一种以畜禽粪污为原料制备有机肥的装置及方法
技术领域
本发明涉及有机肥发酵设备技术领域，具体涉及一种以畜禽粪污为原料制备有机肥的装置及方法。
背景技术
随着农业现代化的发展，农业技术在不断发展更新，为了让农作物能够健康茁壮成长，需要对农作物施放肥料，有机肥料亦称“农家肥料”，包括人粪尿、厩肥、堆肥、绿肥、饼肥、沼气肥等，具有种类多、来源广、肥效较长等特点，有机肥料所含的营养元素多呈有机状态，作物难以直接利用，经微生物作用，缓慢释放出多种营养元素，源源不断地将养分供给作物，施用有机肥料能改善土壤结构，有效地协调土壤中的水、肥、气、热，提高土壤肥力和土地生产力。
现有的畜禽粪污制肥装置都比价庞大，设备操作与维护不便，而且制肥周期过程，严重制约了畜禽粪污回收制肥工业的发展。
发明内容
针对上述存在的技术问题，本发明提供了一种便于操作、工作效率高的以畜禽粪污为原料制备有机肥的装置及方法。
本发明的技术方案为：一种以畜禽粪污为原料制备有机肥的装置，包括安装底座、脱水组件、发酵组件、动力组件和控制器；安装底座上表面一侧竖直设置有固定板；脱水组件包括脱水箱和挤压板，脱水箱通过螺栓固定连接在固定板上，脱水箱上端设置有进料口，脱水箱侧壁上设置有排液管，排液管与脱水箱连接处设置有拦截滤网，脱水箱底部倾斜设置，脱水箱倾斜向下的一侧设置有出料口，脱水箱内部水平设置有第一滑杆和第一丝杠，第一丝杠设置有两个，两个第一丝杠相对设置，且相靠近的一端通过活动套卡接，两个第一丝杠相远离的一端分别贯穿脱水箱，且均设置有第一连接带轮，挤压板设置有两个，两个挤压板分别滑动设置在第一滑杆上，且两个挤压板分别与两个第一丝杠螺纹连接；发酵组件包括发酵箱、热风机和刮料板，发酵箱固定设置在安装底座上，且与出料口导通，发酵箱与出料口连接处设置有密封插板，发酵箱上远离脱水箱的一侧活动铰接有卸料门，卸料门与发酵箱之间设置有第一伸缩杆，发酵箱内部水平设置有导向杆、第二丝杠和连接轴，导向杆和第二丝杠相互平行，第二丝杠与发酵箱可转动卡接，连接轴卡接在发酵箱上，连接轴与第二丝杠之间通过齿轮组连接，连接轴端部设置有第二连接带轮，热风机固定设置在发酵箱上端，发酵箱四角位置竖直设置有导热管，导热管上设置有热风出口，导热管与热风机连接，刮料板滑动设置在导向杆上，且刮料板与第二丝杠螺纹连接；动力组件包括第一电机和第二电机，第一电机设置有两个，两个相对设置在安装底座上，且转向相反，两个第一电机的输出轴分别与两个第一连接带轮连接，第二电机固定设置在发酵箱上，第二电机的输出轴与第二连接带轮连接；控制器分别与第一伸缩杆、热风机、第一电机和第二电机电性连接。
进一步地，脱水箱内部底端设置有振动板，振动板侧面四角位置均设置有偏心轮，偏心轮贯穿脱水箱，4个偏心轮上均设置有第三带轮，4个第三带轮两两一组，两组第三带轮分别与两个第一电机的输出轴连接，通过设置振动板，当两个第一电机启动时，使得偏心轮带动振动板上下振动，提高畜禽粪污的脱水效果，为后续发酵工作提供有利条件。
进一步地，发酵箱内部水平设置有隔板，隔板设置有两个，两个隔板将发酵箱分为3个区域，每个隔板上均铰接有活动板，隔板与发酵箱之间设置有第二伸缩杆，每个区域内均设置有导向杆、第二丝杠、连接轴和刮料板，通过设置隔板，使得发酵箱内部的畜禽粪污发酵更加彻底，避免畜禽粪污堆积而造成发酵不完全，提高发酵后畜禽粪污的肥效，提供经济效益。
