一种有机肥生产发酵装置及发酵方法与流程

1.本发明涉及有机肥生产技术领域，尤其是涉及一种有机肥生产发酵装置及发酵方法。


背景技术：

2.有机肥生产通常是通过微生物发酵基、切割成小段的辅料(秸秆、豆粕、棉粕、麦麸等)和畜禽粪(鸡粪、牛羊马粪、兔粪等)便混合加工而成，施于土壤以提供植物营养为其主要功能的含碳物料，有机肥富含大量有益物质，包括：多种有机酸、肽类以及包括氮、磷、钾在内的丰富的营养元素。不仅能为农作物提供全面营养，而且肥效长，可增加和更新土壤有机质，促进微生物繁殖，改善土壤的理化性质和生物活性，是绿色食品生产的主要养分。
3.在有机肥生产时需要使用到有机肥发酵罐，但现有的有机肥发酵罐存在不具备控温的功能，因为有机肥发酵产生高温，从而导致微生物死亡，降低了有机肥分解效率，为有机肥生产效率带来了影响。
4.现有专利(公告号：cn214004459u)一种有机肥生产用可控温的有机肥发酵罐，包括罐体，所述罐体顶部的中端固定安装有电机，所述电机的输出轴传动连接有转动板，所述转动板底部的两侧固定连接有转动杆，所述转动杆的两侧固定连接有搅拌杆。本实用新型通过罐体内腔的中端通过螺栓固定连接有加热管，起到了加热的效果，通过水泵的输入端通过进水管与水箱左侧的底部连通，水泵的输出端固定连接有输水管，输水管的输出端与水箱右侧的下端连通，起到了散热的效果，从而达到了控温的目的，解决了现有的有机肥发酵罐存在不具备控温的功能，从而容易因为有机肥发酵会产生高温，从而导致微生物死亡，降低了有机肥分解效率，为有机肥生产带来了影响的问题。
5.该有机肥生产用可控温的有机肥发酵罐虽然可以在发酵过程中实现控温效果，但是，仅通过在发酵罐内部中心位置设置加热管，使得发酵罐外沿位置的有机物受热较慢，而发酵罐中心位置的有机物受热较快，从而导致有机物受热不均，影响有机物的发酵，在发酵罐外侧设置输水管，通过输水管对发酵罐进行降温，由于输水管在发酵罐外侧，使得输水管与发酵罐内部的热交换效率较低，从而导致控温效果较差。
6.鉴于此，本发明提出一种一种有机肥生产发酵装置及发酵方法，解决上述技术问题。


技术实现要素：

7.本发明的目的在于提供一种有机肥生产发酵装置及发酵方法，以解决上述背景技术中提出的问题。
8.为实现以上目的，本发明通过以下技术方案实现：
9.一种有机肥生产发酵装置，包括发酵罐，所述发酵罐后侧面上端连通有进料管，所述发酵罐下端呈锥形结构，且锥形结构的下端连通有出料管，所述发酵罐前侧面固定连接有显示器，所述发酵罐内部上端面左侧嵌入式连接有温度传感器，且温度传感器与显示器
电连接；
10.所述发酵罐上方设有搅拌机构，所述搅拌机构包括电机、机架、驱动轴、加热电阻丝和搅拌轴，所述机架固定连接在发酵罐上端面中心位置，且机架上端面固定连接有电机，所述电机的输出轴贯穿机架并与驱动轴上端固定连接，所述驱动轴位于发酵罐中心位置，且其环形外表面竖直等距固定连接有若干组搅拌叶；
11.所述驱动轴外侧环形等距设有四个搅拌轴，且搅拌轴与驱动轴的内部中心位置均埋设有加热电阻丝。
12.优选的，靠近所述发酵罐内部上端面位置设有十字形结构的支架，且支架的四个端部分别与发酵罐内壁固定连接，所述驱动轴贯穿支架的中心位置并与支架转动连接；
13.所述搅拌轴的上端分别与支架的四个分支板下端面中心位置通过轴承转动连接，且搅拌轴环形外面上均竖直等距固定连接有若干组搅拌叶；
14.靠近所述支架下端面中心位置的驱动轴上固定套设有主齿轮，且驱动轴外侧的四个搅拌轴上均对应固定套设有副齿轮，所述副齿轮均与主齿轮啮合。
15.优选的，靠近所述支架下方发酵罐内壁位置设有齿轮环，所述齿轮环的内侧齿块分别与副齿轮啮合；
16.所述齿轮环上端面中心位置开设有截面呈倒t形的圆环形凹槽结构的卡槽，且卡槽内部转动连接有与其匹配的卡环，所述卡环的上端面分别与支架四个分支板的下端面外沿位置固定连接。
