堆肥装置及其方法

专利名称：堆肥装置及其方法
技术领域：
由于用于垃圾掩埋的增加的费用和有限的空间，因而在废物处理领域存在日益紧迫的问题。废物管理公司和市政一直在寻找可行的垃圾掩埋的替代方法。这包括再循环、焚化和堆肥。废物处理和再循环方法的共同目标是安全地、有效地并低成本地处理废物，同时使用尽可能多的废物来生产有用产品。较多的废物能够被转化为可用的产品，而较少的废物需要被放入垃圾掩埋场。
堆肥被用于将有机废物转化为可用产品。更特别的是，这种天然过程通过将有机废物转化为腐殖质形式的天然肥料而减少了有机废物。一种特定类型的堆肥的例子是虫堆肥(vermicomposting)。在典型的虫堆肥过程中，使用蚯蚓将例如食物和/或废纸(例如，低级废纸)的有机废物转化为额外的土壤添加物。有机废物能够被蚯蚓和微生物分解，产生一种稳定、无毒并具有良好结构的材料。作为用于植物生长的土壤添加物，该材料具有潜在较高的经济价值。
背景技术：
有大规模和小规模的堆肥系统。大规模堆肥装置占据较大空间，使用较复杂的设备，和/或是劳动密集的。由于它们占据了较多空间，因而这种大规模堆肥装置典型地位于离学校、工厂、农场、饭店或产生有机废物的其它设施较远的地方。将有机废物运送到远处的大规模堆肥设置的成本较高。除非产生了非常大量的有机废物，否则将有机废物运输到堆肥设施的花费可以超出了在垃圾掩埋场处理有机废物的花费。这趋向于抑制堆肥而不是鼓励堆肥。
小规模堆肥装置能够在产生有机废物的设施使用。然而，许多现有小规模堆肥装置是劳动密集的、其设备复杂、和/或没有足够高的堆肥生产率。例如，一种商业上可行的堆肥装置被称为“虫房(WormWigwam)”。这种堆肥装置为圆柱形容器的形式。可堆肥材料从圆柱形容器顶部填入，而堆肥后材料从圆柱形容器的底部排出。为使堆肥后材料从圆柱形容器的底部排出，用一根棒来搅拌靠近堆肥材料底部的材料，这些材料位于钢栅格上。钢栅格位于容器底部的上方。为移动该棒，与容器相连接的曲柄把手来回转动。相应的是，该棒沿圆柱形容器的底部移动以搅拌底部堆肥后材料。然后，搅拌过的堆肥后材料从支撑着容器底部上方的堆肥材料的钢栅格中的孔排出。
尽管例如“虫房”的装置能够在产生有机废物的设施附近处理有机废物，但是能够对虫房做出很多改进。例如，为移动棒并搅拌堆肥材料以获得多产，用户必须多次转动曲柄把手。这是非常劳动密集的。而且，虫房的堆肥生产率较低。例如，在虫房中，大致每天可以从一个等于圆柱形容器面积的堆肥物底部面积中收取1到2英寸的堆肥后材料。一种典型的虫房可以具有约3英尺的直径，这样，所产生的堆肥后材料为每天约0.58到约1.16立方英尺。例如，学校的设施可以需要处理比单个虫房所能处理的更多的废物。尽管能够购买多于一个装置以增加堆肥生产率，但是这将不期望地增加堆肥装置所占据的空间和所需要的劳动量。特别是在城市环境下，难于找到可用空间，因而简单地增加堆肥装置可能不是增加堆肥率的可行方式。
本发明的实施例总体地和个别地着重于解决这些和其它的问题。

发明内容
本发明的实施例包括但并不局限于堆肥装置、使用堆肥装置的方法、将可堆肥材料填入堆肥装置的方法、以及堆肥系统。
本发明的一个实施例涉及一种堆肥装置，该装置包括壳体；在该壳体中的多个堆肥屉斗，其中多个堆肥屉斗在壳体中成叠放关系，并且各个屉斗包括一个具有多个孔的底部区域；以及壳体中的多个接收结构，该接收结构各自设置于多个堆肥屉斗下，以从多个堆肥屉斗接收堆肥后材料。
本发明的一个实施例涉及一种使用堆肥装置的方法，该方法包括将可堆肥材料和堆肥生物放入多个屉斗中的每一个，其中多个屉斗中的屉斗成叠放关系；将可堆肥材料在多个屉斗内堆肥以在多个屉斗中的每一个形成堆肥后材料；在多个屉斗中搅拌堆肥后材料；并将搅拌过的堆肥后材料通过多个屉斗中的每个屉斗的底部区域上的多个孔中排出。
本发明的另一实施例涉及一种堆肥装置，该装置包括a)堆肥容器，该堆肥容器适于接收堆肥后材料，具有多个侧面区域和一个底部区域，它们形成用于接收可堆肥材料和堆肥生物的内部区域，其中底部区域具有多个孔，通过这些孔，堆肥后材料能够被排出；以及b)粉碎装置，该装置包括在堆肥容器底部区域上方的栅格，其中粉碎装置适用于在堆肥容器底部区域搅拌堆肥后材料，以使得堆肥材料通过堆肥容器底部区域内的多个孔排出。
本发明的另一实施例涉及一种使用堆肥装置的方法，该方法包括将可堆肥材料和堆肥生物放入一个容器，该容器具有多个侧面区域和一个底部区域，这些区域形成了用于接收可堆肥材料和堆肥生物的内部区域，其中底部区域具有多个孔，堆肥后材料能够通过这些孔排出；对可堆肥材料进行堆肥，以形成堆肥后材料；手动地搅拌堆肥后材料；并将堆肥后材料通过容器底部的多个孔排出。
本发明的另一实施例涉及一种堆肥方法，其包括a)获得运输容器和运输容器内的可堆肥材料；b)倾斜运输容器；c)振动运输容器；并d)在振动运输容器的同时分配可堆肥材料。
