畜禽粪污制肥处理设备

技术领域

本发明涉及废物制肥技术领域，尤其涉及一种畜禽粪污制肥处理设备。

背景技术

畜禽养殖，不可避免地会产生大量的畜禽粪污；现阶段，对畜禽粪污进行环保处理，已经成为环保部门对养殖单位的硬性要求。其中，将畜禽粪污生物发酵为有机肥、再还田使用的处理方式，是目前公认的最优处理方式。但是其要实现最优，要建立在若干前提之下。第一个前提是，所制成的有机肥价格，要在有机肥用户的接受范围内，否则制成的有机肥无人收购，就等于白白投入资金和人力完成了无用的处理工作；第二个前提是，处理过程要保证无废水废气的二次污染，否则将失去其环保处理的意义。

到目前为止，养殖单位针对畜禽粪污制肥处理，主要采用两种设备进行。一种为小型的快速发酵设备，其在发酵的同时加入较大比例的辅料，辅料内含有大量发酵用的菌种和营养，这种设备以较高的菌种数量基础，并伴以快速的搅拌等，发酵罐内会快速形成并保持浓厚的发酵氛围，发酵速度快，约2～4h即可完成。另一种是大型的慢速发酵设备，其利用较长的发酵时长，使得投入的菌种在理想的温度和慢速的搅拌下，逐渐在大体量的畜禽粪污内形成浓厚的发酵氛围，因此发酵周期一般在24h～48h之间，速度较慢。

其中上述小型快速发酵设备，光加入辅料一项，就使得处理的成本增加400元/t左右，最终制成的有机肥价格会达到800～900元/t，该价格已经大大超出了有机肥用户所接受的价格，制成的有机肥根本无法售出；若要降低价格售卖，则畜禽粪污处理，相当于养殖单位自己倒贴资金进行，这会给利润较薄的养殖单位增加较大的负担，因此小型快速发酵设备无法进行实际应用。而上述大型慢速发酵设备，因无需添加辅料，最终有机肥价格可控制在400元/t左右，且该价格可形成较好的售卖市场，因此制成的有机肥可真正的实现返田使用。

其中，上述大型发酵设备，其主体结构通常为竖向的发酵罐，发酵罐内通过供给热气，可同时达到温度控制和去除水分的效果；发酵罐内同时配合搅拌，以保证热量和菌种的均匀，促进发酵快速进行。随着畜禽粪污在发酵罐内发酵的逐步进行，畜禽粪污会产生由稀泥状，逐渐变为糊状，并最终变为土状的转变。加之发酵罐内由上到下，物料自身会产生递增的压力，所以发酵罐内部搅拌的阻力，会随着发酵的进行显著增大；特别是最后阶段，完全相当于在深土中进行搅拌。这种搅拌阻力，使得依靠电机已很难实现搅拌的驱动。所以该种设备的搅拌动力目前多采用油缸配合棘轮棘齿传动来实现。如申请号为“201810258236.3”名称为“一种粪便发酵塔”的发明专利申请，其采用的就是该种结构。

但是该种驱动结构也存在弊端。油缸在推出时，可借助棘轮棘齿结构完成主轴的驱动，但在油缸收回时，主轴为停止不动的。这相当于主轴的搅拌为间歇性的，相邻两次搅拌动作之间存在时间间隔。这样每次搅拌动作后，搅拌杆搅拌后的物料，容易在该时间间隔内重新将搅拌杆处压实，压实的物料会使得下一个搅拌动作的阻力显著增大，因此该搅拌结构通常需配备大推力的油缸才可实现顺利的搅拌，这间接提高了油缸和泵站的参数要求，设备成本升高。而且间歇式的搅拌动作，搅拌作用较弱，主轴上的搅拌杆又必须依靠分层设置，即以两个或者三个搅拌杆为一层进行设置，才能缓解阻力影响，所以上述搅拌结构并不容易实现热量和菌种理想的均匀化。上述原因成为影响大型发酵设备发酵效率的主要原因，使得大型发酵设备很多时候都无法匹配畜禽粪污的产生速度来进行处理工作。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种发酵成本低，设备成本低，发酵效率高，利于真正实现畜禽粪污返田利用的畜禽粪污制肥处理设备。

