐体；2、搅拌电机；3、转杆；4、转筒；5、搅拌杆；6、出气口；7、螺旋杆；8、出料管；9、反应盒；10、接口；11、供氧软管；12、硅胶顶板；13、内筒；14、进气管；15、排放管；16、锥形筒；17、排水管；18、排料管；19、出水管；20、透气膜；21、相变层；22、隔温层；23、浮子；24、拉绳；25、锥块；26、拉伸弹簧；27、出水口；28、橡胶层。
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。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”、“顶/底端”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，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。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
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”、“设置有”、“套设/接”、“连接”等，应做广义理解，例如“连接”，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，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。
实施例1：
请参阅图1-5，一种具有内循环效果的微生物肥料发酵罐，包括发酵罐罐体1和反应盒9，发酵罐罐体1的顶部一侧安装有反应盒9，反应盒9的内部安装有内筒13，内筒13的内部填充有自养生物菌液，内筒13的底壁贯穿安装有进气管14和排放管15，且排放管15位于进气管14的一侧，进气管14和排放管15的尾端均延伸进发酵罐罐体1的内部，自养生物菌液为硝化细菌、铁细菌中的一种或两种混合液，排放管15的长度小于进气管14，排放管15的表面安装有电磁阀，进气管14的内部安装有单向阀；
内筒13的顶部为敞口设计，内筒13的顶部安装有硅胶顶板12，反应盒9的内部贯穿安装有供氧软管11，且供氧软管11位于硅胶顶板12的上方；
发酵罐罐体1的顶部圆心位置处安装有搅拌电机2，搅拌电机2的输出端连接有转杆3，转杆3的表面套接有转筒4，且供氧软管11通过旋转接头与转筒4贯穿连接，发酵罐罐体1的表面安装有接口10，接口10的输出端与供氧软管11的一端密封连接，接口10的输入端外接有供氧气源。
具体的，反应盒9的顶部贯穿安装有注料管，且注料管的底端延伸进内筒13的内部，方便后续添加自养生物菌液；
在发酵罐罐体1内部原料在进行好氧发酵时产生的CO2气体和发酵罐罐体1中的氧气通过进气管14单向进入内筒13内部，进而使得内筒13内部的自养生物菌液利用二氧化碳进行固碳操作，将发酵罐罐体1内部发酵生成的CO2气体予以消耗，从而与持续进入的氧气形成平衡消耗，保证发酵罐罐体1内部气压的平衡；
在发酵罐罐体1内部发酵产生的CO2气体生成量大于内筒13内部自养生物菌液CO2消耗量时，多余的CO2气体向上挤压硅胶顶板12，使得硅胶顶板12的表面凸起，进而将供氧软管11予以压缩，使得供氧软管11变瘪，中断对发酵罐罐体1内部的供氧，此时发酵罐罐体1内部好氧发酵反应减弱，从而减少进气管14向内筒13内部的送气量，使得内筒13内部的自养生物菌液拥有缓冲时间来消耗内筒13内部多余的CO2气体，之后内筒13内部多余的CO2气体逐渐减少，对硅胶顶板12的挤压作用减弱，随后供氧软管11恢复正常供氧操作，在发酵结束后将电磁阀打开，将内筒13中自养生物菌液固碳后的产物转移至发酵罐罐体1的内部，其中硝化细菌固碳后的产物有有机氮，铁细菌固碳后的产物有无机铁离子，增加发酵后肥力和元素种类，并将发酵过程中的CO2固化，与发酵产物混合，形成内循环；
