本实用新型涉及机械技术领域,特别涉及一种搅拌发酵机及系统。
背景技术:
在种植业、林业等发展过程中,通常会产生庞大的有机废料,如农作物秸秆、树木枝叶等,这些有机废料可以经发酵处理而转化生成有用的有机肥料,以达到变废为宝、循环利用的效果。
目前,可以将有机废料经预处理后,投入到发酵设备中以进行发酵处理。其中,发酵设备中的搅拌轴可以对设备内的各反应物进行搅拌混匀,以使其充分接触。
但是,常见的发酵设备中通常仅设置有一根搅拌轴,搅拌过程中易出现角落积料的情况,搅拌混匀效果不理想。
技术实现要素:
本实用新型提供了一种搅拌发酵机及系统,能够提高搅拌发酵机内各反应物的搅拌混匀率。
一方面,本实用新型提供了一种搅拌发酵机,包括:
罐体、入料口、进风口、进水口、至少两根搅拌轴;
所述罐体为卧式结构;
所述入料口、所述进风口、所述进水口均设置于所述罐体上;
所述至少两根搅拌轴沿罐体轴线平行布置于所述罐体中,且每一根搅拌轴上均设置有至少一组搅拌叶片;
所述罐体沿罐体轴线的截面为至少两个圆形,其中,相邻的两个圆形相交,且每一个圆形的圆心分别位于一根搅拌轴的轴线上;
每一根所述搅拌轴均利用外部动力源输出的转速和扭矩,带动该根搅拌轴上的每一组搅拌叶片沿搅拌轴轴线进行周期性转动,以对所述罐体中存储的物料混合物进行搅拌混匀,
其中,所述物料混合物包括:经所述入料口输入的物料,和,经所述进风口输入的冷空气、经所述进风口输入的热空气、经所述入料口输入的发酵用菌种、经所述进水口输入的发酵用水中的至少一种;
所述罐体中存储有所述物料混合物,以及存储有由所述物料经发酵处理而转变生成的肥料。
进一步地,两根搅拌轴沿罐体轴线水平、平行布置于所述罐体中;
所述两根搅拌轴在同一时刻沿搅拌轴轴线转动的转动方向相反;
基于与两根搅拌轴轴线所在平面相垂直的、包括有罐体轴线的平面,其中一根搅拌轴上设置的至少一组搅拌叶片与另一根搅拌轴上设置的至少一组搅拌叶片呈镜像分布;
每一组搅拌叶片均包括两个搅拌叶片,且该两个搅拌叶片位于同一平面;
每一个搅拌叶片均呈“T”型。
进一步地,每一根搅拌轴均重复执行:顺时针转动3min、暂停转动0.5min、逆时针转动转动3min、暂停转动0.5min的周期性转动过程。
进一步地,所述至少一组搅拌叶片包括:16组搅拌叶片;
每一根搅拌轴上设置的16组搅拌叶片,均呈螺旋线方式以均匀分布于该根搅拌轴上,且每一个搅拌叶片与搅拌轴轴线夹角均相同,且该夹角角度为64°至90°中的任意一个角度。
进一步地,所述罐体为单层罐;
每一组搅拌叶片的回转直径均为φ950mm;
所述罐体的轴向长度为3.7m,容积为5m3,最大处理重量为2t;
所述罐体的加工材料为16Mn板,加工方式为卷制加工,且罐体内表面经防腐处理。
进一步地,每一根搅拌轴均为外径为φ120mm、内径为φ51mm的空心轴;
所述空心轴的加工材料包括:Q235、45钢、27SiMn中的任意一种;
所述空心轴的两个轴端分别与一个支座相连,以利用双头支座支撑空心轴,且所述空心轴与任一支座间的轴承为调心滚子轴承。
进一步地,每一根搅拌轴均为空心轴,且所述空心轴在扭转作用下的切应力均满足公式一;
所述公式一包括:
其中,τmax为切应力,Mt为输出至每一根空心轴的最大扭矩,d为空心轴的内径,D为空心轴的外径,[τ]为标准阈值。
进一步地,该搅拌发酵机还包括:设置于所述罐体底部外表面的温控板,以及用于覆盖所述温控板的保温层;
所述温控板将内部加热板通电时产生的热量,通过间接换热以加热所述物料混合物;
所述保温层中均匀填充有保温玻璃棉,且填充厚度不小于40mm。