进一步地，刮料板上活动卡接有副板，发酵箱上设置有调节孔，调节孔与刮料板的初始位置对应，调节孔上设置有密封塞，副板上竖直设置有齿条，发酵箱上通孔位置卡接有调节齿轮，调节齿轮与齿条啮合，调节齿轮上设置有内六棱槽，通过设置副板，借助外部六棱扳手转动调节齿轮，使得调节齿轮带动副板下降，然后通过第二电机带动刮料板和副板将发酵后的畜禽粪污刮向卸料门一侧，便于对发酵后的畜禽粪污进行收集，提高了工作效率，降低了工作强度，同时也改善了工作环境。
进一步地，3个区域内均设置有红外感应装置，通过红外感应装置感测发酵箱内部各个区域畜禽粪污的投入量，提高了装置的自动化运行效果。
进一步地，第一滑杆设置有3-6个，导向杆设置有2-4个，使得挤压板和刮板的移动更加平顺、稳定。
进一步地，挤压板上均匀设置有多个通孔，通过在挤压板上设置有通孔，提高畜禽粪污的脱水效果。
一种以畜禽粪污为原料制备有机肥的方法，包括以下步骤：
S1、将上述装置与外部电源连接，将畜禽粪污通过脱水箱上的进料口投入脱水箱中，通过控制器控制两个第一电机启动，两个第一电机分别带动两个第一丝杠往复转动，使得两个挤压板在第一丝杠的作用下，延第一滑杆不断靠近和远离，对畜禽粪污进行挤压脱水，同时，两个第一电机带动振动板不断振动，促进脱水效果，畜禽粪污中的水分通过排液口排出；
S2、畜禽粪污脱水完成后，抽离出料口与发酵箱连接处的密封插板，控制器控制每个隔板上的第二伸缩杆启动，将每个隔板上的活动板撑开，畜禽粪污首先落入发酵箱最底部区域，当红外感应装置感应到的投入量达到设定值时，控制器控制发酵箱内部最下端的活动板关闭，此时畜禽粪污落入发酵箱内部上次区域，重复上述操作，直到发酵箱内部三个区域都充满畜禽粪污；
S3、通过控制器控制第二电机启动，第二电机带动连接轴转动，连接轴通过齿轮组带动第二丝杠转动，使得刮料板在导向杆上移动，将发酵箱内部的畜禽粪污刮平后，刮料板复位；同时热风机启动，将热气通过导热管通入畜禽粪污中，促进畜禽粪污的发酵；
S4、畜禽粪污发酵完成后，通过控制器控制第一伸缩杆启动，第一伸缩杆将卸料门打开；同时通过外部工具转动调节齿轮，使得副板伸出刮料板，同时启动第二电机，使刮料板和副板共同作用，将发酵后的畜禽粪污从发酵箱内排出。
与现有技术相比，本发明的有益效果：本发明结构设计合理，畜禽粪污发酵前进行脱水处理，大大降低了畜禽粪污的含水量，为后续发酵工作提供了有利条件；通过设置隔板将发酵箱分隔成三个发酵区域，大大提高了畜禽粪污的发酵效率，缩短了发酵时间，节省了生产成本；通过将畜禽粪污转化成有机肥，一方面提高了畜禽粪污的经济效益，同时也避免了畜禽粪污对环境造成的污染，使得畜禽养殖业得到长效发展。
附图说明
图1是本发明的内部结构示意图；
图2是本发明的外部结构示意图；
图3是本发明的俯视图；
图4是本发明的震动板与脱水箱的连接示意图；
图5是本发明的刮料板在发酵箱内部的分布图；
图6是本发明的刮料板的结构示意图；
其中，1-安装底座、10-固定板、2-脱水组件、20-脱水箱、200-进料口、201-排液管、202-出料口、21-挤压板、22-第一滑杆、23-第一丝杠、230-活动套、231-第一连接带轮、24-振动板、240-偏心轮、241-第三带轮、3-发酵组件、30-发酵箱、300-密封插板、301-卸料门、302-第一伸缩杆、303-导向杆、304-第二丝杠、305-连接轴、306-齿轮组、307-第二连接带轮、31-热风机、310-导热管、32-刮料板、320-副板、321-密封塞、322-齿条、323-调节齿轮、3230-内六棱槽、33-隔板、330-活动板、331-第二伸缩杆、4-动力组件、40-第一电机、41-第二电机。