本发明的另一实施例涉及一种堆肥系统，该堆肥系统包括运输容器；运输容器内的堆肥装置。该堆肥装置可以适用于执行虫堆肥过程。
本发明的另一实施例涉及使用堆肥装置的堆肥系统。
下面参考附图详细地说明了本发明的这些和其它的实施例。


图1示出了根据本发明的一个实施例的堆肥装置的透视图。在图1中，堆肥装置的门开着以使其内部可见。
图2示出了图1所示堆肥装置的透视图，该堆肥装置的门处于关闭状态。
图3示出了根据本发明的一个实施例的堆肥装置的顶视图。
图4示出了根据本发明的一个实施例的堆肥装置的侧剖面视图。
图5示出了根据本发明的另一实施例的另一堆肥装置的透视图。在图5中有一组屉斗，这组屉斗中的每一个都开向同一个方向。
图6(a)示出了根据本发明的堆肥屉斗的顶视图。
图6(b)示出了根据本发明的粉碎装置和堆肥屉斗的顶视图。堆肥容器以虚线示出。
图7示出了根据本发明的一个实施例如何将粉碎后的有机废物装载到运输容器中。
图8示出了根据本发明的一个实施例如何将粉碎后的有机废物从运输容器传送到堆肥装置的堆肥屉斗中。
图9示出了运输容器的透视图。
具体实施例方式
本发明的实施例能够用于任何适当的设施。例如，本发明的实施例能够用于学校、杂货店、日间照管中心，饭店、动物园、监狱、军事基地、医院、咖啡馆、农场和多个家庭的房屋单元。本发明的实施例能够设计为处理由一个机构产生的基本上所有的有机废物，并在该机构中占据最小的空间。使用本发明的实施例，能够在该机构生产大量的高质量有机产品。这些有机产品能够用于该机构或用于其它地方。
在本发明的实施例中能够对任何适当的可堆肥材料进行堆肥。可堆肥材料的例子包括有机废物，例如厨余废物、低级废纸(low gradepaper waste)、食品包装纸废物、包括肥料残留物和农作物剩余物的农业废物、市政生物固体(municipal biosolids)、以及工业有机淤渣。
根据本发明的一个实施例的一种典型堆肥装置包括壳体和壳体中的多个堆肥容器。该堆肥容器可以为能够拉出的堆肥屉斗，以使得有机废物(例如粉碎的食物)能够设置于堆肥屉斗中。堆肥屉斗在壳体中成叠放关系。各屉斗包括具有多个孔的底部区域。
各个屉斗能够接收任何适当类型的能够对有机废物进行堆肥的生物。蚯蚓被用于“虫堆肥”过程，并能够处于堆肥装置中的各个堆肥屉斗中。在虫堆肥过程中，例如红蚯蚓(如，Eisenia Fetida)的蠕虫通过摄食和消化而粉碎有机废物。当然，任何类型的活的生物都可以用于替代蚯蚓或与蚯蚓一起分解有机废物。这些适当的生物对于本领域技术人员来说是已知的。
接收结构也在壳体中。各个接收结构位于堆肥屉斗下方并从其上方的堆肥屉斗中接收堆肥后材料。在搅拌屉斗内的堆肥后材料后，屉斗中搅拌过的堆肥后材料穿过屉斗底部区域的孔并进入一个或多个屉斗下的接收结构。各个屉斗和接收结构可以具有把手或其它可抓握的结构，以使用户可以容易地将屉斗拉出。
在将有机废物放入堆肥装置之前，有机废物能够以一些方式被预处理。例如，可以在分解例如废弃食品的有机废物原料之前将其粉碎或研磨。将有机废物处理成更加精细的碎片使被堆肥生物更易于摄食和消化有机废物，从而减少了有机废物的处理时间。所有处理过和未处理过的有机废物都能够被当作可堆肥材料。
在得到可堆肥材料(处理过的或未处理过的)后，可堆肥材料被堆积到各个屉斗。可堆肥材料被堆积在屉斗中已经处于堆肥处理过程中的材料上方。因此，“新鲜的”可堆肥材料典型的位于各屉斗的上部。在堆肥过程中，例如蚯蚓的肉眼可见的大生物倾向于向各屉斗的顶部移动以接近新鲜的可堆肥材料。蠕虫对有机废物进行处理并留下堆肥后材料，这些堆肥后材料随着时间的流逝而向下进入屉斗。
从各屉斗的底部收取堆肥后材料。在本发明的实施例中，能够使用粉碎装置来收取在各屉斗底部区域的堆肥后材料。在一个实施例中，该粉碎装置包括与栅格相连的把手，该栅格位于栅格所在屉斗的底部。用户通过来回移动(例如，通过推和拉)该把手来操纵该栅格。此动作搅拌堆肥后材料并使其穿过孔落入到一个或多个位于屉斗下方的接收结构(例如，托盘)中。
在从堆肥屉斗中移去底部一英寸厚的堆肥后材料后，屉斗中的所有材料向下运动。那么就在屉斗的顶部形成空间。一旦屉斗的顶部有了更多的可用空间，新的未堆肥的材料就能够被堆积在屉斗中以填充该空间。在一些实施例中，被放入屉斗顶部的可堆肥材料作为堆肥后材料从屉斗的底部排出可能需要约3周时间(或更少)。
一旦堆肥后材料被接收到一个或多个接收结构中，它能够被传送到堆肥装置所在的花园中。或者，它可以被装袋出售。
所得到的堆肥后材料是十分有用的产品。例如，堆肥后材料能够用于种植植物。它能够促进种子发芽，增加开花、抑制植物病害、增加产量病促进土壤中的有益微生物群落的生长。
由堆肥装置执行的堆肥过程能够被认为是一个“连续流动过程”。有机废物被例如每隔一天地放入各屉斗中。例如，能够每天或每隔一天收取一次堆肥后材料。因此，在本发明的实施例中，有机废物能够频繁地和定期地添加到堆肥装置中，而堆肥后材料能够定期地和频繁地由堆肥装置产生。
