一种动物粪便发酵箱的制作方法

1.本发明一般地涉及动物粪便发酵技术领域。更具体地，本发明涉及一种动物粪便发酵箱。


背景技术：

2.动物粪便发酵是一种利用动物粪便作为原材料，通过微生物降解得到目的物的过程。动物粪便发酵包括沼气发酵和有机肥发酵，其中沼气发酵是将动物粪便放进沼气池中，经由微生物降解得到沼气的过程，有机肥发酵是将动物粪便堆砌，经由微生物降解得到有机肥的过程，即沼气发酵的目的物是沼气，而有机肥发酵的目的物是有机肥。由于动物粪便发酵不仅可以减少环境污染，还可以对动物粪便进行有效利用，因此是目前对动物粪便最好的处理方式之一。
3.现有技术中有机肥发酵时所采用的发酵设备是发酵池，以猪粪的发酵为例，在发酵时先将猪粪和土掺和均匀后堆砌在发酵池中，然后定期进行翻动，以将其温度控制在预设范围内，直到一定时间后结束发酵，得到发酵后的猪粪。由于发酵时采用发酵池作为发酵设备，而发酵池一般是由水泥、砖块等堆砌而成的，其位置固定其不可移动，因此存在灵活性差的问题。并且在发酵过程中，需要人工翻动动物粪便以降低其温度，因此需要较高的人工成本。
4.综上所述可知，现有技术中的动物粪便发酵设备，存在设备灵活性差、发酵人工成本高的问题。


技术实现要素：

5.本发明提供一种动物粪便发酵箱，以至少解决上述动物粪便发酵设备存在的设备灵活性差、发酵人工成本高的问题。
6.为解决上述问题，本发明提供了如下技术方案：
7.一种动物粪便发酵箱，包括：箱体，具有用于容纳动物粪便的发酵隔间；温度检测装置，用于检测所述发酵隔间内动物粪便的温度；曝气装置，用于为所述发酵隔间内的动物粪便输送空气以降低所述动物粪便的温度；控制器，与所述温度检测装置连接以获取所述动物粪便的温度，与所述曝气装置连接，并通过所述曝气装置调节所述动物粪便的温度。
8.根据本发明的一个实施例，所述曝气装置包括曝气管道，所述曝气管道上设置有曝气口，所述曝气口用于向所述箱体内的动物粪便输送空气。
9.根据本发明的另一个实施例，所述曝气管道设置在所述发酵间隔的底部。
10.根据本发明的又一个实施例，所述曝气管道包括主管道，主管道连接有多个分支管道，所述曝气口设置在所述分支管道上。
11.根据本发明的另一个实施例，所述分支管道分别设置有相应的曝气阀，所述控制器与所述曝气阀连接，以控制所述曝气阀的开启和关闭。
12.根据本发明的又一个实施例，还包括增加装置，所述增压装置与所述曝气管道连
接，用于增加所述曝气管道内的气压。
13.根据本发明的另一个实施例，还包括设备间隔，所述设备间隔设置于所述发酵间隔的一侧，用于放置所述动物粪便发酵箱的电气设备。
14.根据本发明的又一个实施例，所述箱体内的上部设置有刮板，所述刮板用于将所述发酵间隔内的动物粪便刮平。
15.根据本发明的另一个实施例，所述刮板连接有刮板电机，所述控制器连接所述刮板电机，以控制所述刮板在所述发酵间隔内运动。
16.根据本发明的又一个实施例，所述箱体设置有出粪口，所述出粪口设置有出粪盖，所述控制器连接有出粪盖驱动装置，所述出粪盖驱动装置传动连接所述出粪盖，用于控制所述出粪盖的开启和关闭。
17.本发明所提供的一种动物粪便发酵箱，在箱体的内部设置有温度检测装置和曝气装置，控制器与温度检测装置、曝气装置连接，能够根据温度检测装置的检测结果对曝气装置进行控制，以在发酵过程中调节动物粪便的温度。本发明所提供的技术方案，采用箱体作为动物粪便的容器，箱体的体积交响，一方面可以根据需求，通过吊装等方式移动箱体的位置，从而提高发酵设备的灵活性；另一方面可以将动物粪便发酵箱摆设在空间较小的区域，能够充分利用小型地块和空间，因此可以提高空间利用率。另外，控制器通过温度检测装置和曝气装置对箱体内动物粪便的温度进行调节，可以实现对动物粪便发酵过程的自动控制，因此可以减少发酵过程中人工的参与，进而降低发酵过程的人工成本。
