一种易腐垃圾发酵破碎翻堆装置及方法

技术领域

本发明属于破碎输送装置领域，具体涉及一种对发酵仓内垃圾物料进行破碎和翻堆输送的装置及方法。

背景技术

随着生活垃圾分类工作的推进和分类质量的提升，厨余垃圾、餐厨垃圾和生鲜垃圾等易腐垃圾呈现持续递增的趋势。这些易腐垃圾具有水分含量高、极易腐烂变质发臭和滋生蚊虫等污染属性，也因其有机质含量高、营养物质丰富，被认为是巨大的生物资源库。因此，对于易腐垃圾处理设备和工艺首先要快速实现易腐垃圾稳定化和减量化，以缓解易腐垃圾的污染属性，同时充分发挥其资源价值，才是长效处置易腐垃圾的关键。

目前，肥料化是解决易腐垃圾无害化处理与全量资源化利用的重要途径。而好氧发酵工艺是目前最常用的垃圾堆肥工艺之一。好氧堆肥是指微生物在好氧条件下降解有机质并释放热量的过程。好氧堆肥过程一般可分为升温、高温、降温、腐熟四个阶段。堆肥初始阶段，堆体温度接近环境温度，微生物初步生长繁殖，分泌大量水解酶。随着微生物的增殖，易降解的淀粉、蛋白质等有机质被利用并释放出热能，堆体温度升高，为升温阶段，温度在25～55℃间快速变化。当堆体温度上升至55℃以上并维持5天以上，堆肥进入高温阶段，堆体中微生物主要分解转化堆体中剩余的可溶性有机质和纤维素类复杂有机质。该阶段通常具有较高的有机质降解率。随着有机质的高速降解，微生物代谢逐渐受到底物可利用性的限制。当产热小于散热时，堆体温度逐渐下降，进入降温和腐熟阶段。其中，降温阶段温度在25～55℃，腐熟阶段堆体温度接近常温，处于25℃左右。腐熟阶段后出料品质可达到相应的标准要求。

然而，对好氧堆肥各阶段温度及停留时间的控制是实现物料腐熟的关键。但在实际运行过程中，存在易腐垃圾物料进料含水率波动大，预设堆肥周期无法直接满足腐熟要求的问题。在含水率较高的情况下，需延长物料停留时间，确保出料腐熟；而在含水率较低的情况下，物料有望提前腐熟，可缩减物料停留时间，提高工艺实施效率。

因此，在含水率变化波动大的易腐垃圾好氧机械堆肥工艺中，如何调控物料堆肥周期确保出料快速腐熟，是目前亟待解决的技术问题。

发明内容

本发明的目的在于解决现有技术中易腐垃圾好氧堆肥过程中层递式发酵难以控制停留时间的缺陷，并提供一种易腐垃圾发酵破碎翻堆装置及方法。

本发明所采用的具体技术方案如下：

第一方面，本发明提供了一种易腐垃圾发酵破碎翻堆装置，包括链板式翻堆机构和行走机构，链板式翻堆机构的机架安装于行走机构上，由行走机构带动在垃圾发酵仓中沿横纵两向进行移动，其特征在于，所述链板式翻堆机构的翻抛落料区域设置有用于引导物料滑落并调节最终落料位置的主挡板、第一辅助挡板和第二辅助挡板，所述主挡板位于中间，第一辅助挡板和第二辅助挡板分设于主挡板的两侧，且三块挡板各自通过不同的第一翻转机构独立控制翻转角度；所述主挡板、第一辅助挡板和第二辅助挡板均具有从第一极限姿态到第二极限姿态的连续翻转范围；每块挡板在第一极限姿态到第二极限姿态之间连续翻转过程中与链板式翻堆机构均不产生干涉；

每块挡板处于第一极限姿态时，挡板底部出料端在水平面上的投影相对于链板式翻堆机构顶部落料位置在水平面上的投影更靠近链板式翻堆机构的底端回转位置，从而使翻抛后经过挡板引导的物料的水平翻抛距离小于链板式翻堆机构原始的水平翻抛距离；

每块挡板处于第二极限姿态时，链板式翻堆机构顶部落料位置在水平面上的投影相对于挡板底部出料端在水平面上的投影更靠近链板式翻堆机构的底端回转位置，从而使翻抛后经过挡板引导的物料的水平翻抛距离大于链板式翻堆机构原始的水平翻抛距离；

且三块挡板能够通过独立的翻转角度调节，使翻抛后经过主挡板引导的物料的水平翻抛距离为翻抛后经过第一辅助挡板和第二辅助挡板引导的物料的水平翻抛距离的两倍。

作为上述第一方面的优选，所述主挡板、第一辅助挡板、第二辅助挡板和各自的第一翻转机构均安装于连接第二翻转机构的安装架上，且所述第二翻转机构和所述安装架均设置在所述链板式翻堆机构的机架上，由第二翻转机构驱动所述安装架绕铰接位置转动从而能够整体带动三块挡板同时翻转。

作为上述第一方面的优选，所述链板式翻堆机构的机架上还安装有毛刷清理机构，所述毛刷清理机构由翻转驱动机构控制，能够贴近链板式翻堆机构的链板并对其进行清理，并在清理完毕后脱离链板。

