有机肥菌种自动添加装置及其控制方法

技术领域

本发明涉及生物有机肥制备技术领域，尤其是涉及一种有机肥菌种自动添加装置及其控制方法。

背景技术

有机肥是一种来源于植物和动物，施于土壤以提供植物营养为其主要功能的含碳物料。有机肥的主要制备方式是利用有机菌种来分解畜禽粪便中有机成分，因此在有机肥的制备过程中，需要定时定量地进行菌种溶液的添加，菌种溶液添加完毕后，需要对添加设备以及菌种溶液瓶进行消毒。

现有的菌种添加设备，在完成菌种溶液的添加后，需要人工对设备进拆卸，拆卸后对设备内部进行消毒，导致有机肥菌种溶液的添加工序自动化程度低，在消毒工作上耗费大量的人力成本，且拆开设备进行消毒容易导致菌种泄漏，污染环境。

发明内容

本发明的目的在于至少解决现有技术中存在的技术问题之一，为此，本发明提出一种有机肥菌种自动添加装置及其控制方法，能够自动完成菌种溶液定时定量的添加，并在添加完毕后对装置进行自动消毒，避免菌种溶液污染环境，提高菌种添加的效率。

根据本发明实施例的有机肥菌种自动添加装置，包括：机架；菌种液瓶，菌种液瓶可拆卸地安装在机架上，菌种液瓶内装载有菌种溶液；消毒液瓶，消毒液瓶设置在机架上，消毒液瓶内装载有消毒溶液；蠕动泵，蠕动泵设置在机架上，蠕动泵的一端通过第一管路与菌种液瓶相连，三通换向阀，三通换向阀包括第一接口、第二接口、第三接口和阀芯，蠕动泵的另一端与第一接口相连，第二接口连接有排液管路，排液管路用于向有机肥中添加菌种溶液，第三接口通过第二管路与消毒液瓶相连，阀芯转动使第一接口与第二接口连通，或使第一接口与第三接口连通；控制器，控制器分别与蠕动泵和三通换向阀电连接。

根据本发明实施例的有机肥菌种自动添加装置，至少具有如下有益效果：通过三通换向阀的阀芯转向以及蠕动泵的反向运作，菌种溶液在投放过程中所经过的第一管路、蠕动泵和三通阀都得到了消毒，操作人员只需定期更换设置在机架外部的排液管路，就可以确保整个装置不被菌种溶液污染。无需在每次完成菌种添加后都拆开设备进行清洗，节省了大量人力成本，并有效防止菌种泄漏污染环境，提高了菌种溶液添加的自动化程度。

根据本发明的一些实施例，还包括标识识别器，标识识别器设置在机架上，标识识别器用于识别菌种液瓶的标识。

根据本发明的一些实施例，还包括插管组件，插管组件可上下移动地设置在机架上，插管组件分别与第一管路和第二管路连接，插管组件上下移动使第一管路和第二管路分别与菌种液瓶和消毒液瓶分离和连接。

根据本发明的一些实施例，插管组件包括：活动板，活动板可上下移动地设置在机架上；驱动件，驱动件与活动板连接，驱动件用于驱动活动板上下移动，驱动件与控制器电连接；第一刺管，第一刺管沿上下方向设置在活动板上，第一刺管与菌种液瓶的瓶口相对应，第一刺管与第一管路连通；第二刺管，第二刺管沿上下方向设置在活动板上，第二刺管与消毒液瓶的瓶口相对应，第二刺管与第二管路连通。

根据本发明的一些实施例，插管组件还包括防滴漏组件，防滴漏组件分别与第一刺管和第二刺管连通，当第一刺管和第二刺管向上移动与菌种液瓶和消毒液瓶分离使，防滴漏组件抽吸第一刺管和第二刺管中的溶液。

根据本发明的一些实施例，防滴漏组件包括第一柱塞泵和第二柱塞泵，第一柱塞泵和第二柱塞泵分别与第一刺管和第二刺管连接。

根据本发明的一些实施例，第一柱塞泵包括第一泵体和第一泵芯，第一泵体设置在活动板上，第一泵体内开设有第一泵腔，第一泵芯设置在第一泵腔中，第一泵腔与第一刺管连通，第一泵芯固定在机架上，活动板带动第一泵体上下移动，使第一泵腔相对于第一泵芯上下移动。

