专利名称：具有搅拌与曝气及进、出料功能的箱体式生物发酵设备的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种C05F17/00、C05F9/00领域的生物发酵装置，尤其是一种具有搅拌与曝气及进、出料功能的箱体式生物发酵设备。
背景技术：
就生物发酵技术而言，本技术领域的技术方案或技术改进为人们展现了许多可操作性的实例，例如，中国专利文献公开了诸如CN101255077A、CN101148373A、CN1256649A、 CN2714565Y.CN1406884AXN2905782Y等多篇说明书。研读由所列举公开/公告的文献，其各自方案均基于好氧发酵的原理且以罐体/筒体作为发酵容器，其内设置搅拌器、温湿度传感器、通风管路、发酵过程控制、除臭设备等。比较而言，CN101255077A、C拟905782Y两篇文献披露的技术方案较好的解决了罐体外部的保温、罐体顶部的进料与排风、罐体底部的出料、罐体内部的搅拌与温/湿度传感/氧量计算以及除臭效果的问题。然而，技术方案的教导与生产设备的使用能否产生互为结合的积极效果仍有待于实践的考验。例如，上述各文献中虽然分别披露了在生物发酵罐体/筒体中内置了搅拌装置及排放气味的生物滤池、 在生物发酵罐体/筒体匹配了上、下料口的事实，但如何解决均勻搅拌、曝气与进出料的问题、如何细化处理排放气味与烷烃类气体的回收等问题仍有待于进一步的技术改进。
发明内容本实用新型所要解决的技术问题是提供一种同时具有搅拌与曝气及进、出料功能的箱体式生物发酵设备，该设备从完善生物发酵出料的目的出发，将着重在解决往复式进料、拌料、曝气、出料的搅拌器的改进同时再以这种改进解决发酵时被处理的肥料的气味排放问题。为此，本实用新型解决所述问题的技术方案是一种具有搅拌与曝气及进、出料功能的箱体式生物发酵设备，具有箱体、堆肥反应器、带曝气头的堆肥搅拌器、服务舱、除臭装置、水泵、变频电机、曝气风机、菌种添加器、温度氧气传感器、箱体状态控制面板，其中，所述箱体是一种由不锈钢制成的具有完全隔热且全密封的箱体，所述菌种添加器设置在所述箱体一侧上方，所述水泵、变频电机、曝气风机、除臭装置、状态控制面板分别设置在所述服务舱内，所述温度氧气传感器设置在箱体的一侧，在所述箱体的堆肥反应器中设置两台可自动进料、均勻搅拌、自动曝气、自动出料的搅拌器，所述搅拌器的一端与所述变频电机相连接、其另一端与一个旋转体相连接，搅拌器上均勻分布有曝气头。同时，以上述技术方案亦有以下优选实施方案的限定优选的，所述搅拌器的旋转体是有轴旋转体。优选的，所述旋转体是一根其本体呈螺旋形状的无轴旋转体。所述的，有轴旋转体是一根其本体表面上设有螺旋叶片的长轴旋转体。优选的，所述的有轴旋转体是一根其本体表面上设有至少两个以上的支柱的且每根支柱垂直于轴心并逐根沿轴向方向旋转设立的且每根支柱之间具有等距或不等距的间隔的又且在每根支柱上连接有搅拌叶片的长轴旋转体。优选的，所述长轴上的螺旋叶片，其叶片本体的边缘底部与所述轴的表面连接，且其叶片的边缘底部至叶片的边缘上部之间具有部分镂空。优选的，所述设置在支柱上的搅拌叶片是从轴心沿轴长方向旋转延伸，且连接为一整体的螺旋状叶片。优选的，所述的曝气风机具有两路通气管路。优选的，所述的长轴旋转体，在其轴本体内部沿轴长方向设有的空心通路及与该通路相通的且垂直于轴心方向的曝气头，在其空心长轴上的立柱上同样设有曝气头。优选的，所述的曝气风机的其中一条通气管路与所述的长轴空心通路相连接。相比现有技术，本实用新型所产生的积极效果是十分明显的在箱体的上方设置了由箱体状态控制面板控制的且可从三个方向的填料的进料口，是填料效果达到了均勻的要求；相对于箱体内的堆肥反应器，服务舱和除臭装置各自其分立，使箱体式生物发酵设备的功能区一目了然，更便于各自区域的独立控制与操作；带曝气头的堆肥搅拌器可以同时实现均勻搅拌、自动进出料的功能。
