一种用于对有机废料进行干燥和消毒的装置的制作方法

文档序号:11443859阅读:242来源:国知局
一种用于对有机废料进行干燥和消毒的装置的制造方法

本发明涉及一种用于对有机废料进行干燥和消毒的装置和使用该装置对有机废料进行干燥和消毒的方法。

特别地,本发明一般涉及用于对农业企业,特别是畜牧业控股公司,生产的有机废料进行干燥和消毒的装置。



背景技术:

众所周知,用于处理有机废料的设备和装置越来越常见,这些废料由企业,例如农业企业,特别是畜牧业控股公司产生。

这些生产性公司产生大量的有机废料,例如必须清除的粪便、废液和蔬菜废弃物。

清除这些废料的有效方法将其用于创造有用的产品,例如用于供应内燃机的生物气,用于给土地施肥的堆肥和可回收材料比如畜栏垫草,这些产品可用于相同的控股公司或可以发送给第三方。

特别地,从控股公司产生的废料通常由固体部分和液体部分构成。

特别地,废料的固体部分可用于生产可用于生产给农业用地施肥的堆肥或用于回收畜栏垫草。

这些废料的处理包括使用干燥装置去除残留水分和通过已经存在于废料中的微生物来激活该材料的好氧消化。此外,由于清除了细菌负荷,干燥且消毒的材料可用作畜栏中的回收材料,而不会对动物造成任何感染。

已知的干燥装置包括容器主体以及混合元件,该容器主体能够接收待干燥的废料且设有用于待干燥的材料的入口和用于已干燥的材料的出口,该混合元件能够摇动和混合容纳在容器主体内的废料。容器主体包括通风回路,所述通风回路能够将容器主体的外侧设置成与容器主体的内侧流体连通,并能够在容器主体内部产生强制的空气通风。

在已知装置中,混合元件包括用于使容器主体旋转的机构,其通常呈现圆柱形,并且通过绕其轴线旋转来使待干燥废料维持搅拌状态。

在已知装置中,该通风回路包括风扇,以经由在容器主体的壁上实现的喷嘴在容纳体的内部注入空气。

以这种方式,使待干燥、不断地摇动和混合的材料充气并充氧以便微生物对其进行好氧消化,从而导致热量的形成和细菌负荷的清除。但是,已知的装置不是没有缺点,而是限制了其效率,降低了所获得的产品的质量,并损害了其用途和普及。

特别地,已知装置的通风回路不能确保废料和微生物充分均匀充氧,因此并不总是能够达到足够的温度以对经过干燥的整体材料进行好氧消化。因此,所得产物通常不是均匀干燥的并且仅部分分解。

为了消除该缺点,加热已知用于干燥和消毒的装置,例如利用内燃机中的热电联产设备的排放烟雾进行加热,其中使用通过废料的液体部分分解产生的生物气。

然而,这些设备的实现是非常复杂且昂贵的并要求由废弃物的液体部分生产生物气,因此仅适用于畜牧业控股公司和大型生产设施。

此外,当好氧消化被激活时,吹入容器主体中的空气(通常在室温下)经过干燥,会使干燥的材料冷却,且使容器内侧的温度降低。然而,温度下降导致消毒能力降低,特别是清除细菌负荷的能力降低。

本发明的目的是以简单、合理和相对便宜的解决方案消除现有技术的上述缺点。

这些目的通过独立权利要求中列举的本发明的特征实现,从属权利要求描述了本发明的优选和/或特别有利的方面。



技术实现要素:

在本发明的一个实施例中,特别地,公开一种用于对有机废料进行干燥和消毒的装置,所述装置包括容器主体、混合元件、通风回路,所述容器主体用于容纳待干燥的废料且设有用于待干燥的材料的入口和用于已干燥的材料的出口,所述混合元件位于所述容器主体中且设有至少一个叶片,所述叶片能够使待干燥和待消毒的材料混合,所述叶片由旋转轴突出地支撑,所述通风回路能够在容器内部产生强制的空气通风并且包括位于容器主体外部的气流的发生器装置,所述发生器装置与位于容器主体内部的至少一个分配器喷嘴连通,其中所述至少一个分配器喷嘴连接至能够使位于容器主体中的废料混合的所述至少一个叶片。