作为上述第一方面的优选，所述主挡板、第一辅助挡板和第二辅助挡板处于第一极限姿态时，均与链板式翻堆机构的链板平面保持平行。

作为上述第一方面的优选，所述主挡板处于垂直状态时，链板式翻堆机构中间区域翻拋的物料自由下落而不会落在主挡板上，而第一辅助挡板和第二辅助挡板能够通过调节翻转角度，使链板式翻堆机构两侧区域翻拋的物料落在第一辅助挡板和第二辅助挡板上，且此时链板式翻堆机构中间区域翻拋物料的水平翻抛距离为两侧区域翻拋物料的水平翻抛距离的两倍。

作为上述第一方面的优选，所述第一翻转机构通过自控装置与布置于发酵仓底部的温度传感器阵列构成反馈控制；所述温度传感器阵列由多列用于各自感应所在位置物料温度的温度传感器组成，发酵仓内每一道从进料端延伸至出料端的翻拋槽中均布置有一列温度传感器；每一列温度传感器沿所在翻拋槽的底部间隔布置，且翻拋槽中每个好氧发酵阶段所对应的槽段末端至少布置有一个温度传感器。

作为上述第一方面的优选，所述温度传感器阵列中，每一道翻拋槽中布置的温度传感器的数量以及在槽延伸方向上的位置均相同；且翻拋槽中每个好氧发酵阶段所对应的槽段中，首端和末端各布置有一个温度传感器，中间至少布置有1个温度传感器。

作为上述第一方面的优选，所述翻拋槽按照好氧发酵阶段分为四个槽段，从进料端到出料端依次为升温槽段、高温槽段、降温槽段和腐熟槽段，分别对应于好氧发酵阶段的升温阶段、高温阶段、降温阶段和腐熟阶段，其中升温槽段和高温槽段分别在首端和末端各布置有一个温度传感器，槽段中间布置2~5个温度传感器。

第二方面，本发明提供了一种利用如上述第一方面任一方案所述易腐垃圾发酵破碎翻堆装置的发酵仓内物料层递式翻堆方法，其包括：

将用于易腐垃圾堆肥的发酵仓内堆料区域平面横向划分为多道翻拋槽，每一道翻拋槽从发酵仓的进料端延伸至出料端，其槽宽与所述链板式翻堆机构的翻拋宽度相同；且相邻两道翻拋槽之间存在重叠宽度，且该重叠宽度与所述第一辅助挡板和第二辅助挡板的宽度均相同；

按照预设的翻拋频率和单程水平翻拋距离，在每一个翻拋轮次中，由行走机构带动链板式翻堆机构对所有翻拋槽逐道进行物料翻拋，每一道翻拋槽需要从出料端向进料端进行连续翻拋，当完成一道翻拋槽的作业后将链板式翻堆机构抬起脱离物料并重新回到另一道翻拋槽的出料段继续进行翻拋；相邻两道翻拋槽之间的重叠宽度部分在每一个翻拋轮次中经过两次翻拋，且在这两次翻拋过程中需调节链板式翻堆机构中三块挡板的翻转角度，使重叠宽度部分的物料经过两次翻拋达到的水平翻拋距离与其他非重叠宽度部分的物料经过单次翻拋达到的水平翻拋距离相同。

第二方面，本发明提供了一种利用上述第一方面中带有温度传感器阵列的方案中所述的易腐垃圾发酵破碎翻堆装置的发酵仓内物料层递式翻堆方法，其包括：

将用于易腐垃圾堆肥的发酵仓内堆料区域平面横向划分为多道翻拋槽，每一道翻拋槽从发酵仓的进料端延伸至出料端，其槽宽与所述链板式翻堆机构的翻拋宽度相同；且相邻两道翻拋槽之间存在重叠宽度，且该重叠宽度与所述第一辅助挡板和第二辅助挡板的宽度均相同；

发酵仓内的易腐垃圾物料好氧发酵工艺以及所述链板式翻堆机构的单程水平翻拋距离预先通过调试，使发酵仓内物料从进料端向出料端逐层移动过程中，进入每个好氧发酵阶段所对应的槽段入口时的物料温度均处于该好氧发酵阶段的最佳温区；

待发酵仓内完成调试阶段稳定运行后，按照预设的翻拋频率以及调试阶段确定的单程水平翻拋距离，在每一个翻拋轮次中，由行走机构带动链板式翻堆机构对所有翻拋槽逐道进行物料翻拋，每一道翻拋槽需要从出料端向进料端进行连续翻拋，当完成一道翻拋槽的作业后将链板式翻堆机构抬起脱离物料并重新回到另一道翻拋槽的出料段继续进行翻拋；相邻两道翻拋槽之间的重叠宽度部分在每一个翻拋轮次中经过两次翻拋，且在这两次翻拋过程中需调节链板式翻堆机构中三块挡板的翻转角度，使重叠宽度部分的物料经过两次翻拋达到的水平翻拋距离与其他非重叠宽度部分的物料经过单次翻拋达到的水平翻拋距离相同；

且在每一个翻拋轮次执行之前，需通过发酵仓底部的温度传感器阵列感知各翻拋槽中各升温槽段的出口物料平均温度和各高温槽段的出口物料平均温度，若升温槽段和高温槽段中出现了异常槽段，且该异常槽段的出口物料平均温度偏离进入下一个好氧发酵阶段的最佳温区，则需调整链板式翻堆机构上的三块挡板来改变当前翻拋轮次执行时链板式翻堆机构在该异常槽段中的单程水平翻拋距离，进而调整物料在该异常槽段中的停留时间使其出口物料平均温度满足进入下一个好氧发酵阶段的最佳温区。