根据本发明的一些实施例，插管组件还包括定位柱，定位柱可上下移动地设置在机架上，定位柱与活动板连接。

根据本发明第二方面实施例的有机肥菌种自动添加装置的控制方法，包括：

步骤1：控制器控制三通换向阀的阀芯转动，使第一接口与第二接口连通，此时菌种液瓶与排液管路连通，控制器控制蠕动泵正向运作，定时定量向有机肥中添加菌种溶液；

步骤2：控制器控制三通阀换向阀的阀芯转动，使第一接口与第三接口连通，此时菌种液瓶和消毒液瓶连通，控制器控制蠕动泵反向运作，将消毒液瓶中的消毒溶液输送到菌种液瓶中，对菌种液瓶进行消毒，消毒溶液流经并消毒第一管路、第二管路、蠕动泵和三通换向阀；

步骤3：保持第一接口与第三接口连通，控制器控制蠕动泵正向运作，将菌种液瓶中的消毒溶液回收到消毒液瓶中，操作人员拆卸空瓶的菌种液瓶，并将新的装有菌种溶液的菌种液瓶安装到机架上。

根据本发明的一些实施例，在步骤3中，控制器控制蠕动泵正向运作，将菌种液瓶中的消毒溶液回收到消毒液瓶中后，驱动件驱动活动板向上移动，使第一刺管向上移动与菌种液瓶分离，待操作人员更换新的菌种液瓶后，驱动件驱动活动板向下移动，第一刺管刺入新的菌种液瓶中。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步地说明：

图1是本发明实施例的有机肥菌种自动添加装置的结构示意图；

图2是图1另一视角的结构示意图；

图3是图1的内部结构示意图；

图4是本发明实施例的有机肥菌种自动添加装置的控制方法中步骤1的液压原理图；

图5是本发明实施例的有机肥菌种自动添加装置的控制方法中步骤2的液压原理图；

图6是本发明实施例的有机肥菌种自动添加装置的控制方法中步骤3的液压原理图。

附图标记：

机架100；

菌种液瓶200；第一管路210；

消毒液瓶300；第二管路310；

蠕动泵400；

三通换向阀500；第一接口510；第二接口520；第三接口530；阀芯540；排液管路550；

标识识别器600；

插管组件700；活动板710；驱动件720；第一刺管730；第二刺管740；第一柱塞泵750；第一泵体751；第一泵芯752；第二柱塞泵760；定位柱770。

具体实施方式

本部分将详细描述本发明的具体实施例，本发明之较佳实施例在附图中示出，附图的作用在于用图形补充说明书文字部分的描述，使人能够直观地、形象地理解本发明的每个技术特征和整体技术方案，但其不能理解为对本发明保护范围的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，涉及到方位描述，例如上、下、前、后、左、右等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，若干的含义是一个或者多个，多个的含义是两个以上，大于、小于、超过等理解为不包括本数，以上、以下、以内等理解为包括本数。如果有描述到第一、第二只是用于区分技术特征为目的，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或者隐含指明所指示的技术特征的先后关系。

本发明的描述中，除非另有明确的限定，设置、安装、连接等词语应做广义理解，所属技术领域技术人员可以结合技术方案的具体内容合理确定上述词语在本发明中的具体含义。

参考图1至图6描述根据本发明实施例的有机肥菌种自动添加装置及其控制方法。

如图1至图6所示，根据本发明实施例的有机肥菌种自动添加装置包括：机架100；菌种液瓶200，菌种液瓶200可拆卸地安装在机架100上，菌种液瓶200内装载有菌种溶液；消毒液瓶300，消毒液瓶300设置在机架100上，消毒液瓶300内装载有消毒溶液；蠕动泵400，蠕动泵400设置在机架100上，蠕动泵400的一端通过第一管路210与菌种液瓶200相连，三通换向阀500，三通换向阀500包括第一接口510、第二接口520、第三接口530和阀芯540，蠕动泵400的另一端与第一接口510相连，第二接口520连接有排液管路550，排液管路550用于向有机肥中添加菌种溶液，第三接口530通过第二管路310与消毒液瓶300相连，阀芯540转动使第一接口510与第二接口520连通，或使第一接口510与第三接口530连通；控制器，控制器分别与蠕动泵400和三通换向阀500电连接。

如图1至图6所示，菌种液瓶200通过第一管路210与蠕动泵400相连，蠕动泵400的另一端与三通换向阀500的第一接口510相连，三通换向阀500的第二接口520与排液管路550相连，由此，转动阀芯540使第一接口510与第二接口520连通时，菌种液瓶200通过第一管路210和蠕动泵400与排液管路550连通，蠕动泵400在控制器的控制下运作，定时定量地将菌种液瓶200中的菌种溶液添加到有机肥中，从而提高有机菌种添加工序的自动化程度，由控制器控制菌种溶液的投放，使得菌种溶液的投放时间、投放量都更加精准，提高了成品有机肥的质量。