17.优选的，所述齿轮环下端面环形等距固定连接有若干个竖刮板，且竖刮板外侧面与发酵罐内壁接触，所述竖刮板的下端均固定连接有与发酵罐下端锥形罐体内壁贴合的斜刮板，所述斜刮板的内侧面上均竖直等距固定连接有若干个横杆。
18.优选的，所述发酵罐上端面环形等距开设有四个通风口，且每个通风口顺时针旋转45
°
位置处设有封板，所述封板与通风口之间均开设有供封板转动的扇形而结构的板槽；
19.所述发酵罐上端罐体中心位置固定连接有固定轴，且固定轴上转动套设有套环，所述套环外侧面至封板之间分别通过连接杆固定连接，前侧所述封板的前侧面固定连接有拨杆，且发酵罐上端罐体的前侧壁上开设有供拨杆转动的杆槽。
20.优选的，所述发酵罐外侧设有控温机构，所述控温机构包括一级齿轮，所述一级齿轮转动套设在位于发酵罐上方的驱动轴环形外表面上，所述一级齿轮内部中心位置开设圆形孔结构的圆槽，且圆槽中心位置的驱动轴环形外表面上固定套设有固定环。
21.优选的，所述固定环的环形外表面环形等距固定连接有顺时针倾斜的固定齿，且圆槽的环形内壁上对应开设有弧形而结构的限位槽；
22.所述限位槽内转动连接有转轴，所述转轴对应固定齿的一侧固定连接有逆时针倾斜的活动齿，且活动齿靠近圆槽环形内壁的一侧通过弹簧与限位槽内壁固定连接。
23.优选的，所述发酵罐左右两侧下端位置对称固定连接有架板，所述架板上端面均固定连接有水箱，所述水箱内部下端面均转动连接有往复丝杆；
24.所述往复丝杆的上端均贯穿至水箱上方并分别固定连接有二级齿轮，所述二级齿轮与一级齿轮之间通过履带转动连接，所述水箱内部均滑动连接有活塞，且活塞分别与往复丝杆螺旋传动连接。
25.优选的，所述发酵罐的直筒形罐体内部开设有螺旋形结构的导流孔，且左侧水箱
的右侧面上端通过一级水管与导流孔左侧上端孔口连通，所述右侧水箱的左侧面下端通过二级水管与导流孔右侧下端孔口连通。
26.一种有机肥生产发酵装置的发酵方法，包括如下步骤：
27.s1：搅拌：通过进料口将有原料和有机肥发酵剂输入发酵罐内，随后启动电机带动驱动轴和搅拌轴转动，从而对原料进行搅拌，使得有机肥发酵剂与原料混合均匀；
28.s2：加热：接通加热电阻丝的电源，使得驱动轴和搅拌轴分别受热，由于搅拌轴环形等距设置在驱动轴外侧，从而使得发酵罐内部靠近内壁位置的原料和中心位置的原料均匀受热，进而加快肥料的转化速率；
29.s3：控温：当显示器显示发酵罐内部温度过高时，转动拨杆带动封板顺时针旋转45
°
打开通风口，同时通过电机带动驱动轴顺时针转动，从而带动左右两侧水箱内部的往复丝杆转动，进而将水箱内的冷却水输入发酵罐罐体内的导流孔内形成水循环，通过通风口和冷却水的配合，加快降温效果，避免温度过高而导致微生物死亡；
30.s4：卸料：打开出料管上的阀门进行卸料，同时通过电机带动去做逆时针旋转，从而带动齿轮环下方的竖刮板和斜刮板转动，将附着在发酵罐内壁上肥料刮下，防止肥料挂壁而影响肥料的产量。
31.与现有技术相比，本发明的有益效果是：
32.1.通过电机带动驱动轴逆时针转动，从而带动搅拌轴，由于搅拌轴环形等距分布在驱动轴外侧，从而使驱动轴四周位置的原料得以搅拌，进而提高肥料搅拌的均匀性，保证了有机肥发酵剂与原料的充分混合，提高肥料的转化效率；
33.2.齿轮环与副齿轮啮合，驱动轴上的主齿轮与副齿轮啮合，从而带动齿轮环转动，进而带动竖刮板和斜刮板转动对发酵罐的内壁进行刮擦，避免原料挂壁，同时带动横杆对发酵罐锥形罐体内的原料进行搅拌，避免原料发生堆积而影响肥料转化率；
34.3.由于搅拌轴环形等距设分布在驱动轴外侧，从而使得发酵罐内部靠近内壁位置的原料和中心位置的原料均匀受热，进而加快肥料的转化速率；
35.4.转动拨杆带动封板顺时针旋转45
°
打开通风口，同时通过电机带动驱动轴顺时针转动，从而带动左右两侧水箱内部的往复丝杆转动，进而将水箱内的冷却水输入发酵罐罐体内的导流孔内形成水循环，通过通风口和冷却水的配合，加快降温效果，避免温度过高而导致微生物死亡。