本发明相对于现有技术而言，具有以下有益效果：

1）本发明通过在链板式翻堆机构下方设置三块独立控制翻转角的挡板，从而通过挡板的角度来改变链板式翻堆机构的单程水平翻拋距离。而且位于中间的主挡板和位于两侧的第一辅助挡板、第二辅助挡板的水平翻拋距离能够独立控制，使得链板式翻堆机构在对相邻两道翻拋槽进行翻拋作业时不会增加重叠部分的水平翻拋距离。

2）本发明通过在发酵仓底部布置传感器阵列来检测物料的温度，从而将物料含水率及堆肥适宜程度转化为堆肥发酵温度，以对堆肥发酵不同阶段的温度进行实时监测。根据实时监测结果，可以进一步通过改变链板式翻堆机构的单程水平翻拋距离，来调节温度异常槽段的物料停留时间，以确保物料腐熟。

附图说明

图1为挡板处于第一极限状态的易腐垃圾发酵破碎翻堆装置的结构示意图；

图2为挡板处于第二极限状态的易腐垃圾发酵破碎翻堆装置的结构示意图；

图3为挡板处于中间悬垂状态的易腐垃圾发酵破碎翻堆装置的结构示意图；

图4为图2中易腐垃圾发酵破碎翻堆装置的侧视图；

图5为发酵仓内的翻拋槽布置示意图；

图6为单侧挡板处于第一极限状态的易腐垃圾发酵破碎翻堆装置的侧视图；

图7为单侧挡板处于第一极限状态的易腐垃圾发酵破碎翻堆装置的轴测图；

图8为增加毛刷清理机构的易腐垃圾发酵破碎翻堆装置的结构示意图；

图9为易腐垃圾发酵破碎翻堆装置的第一种物料翻拋路径示意图；

图10为易腐垃圾发酵破碎翻堆装置的第二种物料翻拋路径示意图；

图11为易腐垃圾发酵破碎翻堆装置的第三种物料翻拋路径示意图；

图12为易腐垃圾发酵破碎翻堆装置的第四种物料翻拋路径示意图；

图13为发酵仓底部布置的温度传感器阵列示意图；

图14为一种典型的好氧发酵工艺四个阶段的温度和停留时间控制曲线。

图中附图标记如下：链板式翻堆机构1、行走机构2、主挡板3、第一辅助挡板4、第二辅助挡板5、第一翻转机构6、第二翻转机构7、毛刷清理机构8、温度传感器9。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似改进，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。本发明各个实施例中的技术特征在没有相互冲突的前提下，均可进行相应组合。

在本发明的描述中，需要理解的是，当一个元件被认为是“连接”另一个元件，可以是直接连接到另一个元件或者是间接连接即存在中间元件。相反，当元件为称作“直接”与另一元件连接时，不存在中间元件。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“第一”、“第二”仅用于区分描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。

如图1所示，在本发明的一个较佳实施例中，提供了一种易腐垃圾发酵破碎翻堆装置，该装置包括链板式翻堆机构1、行走机构2、主挡板3、第一辅助挡板4、第二辅助挡板5、第一翻转机构6和第二翻转机构7。

其中，链板式翻堆机构1和行走机构2与传统的易腐垃圾发酵破碎翻堆装置相同，链板式翻堆机构1的机架安装于行走机构2上，由行走机构2带动在垃圾发酵仓中沿横纵两向进行移动。链板式翻堆机构1也称链板翻堆机，其链板呈倾斜状态，由马达进行驱动，可绕顶部和底部的回转机构进行往复旋转，从而在行进过程中将物料从底部带到顶部再从顶部落料，实现物料的翻拋和水平移动。而且链板上带有破碎刀齿，可在翻拋过程中对物料进一步进行破碎，适用于畜禽粪便、污泥垃圾、秸秆等有机固体废弃物的槽式好氧堆肥。链板式翻堆机构1的行走机构2可以安装于发酵仓上部的龙门架上，与龙门架配合对发酵仓进行多槽翻堆作业。行走机构2可采用变频调速，控制链板式翻堆机构1实现不同的行走速度， 对不同物料的适应性较好且运行平稳、翻堆效率高、能进行深槽作业等优点，有效缩短发酵周期，提高生产效率及产品质量。

为了便于描述，可将链板式翻堆机构1带动物料进行翻拋的工作过程中，物料从原始位置到最终落料位置之间的水平距离，定位为链板式翻堆机构1的水平翻抛距离。一般情况下，链板式翻堆机构1自身的水平翻抛距离可以通过链板的倾斜角度进行调整。但是链板式翻堆机构1运行过程中，链板的倾斜角度调整需要扰动的范围很大，而且当翻堆机角度增大时，发酵仓的底层物料往往会处于翻堆机盲区，无法得到有效翻堆。因此，本发明中引入了主挡板3、第一辅助挡板4和第二辅助挡板5来灵活调节链板式翻堆机构1的水平翻抛距离。

