一種具有風扇狀轉軸的滾筒式堆肥反應器的制造方法
【專利摘要】本發明公開了一種具有風扇狀轉軸的滾筒式堆肥反應器，主要包括滾筒、固定于滾筒中軸上的轉軸和固定滾筒的支架，滾筒通過轉動桿與支架相連，轉軸的一端固定有轉動手把。本發明的槳葉呈風扇狀，此形狀的槳葉不僅可以對內部物料起到翻攪作用，并且在轉動時還能對物料產生較大的擠壓作用，因物料具有一定的蓬松度，所以在擠壓、恢復蓬松的過程中產生強烈的空氣流動，時空氣更充分的進入堆體各個部分。同時在單向轉動過程中與凸弧形面的圓弧與物料間阻力不會太大，保證了在人的力量下完成轉動。
【專利說明】
一種具有風扇狀轉軸的滾筒式堆肥反應器
技術領域
[0001 ]本發明公開了一種固體廢棄物好氧堆肥反應器，具體地說，是一種具有風扇狀轉軸的滾筒式堆肥反應器，特別適用于秸桿類農業固體廢棄物的滾筒式好氧堆肥反應器。
技術背景
[0002]我國是糧食、蔬菜生產和消費大國，每年產生糧食秸桿、蔬菜秸桿等農業固體廢棄物數量巨大，而其中又有大量秸桿隨意丟棄腐爛或是焚燒，這既浪費了資源，又污染了環境。堆肥是農作物秸桿利用的主要方式之一，方法簡單，操作方便，堆肥還田后還能提高土壤肥效、改善土壤環境，更利于植物的生長。
[0003]傳統的堆肥多采用露天條垛式堆肥，具有受天氣影響大、堆肥效率低、堆肥品質不穩定等缺點。反應器堆肥能較好的解決以上這些問題，因此是優化堆肥的選擇。
[0004]為了提高好氧堆肥的堆肥速度和品質，攪拌是必不可少的因素。攪拌不僅可以使堆體內部充分補充氧氣，還可以使堆體中菌群多、發酵快的區域與菌群少、發酵慢的區域重新混合，保證了堆體各部分都進行發酵腐熟。現有的堆肥反應器通常將攪拌軸制成多齒狀，雖然多齒狀攪拌軸的翻攪效果較佳，但是秸桿類物料在密實情況下的相互纏繞會對多齒結構產生較大的阻力，只能依賴電機動力進行轉動，而使用電機則對電力有要求，難以隨時隨地進行堆肥。
[0005]另一個影響好氧堆肥而成敗的因素是通氣情況，如果堆體氧氣不足，不僅會局部產生厭氧反應使物料腐熟速度慢、排出臭氣，而且無法達到好氧反應的高溫以至于無法殺滅有害菌，影響堆肥品質。現有的一些反應器會在堆肥中央插入帶孔的管柱或是在攪拌軸上打孔通氣。這些攪拌軸上打孔的反應器在翻攪過程中物料會受壓逐漸堵塞通氣孔，在經過較長的堆置時間后，堆肥物料逐漸分解成小顆粒，這些通氣孔可能會被物料完全堵塞。一旦通氣孔堵塞，就極大降低了通氣效率，影響堆肥效率和品質。
[0006]除此之外，通過攪拌軸進行翻堆和內部通氣的反應器會因為攪拌軸大小有限，導致反應器底部攪拌軸無法觸及的位置上有物料的堆積。這里的物料受到的壓力最大而得到氧氣最少，若長時間不能進行翻動會發生厭氧反應產生惡臭，進而影響堆體其他部分。
【發明內容】
[0007]本發明的目的在于解決秸桿類農業固體廢棄物好氧堆肥反應器的的諸多問題，包括常規攪拌軸轉動阻力大，依賴電機；自然通氣效率差或者通氣孔易堵塞;堆體底部可能出現不能翻堆區域等，提供了一種結構不復雜，造價合理，方便整體的移動和使用，適合田間、庭院堆肥使用的具有風扇狀轉軸的滾筒式堆肥反應器。
[0008]為實現上述目的，本發明是通過以下技術方案來實現的:
[0009]本發明公開了一種具有風扇狀轉軸的滾筒式堆肥反應器，主要包括滾筒、固定于滾筒中軸上的轉軸和固定滾筒的支架，滾筒通過轉動桿與支架相連，轉軸的一端固定有轉動手把。轉動手把使轉軸可以軸心為中心360度轉動。
