专利名称：一种秸秆碎末废弃物卧式往复型搅拌装备的制作方法
技术领域：
本发明涉及秸杆废弃物资源化利用工程领域，尤其是适合园艺秸杆碎末基质资源化利用生产中配料搅拌和发酵搅拌，属于农业机械技术领域。
背景技术：
园艺秸杆尤其是藤茎类高杆秸杆特别难于粉碎、分解和吸收处理，目前园艺秸杆就地加工利用技术，尤其是通过堆制发酵达到基质肥料化的工艺装备缺乏。因此，迫切需要研究园艺秸杆就地资源化利用技术，开发适合藤茎类高杆及高水分秸杆的基质肥料化加工专用装备，改善加工环境，降低劳动强度，提高加工效率，降低生产成本，促进设施园艺清洁高效生产和可持续发展。秸杆碎末废弃物就地加工利用技术重要一环是发酵处理，包括堆置发酵和发酵仓内快速发酵。不管那一种发酵处理，需要进行高效快速搅拌处理。目前国内外致力于秸杆发酵搅拌处理的研究还很少，相关研究和成果主要有两方面:一是液体发酵搅拌装置。多年来，国内外传统采用径向流型的涡轮式搅拌器。上世纪80年代以来，国际上发达国家已开始研究轴流搅拌器，并取得了成功。二是固体物料翻抛机。随着畜禽粪便堆肥技术的发展，市场研制出了一批适合我国畜禽粪便处理的专用翻抛机械。翻抛机主要分为槽式和无槽条垛式两种。槽式翻抛机主要由机架、行走系统、翻抛装置、传动系统和动力系统组成，一般采用电力驱动。因为槽式发酵系统具有占地空间小、堆肥深度高和升温快等优点，槽式翻抛机在欧洲应用比较广泛，也是我国畜禽粪便堆肥用的主要翻抛设备。根据翻抛装置的不同，可以分为滚筒式、螺旋式和旋切式。无槽条垛式翻抛机主要用于大型农场等大面积场外条垛的堆肥，不需要建造发酵槽，但堆肥深度低、升温慢、占用场地大，厂区环境脏乱差、无槽条垛式翻抛机主要由行走驱动拖拉机、翻抛装置和传动系统等组成，一般采用内燃机驱动。根据翻抛装置的不同，可以分为跨骑式、螺旋侧式和提升带式。以上搅拌和翻抛技术和装`备`，用于秸杆碎末废弃物发酵搅拌，均存在设备占地面积大、设备成本高、使用能耗成本高、振动大工作环境差，搅拌不彻底不均匀等不足，限制了秸杆碎末废弃物就地加工利用技术应用与推广。为此，急需研究开发小型、高效省时省力的秸杆碎末废弃物发酵搅拌用专用装备。
发明内容
本发明针对目前秸杆废弃物资源化利用中专用搅拌装备不足和通用搅拌装备存在功耗大、使用费用高、搅拌不彻底不均匀等问题，提供了一种小型、高效省时省力的秸杆碎末废弃物发酵专用的卧式往复型搅拌装备。本发明的秸杆碎末废弃物卧式往复型搅拌装备，采用的技术方案是:包括料仓、皮带上料机、搅拌工作仓、辅助加料机、加湿机、卧式螺旋搅拌装置等。各部件位置关系是:料仓位于皮带上料机上方，皮带上料机界于料仓和搅拌工作仓之间，将料仓出料口与搅拌工作仓主加料口连接起来；搅拌工作仓上方设置有主加料口、辅助加料口和加湿口，搅拌工作仓通过辅助加料口与辅助加料机连接，搅拌工作仓通过加湿口与加湿机连接；在搅拌工作仓下部设有湿度检测口和残液排出口，搅拌工作仓通过湿度检测口与湿度检测装置连接，搅拌工作仓通过残液排出口与残液储存器连接；搅拌工作仓左端盖上设有搅拌控制电机；搅拌工作仓右端盖下部设有出料口和出料门。本发明的皮带上料机采用驱动伺服电机驱动皮带定量加料装置加料，下端进料口设置于料仓的出料口下端，上端出料口对准搅拌工作仓主加料口，上端出料口通过软管道与搅拌工作仓主加料口相连通。本发明的搅拌工作仓采用卧式往复型搅拌工作方式，通过4个称重传感器支撑在机架上，其内部设有卧式螺旋搅拌装置，卧式螺旋搅拌装置通过驱动伺服电机驱动主轴并带动设于主轴上的搅拌叶片旋转；通过搅拌控制电机正反转，进行往复型搅拌工作。搅拌工作仓右端盖下部设有出料口和出料门，在出料门打开情况下，通过搅拌控制电机正转，实现搅拌工作仓出料。本发明的辅助加料机包括辅助料仓、螺旋定量加料装置及其驱动伺服电机等，辅助料仓安装在螺旋定量加料装置上方，螺旋定量加料装置通过其出料口与工作仓的辅助加料口硬连接。本发明的加湿机包括水仓、喷水雾计量泵和水雾喷头等，加湿机位于工作仓上方，水仓底部的出水口连接喷水雾计量泵，喷水雾计量泵通过软水管安装在搅拌工作仓的加湿口上，水雾喷头插入工作仓内。本发明的卧式螺旋搅拌装置包括搅拌叶片及其驱动伺服电机、主轴等。