附图说明
36.为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
37.图1为本发明的整体结构立体图；
38.图2为本发明图1中的a-a处剖面图；
39.图3为本发明图2中的b-b处剖面图；
40.图4为本发明图2中的c-c处剖面图；
41.图5为本发明图2中的d处放大图；
42.图6为本发明图3中的e处放大图；
43.图7为本发明主齿轮与副齿轮位置关系立体图；
44.图8为本发明搅拌轴与驱动轴位置关系立体图；
45.图9为本发明发酵方法流程图。
46.附图标记说明：
47.1、发酵罐；11、进料管；12、出料管；13、温度传感器；14、显示器；2、搅拌机构；21、电机；211、机架；212、驱动轴；213、加热电阻丝；22、支架；221、主齿轮；222、副齿轮；223、搅拌轴；23、齿轮环；231、卡槽；232、卡环；233、竖刮板；234、斜刮板；235、横杆；3、控温机构；31、一级齿轮；311、圆槽；312、固定环；313、固定齿；314、限位槽；315、转轴；316、活动齿；32、二级齿轮；33、水箱；331、往复丝杆；332、活塞；34、架板；35、导流孔；351、一级水管；352、二级水管；4、通风口；411、板槽；412、封板；413、杆槽；414、拨杆；415、连接杆；416、固定轴；417、套环。
具体实施方式
48.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
49.请参阅图1至图9，本发明提供一种技术方案：
50.一种有机肥生产发酵装置，包括发酵罐1，所述发酵罐1后侧面上端连通有进料管11，所述发酵罐1下端呈锥形结构，且锥形结构的下端连通有出料管12，所述发酵罐1前侧面固定连接有显示器14，所述发酵罐1内部上端面左侧嵌入式连接有温度传感器13，且温度传感器13与显示器14电连接；
51.所述发酵罐1上方设有搅拌机构2，所述搅拌机构2包括电机21、机架211、驱动轴212、加热电阻丝213和搅拌轴223，所述机架211固定连接在发酵罐1上端面中心位置，且机架211上端面固定连接有电机21，所述电机21的输出轴贯穿机架211并与驱动轴212上端固定连接，所述驱动轴212位于发酵罐1中心位置，且其环形外表面竖直等距固定连接有若干组搅拌叶；所述驱动轴212外侧环形等距设有四个搅拌轴223，且搅拌轴223与驱动轴212的内部中心位置均埋设有加热电阻丝213；
52.靠近所述发酵罐1内部上端面位置设有十字形结构的支架22，且支架22的四个端部分别与发酵罐1内壁固定连接，所述驱动轴212贯穿支架22的中心位置并与支架22转动连接；所述搅拌轴223的上端分别与支架22的四个分支板下端面中心位置通过轴承转动连接，且搅拌轴223环形外面上均竖直等距固定连接有若干组搅拌叶；靠近所述支架22下端面中心位置的驱动轴212上固定套设有主齿轮221，且驱动轴212外侧的四个搅拌轴223上均对应固定套设有副齿轮222，所述副齿轮222均与主齿轮221啮合。
53.工作时，通过进料管11将原料和有机肥发酵剂一起输入发酵罐1内，随后启动电机21带动驱动轴212逆时针转动，由于搅拌轴223上端分别与支架22的四个分支板下端面转动连接，其副齿轮222分别与主齿轮221啮合，从而带动搅拌轴223一起转动，通过搅拌轴223与驱动轴212的配合使得发酵罐1内部中心位置和靠近内壁位置的原料均得到搅拌，进而使原
料和有机肥发酵剂混合充分，提高了肥料的转化率，通过搅拌轴223和驱动轴212内部埋设的加热电阻丝213对原料加热以提高肥料转化速率，在发酵罐1内部上端面嵌入式连接有型号为pt100的温度传感器13，通过温度传感器13对发酵罐1内部温度进行实时监测，通过显示器14进行显示，方便工作人员观测发酵罐1内部温度变化，以便随时控温，避免温度过高导致微生物死亡。
