一种生物质有机肥发酵系统的制作方法

本发明涉及发酵领域，具体为一种生物质有机肥发酵系统。

背景技术

粪便本应是一种很好的农家肥，是培肥改良土壤的优质有机肥资源。但如果直接施用新鲜粪便，必将产生作物伤根、病害、草害等负面影响。如果按过去那种自然堆沤发酵处理，存在如下几方面弊端：一是堆沤时间长，效果差；二是长期堆置既占场地，又对周围环境造成污染；三是自然堆沤发酵粪便呈烂湿状、具恶臭，难以运输，也很难直接施用。在粪便中添加木屑等辅料混合是根据长期实践得到的粪便堆肥的可行方法，木屑等辅料会使粪便中的含水量大大降低，并且保证堆放后粪便内的通气和碳氮比调节，利于粪便进行快速的发酵，但现有的加工方式大多依赖人工操作。

现有技术中也有一些关于粪便发酵装置的技术方案，如申请号cn205774159u公开的一项专利一种半自动化养猪场粪便发酵堆肥装置，包括预处理箱和堆放发酵塔，所述预处理箱顶部设有倾斜的粪便入口和辅料入口，所述粪便入口和辅料入口下端对接，在粪便入口和辅料入口的对接处设有混合辊，所述混合辊为圆柱形辊，混合辊转动安装在预处理箱内壁上，在混合辊下方设有导向板，所述导向板左端向下倾斜，在预处理箱内下部设有支撑斜板，所述支撑斜板底面呈水平，支撑斜板顶面呈倾斜状，支撑斜板右端为最低端，在支撑斜板上平面铺设有滤水膜，支撑斜板底部通过支撑柱固定在预处理箱底面上，支撑斜板下方为污水箱；所述支撑斜板上方设有三组输送辊，三组输送辊沿支撑斜板顶面倾斜方向等间距设置，且三组输送辊通过传动带传动连接，在预处理箱外壁上设有输送电机，所述输送电机的输出轴与其中一个输送辊通过传动带传动连接，所述预处理箱下部与堆放发酵塔通过连接口相连通，在连接口内设有阀门；所述堆放发酵塔内设有提升塔，所述提升塔为底部开口的圆柱形接口，在提升塔内设有提升绞龙，所述提升绞龙上下两端分别与堆放发酵塔顶面和底面转动连接，在提升塔内上部设有隔板，在提升塔侧面开设有两个出口，所述出口位于隔板下方，提升绞龙通过堆放发酵塔内顶部的旋转电机带动转动。该方案脱水效果差，各单元之间无相互关联性，无法使用过程中自身产生的能量进行一系列的运用，搅拌效果差，能源利用低，发酵效果差。

技术实现要素：

为弥补现有技术的不足，解决脱水效果差，各单元之间无相互关联性，无法使用过程中自身产生的能量进行一系列的运用，搅拌效果差，能源利用低，发酵效果差等问题，本发明提供一种技术方案可解决该问题。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种生物质有机肥发酵系统，包括壳体、搅拌单元、脱水板、一号水银气缸、一号气缸、气囊、推杆、支撑轴、轮轴、动力单元及堆肥发酵单元；所述壳体包括搅拌脱水区、污水处理区及堆肥发酵区；所述搅拌脱水区位于污水处理区上方，搅拌脱水区左侧上部设有排气口，搅拌脱水区顶部中间设有通孔，搅拌脱水区右侧下方设有排料口，搅拌脱水区底部右侧设有通孔；所述堆肥发酵区位于搅拌脱水区及污水处理区右侧，用于堆肥发酵；所述搅拌单元位于搅拌脱水区内部，用于搅拌粪便与秸秆混合物；所述脱水板位于搅拌单元下方，用于将混合物中水分过滤；所述污水处理区包括污水收集区与污水利用区；所述污水收集区位于搅拌脱水区下方；所述污水利用区位于污水收集区下方；所述一号水银气缸固定在脱水板右侧下方；所述一号气缸底部固定在搅拌脱水区内壁，位于脱水板下方，活塞杆固定在脱水板上；所述轮轴轴端安装在脱水板右侧下方，轮轴与脱水板之间为活动连接，轮轴轮端与搅拌脱水区底部内壁接触；所述推杆与轮轴连接，所述气囊安装在轮轴与搅拌脱水区右侧壁之间；所述支撑轴一侧与脱水板活动连接，另一侧与搅拌脱水区底部内壁固定连接；所述动力单元位于污水处理区，依靠污水来提供装置动力；所述堆肥发酵单元位于堆肥发酵区内部。运作时，粪便、秸秆及木屑加入装置中，通过搅拌机构对混合物进行搅拌，将粪便、秸秆及木屑混合物充分搅拌混合均匀，秸秆与木屑有脱水作用，用于调整粪便中的水分，粪便在搅拌的同时水分会透过脱水板进入污水收集区，此时水分刚刚开始收集，脱水板为水平状态，混合物未脱完水无法排入堆肥发酵区，随着脱水的进行，污水收集区污水水位不断上升，当到达排水口时，污水流出排水口，动力单元在污水流出的作用下开始运作，在动力单元作用下推杆水平运动带动轮轴挤压气囊，此时脱水板产生振动，加强脱水搅拌效果，当脱水结束污水收集区不在补充污水时，一号气缸收缩，脱水板倾斜，混合物落入堆肥发酵区，在内部搅动，当污水收集区污水排尽，动力单元停止，堆肥发酵单元停止翻转，混合物静置，待下一轮搅动脱水开始再进行翻转，做到延时搅动。

