CN104072212A - 一种智能化厨余垃圾堆肥装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种智能化厨余垃圾堆肥装置，包括发酵舱和热水箱，发酵舱上设有进料口和出料口，发酵舱内设有加热盘管；加热盘管与热水箱相连通；发酵舱安装在承重底座上，能相对承重底座转动；发酵舱与水平面之间呈一定倾斜角度；发酵舱内设有若干块分隔板，分隔板与发酵舱舱体的内壁之间留有送料口；进料口通过进料管与进料机相连；出料口连接有振动筛；还包括抽风机，抽风机连接至发酵舱内。本发明可将厨余垃圾按照投放的先后顺序区分开来，实现按照堆肥过程完成度的不同进行连续的出料。大幅度的缩短整个有氧堆肥过程的时间周期，提高了有氧堆肥的处理量和处理效率。

Description

一种智能化厨余垃圾堆肥装置

技术领域

本发明涉及一种厨余垃圾处理装置，尤其是涉及一种智能化厨余垃圾堆肥装置。

背景技术

随着城市经济的发展和城市人口的不断增加，城市生活垃圾的排放量剧烈的增加，厨余垃圾的含量不断的提高。城市厨余垃圾的处理也成为越来越重要的问题，如何方便快捷、因地制宜的快速消化厨余垃圾成为处理城市垃圾的一种趋势。对城市厨余垃圾进行有氧堆肥，能够有效的对城市厨余垃圾减容减重，并且产出肥料，简单易行，变废为宝。但是有氧堆肥整个过程耗时较长，如何缩短整个处理过程的时间成为了有氧堆肥的一个重要课题，而且如何简化堆肥过程的操作流程，做到安全可靠，也是一个实际应用中的重要课题。

授权公告号为CN101983951B的专利文件公开了了一种生活垃圾堆肥装置，包括密封的箱体和设置在箱体上的进料口，箱体内设置有堆肥室，进料口与堆肥室连通，堆肥室上设置有出料口，特点是堆肥室内设置有可通风的螺旋搅拌推进器，堆肥室的下方设置有水浴槽，水浴槽上连接有加热装置。这种堆肥装置由于堆肥室内设置有可通风的螺旋搅拌推进器，通过螺旋搅拌的方式在堆肥室内推进生活垃圾，可增加垃圾的处理量，而在堆肥室的下方设置有水浴槽，水浴槽上连接有太阳能加热装置，为堆肥室内的厨余垃圾等有机生活垃圾的发酵提供热量，营造出利于微生物活动的环境，能加快有机生活垃圾的发酵降解速度，但是，这种堆肥装置无法区分不同时间投放的生活垃圾，这样会导致已完成发酵的生活垃圾和未完成发酵的生活垃圾混合在一起，影响堆肥的质量。

授权公告号为CN2673861Y的专利文件公开了多节回转筒式堆肥发酵装置，该装置由机架、发酵圆筒及刀具等部件组成，其为独立的或为2台以上堆肥发酵圆筒连接合成的***，堆肥发酵圆筒外装有二个大托轮和一个大齿轮，打出轮由装在机架上的配有调速电机的小齿轮带动，惰轮安装在机架上，上述装置都固定在同一机架上，整个机架可以调整角度；同一个自控***将多台回转式堆肥发酵筒合成可控、多节、串联的回转筒式堆肥发酵***。这种发酵装置，利用发酵圆筒的滚动，使好氧发酵更彻底，发酵圆筒倾斜式的安装可令进出料更方便，但是，这种发酵装置仅适用一个堆肥发酵圆筒时，同样无法区分不同时间投放的生活垃圾，而使用2台以上堆肥发酵圆筒连接合成的***时，占地面积大且浪费圆筒的空间，每个圆筒串接时也需要填充密封材料，填充不当时会影响堆肥质量。