图1示出了根据本发明的一个实施例的堆肥装置100。堆肥装置100包括壳体60，其尺寸被设置得能容纳多个堆肥屉斗10和多个接收结构30(a)、30(b)。壳体60可以由抵抗天气变化的塑料材料制成。一组或多组门50(a)、50(b)能够与壳体60相连接。这些门50(a)、50(b)可以打开或关闭以防止或允许接近屉斗10和接收结构30(a)、30(b)。在门50(a)、50(b)中的凹陷区域51的形状能够被构造为容纳粉碎装置的把手12，以及屉斗10的把手14、32和接收结构30(a)、30(b)。
壳体60和堆肥装置100可以具有任何适当的尺寸。例如，在一些实施例中，壳体60能够小于约5英尺高。壳体60的长度和宽度也可以小于5英尺宽。这样的尺寸使中等身材的人可以使用堆肥装置100。例如，在本发明的实施例中，用户不需要用梯子或垫着凳子就可以打开屉斗或接收结构，或者用可堆肥材料来填充屉斗。尽管其尺寸相对较小，但是堆肥装置100也可能具有比类似尺寸装置更高的堆肥生产率。例如，与上述现有装置不同，在本发明的实施例中，堆肥后材料能够从六个分开的处理区域(例如，六个屉斗)而不是一个处理区域中获得。
在本发明的实施例中，多个屉斗10可以叠放。多个接收结构30(a)、30(b)叠放并散布在相邻的屉斗10之间。优选的是，每个屉斗10有两个或多个接收结构30(a)、30(b)，以减轻用户需要在给定的时间运输或处理的堆肥后材料的重量。
本发明的实施例可以具有任何适当数目的屉斗和接收结构。例如，尽管在图1中示出了在各个屉斗10下的两个接收结构30(a)、30(b)，在另一实施例中，在一个屉斗下可以仅有一个接收结构。在另一示例中，尽管在图1的实施例中示出了三个屉斗10和六个接收结构30(a)、30(b)，在另一个实施例中，在堆肥装置中可以有或多或少的屉斗和接收结构。
突出区域52位于壳体60的顶部。突出区域52能够用于使类似或不同的堆肥装置对齐，以可以一个叠放在另一个上面。例如，壳体底部上具有凹陷区域的另一个类似构造的堆肥装置(未示出)可以叠放在图1所示的堆肥装置100的上方。堆肥装置100的突出区域52能够插入到另一堆肥装置的凹陷区域以与两个叠放的堆肥装置合适地对齐。突出区域52也使堆肥装置可以叠放以便可以容易地运输和储存这些装置。
各个屉斗10可以包括把手14而各个接收结构30(a)、30(b)也能够包括把手32。把手14、32使用户可以拉出屉斗10和接收结构30(a)、30(b)。在一个典型的例子中，把手14、32可以是从屉斗10的前壁伸出大约1英寸以上的悬垂结构。在另一实施例中，把手能够替代把手14、32与屉斗10和接收结构30(a)、30(b)的前壁相连接，各个屉斗10可以具有任何适当的特征或大小。例如，各堆肥屉斗10可具有底部区域、大致平行的前、后壁、大致平行的侧壁，以及一个开口顶部区域。前壁、后壁和大致平行的侧壁可以形成容纳可堆肥材料并产生堆肥后材料的区域。在一些实施例中，各屉斗10可以为约12英寸深(或者比此深度深或浅)。而且，各屉斗10也可以由包括塑料或金属在内的任何适当的材料制成。
尽管屉斗10的壁和底部区域被示为大致矩形的，但是屉斗的壁和底部区域也能够具有任何适当的形状。例如，屉斗的壁在本发明的实施例中能够是弯曲的。
各屉斗10的底部区域可以包括多个孔。多个孔中的每一个孔的尺寸可以设置为使堆肥后材料可以从其中穿过。在一些实施例中，各孔可以具有小于约5英寸的最大尺寸。例如，一个孔的长度、宽度或直径可以小于约5英寸。各孔可以具有包括圆形或正方形形状在内的任何适当的几何形状。而且，多个孔中的孔可以设置成规则的或不规则的矩阵。平均孔距可以为任何适当的值(例如，小于约10英寸)。下面说明了示例屉斗更详细的细节。
接收结构10中的每一个也可以包括任何适当的特征。例如，在所示实施例中，各个接收结构30(a)、30(b)为具有前部区域、侧部区域和后部区域的浅托盘形式。在一些实施例中，接收结构能够具有约3英寸的深度(或者多于或少于此数量)。接收结构30(a)、30(b)中的每一个的底部区域和侧部区域能够是大体上不能透过的。然而，在接收结构30(a)、30(b)的底部区域或侧部区域也可以有一些孔，以形成水流出接收结构30(a)、30(b)的通路。优选的是，孔处于各接收结构30(a)、30(b)后部的底部区域上，以使得液体废物流走而离开用户。出于此中考虑，各接收结构30(a)、30(b)能够向下和向内倾斜，以使得液体废物流向壳体60的内部。
在图1所示例子中，两个接收结构30(a)、30(b)可以位于各个堆肥屉斗10下方。“I”形杆形式的支撑结构11可以固定于屉斗10的底部。支撑结构11和壳体60一个壁上的壁架(未示出)能够用于支撑接收结构30(a)、30(b)的侧边。支撑机构11能够与其所连接的屉斗一体地形成在一起，或者单独地形成并连接到屉斗(例如，使用螺钉或螺栓)。
