本發(fā)明涉及廢棄物的無害化處理技術(shù)領(lǐng)域,尤其涉及一種廢棄物生物制料機。
背景技術(shù):
目前,我國對廢棄物綜合處理利用技術(shù)滯后,隨意拋棄和焚燒現(xiàn)象普遍,各種工業(yè)和農(nóng)業(yè)廢棄物大多未進行無害化處理,不但嚴(yán)重污染環(huán)境而且極大地浪費資源,為有效解決上述問題,申請人研發(fā)了利用廢棄物生產(chǎn)有機肥的設(shè)備和方法。
技術(shù)實現(xiàn)要素:
為了解決現(xiàn)有技術(shù)存在的上述問題,本發(fā)明提供了一種廢棄物生物制料機,包括供熱系統(tǒng)、供氧系統(tǒng)、上料系統(tǒng)、發(fā)酵系統(tǒng)、卸料系統(tǒng)、液壓系統(tǒng)和電氣控制系統(tǒng),所述供熱系統(tǒng)為發(fā)酵系統(tǒng)提供熱能,所述供氧系統(tǒng)為發(fā)酵系統(tǒng)提供新鮮空氣,所述上料系統(tǒng)為發(fā)酵系統(tǒng)提供待發(fā)酵物料,所述卸料系統(tǒng)從發(fā)酵系統(tǒng)卸除已發(fā)酵物料,所述液壓系統(tǒng)為發(fā)酵系統(tǒng)的進料門、出料門和攪拌器提供動力,所述電氣控制系統(tǒng)分別控制供熱系統(tǒng)、供氧系統(tǒng)、上料系統(tǒng)、發(fā)酵系統(tǒng)、卸料系統(tǒng)和液壓系統(tǒng)。
進一步的,所述廢棄物生物制料機還包括將待處理物料細(xì)化的預(yù)處理系統(tǒng)。
進一步的,所述預(yù)處理系統(tǒng)為粉碎機。
進一步的,所述供熱系統(tǒng)為可調(diào)式高效環(huán)保電熱能爐、環(huán)保型生物顆粒熱能爐、節(jié)能型天然氣熱能爐、通用型柴油熱能爐或環(huán)保型燃煤熱能爐。
進一步的,所述上料系統(tǒng)包括螺旋攪龍進料器。
進一步的,所述卸料系統(tǒng)為刮板式物料運輸機。
進一步的,所述發(fā)酵系統(tǒng)包括雙罐體的發(fā)酵罐和具有雙螺旋刀軸的攪拌器。
進一步的,所述供氧系統(tǒng)包括供氧風(fēng)機。
進一步的,所述電氣控制系統(tǒng)包括主控單元、攪拌控制單元、上料控制單元、卸料控制單元、溫度控制單元、進料門控制單元、出料門控制單元、供熱控制系統(tǒng)和供氧控制單元,其中攪拌控制單元對應(yīng)控制所述攪拌器,上料控制單元對應(yīng)控制所述上料系統(tǒng),卸料控制單元對應(yīng)控制所述卸料系統(tǒng),溫度控制單元對應(yīng)控制所述發(fā)酵系統(tǒng)的發(fā)酵罐內(nèi)的發(fā)酵溫度,進料門控制單元對應(yīng)控制發(fā)酵罐內(nèi)的進料門,出料門控制單元對應(yīng)控制發(fā)酵罐內(nèi)的出料門,供熱控制系統(tǒng)對應(yīng)控制供熱系統(tǒng),供氧控制單元對應(yīng)控制供氧系統(tǒng)。
進一步的,所述液壓系統(tǒng)包括液壓泵站、油溫散熱器、電磁閥、管路、液壓油缸和液壓馬達(dá)。
本發(fā)明提供的設(shè)備,可用于農(nóng)作物秸稈、煙葉、農(nóng)貿(mào)市場垃圾、餐飲垃圾、城市園林垃圾、藍(lán)藻、水葫蘆等水體垃圾、中藥渣、酒渣、醬渣等工農(nóng)業(yè)有機廢棄物的無害化處理,制成優(yōu)質(zhì)商品有機肥、種植基料、農(nóng)牧飼料,從而實現(xiàn)廢棄物的生態(tài)生物循環(huán)利用。
附圖說明
圖1為本發(fā)明實施例中一種廢棄物生物制料機的結(jié)構(gòu)示意圖;