图1是带搅拌器的箱体式生物发酵设备的整体结构框图；图2是关于图1的侧视结构示意图。图中；1-曝气风机，2-变频(减速)电机，3-水泵，4-搅拌螺旋装置，5-曝气装置， 6-菌种喷淋装置，7-箱体，8-堆肥反应器，9-带曝气头的堆肥搅拌器，10-服务舱，11-除臭装置，12-温度氧气传感器，13-箱体状态控制面板，14-菌种添加器，15-抽气装置，16-进料口，17-出料口。
具体实施方式
之所以提出本实用新型的任务，是基于生活垃圾、餐厨垃圾、厨余垃圾、活性污泥等有有机类的好氧物质可以通过发酵的方式将其转化为稳定的腐殖质物的机理而设计的。 既如此，比较现有的以生物发酵法为处理方式的发酵设备，如何进一步的提高解决设备在生成有机肥料的同时还能提高物料减容的效率以及如何使设备同时兼有均勻搅拌物料、自动进出料、均勻曝气的功能。以下实施例将结合本实用新型的具体结构给出解决所述问题的技术方案首先， 结合图1及图2，本实用新型涉及的是一种具有搅拌与曝气及进、出料功能的箱体式生物发酵设备，具有曝气风机1，变频(减速)电机2，水泵3，搅拌螺旋装置4，曝气装置5，菌种喷淋装置6，箱体7，堆肥反应器8，带曝气头的堆肥搅拌器9，服务舱10，除臭装置11，温度氧气传感器12，箱体状态控制面板13，菌种添加器14，抽气装置15，进料口 16，出料口 17。其中，箱体7是一种由不锈钢制成的具有完全隔热且全密封的箱体，箱体内设置了搅拌螺旋装置4，曝气装置5，菌种喷淋装置6，堆肥反应器8。其中，在堆肥反应器8中设置了两台可自动进料、均勻搅拌、自动曝气、自动出料的带曝气头的堆肥搅拌器9搅拌器，该搅拌器的一端与变频电机相连接、其另一端与一个旋转体相连接，搅拌器上均勻分布有曝气头。菌种喷淋装置6包括了菌种添加器14、输送管路、喷头等功能性部件，而菌种添加器可以与水泵3设为一体也可单独设立在箱体上方的一侧，在本例中水泵3通过水泵连接法兰与输送管路相连接；箱体中的堆肥反应器8是产生堆肥产品的重要部位，带曝气头的堆肥搅拌器9及搅拌轴、设置在轴上的搅拌叶片(搅拌桨)是构成的搅拌螺旋装置4的重要部件。当变频电机2驱动搅拌螺旋装置4旋转时，搅拌螺旋装置的动态工作可以产生两种效果，一是当电机低速旋转时，搅拌轴带动其轴上的搅拌叶片慢速转动均勻地拌料，二是当电机高速旋转时搅拌轴带动其轴上的搅拌叶片快速转动向出料口送成品料。而除了箱体状态控制面板13对变频电机的事先设定的程控标准外，均勻搅拌的质量和出料的效果完全取决于搅拌轴、设置在轴上的搅拌叶片(搅拌桨)的结构设计。在本实用新型的举例中分别贡献了几个可适用于本领域的生物发酵设备的范例，如作为堆肥搅拌器9与减速电机相连接的旋转体可以是一个其本体呈螺旋形状无轴螺旋体，所谓无轴旋转体，就是旋转体本身是无轴的，但可根据自身的连接部件与驱动源连接，这属于机电领域的公知常识。如果该无轴螺旋体具备了即可均勻拌料又可自动出料的功能，则仍然是本实用新型涉及的堆肥搅拌器可以选择的部件。在实施例中，本实用新型同样选择了有轴旋转体作为连接堆肥搅拌器的部件，并在此基础上进行了新的改进搅拌器其一端连接的旋转体本身就是轴旋转体。或者，是一根其本体表面上设有螺旋叶片的长轴或者该有轴旋转体是一根其本体表面上设有至少两个或两个以上的支柱的长轴，且每根支柱垂直于轴心，并逐根沿轴向方向旋转设立，每根支柱之间具有等距或不等距的间隔，并可在每根支柱上连接搅拌叶片。或者将长轴上设置的螺旋叶片使其叶片本体的边缘底部与所述轴的表面连接；也可将其叶片的边缘底部至叶片的边缘上部之间设置为部分镂空的形状；或可将设置在支柱上的搅拌叶片从轴心沿轴长方向旋转延伸，且连接为一整体的螺旋状叶片。另外，为提高曝气效果，在设计方案中还包括了在旋转体长轴的本体内部沿轴长方向设有的空心通路和与该通路相通的且垂直于轴心方向的曝气头及在其空心长轴上的立柱上同样设有曝气头的方案。