如下面将更详细地讨论的是，分隔部件(未示出)可以处于各屉斗10的端部。当屉斗10被拉出时，分隔部件能够将屉斗10下方的接收结构30(a)、30(b)与屉斗10一起拉出。这有利地防止了屉斗10中的堆肥后材料在屉斗10拉出时落到地面上或者将这种可能减到最小。
堆肥装置100也可以包括各种泵压系统和气候调节系统以便合适地堆肥。例如，图1所示的堆肥装置100包括舱底排水泵74、废物容器70和连接舱底排水泵74和废物容器70的软管72。舱底排水泵74能够将液体废物抽出壳体60。舱底排水泵能够是可独立控制的，或者可以由一些其它装置控制(例如，控制盒82)。另外，水系统80在壳体60侧面上，并包括一个或多个压力表、管线和过滤器。水系统80可以具有软管连接器199。例如园艺软管的软管(为示出)可以与软管连接器199相连接并可以将水供给到堆肥装置100。处于任何适当压力(例如，40到75磅每平方英寸)下的水可以通过软管连接器199供给到堆肥装置100。在壳体60中可以设置有排气口56以为壳体60内部通风。
在与壳体60相连接的控制盒82和可以有适当的电子装置。控制盒82能够用于控制水系统80以为屉斗10中的材料提供水(例如，水雾)。温度控制器82也能够设置于壳体60中以调节壳体60内部的温度。一个电源(例如，117伏交流，60赫兹，0.20安培)(未示出)能够为控制盒82供电。控制盒82能够被编程为根据预定的次数和数量洒水、抽出废物液体、和/或控制内部温度。时钟和定时器可以包括在控制盒82中，以改变洒到屉斗中可堆肥材料中的水量，从壳体中抽出的废物量(废水并不取决于定时器，它取决于水位，在高于一个特定水位时泵会自动开启并抽出泵储液室中的所有水)，或者按照预定计划控制壳体内部温度。控制盒和控制系统在商业上是可行的，并能够由本领域现有技术人员实施。
粉碎装置与各屉斗10相连接。各粉碎装置能够包括把手12和设置于各屉斗10内部的栅格(未示出)。在此例子中，把手12的一部分位于屉斗10的外面，而栅格整个位于屉斗10的内部。用户能够推拉把手12以操纵粉碎装置。推拉运动移动屉斗10内的栅格以搅拌在屉斗10底部的堆肥后材料。搅拌过的堆肥后材料穿过屉斗10底部区域的孔并进入屉斗10下方的接收结构30(a)、30(b)。尽管粉碎装置已被描述为以手动方式操纵，在一些实施例中，粉碎装置能够被自动地操纵。例如，一个或多个线性驱动器(未示出)能够用于操纵各粉碎装置的把手。当然，任何适当的操纵机构都能够用于移动粉碎装置。
图2示出了图1所示的粉碎装置100，处理在此图中，门50(a)、50(b)是关闭的并被锁52固定在一起。封闭的壳体60防止了各种动物进入堆肥装置100的内部。例如，鸟可能会试图吃堆肥装置的屉斗中的蚯蚓。在另一各例子中，狗、猫或熊可能会试图接触堆肥装置屉斗中的任何可吃的有机废物(例如，食品碎块)。因此需要防止动物接近堆肥装置的屉斗。
图3示出了堆肥装置100的顶视图。在图3中，第一组门50(a)、50(b)和第二组门50(c)、50(d)处于堆肥装置100中。门50(a)、50(b)沿箭头A的方向回转打开。第一和第二组门处于堆肥装置100的相对端。可以在堆肥装置100的相对端接近屉斗(未示出)和接收结构，以使得屉斗可以沿相对方向打开。在另一实施例中，与具有两组沿相对方向打开的屉斗的情况不同，可能仅有沿一个方向打开的一组屉斗。
图4示出了根据本发明的一个实施例的堆肥装置100的侧剖视图。堆肥装置100包括壳体60。壳体60包括内壁66和内底部区域62。内壁66能够将壳体60分成两个内部空间并可以为可穿透的或不可穿透的。各个形成的内部空间容纳一组屉斗，在此例子中，各组屉斗具有三个屉斗。壳体60的内底部区域62可以沿向外的方向向下倾斜，以使得任何废物液体(例如，废水)都能够流向壳体60中的公共液体出口。
堆肥装置100包括第一组屉斗10(a)-10(c)和第二组屉斗10(d)-10(f)。第一组屉斗10(a)-10(c)中的屉斗和第二组屉斗10(d)-10(f)中的屉斗可以朝向相反的方向。一个或多个接收结构30可以位于各个屉斗10(a)-10(f)的下方。屉斗10(a)-10(f)中的每一个可以包括把手14，以使用户可以将屉斗10(a)-10(f)拉开。接收结构30也可以具有把手32。当各个屉斗10(a)-10(f)被拉出时，壳体60内壁上的止动部件18能够穿过屉斗10(a)-10(f)中的槽16，直到槽端16(a)接触到止动部件18。这阻止了屉斗10(a)-10(f)在被拉出时完全脱离壳体60。止动部件18能够为例如向内深入壳体的螺钉或突起。任何适当的屉斗止动机构都可以用于本发明的实施例。