根据本发明,所述装置包括至少一个温度传感器,所述至少一个温度传感器被配置为测量容器主体内部的温度。

以这种方式,在废料处理期间可以监测所述装置的内部温度,以确保获得正确的干燥和有效的消毒。

此外,所述装置包括控制系统,所述控制系统从所述至少一个温度传感器接收信号,并且能够根据从所述温度传感器接收到的信号来控制通过所述通风回路注入所述容器主体中的气流。

以此方式,提供这样的装置,其中可能在干燥活动中控制所述容器主体的内部温度,确保所获得的材料充分干燥和消毒。

在本发明的另一方面,所述旋转轴为中空轴,其空腔与气流的发生器装置并与至少一个分配器喷嘴流体连通。

通过该解决方案,混合元件易于设计并实现,此外,旋转轴构成用于将空气吹送至容器主体内部的通道导管,因此,通风回路也是简单的设计。

在本发明的另一方面,所述至少一个叶片包括空腔,其中至少一个喷嘴在空腔打开且所述空腔与中空旋转轴的内侧连通。

以这种方式,所述通风回路的所述至少一个喷嘴持续浸入待干燥的材料群体中,此外,在旋转中由所述至少一个叶片吹送的事实确保了所有材料群体的正确通风。

此外,所述装置以这种方式确保待干燥的材料群体更均匀混合和充氧,从而获得更有效的干燥和消毒。

此外,本发明制造简单且经济。

在本发明的另一方面,混合元件包括旋转轴的旋转启动机构。

在本发明中,所述至少一个喷嘴还连接至所述至少一个叶片的与所述至少一个叶片的旋转方向相反的表面,并且能够将空气沿与所述至少一个叶片的旋转方向相反的方向注入至所述容器主体中。

以这种方式,相应的叶片一使所述至少一个喷嘴移动,所述至少一个喷嘴就能够将空气吹送至所述材料上,因此这极大地暴露于氧合作用,从而确保更有效的干燥和消毒。

在本发明的另一方面,混合元件包括多个叶片,并且其中所述通风回路包括连接至相同叶片的一个以上的分配器喷嘴。

所述装置以这种方式确保容器主体中废料群体的更有效的搅动和均匀化。

在本发明的另一方面,所述叶片沿着旋转轴线相互纵向隔开。

所述叶片也相互成角度地隔开。

以这种方式,使用时,所述叶片分布在废料群体的内部,并确保所述群体正确和均匀移动。

以这种方式,提供这样一种装置,其中可能在干燥活动中控制所述容器主体的内部温度,确保所获得的材料充分干燥和消毒。

此外,所述装置包括多个温度传感器,所述温度传感器配置为检测所述容器主体不同高度的内部温度。

以这种方式,可能改进所述容器主体内部的温度测量。

在本发明的另一方面,所述装置包括重量传感器,所述重量传感器能够测量包含在容器主体中的材料的重量。以这种方式,可能监视在容器主体的内部的另外的参数,以便确立干燥和消毒过程的完成。

此外,所述控制系统能够从所述重量传感器接收信号,并且能够根据从所述重量传感器接收的信号来控制通过所述通风回路注入所述容器主体中的气流。

以这种方式,可能基于提供关于干燥和消毒过程的状态的信息的参数来控制气流及干燥和消毒条件。

在本发明的另一方面,所述装置包括热交换器,所述热交换器用于加热吹送至所述容器主体内部的空气。

以这种方式,可能将热空气注入所述容器主体,从而改进空气本身的干燥能力。

此外,所述热交换器配置为能够使所述容器主体的出口处的烟雾与引入所述容器主体内部的空气之间进行热交换。

以这种方式,可能提高所述装置的效率。

此外,所述热交换器包括回收导管,所述回收导管与所述容器主体出口处的烟雾的出口导管连接,所述回收管道同轴地插入用于将空气引入所述容器主体内部的的吸取导管中,连接至所述发生器机构的输送端,用于加热引入容器主体内部的空气。

以这种方式,可能通过简单且经济的解决方案进行热交换。

本发明还公开了一种干燥装置实施的有机废料的干燥和消毒方法,所述方法包括以下步骤:将一定量的待处理的废料引入容器主体中;利用绕轴线旋转的至少一个叶片将待处理的产品混合;将持续的气流引入所述容器主体;在所述容器主体内部的至少一个点测量温度;验证温度在预定范围内;通过至少一个分配器喷嘴调节注入所述容器主体中的气流,以使所述容器主体内部的温度维持在所述预定范围内。以这种方式,提供干燥和消毒方法,确保获得处于充分干燥和消毒状态的材料。