继续参见图1所示，主挡板3、第一辅助挡板4和第二辅助挡板5设置在链板式翻堆机构1的翻抛落料区域下方，此处链板式翻堆机构1的翻抛落料区域是指物料在翻拋过程中到达链板顶部后的下落区域。在正常没有挡板的情况下，物料是自然下落的，但是设置挡板后，这些挡板可以引导物料滑落，并调节最终落料位置。而且，本发明中引导物料的挡板设置有三块，分别为主挡板3、第一辅助挡板4和第二辅助挡板5，其中主挡板3位于中间，第一辅助挡板4和第二辅助挡板5分设于主挡板3的两侧，且三块挡板各自通过不同的第一翻转机构6独立控制翻转角度。理论上第一翻转机构6可采用任意能够控制挡板翻转的机构，在本发明的实施例中采用气缸作为第一翻转机构6。主挡板3、第一辅助挡板4和第二辅助挡板5上分别设置一个独立的气缸，通过气缸的伸缩来调节对应挡板的翻转角度。第一辅助挡板4和第二辅助挡板5一般采用对称结构，两者的尺寸参数保持一致。

需要注意的是，上述主挡板3、第一辅助挡板4和第二辅助挡板5均具有从第一极限姿态到第二极限姿态的连续翻转范围。此处的第一极限姿态到第二极限姿态定义为整个连续翻转范围中到达两端极限翻转角度时的挡板姿态。其中三块挡板处于第一极限姿态时整体更贴近链板，而三块挡板处于第二极限姿态时整体更远离链板。

上述主挡板3、第一辅助挡板4和第二辅助挡板5的连续翻转范围，其目的是为了形成几种不同的挡板姿态。

如图1所示，展示了主挡板3、第一辅助挡板4和第二辅助挡板5处于第一极限姿态时的状态。具体而言，每块挡板处于第一极限姿态时，挡板底部出料端在水平面上的投影相对于链板式翻堆机构1顶部落料位置在水平面上的投影更靠近链板式翻堆机构1的底端回转位置，从而使翻抛后经过挡板引导的物料的水平翻抛距离小于链板式翻堆机构1原始的水平翻抛距离。

需要说明的是，链板式翻堆机构1原始的水平翻抛距离是指不设置任何挡板或者挡板对翻拋物料没有阻挡情况下的水平翻抛距离。由于物料在没有挡板阻挡情况下，一般都是在重力作用下自由下落的，因此上述挡板的姿态调节关注的主要是挡板底部出料端在水平面上的投影位置，在图1所示姿态下这个投影位置相比于原始的顶部落料位置在水平面上的投影更靠近链板式翻堆机构1的底端回转位置时，会使得被翻拋的物料在落料过程中在挡板上进行一段斜向的滑动，这个过程中会往回倒退一段水平路程，因此最终翻抛后经过挡板引导的物料的水平翻抛距离，会小于链板式翻堆机构1原始的水平翻抛距离。而单程的水平翻抛距离减小，会使得物料在发酵仓中的移动速度变慢，从而延长停留时间。

如图2所示，展示了主挡板3、第一辅助挡板4和第二辅助挡板5处于第二极限姿态时的状态。具体而言，每块挡板处于第二极限姿态时，链板式翻堆机构1顶部落料位置在水平面上的投影相对于挡板底部出料端在水平面上的投影更靠近链板式翻堆机构1的底端回转位置，从而使翻抛后经过挡板引导的物料的水平翻抛距离大于链板式翻堆机构1原始的水平翻抛距离。

同样的，在图2所示姿态下，因为挡板底部出料端在水平面上的投影位置相比于原始的顶部落料位置在水平面上的投影更靠近链板式翻堆机构1的底端回转位置，这会使得被翻拋的物料在落料过程中在挡板上进行一段斜向的滑动，但是这段斜向的滑动在水平维度上与图1中的方向是相反的，因此这个过程中会使得物料进一步前进一段水平路程，最终翻抛后经过挡板引导的物料的水平翻抛距离，会大于链板式翻堆机构1原始的水平翻抛距离。而单程的水平翻抛距离增加，会使得物料在发酵仓中的移动速度变快，从而缩短停留时间。

由此可见，上述主挡板3、第一辅助挡板4和第二辅助挡板5的设置，可以实现无需大范围调整链板式翻堆机构1的角度，在不大范围扰动仓内物料的情况下灵活的调整链板式翻堆机构1最终的水平翻抛距离。但是需要注意的是，上述三块挡板并非仅有图1和图2所示的两个极限姿态，在两个极限姿态之间是连续调控的。如图3所示，展示了在两个极限姿态之间的一个中间姿态，此时主挡板3、第一辅助挡板4和第二辅助挡板5均处于垂直姿态。由于在实际的翻堆过程中，当发酵仓好氧发酵工艺稳定运行时，基本上每次按照固定的水平翻抛距离进行翻堆即可，无需不断调节水平翻抛距离。因此，三块挡板在安装的时候，最好控制三块挡板处于垂直状态时，链板式翻堆机构1中间区域翻拋的物料自由下落，而不会落在三块挡板上。这种做法下，在正常运行时，直接控制主挡板3、第一辅助挡板4和第二辅助挡板5均处于垂直姿态即可，当工艺出现异常需要调节水平翻抛距离时再对挡板进行调节，降低设备的控制复杂度，避免三块挡板作动过于频繁。

另外，由于主挡板3、第一辅助挡板4和第二辅助挡板5是增设在链板式翻堆机构1下方的，因此应当保证每块挡板在第一极限姿态到第二极限姿态之间连续翻转过程中与链板式翻堆机构1均不产生干涉，特别是在如图4所示的第二极限姿态下，需避免影响链板式翻堆机构1自身的正常运作。