发明内容

本发明旨在提供一种智能化的厨余垃圾堆肥***，可将厨余垃圾按照投放的先后顺序区分开来，实现按照堆肥过程完成度的不同进行连续的出料，有效的缩短整个有氧堆肥过程的时间，并且操作智能，简单易行。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种智能化厨余垃圾堆肥装置，包括发酵舱和热水箱，发酵舱上设有进料口和出料口，发酵舱内设有加热盘管；加热盘管与热水箱相连通；发酵舱安装在承重底座上，能相对承重底座转动；发酵舱与水平面之间呈倾斜角度，所述倾斜角度以3-5度为宜；发酵舱内设有若干块分隔板，分隔板与发酵舱舱体的内壁之间留有送料口；还包括执行装置；执行装置包括进料机、振动筛和抽风机；进料机通过进料管与进料口相连；振动筛与出料口相连；抽风机连接至发酵舱内。

本发明的工作原理如下：

将厨余垃圾放入进料机内，通过进料机经进料口输送至发酵舱内。厨余垃圾进入发酵舱后，由于分隔板的阻挡作用，厨余垃圾停留在第一块分隔板与发酵舱形成的第一舱位内。随后，通过外部设备带动发酵舱相对承重底座转动，并利用加热水箱往加热盘管内输送热水，加热整个发酵舱内部，使厨余垃圾的堆体温度快速升高，达到降解菌种活跃的适宜温度，开始发酵，并启动抽风机，为发酵舱内提供足够的氧气。随着发酵舱的旋转，由于发酵舱与水平面之间存在一定的倾斜角度，厨余垃圾的堆体会在发酵舱旋转的过程中从送料口前移至下一块分隔板与发酵舱形成的舱位内继续发酵，而进料口处的第一舱位则补充新的待发酵物料，以此类推，这样就可以将在堆肥的处于垃圾以投放的先后顺序用分隔板区分开来，实现分段的有氧堆肥。

由于发酵所需的时间较长，在发酵的过程中，发酵舱内的环境变化复杂，为了让发酵堆肥过程更合理高效，可以设置一个远程的监控终端，并在发酵舱上安装温湿度传感器、含氧量传感器和用于监测和控制执行装置的工作状态的IO模块。监控终端与温湿度传感器和含氧量传感器通信连接，接收温湿度传感器和含氧量传感器上传的数据信息。监控终端与IO模块通信连接，向IO模块发出信号控制执行装置的工作状态。温湿度传感器和含氧量传感器由发酵舱舱体的外部伸入发酵舱舱体内，直接检测发酵舱舱体内的温湿度和含氧量，并将温湿度和含氧量数据发给监控终端，监控终端根据温湿度和含氧量的数据与设定值进行对比，当监测所得数据低于设定值时，发出报警信号并将向IO模块发送协议信号，IO模块接收协议信号后，将协议信号转换成堆肥装置各运动部件的控制信号，控制如进料机、抽风机、振动筛等的启动停止，调节发酵舱内的发酵环境。

监控终端接收温湿度和含氧量信息，并对信息进行显示输出、保存及控制反馈。监控终端与温湿度传感器、含氧量传感器和IO模块之间可以通过无线通信连接，也可以通过有线通信连接。

为了实时监测发酵舱内的温湿度和含氧量，温湿度传感器和含氧量传感器需要长时间工作，为此，需要给温湿度传感器和含氧量传感器提供足够的电能。可在发酵舱外设置用于为温湿度传感器和含氧量传感器提供电能的太阳能板和太阳能控制器。太阳能板与太阳能控制器连接，当太阳能板受到光照时产生电能，电能会传输到太阳能控制器，太阳能控制器对电能进行整流、滤波后为温湿度传感器和含氧量传感器提供电能。当由于天气或遮挡物的原因，太阳能板无法提供足够电量时，还可在发酵舱外设置蓄电池。当太阳能板受到光照时产生电能，电能会传输到太阳能控制器，太阳能控制器对电能进行整流、滤波后为蓄电池充电和为温湿度传感器和含氧量传感器提供电能，当太阳能控制器无法接收足够电量提供温湿度传感器和含氧量传感器时，由蓄电池放出电能补充。