54.作为本发明的一种实施例，如图2、图5、图7和图8所示，靠近所述支架22下方发酵罐1内壁位置设有齿轮环23，所述齿轮环23的内侧齿块分别与副齿轮222啮合；所述齿轮环23上端面中心位置开设有截面呈倒t形的套环417形凹槽结构的卡槽231，且卡槽231内部转动连接有与其匹配的卡环232，所述卡环232的上端面分别与支架22四个分支板的下端面外沿位置固定连接，所述齿轮环23下端面环形等距固定连接有若干个竖刮板233，且竖刮板233外侧面与发酵罐1内壁接触，所述竖刮板233的下端均固定连接有与发酵罐1下端锥形罐体内壁贴合的斜刮板234，所述斜刮板234的内侧面上均竖直等距固定连接有若干个横杆235。
55.工作时，由于齿轮环23与副齿轮222啮合，使得副齿轮222在转动时会带动齿轮环23绕主齿轮221转动，在齿轮环23上端面中心位置开设有截面呈倒t形的套环417形凹槽结构的卡槽231，且卡槽231内部转动连接有与其匹配的卡环232，卡环232的上端面分别与支架22四个分支板的下端面外沿位置固定连接，通过卡环232和卡槽231的配合将齿轮环23吊起方便了齿轮环23的转动，从而带动竖刮板233和斜刮板234绕发酵罐1内壁转动，从而对发酵罐1内壁进行刮擦，防止原料挂壁而影响肥料的转化率，在斜刮板234的内侧面上均竖直等距固定连接有若干个横杆235，使得斜刮板234在旋转的过程中会带动横杆235对发酵罐1锥形罐体位置的原料进行搅拌，防止原料堆积而影响肥料的转化效果。
56.作为本发明的一种实施例，如图1和图4所示，所述发酵罐1上端面环形等距开设有四个通风口4，且每个通风口4顺时针旋转45
°
位置处设有封板412，所述封板412与通风口4之间均开设有供封板412转动的扇形而结构的板槽411；所述发酵罐1上端罐体中心位置固定连接有固定轴416，且固定轴416上转动套设有套环417，所述套环417外侧面至封板412之间分别通过连接杆415固定连接，前侧所述封板412的前侧面固定连接有拨杆414，且发酵罐1上端罐体的前侧壁上开设有供拨杆414转动的杆槽413。
57.工作时，基于上述实施例，初始状态下，封板412盖在通风口4上，当发酵罐1内部温度过高时，将拨杆414顺时针拨动45
°
，由于封板412均通过连接杆415与套环417固定连接，套环417转动套设在固定轴416上，使得封板412沿着板槽411运动从而同时打开四个通风口4以提高发酵罐1的通风效果。
58.作为本发明的一种实施例，如图2、图3和图6所示，所述发酵罐1外侧设有控温机构3，所述控温机构3包括一级齿轮31，所述一级齿轮31转动套设在位于发酵罐1上方的驱动轴212环形外表面上，所述一级齿轮31内部中心位置开设圆形孔结构的圆槽311，且圆槽311中心位置的驱动轴212环形外表面上固定套设有固定环312，所述固定环312的环形外表面环形等距固定连接有顺时针倾斜的固定齿313，且圆槽311的环形内壁上对应开设有弧形而结构的限位槽314，所述限位槽314内转动连接有转轴315，所述转轴315对应固定齿313的一侧固定连接有逆时针倾斜的活动齿316，且活动齿316靠近圆槽311环形内壁的一侧通过弹簧与限位槽314内壁固定连接，所述发酵罐1左右两侧下端位置对称固定连接有架板34，所述
架板34上端面均固定连接有水箱33，所述水箱33内部下端面均转动连接有往复丝杆331，所述往复丝杆331的上端均贯穿至水箱33上方并分别固定连接有二级齿轮32，所述二级齿轮32与一级齿轮31之间通过履带转动连接，所述水箱33内部均滑动连接有活塞332，且活塞332分别与往复丝杆331螺旋传动连接，所述发酵罐1的直筒形罐体内部开设有螺旋形结构的导流孔35，且左侧水箱33的右侧面上端通过一级水管351与导流孔35左侧上端孔口连通，所述右侧水箱33的左侧面下端通过二级水管352与导流孔35右侧下端孔口连通。
