搅拌箱式好氧发酵反应器

技术领域

本发明涉及好氧发酵反应器技术领域，具体涉及一种搅拌箱式好氧发酵反应器。

背景技术

随着固体废弃物的排放量不断增长，废弃物的处理成了关系生态环境的一大问题，作为废弃物的一种处理方法，堆肥技术越来越受到重视，相应的堆肥设备发展迅速。好氧堆肥反应器系统具有堆体温度高、发酵时间短、有机物分解彻底、有效防止病原菌的传播和异味散发的优点。堆肥设备的不同主要体现在通风方式、有无搅拌及外形特点这几方面。

除了工厂化的堆肥设备外，应用小规模的固体废弃物处理小型的堆肥装置，需求量也越来越多，这种装置体积在15-17m3范围内，由于小型化的装置采用全金属材料制作，其表面积越小，散热也越快，会对发酵时间以及有机物分解速度带来不利影响，彩外在堆肥反应器内进行堆肥容易产生一些问题，例如物料均匀性差，通气不均衡，造成局部厌氧、结块，物料发酵不完全，进出料困难等。

发明内容

本发明针对现有技术存在的不足，提供了一种搅拌箱式好氧发酵反应器，以实现对堆肥环境进行监测和调节和对物料充分的搅拌、通气完成好氧发酵的目的。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种搅拌箱式好氧发酵反应器，包括箱体和曝气风机，箱体上部安装导轨，导轨上安装机架，机架上安装机架行走减速电机、螺旋行走减速机以及螺旋搅拌减速机，箱体左右两侧分别安装进料门和出料门，出料门前方安装出料斗，出料门两侧的箱体上安装电动推杆，电动推杆推动出料门沿着出料门轨道上下移动，箱体后部安装排气风机，进料门内部下方安装进料桶，进料桶外侧设置液压翻转上料架，机架行走减速电机输出端通过链轮经机架行走被动链轮驱动机架行走主轴转动，从而带动机架行走主轴两端的机架行走轮在导轨上纵向往复行走，螺旋搅拌减速机的输出端通过螺旋轴固定轴承座与螺旋搅拌轴相连，螺旋行走减速机通过驱动链轮经螺旋行走被动链轮驱动螺旋行走轮在机架上横向往复行走，完成螺旋搅拌轴横向往复运动，箱体上安装若干传感器，曝气风机出口通过曝气通风管与箱体内部相通。

上述箱体上部安装阳光板防雨棚，箱体与阳光板防雨棚形成一个密封仓体结构。

上述螺旋搅拌轴与箱体底部呈15度角向出料门方向倾斜。

上述液压翻转上料架包括上料支架、料斗、链条、链轮，油缸和上料液压站，上料液压站通过液压管与油缸连接，给油缸输送液压油，油缸上下往复运动，带动链轮转动，链轮将链条带动上下移动，将料斗物料送到进料口，再原路返回到底部，通过传感器控制料斗上下移动位置。