在发酵时，无论是发酵舱内的物料均匀加热还是发酵舱内的物料移动，都依靠发酵舱自身的旋转实现，若发酵舱旋转不稳定，将影响发酵效果。为此，优选的是，发酵舱舱体外壁上设有大齿轮；承重底座上设有电机，电机的传动轴上设有能与大齿轮相互外啮合的小齿轮。通过电机带动小齿轮旋转，由此带动与小齿轮外啮合的大齿轮的转动，从而使发酵舱相对承重底座转动。

由于在发酵过程中，发酵舱需处在旋转状态。为了避免发酵舱在旋转时出现跳动或滑出承重底座，影响发酵，优选的是，发酵舱的舱体外壁上设有滚动轨道；承重底座上设有滚动底座；滚动底座嵌入滚动轨道内，能相对滚动轨道滑动。发酵舱旋转时，由于滚动轨道和滚动底座的限制作用，发酵舱在转动时将保持稳定。

由于发酵舱的进料口与进料机相连，当发酵舱相对承重底座转动时，若发酵舱的进料口与进料机之间的连接管道跟随发酵舱转动，将破坏该连接管道。为了避免这一情况，优选的是，发酵舱舱体外壁上设有能相对发酵舱转动的法兰环；法兰环设在进料口一侧，与进料管相连。当发酵舱转动时，由于法兰环自身并不与发酵舱连接固定，所以并不会带动进料管跟随发酵舱的转动而转动。

发酵时，发酵舱内的温度需维持在降解菌种活跃的适宜温度，热水箱必须提供足够的热水，这过程中需要大量的热能。为了节省资源、降低发酵成本，优选的是，在进出水管道上安装用于为热水箱提供热能的太阳能集热板，太阳能集热板与热水箱相连。通过太阳能集热板，将太阳能转换成热能，令热水箱内的热水温度维持在降解菌种活跃的适宜温度。当太阳能集热板由于天气或遮挡物等原因，无法提供足够的热能时，作为进一步改进，热水箱的底部设有电加热装置。

本发明的智能化厨余垃圾有氧堆肥装置，可将厨余垃圾按照投放的先后顺序区分开来，实现按照堆肥过程完成度的不同进行连续的出料。大幅度的缩短整个有氧堆肥过程的时间周期，提高了有氧堆肥的处理量和处理效率。发酵舱采用现场控制与远程计算机无线控制，可实现现场无人值守及自动采集数据。整个***智能高效，安全可靠，具有很高的实用价值。

附图说明

图1是本发明实施例的结构示意图；

图2是本发明实施例中发酵舱的结构示意图；

图3是本发明实施例中左端面与发酵舱连接结构的局部示意图；

图4是本发明实施例中发酵舱内部的结构示意图；

图5是本发明实施例中温湿度传感器与无线信号收发器及太阳能供电***连接结构示意图；

图6是本发明实施例中含氧量传感器与无线信号收发器及太阳能供电***连接结构示意图；

图7是本发明实施例中发酵舱控制***连接结构示意图。

附图标记说明：1-发酵舱；2-振动筛；3-循环水泵；4-热水箱；5-热水箱进水管；6-热水箱回水管；7-太阳能集热板；8-螺旋进料机；9-抽风管；10-抽风机；11-电加热装置；12-圆筒型舱体；13-入料口；14-左端面；15-出料口；16-右端面；17-小齿轮；18-大齿轮；19-滚动底座；20-滚动轨道；21-承重底座；22-盘管；23-入水口；24-出水口；25-第一分隔板；26-第二分隔板；27-连接螺栓；28-法兰环；29-盘根；30-送料口；31-多晶硅太阳能板；32-蓄电池；33-太阳能控制器；34-温湿度探头；35-温湿度传感器；36-无线信号收发器；37-多晶硅太阳能板；38-蓄电池；39-太阳能控制器；40-含氧量探头；41-含氧量传感器；42-无线信号收发器；43-震动机接触器；44-粉碎机接触器；45-进料机接触器；46-舱体转动接触器；47-抽风机接触器；48-IO模块；49-无线信号收发器。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明进行进一步说明。