三通换向阀500的第三接口530通过第二管路310与消毒液瓶300连通，当阀芯540转动使第一接口510与第三接口530连通时，消毒液瓶300通过第二管路310、蠕动泵400和第一管路210与菌种液瓶200连通，由于蠕动泵400能够双向输送液体运动，因此控制器控制蠕动泵400反向运作将消毒液瓶300中的消毒溶液通过第二管路310、蠕动泵400和第一管路210运输到菌种液瓶200中，在此过程中，消毒溶液经过了菌种溶液在投放过程中会经过的第一管路210、蠕动泵400和三通换向阀500，因此第一管路210、蠕动泵400和三通换向阀500都得到了消毒溶液的消毒，消毒溶液最终被运输到菌种液瓶200中对菌种液瓶200进行消毒。

消毒完毕后，三通换向阀500的阀芯540保持不动，第一接口510依然与第三接口530连通，即消毒液瓶300通过第二管路310、蠕动泵400和第一管路210与菌种液瓶200连通，控制器控制蠕动泵400正向运作，将菌种液瓶200中的消毒溶液都运输回消毒液瓶300中，操作人员拆下空瓶的菌种液瓶200并换上新的一瓶菌种液瓶200，进行下一轮的菌种溶液添加。

由此，通过三通换向阀500的阀芯540转向以及蠕动泵400的反向运作，菌种溶液在投放过程中所经过的第一管路210、蠕动泵400和三通阀都得到了消毒，操作人员只需定期更换设置在机架100外部的排液管路550，就可以确保整个装置不被菌种溶液污染。无需在每次完成菌种添加后都拆开设备进行清洗，节省了大量人力成本，并有效防止菌种泄漏污染环境，提高了菌种溶液添加的自动化程度。

在本发明的一些具体实施中，三通换向阀500上设置有气动执行器和阀门回讯器，气动执行器与三通换向阀500的阀芯540相连，气动执行器用于驱动阀芯540转动，阀门回讯器与气动执行器相连，阀门回讯器与控制器电连接，阀门回讯器用于显示阀芯540状态，并将阀芯540状态信息反馈给控制器，控制器根据阀芯540状态控制蠕动泵400的正向、反向运作。由此，蠕动泵400的运作以三通换向阀500各个接口实际连通的情况为依据，阀门回讯器的设置一方面使得控制器对蠕动泵400的运作的控制更加精准，另一方面能够实时地显示阀芯540的状态，便于操作人员对装置进行检修和维护。

如图2和图3所示，本有机肥菌种自动添加装置还包括标识识别器600，标识识别器600设置在机架100上，标识识别器600设置在菌种液瓶200的右侧，标识识别器600朝向菌种液瓶200设置，每当操作人员更换菌种液瓶200时，标识识别器600就会读取菌种液瓶200瓶身上的标识，从而确认菌种溶液的信息，避免菌种液瓶200重复使用，也便于对添加的菌种溶液进行溯源。

在本发明的一些具体实施例中，还有机肥菌种自动添加装置包括插管组件700，插管组件700可上下移动地设置在机架100上，插管组件700分别与第一管路210和第二管路310连接，插管组件700上下移动使第一管路210和第二管路310分别与菌种液瓶200和消毒液瓶300分离和连接。

如图1至图3所示，插管组件700包括：活动板710，活动板710可上下移动地设置在机架100上；驱动件720，驱动件720与活动板710连接，驱动件720用于驱动活动板710上下移动，驱动件720与控制器电连接；第一刺管730，第一刺管730沿上下方向设置在活动板710上，第一刺管730与菌种液瓶200的瓶口相对应，第一刺管730与第一管路210连通；第二刺管740，第二刺管740沿上下方向设置在活动板710上，第二刺管740与消毒液瓶300的瓶口相对应，第二刺管740与第二管路310连通。

菌种液瓶200和消毒液瓶300的瓶口均朝上设置，第一刺管730和第二刺管740均沿上下方向设置，第一刺管730对准菌种液瓶200二等瓶口，第二刺管740对准消毒液瓶300的瓶口，第一刺管730和第二刺管740均设置在活动板710上，活动板710与驱动件720相连，驱动件720为电机驱动的丝杠螺母机构，电机驱动活动板710上下移动，活动板710通过两个沿上下方向设置的定位柱770定位。驱动件720驱动活动板710上下移动，能够带第一刺管730和第二刺管740上下移动，当第一刺管730向上移动时，第一刺管730从菌种液瓶200中抽出；当第一刺管730向下移动时，第一刺管730插入到菌种液瓶200中，第一刺管730与第一管路210连通。