另外，本发明中分别设置主挡板3、第一辅助挡板4和第二辅助挡板5的目的是实现两侧落料区域与中间落料区域的水平翻抛距离的独立调节。因为在链板式翻堆机构1实际的翻拋过程中，由于链板式翻堆机构1的横向宽度是有限的，因此需将整个用于易腐垃圾堆肥的发酵仓内堆料区域平面横向划分为多道翻拋槽，但需要特别说明的是，此处的翻拋槽仅仅是一种工艺上的划分，在实际的发酵仓内并不存在实体的槽壁进行阻隔。每一道翻拋槽从发酵仓的进料端延伸至出料端。链板式翻堆机构1在行走机构2带动下对所有翻拋槽逐道进行物料翻拋，每一道翻拋槽需要从出料端向进料端进行连续翻拋，当完成一道翻拋槽的作业后将链板式翻堆机构1抬起脱离物料并重新回到另一道翻拋槽的出料段继续进行翻拋。这个过程中，由于物料的不稳定性以及行走机构2对链板式翻堆机构1控制的精度问题，且相邻两道翻拋槽之间势必会存在重叠宽度。如图5所示，相邻两道翻拋槽之间存在一定宽度的重叠宽度部分A，而其余的为非重叠宽度部分B。如果采用传统的链板式翻堆机构1，在一个翻拋轮次中重叠宽度部分A实际被翻拋了两次，其总计的水平翻拋距离是非重叠宽度部分B的两倍。这将使得重叠宽度部分A中的物料在发酵仓内的停留时间过短，无法达到充分腐熟。

因此，本发明中为了解决重叠宽度部分A的水平翻拋距离过大的问题，将链板式翻堆机构1下方的挡板分成了三块，其中中间的主体部分是主挡板3，主挡板3的宽度较大，而两侧分设宽度较小的第一辅助挡板4和第二辅助挡板5。在本发明的实施例中，三块挡板能够通过各自独立的气缸来控制翻转角度的调节，使翻抛后经过主挡板3引导的物料的水平翻抛距离为翻抛后经过第一辅助挡板4和第二辅助挡板5引导的物料的水平翻抛距离的两倍。假设将翻抛后经过主挡板3引导的物料的水平翻抛距离记为x

在这种做法下，对于每条翻拋槽的重叠宽度部分A和非重叠宽度部分B而言，非重叠宽度部分B仅经过一次翻拋，水平翻抛距离为x

另外需要说明的是，第一辅助挡板4和第二辅助挡板5并非需要同步的。在图5所示的4条翻拋槽中，位于两侧的翻拋槽只存在一侧有重叠宽度部分A。这种做法下，仅需要控制一侧的辅助挡板来使得水平翻抛距离减半，而另一侧的辅助挡板可与主挡板3保持相同的姿态。如图6和图7所示，展示了第二辅助挡板5单侧额外翻转，而主挡板3、第一辅助挡板4保持相同姿态的情况。在这个状态下，翻抛后经过主挡板3和第一辅助挡板4引导的物料的水平翻抛距离，均为翻抛后经过第二辅助挡板5引导的物料的水平翻抛距离的两倍。由此可见，三块挡板之间的角度组合是可以根据实际需要灵活设置的，并不限制绝对的组合情况。

另外，在本发明的另一实施例中，如图8所示，为解决翻堆机物料粘连问题，还可以在链板式翻堆机构1的机架上安装一个毛刷清理机构8。毛刷清理机构8可以是一个由中心轴带动绕轴旋转的柱状钢丝刷，其设置位置在挡板顶部。毛刷清理机构8由翻转驱动机构控制，能够贴近链板式翻堆机构1的链板并对其进行清理，并在清理完毕后脱离链板。翻转驱动机构也可以采用气缸等方式来实现。在正常翻堆进程中，钢丝刷处于脱离链板的状态，位于挡板和链板顶部回转位置之间，钢丝刷不工作处于休息状态；在翻堆装置返程或者不工作的空转过程中，可以通过翻转驱动机构来控制钢丝刷贴近链板式翻堆机构1的链板，此时钢丝刷上的钢丝可以沿翻堆齿缝对其进行清扫。

基于上述需求，本发明中主挡板3、第一辅助挡板4、第二辅助挡板5需要分别设置第一翻转机构6来独立控制翻转角度，进而根据最终的水平翻抛距离控制需求调节各自引导后物料的实际水平翻抛距离。上述第一翻转机构6可以直接安装在链板式翻堆机构1的机架上，也可以通过其他结构进行间接安装。在本发明的实施例中，为了对主挡板3、第一辅助挡板4、第二辅助挡板5进行更为高效的翻转角度控制，将主挡板3、第一辅助挡板4、第二辅助挡板5和各自的第一翻转机构6均统一安装于一个安装架上，该安装架连接第二翻转机构7。第二翻转机构7和安装架均设置在链板式翻堆机构1的机架上。第二翻转机构7也可以采用气缸形式实现，本实施例中在安装架上并排设置两个气缸。作为第二翻转机构7的气缸的固定座固定在链板式翻堆机构1的机架上，其位移输出端连接前述安装架。安装架与链板式翻堆机构1的机架之间采用铰接方式，因此可由第二翻转机构7驱动安装架绕铰接位置转动，从而能够整体带动三块挡板同时翻转。这种方式能够批量的对三块板进行大角度调整，而每块挡板各自的角度调整则可以进一步由作为第一翻转机构6的气缸来实现。这种两级翻转机构的做法，可以增加三块挡板的翻转角度控制灵活度，且便于检修或者故障时使挡板从链板下方脱离。