在本发明的另一方面,所述温度范围必须优选为40℃~80℃。

此外,根据本发明,在所述方法中,在引入所述容器之前,对废料进行固体部分与液体部分的分离操作,将固体部分进行处理,将液体部分引向其它用途或以不同的方式清除。

附图说明

借助于附图,通过阅读以非限制性示例方式提供的以下说明,本发明的进一步的特征和优点将显现出来。

图1为所述装置的内侧切开的所述装置的正视图。

图2为包括连接至所述通风回路的热交换器的所述装置的正视图。

图3为包括上游的机械分离装置的所述装置的正视图。

图4为图3的装置的俯视图。

图5为图1的v-v剖视图。

具体实施方式

参考附图,1表示用于处理有机废料的装置整体。

特别地,装置1用于干燥有机废料,有机废料普遍为固体,例如垫草和稻草或其它植物物质。装置1包括用于收集待干燥的废料的容器主体10,混合元件20位于所述容器主体10中,能够搅拌和混合收集在所述容器主体中的废料。

装置1还包括通风回路30,通风回路30能够将容器主体10外侧设置成与其内侧流体连通并且能够在容器主体内部产生强制的空气通风。

在图中所示的优选实施例中,所述容器主体10为具有基本竖直的轴线的圆柱形。

特别地,容器主体10包括,例如,侧壁11、上壁12和下壁13,所述侧壁11以圆柱形展开,其中上壁12和下壁13连接至侧壁11的相反的纵端,从而限定用于容纳待干燥的材料的内室14。

容器主体10设有固定脚15,所述固定脚15连接至下壁13,能够支撑所述容器主体。

容器主体10还包括用于向内室14中供应待干燥的材料的入口16和用于从内室14提取已干燥的材料的出口17。

在图中所示的实施例中,入口16在上壁12中有利地形成,而出口17在容器主体10的下壁13中形成。

以这种方式,所述材料可以经由入口16供应至内室14中,并且可以通过重力经由出口17从内室提取,而不需要使将材料推进到内室14的机构从入口16推进至出口7。入口16例如相对于容器主体10的轴线处于偏移位置。

特别地,入口16可以包括例如区段中的能够向装置1供应受控量的废料的已知类型的料斗或其它装载装置。

此外,入口16可以有利地包括舱门、盖子或能够防止使用或搁置装置1时不期望地进入内室14的任何其它封闭元件,从而防止内室中的污染并限制废料干燥期间的散热。

同样地,出口17包括舱门、盖子或能够防止不期望地进入内室14的任何其它封闭元件,使得材料积聚在下部底壁12上,并且在干燥完成时可以提取,且进一步地,通过下底门12的散热受到限制。

出口17包括在区段中已知的提取装置,例如径向环形螺钉,所述提取装置能够从容器主体10以受控的量提取干燥和消毒的废料。

混合元件20位于容器主体10中,混合元件20设有至少一个叶片21,至少一个叶片21可以浸入待干燥的废料中并且在所述至少一个叶片21的旋转中由于的启动机构22而可启动绕预定的旋转轴线的旋转。