为解决上述技术问题，本发明的技术方案是：畜禽粪污制肥处理设备，包括底架，所述底架上固定设有竖向设置的发酵罐，所述发酵罐内转动安装有搅拌主轴，所述搅拌主轴上设有搅拌组件；所述搅拌主轴伸出所述发酵罐的下端上固定设有反向从动齿轮和正向传动棘齿，所述搅拌主轴上转动安装有搅拌驱动摆杆，所述搅拌驱动摆杆上安装有反向传动棘爪、以及与所述正向传动棘齿对应的正向传动棘爪，所述反向传动棘爪与所述搅拌驱动摆杆之间设有反向咬合施力器，所述正向传动棘爪与所述搅拌驱动摆杆之间设有正向咬合施力器；所述底架上转动安装有反向传动环，所述反向传动环的外周面上设有与所述反向传动棘爪对应的反向传动棘齿，所述反向传动环的内周面上设有反向主动齿轮，所述底架上转动安装有与所述反向主动齿轮和所述反向从动齿轮常啮合的反向传动齿轮；所述搅拌驱动摆杆与所述底架之间设有搅拌驱动缸。

作为优选的技术方案，所述搅拌驱动缸伸出时，所述反向传动棘爪与所述反向传动棘齿咬合传动设置；所述搅拌驱动缸收回时，所述正向传动棘爪与所述正向传动棘齿咬合传动设置。

作为优选的技术方案，所述搅拌组件包括若干固定设置在所述搅拌主轴外周面上的搅拌杆，所述搅拌杆由下到上呈螺旋状布置。

作为优选的技术方案，相邻两所述搅拌杆的高差由下到上逐渐增大设置。

作为优选的技术方案，所述搅拌主轴中空设置，所述搅拌主轴伸出所述发酵罐连接有热风供给装置；所述搅拌杆中空设置，各所述搅拌杆与所述搅拌主轴之间分别设有分气口，各所述搅拌杆的背面排列设有若干鼓风孔，所述搅拌杆位于若干所述鼓风孔处分别设有防堵挡板。

作为优选的技术方案，所述发酵罐的顶部设有排汽口，所述排汽口管路连接有除臭装置。

作为优选的技术方案，所述发酵罐的顶部设有进料斗，所述进料斗的一侧设有供料装置。

作为优选的技术方案，所述供料装置包括相对固定设置在所述进料斗一侧的供料架，所述供料架上安装有供料斗，所述供料斗的两侧分别安装有两个提升导向滚轮，四个所述提升导向滚轮呈矩形布置；所述供料架上设有与所述提升导向滚轮对应的提升导向轨道，所述提升导向轨道的顶端连接有与上部两所述提升导向滚轮对应的倾倒第一轨道、以及与下部两所述提升导向滚轮对应的倾倒第二轨道，所述倾倒第一轨道的末端设有倾倒定位止板，所述倾倒第二轨道的末端设有倾倒翻转止板；所述供料架上设有高于所述倾倒翻转止板设置的提升卷扬辊，所述提升卷扬辊上缠绕有与所述供料斗的下端连接的提升拉绳，所述提升卷扬辊与所述供料架之间设有提升驱动器。

作为优选的技术方案，所述进料斗上铰接安装有进料盖，所述进料盖上固定设有越过所述供料斗设置的随开拨杆。

作为优选的技术方案，所述发酵罐的底部设有出料槽，所述底架上位于所述出料槽和所述发酵罐之间设有出料阀门。

由于采用了上述技术方案，畜禽粪污制肥处理设备，包括底架，所述底架上固定设有竖向设置的发酵罐，所述发酵罐内转动安装有搅拌主轴，所述搅拌主轴上设有搅拌组件；所述搅拌主轴伸出所述发酵罐的下端上固定设有反向从动齿轮和正向传动棘齿，所述搅拌主轴上转动安装有搅拌驱动摆杆，所述搅拌驱动摆杆上安装有反向传动棘爪、以及与所述正向传动棘齿对应的正向传动棘爪，所述反向传动棘爪与所述搅拌驱动摆杆之间设有反向咬合施力器，所述正向传动棘爪与所述搅拌驱动摆杆之间设有正向咬合施力器；所述底架上转动安装有反向传动环，所述反向传动环的外周面上设有与所述反向传动棘爪对应的反向传动棘齿，所述反向传动环的内周面上设有反向主动齿轮，所述底架上转动安装有与所述反向主动齿轮和所述反向从动齿轮常啮合的反向传动齿轮；所述搅拌驱动摆杆与所述底架之间设有搅拌驱动缸。本发明当所述搅拌驱动缸驱动所述搅拌驱动摆杆反向转动时，所述反向传动棘爪与所述反向传动棘齿咬合，所述反向传动环被驱动转动；通过所述反向传动齿轮的传动，所述反向从动齿轮、也即所述搅拌主轴实现正向转动。当所述搅拌驱动缸驱动所述搅拌驱动摆杆正向转动时，所述正向传动棘爪与所述正向传动棘齿咬合，所述搅拌主轴同样正向转动。这样本发明所述搅拌驱动缸的伸出和收回动作，都能使得所述搅拌主轴正向转动，且只要所述搅拌驱动缸保持伸收循环动作，所述搅拌主轴就可保持持续的正向转动；这完全避免了间歇式搅拌所带来的阻力增大、设备要求高等问题，发酵成本低，设备成本低，且持续的搅拌动作可明显提高发酵效率。由此本发明就可利用更低的成本，实现更快速的畜禽粪污发酵，利于真正实现畜禽粪污返田利用。