具体实施方式
实施例：如图1、3所示的一种以畜禽粪污为原料制备有机肥的装置，包括安装底座1、脱水组件2、发酵组件3、动力组件4和控制器；安装底座1上表面一侧竖直设置有固定板10；
如图1、2、3、4所示，脱水组件2包括脱水箱20和挤压板21，脱水箱20通过螺栓固定连接在固定板10上，脱水箱20上端设置有进料口200，脱水箱20侧壁上设置有排液管201，排液管201与脱水箱20连接处设置有拦截滤网，脱水箱20底部倾斜设置，脱水箱20倾斜向下的一侧设置有出料口202，脱水箱20内部水平设置有第一滑杆22和第一丝杠23，第一丝杠23设置有两个，两个第一丝杠23相对设置，且相靠近的一端通过活动套230卡接，两个第一丝杠23相远离的一端分别贯穿脱水箱20，且均设置有第一连接带轮231，挤压板21设置有两个，两个挤压板21分别滑动设置在第一滑杆22上，且两个挤压板21分别与两个第一丝杠23螺纹连接，挤压板21上均匀设置有多个通孔，通过在挤压板21上设置有通孔，提高畜禽粪污的脱水效果；脱水箱20内部底端设置有振动板24，振动板24侧面四角位置均设置有偏心轮240，偏心轮240贯穿脱水箱20，4个偏心轮上均设置有第三带轮241，4个第三带轮241两两一组，两组第三带轮241分别与两个第一电机40的输出轴连接，通过设置振动板24，当两个第一电机40启动时，使得偏心轮240带动振动板24上下振动，提高畜禽粪污的脱水效果，为后续发酵工作提供有利条件；
如图1、2、3、5、6所示，发酵组件3包括发酵箱30、热风机31和刮料板32，发酵箱30固定设置在安装底座1上，且与出料口202导通，发酵箱30与出料口202连接处设置有密封插板300，发酵箱30上远离脱水箱20的一侧活动铰接有卸料门301，卸料门301与发酵箱30之间设置有第一伸缩杆302，发酵箱30内部水平设置有导向杆303、第二丝杠304和连接轴305，导向杆303和第二丝杠304相互平行，第二丝杠304与发酵箱30可转动卡接，连接轴305卡接在发酵箱30上，连接轴305与第二丝杠304之间通过齿轮组306连接，连接轴305端部设置有第二连接带轮307，热风机31固定设置在发酵箱30上端，热风机31选用惟允机电有限公司生产的WY-0537型工业热风机；发酵箱30四角位置竖直设置有导热管310，导热管310上设置有热风出口，导热管310与热风机31连接，刮料板32滑动设置在导向杆303上，且刮料板32与第二丝杠304螺纹连接，刮料板32上活动卡接有副板320，发酵箱30上设置有调节孔，调节孔与刮料板32的初始位置对应，调节孔上设置有密封塞321，副板320上竖直设置有齿条322，发酵箱30上通孔位置卡接有调节齿轮323，调节齿轮323与齿条322啮合，调节齿轮323上设置有内六棱槽3230，通过设置副板320，借助外部六棱扳手转动调节齿轮323，使得调节齿轮323带动副板320下降，然后通过第二电机41带动刮料板32和副板320将发酵后的畜禽粪污刮