优选地，所述搅拌单元包括电机、旋转密封环、l形搅拌轴、旋转轴及搅拌器；所述电机安装在搅拌脱水区顶部外壁中间，用于带动旋转轴旋转；所述旋转轴一端穿过搅拌脱水区顶部中间通孔与电机相连，另一侧连接两个搅拌器，旋转轴中间有气体通道；两个所述l形搅拌轴安装在旋转轴两侧，l形搅拌轴中间有气体通道；所述旋转密封环安装在l形搅拌轴与搅拌脱水区顶部内壁之间的旋转轴上。电机带动旋转轴旋转，同时旋转轴带动l形搅拌轴转动，对混合物进行搅拌脱水，当堆肥发酵区发酵产生气体时，气体通过气路转导至搅拌器中，通过扇叶排气带动搅拌器旋转，可是搅拌更加均匀充分。

优选地，所述动力单元包括一号叶轮、二号叶轮、凸轮、小型发电机、二号水银气缸、二号气缸、活塞底座及三号活塞杆；所述一号叶轮位于污水利用区左侧内部，位于污水收集区左侧；所述二号叶轮位于污水收集区下方左侧；所述凸轮通过轴与一号叶轮连接，位于一号叶轮右侧；所述小型发电机通过轴与一号叶轮连接，位于凸轮右侧，小型发电机发电供一号水银气缸与二号水银气缸使用；所述二号水银气缸安装在污水收集区左侧内壁；所述二号气缸通过l形支架与污水收集区左侧内壁固定安装在二号水银气缸右侧；所述活塞底座固定在污水收集区底部内壁，活塞底座之间有活塞槽，内部存在两道气孔通道；所述三号活塞杆安装在活塞底座活塞槽中，三号活塞杆为轻质材料；所述一号叶轮与二号叶轮之间通过皮带连接。当污水收集区污水到达排水口时，污水流入污水利用区，首先污水落到一号叶轮上，带动一号叶轮旋转，同时凸轮开始旋转，对推杆进行间断性推移，推杆推动轮轴挤压气囊，使脱水板产生振动，使搅拌脱水效率提升，同时由于污水收集区一直有污水落入，水面波动大，带动三号活塞杆上下浮动，从而不断在活塞底座中压缩气体，保持一号气缸与二号气缸处于伸出状态，一号叶轮旋转作用与小型发电机发电，产生电力作用于一号水银气缸与二号水银气缸，一号水银气缸与二号水银气缸保持收缩状态；当污水停止进入污水收集区，污水水位下降至排水口以下，此时一号叶轮停止旋转，动力单元停止运转，当水面平静，三号活塞杆不做压缩移动，此时一号气缸与二号气缸收缩，一号气缸将脱水板拉至倾斜，混合物落入堆肥发酵区，二号气缸将污水收集区下方活塞拉出，污水从下方排出，落到二号叶轮，带动二号叶轮旋转，二号叶轮通过皮带带动一号叶轮旋转，动力机构恢复，当污水排完，动力机构停止，小型发电机停止供电，一号水银气缸与二号水银气缸拉伸，二号水银气缸将污水收集区活塞压入下排水口，一号水银气缸将脱水板推回原位置，充分利用污水排放产生的能量，进行装置运作。