本发明的秸杆碎末废弃物卧式往复型搅拌装备，工作过程特征是:对料仓中秸杆碎末废弃物，通过对皮带上料机输送速度和时间控制，以及搅拌工作仓的称量，给搅拌工作仓进行定量主加料；辅助加料机采用螺旋定量加料方法，通过控制螺旋轴转速和转角，给搅拌工作仓进行固体发酵菌料和粪便等有机肥料等定量辅助加料；加湿机依据工作仓内物料湿度检测信息，采用喷水雾计量泵，通过对计量泵定时控制，增加物料的湿度(水分)；通过控制搅拌控制电机正反转，带动卧式螺旋搅拌装置进行往复型搅拌工作；最后打开出料门，通过控制卧式螺旋搅拌装置正转，使得搅拌工作仓内搅拌处理后的物料定量排出，以便进一步进行堆制发酵处理。本发明所述的秸杆碎末废弃物卧式往复型搅拌装备与现有搅拌机和翻抛机相比，设备小型、自动化程度高，具有对秸杆碎末废弃物、固体发酵菌料和粪便等有机肥料等定量配料和加湿等功能，且搅拌效率高，功耗低，搅拌出料一体化，工作环境好，适合各种农户实现秸杆就地基质化生产，具有较高应用推广价值。
下面结合附图和具体实施方式
对本发明作进一步详细说明。图1是本发明的秸杆碎末废弃物卧式往复型搅拌装备主视图。图2是图1中A-A局部视图。图3是图1中B向视图。图4是图1中搅拌工作仓的左视图。图中，I是料仓，11为料仓出料口 ；2是皮带上料机，21皮带上料机进料口，22是皮带定量加料装置，23是皮带上料机伺服电机，24是皮带上料机机架，25是皮带上料机出料口，26是软管道；3是搅拌工作仓，31是主加料口，32是加湿口，33是辅助加料口，34是湿度检测口，35是残液排出口，36是湿度检测装置，37称重传感器，38是残液储存器，39是左仓盖，310是右仓盖，311是出料门，312是出料口，313是搅拌工作仓机架；4是螺旋搅拌装置，41是搅拌控制电机，42是主轴，43是搅拌叶片，44是调节顶针；5是辅助加料机，51是辅助料仓，52是螺旋定量加料机，53是辅助加料机出料口，54是辅助加料机步进电机；6是加湿机,61是水仓，62是电磁驱动计量泵，63是水雾喷头。
具体实施例方式如图1、2、3、4所示，本发明的秸杆碎末废弃物卧式往复型搅拌装备，包括料仓1、皮带上料机2、搅拌工作仓3、螺旋搅拌装置4、辅助加料机5和加湿机6等组成。各部件位置关系是:料仓I位于皮带上料机2上方，皮带上料机2界于料仓I和搅拌工作仓3之间，将料仓I出料口 11与搅拌工作仓3主加料口 31连接起来；搅拌工作仓3上方除了设置有主加料口 31外，还设置有辅助加料口 33和加湿口 32，搅拌工作仓3通过辅助加料口 33与辅助加料机5连接，搅拌工作仓3通过加湿口 32与加湿机6连接；搅拌工作仓3包括左仓盖39、右仓盖310和卧式螺旋搅拌装置4，所述左仓盖39和右仓盖310分别与卧式螺旋搅拌装置4的左右两端连接，在左仓盖39上设置搅拌控制电机41，搅拌控制电机41通过主轴42驱动搅拌工作仓3内搅拌叶片43转动，在右仓盖310下部置有出料口 312和出料门311，通过出料门311控制出料口 312的启闭；在搅拌工作仓3下方设置有三个湿度检测口34和残液排出口 35，湿度检测口 34与湿度检测装置36连接，残液排出口 35与残液储存器38连接。如图1、2所示，本发明的皮带上料机2采用采用驱动伺服电机23驱动皮带定量加料装置22加料，下端进料口 21接料仓I出料口 11，上端出料口 25对准搅拌工作仓3主加料口 31，上端出料口 25通过软管道26与搅拌工作仓3主加料口 31相连通。
