一种植物秸秆高效利用的方法与流程

本发明属于秸秆处理技术领域，具体的说是一种植物秸秆高效利用的方法。

背景技术

农作物秸秆来源广泛，资源量大，大量秸秆未能得到有效的处理带来一系列环境问题。秸秆沼气化利用可有效的解决这一难题，同时产生优质的生物能源——沼气，已成为秸秆资源化利用的重要手段之一。沼气是有机物质在厌氧环境中，在一定的温度、湿度、酸碱度的条件下，通过微生物发酵作用，产生的一种可燃气体。由于微生物对有机物质的发酵作用，使得有机物质在产气过程中不断地被消耗，为了保证沼气池的正常产气，就需要在沼气池内不断地加入有机物质。

植物秸秆作为沼气发酵的原料，使用一般的沼气池需要做粉碎等预处理，因其流动性差，需采用机械碾压、破碎后才能使用。秸秆比重轻，进入发酵装置后易漂浮在沼液上方，不利于对有机物质的充分利用；同时秸秆漂浮一端时间后容易形成硬壳，导致池内产生的沼气集聚受阻，原料利用率降低，因此要保证秸秆与牲畜粪便充分混合，进而使粪便与秸秆进行均匀的发酵，进而才能实现最大限度的提高发酵的效率，进而使植物秸秆的利用率得到进一步提升。

技术实现要素：

为了弥补现有技术的不足，本发明提出的一种植物秸秆高效利用的方法，该方法中的沼气发酵装置通过在搅拌轴的矩形通槽内设置一号弹簧，一号弹簧下端与矩形通槽底面固定连接，一号弹簧上端与滑动块固定连接，滑动块上方设有电磁铁，实现通过给电磁铁进行间歇性通断电，实现摆动杆能够上下摆动，进而实现摆动杆绕搅拌轴转动的同时还上下摆动，使得发酵罐体内的粪便与秸秆进行充分的混合，进而使得粪便与秸秆发酵均匀，最终使得发酵效率达到最高的状态。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：本发明所述的一种植物秸秆高效利用的方法，该方法包括如下步骤：

步骤一：将植物秸秆和牲畜粪便收集并运输到原料放置区；

步骤二：将步骤一中原料放置区的植物秸秆和牲畜粪便送入沼气发酵装置中进行发酵；

步骤三：将步骤二中发酵后产生的沼气送入除臭装置中进行除臭；

步骤四：将步骤三中除臭后的沼气送入用户家中；

其中，所述的沼气发酵装置包括发酵罐体、一号进料管道、二号进料管道、搅拌轴、驱动电机，所述发酵罐体上端左侧设有一号进料管道；所述一号进料管道用于通入牲畜粪便；所述发酵罐体上端右侧设有二号进料管道；所述二号进料管道用于通入植物秸秆；所述发酵罐体内部设有搅拌轴；所述搅拌轴上端转动连接在发酵罐体顶板的安装孔内，搅拌轴端头与驱动电机的转轴固定连接；所述驱动电机固定连接在发酵罐体的顶板上；还包括摆动杆、一号弹簧、滑动块、电磁铁，所述搅拌轴中部设置矩形通槽，搅拌轴的矩形通槽内对称设置两组摆动杆；所述摆动杆中部铰接在搅拌轴上，摆动杆一端的圆柱面上设置一组破碎刀；所述搅拌轴的矩形通槽内设有一号弹簧；所述一号弹簧下端与矩形通槽底面固定连接，一号弹簧上端与滑动块固定连接；所述滑动块滑动安装在搅拌轴上端的滑槽内，滑动块上方设有电磁铁；所述电磁铁固定连接在搅拌轴的滑槽内；使用时，电机带动搅拌轴转动，进而搅拌轴带动摆动杆转动，同时让电磁铁间断性通电，当电磁铁通电时，电磁铁吸引下方的滑动块，滑动块向上移动，进而拉伸下方的一号弹簧，一号弹簧被拉伸后使得螺距增大，进而拨动摆动杆向下摆动，当电磁铁断电时，滑动块在一号弹簧的弹力作用下向下滑动，同时一号弹簧收缩，一号弹簧的螺距减小，进而拨动摆动杆向上摆动，实现摆动杆绕搅拌轴转动的同时还上下摆动，使得发酵罐体内的粪便与秸秆进行充分的混合，进而使得粪便与秸秆发酵均匀，最终使得发酵效率达到最高的状态。

