CN107922284A - 堆肥箱 - Google Patents

Abstract

一种用于有机物的有氧分解的堆肥箱模块。该模块是容器的形式，该容器包括用于放置在地面上或上方的独立的便携式结构框架。它还包括可移除的侧壁，以及敞开的顶部和敞开的底部。每个所述可移除的侧壁可插入到结构框架中并由此被横向约束。结构框架包括至少三个间隔开的支柱、跨越在支柱之间并与支柱互连的至少相等数量的结构构件，每个结构构件在两个相邻支柱的基部处或附近跨越在该两个相邻支柱之间。

Description

堆肥箱

技术领域

本发明涉及一种专门为有机物的有氧分解而设计的堆肥箱模块。特别地，本发明是参考独立便携式堆肥箱模块来描述的，该堆肥箱模块允许从所有侧部无阻碍地接近，并且能够连接到类似的模块以形成组件。

背景技术

产生有机“废物”的城市中心附近的可用的垃圾填埋场的迅速缩小需要实施当地有机“废物”回收解决方案。实际上，当地的堆肥不适应工业规模，且不可避免地是规模较小、劳动密集型的过程，这伴随着商业上的挑战。

生产堆肥的优选方法是有氧堆肥，虽然其生产本质上较好的堆肥更快且环境效果更好，但其固有的缺点在于高度劳动密集型。这导致社会的有机废物在当地堆肥和使用过少，而在当地产生和使用的有机废弃物趋于是厌氧的。

尽管明显需要当地有氧堆肥，但对于消费者或商业运营商来说，也没有令人满意的解决方案。

为了本说明书的目的，提供“有机物的有氧分解”的堆肥箱、模块或组件是在整个堆肥循环中有氧地操作的堆肥箱、模块或组件。这只能在使内容物以足够短的间隔周期性地转动以良好保持扩散空气通过堆肥足以维持有氧作用的堆肥箱中实现。对于可商购的消费者没有具有所需的体积和设施以有效地转动堆肥的“有氧”堆肥箱。

所有堆肥箱在某些情况下都将有氧地操作；使空气良好扩散的任何大量的有机物都将有氧地堆肥，直到空气被排出。许多制造商使用这个事实来误导声称他们的箱是有氧的，而事实上，只有在箱初始装有有机材料时才发生有氧作用。一旦空气耗尽，该过程将变得厌氧，并且在没有转动的情况下仍然保持是厌氧的，直到完成堆肥作用。这样的箱被适当地归类为厌氧的。

有氧堆肥的效率和效用主要是温度的函数；温度越高，堆肥过程越快，对绿色废物中存在的种子和病原体进行灭菌的能力越大，并且对某些制成品(诸如由聚乳酸制成的一次性咖啡杯)堆肥的能力越大，否则将不得不去垃圾填埋场。

微生物分解有机物的有氧过程是放热的。如果防止或减缓所产生的热量逸出到大气中，则有机物的温度升高，由此促进了微生物的更快繁殖，从而提高堆肥速率并提高效率。有两种提高和保持堆肥温度的方法：堆肥体积和形状。所增加的体积增加了微生物种群，并因此增加了产生热量的速度，同时降低了堆肥将热量散发到大气中的能力，这是因为从堆肥的中心到其外表面的较长的热路径提高了堆肥堆的隔热。

形状决定了堆肥的表面积与体积之比，并因此决定了其向大气散发热量的速率。具有较大的表面积与体积之比的堆肥将更快地将热量散发到大气中，并因此堆肥温度将降低。许多商业运营将绿色废物堆积成巨大桶形的料堆，尽管料堆体积很大，但其表面与面积之比是差的。由此导致低的堆肥温度及其相关问题。

使表面积与体积之比最小化的最有效的方式是将堆肥包含在等边立方体中，这进而决定了对堆肥箱的需要。

实践证明，为了有效地有氧地生产堆肥，当堆肥被包含在等边立方体中时，必须具有约1立方米(1m³)的体积。由于堆肥效率随着体积减小而急剧下降，该体积能够较小但不小于大约700升，这是因为较高的堆肥温度持续减少时间并且有机物变成堆肥所需的频率和转数基本上增加。

由于这种大体积堆肥箱的运输、仓储和零售中固有的问题，在全球范围内没有制造和分销合适的箱；存在提供最低成本的箱的基本要求。大多数市售的堆肥箱的体积在100升(0.1m³)到400升(0.4m³)的范围内，其中，200升(0.2m³)是最常见的尺寸。这种小体积使这些堆肥箱不适于有效的有氧堆肥，但对于便携式的消费品具有重要的优势。没有能够适用于有效有氧堆肥的低成本便携式堆肥箱。

大多数400升以上的箱不是便携的。在美国专利No.6921661(Nagy)中公开了一种这样的堆肥箱。堆肥箱具有结构框架、侧板、下部布置的检修板和盖子。在使用中，箱的内容物永远不会转动且同时可能有初始的有氧作用，一旦氧气耗尽，堆肥就变得基本上是厌氧的。在箱的顶部添加新的有机材料(一个巨大的缺点，这是因为所有新的有机材料必须被升高到侧壁上方，以便被添加到箱的顶部)，并且通过在与箱的基部临近的检修板而在箱的底部附近移除堆肥。侧板在操作期间不会被移除，而是在初始装配过程中安装侧板并将其保持在位，直到堆肥箱被移除。