另一方面,本实用新型还提供了一种搅拌发酵系统,包括:
上述任一所述的搅拌发酵机、进料系统、热风机、供水设备、动力源;
所述进料系统向所述搅拌发酵机提供物料,及提供发酵用菌种;
所述热风机向所述搅拌发酵机提供冷空气,及提供由所述冷空气经加热处理而得到的热空气;
所述供水设备向所述搅拌发酵机提供发酵用水;
所述动力源向所述搅拌发酵机输出转速和扭矩。
进一步地,所述热风机包括:鼓风机和加热器;
所述加热器中设置有螺旋状的电热丝;
所述鼓风机将冷空气吹送到所述加热器中;
所述加热器处于未通电状态时,将所述冷空气吹送至所述搅拌发酵机中;
所述加热器处于通电状态时,所述冷空气经所述电热丝的内外侧均匀通过,以使所述电热丝通电时产生的热量与所述冷空气进行热交换,得到经加热处理的热空气,且所述加热器将该热空气吹送至所述搅拌发酵机中。
进一步地,所述动力源包括:集成有电机和减速器的一体式电减机、联轴器;
所述一体式电减机向所述搅拌发酵机输出转速和扭矩;
所述联轴器缓冲所述搅拌发酵机中的每一根搅拌轴所受到的冲击载荷;
所述一体式电减机输出的扭矩满足公式二;
所述公式二包括:
其中,T为对应于单根搅拌轴的一体式电减机中电机输出的扭矩,P为一体式电减机中电机的功率,η为机械效率,k为一体式电减机中减速器的速比,D为与一体式电减机中减速器相连的大皮带轮的直径,d为与一体式电减机中减速器相连的小皮带轮的直径,v为一体式电减机中电机输出的转速,n为搅拌发酵机罐体的物料最大处理重量,T0为处理单位重量的物料所需的扭矩,m为搅拌发酵机罐体内搅拌轴的根数。
进一步地,该搅拌发酵系统还包括:空压机;
所述空压机分别与所述搅拌发酵机上的入料口、进风口、进水口的气动开关控制电路相连。
本实用新型提供了一种搅拌发酵机及系统,该搅拌发酵机包括罐体、入料口、进风口、进水口和至少两根搅拌轴;罐体为卧式结构;入料口、进风口、进水口均设置于罐体上;各搅拌轴均沿罐体轴线平行布置于罐体中,且各搅拌轴上均设置有至少一组搅拌叶片;罐体沿罐体轴线的截面为至少两个圆形,且相邻的两个圆形相交、每一个圆形的圆心分别位于一根搅拌轴的轴线上。利用外部动力源输出的转速和扭矩,可以使各搅拌轴周期性转动,以对罐体中的物料混合物进行搅拌混匀,以使物料经发酵处理而转变生成肥料。基于至少两根搅拌轴的混合搅拌作用,可以避免或缓解角落积料情况。因此,本实用新型能够提高搅拌发酵机内各反应物的搅拌混匀率。
附图说明
图1是本实用新型一实施例提供的一种搅拌发酵机的结构示意图;
图2是本实用新型一实施例提供的另一种搅拌发酵机的结构示意图;
图3是本实用新型一实施例提供的一种搅拌轴及搅拌轴上的搅拌叶片的结构示意图;
图4是本实用新型一实施例提供的一种搅拌叶片的结构示意图;
图5(a)是本实用新型一实施例提供的另一种搅拌轴及搅拌轴上的搅拌叶片的结构示意图;
图5(b)是本实用新型一实施例提供的图5(a)的左视图;
图6是本实用新型一实施例提供的一种搅拌发酵系统的示意图;
图7是本实用新型一实施例提供的另一种搅拌发酵系统的示意图;
图8是本实用新型一实施例提供的一种利用搅拌发酵机进行搅拌发酵的工作过程的流程图。
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施例中的附图,对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然,所描述的实施例仅是本实用新型一部分实施例,而不是全部实施例。基于本实用新型中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本实用新型保护的范围。