此外，外接的氧气源通过供氧软管11送入转筒4内部后经过分支管进入搅拌杆5的内部，之后在搅拌杆5转动搅拌发酵罐罐体1内部物料的过程中，实现供氧操作。
请参阅图2和图4，转杆3和转筒4均位于发酵罐罐体1的内部，转筒4的表面安装有搅拌杆5，转杆3的尾端固定有螺旋杆7，螺旋杆7表面的顶端位置安装有出料管8，且出料管8的尾端贯穿延伸至转筒4的外部与搅拌杆5错位布置。
具体的，螺旋杆7的尾端延伸至转筒4的下方与锥形筒16的表面通过轴承连接，为螺旋杆7转动送料提供支持；
在搅拌电机2启动时，带动转杆3转动，随即带动转筒4和螺旋杆7转动，进而带动搅拌杆5转动，减少发酵物料结块的可能，与此同时，螺旋杆7转动实现送料，将发酵罐罐体1内部靠近底端的物料提升转移至转筒4内部的顶端后，通过出料管8转移至发酵罐罐体1内部物料对的上层，进而实现物料的翻堆处理，使得发酵罐罐体1内部的物料在搅拌混合的同时实现物料的翻堆处理，以此保证发酵罐罐体1内部物料发酵的全面性和均匀性。
请参阅图6和图7，供氧软管11的尾端通过分支管与搅拌杆5贯穿连接，搅拌杆5的内部安装有等距布置的锥形的出气口6，搅拌杆5的外表面安装有隔温层22和相变层21，且相变层21位于隔温层22的外侧，出气口6的尾端安装有透气膜20，相变层21的内部填充有无机相变材料，为KNO3-NaNO3熔盐、Na2CO3-5H2O中的一种或两种。
具体的，在发酵过程中，物料放热，且CO2具有保温作用，因此在发酵过程中，发酵罐罐体1内部物料的温度逐渐增加，通过搅拌杆5的转动，与发酵罐罐体1内部的原料实现环绕式的全面接触，进而利用相变层21进行储热操作，为发酵罐罐体1内部在原先最佳发酵温度下升温后实现小幅度的降温，以保证发酵活性和发酵效率；
在发酵过程中，CO2逐渐固化消耗，外接的氧气气源通过搅拌杆5表面的出气口6排出进入物料的内部，由于出气口6为锥形设计，进气口的面积大于排气口的面积，使得出气口6排出的氧气具有一定的冲力，在物料内部形成冲击小孔，使得物料与氧气接触的表面积增加，加强发酵效率；
隔温层22的设计，能够使得外部的氧气进入搅拌杆5内部后不会与相变层21接触，进而减少热量交换的可能。
请参阅图8-图10，发酵罐罐体1的底部为敞口设计，发酵罐罐体1的底部安装有锥形筒16，锥形筒16的顶部表面设有贯穿的出水管19，锥形筒16的底部贯穿安装有对称布置的排水管17和排料管18，排水管17的顶端位于出水管19的下方，排料管18的尾端延伸至发酵罐罐体1的内部，出水管19的底壁安装有拉伸弹簧26，且拉伸弹簧26的尾端与锥块25的底部连接，锥块25的表面安装有橡胶层28，出水管19的底壁设有出水口27，出水口27的内部卡合有锥块25，锥块25的顶部安装有隔板，隔板的顶部安装有拉绳24，拉绳24的尾端安装有浮子23，且浮子23的直径小于出水管19。
具体的，在发酵过程中，生成的水体进入出水管19内部后，随着水量的增加，出水管19内部的页面高度增加，使得浮子23向上浮起进而使得拉绳24绷直，随后锥块25脱离出水口27，继而出水管19内部的水体经过出水口27进入锥形筒16内部，随后实现排水处理，以此保证发酵罐罐体1内部物料在保留有固定含量水体的同时，能够将多余水量排出以避免发酵产物的泥泞化；
在排水至一定量后，出水管19内部液面下降浮子23同步下降，在拉伸弹簧26的拉拽作用下，锥块25掉落至出水口27中，并凭借表面的橡胶层28与出水口27实现密封卡接，保证残留水量密封存放在出水管19的内部，进而与堆放在锥形筒16表面的发酵产物或发酵原料形成有效的渗透作用，进而保证物料含水量。
之后打开排水管17表面的阀门，即可将多余的水体排放，在发酵结束后打开排料管18表面的阀门，即可将发酵罐罐体1内部的产物予以排放。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式；但本发明的保护范围并不局限于此。任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其改进构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围内。