该方案可以使得曝气风机1的其中一条通气管路与所述的长轴空心通路相连接，这比传统的箱体下部设置的曝气部件产生的曝气效果要高效很多。如此等等关于搅拌器的技术方案均是围绕本实用新型中的堆肥搅拌器可同时具备搅拌、曝气、自动进出料的功能而展开的。除臭是任何生物发酵设备无法回避的问题。一般的讲，堆肥的温度变化是发酵是否正常最直接、最敏感的指标。正常生物好氧发酵的温度主要通过搅拌和强制通风来调控。受气候条件影响，秋冬季北方地区生物好氧发酵的温度较低已成为影响发酵过程的主要因素之一。而控制臭气污染的问题已成为生物好氧发酵工程应用中最为关注的问题。生物好氧发酵中的主要环境问题是恶臭气体的产生。物料发酵过程中，微生物对有机质的分解会产生一定的水分和C02，如一旦出现局部厌氧状态，则会产生臭味气体，如NH3、H2S,甲烷等厌氧气体或统称的烷烃类气体等。好氧发酵的过程若堆肥温度的异常变化或有臭味、异味产生则说明物料的通透性发生了问题。而在生物发酵过程中仍需人工控制通风条件。通常情况下，常规手段是采取强化通风辅助增氧措施并结合搅拌的方式来解决通透性问题。除了本实用新型对箱体7采用了全密封的结构设计之外，考虑到除臭方式的多种成熟的技术方案可供用户选择，本例中的除臭装置11可以分离于箱体7之外，且与箱体之间通过抽气装置15的方式进行连接。服务舱10是一个综合服务性舱体，曝气风机1、减速(变频)电机2、水泵3、温度氧气传感器12均设置在其内，箱体状态控制面板13则设置在服务舱的舱体表面上。其中， 减速电机2是驱动带曝气头的堆肥搅拌器9的动力源；而设置在箱体状态控制面板13 (图中未画出的)控制电路中的各功能模块电路分别与各功能部件相连接；水泵3设置在服务舱的上方，其出水口可与直接与喷淋装置6的输送管路并联连接；曝气风机1设置在服务舱的底部，它具有至少两条输气通路，一条直接与设置在带曝气头的堆肥搅拌器8中的曝气管路、曝气头相连接，另一路则与通气管路与同样设置在带曝气头的堆肥搅拌器8中的长轴空心通路相连接。实践中，为了能使进料充分均和，在密闭的箱体7内使有机物在氧气作用下与好氧菌充分反应，放出热量，使物料自然产生高温，同样受箱体状态控制面板13程控的且设置在箱体7上的进料口 16是可以是由三个方向填料的进料口，而出料口 17则设置在箱体 7的下方便于自动或人工干预出料。诚然，对箱体式生物发酵技术而言，本实用新型还包括了进一步的改进措施；将箱体状态控制面板13屏幕界面化，且通过浏览触摸屏来设定生物发酵设备的工作状态。或者以近、中、远程的通讯方式完成操作者与设备之间的通信，例如可采用Zigbee模块通讯、 RFID射频、GPRS、3G、云计算等网络技术实现群体化的生物发酵设备及其产品的采集、收集、 处理、利用及调度管理。如此措施可对城市的有机物垃圾无害化处理起到一种增强国家环保政策执行标准的力度。以上实施例涉及的箱体式生物发酵设备其箱体是不锈钢制成的，可完全隔热和密封且适应极冷的环境。设备中的堆肥反应器和服务舱其标准化生产亦可根据用户的实际需要自定体积的大小。但前提是必须保证堆肥反应器箱体是不锈钢材料制成的且配置可使入料的完美同质化的两个搅拌器。(包括带有触摸屏)控制面板的作用至少应当包括监测箱体内部的温度传感及氧传感的功能以及调节曝气和翻转搅拌频率的功能。(图中未画出的)服务舱内安装的水箱亦应保证一定(百升)的容量。以上实施例的操作过程可简单地归纳为上料步骤，即操作员选择触摸屏上的程序“上料”时，箱体顶部的电动门就打开，由装载机或传输带将进料，同时开启箱体内的两个搅拌器均勻地搅拌入料；在执行该步骤时可根据入料的质量及水分含量可适当填入如木屑、稻草、禾壳类等碳源性添加物。堆肥步骤，上料完成后，操作者可以选择控制面板预确的堆肥计划，或手动输入工艺参数。一旦加载完毕，电气通口关闭，堆肥程序将开始。该设备的堆肥过程设计为批处理，其间，实现对箱体内的温度和氧气传感器和水位计量监测，通过检测数据自动开启曝气及搅拌功能。出料步骤，当几天之后的堆肥操作完成时，即可执行堆肥发生器中的成品收集及废料的程序；操控人员选择触屏上的排放程序，搅拌器将堆肥发生器中的成品料推出，废料由排放挡板下面排出。本设备对工况环境的要求选择夯实的水平面或小于2%的坡度安装面在其上安装机器，在服务舱的指定插座上连接负载约为12kw、电力供应为400V/32A的电源。