如图1所示，厨余垃圾经螺旋进料机8输送进入发酵舱1内，热水箱4中的水经由太阳能集热板7的预先加热，并经由循环水泵3通过热水箱进水管5进入发酵舱舱体内，加热整个发酵舱的内部，从而加热正在进行堆肥的厨余垃圾。若在阴雨天气，热水箱4的水温无法达到要求值时，可通过电加热装置11辅助加热。热水流经发酵舱1内的盘管，在舱内的循环后，再次流经太阳能集热板7，得到再次加热后，经热水箱回水管6循环回到热水箱4中。当含氧量传感器监测到发酵舱内的含氧量低于设定值时，IO模块发出控制信号，打开抽风机10，空气通过抽风管9进行更新。在厨余垃圾完成堆肥过程后，由于舱体的旋转和摆放的倾斜角度，从出料口15排出，并通过振动筛2的筛选，选出粒径合适的肥料，完成整个有氧堆肥过程。

如图2所示，发酵舱1与水平面呈3-5度倾斜角度放置于承重底座21上。工作时，厨余垃圾由入料口13进入发酵舱舱体，进入之后由于第一分隔板25的阻挡，厨余垃圾被限制在进料口13和第一分隔板25之间的第一舱位内。随后开启安装在承重底座21上的电机，安装在电机传动轴上的小齿轮17开始转动，从而带动与小齿轮17外啮合的大齿轮18开始转动，大齿轮18的转动使整个发酵舱1的圆筒型舱体12开始转动。在此过程中，承重底座21上的滚动底座19嵌入发酵舱1的滚动轨道20内，支撑发酵舱1的转动。在滚动底座19和滚动轨道20的约束下，发酵舱1在转动时保持稳定。发酵舱的进料口13和出料口15分别安装在左端面14和右端面16上，由于左端面14和右端面16与发酵舱1的连接方式，进料口13和出料口15保持固定不转动，方便连续的进料和出料。最后有氧堆肥完成后的肥料通过出料口15取出。

如图3所示，发酵舱1的圆筒型舱体12套装有法兰环28，左端面14通过连接螺丝27与法兰环28紧固在一起，并在它们之间加上一圈盘根29作为紧固密封，这样实现了在圆筒型舱体12转动的情况下，左端面14保持静止不转动。右端面16的连接方式与左端面14一致。

如图4所示，厨余垃圾进入发酵舱舱体后，由于第一分隔板25的阻挡被限制第一舱位，此时热水通过入水口23流入盘管22，并由出水口24流出，从而加热整个舱体内部，使参与有氧堆肥的厨余垃圾的堆体温度被动升高，从而快速使堆体温度达到降解菌种活跃的适宜温度，从而缩短整个有氧堆肥的周期，而通过舱体旋转和舱体的倾斜角度，物料会在旋转的过程中往前移动，经送料口30进入第二分隔板26与第一分隔板25形成的第二舱位内继续发酵。以此类推，这样可以将在堆肥的厨余垃圾以按加入的先后顺序通过分隔板区分开来，保证了分段有氧堆肥。根据发酵舱舱体的大小控制电机的转速，即可实现厨余垃圾以按加入的先后顺序，以天为单位的区分。

为了给温湿度传感器35和含氧量传感器41提供足够的电能，在发酵舱舱体外安装有多晶硅太阳能板31、太阳能控制器33和蓄电池32。如图5、6所示，多晶硅太阳能板31与太阳能控制器33并联连接，当多晶硅太阳能板31受到光照时产生电能，电能会传输到太阳能控制器33，太阳能控制器33对电能进行整流、滤波后为蓄电池32充电和为温湿度传感器35和含氧量传感器41提供电能，当太阳能控制器33无法接收足够电量提供给温湿度传感器35和含氧量传感器41时，由蓄电池32放出电能补充。

