一种智能旋转堆肥箱及其堆肥方法 |
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| 申请号 | CN202410215229.0 | 申请日 | 2024-02-27 | 公开(公告)号 | CN117865736A | 公开(公告)日 | 2024-04-12 |
| 申请人 | 重庆市农业科学院; | 发明人 | 唐宁; 刘科; 毕茹; 杨玉鹏; 王尘辰; 张凯; 张娟; 蒋书琴; | ||||
| 摘要 | 本 发明 公开了一种智能旋转堆肥箱及其堆肥方法，包括 机架 和转动连接在机架上的 发酵 仓，机架上设有转动 电机 ，转动电机与发酵仓之间连接有传动机构，发酵仓的两端通过 转轴 转动连接在机架上，发酵仓为两个端板和至少三个侧板围成的棱柱状，任意一侧的侧板上铰接有仓 门 ，发酵仓上设置有用于关闭仓门的 锁 扣，端板上均设置有透气结构，发酵仓上设置有温湿度 传感器 和 氧 气传感器，温 湿度传感器 的检测 信号 输出端连接PLC温湿度信号输入端，氧气传感器检测信号输出端连接PLC氧气信号输入端，PLC驱动输出端连接转动电机驱动信号输入端，转动电机为能够正反转的电机。搅拌效率高，自动化程度高，简化生产环节，减少劳动 力 投入，提高管理效率。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种智能旋转堆肥箱，包括机架(1)和转动连接在机架(1)上的卧式发酵仓(2)，所述机架(1)上设置有用于驱动发酵仓(2)转动的转动电机(3)，所述转动电机(3)与发酵仓(2)之间连接有传动机构，其特征在于：所述发酵仓(2)的两端通过转轴转动连接在机架(1)上，所述发酵仓(2)为两个端板(2a)和至少三个侧板(2b)围成的中空棱柱状，任意一侧的侧板(2b)上铰接有仓门，所述发酵仓(2)上设置有用于关闭仓门的锁扣(2c)，所述端板(2a)上均设置有透气结构(5)，且发酵仓(2)的端板(2a)和侧板(2b)外侧均设有保温层(4)，所述发酵仓(2)上设置有温湿度传感器和氧气传感器，所述温湿度传感器的检测信号输出端连接PLC温湿度信号输入端，所述氧气传感器检测信号输出端连接PLC氧气信号输入端，PLC驱动输出端连接转动电机(3)驱动信号输入端，所述转动电机(3)为能够正反转的电机。 |
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| 说明书全文 | 一种智能旋转堆肥箱及其堆肥方法技术领域[0001] 本发明涉及堆肥处理技术领域，具体涉及一种智能旋转堆肥箱及其堆肥方法。 背景技术发明内容[0005] 为了实现上述目的，本发明提供了一种智能旋转堆肥箱，包括机架和转动连接在机架上的卧式发酵仓，所述机架上设置有用于驱动发酵仓转动的转动电机，所述转动电机与发酵仓之间连接有传动机构，所述发酵仓的两端通过转轴转动连接在机架上，所述发酵仓为两个端板和至少三个侧板围成的中空棱柱状，任意一侧的侧板上铰接有仓门，所述发酵仓上设置有用于关闭仓门的锁扣，所述端板上均设置有透气结构，且发酵仓的端板和侧板外侧均设有保温层，所述发酵仓上设置有温湿度传感器和氧气传感器，所述温湿度传感器的检测信号输出端连接PLC温湿度信号输入端，所述氧气传感器检测信号输出端连接PLC氧气信号输入端，PLC驱动输出端连接转动电机驱动信号输入端，所述转动电机为能够正反转的电机。 [0007] 上述方案中：所述发酵仓的侧板上与仓门相对设置有排放管口，所述机架上设置有位于发酵仓正下方的残液盘，所述保温层为保温棉。设置的残液盘能够接住倒出肥料时流出的液体。采用保温棉，材料简单易得，成本低。 [0009] 上述方案中：每个所述端板上的透气结构均为两个，且两个透气结构呈对角分布，所述透气结构均包括若干个透气孔。