本發(fā)明涉及一種攪拌設(shè)備，具體為一種具有仿生功能的有機肥生產(chǎn)攪拌裝備。

背景技術(shù)：

化肥的大量使用造成土壤中的有機質(zhì)和有益微生物含量逐漸減少等各種問題，有機肥的使用促進植物光合作用、促進作物生根、平衡作物營養(yǎng)，使土壤得到改善，因此有機肥得到大量推廣。傳統(tǒng)有機肥生產(chǎn)方法為堆肥，生產(chǎn)過程堆制難、肥料養(yǎng)分含量低、產(chǎn)品與生產(chǎn)環(huán)境差、生產(chǎn)費時費工、勞動強度大。隨著工業(yè)化的加快，近年來出現(xiàn)利用攪龍結(jié)構(gòu)進行有機肥生產(chǎn)的發(fā)酵設(shè)備，雖然很大程度的提高有機肥生產(chǎn)效率，但也存在很多問題，如：物料發(fā)酵不均勻，攪龍易粘料和堵料等問題，影響了有機肥的肥效和設(shè)備生產(chǎn)效率。而這些問題主要源于內(nèi)置的攪龍結(jié)構(gòu)不恰當(dāng)。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是：現(xiàn)有采用攪龍攪拌的有機肥生產(chǎn)設(shè)備存在物料發(fā)酵不均勻，攪龍易粘料和堵料等問題，為解決上述問題，提供一種具有仿生功能的有機肥生產(chǎn)攪拌裝備。

本發(fā)明的目的是以下述方式實現(xiàn)的：

具有仿生功能的有機肥生產(chǎn)攪拌裝備，包括發(fā)酵倉，發(fā)酵倉上設(shè)置有進料口和出料口，在發(fā)酵倉內(nèi)設(shè)置有攪龍，在攪龍上設(shè)置有輔助攪拌裝置。

輔助攪拌裝置可根據(jù)受力的大小自動調(diào)節(jié)角度。

攪龍包括攪龍軸和設(shè)置在攪龍軸上的螺旋攪龍葉片，輔助攪拌裝置設(shè)置在攪龍軸上，在螺旋攪龍葉片上設(shè)置有條形凸包。

輔助攪拌裝置設(shè)置在攪龍軸上靠近進料口和出料口的位置。

輔助攪拌裝置包括設(shè)置在攪龍軸上的攪拌桿，在攪拌桿的外端連接有角度可調(diào)的攪拌齒；攪拌齒為仿形雞腳，仿形雞腳與攪拌桿通過銷鉸接，在銷的一端設(shè)置有分別與攪拌桿和仿形雞腳連接的扭簧。

攪拌桿一端為雞腳鉸接段，另一端設(shè)置有桿帽，在攪拌桿的中部設(shè)置有螺紋段。

攪龍軸上設(shè)置有與輔助攪拌裝置配合的固定孔，固定孔為兩個對應(yīng)設(shè)置在攪龍軸上的方孔和圓孔。

攪拌桿設(shè)置有桿帽的一端與圓孔配合，桿帽設(shè)置在攪龍軸的外側(cè)，在桿帽和攪龍軸之間設(shè)置有套裝在攪拌桿上的壓簧，在攪拌桿的螺紋段連接有調(diào)節(jié)螺母，調(diào)節(jié)螺母設(shè)置在攪龍軸的內(nèi)側(cè)，攪拌桿與仿形雞腳連接的一端與方孔配合；調(diào)節(jié)螺母一端為與攪拌桿的螺紋段配合的結(jié)構(gòu)，另一端為內(nèi)徑大于攪拌桿最大外徑的圓環(huán)型。

仿形雞腳包括四個雞腳趾和連接四個雞腳趾的雞腳掌，連接四個雞腳趾的指尖的折線及外側(cè)雞腳趾和雞腳掌的外緣形成雞腳底面，雞腳掌面積S1與雞腳底面面積S2的比值為：S1∶S2≈29.6%。

雞腳趾錐度θ為5～10⁰，四個雞腳趾包括三個相鄰的主腳趾和一個副腳趾，三根主腳趾的長度依次為L1、L2和L3，長度為L3的主腳趾與副腳趾相鄰，三根主腳趾的長度比例為L1∶L2∶L3=15∶19∶14，三根主腳趾中相鄰兩個主腳趾之間的夾角為50°，三個主腳趾之間設(shè)置有弧形連接。