首先,本实用新型的一个实施例提供了一种搅拌发酵机10,包括:
罐体101、入料口102、进风口103、进水口104、至少两根搅拌轴105;
所述罐体101为卧式结构;
所述入料口102、所述进风口103、所述进水口104均设置于所述罐体101上;
所述至少两根搅拌轴105沿罐体轴线平行布置于所述罐体101中,且每一根搅拌轴105上均设置有至少一组搅拌叶片1051;
所述罐体101沿罐体轴线的截面为至少两个圆形,其中,相邻的两个圆形相交,且每一个圆形的圆心分别位于一根搅拌轴的轴线上;
每一根所述搅拌轴105均利用外部动力源输出的转速和扭矩,带动该根搅拌轴上的每一组搅拌叶片沿搅拌轴轴线进行周期性转动,以对所述罐体101中存储的物料混合物进行搅拌混匀,
其中,所述物料混合物包括:经所述入料口102输入的物料,和,经所述进风口103输入的冷空气、经所述进风口103输入的热空气、经所述入料口102输入的发酵用菌种、经所述进水口104输入的发酵用水中的至少一种;
所述罐体101中存储有所述物料混合物,以及存储有由所述物料经发酵处理而转变生成的肥料。
本实用新型实施例提供了一种搅拌发酵机及系统,该搅拌发酵机包括罐体、入料口、进风口、进水口和至少两根搅拌轴;罐体为卧式结构;入料口、进风口、进水口均设置于罐体上;各搅拌轴均沿罐体轴线平行布置于罐体中,且各搅拌轴上均设置有至少一组搅拌叶片;罐体沿罐体轴线的截面为至少两个圆形,且相邻的两个圆形相交、每一个圆形的圆心分别位于一根搅拌轴的轴线上。利用外部动力源输出的转速和扭矩,可以使各搅拌轴周期性转动,以对罐体中的物料混合物进行搅拌混匀,以使物料经发酵处理而转变生成肥料。基于至少两根搅拌轴的混合搅拌作用,可以避免或缓解角落积料情况。因此,本实用新型实施例能够提高搅拌发酵机内各反应物的搅拌混匀率。
详细地,冷空气可以为外部环境中存在的常温空气。
在本实用新型一个实施例中,根据具体实际需求,比如根据罐体大小及形状等因素,为便于搅拌发酵机内的物料混合物能够快速混合均匀,入料口、进风口、进水口的个数均可以为至少一个。例如,一个总进水管道可以分别向每一个进水口输送发酵用水,以将发酵用水经各进水口分别输入至罐体中。
在本实用新型一个实施例中,搅拌发酵机同样可以包括出料口,以输出由物料经发酵处理而转变生成的肥料。
详细地,搅拌发酵机中可以包括有至少两根搅拌轴,且每一根搅拌轴均沿罐体轴线平行布置。其中,该至少两根搅拌轴的平行布置方式可以为水平布置方式、垂直布置方式及混合布置方式。
例如,若搅拌发酵机中有4根搅拌轴,则该4根搅拌轴的轴线平行且位于同一水平平面,或该4根搅拌轴的轴线平行且位于同一垂直平面,或该4根搅拌轴的轴线平行,但同一水平平面上仅包括2根搅拌轴轴线、同一垂直平面上仅包括2根搅拌轴轴线。
以上述混合布置方式为例,如图1所示,可以为一种搅拌发酵机的横截面结构示意图。可以看出,该搅拌发酵机中有4根搅拌轴,且该4根搅拌轴的平行布置方式为混合布置方式。
在图1中,C0点位于罐体轴线上,且C1点、C2点、C3点、C4点分别位于4根搅拌轴的轴线上。分别经过C1点、C2点、C3点、C4点的直线,可以为每一根搅拌轴上设置的一组或多组搅拌叶片。图1中虚线所示圆形可以为每一组搅拌叶片的边缘转动轨迹。
与单根搅拌轴相比,4根搅拌轴对应的角落区域比例相对减小,且各搅拌轴搅拌区域间的重叠率提高,便于对罐体内的物料混合物进行充分混匀搅拌,可以避免或缓解角落积料情况。