附图说明

以下附图仅旨在于对本发明做示意性说明和解释，并不限定本发明的范围。其中：

图1是本发明实施例的立体结构示意图；

图2是本发明实施例搅拌主轴、及其驱动和传动结构的立体整体示意图；

图3是本发明实施例搅拌主轴驱动和传动结构处的立体放大示意图，图中隐藏了图2中的布风箱，并透明示意搅拌驱动摆杆；

图4是本发明实施例搅拌主轴传动结构处的立体放大示意图；

图5是本发明实施例反向传动环的立体结构示意图；

图6是图1的A处放大结构示意图；

图7是本发明实施例另一视角的立体结构示意图，图中示意进料盖为打开进料前的状态。

图中：1-底架；2-发酵罐；21-排汽口；22-进料斗；23-进料盖；24—随开拨杆；25-出料槽；3-搅拌主轴；31-反向从动齿轮；32-正向传动棘齿；4-搅拌组件；41-搅拌杆；42-鼓风孔；43-防堵挡板；5-搅拌驱动摆杆；51-反向传动棘爪；52-反向传动环；53-反向传动棘齿；54-反向主动齿轮；55-反向传动齿轮；56-正向传动棘爪；57-限位环；58-压持滚轮；6-搅拌驱动缸；7-热风供给装置；8-供料装置；80-供料架；81-供料斗；82-提升导向滚轮；83-提升导向轨道；84-倾倒第一轨道；85-倾倒定位止板；86-倾倒第二轨道；87-倾倒翻转止板；88-提升卷扬辊；89-提升驱动器。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，进一步阐述本发明。在下面的详细描述中，只通过说明的方式描述了本发明的示范性实施例。毋庸置疑，本领域的普通技术人员可以认识到，在不偏离本发明的精神和范围的情况下，可以用各种不同的方式对所描述的实施例进行修正。因此，附图和描述在本质上是说明性的，而不是用于限制权利要求的保护范围。

如图1至图7共同所示，畜禽粪污制肥处理设备，包括底架1，所述底架1上固定设有竖向设置的发酵罐2，所述发酵罐2内转动安装有搅拌主轴3，所述搅拌主轴3上设有搅拌组件4。常规地，所述搅拌组件4包括若干固定设置在所述搅拌主轴3外周面上的搅拌杆41；为降低搅拌阻力，所述搅拌杆41的横截面优选为楔形。

所述搅拌主轴3伸出所述发酵罐2的下端上固定设有反向从动齿轮31和正向传动棘齿32。其中，本实施例所涉及正向和反向，均以所述搅拌主轴3搅拌的方向为正向，与其相反的方向为反向。所述搅拌主轴3上转动安装有搅拌驱动摆杆5，所述搅拌驱动摆杆5上安装有反向传动棘爪51、以及与所述正向传动棘齿32对应的正向传动棘爪56。所述反向传动棘爪51与所述搅拌驱动摆杆5之间设有反向咬合施力器，所述正向传动棘爪56与所述搅拌驱动摆杆5之间设有正向咬合施力器。所述反向咬合施力器提供给所述反向传动棘爪51朝向所述反向传动棘齿53的作用力，所述正向咬合施力器提供给所述正向传动棘爪56朝向所述正向传动棘齿32的作用力，两者均可通过弹簧或者弹簧片等实现，这在常规棘轮棘齿机构中较为常见，在此不再赘述且在图中未示出。

所述底架1上转动安装有反向传动环52，本实施例所述反向传动环52的转动安装，采用底面支撑、外周面限制和顶面压持的方式来实现，其中底面的支撑可采用单个轴承或者多个周向均布的支撑滚轮来实现，外周面的限制可采用若干周向均布的限制滚轮、或者直接采用滑动接触的限位环57来实现，顶面的压持采用至少两个周向均布的压持滚轮58来实现。这种转动安装方式，为本领域技术人员结合现有技术和本实施例的描述很容易得出的，在此不再赘述且在图中未详细示意。