相對于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明在攪龍上設(shè)置有輔助攪拌裝置，這樣攪龍功能除了完成物料的輸送外還要不斷對物料進行打散和攪拌，利用切向摩擦力的動量傳遞手段增強固體顆粒間的運動與混合，提高物料的混合均勻程度，以提高滅菌效果以及發(fā)酵效率，大大提高了有機肥生產(chǎn)裝備的穩(wěn)定性和工作效率。

附圖說明

圖1是本發(fā)明結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2是輔助攪拌裝置的安裝示意圖。

圖3是攪拌桿結(jié)構(gòu)示意圖。

圖4是調(diào)節(jié)螺母結(jié)構(gòu)示意圖。

圖5是攪龍剖視圖。

圖6是圖5中放大圖Ⅰ。

圖7是仿形雞腳在發(fā)酵倉內(nèi)自適應(yīng)調(diào)節(jié)示意圖。

圖8是仿形雞腳初始姿態(tài)的調(diào)節(jié)示意圖。

圖9是仿形雞腳結(jié)構(gòu)示意圖一。

圖10是仿形雞腳結(jié)構(gòu)示意圖二。

圖11是仿形雞腳結(jié)構(gòu)示意圖三。

其中，1是仿形雞腳攪拌齒；2是發(fā)酵倉；3是攪龍；4是仿形雞腳；5是銷；6是扭簧；7是開口銷；8是攪拌桿；9是調(diào)節(jié)螺母；10是壓簧；11是桿帽；12是桿柱；13是螺紋段；14是雞腳鉸接段；15是條形凸包；16是方孔；17是圓孔；18是副腳趾；19是雞腳底面；20是雞腳掌。

具體實施方式

如圖1至圖11所示，具有仿生功能的有機肥生產(chǎn)攪拌裝備，包括發(fā)酵倉2，發(fā)酵倉2上設(shè)置有進料口和出料口，在發(fā)酵倉2內(nèi)設(shè)置有攪龍3，在攪龍3上設(shè)置有輔助攪拌裝置。輔助攪拌裝置可根據(jù)受力的大小自動調(diào)節(jié)角度。

攪龍3包括攪龍軸和設(shè)置在攪龍軸上的螺旋攪龍葉片，輔助攪拌裝置設(shè)置在攪龍軸上。

輔助攪拌裝置設(shè)置在攪龍軸上靠近進料口和出料口的位置，在發(fā)酵倉2內(nèi)形成進口攪拌區(qū)、中間發(fā)酵區(qū)和出口攪拌區(qū)三部分，輔助攪拌裝置為仿形雞腳攪拌齒1。仿形雞腳攪拌齒1包括設(shè)置在攪龍軸上的攪拌桿8，在攪拌桿8的外端連接有角度可調(diào)的攪拌齒。

攪拌齒為仿形雞腳4，仿形雞腳4的結(jié)構(gòu)如圖9所示，仿形雞腳為一體成型結(jié)構(gòu)，仿形雞腳4與攪拌桿8通過銷5鉸接，在銷5的一端設(shè)置有分別與攪拌桿8和仿形雞腳4連接的扭簧，銷的另一端由開口銷7固定；仿形雞腳4包括四個雞腳趾和連接四個雞腳趾的雞腳掌20，連接四個雞腳趾的指尖的折線及外側(cè)雞腳趾和雞腳掌20的外緣形成雞腳底面19，雞腳掌20面積S1與雞腳底面面積S2的比值為：S1∶S2≈29.6%。雞腳趾錐度θ為5～100，四個雞腳趾包括三個相鄰的主腳趾和一個副腳趾18，三根主腳趾的長度依次為L1、L2和L3，長度為L3的主腳趾與副腳趾18相鄰，三根主腳趾的長度比例為L1∶L2∶L3=15∶19∶14，三根主腳趾中相鄰兩個主腳趾之間的夾角為50°，三個主腳趾之間設(shè)置有弧形連接。