附图说明
18.通过参考附图阅读下文的详细描述，本公开示例性实施方式的上述以及其他目的、特征和优点将变得易于理解。在附图中，以示例性而非限制性的方式示出了本公开的若干实施方式，并且相同或对应的标号表示相同或对应的部分，其中：
19.图1为根据本发明实施例的一种动物粪便发酵箱的结构示意图；
20.图2为根据本发明实施例的一种动物粪便发酵箱控制部分的示意图；
21.图3为根据本发明实施例的一种动物粪便发酵箱控制方法的流程图；
22.图4为根据本发明实施例的一种曝气装置的结构示意图；
23.图5为根据本发明实施例的一种曝气管道的结构示意图；
24.图6为根据本发明实施例的一种增压装置与曝气管道的连接示意图；
25.图7为根据本发明实施例的一种箱体的结构示意图；
26.图8为根据本发明实施例的一种刮板的示意图；以及
27.图9为根据本发明实施例的一种传送带的示意图；
28.上述图1
‑
图9中包括：箱体1、发酵间隔11、设备间隔12、温湿度检测装置21、曝气装置22、曝气管220、曝气口221、主管道222、分支管道223、空气压缩机3、刮板40、连杆41、传送带50、第一转轮51和第二转轮52。
具体实施方式
29.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，本领域技术人员应知，下面所描述的实施例是本公开一部分实施例，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。
30.现有技术中动物粪便发酵时一般采用发酵池作为发酵设备，发酵池一般都是采用砖块、水泥等堆砌而成的，这种发酵池的优点是容积大，能够一次性容纳大量的动物粪便，缺点在于发酵池的位置是固定且不能够被移动的，因此其灵活性较差；另一方面，在发酵的过程中动物粪便会产生热量，为了防止动物粪便由于温度过高而导致养分流失，需要时常翻动动物粪便以进行散热，而由于发酵池的体积较大，因此在对动物粪便进行翻动时存在操作苦难的问题；另外，在施肥时需要将发酵完成的动物粪便装车并运输到农田，在此过程中需要较高的人工成本和时间成本。
31.本技术所提供的一种动物粪便发酵箱，包括箱体、温度检测装置、曝气装置和控制器，箱体具有用于容纳动物粪便的发酵检核，控制器可以通过温度检测装置得到动物粪便的温度，并通过曝气装置调节动物粪便的温度。与现有技术相比，一方面，箱体的体积较小且可以随意移动，因此灵活性较高；另一方面，可以通过曝气装置调节动物粪便的温度，代替翻动调节动物粪便的温度，操作更简单；并且，当施肥时直接将箱体运输到农田即可，不需要进行装车，因此可以降低施肥的人工成本和时间成本。
32.下面结合具体应用场景，对本技术的技术方案做详细的介绍。
33.请参阅图1和图2，图1示出的是本技术所提供的一种动物粪便发酵箱，用于对动物粪便进行发酵；图2示出的是一种动物粪便发酵箱的控制部分，用于对动物粪便发酵箱进行控制，以实现对动物粪便发酵过程的自动化控制。
34.如图1所示，本实施例所提供的动物粪便发酵箱包括箱体1，箱体1具有发酵间隔11，发酵间隔11用于容纳动物粪便。在发酵间隔11内设置有温湿度检测装置21，温湿度检测装置21可以位于发酵间隔11内的下部，当动物粪便装进发酵间隔11内时温湿度检测装置21可以与动物粪便接触，以检测动物粪便的温度和湿度。在箱体1内还设置有曝气装置22，在动物粪便发酵时，曝气装置22可以将箱体1外部的空气输送至发酵间隔11内的动物粪便中，从而将动物粪便的温度降低，防止由于温度过高而导致动物粪便中的养分流失。