优选的，所述摆动杆设置成分体式，摆动杆包括摆动前杆、摆动后杆；所述摆动前杆的圆柱面上设置一组破碎刀，摆动前杆一端转动安装在摆动后杆的端部，摆动前杆与摆动后杆之间设有扭簧；所述扭簧用于使摆动前杆受到摆动后杆施加的一个转动的扭矩；所述摆动后杆中部铰接在搅拌轴上，摆动后杆一端上方设有一号滑轮，摆动后杆一端侧面设有二号滑轮，摆动后杆另一端侧面设有三号滑轮；所述摆动前杆一端的圆柱面上与钢丝绳的一端固定连接；所述钢丝绳另一端依次经过一号滑轮、二号滑轮、三号滑轮后与搅拌轴的矩形通槽边沿固定连接；使用时，一号弹簧被滑动块拉伸后，进而拨动摆动后杆摆动，使得三号滑轮与钢丝绳一端的固定点之间的间距变小，进而在扭簧弹力的作用下，摆动前杆转动；一号弹簧收缩时，一号弹簧拨动摆动后杆摆动，使得三号滑轮与钢丝绳一端的固定点之间的间距变大，进而钢丝绳拉动摆动前杆转动，实现摆动前杆在上下摆动的过程中同时能够实现自身转动，进而增加了摆动前杆上的破碎刀的破碎效果，使得发酵罐体内的粪便与秸秆进行充分的混合，进而使得粪便与秸秆发酵均匀，最终使得发酵效率达到最高的状态。

优选的，所述搅拌轴下方设有转动轴；所述转动轴上端滑动安装在搅拌轴的下端的圆柱孔内，转动轴上端设置矩形通孔，矩形通孔内设有矩形块；所述矩形块能够在搅拌轴下端的矩形槽内滑动；所述转动轴中部设有一组扇叶，转动轴下端转动连接在固定支架上；所述固定支架固定连接在发酵罐体下端的出口内壁上；使用时，搅拌轴转动，通过矩形块带动转动轴转动，进而带动转动轴上的扇叶旋转，扇叶将发酵罐体下端的沼液向上吹赶，进而增大沼液与粪便和秸秆的接触几率，进而使得沼液、粪便、秸秆发酵均匀，最终使得发酵效率达到最高的状态；又因为矩形块和转动轴都能够在搅拌轴下端滑动，保证了在能够转递扭矩的作用下，搅拌轴还能够实现上下移动。

优选的，所述矩形块为橡胶材质；使用时，矩形块设置成橡胶材质，既保证了搅拌轴将扭矩传递到转动轴上，又能够防止转动轴在转动起步的过程中因为阻力过大导致破坏，进而提高了转动轴的使用寿命。

优选的，所述一号进料管道和二号进料管道的出口处各设有一个破碎叶轮；所述破碎叶轮镶嵌在发酵罐体的侧壁上；所述搅拌轴的两侧各设有一个摩擦轮；所述摩擦轮转动连接在发酵罐体顶板的下表面上，摩擦轮的圆柱面与搅拌轴的表面接触，摩擦轮的下端与破碎叶轮的转轴端部之间通过传动轴连接；所述传动轴用于将摩擦轮的转矩转递到破碎叶轮的转轴上；使用时，搅拌轴转动，进而通过摩擦力带动摩擦轮转动，摩擦轮通过传动轴带动破碎叶轮转动，破碎叶轮将一号进料管道和二号进料管道内输送的粪便和秸秆进行破碎，进而提高了秸秆的粉碎程度，使得发酵罐体内的粪便与秸秆进行充分的混合，进而使得粪便与秸秆发酵均匀，最终使得发酵效率达到最高的状态；同时能够保证搅拌轴的转速越高，一号进料管道和二号进料管道的进料速度越快，进一步最大限度的提高发酵效率。

优选的，所述传动轴包括连接轴和万向节部件，所述摩擦轮下端面通过万向节部件与传动轴一端连接；所述破碎叶轮的转轴端部通过万向节部件与传动轴另一端连接；使用时，通过连接轴与万向节部件实现任意角度的扭矩传递，使得破碎叶轮动力稳定，进而保证了破碎叶轮的破碎效果。