攪拌桿87一端為雞腳鉸接段14，另一端設(shè)置有桿帽11，在攪拌桿8的中部設(shè)置有螺紋段13。

攪龍軸上設(shè)置有與輔助攪拌裝置配合的固定孔，固定孔為兩個對應(yīng)設(shè)置在攪龍軸上的方孔16和圓孔17。

攪拌桿8設(shè)置有桿帽11的一端與圓孔17配合，桿帽11設(shè)置在攪龍軸的外側(cè)，在桿帽11和攪龍軸之間設(shè)置有套裝在攪拌桿8上的壓簧10，在攪拌桿8的螺紋段13連接有調(diào)節(jié)螺母9，調(diào)節(jié)螺母9設(shè)置在攪龍軸的內(nèi)側(cè)，攪拌桿8與仿形雞腳4連接的一端與方孔16配合。

在螺旋攪龍葉片上設(shè)置有條形凸包15，設(shè)置條形凸包15的目的是為了在螺旋攪龍葉片上形成非光滑表面。

有機肥生產(chǎn)中物料與發(fā)酵菌是否混合均勻是影響有機肥質(zhì)量的關(guān)鍵因素，本設(shè)備將仿形雞腳攪拌齒1應(yīng)用到有機肥的輸送發(fā)酵過程，如圖1所示，仿形雞腳攪拌齒1設(shè)置在攪龍3的前段和后段，因此，該結(jié)構(gòu)將發(fā)酵過程分成三部分，即：進口攪拌區(qū)、中間發(fā)酵區(qū)和出口攪拌區(qū)。在進口攪拌區(qū)內(nèi)，由仿形雞腳攪拌齒1將發(fā)酵菌和物料攪拌均勻，攪拌完成后在中間發(fā)酵區(qū)內(nèi)邊輸送邊發(fā)酵，在此過程中，考慮到攪龍3的轉(zhuǎn)速較慢，使得物料的起伏波動較小，因此，隨著混合后的物料向后輸送，會存在部分不完全發(fā)酵的物料，同時還有可能出現(xiàn)物料板結(jié)的問題，這會大大影響有機肥的質(zhì)量，所以，在攪龍3后段設(shè)置出口攪拌區(qū)，對應(yīng)也安裝有仿形雞腳攪拌齒1，可對物料進一步打散，提高物料的發(fā)酵效率和有機肥的生產(chǎn)質(zhì)量。

如圖5、圖6所示，攪龍軸上設(shè)置有兩類孔，一類是方孔16，另一類是圓孔17，且在同一截面內(nèi)的方孔16和圓孔17的中心對應(yīng)；如圖3所示，攪拌桿8從上到下依次包括桿帽11、桿柱12、螺紋段13及雞腳鉸接段14，其中桿帽11的徑向尺寸最大，但其小于攪龍軸上的圓孔內(nèi)徑，這樣可使攪拌桿8能透過攪龍軸上的圓孔直接穿入對應(yīng)的方孔內(nèi)；攪拌桿8上的桿柱可與攪龍軸上的方孔配合，限制攪拌桿的周向運動；調(diào)節(jié)螺母9和壓簧10共同完成攪拌桿8的軸向定位，如圖4所示為調(diào)節(jié)螺母9的結(jié)構(gòu)簡圖，調(diào)節(jié)螺母9上端為薄壁圓筒結(jié)構(gòu)，其上端圓桶內(nèi)徑的尺寸D大于攪拌桿上桿柱的最大幅寬，這樣避免桿柱與螺母卡死的問題，調(diào)節(jié)螺母又可限制攪拌桿在單個方向上的軸向移動。攪拌桿另外一個方向的約束由壓簧來完成，為確保攪拌桿不會產(chǎn)生回移，通常壓簧的剛度系數(shù)選取較大。

雞腳攪拌齒仿實際雞腳的形態(tài)，仿形雞腳4的仿形參數(shù)包括雞腳掌占總腳底的面積、雞腳與雞腿（攪拌桿）的夾角、雞腳趾的錐度值和長度比值以及腳趾間夾角和過渡圓弧的大小等。首先，仿形雞腳4的雞腳掌S1近似占總雞腳底面積S2的29.6%；影響攪拌效果的主要是攪拌齒的前三根腳趾，這三根腳趾的長度比例依次是L1∶L2∶L3=15∶19∶14；每根腳趾錐度θ范圍大致在5～10⁰之間，自帶錐度的腳趾可降低物料對雞腳的粘結(jié)程度，提高有機肥的生產(chǎn)效率；相鄰兩腳趾間的夾角M1和M2也近似相等，大致為50⁰左右。為提高設(shè)備的使用壽命，仿形雞禽腳趾間的圓蹼，在仿形雞腳4的腳趾間設(shè)計了一段圓弧R0。