35.上述动物粪便发酵箱中箱体1的形状可以采用规则的几何体，例如图1中所示的长方体结构，该设置方式的优点在于，在运输动物粪便发酵箱或者使用动物粪便发酵箱时，可以将多个箱体1叠放在一起，从而以减少动物粪便发酵箱的占地面积。
36.如图2所示，本实施例中的动物粪便发酵箱的控制部分包括控制器，控制器可以采用单片机等具有逻辑控制器件。控制器连接温湿度检测装置21和曝气装置22，在动物粪便的发酵过程中，控制器能够根据温湿度检测装置21的检测结果得到发酵间隔11内动物粪便的温度和湿度，并能够通过曝气装置22控制通入动物粪便中的空气量，从而在发酵过程中对动物粪便的温度进行控制。
37.综上所述，本技术所提供的动物粪便发酵箱，其发酵间隔11内设置有温湿度检测装置21和曝气装置22，控制器与温湿度检测装置21、曝气装置22连接，能够通过温湿度检测装置21获取动物粪便的温度和湿度，并能够通过控制曝气装置22调节动物粪便的温度，即本技术所提供的技术方案是采用曝气的方式代替现有技术中翻动的方式，在发酵过程中对动物粪便的温度进行调节，以实现对动物发酵过程的自动控制。因此，本技术所提供的技术方案，一方面控制器能够通过温湿度检测装置21和曝气装置22对发酵间隔11内动物粪便的
温度进行调节，可以实现对动物粪便发酵过程的自动控制，从而减少发酵过程中人工的参与，进而降低发酵过程的人工成本。另一方面采用箱体1作为动物粪便的容器，由于箱体1的体积较小，并且可以在箱体1上设置吊环，当需要移动箱体1时可以通过吊装等方式进行移动，因此可以提高发酵设备的灵活性。
38.在采用上述动物粪便发酵箱对动物粪便进行发酵的过程中，控制器可以根据温湿度检测装置21检测到的温度信号和湿度信号，通过控制曝气装置22调节动物粪便的温度，以实现对动物粪便发酵过程的控制。下面以猪粪的发酵为例，对控制器控制发酵过程的方法进行说明。
39.如图3所示，控制器控制动物粪便发酵过程的方法包括：
40.在步骤s1中，将动物粪便装入发酵间隔11。在动物粪便发酵箱的箱体1上设置由进粪口，动物粪便从进粪口装入发酵间隔11内，在输送操作可以由人工操作实现，也可以由机器设备实现，当采用人工操作进行装填时，可以由工作人员操控铲车将动物粪便装填进入发酵间隔11中；当采用机器设备进行装填时，可以由机械臂等自动化设备执行预设的动作，将动物粪便装填进发酵间隔11内。
41.在步骤s2中，对动物粪便进行第一阶段的发酵。第一阶段发酵的目的在于使动物粪便的温度升高，第一阶段发酵的时长为第一设定时长，在第一阶段发酵内将动物粪便的温度稳定在设定温度范围内，上述第一设定时长可以为24小时，设定温度范围为60℃至70℃，温度控制方法为：动物粪便的温度低于62℃时，控制曝气装置22关闭或者间歇开启，将动物粪便发酵产生的热量聚集在发酵间隔11内，使动物粪便的温度升高；当动物粪便的温度升高时，控制曝气装置22开启以向动物粪便中输送空气，使动物粪便的温度降低。
42.在步骤s3中，对动物粪便进行第二阶段的发酵。第二阶段的发酵时长为第二设定时长，并且在第二阶段的发酵过程中，控制器通过曝气装置22对动物粪便的温度进行调节，使动物粪便的温度稳定在第二温度范围内。上述第二设定时长可以为120天，第二温度范围可以为60℃至70℃。
43.上文中对动物粪便发酵箱的整体结构和控制方式做了详细介绍，下面结合具体应用场景，对曝气装置22进行详细介绍。
44.图4示出的是一种曝气装置22的示意图，可以理解的是，图4示出的结构是曝气装置22的一个实现方式，是示例性的而非限制性的，因此上文中关于曝气装置22的描述以适用于下文对图4中曝气装置22的描述。