此外，在Nagy的申请中，结构框架包括脚部、支柱和顶部支架。在这种结构框架中，顶部支架是防止支柱分开的基本结构元件。其包含在堆肥箱中，堆肥箱的内容物永不转动并且堆肥箱的装载仅通过堆肥箱的顶部，这不会对其厌氧操作不利。然而，这防止了这个箱主要用于必须周期性转动内容物的有氧堆肥。如果Nagy申请的堆肥箱的顶部支架被移除以允许通过侧面无阻碍地接近其内部，则结构框架不再能够对装载的堆肥箱的内容物施加的负载作出反应。此外，在Nagy申请的结构框架中，在对角相对的支柱之间延伸的脚部是重要的结构元件，其被埋在地下并且设置在将放置在箱内的预期堆肥物的下方。由于地面本身是框架的基本结构元件，所以框架既不是独立的，也不容易携带。这还具有的相当大的缺点是其必须安装在平坦准备的地面上。

便携性是一个重要因素，这是因为箱必须很容易地移动到使用堆肥的场地或地方，或者堆肥材料所在的地方。同样有利的是，能够在堆肥将用微生物接种地面的预期新花坛的场地上搭建和制造堆肥。事实上，有氧堆肥箱由于其大体积的性质而在这方面存在困难。便携性受到场地性质以及在箱安装之前是否需要现场准备的影响。许多堆肥箱需要水平(平坦)的场地，这在只有倾斜/不平坦的场地可用的情况下是有问题的。可能需要大量的劳动力和成本才能使场地平坦。一些箱子被设计成以部件形式运输到现场然后组装，但是在组装之前，场地限制可能需要额外的现场工作。

没有适用于令人满意地解决了便携性要求的有效有氧堆肥的现有技术的堆肥箱。那些易于携带的较大容量的箱都需要安装，并且在某些情况下需要在平坦的场地上进行组装。其他的箱对于易于移动来说是简单地过重和庞大的。

最有效的有氧堆肥系统利用连接在一起的一系列箱。这一系列的堆肥箱很长且通常需要安装在平坦地面上，这进一步限制了潜在的可用场地和/或大大增加了准备合适场地的成本。

一旦将堆肥的内容物升高到高温，就必须保持这些高温。对有氧堆肥中有机物分解负责的微生物消耗氧气。必须补充氧气，否则有氧微生物停止活性，堆肥冷却和有机物被厌氧微生物分解。

在大立方体积的堆肥堆的情况下存在长的扩散路径，空气必须穿过该扩散路径以到达该堆的中心。随着堆肥的进展，有机物的体积收缩，变得越来越密集且越来越能抵抗空气的扩散。处理这种情况的方式是周期性手动转动堆肥。这个过程打破了堆肥引入穿过堆肥的新的扩散路径并且直接在整个堆肥中分配空气。周期性转动堆肥所需的持续时间和体力工作是阻碍广泛采用有氧堆肥的主要因素。因此，尽管其有明显的缺点，厌氧堆肥仅由于不需要转动而主导堆肥的当地生产。

转动以维持有氧条件的事宜是有问题的，这是因为转动需要将一个箱中的堆肥移除并返回到相同的箱或者可替代地从一个箱移动到另一个箱，这是劳动密集型的、耗时的且不整洁的。

附加的复杂化是由堆肥堆的外表面附近的堆肥将处于或接近大气温度的事实所引起的。必要的是，当转动堆肥时，这种冷却材料被转动到堆肥堆的中心，在那里它将受到足够高的温度来对种子和病原体灭菌。暴露于大气中的表面积越小，邻近大气的不会暴露于足以对种子和病原体灭菌的温度的材料的体积就越小。转动方法必须能够控制堆肥从低温区到较高温区的再分配。

在由理查德·沃利斯(Richard Wallis(本专利申请中的共同发明人)开发的一种称为新西兰盒子(见后文)并于2008年安装在英国伦敦SW13的北巴斯的Lowther学校的改型堆肥箱中已经解决了转动过程中固有的问题。这种改型在后文称为“猕猴桃箱”。在该系统中，四个木支柱被混凝在地面上，其中，纵向轴向延伸的狭槽被加工到每个支柱的相邻侧面中。混凝土竖直地保持支柱和狭槽，其中，相邻支柱中的狭槽彼此对准并且以正确的预定距离彼此隔开。这使得可移除板条能够从支柱插入和移除，并且确保狭槽中的板条端部具有足够的接合深度以防止横向脱离。

将木支柱混凝到地面上产生了支柱的刚性框架(以用于容纳形成堆肥箱侧面的板条)，其能够抵抗由大体积堆肥材料产生的力。如果框架不是刚性的，这些力将把支柱推开，并且板条将从狭槽脱离并脱落。