如图7所示，堆肥装置的各个运动控制接触器如振动筛的震动机接触器43和粉碎机接触器44、进料机接触器45、舱体转动接触器46、抽风机接触器47的辅助触点连接IO模块48的输入端口，当接触器动作时输入高电平入IO模块48，IO模块48将输入端口寄存器信号转换为协议信号，经过无线信号收发器49向外传输至监控终端。IO模块48亦可通过无线信号收发器49接收协议信号，再转换成控制信号输出给发酵舱的各个运动控制接触器如振动筛的震动机接触器43和粉碎机接触器44、进料机接触器45、舱体转动接触器46、抽风机接触器47，进行控制。

本发明实施例采用该太阳能辅助加热的快速有氧堆肥***可大幅度缩短厨余垃圾有氧堆肥的时间周期，可以随时自行处理小批量的厨余垃圾，精准控制通风量，使堆肥过程更加合理，更加高效。并且利用太阳能缩短有氧堆肥的周期，节能环保，有氧堆肥产出的肥料质量也有保障。整套***管理智能化、操作简易、安全可靠，整个设备结构简易而实用。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种智能化厨余垃圾堆肥装置，包括发酵舱和热水箱，发酵舱上设有进料口和出料口，发酵舱内设有加热盘管；加热盘管通过进出水管道与热水箱相连通；发酵舱安装在承重底座上，能相对承重底座转动，其特征是：所述发酵舱与水平面之间呈倾斜角度；发酵舱内设有若干块分隔板，所述分隔板与发酵舱舱体的内壁之间留有送料口；还包括执行装置；所述执行装置包括进料机、振动筛和抽风机；所述进料机通过进料管与进料口相连；所述振动筛与出料口相连；所述抽风机连接至发酵舱内。

2.根据权利要求1所述的智能化厨余垃圾堆肥装置，其特征是：还包括远程的监控终端，所述发酵舱上设有温湿度传感器、含氧量传感器和用于监测和控制执行装置的工作状态的IO模块；所述监控终端与温湿度传感器和含氧量传感器通信连接，接收温湿度传感器和含氧量传感器上传的数据信息；所述监控终端与IO模块通信连接，向IO模块发出信号控制执行装置的工作状态。

3.根据权利要求2所述的智能化厨余垃圾堆肥装置，其特征是：所述发酵舱外设有用于为温湿度传感器和含氧量传感器提供电能的太阳能板、太阳能控制器和蓄电池。

4.根据权利要求1所述的智能化厨余垃圾堆肥装置，其特征是：所述发酵舱的舱体外壁上设有大齿轮；承重底座上设有电机，电机的传动轴上设有能与大齿轮相互外啮合的小齿轮。

5.根据权利要求1所述的智能化厨余垃圾堆肥装置，其特征是：所述发酵舱的舱体外壁上设有滚动轨道；承重底座上设有滚动底座；所述滚动底座嵌入滚动轨道内，能相对滚动轨道滑动。

6.根据权利要求1所述的智能化厨余垃圾堆肥装置，其特征是：所述发酵舱的舱体外壁上设有能相对发酵舱转动的法兰环；所述法兰环设在进料口一侧，与进料管相连。

7.根据权利要求1所述的智能化厨余垃圾堆肥装置，其特征是：所述进出水管道上设有用于为热水箱提供热能的太阳能集热板；所述太阳能集热板与热水箱相连。

8.根据权利要求1所述的智能化厨余垃圾堆肥装置，其特征是：所述热水箱的底部设有电加热装置。

9.根据权利要求1所述的智能化厨余垃圾堆肥装置，其特征是：所述发酵舱与水平面的倾斜角度为3-5度。