如上所述，粉碎装置与各个屉斗10(a)-10(f)相关联。各个粉碎装置包括把手12和栅格20，而每个粉碎装置与屉斗10(a)-10(f)中的一个相连接。各个粉碎装置的把手12可以为U形并可以穿过屉斗前壁上其所连接的孔。每个栅格20具有小于其所设置于的屉斗底部区域的横向尺寸的横向尺寸。把手12能够被操纵以来回移动栅格20。
本发明的实施例所使用的粉碎装置并不局限于具有把手和栅格的装置。例如，粉碎装置可能为搅拌机构，例如在屉斗底部滑动的细长的棒。在另一例子中，栅格可能为实心板，用户推拉该板穿过屉斗的底部。而且，在其它实施例中，粉碎装置不必与堆肥装置中叠放的屉斗一起使用。例如，根据本发明的实施例的粉碎装置能够与没有一个叠放在另一个上的堆肥容器一起使用。
各个屉斗10(a)-10(f)可以在屉斗的后部包括分隔部件28。各个分隔部件28可以与各个屉斗10(a)-10(f)一体地模制在一起，或者可以是与屉斗10(a)-10(f)的后壁相连接的单独部件。例如，分隔部件能够分开的形成并通过例如螺钉、胶粘剂等连接部件连接到屉斗10(a)-10(f)的后壁。无论分隔部件28的形式，分隔部件28将屉斗10(a)-10(f)的后壁与壳体60的内壁分开。
液态废物(例如，来自接收结构32的)能够通过穿过屉斗10(a)-10(f)的后壁和壳体的内壁66之间而到达壳体60的底部。例如水的液体能够从各个屉斗10(a)-10(f)排出到屉斗10(a)-10(f)下方的接收结构30。接收结构30中的每一个可以略微向下和向内倾斜。在接收结构30中的任何过量的液体都流入屉斗10(a)-10(f)的后壁和壳体60的内壁66之间的空间。而且，如上所述，在屉斗10(a)-10(f)被拉出时，分隔部件28拉动屉斗10(a)-10(f)下方的接收结构30。因此，屉斗10(a)-10(f)内的堆肥后材料或可堆肥材料在这些屉斗被拉出壳体60时不会落到地面上。
图4所示的堆肥装置100也包括多个位于底部的凹陷部分54。凹陷部分54能够在图4所示的堆肥装置100的顶部上接收另一个可以类似于突出部分52的堆肥装置(未示出)的突出部分。在此方式下，叠放的堆肥装置能够合适地对齐以有效而安全的叠放。因此，根据本发明的实施例的堆肥装置可以以任何适当的方式叠放和排列以形成堆肥系统。因此，如果用户希望增加堆肥生产率，那么可以使用多于一个的堆肥装置，并且这些堆肥装置可以根据用户的意愿一个挨一个地并排设置或者一个在另一个上面地叠放，从而可以为该设施的可用空间所允许。例如，如果在一个设施中横向空间不可用而纵向空间可用，那么堆肥装置100就能够一个叠放在另一个之上到任何适当的高度。
提升槽58可以设置于堆肥装置100的底部。这些提升槽58可以接收铲车或者其它运输装置的端部，以使得堆肥装置100能够被运输。在堆肥装置100被移动或者被叠放在另一个堆肥装置上时可能需要提升堆肥装置100。
图4所示的屉斗和接收结构的特定设置使空间最大化，同时限制了各个屉斗10(a)-10(f)内的材料体积。限制各个屉斗10(a)-10(f)内的材料体积是所期望的。通过显示各个屉斗中的材料体积，各个屉斗中的材料重量也得到限制，以使得各个屉斗能够被用户简单地操纵而不需要复杂的机械。
尽管图4示出了具有两组朝向相对方向的屉斗10(a)-10(c)、10(d)-10(f)的堆肥装置100，其它的实施例也是可能的。例如，在一些实施例中，可能只有一组屉斗(例如，只有朝向一个方向的屉斗10(a)-10(c))或者每组屉斗能够有多于或少于三个的屉斗。
图5示出了具有开口向单一方向的一组屉斗的堆肥装置100。在图5中，类似的附图标号表示于前述图1中相类似的部件。然而，在此实施例中，壳体60小于图1中的壳体，因为在此实施例中有更少的屉斗。
图6(a)示出了根据本发明的一个实施例的屉斗的顶视图。屉斗10包括处于屉斗后部的分隔部件28和屉斗10前面的把手14。多个孔18处于屉斗的底部区域17。升起的侧边区域15环绕底部区域17以形成可堆肥材料和堆肥后材料可以设置于其中的区域。孔29设置于屉斗前壁31内。粉碎装置的把手部分能够穿过屉斗的前壁31。在底部区域17中的较宽部分89从屉斗10的前面延伸到后面。该较宽部分89比底部区域17的其它部分宽，并给予屉斗10结构上的支撑。支撑结构(未示出)能够位于较宽部分89的下方，并能够支撑屉斗10下方的接收托盘(未示出)。
图6(b)示出了根据本发明的一个实施例的粉碎装置的顶视图。粉碎装置所在的屉斗10以虚线示出。粉碎装置包括栅格18和把手12。把手12可以由连接部件110固定在栅格18上，并可以由金属或塑料制成。连接部件110可以为例如螺钉、螺栓或铆钉。把手12可以为U形或任何其它适当的形状。