另外需要特别说明的是，本发明中所说的三块挡板，并不一定是只能有三块整体式的挡板，例如如果链板的横向宽度较大，那么主挡板3也需要较大的宽度，此时可以采用整体式的单块挡板，也可以采用多块挡板的组合体作为主挡板3。

另外，上述主挡板3、第一辅助挡板4和第二辅助挡板5各自的连续翻转范围，可以根据实际的控制需求进行设计。相应的第一极限姿态、第二极限姿态所对应的翻转角度，需要结合挡板长度以及单程水平翻拋距离进行综合设计。

在本发明的一个实施例中，如图8所示，上述主挡板3、第一辅助挡板4和第二辅助挡板5处于第一极限姿态时，可以与链板式翻堆机构1的链板平面保持平行。另外，可以设计为主挡板3处于垂直状态时，链板式翻堆机构1中间区域翻拋的物料自由下落而不会落在主挡板3上，而第一辅助挡板4和第二辅助挡板5能够通过调节翻转角度，使链板式翻堆机构1两侧区域翻拋的物料落在第一辅助挡板4和第二辅助挡板5上，且此时链板式翻堆机构1中间区域翻拋物料的水平翻抛距离为两侧区域翻拋物料的水平翻抛距离的两倍。这种情况下，可以在大部分时间无需对主挡板3施加翻转的转矩，节省整体能耗水平。由此，该链板式翻堆机构1可以通过主挡板3、第一辅助挡板4和第二辅助挡板5的不同翻转角调节，使得整个链板式翻堆机构1的横向落料区域形成不同的最终落料位置，进而使得链板式翻堆机构1行进过程中中间区域和两侧区域形成不同的水平翻堆距离，以适应于不同翻拋槽各自的情况。如图9所示，主挡板3、第一辅助挡板4和第二辅助挡板5同时处于垂直的姿态，此时中间落料区域和两侧落料区域均自由下落，三个区域的水平翻拋距离与链板式翻堆机构1原始的水平翻拋距离相同；如图10所示，单侧辅助挡板或者双侧辅助挡板朝第一极限位置翻转，而其余挡板保持垂直的姿态，则翻转挡板处的水平翻拋距离减小，而垂直姿态挡板处依然保持链板式翻堆机构1原始的水平翻拋距离；如图11所示，主挡板3、第一辅助挡板4和第二辅助挡板5均朝第一极限位置翻转，则三个区域的水平翻拋距离均小于链板式翻堆机构1原始的水平翻拋距离；如图12所示，主挡板3、第一辅助挡板4和第二辅助挡板5均朝第二极限位置翻转，则三个区域的水平翻拋距离均大于链板式翻堆机构1原始的水平翻拋距离。在实际应用中，不同的翻拋槽可以根据各自的需求合理选择不同的挡板姿态，对此不做限定。

另外，在本发明的另一实施例中，基于上述可调节水平翻拋距离的易腐垃圾发酵破碎翻堆装置，可以进一步提供一种发酵仓内物料层递式翻堆方法，其具体做法如下：

首先，将用于易腐垃圾堆肥的发酵仓内堆料区域平面横向划分为多道翻拋槽，每一道翻拋槽从发酵仓的进料端延伸至出料端，其槽宽与所述链板式翻堆机构1的翻拋宽度相同；且相邻两道翻拋槽之间存在重叠宽度，且该重叠宽度与第一辅助挡板4和第二辅助挡板5的宽度均相同。

然后，按照预设的翻拋频率和单程水平翻拋距离，在每一个翻拋轮次中，由行走机构2带动链板式翻堆机构1对所有翻拋槽逐道进行物料翻拋，每一道翻拋槽需要从出料端向进料端进行连续翻拋，当完成一道翻拋槽的作业后将链板式翻堆机构1抬起脱离物料并重新回到另一道翻拋槽的出料段继续进行翻拋。相邻两道翻拋槽之间的重叠宽度部分在每一个翻拋轮次中经过两次翻拋，且在这两次翻拋过程中需调节链板式翻堆机构1中三块挡板的翻转角度，使重叠宽度部分A的物料经过两次翻拋达到的水平翻拋距离与其他非重叠宽度部分B的物料经过单次翻拋达到的水平翻拋距离相同。

在该翻堆方法的控制过程中，需要注意位于两侧的两条翻拋槽与其他位于中间的翻拋槽对于三块挡板的翻转角度控制需求是不同的。在两侧的翻拋槽中，仅需对存在重叠宽度部分A的那一侧的辅助挡板进行翻转，降低翻拋的物料经过这块挡板引导后的水平翻拋距离，但另一侧的辅助挡板则与主挡板3保持相同的姿态。但是在对位于中间的翻拋槽进行翻拋的时候，两侧的辅助挡板都需要同步进行角度控制，使得两侧落料区域的水平翻拋距离为中间落料区域的一半。

另外，在本发明的另一实施例中，基于上述图1所示的可调节水平翻拋距离的易腐垃圾发酵破碎翻堆装置，可以进一步该装置中引入自控装置和温度传感器，来根据物料的实时发酵状态合理控制其在发酵仓内不同时段的停留时间。