圖2-1為本發(fā)明實施例中一種供熱系統(tǒng)的俯視示意圖;
圖2-2為圖2-1的側(cè)視示意圖;
圖3為本發(fā)明實施例中一種供氧系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖;
圖4為本發(fā)明實施例中一種上料系統(tǒng)的進料器示意圖;
圖5為本發(fā)明實施例中一種上料系統(tǒng)的上料機示意圖;
圖6為本發(fā)明實施例中一種發(fā)酵系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖;
圖7為本發(fā)明實施例中一種卸料系統(tǒng)的示意圖;
圖8為本發(fā)明實施例中一種粉碎機的結(jié)構(gòu)示意圖;
圖9為圖8的補充結(jié)構(gòu)示意圖;
圖10為圖8的補充結(jié)構(gòu)示意圖;
圖11-1為本發(fā)明實施例中一種電氣控制系統(tǒng)的界面設(shè)置示意圖;
圖11-2為本發(fā)明實施例中一種電氣控制系統(tǒng)的界面設(shè)置示意圖;
圖11-3為本發(fā)明實施例中一種電氣控制系統(tǒng)的監(jiān)控狀態(tài)界面。
其中,100-供熱系統(tǒng),200-供氧系統(tǒng),300-上料系統(tǒng),310-進料器,311-螺旋輸送器,312-撥料桿,320-上料機,321-上料機入口,322-鏈輪,323-出料口,324-鏈條,325-鏈耙,326-支架,400-發(fā)酵系統(tǒng),410-發(fā)酵罐,420-攪拌器,500-卸料系統(tǒng),501-卸料機入口,502-鏈輪,503-出料口,504-鏈條,505-鏈耙,506-支架,600-預(yù)處理系統(tǒng),601-輸送帶,602-壓輥,603-粉碎室,604-出料口,605-電動機,606-刀軸,607-減速器。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖,對本發(fā)明做進一步地說明。
如圖1所示,為本發(fā)明的一種實施例的廢棄物生物制料機,包括供熱系統(tǒng)100、供氧系統(tǒng)200、上料系統(tǒng)300、發(fā)酵系統(tǒng)400、卸料系統(tǒng)500、液壓系統(tǒng)和電氣控制系統(tǒng),所述供熱系統(tǒng)100為發(fā)酵系統(tǒng)提供熱能,所述供氧系統(tǒng)200為發(fā)酵系統(tǒng)400提供新鮮空氣,所述上料系統(tǒng)300為發(fā)酵系統(tǒng)400提供待發(fā)酵物料,所述卸料系統(tǒng)500從發(fā)酵系統(tǒng)400卸除已發(fā)酵物料,所述液壓系統(tǒng)為發(fā)酵系統(tǒng)400的進料門、出料門和攪拌器提供動力,所述電氣控制系統(tǒng)分別控制供熱系統(tǒng)100、供氧系統(tǒng)200、上料系統(tǒng)300、發(fā)酵系統(tǒng)400、卸料系統(tǒng)500和液壓系統(tǒng)。
在本發(fā)明一個實施例中,該廢棄物生物制料機的外型尺寸(長×寬×高)為:7500mm×7500mm×3500mm
發(fā)酵系統(tǒng)400的罐體容積:6.4m3
發(fā)酵系統(tǒng)400的最大處理量:3-6m3/次
攪拌器的攪拌主軸轉(zhuǎn)速:5-10r/min
供熱系統(tǒng)100的熱風(fēng)爐熱源溫度:0~800℃
物料處理溫度:0~100℃
主機總重量:5.5t。