权利要求1.一种具有搅拌与曝气及进、出料功能的箱体式生物发酵设备，具有箱体、堆肥反应器、带曝气头的堆肥搅拌器、服务舱、除臭装置、水泵、变频电机、曝气风机、菌种添加器、温度氧气传感器、箱体状态控制面板，其特征在于，所述箱体是一种由不锈钢制成的具有完全隔热且全密封的箱体，所述的菌种添加器设置在所述箱体一侧上方，所述水泵、变频电机、曝气风机、除臭装置、状态控制面板分别设置在所述服务舱内，所述温度氧气传感器设置在箱体的一侧，在所述箱体的堆肥反应器中设置两台可自动进料、均勻搅拌、自动曝气、自动出料的搅拌器，所述搅拌器的一端与所述变频电机相连接、其另一端与一个旋转体相连接，搅拌器上均勻分布有曝气头。
2.根据权利要求1所述的具有搅拌与曝气及进、出料功能的箱体式生物发酵设备，其特征在于，所述搅拌器连接的旋转体是有轴旋转体。
3.根据权利要求1所述的同时具有搅拌与曝气及进、出料功能的箱体式生物发酵设备，其特征在于，所述旋转体是一根本体呈螺旋形状的无轴旋转体。
4.根据权利要求2所述的具有搅拌与曝气及进、出料功能的带搅拌器的箱体式生物发酵设备，其特征在于，所述的有轴旋转体是一根其本体表面上设有螺旋叶片的长轴旋转体。
5.根据权利要求2所述的具有搅拌与曝气及进、出料功能的箱体式生物发酵设备，其特征在于，所述的有轴旋转体是一根其本体表面上设有至少两个支柱且每根支柱垂直于轴心并逐根沿轴向方向旋转设立的且每根支柱之间具有等距或不等距的间隔的又且在每根支柱上连接有搅拌叶片的长轴旋转体。
6.根据权利要求4所述的具有搅拌与曝气及进、出料功能的箱体式生物发酵设备，其特征在于，所述长轴上的螺旋叶片，其叶片本体的边缘底部与所述轴的表面连接，且其叶片的边缘底部至叶片的边缘上部之间具有部分镂空。
7.根据权利要求5或6所述的具有搅拌与曝气及进、出料功能的箱体式生物发酵设备，其特征在于，所述设置在支柱上的搅拌叶片是从轴心沿轴长方向旋转延伸，且连接为一整体的螺旋状叶片。
8.根据权利要求1所述的具有搅拌与曝气及进、出料功能的箱体式生物发酵设备，其特征在于，所述的曝气风机具有两路通气管路。
9.根据权利要求4所述的具有搅拌与曝气及进、出料功能的箱体式生物发酵设备，其特征在于，所述的长轴旋转体，在其轴的本体内部沿轴长方向设有的空心通路及与该通路相通的且垂直于轴心方向的曝气头，在其空心长轴上的立柱上同样设有曝气头。
10.根据权利要求8所述的具有搅拌与曝气及进、出料功能的箱体式生物发酵设备，其特征在于，所述的曝气风机的其中一条通气管路与所述的长轴空心通路相连接。
专利摘要本实用新型涉及一种具有搅拌与曝气及进、出料功能的箱体式生物发酵设备，具有箱体、堆肥反应器、带曝气头的堆肥搅拌器、服务舱、除臭装置、水泵、变频电机、曝气风机、菌种添加器、温度氧气传感器、箱体状态控制面板，其中，所述箱体是一种由不锈钢制成的具有完全隔热且全密封的箱体，所述的菌种添加器设置在所述箱体一侧上方，所述水泵、变频电机、曝气风机、除臭装置、状态控制面板分别设置在所述服务舱内，所述温度氧气传感器设置在箱体的一侧，在所述箱体的堆肥反应器中设置两台可自动进料、均匀搅拌、自动曝气、自动出料的搅拌器，所述搅拌器的一端与所述变频电机相连接、其另一端与一个旋转体相连接，搅拌器上均匀分布有曝气头。
文档编号C05F17/02GK202297412SQ2011203625
公开日2012年7月4日 申请日期2011年9月26日 优先权日2011年9月26日
发明者张毅 申请人:张毅