一种确定堆肥原料混合比的装置制造方法
【专利摘要】本实用新型涉及一种确定堆肥原料混合比的装置。该装置由空气压缩机、供气管道、压力调节阀、压力表、气缸以及样品仓组成，其中气缸包括排气阀、缸筒、空心活塞杆、活塞和压盘。将按不同比例混合均匀的混合物料依次转移至样品仓内，对每种混合物料分别施加各大小的压力，同时测定不同压力对应混合物料的高度值，对物料容重与高度的关系进行回归分析，分别得到不同混合比条件下混合物料的容重随高度变化的回归方程；根据不同混合比的容重随混合物料高度变化的回归方程，结合实际堆肥高度，确定堆肥原料的混合比。该装置运输方便、操作简单，不需取样以及实验室的理化测试分析，能有效节省人力成本和时间成本，比较适合实际堆肥生产条件下的使用。
【专利说明】一种确定堆肥原料混合比的装置
【技术领域】
[0001]本实用新型属于农业废弃物处理及资源化利用领域，涉及一种确定堆肥原料混合比的装置。
【背景技术】
[0002]堆肥是有机固体废弃物资源化处理的有效途径之一，我国是农业大国，具有大量的农作物秸杆、木屑、动物粪便、谷物和食品加工副产品以及有机生活垃圾等农业废弃物资源，堆肥在农业废弃物处理中具有广泛的应用前景。堆肥是一个好氧的生物作用过程，堆肥成功的关键是要为好氧生物提供好的环境，使其正常生长繁衍，因此堆肥物料的碳氮比(c/N)、含水率、氧含量、温度、pH等必须保持适当的范围之内，通常一种原料很难满足以上各种参数的要求，实际生产应用中往往需选择两种以上原料，按照适当比例混合以达到满意的堆肥效果。因此，确定合理的堆肥原料混合比至关重要。
[0003]目前堆肥原料混合比一般根据堆肥的理想C/N和含水率来确定，具体做法是:取不同原料样品通过实验室分析测定其碳含量、氮含量和含水率，首先通过计算来确定不同堆肥原料的混合比，使堆肥物料的C/N保持在20:1?40:1 ;然后调节水分，使物料的含水率在40%?65%之间。这种堆肥原料混合比的确定方法在研究中应用较为普遍，但实际生产过程中，由于堆肥企业(场)不具备以上参数的测定仪器和设备，需要将样品送到具备检测能力的实验室进行测定，获取原料相关参数值所需时间较长，因而在实际应用中颇为不便。
[0004]已有的研究表明，气体流动性是保证堆肥物料供氧、水分散发的重要因素，是堆肥能否成功的关键。堆肥物料中气体流行性受物料孔隙度的直接影响，而堆肥容重是堆肥物料孔隙度的指示指标，不但影响堆肥过程，而且影响堆肥产品的质量，是堆肥过程中一项重要的物理参数。堆肥容重与堆肥物料的含水率以及可压缩性有关，如果将堆肥容重控制在适当范围之内，就能保证堆肥物料中有足够的孔隙度供氧气传输，也能满足好氧生物的水分需要，确保堆肥成功。堆肥容重可在现场测定，但是现场测定往往只能获取一个平均堆肥容重值。由于堆肥物料自身的沉降(重力)作用，当堆肥物料高度一定时，不同深度层面所受压力不同，堆肥容重也不同；当堆肥物料高度变化时，不同深度层面的堆肥容重也发生变化。因此，如何根据堆肥物料高度与堆肥容重变化的相关性确定最佳的堆肥原料混合比，是实现理想堆肥的关键。
[0005]本实用新型拟开发一种能够通过测试获取堆肥物料不同高度层面的容重，从而确定堆肥原料混合比的装置。
实用新型内容
[0006]本实用新型的目的在于克服现有不足，提供一种操作简单、能够快速确定不同堆肥原料混合比的装置，包括空气压缩机、供气管道、压力调节阀、压力表、气缸以及样品仓，空气压缩机的供气口与压力调节阀连接，压力调节阀另一端与压力表连接，压力表的另一端与缸筒顶部的通气孔连接；样品仓外形为圆柱形的筒体；气缸固定在样品仓上方，气缸内设置空心活塞杆上端连接活塞，下端连接压盘。