如圖2-1,2-2所示,為本發(fā)明的一種供熱系統(tǒng)100的示意圖,供熱系統(tǒng)100包括熱風(fēng)爐,熱風(fēng)爐配備低噪離心風(fēng)機,用來確保熱風(fēng)純凈。同時熱風(fēng)爐采用高純度20/80純鎳鉻電熱絲,氧化鋁耐熱材料骨架,不銹鋼出風(fēng)口,優(yōu)質(zhì)晶體隔熱保溫纖維棉,確保系統(tǒng)長期、高溫、連續(xù)、穩(wěn)定的工作能力。除此之外熱風(fēng)爐還采用了pid/ssr(scr)控制,數(shù)碼顯示,出風(fēng)口溫度設(shè)定,確保使用溫度精確無誤。最后熱風(fēng)爐裝有發(fā)熱器超溫自動保護、溫度異常報警、電動機過載保護、工作狀態(tài)指示燈等安全裝置。
供熱系統(tǒng)100為可調(diào)式高效環(huán)保電熱能爐、環(huán)保型生物顆粒熱能爐、節(jié)能型天然氣熱能爐、通用型柴油熱能爐或環(huán)保型燃煤熱能爐。
供氧系統(tǒng)200包括供氧風(fēng)機210,如圖3所示,為本發(fā)明一種實施例中的供氧風(fēng)機。因為發(fā)酵罐中添加了微生物的菌種,而大多數(shù)菌種都屬于好氧菌,因此需要給菌種提供一個有氧條件,在發(fā)酵罐內(nèi)部設(shè)置供氧系統(tǒng),為供氧風(fēng)機。
如圖4所示,為本發(fā)明的上料系統(tǒng)300的進料器示意圖,上料系統(tǒng)300包括螺旋攪龍進料器310,由液壓馬達(dá)驅(qū)動螺旋輸送器311將預(yù)處理粉碎后的物料推送至進料器310的物料輸出端,并由輸送器311右端的撥料桿312將物料推出。上料系統(tǒng)300的驅(qū)動也可由機械傳動、電動機自驅(qū)動代替。
如圖5所示,為本發(fā)明的上料系統(tǒng)300的上料機320示意圖,上料機320與進料器310出口連接,進料器310撥出的物料進入上料機入口321,由鏈輪322順時針旋轉(zhuǎn)將物料送至出料口323,通過出料口323進入發(fā)酵系統(tǒng)400的發(fā)酵罐410。鏈條324上增加鏈耙325以更大程度的增加物料傳送能力,在鏈耙325上增加聚氨酯板避免鏈耙325與上蓋板和殼體直接接觸造成的磨損,此外還增加支架326裝配,避免鏈條在大距離傳動中的大負(fù)荷對鏈條324壽命造成的影響。
鏈輪傳動由電機馬達(dá)提供動力源,更大程度避免了機械傳動中可能出現(xiàn)的麻煩,更加方便使用,同時使用電機馬達(dá)傳動更能提供穩(wěn)定傳動速率,提高各部件的使用壽命。
發(fā)酵系統(tǒng)400包括雙罐體的發(fā)酵罐410和具有雙螺旋刀軸的攪拌器420,如圖6所示,為本發(fā)明發(fā)酵系統(tǒng)400的一種實施例,其包括雙罐體的發(fā)酵罐410和具有雙螺旋刀軸的攪拌器420,不過,該發(fā)酵系統(tǒng)400不僅可以是雙螺旋刀軸,還可以增加多組螺旋刀軸,刀軸旋轉(zhuǎn)過程中不僅可以使物料呈打散狀態(tài),而且還可以使物料在發(fā)酵罐410中循環(huán),便于更好地發(fā)酵,此外采用電加熱系統(tǒng)能夠更好地控制罐體的溫度和物料的濕度。
如圖7所示,為本發(fā)明的卸料系統(tǒng)500的卸料機示意圖,為刮板式物料運輸機,包括卸料機入口501、鏈輪502、出料口503、鏈條504、鏈耙505和支架506,卸料機入口501接收發(fā)酵罐410的出料后,經(jīng)過鏈輪502傳動將發(fā)酵完成的物料經(jīng)過出料口503傳送至專門盛放器具中,傳動過程和動力源相似于上料機320。鏈條504上增加鏈耙505以更大程度的增加物料傳動能力,在鏈耙505上增加聚氨酯板避免鏈耙505與上蓋板和殼體直接接觸造成的磨損,此外還增加支架506裝配,避免鏈條在大距離傳動中的大負(fù)荷對鏈條504壽命造成的影響。