特别地,所述至少一个叶片21能够绕由旋转轴23限定的容器主体10的纵轴线旋转,至少一个叶片21从该旋转轴23岔开。

在图中所示的实施例中,混合装置20包括多个叶片21,例如三个叶片21。

每个叶片21设有细长体,例如具有圆形或多边形部分,大致为弧形并且从旋转轴23的孔处突出地固定。

例如,各个叶片21的主体沿相对于旋转轴23的轴线大致垂直的方向从旋转轴23径向突出。

更详细地,每个叶片21包括前表面24和相对的后表面25,后表面25位于叶片推进方向(由图中的箭头表示)的入射平面上。

特别地,前表面25限定了叶片21的推进前部,而后表面24与叶片的推进方向相反。

更详细地,至少一个分配器喷嘴34位于每个叶片21的后表面24上,下文将更充分地描述其功能。

每个叶片21是完全中空的,并且通过其上形成的合适的孔与旋转轴23(也是中空的)以及通风回路30流体连通,下文将进行更充分的描述。

每个叶片21的长度基本上等于内室14的半径。

叶片21沿旋转轴线均匀且纵向地分布。

特别地,叶片21沿着旋转轴线以不同的位置彼此隔开地连接至旋转轴23。

此外,如图5所示,叶片21在平面图中彼此成角度地隔开。

在所示示例中,叶片21以这样的方式设置:占据180°的圆形部分,而在其它实施例中,叶片可以彼此成角度地等距。

在图中所示的实施例中,混合机构20包括另外的成对叶片21',该叶片21'位于容器主体10的下壁13附近,并且彼此沿直径对置位置固定至旋转轴23。

特别地,另外的成对叶片21'基本上与下壁13接触,从而充当刮刀,并辅助在干燥结束时排空内室14。

旋转轴23具有第一和第二纵端23',23",所述第一和第二纵端23',23"分别连接至容器主体的上壁12和下壁13。

特别地,第一纵端23'从容器主体10的上壁12突出,并且通过插入适当的接头连接至通风回路30,下面将进行更全面的描述。

此外,第二纵端23"从容器主体10的下部13突出并且机械地旋转连接至混合元件20的启动装置22,例如,电动机。

旋转轴23内部是中空的,并且放置成经由第一纵端23'与通风回路30流体连通,下面将进行更全面的描述。

通风回路30包括旋转轴23内部的空气的内部导管31和容器主体10外部的空气的出口导管32。

入口导管31通过插入接头以使得旋转轴23相对于入口导管31可以密封地旋转的方式插入旋转轴23的第一纵端23'的内部。

出口导管32例如由烟道限定并设置成使容器主体10的内室14与外部环境流体连通,所述烟道从容器主体10的上壁12岔开。

特别地,已知类型且未在图中示出的排气风扇连接至出口导管32,用于强制吸取容器主体10的出口处的烟雾,并且在使用中能够疏散由干燥和消化有机废料的材料产生的蒸汽。

此外,过滤器可连接至出口导管32,以从出口处的蒸汽中除去颗粒物、污染物和/或气味,未示出的过滤器为已知类型。

通风回路30还包括风扇33,风扇33连接至入口导管31并能够在容器主体10内部产生强制空气通风。

图2展示了一个实施例,其中通风回路30包括用于加热吹送至容器主体10内部的空气的热交换器35,36。

特别地,出口导管32连接至回收导管35,回收导管35同轴地插入连接至风扇33的输送端的吸取导管36中,用于加热引入容器主体10内部的空气。

以这种方式,风扇33通过吸取导管36从容器主体10的外侧吸取空气,并将其注入容器主体10的内部;在容器主体36内部的通道中,吸入的空气通过与回收导管35接触而加热,烟雾以高温在回收导管35中送入容器主体的出口。

随着在容器主体10引入加热的空气,微生物的活动加速从而促进容器主体10内部废料的干燥和消毒。特别地,通风回路30能够通过连接至叶片21的至少一个喷嘴34在容器主体10内部注入强制的气流。

通风回路30有利地包括多个喷嘴34,例如每个叶片21至少一个喷嘴34。

通风回路30优选地包括用于每个叶片21的多个喷嘴34。

例如,在图中所示的实施例中,每个叶片21包括多个喷嘴34,多个喷嘴34沿叶片21自身的纵向彼此相邻地设置,即相对于旋转轴23轴线径向设置。

特别地,每个喷嘴34可以使相应叶片21的内腔与叶片21的外侧流体连通。

在图中所示的实施例中,每个喷嘴34基本上由在相应叶片21的后表面25中实现的孔限定。

利用这种构造,通风回路能够从容器主体10外侧吸取空气,并通过与其连接的风扇33经由入口导管31将空气注入容器主体内部;然后,空气从入口导管31经由旋转轴23的内腔,接着经由叶片21的内腔穿过,然后通过喷嘴34注入内室14;在内室14中,使用时,空气有助于干燥废料,使其变得富含蒸汽和其它物质(下文将进行更充分的描述),并且经由出口导管32从容器主体排出。