所述反向传动环52的外周面上设有与所述反向传动棘爪51对应的反向传动棘齿53，所述反向传动环52的内周面上设有反向主动齿轮54，所述底架1上转动安装有与所述反向主动齿轮54和所述反向从动齿轮31常啮合的反向传动齿轮55；所述搅拌驱动摆杆5与所述底架1之间设有搅拌驱动缸6。

当所述搅拌驱动缸6驱动所述搅拌驱动摆杆5反向转动时，所述反向传动棘爪51与所述反向传动棘齿53咬合，而所述正向传动棘爪56不会与所述正向传动棘齿32咬合，因而其不影响所述搅拌驱动缸6的反向驱动。此时所述反向传动环52被驱动转动，通过所述反向传动齿轮55的传动，所述反向从动齿轮31、也即所述搅拌主轴3实现正向转动。当所述搅拌驱动缸6驱动所述搅拌驱动摆杆5正向转动时，所述正向传动棘爪56与所述正向传动棘齿32咬合，当然此时所述反向传动棘爪51也不会与所述反向传动棘齿53咬合，其同样不影响所述搅拌驱动缸6的正向驱动；此时所述搅拌主轴3同样正向转动。这样本实施例所述搅拌驱动缸6的伸出和收回动作，都能使得所述搅拌主轴3正向转动，且只要所述搅拌驱动缸6保持伸收循环动作，所述搅拌主轴3就可保持持续的正向转动，所述搅拌组件4就可实现持续的搅拌。

优选地，所述搅拌驱动缸6伸出时，所述反向传动棘爪51与所述反向传动棘齿53咬合传动设置，即所述搅拌驱动缸6伸出时为反向驱动。所述搅拌驱动缸6收回时，所述正向传动棘爪56与所述正向传动棘齿32咬合传动设置，即所述搅拌驱动缸6收回时为正向驱动。因正向驱动时，传动仅为棘轮棘齿机构，反向驱动时，传动为棘轮棘齿机构配合齿轮传动机构，所以反向驱动时传动效率相对较低。而对于现有常规双作用油缸来说，推力普遍大于拉力，所以将将所述搅拌驱动缸6伸出时较大的推力，用于反向驱动，而收回时较小的拉力，用于正向驱动，可平衡正反向驱动最终的驱动效果，所述搅拌组件4可进行持续且稳定的搅拌作用。

优选地，所述搅拌驱动摆杆5设有对称设置的两个，对应的所述正向传动棘爪56、所述反向传动棘爪51和所述搅拌驱动缸6等均设有两个，对称的驱动传动作用，同样利于所述搅拌组件4稳定的搅拌。

基于所述搅拌组件4实现了持续搅拌，本实施例所述搅拌杆41由下到上呈螺旋状布置，这样若干所述搅拌杆41可形成在完全不同的多个高度进行搅拌，大幅提高了搅拌效果。优选地，相邻两所述搅拌杆41的高差由下到上逐渐增大设置，这样所述搅拌杆41可配合所述发酵罐2内物料由下到上，压力逐渐减小的特点，在压力越大的位置，搅拌作用越强，实现了搅拌杆41搅拌的合理布置。

所述搅拌主轴3中空设置，所述搅拌主轴3伸出所述发酵罐2连接有热风供给装置7；所述搅拌杆41中空设置，各所述搅拌杆41与所述搅拌主轴3之间分别设有分气口，各所述搅拌杆41的背面排列设有若干鼓风孔42，所述搅拌杆41位于若干所述鼓风孔42处分别设有防堵挡板43。所述搅拌主轴3和所述搅拌杆41同时能进行热风的供给，基于本实施例所述搅拌杆41优化的结构布置，热气可在所述发酵罐2内的多层形成更均匀的热量供给和水分烘干，发酵效果进一步提高。

其中所述热风供给装置7包括设置在所述搅拌主轴3上的过风口，所述底架1上固定设有套设在所述过风口处的布风箱，所述布风箱通过供风管路连接有供风机，所述供风管路上包覆有电磁加热器。所述供风机供入的风流在所述电磁加热器的加热下，形成热气；热气依次通过所述布风箱、所述过风口进入所述搅拌主轴3进行使用。所述热风供给装置7的结构为本领域技术人员很容易得出的，所以所述供风管路、所述电磁加热器和所述供风机在图中未示意。