具体地,考虑到搅拌发酵机的单位时间物料处理量、搅拌发酵机制造工艺难度、搅拌发酵机维修问题等因素,优选地,搅拌发酵机中可以包括2根搅拌轴,且该2根搅拌轴沿罐体轴线水平、平行布置。
因此,在本实用新型一个实施例中,请参考图2,
两根搅拌轴105沿罐体轴线水平、平行布置于所述罐体101中;
所述两根搅拌轴105在同一时刻沿搅拌轴轴线转动的转动方向相反;
基于与两根搅拌轴轴线所在平面相垂直的、包括有罐体轴线的平面,其中一根搅拌轴上设置的至少一组搅拌叶片与另一根搅拌轴上设置的至少一组搅拌叶片呈镜像分布;
每一组搅拌叶片1051均包括两个搅拌叶片,且该两个搅拌叶片位于同一平面;
每一个搅拌叶片均呈“T”型。
详细地,与两根搅拌轴在同一时刻的转动方向相同相比,两者转动方向相反时,可以存在同一处物料混合物同时受到两个相反方向驱动力的情况,这一情况可以更有益于罐体内物料混合物的混匀,提高发酵效果,提高热传递效率,以及实现整个罐体内所有区域的搅拌全覆盖。
在图2中,C0点位于罐体轴线上,且C1点、C2点分别位于两根搅拌轴的轴线上。每一组搅拌叶片的边缘搅拌轨迹,即图中虚线所示圆形,且其直径可以为D。两根搅拌轴轴线间的间距可以为L。
详细地,对于本实用新型实施例中所述的呈镜像分布,在本实用新型一个实施例中,请参考图3,提供了一种搅拌轴及搅拌轴上的搅拌叶片的结构示意图。
在图3中,所示虚线可以为罐体轴线,2个搅拌轴的轴线间距为L。在每一根搅拌轴上,示出有多条与搅拌轴轴线相垂直的短直线,且各短直线在搅拌轴上均匀分布,任意相邻2个短直线间的间隔均可以相等。其中,在每一个短直线与搅拌轴轴线相交位置处,均可以设置一组搅拌叶片(图中未全部示出),且同一根搅拌轴上各组搅拌叶片的设置方向相同。
详细地,每一组搅拌叶片均包括2个搅拌叶片,且该2个搅拌叶片位于同一平面上。每一组搅拌叶片所在平面与搅拌轴轴线可以不垂直,例如,在图3中,每一组搅拌叶片所在平面与搅拌轴轴线间的夹角均可以为64°,或称为116°。
在图3中,基于包括有所示虚线的、垂直于纸面的这一平面,这2根搅拌轴上的搅拌叶片呈镜面分布。同时,由于2根搅拌轴在同一时刻的转动方向相反,这一设计方式有益于提高搅拌发酵机内物料混合物的混匀程度。
详细地,基于图3中箭头A所示角度,搅拌叶片可以呈“T”型。例如,在本实用新型一个实施例中,请参考图4,提供了一种搅拌叶片的结构示意图。在图4中,两条虚线的相交点可以为搅拌轴轴心。每一个搅拌叶片均为轴对称图形。
在本实用新型实施例中,罐体内物料混合物的混匀程度与搅拌轴及搅拌叶片的设计方式密切相关,例如各搅拌轴上的搅拌叶片数目,搅拌叶片在搅拌轴上的分布方式等。
因此,在本实用新型一个实施例中,请参考图5(a),所述至少一组搅拌叶片1051包括:16组搅拌叶片1051;
每一根搅拌轴105上设置的16组搅拌叶片1051,均呈螺旋线方式以均匀分布于该根搅拌轴上,且每一个搅拌叶片与搅拌轴轴线夹角均相同,且该夹角角度为64°至90°中的任意一个角度。
在图5(a)中,两条稀虚线可以分别表示两根搅拌轴的搅拌轴轴线,并且在每一根密虚线与其相交处设置一组搅拌叶片。任意相临两根密虚线间的距离均相等。每一组搅拌叶片与搅拌轴轴线间的夹角为α。每一组搅拌叶片的边缘搅拌轨迹的最大直径为D,两根搅拌轴的轴线间长度为L。优选地,L略大于D。
由于每一根搅拌轴上的16组搅拌叶片可以呈螺旋线方式分布,故基于同一视角,所看到的任意相邻两组搅拌叶片的总长度看似不等,但实则相等,可以均等于D/sinα。
为了综合考虑搅拌叶片的搅拌涉及区域、搅拌混匀程度、搅拌轴长度、搅拌叶片数量等,α的取值不易过小,优选地,可以使α=64°~90°。