当需要更换菌种液瓶200时，驱动件720驱动活动板710向上移动，第一刺管730与旧的菌种液瓶200分离，便于操作人员拆卸旧的菌种液瓶200，并安装新的菌种液瓶200，安装完毕后，驱动件720驱动活动板710向下移动，第一刺管730插入到新的菌种液瓶200中，第一管路210与新的菌种液瓶200连通，进行下一轮的菌种溶液添加。

由此，无需人工地将菌种液瓶200接入回路中，或从回路中拆除。只需要操作人员将旧的菌种液瓶200取出并新的菌种液瓶200安装到位，本有机肥菌种自动添加装置能够自动将菌种液瓶200接入到回路中，或从回路中拆除，进一步提高了本装置的自动化程度，提高菌种添加的效率，减少人为操作不当导致菌种泄漏的风险。

由于第一刺管730和第二刺管740中可能残留有少量的液体，当第一刺管730和第二刺管740向上移动与菌种液瓶200和消毒液瓶300分离时，第一刺管730和第二刺管740中残留的液体有滴落的风险，造成环境被污染。因此，插管组件700还包括防滴漏组件，防滴漏组件分别与第一刺管730和第二刺管740连通，当第一刺管730和第二刺管740向上移动与菌种液瓶200和消毒液瓶300分离使，防滴漏组件抽吸第一刺管730和第二刺管740中的溶液。

如图2和图3所示，防滴漏组件包括第一柱塞泵750和第二柱塞泵760，第一柱塞泵750和第二柱塞泵760分别与第一刺管730和第二刺管740连接。第一柱塞泵750包括第一泵体751和第一泵芯752，第一泵体751设置在活动板710上，第一泵体751内开设有第一泵腔，第一泵芯752设置在第一泵腔中，第一泵腔与第一刺管730连通，第一泵芯752固定在机架100上，活动板710带动第一泵体751上下移动，使第一泵腔相对于第一泵芯752上下移动。第二柱塞泵760的结构与第一柱塞泵750相似，不再赘述。

当驱动件720驱动活动板710向上移动将第一刺管730从菌种液瓶200中抽出时，活动板710同时带动第一泵体751向上移动，此时第一泵芯752相对于第一泵腔向下移动，第一泵腔的体积增大、压强减小，由于第一泵腔与与第一刺管730连通，因此第一刺管730中此残留的液体会被吸入到第一泵腔中，防止第一刺管730中的液体向下滴落造成污染。第一柱塞泵750抽吸第一刺管730中残留液体的动作由活动板710驱动完成，无需额外的动力源，也无需额外对第一刺管730的运动状态进行检测，只要第一刺管730有向上移动的动作，第一柱塞泵750就会同步运作，完成抽吸的动作，使得防滴落组件的结构简单，防滴落功能可靠。

在本发明的一些实施例中，有机肥菌种自动添加装置的控制方法，包括：

步骤1：控制器控制三通换向阀500的阀芯540转动，使第一接口510与第二接口520连通，此时菌种液瓶200与排液管路550连通，控制器控制蠕动泵400正向运作，定时定量向有机肥中添加菌种溶液；

步骤2：控制器控制三通阀换向阀的阀芯540转动，使第一接口510与第三接口530连通，此时菌种液瓶200和消毒液瓶300连通，控制器控制蠕动泵400反向运作，将消毒液瓶300中的消毒溶液输送到菌种液瓶200中，对菌种液瓶200进行消毒，消毒溶液流经并消毒第一管路210、第二管路310、蠕动泵400和三通换向阀500；

步骤3：保持第一接口510与第三接口530连通，控制器控制蠕动泵400正向运作，将菌种液瓶200中的消毒溶液回收到消毒液瓶300中，操作人员拆卸空瓶的菌种液瓶200，并将新的装有菌种溶液的菌种液瓶200安装到机架100上。

在步骤3中，控制器控制蠕动泵400正向运作，将菌种液瓶200中的消毒溶液回收到消毒液瓶300中后，驱动件720驱动活动板710向上移动，使第一刺管730向上移动与菌种液瓶200分离，待操作人员更换新的菌种液瓶200后，驱动件720驱动活动板710向下移动，第一刺管730刺入新的菌种液瓶200中。

在本发明的一些具体实施例中，标识识别器600与控制器相连，当标识识别器600检测到有新的菌种液瓶200被安装到机架100上后，驱动件720驱动活动板710向下移动，使第一刺管730刺入到新的菌种液瓶200中，进行下一轮的菌种溶液添加。

上面结合附图对本发明实施例作了详细说明，但是本发明不限于上述实施例，在技术领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化。