装置1设置有控制系统,该控制系统包括控制卡41,控制卡41连接至通风回路30的风扇33,以控制其启动和转速。

设备1的控制系统还包括至少一个温度传感器42,至少一个温度传感器42连接至控制卡41,以测量容器主体10内部的温度。

在所示的实施例中,所述控制系统包括位于容器主体10中的多个温度传感器42,例如三个温度传感器42,以检测室14不同高度的内部温度。

控制系统还可以有利地包括流量传感器43,流量传感器43连接至控制卡41并被配置为测量注入容器主体10中的空气的空气流速。

例如,流量传感器可以通过安装在风扇33下游的皮托管或风速计实现,并且能够测量风扇33的输送流量。

如前面所述,如上所述的装置1可以处理包括固体和潮湿部分以及液体部分的材料,固体和潮湿部分适于干燥和消毒。

因此,干燥装置1可以连接至已知类型的机械分离装置50相关联,机械分离装置50能够将废料的固体部分与液体部分分离。

特别地,机械分离装置50设置在干燥装置1的上游,并且包括用于待分离的材料的入口51和用于废料的液体部分的第一出口52以及用于废料的固体部分的第二出口53。

特别地,用于机器的固体部分的第二出口53可以直接连接至干燥装置1的入口16,以向其内部供应材料。

例如,在图所示的实施例中,机械分离装置50固定至容器主体10的上壁12并且处于容器主体10的外部。

小平台54可以连接至干燥装置1,提供操作者检查装置1和机械分离装置50的步骤。

上述干燥装置1的功能如下。

包括固体部分和液体部分的待处理的材料经由入口51引入机械分离装置50,机械分离装置50将液体部分与固体部分分离。液体部分经由第一出口52从机械分离装置50提取出,并且引向例如用于生产生物气的储存桶或设备。

含有一定程度残留水分的材料的固体部分在机械分离装置50的出口处经由入口16供应至装置1的内室14。

该材料通过重力收集在容器主体10的底部下壁12上。

使用时,该材料能够有利地占据容器主体10的内室14的大部分体积,从而使装置1的生产率最大化,减小了其尺寸。

当材料插入内室14中时,启动混合元件20和通风回路30,从而激起材料中包含的微生物好氧活动,以对材料进行干燥和消毒;消化反应产生的热量导致材料残留水分的去除,从而使其干燥;热量也促进干燥材料的细菌负荷的清除,确保消毒和畜栏中材料的再次利用。

控制系统的温度传感器42检测内室14的温度,并且该控制系统以这样的方式调节由风扇33产生的空气流速:将内室14中的温度维持在预定的温度范围内,优选地为40℃~80℃,例如为50℃~70℃。例如,如所公开的那样,由好氧消化本身产生的热量导致容器主体10内侧的温度升高,但过多的通风使容器主体10内侧冷却;因此,所述控制系统可以被配置为当温度接近(或低于)预定温度范围的下限时,降低注入容器主体内侧的空气的流速,以在确保待消毒材料的正确充氧的同时避免过度冷却该材料。

经干燥和消毒的材料经由出口17从容器主体10提取出。

特别地,装置1可以包括已知类型且未示出的重量传感器,例如称重传感器,其连接至容器主体10的下壁13,能够测量包含在内室中的材料的重量。

用于测量重量的传感器可以检测由于干燥导致的材料质量的减少,并且因此确立干燥和消毒过程的完成,从而能够提取干燥的材料。

例如,称重传感器可以支撑容器主体的搁置脚15。

此外,重量传感器可以连接至控制卡41,以将代表在内室14内侧测得的质量的信号输送至控制卡41。

控制卡41配置为处理从重量传感器接收到的信号,以获得关于干燥过程的状态的信息,并且能够以这样的方式控制注入容器主体10中的气流:内室14中的温度维持在预定温度范围内。

例如,控制卡41被配置为以这样的方式处理从重量传感器接收到的信号:获得关于干燥材料的数量相对于容纳在容器主体10内侧的材料的总量的信息,并且能够以这样的方式控制注入容器主体10中的气流:对尚未干燥的材料进行干燥和消毒,而不会使干燥的材料过冷。

例如,该控制系统可以被配置为当称重传感器测得下降的质量时,例如当测得的质量低于预定极值时,降低注入容器主体内侧的空气流速。

可替换地,干燥和消毒过程,特别是其供应和卸载,可以是连续的或可以以可调节的频率间隔进行。

例如,该控制系统可被配置为只有在满足消毒的预定条件,例如容器主体10内侧的耐久性在70℃下持续1小时时才允许提取干燥材料。

所构思的本发明容许各种修改及变化,所有修改及变化都属于本发明构思的范围。

进一步地,所有细节可以由其它技术等同元件替换。

在实践中,可以根据需求使用任意的材料以及可能的形状和尺寸,这些都在权利要求的保护范围内。

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