本发明的有益效果如下：

1.本发明所述的一种植物秸秆高效利用的方法，该方法中的沼气发酵装置通过在搅拌轴的矩形通槽内设置一号弹簧，一号弹簧下端与矩形通槽底面固定连接，一号弹簧上端与滑动块固定连接，滑动块上方设有电磁铁，实现通过给电磁铁进行间歇性通断电，实现摆动杆能够上下摆动，进而实现摆动杆绕搅拌轴转动的同时还上下摆动，使得发酵罐体内的粪便与秸秆进行充分的混合，进而使得粪便与秸秆发酵均匀，最终使得发酵效率达到最高的状态。

2.本发明所述的一种植物秸秆高效利用的方法，该方法中的沼气发酵装置通过将钢丝绳一端与摆动前杆一端的圆柱面固定连接，将钢丝绳另一端依次经过一号滑轮、二号滑轮、三号滑轮后与搅拌轴的矩形通槽边沿固定连接，实现摆动前杆在上下摆动的过程中同时能够实现自身转动，进而增加了摆动前杆上的破碎刀的破碎效果，使得发酵罐体内的粪便与秸秆进行充分的混合，进而使得粪便与秸秆发酵均匀，最终使得发酵效率达到最高的状态。

3.本发明所述的一种植物秸秆高效利用的方法，该方法中的沼气发酵装置通过在搅拌轴下方设置转动轴，转动轴中部设置一组扇叶，实现将发酵罐体下端的沼液向上吹赶，进而增大沼液与粪便和秸秆的接触几率，进而使得沼液、粪便、秸秆发酵均匀，最终使得发酵效率达到最高的状态。

4.本发明所述的一种植物秸秆高效利用的方法，该方法中的沼气发酵装置通过在一号进料管道和二号进料管道的出口处各设置一个破碎叶轮，在搅拌轴的两侧各设置一个摩擦轮，在摩擦轮的下端与破碎叶轮的转轴端部之间通过传动轴连接，摩擦轮通过传动轴带动破碎叶轮转动，破碎叶轮将一号进料管道和二号进料管道内输送的粪便和秸秆进行破碎，进而提高了秸秆的粉碎程度，进而使得粪便与秸秆发酵均匀；同时能够保证搅拌轴的转速越高，一号进料管道和二号进料管道的进料速度越快，进一步最大限度的提高发酵效率。

附图说明

下面结合附图对本发明作进一步说明。

图1是本发明的方法的流程图；

图2是本发明中沼气发酵装置的主视图；

图3是图2中a处的放大图；

图4是图2中b-b处的剖视图；

图5是图3中c-c处的剖视图；

图中：发酵罐体1、一号进料管道2、二号进料管道3、搅拌轴4、矩形通槽41、转动轴42、矩形块43、固定支架44、破碎叶轮45、摩擦轮46、传动轴47、连接轴471、万向节部件472、驱动电机5、摆动杆6、破碎刀61、摆动前杆62、摆动后杆63、一号滑轮64、二号滑轮65、三号滑轮66、钢丝绳67、一号弹簧7、滑动块8、电磁铁9。