除上述參數(shù)外，本發(fā)明結(jié)合雞禽刨土?xí)r雞腳的姿態(tài)以及實際生產(chǎn)特點，利用扭簧6和壓簧10對雞腳攪拌齒仿行設(shè)計，可實現(xiàn)初始姿態(tài)調(diào)節(jié)和自適應(yīng)調(diào)節(jié)，通過這兩種調(diào)節(jié)方式，雞腳和雞腿之間的夾角可在0～90⁰之間調(diào)整，適應(yīng)不同的工況要求，具體調(diào)節(jié)過程如下：

仿形雞腳4與攪拌桿8是鉸接的，仿形雞腳4可相對攪拌桿8轉(zhuǎn)動，在扭簧6的作用下使得仿形雞腳4能緊緊地壓在發(fā)酵倉2的內(nèi)壁上。如圖7所示，此時仿形雞腳姿態(tài)角度為A3，當(dāng)發(fā)酵倉內(nèi)的物料增多或其它情況引起攪拌困難時，扭簧6受到的阻力增大，扭簧6的張角也會隨之增大，使得仿形雞腳姿態(tài)角度減小為A4（仿形雞腳與攪拌桿之間的銳角），此時，仿形雞腳4與發(fā)酵倉內(nèi)壁會產(chǎn)生間隙，進而緩解物料增多導(dǎo)致的問題；當(dāng)物料減少時，扭簧受到的阻力減小，仿形雞腳姿態(tài)角度恢復(fù)到A3，再次與發(fā)酵倉內(nèi)壁接觸，完成仿形雞腳姿態(tài)的自適應(yīng)調(diào)節(jié)。

仿形雞腳的初始姿態(tài)是機器空載時仿形雞腳與攪拌桿之間的夾角。由于發(fā)酵倉內(nèi)徑一定，仿形雞腳的初始姿態(tài)主要由伸進發(fā)酵倉內(nèi)攪拌桿的長度決定，具體調(diào)節(jié)過程如圖8所示，當(dāng)擰動調(diào)節(jié)螺母，使攪拌齒向攪龍軸內(nèi)腔移動△h，壓簧也會沿此方向移動△h，此時仿形雞腳的姿態(tài)會在扭簧的作用下從A1轉(zhuǎn)到A2；反之，當(dāng)擰動調(diào)節(jié)螺母使攪拌齒向發(fā)酵倉內(nèi)移動△h時，此時，攪拌桿會向下壓動仿形雞腳，雞腳的姿態(tài)從A2轉(zhuǎn)到A1。仿形雞腳初始姿態(tài)可滿足不同的物料要求，同時，又影響仿形雞腳自適應(yīng)調(diào)節(jié)發(fā)生的邊界條件。

經(jīng)過數(shù)百萬年的進化，生活在地下和地表的小動物雖然進化出形態(tài)各異的身體結(jié)構(gòu)，但都具有非光滑的體表，如蜣螂、螻蛄、蜈蚣和蚯蚓等，這些小動物時刻與土壤接觸，體表卻不粘土，經(jīng)過仿生學(xué)的專家大量試驗和研究后，發(fā)現(xiàn)這些生物的非光滑體表具有良好的減阻、脫附、耐磨的功能。為提高攪龍的防粘和耐磨的能力，如圖5所示，本發(fā)明仿生這種非光滑生物體表在攪龍面上設(shè)計了呈螺旋排列的條形凸包15，在輸送過程中，可降低攪龍面的粘料問題，并提高攪龍面的耐磨性和輸送能力。

本發(fā)明的攪龍除了完成物料的輸送外還同時能夠不斷對物料進行打散和攪拌，利用切向摩擦力的動量傳遞手段增強固體顆粒間的運動與混合，以提高滅菌效果以及發(fā)酵效率。利用雞在用雞腳刨土?xí)r，物料被向后刨射出，這個過程會打散物料并提高物料的混合均勻程度，根據(jù)此設(shè)計了仿生雞腳攪拌齒，并應(yīng)用到有機肥的生產(chǎn)過程中，大大提高了有機肥生產(chǎn)裝備的穩(wěn)定性和工作效率。

以上所述的僅是本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明整體構(gòu)思前提下，還可以作出若干改變和改進，這些也應(yīng)該視為本發(fā)明的保護范圍。