呈对角分布能够形成对流，调节发酵仓内的温度和湿度。 [0010] 上述方案中：所述发酵仓的侧板上设置有把手，且任意相邻两个侧板中有且仅有一个侧板设置有把手，相邻的两个所述把手水平交替设置，便于手动转动。 [0011] 本发明还提供了一种智能旋转堆肥箱堆肥方法，包括上述方案中的一种智能旋转堆肥箱，还包括以下步骤： [0012] 步骤一：将收集的厨余垃圾放入到发酵仓中； [0014] 步骤三：调节水分含量； [0015] 步骤四：添加堆肥菌剂； [0016] 步骤五：一次腐熟，旋转发酵仓将厨余垃圾、碳源、氮源和堆肥菌剂混合均匀，关闭发酵仓，进行发酵；发酵时的发酵温度为60±2℃，发酵时间为2～4天；若温湿度传感器检测到厨余垃圾一直无法达到设定温度，则需要重新物料的调节其含水量或碳氮比； [0017] 步骤六：二次腐熟，待一次腐熟结束后，正反间隔转动发酵仓进行搅拌，搅拌完毕后进入二次腐熟阶段，二次腐熟阶段的温度为50±2℃；在一次腐熟和二次腐熟阶段如，氧气传感器检测到发酵仓内氧气低于15％，则转动发酵仓，使得发酵仓内气压变化，外部空气从透气结构进入发酵仓内补充氧气； [0018] 步骤七：发酵完成。 [0019] 上述方案中：所述碳氮比为20～30；所述厨余垃圾的水分含量为50‑60％；添加堆肥菌剂时，每1升厨余垃圾添加0.05～0.1g堆肥菌剂。 [0020] 上述方案中：通过PLC驱动转动电机转动发酵仓，使得物料在发酵仓内翻转运动，以进行混合。 [0021] 上述方案中：步骤六中搅拌时，通过PLC先驱动转动电机正向转动3min，再反向转动3min，持续运行1小时，停止转动，进入二次腐熟阶段。 [0022] 综上所述，本发明的有益效果是：设置的温度传感器、PLC和转动电机，能够形成自动化系统，简化生产环节，减少劳动力投入，实现远程监控，提高管理效率。发酵时，能够根据设定的温度值自动控制，有效控制发酵过程，有效提升发酵质量，设备运行可靠性安全性得到有效保障。发酵仓设置为棱柱状，相比现有技术中圆桶状的发酵仓，具有棱角，厨余垃圾不易滑动，需要转动到一定高度后才会滑动或者翻倒，能够提高混合效果，有效提高搅拌效率。同时，设置的透气结构，不仅能够供发酵过程中产生的气体排出，还能通过在转动过程中形成气流，从而将外部空气带入到发酵仓内，便于维持发酵仓内温度处于设定温度范围内，还能补充氧气，使得整个好氧堆肥过程快速进行。本发明腐熟发酵时间仅需要7‑10天，发酵效率高。附图说明 [0023] 图1是本发明的示意图。 [0024] 图2是图1的左视图。 [0025] 图3是本发明的剖视图。 [0026] 图4是本发明的电路图。 [0027] 图5是本发明的控制电路图。 具体实施方式[0028] 下面通过实施例并结合附图，对本发明作进一步说明： [0029] 如图1～图5所示的一种智能旋转堆肥箱，包括机架1和转动连接在机架1上的卧式发酵仓2。发酵仓2的两端通过转轴转动连接在机架1上，本实施例的发酵仓2为两个端板2a和八个侧板2b围成的中空的八棱柱状。具体的，端板2a的边缘均向侧板2b弯折并延伸，形成端盖，端盖与每个侧板2b之间均通过螺栓进行固定。便于安装，提高发酵仓2的结构稳定性。任意一侧的侧板2b上铰接有仓门，发酵仓2上设置有用于关闭仓门的锁扣2c。端板2a上均设置有透气结构5，每个端板2a上的透气结构5均为两个，且两个透气结构5呈对角分布，透气结构5均包括若干个透气孔5a。呈对角分布能够形成对流，调节发酵仓2内的温度和湿度。 [0030] 机架1上设置有用于驱动发酵仓2转动的转动电机3。转动电机3与发酵仓2之间连接有传动机构，包括设置在一侧转轴上和转动电机3输出端的传动齿轮3a，转轴与转动电机3之间连接有传动链条3b。设置的传动齿轮3a和传动链条3b，组成简单，传动可靠。 [0031] 发酵仓2上设置有温湿度传感器和氧气传感器，温湿度传感器的检测信号输出端连接PLC温湿度信号输入端，氧气传感器检测信号输出端连接PLC氧气信号输入端，PLC驱动输出端连接转动电机3驱动信号输入端，转动电机3为能够正反转的电机。发酵时，当氧气传感器检测到氧气低于15％，则驱动转动电机3转动发酵仓2，从而使外部空气从透气结构进入到发酵仓2内，补充氧气，以制造最优发酵环境，提高发酵效率。 [0032] 且发酵仓2的端板2a和侧板2b外侧均铺设有保温层4，能够进行保温。本实施例的保温层4为保温棉，材料简单易得，成本低。 [0033] 机架1的底部设置有行走轮1a，便于移动机架1和发酵仓2。发酵仓2的侧板2b上与仓门相对设置有排放管口1c，机架1上设置有位于发酵仓2正下方的残液盘1b，设置的残液盘1a能够接住倒出肥料时流出的液体。 [0034] 发酵仓2的侧板2b上设置有把手2d，且任意相邻两个侧板2b中有且仅有一个侧板2b设置有把手2d，相邻的两个把手2d水平交替设置，便于手动转动。、 [0035] 还包括控制系统，控制系统包括降压器V1，PLC正极连接降压器V1电源输出正极，PLC负极连接降压器V1电源输出负极，氧气传感器正极连接降压器V1电源输出正极，氧气传感器负极连接降压器V1电源输出负极，氧气传感器检测信号输出端连接集线器氧气信号输入端，集线器氧气信号输出端连接PLC氧气信号输入端；降压器V1电源输出正极连接手自动开关S1一端，手自动开关S1另一端连接PLC驱动信号输出端和继电器K1绕组一端，继电器K1绕组另一端连接降压器V1电源输出负极；转动电机配备有变频器，变频器正极连接继电器K1常开触点一端，继电器K1常开触点另一端连接降压器V1电源输出正极，变频器负极连接降压器V1电源输出负极，变频器驱动输出端连接转动电机驱动输入端； [0036] 温湿度传感器正极连接降压器V1电源输出正极，温湿度传感器负极连接降压器V1电源输出负极，温湿度传感器检测信号输出端连接集线器氧气信号输入端，集线器温湿度信号输出端连接PLC温湿度信号输入端；PLC显示信号输出端连接工控屏显示信号输入端，工控屏正极连接降压器V1电源输出正极，工控屏负极连接降压器V1电源输出负极。 [0037] 本发明还提供了一种智能旋转堆肥箱堆肥方法，包括上述方案的堆肥箱，还包括以下步骤： [0038] 步骤一：将收集的厨余垃圾放入到发酵仓2中； [0039] 步骤二：添加碳源或者氮源调节碳氮比，使得碳氮比为20～30； [0040] 步骤三：调节水分含量，使得厨余垃圾的水分含量为50‑60％，若温湿度传感器检测到厨余垃圾湿度过高，则需要重新调整水分含量； [0041] 步骤四：添加堆肥菌剂，其中，每1升厨余垃圾添加0.05～0.1g堆肥菌剂； [0042] 步骤五：一次腐熟，旋转发酵仓将厨余垃圾、碳源、氮源和堆肥菌剂混合均匀，关闭发酵仓2，进行发酵；发酵时的发酵温度为60±2℃，发酵时间为2～4天；若温湿度传感器检测到厨余垃圾一直无法达到设定温度，则需要重新物料的调节其含水量或碳氮比； [0043] 通过PLC驱动转动电机3转动发酵仓2，使得物料在发酵仓2内翻转运动，以进行混合； [0044] 步骤六：二次腐熟，待一次腐熟结束后，正反间隔转动发酵仓进行搅拌，搅拌完毕后进入二次腐熟阶段，二次腐熟阶段的温度为50±2℃；在一次腐熟和二次腐熟阶段如，氧气传感器检测到发酵仓内氧气低于15％，则转动发酵仓2，使得发酵仓2内气压变化，外部空气从透气结构5进入发酵仓2内补充氧气； [0045] 搅拌时，通过PLC先驱动转动电机3正向转动3min，再反向转动3min，持续运行1小时，停止转动后进入二次腐熟阶段； [0046] 步骤七：发酵完成。 |
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