详细地,在本实用新型一个实施例中,图5(b)可以是图5(a)的左视图。图5(b)中,β1=90°,β2=β3=45°。各点划线可以为每一个搅拌叶片的轴线,例如,各搅拌叶片可以为上述“T”型搅拌叶片,故点划线可以为该类型搅拌叶片的对称轴轴线。
在本实用新型实施例中,根据不同的实际需求,基于同一实现原理,各组搅拌叶片在搅拌轴上同样可以采用其他分布方式。例如,任意相邻密虚线间的间距可以不相等,不同组搅拌叶片与搅拌轴轴线间的夹角α可以不相等,且上述β1可以不等于90°,β2和β3可以不等于45°,等等。
详细地,罐体内物料混合物的混匀程度不仅与罐体内部尺寸、搅拌轴个数、搅拌轴转动速度、搅拌叶片的个数及形状等有关,同时还受搅拌轴转动规律的影响。
因此,在本实用新型一个实施例中,每一根搅拌轴105均重复执行:顺时针转动3min、暂停转动0.5min、逆时针转动转动3min、暂停转动0.5min的周期性转动过程。
当然,根据不同的实际需求,可以对该周期性转动过程的各设定参数进行灵活设置。
在本实用新型一个实施例中,所述罐体101为单层罐;
每一组搅拌叶片1051的回转直径均为φ950mm;
所述罐体101的轴向长度为3.7m,容积为5m3,最大处理重量为2t;
所述罐体101的加工材料为16Mn板,加工方式为卷制加工,且罐体101内表面经防腐处理。
详细地,本实施例中,所用罐体可以为一级罐体。
详细地,综合考虑搅拌发酵效果及效率,罐体可以设计为单层罐形式。
详细地,由于罐体内需要进行发酵反应,存在一定的腐蚀性,通过对罐体内部进行防腐处理,有益于延长罐体寿命。
在本实用新型一个实施例中,每一根搅拌轴105均为外径为φ120mm、内径为φ51mm的空心轴;
所述空心轴的加工材料包括:Q235、45钢、27SiMn中的任意一种;
所述空心轴的两个轴端分别与一个支座相连,以利用双头支座支撑空心轴,且所述空心轴与任一支座间的轴承为调心滚子轴承。
详细地,当搅拌轴尺寸较大时,为了尽可能的减少重量,搅拌轴可以为空心轴。对应地,当选用空心轴时,优选地可以采用双头支座支撑,且轴承采用调心滚子轴承。
在本实用新型一个实施例中,每一根搅拌轴105均为空心轴,且所述空心轴在扭转作用下的切应力均满足公式(1);
其中,τmax为切应力,Mt为输出至每一根空心轴的最大扭矩,d为空心轴的内径,D为空心轴的外径,[τ]为标准阈值。
详细地,当搅拌轴为空心轴时,考虑到搅拌轴所承受的弯矩相对较小,故需要考虑扭矩校核。
详细地,其中,Wt为抗扭截面模数。
详细地,
基于上述任一搅拌发酵机,罐体内物料的加热方式可以为采用热空气加热方式,热空气进入罐体内后可以与物料直接接触并进行换热作用。此外,在采用热空气加热的同时,可以采用其他加热方式进行辅助加热。例如,可以对罐体进行直接加热以使罐体温度升高,当罐体内物料与该高温罐体相接触时,同样可以加热物料。
因此,在本实用新型一个实施例中,该搅拌发酵机10还可以包括:设置于所述罐体101底部外表面的温控板106,以及用于覆盖所述温控板106的保温层107;
所述温控板106将内部加热板通电时产生的热量,通过间接换热以加热所述物料混合物;
所述保温层107中均匀填充有保温玻璃棉,且填充厚度不小于40mm。
详细地,罐体材质通常为钢性,加热快但散热也快,通过在温控板外部覆盖保温层,可以有效解决或缓解散热问题,从而有益于罐体内物料的快速加热,以及提高能源利用率。
常见地,在本实用新型一个实施例中,该搅拌发酵机的底部可以设置有底座,以支撑罐体,且罐体外侧可以设置楼梯平台,以便于安检或维修。