栅格18可以由金属或塑料(例如，聚丙烯)制成。栅格18可以具有任何适当的厚度(例如，多于或少于约0.5英寸)并能够具有小于其所在屉斗的底部区域的横向尺寸的横向尺寸。例如，栅格18能够具有一个大致等于屉斗的底部区域的边到边尺寸的边到边的尺寸。这限制了栅格18在用户推拉粉碎装置时的横向运动。栅格18的前后尺寸小于屉斗10底部区域的前后尺寸。例如，屉斗10的前后长度能够比栅格18的前后长度长出大于约2英寸。在此例子中，用户能够以一个两英寸的行程推拉粉碎装置，以搅拌屉斗10中的堆肥后材料。
用户能够通过如箭头B所示地来回移动粉碎装置而操纵粉碎装置。此运动搅拌位于屉斗10(以虚线示出)底部的堆肥后材料。随着堆肥后材料被搅拌，堆肥后材料就从屉斗10中的孔19排出。在不再使用粉碎装置时，屉斗的底部区域和栅格重叠以形成较不易穿透的结构(即，同底部区域和栅格本身各自相比)。重叠的底部区域和栅格一起支撑屉斗内的堆肥后材料和可堆肥材料。
同使用单个棒搅拌堆肥后材料相比，使用栅格搅拌堆肥后材料具有许多优点。例如，栅格具有比单根棒更大的表面积。因此，在搅拌相同面积的堆肥后材料时，移动栅格比移动单个棒需要较少的努力。例如，简单的推拉运动能够用粉碎装置搅拌堆肥后材料。相比较而言，为在现有装置中搅拌堆肥材料，一个人可能需要转动曲柄10次以上。而且，栅格为容纳于屉斗内的堆肥后材料或可堆肥材料提供了额外的结构支撑。这实现了在屉斗中的堆肥后材料的更均匀平坦的分布。如果没有该栅格，那么屉斗内的材料在屉斗底部的孔过大时可能会“垂下”或凹陷入该孔。这可以导致屉斗内的一些材料在其就绪之前就被收取。
本发明的实施例具有许多优点。同上述虫房堆肥装置相比，在本发明的实施例中所用的用于搅拌堆肥后材料的推拉动作与反复摇动曲柄把手相比不是那么劳动密集的。搅拌和收取堆肥后材料的过程简单并且不需要使用复杂机械。而且，同虫房相比，本发明的实施例能够具有许多而不是一个处理区域(例如，六个屉斗的底部区域)，在其中能够收取堆肥后材料。这在不增加堆肥装置所占据的空间量的情况下产生较高的堆肥生产率。例如，如果堆肥装置具有六个具有底部区域的屉斗，每个底部区域具有约8平方英尺的面积，那么六个屉斗的底部区域的面积总计可以为约48平方英尺。如果每天收取1到2英寸的堆肥后材料，那么就产生了约4到8立方英尺每天的堆肥生产率。此生产率明显地高于虫房所能得到的生产率。另外，与虫房不同，本发明的实施例更紧凑并能够被叠放。堆肥系统能够形成得符合于特定设施的可用空间。屉斗也使用户容易接近堆肥装置中的堆肥区域，以使得堆肥装置可以甚至由一个人手动的操纵。而且，根据本发明的实施例的堆肥装置能够用于例如学校，以再循环例如来自学校餐厅的食物碎块的有机废物。堆肥装置能够用作处置有机废物的实用装置，也能够用作教学工具。例如，在学校中，学生能够使用堆肥装置学习合乎环境要求的废物转化过程和生物学。
参考图1、图7和图8能够说明产生可堆肥材料的方法和将可堆肥材料放入堆肥装置中的方法。
图7示出了使用废物处理装置400的用户114。废物处理装置400可以用于例如将有机废物处理成精细颗粒。废物处理装置400包括漏斗102和切碎机104。
在图7中，运输容器108暂时地与台面148的导轨106相连接。运输容器108包括位于运输容器108底部区域的吊门110。锁销(未示出)能够在运输容器108用于运输可堆肥材料时固定吊门110，以使其关闭。
在使用中，有机废物被堆积到漏斗102中并被切碎机104切碎。然后，切碎了的有机废物排入台面148下方的运输容器108中。在运输容器108装满后，用户114使用手动提升式货车112提升并运输运输容器108。倾倒装置120可以处于运输容器108下方并处于手动式提升货车112上或与其相连接。然后，运输容器108被传送到类似于图8所示的堆肥装置100。接下来，在倾倒运输容器108后，能够使用振动器来提供废物材料的均匀测定。
在将粉碎后的有机废物放到堆肥装置100之前，收取堆肥装置100中的堆肥后材料。用户114打开堆肥装置100的门50。然后，在屉斗10和接收结构30处于壳体60中时，与屉斗10相关联的粉碎装置的把手12能够被操纵。例如，用户114能够推拉粉碎装置以搅拌屉斗10底部的材料。搅拌过的材料穿过屉斗10底部的孔并进入屉斗10下方的接收结构30。屉斗10内的材料的总高度降低一个相应的量，以为新的有机废物留出空间。典型地，以此种方式收取到约1到2英寸的堆肥后材料。
在堆肥后材料流入接收结构30后，接收结构30就能够从壳体60移出，并且堆肥后材料可以被运输到另一个地点并在任何其它地方(例如，在附近的花园里)使用。接收结构30上方的堆肥屉斗10能够保持在壳体60中，以使得屉斗10中堆肥后材料不会落到地面上。然后，倒空了的接收结构30被放回壳体60中。
参考图8，一旦接收结构30被倒空，在屉斗10中接收结构30上方所产生的额外空间就能由新的可堆肥材料填充。在一个典型的过程中，用户114拉出堆肥装置100中的屉斗10。屉斗10下方的接收结构30也可以与屉斗10一起被拉出。如上所述，在屉斗10的后壁处的分隔部件(未示出)可以在屉斗被拉出时将接收结构30拉出。由于接收结构30处于屉斗10下方，接收结构30收集任何恰好从屉斗10底部的孔中落下的堆肥后材料。这防止了屉斗10中的可堆肥材料意外地落到地面上或将这种可能减到最小。