优选地，所述堆肥发酵单元包括下料块及翻转轮；两个所述下料块安装在堆肥发酵区两侧内壁下方；所述翻转轮位于两个所述下料块之间，翻转轮与二号叶轮之间皮带连接；用于翻转粪便。翻转轮与二号叶轮使用皮带连接，二号叶轮旋转会带动翻转轮旋转，对混合物进行翻转，保证发酵充分，同时二号叶轮旋转为间歇型旋转，可保证堆肥充分静置后进行旋转，发酵产生的气体，作用与搅拌单元，带动搅拌器旋转。

优选地，所述一号水银气缸包括一号活塞杆、水银、加热器及水银气缸外壳；所述水银气缸外壳一端存在一通孔；所述一号活塞杆穿过通孔安装，一号活塞杆活塞端在水银气缸外壳内部；所述水银在一号活塞杆活塞端与水银气缸外壳通孔端内壁之间；所述加热器安装在水银气缸外壳水银端外侧；所述二号水银气缸与一号水银气缸结构一致；所述一号水银气缸上加热器通过电线与小型发电机连接；所述二号水银气缸上的加热器通过电线与小型发电机连接。当小型发电机发电，加热器通电产热，水银受热膨胀将一号活塞杆推入，保证杆的收缩，当小型发电机停止发电，加热器不发热，慢慢冷却的水银收缩，此时一号活塞杆拉伸，通过该结构可保证在一次排水结束后将活塞恢复原位置将下排水口堵住，保证脱水板回到水平位置，待下次加料搅拌。

优选地，所述一号气缸包括外壳、二号活塞杆及弹簧；所述外壳上端存在通孔，外壳下端存在进气孔，外壳进气孔左侧内壁存在排气孔；所述二号活塞杆穿过外壳上端通过；所述弹簧安装在二号活塞杆与外壳之间。三号活塞杆产生的气体流入一号气缸，使一号气缸拉伸，此时一号气缸内进气量大于出气量，保持拉伸状态，当一号气缸内停止进气，由于气体排出，加上弹簧作用，最终一号气缸收缩。

因此，本发明具有如下有益效果：

1.本发明通过污水排放带动叶轮转动，进而带动凸轮转动，使脱水板产生振动，使粪便在振动搅拌下更加均匀脱水效果更好，同时利用叶轮带动发电机产电，进而做到搅拌均匀的粪便排放至堆肥发酵单元进行发酵，做到污水的利用，做到了能源的充分利用，也提升了粪便的搅拌及脱水效率；

2.本发明通过使用污水带动动力单元，做到了装置的自动延时，在粪便未脱水结束前，粪便会持续进行搅拌，在粪便脱水完全后，搅拌完全的粪便在动力单元的作用下自动落入堆肥发酵单元，且在动力单元运作时，堆肥发酵单元会对发酵粪便进行翻转让其发酵充分，动力单元停止运作，翻转停止，将发酵粪便静置，做到了自动延时翻转并提升了发酵效率。

附图说明

图1为本发明的主视图；

图2为图1中a-a剖视图；

图3为图1中一号气缸剖视图；

图4为图1中一号水银气缸剖视图。

图中：壳体1、搅拌单元2、脱水板3、一号水银气缸4、一号气缸5、气囊6、推杆7、支撑轴8、轮轴9、动力单元10、堆肥发酵单元11、搅拌脱水区12、污水处理区13、堆肥发酵区14、电机21、旋转密封环22、l形搅拌轴23、旋转轴24、搅拌器25、一号叶轮101、二号叶轮102、凸轮103、小型发电机104、二号水银气缸105、二号气缸106、活塞底座107、三号活塞杆108、下料块111、翻转轮112、一号活塞杆41、水银42、加热器43、水银气缸外壳44、外壳51、二号活塞杆52、弹簧53、污水收集区131与污水利用区132。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步的描述。