為了能夠讓廢棄物的大小符合進料要求,為了讓廢棄物的進料尺寸盡可能地小,以利于后續(xù)的發(fā)酵處理,該廢棄物生物制料機還包括將待處理物料細(xì)化的預(yù)處理系統(tǒng)600,如圖8-圖10所示,預(yù)處理系統(tǒng)600為一種粉碎農(nóng)業(yè)秸稈的粉碎機,將秸稈放在傳送段左端輸送帶601上,輸送至傳送段左端壓輥602處壓實后,進入粉碎室603,粉碎后由粉碎室右端出料口604排出。
電動機605為粉碎室刀軸606提供動力,傳送段物料輸送及物料壓實、喂入所需動力由減速機607提供??蛇x地,電動機605及減速機607動力源由液壓馬達(dá)來提供。
電氣控制系統(tǒng)包括主控單元(plc)、攪拌控制單元、上料控制單元、卸料控制單元、溫度控制單元、進料門控制單元、出料門控制單元、供熱控制系統(tǒng)和供氧控制單元,其中攪拌控制單元對應(yīng)控制所述發(fā)酵罐410內(nèi)的攪拌器420,上料控制單元對應(yīng)控制所述上料系統(tǒng)300,卸料控制單元對應(yīng)控制所述卸料系統(tǒng)500,溫度控制單元對應(yīng)控制所述發(fā)酵罐410內(nèi)的發(fā)酵溫度,進料門控制單元對應(yīng)控制發(fā)酵罐410內(nèi)的進料門,出料門控制單元對應(yīng)控制發(fā)酵罐410內(nèi)的出料門,供熱控制系統(tǒng)對應(yīng)控制供熱系統(tǒng)100,供氧控制單元對應(yīng)控制供氧系統(tǒng)200。
電氣控制系統(tǒng)工作原理:采用可編程控制器(plc)來控制設(shè)備的運行,觸摸顯示屏作為人機對話界面。整個控制分為手動控制和自動控制兩種運行方式。自動控制為一鍵式操作,全程按所設(shè)定的參數(shù)自動運行,手動運行可在運行時單獨啟動任何一個流程,手動運行方式和自動運行方式在運行過程中可任意切換。
電氣控制系統(tǒng)部件及組成
一、主控制單元,主控制單元主要由人機界面和操作面板按鈕組成,主要作用是對整個設(shè)備進行手動和自動控制。
二、攪拌控制單元,攪拌控制機構(gòu)由液壓站提供動力源,驅(qū)動液壓馬達(dá),由液壓馬達(dá)帶動主軸旋轉(zhuǎn),完成對物料的攪拌動作,攪拌控制單元主要控制油泵電機的啟動,以及攪拌電磁閥的啟動。
為了防止攪拌電機在運行過程中出現(xiàn)異常情況即攪拌軸被異物卡住負(fù)載過重、馬達(dá)卡死、減速器工作異常等,在攪拌主軸端面安裝有監(jiān)測轉(zhuǎn)速的傳感器,能實時監(jiān)測轉(zhuǎn)速,在出現(xiàn)攪拌卡死情況下,及時的反轉(zhuǎn),再正轉(zhuǎn)運行,若繼續(xù)卡死,則故障報警,切斷此回路電源。油泵電機也有保護,在油泵熱繼電器動作時,會直接斷掉攪拌電機線圈電源,同時熱繼電器發(fā)信號給plc,plc控制的流程也停止,從而達(dá)到保護設(shè)備的目的。
三、上料控制單元,上料系統(tǒng)300為刮板運輸機,由液壓馬達(dá)驅(qū)動運輸刮板,將物料裝入發(fā)酵系統(tǒng)400的發(fā)酵罐410中,由主控制單元控制,自動啟動上料機320和發(fā)酵罐410進料門的開啟。
上料控制單元由上料液壓馬達(dá)控制傳輸機,在自動運行狀態(tài)下,自動流程進入裝料時,發(fā)酵罐410進料門自動打開,上料機320自動啟動。在手動狀態(tài)下在控制面板上按鈕來控制上料,在上料啟動時發(fā)酵罐410進料門會打開。
四、卸料控制單元,卸料系統(tǒng)500為刮板運輸機,由液壓馬達(dá)驅(qū)動運輸刮板,將發(fā)酵罐410內(nèi)物料輸出,由主控制單元控制,自動啟動發(fā)酵罐410出料門的動作和卸料液壓馬達(dá)的啟停。