59.工作时，基于上述实施例，当驱动轴212逆时针旋转时，由于固定齿313在固定环312的环形外表面顺时针倾斜，活动齿316在圆槽311环形内壁上逆时针倾斜，使得驱动轴212带动固定齿313逆时针旋转时始终将活动齿316向限位槽314位置挤压，从而不会与活动齿316卡合，进而不会带动一级齿轮31旋转，当发酵罐1内部温度过高需要降温时，通过电机21带动驱动轴212顺针旋转，此时活动齿316在弹簧的作用下回弹，从而在固定齿313经过时与活动齿316卡合，由于限位槽314会限制活动齿316逆时针转动，进而带动一级齿轮31旋转，由于一级齿轮31与二级齿轮32之间通过履带转动连接，从而分别带动左右两侧水箱33内的往复丝杆331旋转；
60.初始状态下，左侧水箱33内的活塞332位于水箱33下部位置，右侧水箱33内的活塞332也位于水箱33下部位置，往复丝杆331转动时活塞332均向上移动，左侧活塞332将水箱33内的冷却水经导流孔35左侧上端孔口位置的一级水管351压入导流孔35内，再经导流孔35右侧孔口位置的二级水管352流入右侧水箱33内，当活塞332均运动至往复丝杆331上端时开始向下运动，此时右侧活塞332将水箱33内的冷却水经导流孔35右侧孔口位置的二级水管352压入导流孔35内，再经导流孔35左侧孔口位置的一级水管351流回左侧水箱33内，从而形成水循环，发酵罐1的直筒罐体内部开始螺旋形结构的导流孔35提高冷却水对发酵罐1内部的吸热效果，同时配合通风口4的通风换热，提高了换热效果，从而实现快速降温，避免温度过高而导致微生物死亡，保证了肥料的转化效果。
61.一种有机肥生产发酵装置的发酵方法，包括如下步骤：
62.s1：搅拌：通过进料口将有原料和有机肥发酵剂输入发酵罐1内，随后启动电机21带动驱动轴212和搅拌轴223转动，从而对原料进行搅拌，使得有机肥发酵剂与原料混合均匀；
63.s2：加热：接通加热电阻丝213的电源，使得驱动轴212和搅拌轴223分别受热，由于搅拌轴223环形等距设置在驱动轴212外侧，从而使得发酵罐1内部靠近内壁位置的原料和中心位置的原料均匀受热，进而加快肥料的转环速率；
64.s3：控温：当显示器14显示发酵罐1内部温度过高时，转动拨杆414带动封板412顺时针旋转45
°
打开通风口4，同时通过电机21带动驱动轴212顺时针转动，从而带动左右两侧水箱33内部的往复丝杆331转动，进而将水箱33内的冷却水输入发酵罐1罐体内的导流孔35内形成水循环，筒通风口4和冷却水的配合，加快降温效果，避免温度过高而导致微生物死亡；
65.s4：卸料：打开出料管12上的阀门进行卸料，同时通过电机21带动去做逆时针旋转，从而带动齿轮环23下方的竖刮板233和斜刮板234转动，将附着在发酵罐1内壁上肥料刮下，防止肥料挂壁而影响肥料的产量。
66.工作原理：通过进料管11将原料和有机肥发酵剂一起输入发酵罐1内，随后启动电
机21带动驱动轴212逆时针转动，由于搅拌轴223上端分别与支架22的四个分支板下端面转动连接，其副齿轮222分别与主齿轮221啮合，从而带动搅拌轴223一起转动，通过搅拌轴223与驱动轴212的配合使得发酵罐1内部中心位置和靠近内壁位置的原料均得到搅拌，进而使原料和有机肥发酵剂混合充分，提高了肥料的转化率，通过搅拌轴223和驱动轴212内部埋设的加热电阻丝213对原料加热以提高肥料转化速率，在发酵罐1内部上端面嵌入式连接有型号为pt100的温度传感器13，通过温度传感器13对发酵罐1内部温度进行实时监测，通过显示器14进行显示，方便工作人员观测发酵罐1内部温度变化，以便随时通过控温机构3进行控温，避免温度过高导致微生物死亡。
67.最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。