详细地,搅拌发酵机内进行发酵作用的物料可以为有机废料,如农作物秸秆、树木枝叶等。常见的,该物料多为农作物秸秆。在本实用新型实施例中,所用物料可以为经粉碎后的颗粒状或粉末状农作物秸秆。
在本实用新型一个实施例中,当物料为农作物秸秆时,利用搅拌发酵机将物料发酵为有机肥料的自动化控制过程可以如下所述:
人为启动开始按键→入料口气动打开→进风口气动打开,冷空气经进风口输入至搅拌发酵机罐体内→破碎后的农作物秸秆经入料口输入至搅拌发酵机罐体内,且进料过程定时定量→入料结束时入料口气动关闭→搅拌轴开始进行周期性转动(正转3min,然后停止30s,再反转3min,然后停止30s,如此循环),同时停止输入冷空气,热空气经进风口输入至搅拌发酵机罐体内(加热温度达到100℃时停止加热,保温1h,控制热空气输入量以使保温期间罐体内温度维持在90~150℃之间)→搅拌轴转动1h后,停止输入热空气,冷空气经进风口输入至搅拌发酵机罐体内,同时入料口气动打开→当罐体内温度降至50℃时,停止输入冷空气,搅拌轴停止转动,同时报警提醒加菌种→人为添加菌种后手动闭合入料口,报警消除→搅拌轴开始进行周期性转动,控制冷空气和热空气的输入量以使罐体内温度维持在18~50℃之间,同时启动打开进水口,经进水口输入发酵用水,并控制发酵用水的输入量以使罐体内湿度维持在30%~40%→搅拌轴转动1h后,气动关闭进风口和进水口→出料口气动打开,农作物秸秆经发酵处理后生成的有机肥料经出料口输出,且进料过程定时定量→放料结束时,出料口气动闭合,搅拌轴停止转动。
详细地,农作物秸秆入料期间可以采用负压入料方式。
详细地,当罐体内温度维持在90~150℃之间时,可以对农作物秸秆进行杀毒处理,当罐体内温度维持在18~50℃之间时,可以对农作物秸秆进行发酵处理。
如图6所示,本实用新型的一个实施例提供了一种搅拌发酵系统,包括:
上述任一所述的搅拌发酵机10、进料系统20、热风机30、供水设备40、动力源50;
所述进料系统20向所述搅拌发酵机10提供物料,及提供发酵用菌种;
所述热风机30向所述搅拌发酵机10提供冷空气,及提供由所述冷空气经加热处理而得到的热空气;
所述供水设备40向所述搅拌发酵机10提供发酵用水;
所述动力源50向所述搅拌发酵机10输出转速和扭矩。
详细地,在物料搅拌发酵处理过程中,通常先进行高温杀毒处理,再进行低温发酵处理。因此,热风机可以提供冷空气或热空气,以调整搅拌发酵机罐体内温度,以益于物料搅拌发酵处理的顺利进行。
由于热风机需要在不同时间有控制地提供冷空气或热空气,为达到这一实现方式,因此,在本实用新型一个实施例中,请参考图7,所述热风机30包括:鼓风机301和加热器302;
所述加热器302中设置有螺旋状的电热丝;
所述鼓风机301将冷空气吹送到所述加热器302中;
所述加热器302处于未通电状态时,将所述冷空气吹送至所述搅拌发酵机10中;
所述加热器302处于通电状态时,所述冷空气经所述电热丝3021的内外侧均匀通过,以使所述电热丝3021通电时产生的热量与所述冷空气进行热交换,得到经加热处理的热空气,且所述加热器302将该热空气吹送至所述搅拌发酵机10中。
详细地,热风机的型号可以为HLJT-3380-TX35A-2.2,加热器的加热功率可以为35kw,热风流量可以为504m3/h,鼓风机的风机功率可以为2.2kw,风压可以为2900Pa,风量可以为1200m3/h。
在本实用新型一个实施例中,该搅拌发酵系统同样可以包括一个温湿度调控装置,该装置可以通过传感器以实时准确的采集搅拌发酵机罐体内的温度和湿度,并与当前处理阶段应达到和维持的理论温湿度值进行对比换算,以计算出当前应输入的冷空气量、热空气量及发酵用水量。当然,根据计算出的具体数值,该温湿度调控装置可以对热风机、供水设备进行相应控制。