本实施例所述发酵罐2的顶部设有排汽口21，所述排汽口21管路连接有除臭装置。供入所述发酵罐2的热气，最终携带水分从所述排汽口21排出。常规地，所述除臭装置通常采用喷淋除臭剂或者光解等实现除臭，这是本领域技术人员很容易获得的现有技术，在此不再赘述。当然所述除臭装置还连接有抽汽风机，以提高排汽效率。

所述发酵罐2的顶部设有进料斗22，所述进料斗22的一侧设有供料装置8，所述供料装置8将畜禽粪污供入所述发酵罐2内。本实施例所述供料装置8包括相对固定设置在所述进料斗22一侧的供料架80，所述供料架80上安装有供料斗81，所述供料斗81的两侧分别安装有两个提升导向滚轮82，四个所述提升导向滚轮82呈矩形布置。所述供料架80上设有与所述提升导向滚轮82对应的提升导向轨道83，所述提升导向轨道83的顶端连接有与上部两所述提升导向滚轮82对应的倾倒第一轨道84、以及与下部两所述提升导向滚轮82对应的倾倒第二轨道86，所述倾倒第一轨道84的末端设有倾倒定位止板85，所述倾倒第二轨道86的末端设有倾倒翻转止板87。优选地，所述倾倒第一轨道84呈弧形设置。所述供料架80上设有高于所述倾倒翻转止板87设置的提升卷扬辊88，所述提升卷扬辊88上缠绕有与所述供料斗81的下端连接的提升拉绳，所述提升卷扬辊88与所述供料架80之间设有提升驱动器89。常规地所述提升驱动器89包括提升驱动马达，所述提升驱动马达的动力端与所述提升卷扬辊88传动连接设置。

所述供料斗81在所述提升导向轨道83的底端处，接收畜禽粪污。然后所述提升驱动器89驱动所述提升卷扬辊88转动，所述提升拉绳拉动所述供料斗81沿所述提升导向轨道83逐渐升高。最终所述供料斗81上部的两个提升导向滚轮82进入所述倾倒第一轨道84，并抵靠在所述倾倒定位止板85处。所述供料斗81在所述提升拉绳持续的拉动下，所述供料斗81以上部两个提升导向滚轮82为转动点，下部的两个提升导向滚轮82沿所述倾倒第二轨道86活动，所述供料斗81实现内部畜禽粪污向所述进料斗22的倾倒。当所述提升驱动器89驱动所述提升卷扬辊88释放所述提升拉绳后，所述供料斗81在自重作用下，按上述反向动作返回所述提升导向轨道83的底端。

本实施例所述进料斗22上铰接安装有进料盖23，所述进料盖23上固定设有越过所述供料斗81设置的随开拨杆24。当所述供料斗81被驱动提升到所述提升导向轨道83的顶端附近时，所述供料斗81开始触碰所述随开拨杆24；在后续的提升过程中，所述随开拨杆24被持续顶动，所述进料盖23持续张开；在所述供料斗81向所述进料斗22倾倒时，所述进料盖23已张开到畜禽粪污能正常倒入的状态。而在所述供料斗81返回所述提升导向轨道83底端前，所述进料盖23可在自重、或者其他弹性作用力下重新盖合。这样所述进料斗22处，就利用简单的结构，实现了随所述供料斗81的供料进行自动开盖、以及在不供料时自动封堵的效果，发酵过程的废气不容易从所述进料斗22处形成逸散，确保了环保处理的正常进行。

所述发酵罐2的底部设有出料槽25，所述底架1上位于所述出料槽25和所述发酵罐2之间设有出料阀门。常规地，所述出料阀门包括横向滑动安装在所述出料槽25与所述发酵罐2之间的出料闸板，所述出料闸板与所述底架1之间设有出料控制缸。

本实施例将所述搅拌驱动缸6的伸程和收程全部进行利用，所述搅拌驱动缸6无论伸出还是收回，都可实现所述搅拌主轴3的正向转动，搅拌转动速度提高一倍左右；只要所述搅拌驱动缸6保持伸收循环动作，所述搅拌组件4就可实现持续的搅拌作用，这完全避免了间歇式搅拌所带来的阻力增大、设备要求高等问题，发酵成本低，设备成本低，发酵效率高。而且，持续的搅拌可以使得所述搅拌杆41能实现更优化的分层布置，搅拌作用、以及搅拌杆41上热气更均匀的分布，使得发酵效率进一步提高。由此本实施例可利用更低的成本，实现更快速的畜禽粪污发酵，利于真正实现畜禽粪污返田利用。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征及本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。