具体实施方式

为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。

如图1至图5所示，本发明所述的一种植物秸秆高效利用的方法，该方法包括如下步骤：

步骤一：将植物秸秆和牲畜粪便收集并运输到原料放置区；

步骤二：将步骤一中原料放置区的植物秸秆和牲畜粪便送入沼气发酵装置中进行发酵；

步骤三：将步骤二中发酵后产生的沼气送入除臭装置中进行除臭；

步骤四：将步骤三中除臭后的沼气送入用户家中；

其中，所述的沼气发酵装置包括发酵罐体1、一号进料管道2、二号进料管道3、搅拌轴4、驱动电机5，所述发酵罐体1上端左侧设有一号进料管道2；所述一号进料管道2用于通入牲畜粪便；所述发酵罐体1上端右侧设有二号进料管道3；所述二号进料管道3用于通入植物秸秆；所述发酵罐体1内部设有搅拌轴4；所述搅拌轴4上端转动连接在发酵罐体1顶板的安装孔内，搅拌轴4端头与驱动电机5的转轴固定连接；所述驱动电机5固定连接在发酵罐体1的顶板上；还包括摆动杆6、一号弹簧7、滑动块8、电磁铁9，所述搅拌轴4中部设置矩形通槽41，搅拌轴4的矩形通槽41内对称设置两组摆动杆6；所述摆动杆6中部铰接在搅拌轴4上，摆动杆6一端的圆柱面上设置一组破碎刀61；所述搅拌轴4的矩形通槽41内设有一号弹簧7；所述一号弹簧7下端与矩形通槽41底面固定连接，一号弹簧7上端与滑动块8固定连接；所述滑动块8滑动安装在搅拌轴4上端的滑槽内，滑动块8上方设有电磁铁9；所述电磁铁9固定连接在搅拌轴4的滑槽内；使用时，电机带动搅拌轴4转动，进而搅拌轴4带动摆动杆6转动，同时让电磁铁9间断性通电，当电磁铁9通电时，电磁铁9吸引下方的滑动块8，滑动块8向上移动，进而拉伸下方的一号弹簧7，一号弹簧7被拉伸后使得螺距增大，进而拨动摆动杆6向下摆动，当电磁铁9断电时，滑动块8在一号弹簧7的弹力作用下向下滑动，同时一号弹簧7收缩，一号弹簧7的螺距减小，进而拨动摆动杆6向上摆动，实现摆动杆6绕搅拌轴4转动的同时还上下摆动，使得发酵罐体1内的粪便与秸秆进行充分的混合，进而使得粪便与秸秆发酵均匀，最终使得发酵效率达到最高的状态。

作为本发明的一种实施方案，所述摆动杆6设置成分体式，摆动杆6包括摆动前杆62、摆动后杆63；所述摆动前杆62的圆柱面上设置一组破碎刀61，摆动前杆62一端转动安装在摆动后杆63的端部，摆动前杆62与摆动后杆63之间设有扭簧；所述扭簧用于使摆动前杆62受到摆动后杆63施加的一个转动的扭矩；所述摆动后杆63中部铰接在搅拌轴4上，摆动后杆63一端上方设有一号滑轮64，摆动后杆63一端侧面设有二号滑轮65，摆动后杆63另一端侧面设有三号滑轮66；所述摆动前杆62一端的圆柱面上与钢丝绳67的一端固定连接；所述钢丝绳67另一端依次经过一号滑轮64、二号滑轮65、三号滑轮66后与搅拌轴4的矩形通槽41边沿固定连接；使用时，一号弹簧7被滑动块8拉伸后，进而拨动摆动后杆63摆动，使得三号滑轮66与钢丝绳67一端的固定点之间的间距变小，进而在扭簧弹力的作用下，摆动前杆62转动；一号弹簧7收缩时，一号弹簧7拨动摆动后杆63摆动，使得三号滑轮66与钢丝绳67一端的固定点之间的间距变大，进而钢丝绳67拉动摆动前杆62转动，实现摆动前杆62在上下摆动的过程中同时能够实现自身转动，进而增加了摆动前杆62上的破碎刀61的破碎效果，使得发酵罐体1内的粪便与秸秆进行充分的混合，进而使得粪便与秸秆发酵均匀，最终使得发酵效率达到最高的状态。

作为本发明的一种实施方案，所述搅拌轴4下方设有转动轴42；所述转动轴42上端滑动安装在搅拌轴4的下端的圆柱孔内，转动轴42上端设置矩形通孔，矩形通孔内设有矩形块43；所述矩形块43能够在搅拌轴4下端的矩形槽内滑动；所述转动轴42中部设有一组扇叶，转动轴42下端转动连接在固定支架44上；所述固定支架44固定连接在发酵罐体1下端的出口内壁上；使用时，搅拌轴4转动，通过矩形块43带动转动轴42转动，进而带动转动轴42上的扇叶旋转，扇叶将发酵罐体1下端的沼液向上吹赶，进而增大沼液与粪便和秸秆的接触几率，进而使得沼液、粪便、秸秆发酵均匀，最终使得发酵效率达到最高的状态；又因为矩形块43和转动轴42都能够在搅拌轴4下端滑动，保证了在能够转递扭矩的作用下，搅拌轴4还能够实现上下移动。

作为本发明的一种实施方案，所述矩形块43为橡胶材质；使用时，矩形块43设置成橡胶材质，既保证了搅拌轴4将扭矩传递到转动轴42上，又能够防止转动轴42在转动起步的过程中因为阻力过大导致破坏，进而提高了转动轴42的使用寿命。