然后，运输容器108设置于打开的屉斗10上方，并且吊门110可以被用户114打开(如果其原来是闩着的)。然后，用户114操纵倾倒装置120上的把手以向前倾倒运输容器108，以使得运输容器108内的切碎了的废物穿过先前由吊门110盖着的通路并进入屉斗10。在一些实施例中，运输容器108可以倾斜一个相对于水平面约25到约30度的角度。与倾倒装置120相连接的振动器118能够使运输容器108振动以扰动运输容器108内的切碎了的有机材料。这种振动器可以由俄亥俄州克里夫兰市的Cleveland Vibrator Co，公司(Cleveland VibratorCo.，of Cleveland Ohio)在商业上提供。这种公司生产的适当的振动器可以为0.1-2号部分，其使用110伏交流电压并重约6磅。由于振动器118所产生的振动，切碎了的有机材料可以被均匀地布洒到已在屉斗10中的切碎了的有机材料的顶表面。用户114可以将切碎了的有机材料从屉斗10的前面堆积到屉斗10的后面，或者反之亦然。也可以从左到右地装载(或者反之亦然)。在屉斗10装载了可堆肥材料10后，屉斗10和屉斗下方的接收结构30能够被推回到壳体60中。
用手动式提升货车、倾倒装置和振动器将堆肥屉斗装载到堆肥装置中具有许多优点。例如，使用这些装置，不需要用户提升较重的物体。而且，通过使用这些装置的组合，堆肥后材料的均匀层能够设置于各屉斗中，从而在各个屉斗中形成堆肥后材料和可堆肥材料的均匀层。屉斗中的各层在适当的时间被收取，而不会提早收取一些未完成堆肥的材料。
用可堆肥材料来填充堆肥装置中的屉斗有其它的方法。例如，在其它实施例中，各个屉斗能够手动地装载堆肥后材料。例如，能够使用铲斗或自动送料器以在堆肥装置中的各屉斗内堆积可堆肥材料。其它接收结构可以被倒空，而其它屉斗可以被可堆肥材料以与上述方法相同或不同的方式填充。
本发明的另一实施例涉及使用集装箱来容纳堆肥装置和例如上述的废物处理装置(包括切碎器)的其它可能装置的堆肥系统。集装箱能够是海洋船运所通常使用的类型。在被用于海洋船运时，类似的集装箱能够一个叠放在另一个上。在图9中示出了一个适当的集装箱的例子。如图9所示，一个适当的集装箱具有能够被打开以接近集装箱内部的门(在此情形下处于集装箱端部)。集装箱的这个门可以在任何位置，例如，在一个或多个集装箱的侧面或端部。
集装箱基本上是预制的封闭容器，它能够具有底壁、顶壁和侧壁。集装箱能够容易地在船上或卡车上运输。另外，集装箱能够具有任何适当的尺寸。典型的集装箱具有约20到约40英尺长，约8.0英尺宽和约8.5英尺高的尺寸。当然，其它的集装箱也能够具有其它的尺寸。适当的集装箱通常由例如钢的硬金属制成。
集装箱能够容纳任何上述的和/或其它装置，只要用户能够使用它们。因此，在一些实施例中，执行堆肥过程(例如，虫堆肥过程)所需要的每个工具能够被包括在集装箱中。例如，图7和图8所示的装置，并且用户能够出现在集装箱内部。在用户处理可堆肥材料和/或使用堆肥装置时，集装箱为用户提供了遮蔽物。气候控制系统(例如加热器、空调、加湿器等)可以与集装箱设置在一起以保持集装箱中适当的内部环境。另外，集装箱能够被绝热以使集装箱内部环境保持恒定。
使用集装箱作为容纳在堆肥过程中所使用的各种装置的壳体具有许多优点。例如，集装箱容器容易获取并且廉价。不必建造特别的壳体以容纳上述装置，从而节约了时间和费用。使用集装箱以容纳堆肥装置和其它装置不需要建造许可。而且，集装箱保证了安全，防止了例如人为破坏。本发明的实施例中所使用的集装箱能够容易地被锁上，以使得搞破坏的人无法接近集装箱内的例如切碎器和堆肥装置(例如，具有叠放的屉斗的)。这增加了各种装置的寿命。
在上述中，许多尺寸、几何形状、和大小被特别的说明。然而，应当理解本发明的其它实施例可以具有不同的尺寸或几何形状。
尽管上述涉及本发明特定的优选实施例，但是在不背离本发明的基本范围的情况下，也可以作出本发明的其它的和进一步的实施例。这些可选的实施例要包括在本发明的范围内。而且，在不背离本发明的范围的情况下，本发明的一个或多个实施例的特性可以与本发明的其它一个或多个实施例的特性相组合。例如，在不背离本发明的范围的情况下，图1、图4、图6(a)和图6(b)中所示的任何特性能够用于图7和图8所示的方法中，或者图9所示的集装箱中。
权利要求
1.一种堆肥装置包括壳体；壳体中的多个堆肥屉斗，其中多个堆肥屉斗在壳体中时为叠放关系，并且每个屉斗包括具有多个孔的底部区域；和壳体中的多个接收结构，接收结构相应地设置于多个堆肥屉斗的下方，以从多个堆肥屉斗中接收堆肥后材料。