45.如图4所示，在一个应用场景中，曝气装置22包括曝气管220，曝气管220上设置多个曝气口221，当曝气管220安装在箱体1中时，曝气管220的一端与箱体1的外部连通，具有曝气口221的部分位于发酵隔间11中。在动物粪便发酵的过程中，动物粪便产生热量，导致发酵间隔11内部空气的温度升高；箱体1外部的低温空气可以通过曝气管道220上的曝气口221进入到动物粪便中，并且发酵间隔11中温度较高的空气通过发酵间隔11上的出气口排出，从而将发酵间隔11内的高温空气置换成低温空气，实现对发酵间隔11内动物粪便的散热。
46.上述出气口，可以为设置在发酵间隔11顶部的开口，也可以为设置在发酵间隔11一侧的开口，或者将用于装填动物粪便的进粪口作为出气口，当曝气装置22向动物粪便中通入空气时，发酵间隔11中的空气可以从出气口排出。进一步地，并且可以在出气口设置过
滤网，过滤网可以防止箱体1内的动物粪便从出气口泄露出去。
47.进一步地，在另一个应用场景中，曝气管道220可以设置在发酵间隔11内的底部。在发酵间隔11中，位于顶部的动物粪便与出气口的距离较近，因此其产生的热量可以从出气口处散发出去；而位于底部的动物粪便被覆盖，其产生的热量不易散发，因此位于底部的动物粪便的温度偏高。本实施例的设置方式，将曝气管道220安装在曝气管道220内的底部，曝气口221输入的空气先与底部动物粪便接触，因此可以先为底部的动物粪便散热，进而提高对动物粪便降温的效果。
48.下面结合具体应用场景，对曝气管道220的结构做详细说明。
49.图5示出的是一种曝气管220的示意图，可以理解的是，图5示出的结构是曝气管220的一个实现方式，是示例性的而非限制性的，因此上文中关于曝气管220的描述以适用于下文对图5中曝气管220的描述。
50.如图5所示，在一个应用场景中，曝气管道220包括主管道222和多个分支管道223，各分支管道223的一端与主管道222连通，并在各分支管道上设置有曝气口221。曝气管道220在箱体1上装配时，主管道222的一端与箱体1的外部连通，各分支管道223位于发酵间隔11内，箱体1外部的空气可以通过主管道222进入到各分支管道223中，并通过各分支管道223上的曝气口221输送到动物粪便中，以降低动物粪便的温度。本实施例的设置方式，在曝气管道220中设置多个分支管道223，一方面能够增加曝气口221的数量，提高对动物粪便的降温效果，另一方面可以使曝气口221均匀分布在动物粪便中，向动物粪便均匀的输入空气，从而使动物粪便散热均匀。
51.进一步地，在另一个应用场景中，各分支管道223分别设置有相应的曝气阀，并且各曝气阀分别设置在相应分支管道223与主管道222之间。控制器与各曝气阀连接，通过控制各曝气阀控制各分支管道223的工作状态，进而选择与主管道222连通的分支管道223。本实施例的设置方式，可以根据需求控制其中一个或者多个分支管道223与主管道222连通，因此可以提高对动物粪便温度调节的灵活性。
52.在又一个应用场景中，动物粪便发酵箱还设置有增压装置(例如空气压缩机)，增压装置与曝气管道220连接，用于将箱体1外部的空气输送至曝气管道220内部。在采用曝气装置22调节动物粪便的温度时，需要箱体1外部的空气输送到动物粪便中，因此需要曝气管道220内的气压大于发酵间隔11内的气压。本实施例的设置方式，增压装置可以将箱体1外部的空气压缩进入曝气管道220，因此不仅能够增加曝气管道220内部的气压，还能够加快箱体1外部与发酵间隔11之间的空气流动速度，进而提高对动物粪便的散热效果。
53.下面以图6示出的结构为例，对增加装置与曝气管道220之间的连接方式进行说明。
54.图6示出的是一种增压装置与曝气管道220之间连接关系的示意图，可以理解的是，图6示出的结构是增压装置与曝气管道220之间连接关系的一种实现方式，是示例性的而非限制性的，因此上文中关于增压装置与曝气管道220之间连接关系的描述以适用于下文中对图6的描述。