卸料控制單元由卸料液壓馬達(dá)驅(qū)動控制傳輸機,在自動運行狀態(tài)下,自動流程進入出料時,卸料機自動啟動,發(fā)酵罐410出料門自動打開,進入卸料階段,在卸料進行10分鐘之后,卸料加速運行。在手動狀態(tài)下在控制面板上按鈕來控制卸料,在卸料啟動時發(fā)酵罐410出料門會打開。
五、溫度控制單元,溫度控制單元主要是對物料和熱源溫度的監(jiān)測,同時控制高溫殺菌時的溫度,滿足物料高溫殺菌的要求。
六、攪拌轉(zhuǎn)速檢測單元,轉(zhuǎn)速檢測由兩個轉(zhuǎn)速傳感器組成,主要監(jiān)測主軸攪拌的轉(zhuǎn)速。當(dāng)攪拌卡死之后,反饋故障信息至主控制器,同時主控單元發(fā)出控制命令。
七、供熱控制系統(tǒng),供熱系統(tǒng)可由高效環(huán)保電熱能爐供熱,以提供物料高溫殺菌的溫度,由熱風(fēng)爐控制面板控制,自動完成加熱、控溫、開關(guān)的步驟。
八、供氧控制系統(tǒng),供氧控制是由一個中間繼電器直接啟動供氧系統(tǒng)200的風(fēng)機,在發(fā)酵運行時間歇運行,用于供氧;在降溫階段時連續(xù)運行,用于降溫。
電氣控制系統(tǒng)操作分為手動操作和自動操作。
一、手動操作
(1)手動裝料
當(dāng)切換至手動模式時,將裝料啟動旋鈕旋至右邊,手動裝料開始啟動,發(fā)酵罐410的進料門打開,上料機320啟動,開始裝料。當(dāng)將裝料旋鈕旋轉(zhuǎn)至左邊時,上料機320停止運行,發(fā)酵罐410的進料門關(guān)閉,裝料結(jié)束。
(2)手動出料
當(dāng)切換至手動模式時,將出料啟動旋鈕旋至右邊,手動出料開始啟動,發(fā)酵罐410的出料門打開,卸料系統(tǒng)500啟動,開始出料。當(dāng)將出料旋鈕旋轉(zhuǎn)至左邊時,卸料系統(tǒng)500停止運行,發(fā)酵罐410的出料門關(guān)閉,出料結(jié)束。
(3)手動攪拌
當(dāng)切換至手動模式時,將攪拌旋鈕旋至左邊,油泵啟動,攪拌器420攪拌正轉(zhuǎn)啟動,攪拌連續(xù)運行。當(dāng)將攪拌旋鈕旋轉(zhuǎn)至右邊時,油泵啟動攪拌,攪拌器420反轉(zhuǎn)啟動,攪拌反轉(zhuǎn)3秒后自動停止。正常情況下不允許攪拌器420反轉(zhuǎn)。
(4)自動操作
1.參數(shù)設(shè)置
點擊觸摸屏上的參數(shù)設(shè)置,顯示參數(shù)設(shè)置畫面如圖(11-1)。在首次運行或以不同的原材料做肥時,需設(shè)定系統(tǒng)參數(shù)。點擊數(shù)值時可修改參數(shù),可根據(jù)實際情況修改參數(shù)設(shè)定界面所有數(shù)值,如圖(11-2)。
裝料時間設(shè)定:在自動運行過程的高溫層進料時間,當(dāng)進入高溫層進料時開始計時,時間到了之后,裝料結(jié)束,自動進入下一個流程。
高溫保持時間:在高溫殺菌達(dá)到所設(shè)定的溫度時,系統(tǒng)進入高溫保持階段,高溫保持計時,時間到之后,系統(tǒng)自動進入下一個階段。
卸料時間:當(dāng)發(fā)酵結(jié)束后,進入卸料階段,開始卸料,同時開始計時,時間到之后,系統(tǒng)自動進入下一個階段。
發(fā)酵時間設(shè)定:高溫結(jié)束后,進入發(fā)酵階段,同時開始計時,時間到之后,系統(tǒng)自動進入下一個階段。
殺菌溫度設(shè)定:在高溫殺菌時,溫度達(dá)到殺菌所設(shè)定的溫度時,系統(tǒng)進入高溫保持階段。