在本实用新型一个实施例中,请参考图7,所述动力源50包括:集成有电机和减速器的一体式电减机501、联轴器502;
所述一体式电减机501向所述搅拌发酵机10输出转速和扭矩;
所述联轴器502缓冲所述搅拌发酵机10中的每一根搅拌轴所受到的冲击载荷;
所述一体式电减机501输出的扭矩满足公式(2);
其中,T为对应于单根搅拌轴的一体式电减机中电机输出的扭矩,P为一体式电减机中电机的功率,η为机械效率,k为一体式电减机中减速器的速比,D为与一体式电减机中减速器相连的大皮带轮的直径,d为与一体式电减机中减速器相连的小皮带轮的直径,v为一体式电减机中电机输出的转速,n为搅拌发酵机罐体的物料最大处理重量,T0为处理单位重量的物料所需的扭矩,m为搅拌发酵机罐体内搅拌轴的根数。
基于上述公式(2),在本实用新型一个实施例中,当搅拌发酵机中存在m根搅拌轴且默认m根搅拌轴完全相同时,一体式电减机中可以有m个电机,且默认该m个电极完全相同,以分别向每一根搅拌轴提供转速和扭矩。
详细地,一体式电减机的型号可以为F107,电机型号为132S4,功率为5.5kw,且每一根搅拌轴可以对应于一个电机。此外,该一体式电减机的输出转速可以为6.7rpm,输出扭矩可以为7820Nm,传动比可以为215.37。
详细地,可以采用UL14型轮胎联轴器,有益于缓冲冲击载荷,使输出扭矩的传递更加稳定、可靠。
详细地,当搅拌轴由静止突然开始转动时,搅拌轴所受到的冲击力通常较大,长此以往通常会降低搅拌轴寿命,而联轴器可以缓冲搅拌轴所受到的冲击载荷,故有益于搅拌轴寿命周期的延长。
在本实用新型一个实施例中,请参考图7,该搅拌发酵系统还可以包括:空压机60;
所述空压机60分别与所述搅拌发酵机10上的入料口、进风口、进水口的气动开关控制电路相连。
详细地,通过将空压机分别与搅拌发酵机罐体上的入料口、出料口、进风口、进水口的控制电路相连,可以对其进行定时自动气动开启和关闭,提高自动化水平,提高程序运行准确度。
如图8所示,本实用新型实施例提供了一种利用搅拌发酵机进行搅拌发酵的工作过程,可以包括以下步骤:
步骤701:将冷空气输入至罐体中。
步骤702:将物料输入至所述罐体中。
步骤703:在物料输入完成时,停止输入冷空气,并将经加热处理得到的热空气输入至所述罐体中,以及通过所述罐体中每一根搅拌轴的周期性转动,以对物料进行高温搅拌杀毒处理。
步骤704:在高温搅拌杀毒处理完成时,停止输入热空气,并将冷空气输入至所述罐体中,以及通过所述罐体中每一根搅拌轴的周期性转动,以对物料进行降温搅拌处理。
步骤705:当检测到所述罐体中物料的温度达到预先设置的发酵要求时,将发酵用菌种输入至所述罐体中。
步骤706:将发酵用水输入至所述罐体中,以使所述罐体中物料的湿度达到所述发酵要求,以及通过所述罐体中每一根搅拌轴的周期性转动,以对物料和发酵用菌种进行搅拌发酵处理,将物料转变生成肥料。
详细地,在输入物料之前可以预先开启进风口以输入冷空气,冷空气的存在有益于进料过程中物料均匀分散于罐体内部。
在本实用新型一个实施例中,所述发酵要求包括:发酵温度范围为18~50℃,发酵湿度范围为30~40%,发酵持续时长为1h;
所述高温搅拌杀毒处理的杀毒要求包括:杀毒温度范围为90~150℃,杀毒持续时长为1h。
详细地,常见的物料可以为农作物秸秆,且将农作物秸秆执行发酵处理以转化生成有机肥料之前,通常需要对农作物秸秆执行高温杀毒处理,以完全杀灭秸秆中的病虫草害。