上述曝气风机出口流量计前设置自动加热装置，可根据环境温度和发酵的物料温度，通过温度传感器控制通风温度。

上述箱体内设置内外隔板，隔板焊接在箱体支架上，内外隔板间设置保温层，以防止温度的散失，保温层为聚苯乙烯或聚氨酯或泡沫石棉等保温材料。

本发明把堆肥原料进行配比混合后，将其通过自动液压上料系统装入堆肥反应器中，关闭进料口，风机开始工作，利用时间控制法调节通风时间，也可完全由人工来控制风机的开与关。通风开启、关闭时间，搅拌时间和次数，根据堆肥内部温度，堆肥内部的供氧气量，通过控制系统开控制，保证微生物的分解活动，最终保证堆肥最终腐熟。堆肥装置可以记录温度、、氧气和氨气、硫化氢含量值，在进行时间控制之外，也可以人为根据氧气含量以及温度的数据，采用另外的控制方法，并且可以对氧气的消耗，堆肥的需氧情况等作进一步研究，为后续的实验研究提供了更大的空间。本发明通过机架行走减速机经链轮和传动主轴驱动行走轮实现机架体和螺旋搅拌系统纵向前后往复运动；螺旋搅拌系统：包括安装在机架体上螺旋行走减速机、螺旋行走轮及支架，螺旋搅拌轴减速机、螺旋轴固定轴承座安装在行走轮的支架上，搅拌轴与螺旋减速机连接由轴承座固定在行走轮支架上，搅拌轴上焊有螺旋叶片，搅拌轴由电机减速机驱动，搅拌轴在较低的转速下适应反应器的搅拌要求。本叶片为螺旋布置，螺距355mm,螺旋轴向出料口方向倾斜15度角，以增加搅拌、抛送物料出料效果。启动螺旋减速机后，搅拌装置能连续对物料进行翻转向前抛送，在物料翻转的搅拌轴螺旋叶片上形成成了一个相对位移的向出料口方向翻料、抛送的一个环境，在此翻、抛物料的环境下，轻、重物料翻转、下落、抛送均是同步的，使物料充分混合均匀。

本发明为好氧发酵反应器设置自动上料机构、搅拌机构和通风机构，可以对堆肥环境进行监测和调节，能够使物料混匀，改善通气性，水分易蒸发，物料发酵充分，不存在局部缺氧或结块，进出料容易，风机可以实现人为控制，具有设计合理、操作便利和发酵稳定高效的优点。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1是本发明的结构示意图；

图2是本发明的左视结构示意图；

图3是本发明的右视结构示意图。

图中1箱体、2液压翻转上料架、3进料桶、4阳光板防雨棚、5排气风机、6螺旋行走减速机、7螺旋搅拌减速机、8机架、9机架行走轮、10螺旋搅拌轴、11进料门、12出料门、13出料斗、14导轨、15机架行走减速电机、16链轮、17机架行走被动链轮、18机架行走主轴、19驱动链轮、20螺旋行走被动链轮、21螺旋行走轮、22螺旋轴固定轴承座、23传感器、24曝气风机、25曝气通风管、26保温层、27电动推杆、28出料门轨道。

具体实施方式

如图1、图2和图3所示，一种搅拌箱式好氧发酵反应器，包括箱体1和曝气风机24，箱体1上部安装导轨14，导轨14上安装机架8，机架8上安装机架行走减速电机15、螺旋行走减速机6以及螺旋搅拌减速机7，箱体1左右两侧分别安装进料门11和出料门12，出料门12前方安装出料斗13，出料门12两侧的箱体上安装电动推杆27，电动推杆27推动出料门沿着出料门轨道28上下移动，箱体后部安装排气风机5，进料门内部下方安装进料桶3，进料桶3外侧设置液压翻转上料架2，液压翻转上料架2包括上料支架、料斗、链条、链轮，油缸和上料液压站，上料液压站通过液压管与油缸连接，给油缸输送液压油，油缸上下往复运动，带动链轮转动，链轮将链条带动上下移动，将料斗物料送到进料口，再原路返回到底部，通过传感器控制料斗上下移动位置，机架行走减速电机15输出端通过链轮16经机架行走被动链轮17驱动机架行走主轴18转动，从而带动机架行走主轴两端的机架行走轮9在导轨14上纵向往复行走，螺旋搅拌减速机7的输出端通过螺旋轴固定轴承座22与螺旋搅拌轴10相连，螺旋搅拌轴10与箱体1底部呈15度角向出料门方向倾斜，螺旋行走减速机6通过驱动链轮19经螺旋行走被动链轮20驱动螺旋行走轮21在机架8上横向往复行走，完成螺旋搅拌轴横向往复运动，箱体上安装若干传感器23，曝气风机24出口通过曝气通风管25与箱体内部相通。曝气风机出口流量计前设置自动加热装置，可根据环境温度和发酵的物料温度，通过温度传感器控制通风温度。箱体上部安装阳光板防雨棚4，箱体1与阳光板防雨棚4形成一个密封仓体结构。箱体内设置内外隔板，隔板焊接在箱体支架上，内外隔板间设置保温层26，以防止温度的散失，保温层为聚苯乙烯或聚氨酯或泡沫石棉等保温材料。