55.如图6所示，在一个实施例中采用空气压缩机作为增压装置，并且该实施例中的曝气管道220与图5示出的曝气管道220相同。如图6所示，空气压缩机3的入气口与箱体1的外部连通，出气口与主管道222连通，用于将箱体1外部的空气压缩进入主管道222内，从而提
高箱体1内部与外部的空气流动速度并增加主管道222内的气压，并通过主管道222增加各分支管道223内的气压。本实施例的设置方式只需设置一个空气压缩机3，不仅能够增加主管道222和分支管道223内的气压，还能够增加箱体1外部空气向主管道222中流动的速度，进而提高对动物粪便的散热效果。
56.上文中对曝气装置22做了详细介绍，下面结合具体应用场景，对箱体1的结构做详细的介绍。
57.图7示出的是一种箱体1的另一种结构示意图，可以理解的是，图7示出的结构是箱体1的一种实施方式，是示例性的而非限制性的，因此上文中关于箱体1的描述以适用于下文对图7中箱体1的描述。
58.如图7所示，在一个应用场景中，箱体1的内部还设置有设备隔间12，设备隔间12位于发酵隔间11的一侧，与发酵隔间11并列设置，例如可以在箱体1的内部设置一个隔板，将箱体1内部的空间分割成为两个并列设置的间隔，其中一个间隔为发酵间隔11，另一个间隔为设备间隔12。上述发酵间隔11内用于装入动物粪便以进行发酵，设备间隔12内用于设置动物粪便发酵箱的电气设备(如上述增压装置和控制器等)，从而将电气设备与动物粪便隔离。本实施例的设置方式，一方面可以将动物粪便发酵箱中的电气设备与动物粪便分离开，能够防止动物粪便与电气设备相接触，进而防止电气设备被动物粪便污染和损害；另一方面可以使动物粪便发酵箱体的箱体1保持规则的形状，因此在叠放动物粪便发酵箱时不受电气设备的影响，并且箱体1之间的叠放也不会对电气设备造成损坏。
59.在另一个应用场景中，发酵间隔11内设置有刮板，刮板位于发酵间隔11内的上部，能够在发酵间隔11内沿水平方向上移动，并且在移动时能够将发酵间隔11内的动物粪便刮平。在向发酵间隔11内装填动物粪便时，在重力的作用下，动物粪便会在发酵间隔11内形成底大顶小的塔状，不能将发酵间隔11填满。本实施例的设置方式，刮板机能够在发酵间隔11内的上部沿水平方向移动以将动物粪便刮平，从而提高装入发酵间隔11内动物粪便的数量。
60.进一步地，在又一个应用场景中，刮板由电机驱动，即在箱体1内(如上述设备间隔12内)设置刮板电机，控制器与刮板电机连接，刮板电机与刮板传动连接，通过刮板电机驱动刮板在发酵间隔11内沿水平方向上运动。另外，在发酵间隔11内设置有接近开关(如激光探测器)，并且在发酵间隔11内部刮板运动方向的两侧分别设置有一个限位开关，控制器与上述接近开关和限位开关连接，并根据接近开关和限位开关检测到的信号对刮板电机进行控制以驱动刮板运动，控制方法为：
61.根据接近开关检测到的信号判断装入发酵间隔11内的动物粪便是否到达设定高度；如果到达，则控制刮板电机正转以驱动刮板向第一方向移动，将动物粪便刮平；控制器根据限位开关检测到的信号判断刮板是否移动到发酵间隔11内的侧面，如果到达，则控制刮板电机反转以驱动刮板向第二方向移动，上述第一方向为第二方向的反方向。
62.下面结合图8和图9，对刮板电机与刮板的传动连接方式进行说明。
63.图8示出的是一种传送带的连接示意图，图9示出的是一种刮板的示意图，可以理解的是，图8和图9示出的结构对刮板电机与刮板之间连接方式的一种实施方式，是示例性的而非限制性的，因此上文中关于刮板电机与刮板之间连接方式的描述以适用于下文对图8和图9中刮板电机与刮板之间连接方式的描述。