总体来说,利用本实用新型提供的搅拌发酵机及搅拌发酵系统,可以对农作物秸秆等有机废物进行回收利用,以将其制成生物有机肥料,对有机废物的高效利用及环境保护方面有显著效果。
综上所述,本实用新型的各个实施例至少具有如下有益效果:
1、本实用新型实施例中,搅拌发酵机包括罐体、入料口、进风口、进水口和至少两根搅拌轴;罐体为卧式结构;入料口、进风口、进水口均设置于罐体上;各搅拌轴均沿罐体轴线平行布置于罐体中,且各搅拌轴上均设置有至少一组搅拌叶片;罐体沿罐体轴线的截面为至少两个圆形,且相邻的两个圆形相交、每一个圆形的圆心分别位于一根搅拌轴的轴线上。利用外部动力源输出的转速和扭矩,可以使各搅拌轴周期性转动,以对罐体中的物料混合物进行搅拌混匀,以使物料经发酵处理而转变生成肥料。基于至少两根搅拌轴的混合搅拌作用,可以避免或缓解角落积料情况。因此,本实用新型实施例能够提高搅拌发酵机内各反应物的搅拌混匀率。
2、本实用新型实施例中,与单根搅拌轴相比,多根搅拌轴对应的角落区域比例相对减小,且各搅拌轴搅拌区域间的重叠率提高,便于对罐体内的物料混合物进行充分混匀搅拌,可以避免或缓解角落积料情况。
3、本实用新型实施例中,与2根搅拌轴在同一时刻的转动方向相同相比,两者转动方向相反时,可以存在同一处物料混合物同时受到两个相反方向驱动力的情况,这一情况可以更有益于罐体内物料混合物的混匀,提高发酵效果,提高热传递效率,以及实现整个罐体内所有区域的搅拌全覆盖。
4、本实用新型实施例中,由于罐体内需要进行发酵反应,存在一定的腐蚀性,通过对罐体内部进行防腐处理,有益于延长罐体寿命。
5、本实用新型实施例中,罐体材质通常为钢性,加热快但散热也快,通过在温控板外部覆盖保温层,可以有效解决或缓解散热问题,从而有益于罐体内物料的快速加热,以及提高能源利用率。
6、本实用新型实施例中,利用提供的搅拌发酵机及搅拌发酵系统,可以对农作物秸秆等有机废物进行回收利用,以将其制成生物有机肥料,对有机废物的高效利用及环境保护方面有显著效果。
需要说明的是,在本文中,诸如第一和第二之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来,而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且,术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含,从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素,而且还包括没有明确列出的其他要素,或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下,由语句“包括一个〃·····”限定的要素,并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同因素。
本实用新型中所提供的各个实施例均可根据需要而相互组合,例如任意两个、三个或更多个实施例中的特征相互组合以构成本实用新型的新的实施例,这也在本实用新型的保护范围内,除非另行说明或者在技术上构成矛盾而无法实施。
最后需要说明的是:以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已,并不用于限制本实用新型,对于本领域的技术人员来说,本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本实用新型的保护范围之内。