作为本发明的一种实施方案，所述一号进料管道2和二号进料管道3的出口处各设有一个破碎叶轮45；所述破碎叶轮45镶嵌在发酵罐体1的侧壁上；所述搅拌轴4的两侧各设有一个摩擦轮46；所述摩擦轮46转动连接在发酵罐体1顶板的下表面上，摩擦轮46的圆柱面与搅拌轴4的表面接触，摩擦轮46的下端与破碎叶轮45的转轴端部之间通过传动轴47连接；所述传动轴47用于将摩擦轮46的转矩转递到破碎叶轮45的转轴上；使用时，搅拌轴4转动，进而通过摩擦力带动摩擦轮46转动，摩擦轮46通过传动轴47带动破碎叶轮45转动，破碎叶轮45将一号进料管道2和二号进料管道3内输送的粪便和秸秆进行破碎，进而提高了秸秆的粉碎程度，使得发酵罐体1内的粪便与秸秆进行充分的混合，进而使得粪便与秸秆发酵均匀，最终使得发酵效率达到最高的状态；同时能够保证搅拌轴4的转速越高，一号进料管道2和二号进料管道3的进料速度越快，进一步最大限度的提高发酵效率。

作为本发明的一种实施方案，所述传动轴47包括连接轴471和万向节部件472，所述摩擦轮46下端面通过万向节部件472与传动轴47一端连接；所述破碎叶轮45的转轴端部通过万向节部件472与传动轴47另一端连接；使用时，通过连接轴471与万向节部件472实现任意角度的扭矩传递，使得破碎叶轮45动力稳定，进而保证了破碎叶轮45的破碎效果。

使用时，电机带动搅拌轴4转动，进而搅拌轴4带动摆动杆6转动，同时让电磁铁9间断性通电，当电磁铁9通电时，电磁铁9吸引下方的滑动块8，滑动块8向上移动，进而拉伸下方的一号弹簧7，一号弹簧7被拉伸后使得螺距增大，进而拨动摆动杆6向下摆动，当电磁铁9断电时，滑动块8在一号弹簧7的弹力作用下向下滑动，同时一号弹簧7收缩，一号弹簧7的螺距减小，进而拨动摆动杆6向上摆动，实现摆动杆6绕搅拌轴4转动的同时还上下摆动，使得发酵罐体1内的粪便与秸秆进行充分的混合，进而使得粪便与秸秆发酵均匀，最终使得发酵效率达到最高的状态；一号弹簧7被滑动块8拉伸后，进而拨动摆动后杆63摆动，使得三号滑轮66与钢丝绳67一端的固定点之间的间距变小，进而在扭簧弹力的作用下，摆动前杆62转动；一号弹簧7收缩时，一号弹簧7拨动摆动后杆63摆动，使得三号滑轮66与钢丝绳67一端的固定点之间的间距变大，进而钢丝绳67拉动摆动前杆62转动，实现摆动前杆62在上下摆动的过程中同时能够实现自身转动，进而增加了摆动前杆62上的破碎刀61的破碎效果，使得发酵罐体1内的粪便与秸秆进行充分的混合，进而使得粪便与秸秆发酵均匀，最终使得发酵效率达到最高的状态；搅拌轴4转动，通过矩形块43带动转动轴42转动，进而带动转动轴42上的扇叶旋转，扇叶将发酵罐体1下端的沼液向上吹赶，进而增大沼液与粪便和秸秆的接触几率，进而使得沼液、粪便、秸秆发酵均匀，最终使得发酵效率达到最高的状态；又因为矩形块43和转动轴42都能够在搅拌轴4下端滑动，保证了在能够转递扭矩的作用下，搅拌轴4还能够实现上下移动；搅拌轴4转动，进而通过摩擦力带动摩擦轮46转动，摩擦轮46通过传动轴47带动破碎叶轮45转动，破碎叶轮45将一号进料管道2和二号进料管道3内输送的粪便和秸秆进行破碎，进而提高了秸秆的粉碎程度，使得发酵罐体1内的粪便与秸秆进行充分的混合，进而使得粪便与秸秆发酵均匀，最终使得发酵效率达到最高的状态；同时能够保证搅拌轴4的转速越高，一号进料管道2和二号进料管道3的进料速度越快，进一步最大限度的提高发酵效率。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。