2.根据权利要求1所述的堆肥装置还包括多个粉碎装置，这些粉碎装置中的每一个都适用于搅拌在多个堆肥屉斗中的一个堆肥屉斗的底部区域的堆肥后材料。
3.根据权利要求1所述的堆肥装置，其中多个屉斗包括第一组屉斗和第二组屉斗，第一组屉斗和第二组屉斗向相反方向开口。
4.根据权利要求1所述的堆肥装置，其中多个屉斗中的每一个包括将屉斗的后壁与壳体壁分开的分隔部件。
5.根据权利要求1所述的堆肥装置，还包括壳体内的多个空气排气口，和适用于控制壳体内气候的气候控制系统。
6.根据权利要求1所述的堆肥装置，其中多个屉斗中的每一个包括分隔部件，该分隔部件将屉斗的后壁与壳体的一部分分开并向下延伸，以在屉斗被拉出时使分隔部件拉动屉斗下方的接收结构。
7.一种堆肥系统包括多个根据权利要求1所述的堆肥装置，其中堆肥装置被叠放。
8.一种使用堆肥装置的方法，其包括将可堆肥材料和堆肥生物放入多个屉斗中的每一个中，其中多个屉斗中的每一个屉斗为叠放关系；在多个屉斗中对可堆肥材料进行堆肥，以在多个屉斗中的每一个中形成堆肥后材料；搅拌多个屉斗中的堆肥后材料；和使搅拌过的堆肥后材料穿过多个屉斗内的每个屉斗的底部区域的多个孔。
9.根据权利要求8所述的方法，还包括在每个屉斗下方的接收结构中接收堆肥后材料；和从每个屉斗下方的接收结构中移去堆肥后材料。
10.根据权利要求8的所述方法，其中搅拌多个屉斗中的堆肥后材料包括将分别与这些屉斗相连接的各个粉碎装置来回移动，其中各个粉碎装置包括设置于栅格所在屉斗的底部区域上方的栅格。
11.一种堆肥装置，其包括a)适用于容纳堆肥材料的堆肥容器，该堆肥容器具有多个侧面区域和一个底部区域，它们形成了用于容纳可堆肥材料和堆肥生物的内部区域，其中底部区域具有多个孔，堆肥后材料能够通过这些孔排出；和b)粉碎装置，其包括堆肥容器底部区域上方的栅格，其中粉碎装置适用于搅拌处于堆肥容器底部区域的堆肥后材料，以使得堆肥材料穿过堆肥容器底部区域的多个孔。
12.根据权利要求11所述的堆肥装置，其中粉碎装置包括能够由用户抓握的把手，并且栅格与把手相连接。
13.根据权利要求11所述的堆肥装置，其中粉碎装置包括能够由用户抓握的U形把手，并且栅格与把手通过U形把手的端部相连接，其中把手穿过容器的至少一个侧面区域上的孔。
14.根据权利要求11所述的堆肥装置，其中堆肥容器为该装置中多个屉斗中的一个屉斗。
15.根据权利要求11所述的堆肥装置，还包括设置于容器内的可堆肥材料。
16.根据权利要求11所述的堆肥装置，还包括容器内的蠕虫。
17.根据权利要求11所述的堆肥装置，其中容器包括使用户可以用用户的手指拉动容器的把手。
18.根据权利要求11所述的堆肥装置，其中堆肥容器由刚性塑料制成。
19.一种使用堆肥装置的方法，其包括将可堆肥材料和堆肥生物放入一个容器中，该容器具有多个侧面区域和一个底面区域，它们形成了用于容纳可堆肥材料和堆肥生物的内部区域，其中底部区域具有多个孔，堆肥后材料能够通过这些孔排出；对可堆肥材料进行堆肥，以形成堆肥后材料；手动地搅拌堆肥后材料；和使搅拌过的堆肥后材料穿过容器底部区域的多个孔。
20.根据权利要求19所述的方法还包括，在使搅拌过的堆肥后材料穿过容器底部区域的多个孔后，在设置于容器下方的接收结构上接收堆肥后材料。
21.一种堆肥方法，其包括a)获得运输容器和运输容器内的可堆肥材料；b)倾倒运输容器；c)振动运输容器；和d)在振动运输容器的同时发放可堆肥材料。
22.根据权利要求21所述的方法，其中步骤d)包括发放堆肥装置中多个叠放屉斗中的一个屉斗中的可堆肥材料。
23.根据权利要求21所述的方法，其中运输容器包括由吊门覆盖的通路，其中发放的可堆肥材料穿过该通路。
24.根据权利要求21所述的方法还包括，在步骤a)之前切碎有机废物以形成可堆肥材料；和将可堆肥材料装载入运输容器。
25.一种堆肥系统包括集装箱；和集装箱内的堆肥装置。
26.根据权利要求25所述的堆肥系统还包括集装箱内的切碎器。
27.根据权利要求25所述的堆肥系统，其中集装箱具有从约20到约40英尺的长度。
28.根据权利要求25所述的堆肥系统，其中集装箱包括绝热层，并且堆肥系统还包括用于控制集装箱内气候的气候控制系统。
29.根据权利要求25所述的堆肥系统，其中堆肥装置包括多个叠放的屉斗。
30.根据权利要求25所述的堆肥系统，其中堆肥装置为虫堆肥装置。
全文摘要
公开了堆肥装置和堆肥方法。在一个实施例中，一种堆肥装置包括壳体(60)和壳体中的多个堆肥屉斗(10)。多个堆肥屉斗(10)在壳体中时为叠放关系，而每个屉斗包括具有多个孔的底部区域。多个接收结构(30)处于壳体中，并且接收结构相应地设置于堆肥屉斗下方以接收堆肥后材料。
文档编号B09B3/00GK1589245SQ02823221
公开日2005年3月2日 申请日期2002年9月25日 优先权日2001年9月26日
发明者布赖恩·吉特 申请人:生物系统解决方案公司