[0010]作為進一步地改進，本發明所述的轉軸主要包括設有兩端開口的空心通氣腔、橫截面為圓柱狀的軸柱，及橫截面為風扇扇葉狀的槳葉柱，所述的槳葉柱的橫截面包括凹弧形面和凸弧形面。旋轉可以對內部物料起到翻攪、擠壓等作用，因槳葉柱朝向凸弧形面一側單向轉動時與物料產生的阻力小，易于轉動;在轉動過程中因槳葉柱凸弧形面呈圓弧狀，與物料間阻力不至于過大，可在人力承受范圍；另外長圓弧狀的槳葉在轉動時不僅可以起到翻攪物料的作用，還能對物料進行擠壓。
[0011]作為進一步地改進，本發明所述的槳葉柱的凹弧形面上開設有通氣孔，所述的通氣孔通向槳葉柱內的空腔柱，并于軸柱空心通氣腔連通。空腔柱兩端不打開，只與軸柱空心通氣腔連通軸柱，槳葉柱的凹弧形面一側均勻開設有通氣孔，因凹弧形面一側為轉動方向背面，能有效避免轉動時通氣孔堵塞，通氣孔開在的槳葉柱的凹弧形面，使得槳葉轉動時物料主要擠壓位置在槳葉凸弧形面，所以不會因擠壓進入通氣孔導致堵塞。槳葉的凹弧形面一側開有通氣孔，并通過槳葉柱內的空腔柱與中軸空心通氣腔連通，通氣效果好。
[0012]作為進一步地改進，本發明所述的轉軸一端封閉，另一端連接風機鼓風。若自然通風通氣不足，可選的，將轉軸一端簡單封閉，另一端使用風機進行鼓風，增強通風效果。
[0013]作為進一步地改進，本發明所述的滾筒一端設置有可開關的進卸料口，所述的進卸料口主要由兩塊可插入、拔出的半圓型隔板組成，所述的滾筒兩端圓形板和隔板上開有氣孔。
[0014]作為進一步地改進，本發明所述的滾筒繞轉動桿的轉動軌跡所在圓垂直于水平面。滾筒通過轉動桿與支架連接，使可在堆置過程顛倒滾筒進一步翻堆，還可在滾筒卸料口朝上時通過進卸料口方便進料，朝下時通過進卸料口方便出料。
[0015]作為進一步地改進，本發明所述的支架上設置有插栓，等距離分布于轉動桿與支架連接處的兩側，插栓用于滾筒水平固定放置進行靜置堆肥。插栓插入時將滾筒水平固定放置進行靜置堆肥，拔出時解除固定進行顛倒、進出料操作;在滾筒轉動至水平時，通過插入插栓對滾筒起到固定作用，當拔出插栓后，滾筒可以繞轉動桿轉動，一方面可以顛倒滾筒使原本底部的物料轉換至上部從而進行翻攪，另一方面可使進卸料口朝向下，便于卸料，或是朝向上，便于裝料。
[0016]作為進一步地改進，本發明所述的槳葉柱凸弧形面圓弧半徑為軸柱空心通氣腔半徑的2至3倍，所述的滾筒半徑約為軸柱空心通氣腔半徑5至6倍，凸弧形面圓弧為近似半圓且與空心通氣腔所在圓相切。
[0017]作為進一步地改進，本發明所述的軸柱空心通氣腔半徑、槳葉柱凸弧形面圓弧半徑和滾筒半徑優化比值為2:5:10。以滾筒的半徑不變來說明，空心通氣腔半徑若相對過小，會影響通氣效果，若相對過大，所占的滾筒內體積太大；槳葉柱凸圓弧形圓弧半徑相對過小，會導致貼近滾筒邊緣的物料無法得到翻攪和擠壓，若過大，不僅所占滾筒內體積過大，而且與滾筒邊緣距離過近，會極大的增加轉動時物料與外壁的阻力導致難以轉動;2:5:10的比例能保證滾筒內有75%以上的空間，且協調了通氣性，槳葉、滾筒壁的距離以及與物料的阻力。
[0018]作為進一步地改進，本發明所述的滾筒從外到內依次為不銹鋼外殼、保溫材料層和隔水層。既能減少堆肥過程中熱量的散失，保持好氧堆肥的高溫，又能防止堆肥內的液體對滾筒外壁和保溫層的腐蝕。
[0019]本發明的有益效果如下:
[0020]1、本發明的槳葉呈風扇狀，此形狀的槳葉不僅可以對內部物料起到翻攪作用，并且在轉動時還能對物料產生較大的擠壓作用，因物料具有一定的蓬松度，所以在擠壓、恢復蓬松的過程中產生強烈的空氣流動，時空氣更充分的進入堆體各個部分。同時在單向轉動過程中與凸弧形面的圓弧與物料間阻力不會太大，保證了在人的力量下完成轉動。
[0021]2、本發明通過槳葉上的通氣孔、槳葉內的空腔柱、轉軸的空心通氣腔與外界空氣連通，對比僅在外壁開孔的反應器，本發明能更好的對堆肥中心進行氣體交換，滿足堆肥過程中的氧氣需求，另外在特定需求下可以加裝鼓風機從轉軸空心通氣腔進行鼓氣。
[0022]3、本發明轉軸朝槳葉長弧方向轉動時阻力小，可以高效、省力的完成堆肥翻堆操作，提高堆肥效率和質量。并且槳葉上具有良好的自然通風和防堵塞結構設計，。本發明槳葉上的通氣孔開在槳葉的凹弧形面側，相對于同樣在轉軸上設置通氣孔的其他反應器來說，該位置與槳葉轉動方向相反，極大程度的降低了轉軸轉動過程中物料進入通氣孔產生堵塞的可能；同時凹弧形面一側對物料的壓力小，可以減少物料逐漸落入通氣孔導致的堵塞，保證整個堆肥過程的通氣質量。
[0023]4、本發明的滾筒通過轉動桿可實現滾筒在豎直方向的轉動。在滾筒水平放置時通過插栓固定，進行正常的堆肥、轉動轉軸的操作。在堆肥堆置過程中解除插栓固定，可以完成滾筒的顛倒，對原來沉積在底部的物料重新翻至頂部，加強物料的翻堆效果;也可將滾筒轉至進卸料口朝上方便進料，朝下方便卸料，提高了進卸料的效率。
【附圖說明】
[0024]圖1為本發明技術方案滾筒式堆肥反應器主視結構示意圖；
[0025]圖2為本發明技術方案滾筒式堆肥反應器左視結構示意圖；
[0026]圖3為本發明技術方案滾筒式堆肥反應器右視結構示意圖；
[0027]圖4為本發明技術方案滾筒式堆肥反應器進卸料口隔板半打開時右視結構示意圖；
[0028]圖5為本發明技術方案滾筒式堆肥反應器的轉軸結構示意圖；
[0029]圖中，I一轉軸；11一槳葉柱；12—空心通氣腔；13—通氣孔；14一轉動手把；15-空腔柱；2一滾筒；21-不銹鋼外層；22一保溫層；23一隔水層；24一隔板；25一氣孔;3一支架；31一轉動桿;32—插檢;33—滾輪。
【具體實施方式】
[0030]本發明公開了一種具有風扇狀轉軸I的滾筒2式堆肥反應器，通過結構設計，一方面在減小了物料對攪拌軸的阻力，在無機械動力輔助下可較輕易做到物料的翻攪;另一方面能做到堆肥內部自然通氣，特殊的內部通風孔位置極大程度避免了通風孔的堵塞，保證內部供氧充足;此外，反應器滾筒2還能朝另一方向轉動，避免堆體底部物料長期堆積。本發明提供的一種具有風扇狀轉軸I的滾筒2式堆肥反應器結構不復雜，造價合理，方便整體的移動和使用，適合田間、庭院堆肥使用。
[0031 ]下面通過說明書附圖，對本發明的技術方案作進一步地說明:
[0032]圖1、2、3分別為本發明技術方案滾筒2式堆肥反應器主、左、右視結構示意圖；一種具有風扇狀轉軸I的滾筒2式堆肥反應器，主要包括滾筒2、固定于滾筒2中軸上的轉軸I和固定滾筒2的支架3，滾筒2通過轉動桿31與支架3相連，轉軸I的一端固定有轉動手把14。圖5為本發明技術方案滾筒2式堆肥反應器的轉軸I結構示意圖，轉軸I主要包括設有兩端開口的空心通氣腔12、橫截面為圓柱狀的軸柱，及橫截面為風扇扇葉狀的槳葉柱11，槳葉柱11的橫截面包括凹弧形面和凸弧形面，槳葉柱11的凹弧形面上開設有通氣孔13，通氣孔13通向槳葉柱11內的空腔柱15，并于軸柱空心通氣腔12連通。可以將轉軸I一端封閉，另一端連接風機鼓風。