[0007]所述空气压缩机的供气口与供气管道连接。
[0008]所述供气管道采用空压软管，要求耐高压、耐磨损、耐曲折。供气管路的一端与空气压缩机的供气口连接，管路尺寸与空气压缩机的供气口相配套。
[0009](此段删除)所述气缸包括排气阀、缸筒、空心活塞杆、活塞和压盘。缸筒上端设有出气口分别与供气管路和排气阀相通，空心活塞杆上端连接活塞，下端连接压盘，当气压逐渐增大时，气压推动活塞向下移动，从而使压盘向下对样品仓内的物料施加压力。
[0010]所述样品仓为不锈钢材质，仓的下部设置排水阀，以方便水通过排水阀排出，同时样品仓内侧表面刻有标线，方便读数。
[0011]确定堆肥原料混合比的工艺是:将原料按不同的比例混合均匀，形成不同的混合物料。首先将其中一种混合物料转移至样品仓内，将样品仓内混合物料整平，记录刻度标线读数，即压力为零时，混合物料的高度；关闭气缸上部的排气阀和样品仓下部的排水阀，打开空气压缩机，调节压力调节阀，将气压调至最小压力设定值，缸筒内气压增大，活塞向下移动，带动压盘向下压缩样品仓内混合物料，待压盘位置稳定后，记录压力表精确读数以及混合物料表面对应的样品仓内侧标线刻度数，即此压力下混合物料的高度；然后将气压调至5倍最小压力设定值，重复以上加压操作，测定与此压力对应的物料高度值；如此反复，将气压调至10倍、15倍、20倍、25倍、30倍和35倍最小压力设定值等，测定不同压力所对应物料高度值；打开排气阀，气体排出，活塞和压盘恢复到初始位置，打开排水阀，清理出样品仓内的混合物料。然后将另一种混合物料转移至样品仓内，测定不同气压设定值所对应的该种混合物料高度数据。
[0012]对于给定的堆肥原料，首先根据一种混合比时的压力和混合物料体积数据，计算混合物料的容重，然后对物料容重与高度的关系进行回归分析，得到容重随混合物料高度变化回归方程；以同样的方法，计算其他混合比时容重随混合物料高度变化的回归方程；对不同混合比时的容重随物料高度变化的回归方程进行比较，确定给定堆肥原料的最佳混合比。
[0013]本实用新型与现有技术相比具有的有益效果在于:该装置主要由空气压缩机和样品仓等组成，携带相对方便，操作简单，运行成本低，容易现场操作；该装置通过物理作用进行工作，不需要实验室的理化测试和分析，不受实验条件的限制；同时该装置直接读数计算即可，不需取样测试，节省了大量的人力成本和时间成本。
【专利附图】
【附图说明】
[0014]图1是本实用新型的结构示意图。
【具体实施方式】
[0015]以下结合附图实施例对本实用新型作进一步描述。
[0016]如图1所示，能够确定不同堆肥原料堆肥混合比的装置，包括空气压缩机(I)、供气管道(2)、压力调节阀(3)、压力表(4)、气缸(5)以及样品仓(6);空气压缩机⑴的出气口与压力调节阀(3)连接，压力调节阀(3)另一端与压力表(4)连接，压力表(4)的另一端与缸筒(8)顶部的通气孔连接；样品仓(6)外形为圆柱形的筒体；气缸(5)固定在样品仓
(6)上方，气缸(5)内设置空心活塞杆(10)上端连接活塞(9)，下端连接压盘(11)。所述空气压缩机(I)供气口与供气管道(2)连接。
[0017]所述供气管道(2)采用空压软管，要求耐高压、耐磨损、耐曲折。供气管路(2) —端与空气压缩机(I)的供气口连接，管路尺寸与空气压缩机口相配套。
[0018](此段删除)所述气缸(5)包括排气阀(7)、缸筒⑶、活塞(9)、空心活塞杆(10)和压盘(11)。缸筒(8)上端设有口分别与供气管路(2)和排气阀(7)相通，空心活塞杆
(10)上端连接活塞(9)，下端连接压盘(11)，当气压逐渐增大时，气压推动活塞(9)向下移动，从而使压盘(11)向下对样品仓(6)内的物料施加压力。