本发明把堆肥原料进行配比混合后，将其通过自动液压上料系统装入堆肥反应器中，关闭进料口，风机开始工作，利用时间控制法调节通风时间，也可完全由人工来控制风机的开与关。通风开启、关闭时间，搅拌时间和次数，根据堆肥内部温度，堆肥内部的供氧气量，通过控制系统开控制，保证微生物的分解活动，最终保证堆肥最终腐熟。堆肥装置可以记录温度、、氧气和氨气、硫化氢含量值，在进行时间控制之外，也可以人为根据氧气含量以及温度的数据，采用另外的控制方法，并且可以对氧气的消耗，堆肥的需氧情况等作进一步研究，为后续的实验研究提供了更大的空间。本发明通过机架行走减速机经链轮和传动主轴驱动行走轮实现机架体和螺旋搅拌系统纵向前后往复运动；螺旋搅拌系统：包括安装在机架体上螺旋行走减速机、螺旋行走轮及支架，螺旋搅拌轴减速机、螺旋轴固定轴承座安装在行走轮的支架上，搅拌轴与螺旋减速机连接由轴承座固定在行走轮支架上，搅拌轴上焊有螺旋叶片，搅拌轴由电机减速机驱动，搅拌轴在较低的转速下适应反应器的搅拌要求。本叶片为螺旋布置，螺距355mm,螺旋轴向出料口方向倾斜15度角，以增加搅拌、抛送物料出料效果。启动螺旋减速机后，搅拌装置能连续对物料进行翻转向前抛送，在物料翻转的搅拌轴螺旋叶片上形成成了一个相对位移的向出料口方向翻料、抛送的一个环境，在此翻、抛物料的环境下，轻、重物料翻转、下落、抛送均是同步的，使物料充分混合均匀。

反应器内部工作部件与物料接触的部分均部件采用304不锈钢材料，减少的物料对接触内部材料的腐蚀，提高了反应器的使用寿命。

由于整个反应器所有工作部件和传动部件都裸露在外，其工作环境比较差，所以在反应器外部增加了整体箱体和阳光板防雨棚，表面防腐处理，既保证了反应器不因为露在外已损坏，起到保护反应器的作用，也使反应器成为一个整体，外感整洁美观，阳光板防雨棚采用PC中空板作为防雨、防腐、密封的材料，PC阳光板不仅防雨其由于是中空板保温、透光性好还可吸收阳光照射的热量，为发酵物料提供一定的热能。

搅拌装置包括一组传动链轮、一根搅拌轴以及一个连接在搅拌轴上的螺旋叶片，搅拌轴由螺旋固定轴承座支撑，由螺旋搅拌电机减速机驱动转动，可通过控制电机转速用于调节搅拌轴的转速。螺旋搅拌轴固定在螺旋行走轮上，通过螺旋行走减速机驱动链轮、链条带动行走轮转动在机架上做往复运动。

曝气通风管系统与曝气风机之间可依次连接一过滤器-释压阀一温度计一和一阀门，用于监测和调节气流量。所述阀门可为电子阀门，所述风机可通过一时间继电器控制其开关时间。箱体上部采用透明的阳光板可观察物料发酵情况和取样，箱体侧上部有1个排风口，排风口按装一排风扇，采用强制排风以便及时带走多余水分和废气。

通过对温度传感器等的数据采集可以实现对温度等的检测。并且，可以通过一数据采集器将上述传感器输出的信号采集到计算机中，可实现对数据的实时记录、存储和调用，时刻了解堆肥中温度、湿度等的变化情况，从而为堆肥的过程控制提供了良好的环境。

上述反应器的箱体体外壁还可包被一层保温层，以防止温度的散失。保温材料可以是（聚苯乙烯、聚氨酯、泡沫石棉等)。经试验表明，反应器在外界温度低于零度的条件下，仍能维持温度上升，达到高温期，并持续二周左右。

该搅拌箱式好氧发酵堆肥反应器，能够使物料混匀，改善通气性，水分易蒸发，物料发酵充分，不存在局部缺氧或结块，进出料容易，风机可以实现人为控制，并且可以在线监测和管理数据，随时调用分析数据，是研究好氧堆肥过程的良好反应器。