滾筒2—端設置有可開關的進卸料口，所述的進卸料口主要由兩塊可插入、拔出的半圓型隔板24組成，如圖4為本發明技術方案滾筒2式堆肥反應器進卸料口隔板24半打開時右視結構示意圖。滾筒2繞轉動桿31的轉動軌跡所在圓垂直于水平面，支架3上設置有插栓32，等距離分布于轉動桿31與支架3連接處的兩側，插栓32用于滾筒2水平固定放置進行靜置堆肥，槳葉柱11凸弧形面圓弧半徑為軸柱空心通氣腔12半徑的2至3倍，所述的滾筒2半徑約為軸柱空心通氣腔12半徑5至6倍，軸柱空心通氣腔12半徑、槳葉柱11凸弧形面圓弧半徑和滾筒2半徑優化比值為2:5:10,滾筒2從外到內依次為不銹鋼外層21、保溫層22和隔水層23ο
[0033]下面通過具體實施例作進一步說明:
[0034]—種具有風扇狀轉軸I的滾筒2式堆肥反應器，其主要組成包括一端帶有轉動手把14的轉軸I，其中軸柱有圓柱狀空心通氣腔12;轉軸I具有兩片橫截面風扇狀的槳葉柱11，槳葉柱11與軸柱長度相近且連為一體;槳葉柱11凸弧形面為圓弧面，凹弧形面上開設有通氣孔13;滾筒2由不銹鋼外層21、保溫層22、隔水層23構成，滾筒2通過轉動桿31與支架3連接，使滾筒2可繞連接桿完成360度轉動;滾筒2—端為可開關的進卸料口，由兩塊可插入、拔出的半圓型隔板24組成；滾筒2兩端圓形板和隔板24上開有氣孔25，支架3上每側有兩個插栓32，用于將滾筒2水平固定;支架3底部具有滾輪33。
[0035]下面根據實際案例對本發明的使用進行進一步說明:
[0036]堆肥前物料預處理:將秸桿等物料澆水浸濕，使含水率在55-60%左右，約為手握起時無水下落，而用力擠壓時有水下落。可將尿素溶于水中均勻噴灑在物料上，為了使物料C/N調節到25左右，如每10kg風干的水稻秸桿添加尿素1.5-2kg。需要添加的菌劑若為液體菌劑，可溶于水同尿素一起噴灑;若為固體菌劑，優選的方法是在進料時逐次添加。
[0037]進料與開始堆肥:拔出插栓32，轉動滾筒2使進卸料口朝上放置，打開隔板24，即可開始向滾筒2內進料。進料過程中將物料、堆肥菌劑交替加入，使菌劑盡可能均勻分布于物料中；若之前使用液體菌劑溶于水噴灑完畢，則可以直接將物料裝入反滾筒2。裝填的物料不要占滿整個滾筒2，留出少量空間，以滾筒2水平固定時，轉動轉軸I能在槳葉經過最高點時仍能少部分露出為宜，目的是使轉動轉軸I時物料易于翻動。進料結束后裝上隔板24，將滾筒2轉至水平，插入插栓32，并使用轉動手把14對物料進行初次翻攪混合，之后即可開始靜置堆肥，可從滾筒2兩端的氣孔25插入溫度探頭或溫度計對物料進行測溫。
[0038]進行堆肥:夏季，物料一般在1-2天內，冬季一般在3-7天內，可升溫至50 °C以上，并在接下來數天內保持50°C以上高溫。若發現堆體溫度達到65°C以上，需馬上使用搖動手把對物料進行翻堆降溫，避免堆體溫度過高影響菌劑活性。常規翻堆可視堆體溫度而定，若堆體溫度在55°C以上的高溫期可每1-3天進行翻堆，若堆體溫度在堆肥經過數天后下降到50°C以下并且翻堆的后2日不再上升時，可降低翻堆頻率，每3-5天翻堆一次。每次翻堆或每兩次翻堆時，除了轉動轉軸I，還應拔出插栓32，將滾筒2旋轉180度使內部物料顛倒，插上插栓32固定，并再次轉動轉軸I進行適當翻攪，這樣能使內部物料充分翻攪混合。