向卸料门301一侧，便于对发酵后的畜禽粪污进行收集，提高了工作效率，降低了工作强度，同时也改善了工作环境；发酵箱30内部水平设置有隔板33，隔板33设置有两个，两个隔板33将发酵箱30分为3个区域，每个隔板33上均铰接有活动板330，隔板33与发酵箱30之间设置有第二伸缩杆331，每个区域内均设置有导向杆303、第二丝杠304、连接轴305和刮料板32，通过设置隔板33，使得发酵箱30内部的畜禽粪污发酵更加彻底，避免畜禽粪污堆积而造成发酵不完全，提高发酵后畜禽粪污的肥效，提供经济效益；3个区域内均设置有红外感应装置，通过红外感应装置感测发酵箱30内部各个区域畜禽粪污的投入量，提高了装置的自动化运行效果，红外感应装置选用深圳市捷诺德智能科技有限公司生产的JND-HW型红外感应装置；第一滑杆22设置有4个，导向杆303设置有2个，使得挤压板21和刮板32的移动更加平顺、稳定；第一伸缩杆302和第二伸缩杆331均选用中山颂力电子科技有限公司生产的无刷直流电动机直线运行伸缩；
如图1、3所示，动力组件4包括第一电机40和第二电机41，第一电机40设置有两个，两个相对设置在安装底座1上，且转向相反，两个第一电机40的输出轴分别与两个第一连接带轮231连接，第二电机41固定设置在发酵箱30上，第二电机41的输出轴与第二连接带轮307连接；控制器分别与第一伸缩杆302、第二伸缩杆331、红外感应装置、热风机31、第一电机40和第二电机41电性连接，第一电机40和第二电机41均选用沈阳电机集团生产的Y2系列三相异步电动机；控制器选用选用西门子公司生产的6ED1052-2FB08-0BA0型可编程逻辑控制器。
利用上述实施例的装置制备有机肥的方法，包括以下步骤：
S1、将本装置与外部电源连接，将畜禽粪污通过脱水箱20上的进料口200投入脱水箱20中，通过控制器控制两个第一电机40启动，两个第一电机40分别带动两个第一丝杠23往复转动，使得两个挤压板21在第一丝杠23的作用下，延第一滑杆22不断靠近和远离，对畜禽粪污进行挤压脱水，同时，两个第一电机40带动振动板24不断振动，促进脱水效果，畜禽粪污中的水分通过排液口201排出；
S2、畜禽粪污脱水完成后，抽离出料口202与发酵箱30连接处的密封插板300，控制器控制每个隔板33上的第二伸缩杆331启动，将每个隔板33上的活动板330撑开，畜禽粪污首先落入发酵箱30最底部区域，当红外感应装置感应到的投入量达到设定值时，控制器控制发酵箱30内部最下端的活动板330关闭，此时畜禽粪污落入发酵箱30内部上次区域，重复上述操作，直到发酵箱30内部三个区域都充满畜禽粪污；
S3、通过控制器控制第二电机41启动，第二电机41带动连接轴305转动，连接轴305通过齿轮组306带动第二丝杠304转动，使得刮料板32在导向杆303上移动，将发酵箱30内部的畜禽粪污刮平后，刮料板32复位；同时热风机31启动，将热气通过导热管310通入畜禽粪污中，促进畜禽粪污的发酵，控制热风机31加热温度为43℃，发酵时间为9h；
S4、畜禽粪污发酵完成后，通过控制器控制第一伸缩杆302启动，第一伸缩杆302将卸料门301打开；同时通过外部工具转动调节齿轮323，使得副板320伸出刮料板32，同时启动第二电机41，使刮料板32和副板320共同作用，将发酵后的畜禽粪污从发酵箱30内排出。