物料堆肥最直接的控制因素是含水率，但固定物料的含水率难以通过传感器测定，但不同含水率的物料在各堆肥阶段最直观差异体现为堆体温度变化。若物料含水率过高，微生物初步生长繁殖困难，这批物料在初始阶段升温困难，这就导致这批物料在常规周期内难以升温至可进入腐熟期温度。若物料含水率较低，利于微生物生长繁殖，则物料在初始阶段升温更容易，这批物料在常规周期内将优先升温至可进入腐熟期温度，其在腐熟阶段停留时间可适当降低。因此，如图13所示，在发酵仓底部布设了矩形阵列形式的温度传感器阵列，阵列中的每个温度传感器9布置在发酵仓最下方无法被链板式翻堆机构1搅动到的位置。第一翻转机构6和布置于发酵仓底部的温度传感器阵列均连接自控装置，自控装置可以采用单片机、PLC、MCU等设备实现，对此不做限制。第一翻转机构6通过自控装置与布置于发酵仓底部的温度传感器阵列构成反馈控制。温度传感器阵列由多列温度传感器9组成，每个温度传感器9均用于各自感应所在位置上方的物料温度。为了避免单个温度传感器9的故障导致检测数据出现偏差，可在发酵仓内每一道从进料端延伸至出料端的翻拋槽中均布置有一列温度传感器9。每一列温度传感器9沿所在翻拋槽的底部间隔布置。

由于层递式发酵工艺中，物料从进料端输入发酵仓后，会在链板式翻堆机构1不断的翻拋过程中，被逐渐向出料端推移。而好氧发酵工艺一般可分为升温、高温、降温、腐熟四个阶段，由于物料是不断被推移行进的，因此在稳定运行情况下，翻拋槽中的四个好氧发酵阶段会分别对应于翻拋槽中的一个固定槽段。也就是说，每一条翻拋槽中从进料端到出料端会依次被分为升温槽段、高温槽段、降温槽段和腐熟槽段。对好氧堆肥各阶段温度及停留时间的控制是实现物料腐熟的关键，而在层递式发酵工艺中停留时间的控制实际上是通过调节链板式翻堆机构1的翻拋频率和单程水平翻拋距离来控制的。但是链板式翻堆机构1的翻拋频率不宜过高，因为这会导致物料的热量散失，温度降低。而在常规翻拋工艺中，由于难以精确调节水平翻拋距离，因此极少在翻拋过程中通过调节链板式翻堆机构1的角度来控制物料的单程的水平翻拋距离，从而改变物料停留时间。但本发明中的上述易腐垃圾发酵破碎翻堆装置由于底部设置了挡板，因此可以灵活改变单程的水平翻拋距离。因此，结合图13所示的温度传感器阵列，可以实时掌握每一次翻拋之前物料在各槽段中的温度水平，进而对每个槽段进行合理调整。因此，本发明的实施例中，翻拋槽中每个好氧发酵阶段所对应的槽段末端至少布置有一个温度传感器9，通过该温度传感器9可以感应这一槽段对应的好氧发酵阶段结束时物料的温度是否满足下一好氧发酵阶段对温度的需求，若不满足则可以对其停留时间进行控制。

需要特别说明的是，上述翻拋槽中的升温槽段、高温槽段、降温槽段和腐熟槽段，具体分段位置需要根据所涉及的好氧发酵工艺的升温、高温、降温、腐熟四个阶段各自停留天数进行确定。如图14所示，为一种典型的好氧发酵工艺升温阶段（标记为M1）、高温阶段（标记为M2）、降温阶段（标记为M3）、腐熟阶段（标记为M4）四个阶段的温度和停留时间控制曲线。基于这条曲线，假如最终控制物料在发酵仓内的总停留天数t为15天，升温、高温、降温、腐熟四个阶段各自停留天数为t

上述温度传感器阵列中，每一道翻拋槽中布置的温度传感器9的数量以及在槽延伸方向上的位置最好保持相同。且翻拋槽中每个好氧发酵阶段所对应的槽段中，首端和末端各布置有一个温度传感器9，中间至少布置有1个温度传感器9。但在好氧发酵工艺的四个阶段中，升温槽段和高温槽段是最为关键的，因此在本发明的实施例中，升温槽段和高温槽段分别在首端和末端各布置有一个温度传感器9，槽段中间布置2~5个温度传感器9，而另外的降温槽段和腐熟槽段则可以降低温度传感器9的布置密度。由此，同一个发酵仓内不同翻拋槽段中，位于相同位置的温度传感器9的温度值可以取平均值，作为代表翻拋槽内该位置的物料温度。

下面在本发明的另一实施例中，基于上述带有温度传感器阵列和自控装置的易腐垃圾发酵破碎翻堆装置，进一步提供了一种发酵仓内物料层递式翻堆方法，其包括：

首先，将用于易腐垃圾堆肥的发酵仓内堆料区域平面横向划分为多道翻拋槽，每一道翻拋槽从发酵仓的进料端延伸至出料端，其槽宽与链板式翻堆机构1的翻拋宽度相同；且相邻两道翻拋槽之间存在重叠宽度，且该重叠宽度与所述第一辅助挡板4和第二辅助挡板5的宽度均相同。