[0019]所述样品仓(6)为不锈钢材质，仓的下部设置排水阀(12)，以方便样品仓内的水能够通过排水阀(12)排出；样品仓内侧表面刻有标线(13)，方便读数。
[0020]确定不同原料堆肥混合比的工艺是:将原料按不同的比例混均匀，形成不同的混合物料。首先将其中一种混合物料转移至样品仓出)内，将样品仓出)内混合物料整平，记录刻度标线(13)读数，即压力为零时，混合物料的高度；关闭气缸(5)上部的排气阀(7)和样品仓(6)下部的排水阀(12)，打开空气压缩机(I)，调节压力调节阀(3)，将气压调至最小压力设定值，缸筒(8)内气压增大，活塞(9)向下移动，带动压盘(11)向下压缩样品仓(6)内混合物料，待压盘(11)位置稳定后，记录压力表(4)精确读数以及混合物料表面对应的样品仓(6)内侧标线刻度数(13)，即此压力下混合物料的高度；然后将气压调至5倍最小压力设定值，重复以上加压操作，测定与此压力对应的物料高度值；如此反复，将气压调至10倍、15倍、20倍、25倍、30倍和35倍最小压力设定值等，测定不同压力所对应物料高度值；打开排气阀(7)，气体排出，活塞(9)和压盘(11)恢复到初始位置，打开排水阀(12)，清理出样品仓(6)内的混合·物料。然后将另一种混合物料转移至样品仓(6)内，测定不同气压设定值所对应的该种混合物料高度数据。
[0021]对于给定的堆肥原料，首先根据一种混合比时的压力和混合物料体积数据，计算混合物料的容重，然后对物料容重与高度的关系进行回归分析，得到容重随混合物料高度变化回归方程；以同样的方法，计算其他混合比时容重随混合物料高度变化的回归方程；对不同混合比时的容重随物料高度变化的回归方程进行比较，确定给定堆肥原料的最佳混合比。
【权利要求】
1.一种确定堆肥原料混合比的装置，包括空气压缩机(I)、供气管道(2)、压力调节阀(3)、压力表(4)、气缸(5)以及样品仓(6)，其特征在于所述空气压缩机(I)的出气口与压力调节阀(3)连接，压力调节阀(3)另一端与压力表(4)连接，压力表(4)的另一端与缸筒(8)顶部的通气孔连接；所述样品仓(6)外形为圆柱形的筒体；所述气缸(5)固定在样品仓(6)上方，气缸(5)内设置空心活塞杆(10)上端连接活塞(9)，下端连接压盘(11)。
2.根据权利要求1所述的确定堆肥原料混合比的装置，其特征在于:所述空气压缩机(I)的供气口与供气管道(2)连接。
3.根据权利要求1所述的确定堆肥原料混合比的装置，其特征在于:所述供气管道(2)采用空压软管，要求耐高压、耐磨损、耐曲折，供气管路(2)的一端与空气压缩机(I)的供气口连接，管路尺寸与空气压缩机的供气口相配套。
4.根据权利要求1所述的确定堆肥原料混合比的装置，其特征在于:所述气缸(5)的缸筒(8)上端设有通气孔分别与供气管路(2)和排气阀(7)相通；空心活塞杆(10)上端连接活塞(9)，下端连接压盘(11)，当气压逐渐增大时，气压推动活塞(9)向下移动，通过空心活塞杆(10)带动压盘(11)向下对样品仓(6)内的混合物料施加压力。
5.根据权利要求1所述的确定堆肥原料混合比的装置，其特征在于:所述样品仓(6)为不锈钢材质，仓的下部设置排水阀(12)，以方便样品仓内水分通过排水阀(12)排出；同时样品仓(6)内侧刻有标线刻度(13)，方便读数。
【文档编号】C05F17/02GK203558983SQ201320396989
【公开日】2014年4月23日 申请日期:2013年7月5日 优先权日:2013年7月5日
【发明者】董红敏, 尚斌, 陶秀萍 申请人:中国农业科学院农业环境与可持续发展研究所