[0039]堆肥結束與出料:待堆體溫度穩定在環境溫度附近且物料顏色變呈黑褐色、有泥土氣味，則堆肥結束。卸料時拔出插栓32轉動滾筒2將進卸料口朝下，打開隔板24即可傾倒。卸料結束后，可稍微清理通氣孔2513處可能殘留的物料后，即可重新進料開始下一輪堆肥，或可進行簡單沖洗后將反應器存放。堆肥產物可直接返還田地當有機肥使用。使用本發明裝置進行堆肥，比普通露天條垛式堆肥用時縮短一半以上，堆肥品質更高。
[0040]以上所述的僅是本發明的較佳實施方案，不以任何方式限制本發明，凡根據本發明專利范圍內做的均等替代或等效變化，均屬于本發明的保護范圍。
[0041]最后，還需要注意的是，以上列舉的僅是本發明的一個具體實施例子。顯然，本發明不限于以上實施例子，還可以有許多變形。本領域的普通技術人員能從本發明公開的內容直接導出或聯想到的所有變形，均應認為是本發明的保護范圍。
【主權項】
1.一種具有風扇狀轉軸的滾筒式堆肥反應器，其特征在于，主要包括滾筒(2)、固定于滾筒(2)中軸上的轉軸(I)和固定滾筒(2)的支架(3)，所述的滾筒(2)通過轉動桿(31)與支架(3)相連，所述的轉軸(I)的一端固定有轉動手把(14)。2.根據權利要求1所述的具有風扇狀轉軸的滾筒式堆肥反應器，其特征在于，所述的轉軸(I)主要包括設有兩端開口的空心通氣腔(12)、橫截面為圓柱狀的軸柱，及橫截面為風扇扇葉狀的槳葉柱(11)，所述的槳葉柱(11)的橫截面包括凹弧形面和凸弧形面。3.根據權利要求2所述的具有風扇狀轉軸的滾筒式堆肥反應器，其特征在于，所述的槳葉柱(11)的凹弧形面上開設有通氣孔(13)，所述的通氣孔(13)通向槳葉柱(11)內的空腔柱(15)，并于軸柱空心通氣腔(12)連通。4.根據權利要求2所述的具有風扇狀轉軸的滾筒式堆肥反應器，其特征在于，所述的轉軸(I) 一端封閉，另一端連接風機鼓風。5.根據權利要求1或2或3或4所述的具有風扇狀轉軸的滾筒式堆肥反應器，其特征在于，所述的滾筒(2)—端設置有可開關的進卸料口，所述的進卸料口主要由兩塊可插入、拔出的半圓型隔板(24)組成，所述的滾筒(2)兩端圓形板和隔板(24)上開有氣孔(25)。6.根據權利要求5所述的具有風扇狀轉軸的滾筒式堆肥反應器，其特征在于，所述的滾筒(2)繞轉動桿(31)的轉動軌跡所在圓垂直于水平面。7.根據權利要求6所述的具有風扇狀轉軸的滾筒式堆肥反應器，其特征在于，所述支架(3)上設置有插栓(32)，等距離分布于轉動桿(31)與支架(3)連接處的兩側，所述的插栓(32)用于滾筒(2)水平固定放置進行靜置堆肥。8.根據權利要求1或2或3或4或6或7所述的具有風扇狀轉軸的滾筒式堆肥反應器，其特征在于，所述的槳葉柱(11)凸弧形面圓弧半徑為軸柱空心通氣腔(12)半徑的2至3倍，所述的滾筒(2)半徑約為軸柱空心通氣腔(12)半徑5至6倍，所述的凸弧形面圓弧為近似半圓且與空心通氣腔(12)所在圓相切。9.根據權利要求8所述的具有風扇狀轉軸的滾筒式堆肥反應器，其特征在于，所述的軸柱空心通氣腔(12)半徑、槳葉柱(11)凸弧形面圓弧半徑和滾筒(2)半徑優化比值為2:5:10。10.根據權利要求8所述的具有風扇狀轉軸的滾筒式堆肥反應器，其特征在于，所述的滾筒(2)從外到內依次為不銹鋼外層(21)、保溫層(22)和隔水層(23)。
【文檔編號】C05F17/02GK105884431SQ201610224442
【公開日】2016年8月24日
【申請日】2016年4月12日
【發明人】樓莉萍, 梁程鈞, 方萍, 田光明, 胡寶蘭, 黃武, 林琦, 諸葛誠祥
【申請人】浙江大學