发酵仓内的易腐垃圾物料好氧发酵工艺以及所述链板式翻堆机构1的单程水平翻拋距离预先通过调试，使发酵仓内物料从进料端向出料端逐层移动过程中，进入每个好氧发酵阶段所对应的槽段入口时的物料温度均处于该好氧发酵阶段的最佳温区。具体的调试方法属于现有技术，可按照常规工艺流程执行。

然后，待发酵仓内完成调试阶段稳定运行后，按照预设的翻拋频率以及调试阶段确定的单程水平翻拋距离，在每一个翻拋轮次中，由行走机构2带动链板式翻堆机构1对所有翻拋槽逐道进行物料翻拋，每一道翻拋槽需要从出料端向进料端进行连续翻拋，当完成一道翻拋槽的作业后将链板式翻堆机构1抬起脱离物料并重新回到另一道翻拋槽的出料段继续进行翻拋；相邻两道翻拋槽之间的重叠宽度部分在每一个翻拋轮次中经过两次翻拋，且在这两次翻拋过程中需调节链板式翻堆机构1中三块挡板的翻转角度，使重叠宽度部分的物料经过两次翻拋达到的水平翻拋距离与其他非重叠宽度部分的物料经过单次翻拋达到的水平翻拋距离相同。

但是，该发酵仓内物料层递式翻堆方法中存在特殊的是，在每一个翻拋轮次执行之前，需通过发酵仓底部的温度传感器阵列感知各翻拋槽中各升温槽段的出口物料平均温度和各高温槽段的出口物料平均温度，若升温槽段和高温槽段中出现了异常槽段，即该异常槽段的出口物料平均温度偏离进入下一个好氧发酵阶段的最佳温区，则需调整链板式翻堆机构1上的三块挡板来改变当前翻拋轮次执行时链板式翻堆机构1在该异常槽段中的单程水平翻拋距离，进而调整物料在该异常槽段中的停留时间使其出口物料平均温度满足进入下一个好氧发酵阶段的最佳温区。

需要注意的是，每个异常槽段中的具体挡板调节逻辑，需要根据该异常槽段的出口物料平均温度与下一个好氧发酵阶段的最佳温区来定，可根据类似如图14所示的温度控制曲线，来判断异常槽段中是停留时间不足还是停留时间过长，然后再控制链板式翻堆机构1上的三块挡板做出相应的调整。

为了进一步展示上述对异常槽段的挡板控制逻辑，下面通过一个示例性的案例来进行详细介绍。

在该示例中，在发酵仓的每条翻拋槽底部均匀排布温度传感器9（每隔一定距离设置一排，共设置15个温度传感器9，并从进料端到出料端依次编号为1～15号）。每套翻拋槽通过这15个温度传感器9来检测各自的温度，并取所有翻拋槽中相同编号温度传感器9的温度值的平均作为最终判定依据，进而对升温阶段、高温阶段、降温阶段与腐熟阶段进行分别检测与控制。

假设物料进入高温阶段的最佳温区为55℃以上，则在升温阶段范围内（没有异常的常规情况下，升温阶段停留时间为2d，温度将逐渐升至55℃，物料前进距离约2 m）。对应1～4号传感器感应范围，1号传感器距离进料口0.5m，每个传感器间间隔0.5m。若1～3号传感器温度高于可进入高温阶段的最低温度（55℃），则说明微生物生长繁殖快速且充分，可通过调节挡板适当加快物料在当前传感器到4号传感器间（理论升温阶段）的前进速度，以缩短停留时间；若1～3号传感器温度低于55℃且4号传感器温度高于55℃，则说明4号传感器下微生物生长繁殖快速且充分，无需干扰物料前进速度；若4号传感器温度仍低于可进入高温阶段的温度（55℃），则说明微生物没有充分生长繁殖，需要通过调节挡板降低4～5号传感器间物料的前进速度，延长停留时间。

而在高温阶段范围内（没有异常的常规情况下，高温阶段停留时间为5d，温度将维持在55℃以上，物料前进距离约5 m）。对应5～10号传感器感应范围，5号传感器距离4号传感器1m，后续每个传感器间间隔1m。由于高温阶段主要依靠有机物降解自动维持的温度，当物料温度开始下降时，说明堆体内可降解的有机物已基本消耗。若5～9号中任意传感器温度低于55℃，则认定在当前传感器已开始进入降温阶段，可通过调节挡板适当加快物料在当前传感器到10号传感器间（理论高温阶段）的前进速度，以缩短停留时间；当5～9号中任意传感器温度高于55℃且10号传感器温度低于55℃，则说明在高温阶段范围已降解完成，无需干扰物料进度；若10号传感器温度仍高于55℃，则说明堆体仍未完成有机物降解，因此需要通过调节挡板适当降低物料在10～11号传感器的翻拋速度，以延长停留时间，确保物料降解完成并完成降温。

在降温和腐熟阶段范围内（常规情况下，降温阶段停留时间约为4d，腐熟阶段约为4d，温度将逐渐降至室温25℃，物料总前进距离约8 m）。对应11～15号传感器感应范围，11号传感器距离10号传感器2m，后续每个传感器间间隔2m。该阶段主要是高温阶段的后续自然降温阶段，可以无需对物料停留时间进行干预。

以上所述的实施例只是本发明的一种较佳的方案，然其并非用以限制本发明。有关技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，还可以做出各种变化和变型。因此凡采取等同替换或等效变换的方式所获得的技术方案，均落在本发明的保护范围内。