如图1、3、4所示，本发明所述搅拌工作仓3通过4个称重传感器37支撑在机架313上，搅拌工作仓3上方设置有主加料口 31、辅助加料口 33和加湿口 32，搅拌工作仓3通过主加料口 31与皮带上料机2连接，搅拌工作仓3通过辅助加料口 33与辅助加料机5连接，搅拌工作仓3通过加湿口 32与加湿机6连接；在搅拌工作仓3下方设置残液排出口 35和湿度检测口 34，搅拌工作仓3通过残液排出口 35与残液储存器38连接，通过湿度检测口34安装湿度检测装置36 ;搅拌工作仓3左仓盖32上设置有搅拌控制电机41，搅拌控制电机41通过主轴42与搅拌工作仓3内螺旋搅拌装置4连接；在搅拌工作仓3右仓盖36下部设有出料口 311和出料门35，出料门35用于出料口 311的启闭；在搅拌工作仓3内部设有螺旋搅拌装置4，螺旋搅拌装置4包括包括主轴42、搅拌叶片43及其驱动伺服电机41，螺旋搅拌装置4通过驱动伺服电机41驱动主轴42并带动设于主轴42上的搅拌叶片43旋转，当搅拌工作仓3出料门35闭合时，通过驱动伺服电机41正反转，使得螺旋搅拌装置4实现秸杆废弃物的往复搅拌混合，当出料门35开启时，通过驱动伺服电机41正转，螺旋搅拌叶片42将混合均匀的秸杆废弃物通过出料口 311推出搅拌工作仓3。如图1所示，本发明所述辅助加料机5包括辅助料仓51、螺旋定量加料装置52及其驱动伺服电机54等，辅助料仓51安装在螺旋定量加料装置52上方，螺旋定量加料装置52通过其出料口 53与搅拌工作仓3的辅助加料口 33硬连接。如图4所示，本发明的加湿机6包括水仓61、喷水雾计量泵62和水雾喷头63等，加湿机6位于搅拌工作仓3上方，水仓61底部的出水口连接喷水雾计量泵62，喷水雾计量泵62通过软水管安装在搅拌工作仓3的加湿口 32上，水雾喷头63插入搅拌工作仓3内。本发明的秸杆碎末废弃物卧式往复型搅拌装备，工作过程是:
第一步，对料仓中秸杆碎末废弃物，通过对皮带上料机速度和时间控制，以及搅拌工作仓称量，给搅拌工作仓进行定量主加料；
第二步，通过控制辅助加料机的螺旋轴转速和转角，给搅拌工作仓进行固体发酵菌料和粪便等有机肥料等定量辅助加料，进行定量配料；
第三步，依据搅拌工作仓内物料湿度检测信息，通过对计量泵定时控制，增加物料的湿度(水分)，同时按照秸杆废弃物量的大小控制工作仓内螺旋搅拌装置的搅拌转速、搅拌转动方向及搅拌时间，使秸杆废弃物往复均匀搅拌，从而提高搅拌质量和效率；
第四步，打开搅拌工作仓的出料门，并通过对螺旋搅拌装置的螺旋轴转速和转角控制，使得搅拌工作仓内 的物料定量排出，以便进一步进行堆制发酵处理。
权利要求
1.一种秸杆碎末废弃物卧式往复型搅拌装备，其特征在于，包括料仓(I)、皮带上料机(2)、搅拌工作仓(3)、螺旋搅拌装置(4)、辅助加料机(5)和加湿机(6);所述料仓(I)位于皮带上料机(2)上方，所述皮带上料机(2)位于料仓(I)和搅拌工作仓(3)之间，所述皮带上料机(2 )将料仓(I)的出料口( 11)与搅拌工作仓(3 )的主加料口( 31)连接起来；所述主加料口(31)设置在搅拌工作仓(3)上方，所述搅拌工作仓(3)上方还设置有辅助加料口(33)和加湿口(32)，搅拌工作仓(3)通过辅助加料口(33)与辅助加料机(5)连接，搅拌工作仓(3 )通过加湿口( 32 )与加湿机(6 )连接；搅拌工作仓(3 )包括左仓盖(39 )、右仓盖(310 )和卧式螺旋搅拌装置(4)，所述左仓盖(39)和右仓盖(310)分别与卧式螺旋搅拌装置(4)的左右两端连接，在左仓盖(39 )上设置搅拌控制电机(41 )，搅拌控制电机(41)通过主轴(42 )与搅拌工作仓(3 )内螺旋搅拌装置(4 )连接，搅拌控制电机(41)通过主轴(42 )驱动搅拌工作仓(3)内搅拌叶片(43)转动，在右仓盖(310)下部设有出料口(312)和出料门(311)，出料门(311)控制出料口(312)的启闭；在搅拌工作仓(3)下方设置有残液排出口(35)和三个湿度检测口(34)，所述湿度检测口(34)与湿度检测装置(36)连接，残液排出口(35)与残液储存器(38)连接。
2.根据权利要求1所述的一种秸杆碎末废弃物卧式往复型搅拌装备，其特征在于，所述螺旋搅拌装置(4)包括主轴(42)、搅拌叶片(43)及其驱动伺服电机(41)，螺旋搅拌装置(4)通过驱动伺服电机(41)驱动主轴(42)并带动设于主轴(42)上的搅拌叶片(43)旋转；当搅拌工作仓(3)出料门(35)闭合时，通过驱动伺服电机(41)正反转，使得螺旋搅拌装置(4)秸杆废弃物的往复搅拌混合，当出料门(35)开启时，通过驱动伺服电机(41)正转，螺旋搅拌叶片(42)将混合均匀的秸杆废弃物通过出料口(311)推出搅拌工作仓(3)。
3.根据权利要求1或2所述的一种秸杆碎末废弃物卧式往复型搅拌装备，其特征在于，所述搅拌工作仓(3)通过4个称重传感器(37)支撑在机架(313)上。
4.根据权利要求1或2所述 的一种秸杆碎末废弃物卧式往复型搅拌装备，其特征在于，所述皮带上料机(2 )采用驱动伺服电机(23 )驱动皮带定量加料装置(22 )加料，下端进料口(21)设置于料仓(I)的出料口( 11)下端，上端出料口( 25 )对准搅拌工作仓(3 )主加料口(31)，上端出料口(25)通过软管道(26)与搅拌工作仓(3)主加料口(31)相连通。
5.根据权利要求1或2所述的一种秸杆碎末废弃物卧式往复型搅拌装备，其特征在于，所述辅助加料机(5)包括辅助料仓(51)、螺旋定量加料装置(52)及其驱动伺服电机(54)，所述辅助料仓(51)安装在螺旋定量加料装置(52)上方，螺旋定量加料装置(52)通过其出料口(53)与搅拌工作仓(3)的辅助加料口(33)硬连接。
6.根据权利要求1或2所述的一种秸杆碎末废弃物卧式往复型搅拌装备，其特征在于，所述加湿机(6)包括水仓(61)、喷水雾计量泵(62)和水雾喷头(63),加湿机(6)位于搅拌工作仓(3)上方，水仓(61)底部的出水口连接喷水雾计量泵(62)，喷水雾计量泵(62)通过软水管安装在搅拌工作仓(3)的加湿口(32)上，水雾喷头(63)插入搅拌工作仓(3)内。
全文摘要
本发明公开了一种秸秆碎末废弃物卧式往复型搅拌装备，适合园艺秸秆碎末基质资源化利用生产中配料搅拌和发酵搅拌，属于农业机械技术领域。包括料仓、皮带上料机、搅拌工作仓、螺旋搅拌装置、辅助加料机和加湿机。本发明对料仓中秸秆碎末废弃物，通过对皮带上料机输送速度和时间控制，以及搅拌工作仓的称量，给搅拌工作仓进行定量主加料；辅助加料机通过控制螺旋轴转速和转角，给搅拌工作仓定量辅助加料；加湿机通过对计量泵定时控制，增加物料的湿度；通过控制搅拌控制电机正反转带动卧式螺旋搅拌装置进行往复型搅拌工作；通过控制卧式螺旋搅拌装置正转，使搅拌工作仓内搅拌处理后的物料定量排出。本发明搅拌效率高，功耗低，搅拌出料一体化。
文档编号B01F15/02GK103172422SQ20121058714
公开日2013年6月26日 申请日期2013年5月8日 优先权日2013年5月8日
发明者张西良, 徐云峰, 李萍萍, 罗胜, 王继章, 马奎, 吴琪, 张媛, 路欣 申请人:江苏大学