高溫攪拌運行時間:在高溫殺菌階段時,攪拌間歇運行,運行時間時指間歇啟動的時間,時間到了攪拌運行停止。
高溫攪拌停止時間:在高溫殺菌階段時,攪拌間歇運行,停止時間是指間歇啟動時的停止時間,時間到了攪拌運行啟動。
發(fā)酵攪拌運行時間:在發(fā)酵階段時,攪拌間歇運行,運行時間時指間歇啟動的時間,時間到了攪拌運行停止。
發(fā)酵攪拌停止時間:在發(fā)酵階段時,攪拌間歇運行,停止時間是指間歇啟動時的停止時間,時間到了攪拌運行啟動。
2.自動運行啟動
在參數(shù)值確定后,將運行模式調(diào)整為自動模式,按下面板運行啟動按鈕,設(shè)備進入自動運行狀態(tài)。按運行流程自動運行。
3.狀態(tài)監(jiān)控
在觸摸屏上點擊狀態(tài)監(jiān)控,進入狀態(tài)監(jiān)控畫面,如圖(11-3)。
左邊藍(lán)色區(qū)域為設(shè)備部件運轉(zhuǎn)情況,最下面為系統(tǒng)運行流程,當(dāng)運行在某一階段時,對應(yīng)的地方會顯示紅色。中上方為進料門和出料門的運行狀態(tài)。右上角可顯示物料和熱源的溫度,以及攪拌運轉(zhuǎn)速度。中間為運行時間顯示。
當(dāng)在自動運行狀態(tài)下,運行階段顯示紅色時,表示正在運行此階段,可長按紅色區(qū)域手動結(jié)束當(dāng)前階段,自動進入下一階段。
在發(fā)酵過程中可點擊手動加菌,進料門自動打開,手動加入菌種,當(dāng)設(shè)定加菌的時間到之后,進料門自動關(guān)閉。
在自動運行過程中,需要開啟蓋門觀察物料情況,可點擊手動開蓋,頂蓋自動打開,當(dāng)再次點擊時,進料關(guān)閉。
在運行過程中如果一個攪拌軸卡死,系統(tǒng)會自動檢測,當(dāng)卡住三秒時,攪拌反轉(zhuǎn)啟動,把物料反攪三秒,再次啟動正轉(zhuǎn)攪拌,如果還是卡死,再次反轉(zhuǎn),如此循環(huán)2次,攪拌依然卡死,系統(tǒng)會停止運行,正常。
液壓系統(tǒng)包括液壓泵站、油溫散熱器、電磁閥、管路、液壓油缸和液壓馬達(dá)。
在一個實施例中,液壓系統(tǒng)的參數(shù)如下:
油泵:雙聯(lián)齒輪泵:16cc/r+16cc/6
額度壓力:20mpa
最高轉(zhuǎn)速:2000rpm
電機:立式油壓馬達(dá)
型號:三相380v18kw,4極
轉(zhuǎn)速:1450rpm。
該液壓系統(tǒng)中有一臺電機驅(qū)動的雙齒輪泵,油泵出來的油經(jīng)過電磁溢流閥進行加載,通過控制換向閥后進入液壓油缸,推動液壓油缸運動。其中:系統(tǒng)壓力通過電磁溢流閥進行調(diào)定,油缸速度通過內(nèi)置的節(jié)流子進行設(shè)定,油缸回程時的液壓油經(jīng)閥塊和回油過濾器、風(fēng)冷器流回油箱。液壓油箱外的風(fēng)冷散熱器沒有設(shè)溫控,開機自動開始工作,對液壓油進行散熱,系統(tǒng)停機時風(fēng)扇停止。
在此說明書中,本發(fā)明已參照其特定的實施例作了描述。但是,很顯然仍可以做出各種修改和變換而不背離本發(fā)明的精神和范圍,一個有本專業(yè)知識的普通技術(shù)人員,仍可以根據(jù)本發(fā)明所傳授的技術(shù),在本發(fā)明的范圍內(nèi)產(chǎn)生其它的實施例,凡是未脫離本發(fā)明技術(shù)方案的內(nèi)容,依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實質(zhì)對以上實施例所作的任何簡單修改、等同變化與修飾,均仍屬于本發(fā)明技術(shù)方案的范圍內(nèi)。