64.如图8和图9所示，第一转轮51和第二转轮52通过传送带50传动连接，并且刮板电机与第一转轮51传动连接，用于驱动第一转轮51转动，进而通过传送带50带动第二转轮52转动，即第一转轮51为主动轮，第二转轮52为从动轮。连杆41的一端与刮板连接，另一端固定连接在传送带50上。本实施例中刮板电机驱动刮板40运动的方式为：刮板电机驱动第一转轮51转动，第一转轮51驱动传送带50转动，进而通过连杆41带动刮板40移动，实现对刮板电机驱动刮板40运动。
65.下面对箱体1的结构做进一步的介绍。
66.在一个应用场景中，发酵间隔11还设置有出粪口，并在出粪口设置有出粪盖，控制器通过出粪盖驱动装置连接出粪口，以控制器出粪盖的开启和关闭。例如，可以在发酵间隔11的一侧安装箱门，并采用气压泵作为出粪盖驱动装置，控制器与该气压泵连接，通过气压泵驱动箱门的开启和关闭。本实施例的设置方式，在施肥时可以将动物粪便发酵箱运输至农田，然后控制出粪口开启，以将发酵完成的动物粪便洒在农田中。由于本实施例的设置方式，在将发酵完成的动物粪便装车时，可以将动物粪便发酵箱直接运输到农田中进行洒放，与现有技术相比，可以提高施肥的工作效率。
67.下面对动物粪便发酵箱的控制部分做进一步的介绍。
68.在一个实施例中，控制器还连接有触摸屏，触摸屏用于为动物粪便发酵箱的人机交互提供硬件基础，例如，在动物粪便的发酵过程中，控制器通过温湿度检测装置21检测发酵间隔11内动物粪便的温度和适度，并将其显示在触摸屏上以供工作人员、巡检人员等查看。另外，工作人员可以通过触摸屏输入操作指令，如开启出粪口的指令；控制器通过触摸屏接收工作人员输入的指令，并控制动物粪便发酵箱执行相应的动作。
69.在另一个实施例中，控制器还连接有通信装置，该通信装置可以为有线通信装置也可以为无线通信装置。当通信装置为有线通信装置时，可以采用can总线通信模块或rs485通信模块等；当通信装置为无线通信装置时，可以采用gprs无线通信模块或者wifi通信模块。控制器可通过通信装置与智能终端(如手机、平板电脑或者计算机等)建立通信连接，使用户可以通过智能终端与控制器进行信息交互，控制器能够从智能终端接收控制信息，控制器也可以将动物粪便的发酵信息发送给智能终端。
70.根据本说明书的上述描述，本领域技术人员还可以理解如下使用的术语，例如“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“上”、“下”、“正”、“反”、等指示方位或位置关系的术语是基于本说明书的附图所示的方位或位置关系的，其仅是为了便于阐述本发明的方案和简化描述的目的，而不是明示或暗示所涉及的装置或元件必须要具有所述特定的方位、以特定的方位来构造和进行操作，因此上述的方位或位置关系术语不能被理解或解释为对本发明方案的限制。
71.另外，本说明书中所使用的术语“第一”或“第二”等用于指代编号或序数的术语仅用于描述目的，而不能理解为明示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”或“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本说明书的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个或更多个等，除非另有明确具体地限定。
72.虽然本说明书已经示出和描述了本发明的多个实施例，但对于本领域技术人员显而易见的是，这样的实施例只是以示例的方式提供的。本领域技术人员会在不偏离本发明
思想和精神的情况下想到许多更改、改变和替代的方式。应当理解的是在实践本发明的过程中，可以采用本文所描述的本发明实施例的各种替代方案。所附权利要求书旨在限定本发明的保护范围，并因此覆盖这些权利要求保护范围内的模块组成、等同或替代方案。