如图1至图4所示，本发明所述的是一种生物质有机肥发酵系统，包括壳体1、搅拌单元2、脱水板3、一号水银气缸4、一号气缸5、气囊6、推杆7、支撑轴8、轮轴9、动力单元10及堆肥发酵单元11；所述壳体1包括搅拌脱水区12、污水处理区13及堆肥发酵区14；所述搅拌脱水区12位于污水处理区13上方，搅拌脱水区12左侧上部设有排气口，搅拌脱水区12顶部中间设有通孔，搅拌脱水区12右侧下方设有排料口，搅拌脱水区12底部右侧设有通孔；所述堆肥发酵区14位于搅拌脱水区12及污水处理区13右侧，用于堆肥发酵；所述搅拌单元2位于搅拌脱水区12内部，用于搅拌粪便与秸秆混合物；所述脱水板3位于搅拌单元2下方，用于将混合物中水分过滤；所述污水处理区13包括污水收集区131与污水利用区132；所述污水收集区131位于搅拌脱水区12下方；所述污水利用区132位于污水收集区131下方；所述一号水银气缸4固定在脱水板3右侧下方；所述一号气缸5底部固定在搅拌脱水区12内壁，位于脱水板3下方，活塞杆固定在脱水板3上；所述轮轴9轴端安装在脱水板3右侧下方，轮轴9与脱水板3之间为活动连接，轮轴9轮端与搅拌脱水区12底部内壁接触；所述推杆7与轮轴9连接，所述气囊6安装在轮轴9与搅拌脱水区12右侧壁之间；所述支撑轴8一侧与脱水板3活动连接，另一侧与搅拌脱水区12底部内壁固定连接；所述动力单元10位于污水处理区13，依靠污水来提供装置动力；所述堆肥发酵单元11位于堆肥发酵区14内部。运作时，粪便、秸秆及木屑加入装置中，通过搅拌机构对混合物进行搅拌，将粪便、秸秆及木屑混合物充分搅拌混合均匀，秸秆与木屑有脱水作用，用于调整粪便中的水分，粪便在搅拌的同时水分会透过脱水板3进入污水收集区131，此时水分刚刚开始收集，脱水板3为水平状态，混合物未脱完水无法排入堆肥发酵区14，随着脱水的进行，污水收集区131污水水位不断上升，当到达排水口时，污水流出排水口，动力单元10在污水流出的作用下开始运作，在动力单元10作用下推杆7水平运动带动轮轴9挤压气囊6，此时脱水板3产生振动，加强脱水搅拌效果，当脱水结束污水收集区131不在补充污水时，一号气缸5收缩，脱水板3倾斜，混合物落入堆肥发酵区14，在内部搅动，当污水收集区131污水排尽，动力单元10停止，堆肥发酵单元11停止翻转，混合物静置，待下一轮搅动脱水开始再进行翻转，做到延时搅动。

本发明作为一种实施方式，所述搅拌单元2包括电机21、旋转密封环22、l形搅拌轴23、旋转轴24及搅拌器25；所述电机21安装在搅拌脱水区12顶部外壁中间，用于带动旋转轴24旋转；所述旋转轴24一端穿过搅拌脱水区12顶部中间通孔与电机21相连，另一侧连接两个搅拌器25，旋转轴24中间有气体通道；两个所述l形搅拌轴23安装在旋转轴24两侧，l形搅拌轴23中间有气体通道；所述旋转密封环22安装在l形搅拌轴23与搅拌脱水区12顶部内壁之间的旋转轴24上。电机21带动旋转轴24旋转，同时旋转轴24带动l形搅拌轴23转动，对混合物进行搅拌脱水，当堆肥发酵区14发酵产生气体时，气体通过气路转导至搅拌器25中，通过扇叶排气带动搅拌器25旋转，可是搅拌更加均匀充分。