Claims (9)
1.一种具有内循环效果的微生物肥料发酵罐，包括发酵罐罐体(1)和反应盒(9)，其特征在于：所述发酵罐罐体(1)的顶部一侧安装有反应盒(9)，所述反应盒(9)的内部安装有内筒(13)，所述内筒(13)的内部填充有自养生物菌液，所述内筒(13)的底壁贯穿安装有进气管(14)和排放管(15)，且排放管(15)位于进气管(14)的一侧，所述进气管(14)和排放管(15)的尾端均延伸进发酵罐罐体(1)的内部；
所述内筒(13)的顶部为敞口设计，所述内筒(13)的顶部安装有硅胶顶板(12)，所述反应盒(9)的内部贯穿安装有供氧软管(11)，且供氧软管(11)位于硅胶顶板(12)的上方；
所述发酵罐罐体(1)的顶部圆心位置处安装有搅拌电机(2)，所述搅拌电机(2)的输出端连接有转杆(3)，所述转杆(3)的表面套接有转筒(4)，且供氧软管(11)通过旋转接头与转筒(4)贯穿连接；
所述转杆(3)和转筒(4)均位于发酵罐罐体(1)的内部，所述转筒(4)的表面安装有搅拌杆(5)，所述所述转杆(3)的尾端固定有螺旋杆(7)，所述螺旋杆(7)表面的顶端位置安装有出料管(8)，且出料管(8)的尾端贯穿延伸至转筒(4)的外部与搅拌杆(5)错位布置。
2.根据权利要求1所述的一种具有内循环效果的微生物肥料发酵罐，其特征在于：所述供氧软管(11)的尾端通过分支管与搅拌杆(5)贯穿连接，所述搅拌杆(5)的内部安装有等距布置的锥形的出气口(6)，所述搅拌杆(5)的外表面安装有隔温层(22)和相变层(21)，且相变层(21)位于隔温层(22)的外侧，所述出气口(6)的尾端安装有透气膜(20)。
3.根据权利要求1所述的一种具有内循环效果的微生物肥料发酵罐，其特征在于：所述发酵罐罐体(1)的表面安装有接口(10)，所述接口(10)的输出端与供氧软管(11)的一端密封连接，所述接口(10)的输入端外接有供氧气源。
4.根据权利要求1所述的一种具有内循环效果的微生物肥料发酵罐，其特征在于：所述发酵罐罐体(1)的底部为敞口设计，所述发酵罐罐体(1)的底部安装有锥形筒(16)，所述锥形筒(16)的顶部表面设有贯穿的出水管(19)，所述锥形筒(16)的底部贯穿安装有对称布置的排水管(17)和排料管(18)，所述排水管(17)的顶端位于出水管(19)的下方，所述排料管(18)的尾端延伸至发酵管罐体(1)的内部。
5.根据权利要求1所述的一种具有内循环效果的微生物肥料发酵罐，其特征在于：所述排放管(15)的长度小于进气管(14)，所述排放管(15)的表面安装有电磁阀，所述进气管(14)的内部安装有单向阀。
6.根据权利要求4所述的一种具有内循环效果的微生物肥料发酵罐，其特征在于：所述出水管(19)的底壁设有出水口(27)，所述出水口(27)的内部卡合有锥块(25)，所述锥块(25)的顶部安装有隔板，所述隔板的顶部安装有拉绳(24)，所述拉绳(24)的尾端安装有浮子(23)，且浮子(23)的直径小于出水管(19)。
7.根据权利要求2所述的一种具有内循环效果的微生物肥料发酵罐，其特征在于：所述相变层(21)的内部填充有无机相变材料，为KNO3-NaNO3熔盐、Na2CO3-5H2O中的一种或两种。
8.根据权利要求1所述的一种具有内循环效果的微生物肥料发酵罐，其特征在于：所述自养生物菌液为硝化细菌、铁细菌中的一种或两种混合液。
9.根据权利要求6所述的一种具有内循环效果的微生物肥料发酵罐，其特征在于：所述出水管(19)的底壁安装有拉伸弹簧(26)，且拉伸弹簧(26)的尾端与锥块(25)的底部连接，所述锥块(25)的表面安装有橡胶层(28)。
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