本发明作为一种实施方式，所述动力单元10包括一号叶轮101、二号叶轮102、凸轮103、小型发电机104、二号水银气缸105、二号气缸106、活塞底座107及三号活塞杆108；所述一号叶轮101位于污水利用区132左侧内部，位于污水收集区131左侧；所述二号叶轮102位于污水收集区131下方左侧；所述凸轮103通过轴与一号叶轮101连接，位于一号叶轮101右侧；所述小型发电机104通过轴与一号叶轮101连接，位于凸轮103右侧，小型发电机104发电供一号水银气缸4与二号水银气缸105使用；所述二号水银气缸105安装在污水收集区131左侧内壁；所述二号气缸106通过l形支架与污水收集区131左侧内壁固定安装在二号水银气缸105右侧；所述活塞底座107固定在污水收集区131底部内壁，活塞底座107之间有活塞槽，内部存在两道气孔通道；所述三号活塞杆108安装在活塞底座107活塞槽中，三号活塞杆108为轻质材料；所述一号叶轮101与二号叶轮102之间通过皮带连接。当污水收集区131污水到达排水口时，污水流入污水利用区132，首先污水落到一号叶轮101上，带动一号叶轮101旋转，同时凸轮103开始旋转，对推杆7进行间断性推移，推杆7推动轮轴9挤压气囊6，使脱水板3产生振动，使搅拌脱水效率提升，同时由于污水收集区131一直有污水落入，水面波动大，带动三号活塞杆108上下浮动，从而不断在活塞底座107中压缩气体，保持一号气缸5与二号气缸106处于伸出状态，一号叶轮101旋转作用与小型发电机104发电，产生电力作用于一号水银气缸4与二号水银气缸105，一号水银气缸4与二号水银气缸105保持收缩状态；当污水停止进入污水收集区131，污水水位下降至排水口以下，此时一号叶轮101停止旋转，动力单元10停止运转，当水面平静，三号活塞杆108不做压缩移动，此时一号气缸5与二号气缸106收缩，一号气缸5将脱水板3拉至倾斜，混合物落入堆肥发酵区14，二号气缸106将污水收集区下方活塞拉出，污水从下方排出，落到二号叶轮102，带动二号叶轮102旋转，二号叶轮102通过皮带带动一号叶轮101旋转，动力机构恢复，当污水排完，动力机构停止，小型发电机104停止供电，一号水银气缸4与二号水银气缸105拉伸，二号水银气缸105将污水收集区131活塞压入下排水口，一号水银气缸4将脱水板3推回原位置，充分利用污水排放产生的能量，进行装置运作。

本发明作为一种实施方式，所述堆肥发酵单元11包括下料块111及翻转轮112；两个所述下料块111安装在堆肥发酵区14两侧内壁下方；所述翻转轮112位于两个所述下料块111之间，翻转轮112与二号叶轮102之间皮带连接；用于翻转粪便。翻转轮112与二号叶轮102使用皮带连接，二号叶轮102旋转会带动翻转轮112旋转，对混合物进行翻转，保证发酵充分，同时二号叶轮102旋转为间歇型旋转，可保证堆肥充分静置后进行旋转，发酵产生的气体作用于搅拌单元2，带动搅拌器25旋转。

本发明作为一种实施方式，所述一号水银气缸4包括一号活塞杆41、水银42、加热器43及水银气缸外壳44；所述水银气缸外壳44一端存在一通孔；所述一号活塞杆41穿过通孔安装，一号活塞杆41活塞端在水银气缸外壳44内部；所述水银42在一号活塞杆41活塞端与水银气缸外壳44通孔端内壁之间；所述加热器43安装在水银气缸外壳44水银42端外侧；所述二号水银气缸105与一号水银气缸4结构一致；所述一号水银气缸4上加热器43通过电线与小型发电机104连接；所述二号水银气缸105上的加热器43通过电线与小型发电机104连接。当小型发电机104发电，加热器43通电产热，水银42受热膨胀将一号活塞杆41推入，保证杆的收缩，当小型发电机104停止发电，加热器43不发热，慢慢冷却的水银42收缩，此时一号活塞杆41拉伸，通过该结构可保证在一次排水结束后将活塞恢复原位置将下排水口堵住，保证脱水板3回到水平位置，待下次加料搅拌。

本发明作为一种实施方式，所述一号气缸5包括外壳51、二号活塞杆52及弹簧53；所述外壳51上端存在通孔，外壳51下端存在进气孔，外壳51进气孔左侧内壁存在排气孔；所述二号活塞杆52穿过外壳51上端通过；所述弹簧53安装在二号活塞杆52与外壳51之间。三号活塞杆108产生的气体流入一号气缸5，使一号气缸5拉伸，此时一号气缸5内进气量大于出气量，保持拉伸状态，当一号气缸5内停止进气，由于气体排出，加上弹簧53作用，最终一号气缸5收缩。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和优点。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。