猕猴桃箱的优点是可以移除下降到地面水平的所有板条，以允许接近堆肥堆的各个侧面以用于转动堆肥的目的。通常，这种堆肥系统将包括两个或更多个邻接的箱，并且堆肥将从一个箱转动到邻接的箱。通过移除两个箱之间的所有或大部分板条并根据需要从任一个箱中移除其他板条，能够方便地将堆肥从第一个满箱耙到或叉到邻接的空箱，从而最佳地利用重力，直到堆肥的水平在两个箱中大致相等。此后，来自第一个箱的堆肥的残留物必须从该箱中升高到接收箱中堆肥的顶部，直到第一个箱被完全排空。一直以来，可以根据接近第一个箱的内容物以及接收箱的内容物的保持的命令，移除或重新插入来自任一个箱的板条。

这是一种比传统过程更有效的过程，该传统过程中必须将所有的堆肥通过将其升高到模块之间的分隔壁上而从一个模块转移到下一个模块。此外，在传统的箱的情况下，只能通过一侧来接近将转动的内容物，而猕猴桃箱则允许从所有侧面“无阻碍的接近”。

猕猴桃箱提供了一种转动堆肥的有效的已知方式，其便于堆肥在转动期间从较低温度区域移动到较高温度区域。它利用重力来使转动堆肥所需的升高作业最小化，并使堆肥从一个箱转动到相邻箱所需的时间最小化。无阻碍地接近箱的所有侧面意味着两个操作者可以同时协作来转动堆肥。

然而，猕猴桃箱的主要缺点在于，由于堆肥箱被混凝到地下，所以其不能移动。此外，搭建这种箱的现场投资成本相当高，这是因为地面必须平坦，且支柱必须安全准确地定位并混凝到地下。另外，猕猴桃箱是一个永久固定装置，且不容易移除。这些因素减少了试用该过程的人们。一个重要的因素是如果其有效转动过程变得被更加了解和广泛接受。

需要对资本、时间、技能和材料的重大投资以搭建一个猕猴桃箱，其永久性性质以及由此产生的专用土地用途意味着其实用性受限。没有现有技术的便携式堆肥箱消除猕猴桃箱的缺点(搭建的时间和成本，和持久性)且同时保持对堆肥堆的无障碍接近的优点以及速度和易于转动的优点。

典型的现有技术“便携式”堆肥箱是初始由阿尔伯特·霍华德爵士在他的书“用于健康与疾病的农业和园艺(ISBN1849025215)”或其变体中所描述的新西兰盒子的类型(例如，www.askorganic.co.uk)。通常，这些箱是四面的并且具有支撑箱的三个永久固定侧面的支柱，以及位于箱的剩余侧上的可移除板条下方的永久固定构件，这提供了仅从一侧对箱的内容物的受限接近。

这种受限的接近对于装载和清空箱是有用的，并且其特别适用于不需要转动的厌氧堆肥。然而，如果堆肥被定期转动以维持有氧堆肥条件，则这种类型的箱有限制。

在单个箱的情况下，第四侧的板条被移除以允许堆肥被耙出到或叉出到地面上，转动并叉回到箱中。在两个相邻箱的情况下，通过将整个内容物叉到满箱与接收箱之间的固定分隔壁上，或者通过将整个内容物叉到相邻的地面上并然后将其从该处叉到接收箱中，使满箱的内容物转动。这两个过程都是时间和劳动密集型的，并且在这种箱中转动堆肥所涉及的工作量超出了大多数家庭堆肥机的容忍度，并且对于堆肥商业生产的有机废物来说成本是昂贵的。

此外，这些箱的结构细节意味着它们通常作为组装单元出售，这将其分配限制在接近其制造点的区域。此外，虽然这些箱子中的许多不是混凝到地面上，但由于其重量和体积，由于其设计中的低结构效率，它们不容易移动。结果是重型堆肥箱，其是难以移动的以及难于在地面不平坦或倾斜的地方设置。

其它现有技术解决方案通过提供一种通常在箱的所有四个侧面上具有可移除板条的箱来解决便携性的问题，该箱的四个侧面与支柱互锁以形成一结构体。由RecycleWorks(www.recycleworks.co.uk)生产的木质堆肥箱是典型的。这些箱使用木质板条，该木质板条可以使用附接到板条端部的配件而可移除地安装到支柱。在这个箱中，通过多个板条的组合效果来实现结构完整性，每个板条均限制支柱的位置并且它们还需要水平地面的支撑以维持其完整性，并因此不是独立的。如果从任两侧移除板条，则箱的结构完整性将丧失。为此，这些箱不允许无阻碍地接近箱的内部内容物，并且不能有效地转动其内容物。这些箱最适于厌氧堆肥。此外，这些箱不能在倾斜的场地使用，这是因为，由于所有箱(模块)必须位于同一水平，整个场地必须是平坦的。

许多商业运营者通过采用机械转动装置(诸如拖拉机)来使转动堆肥的成本最小化。通常，这些操作使用提供容易接近拖拉机或其他专用转动设备的料堆。然而，这些料堆具有较差的表面与体积之比，导致较低的堆肥温度和邻近于堆肥堆表面的大量体积处于过低而不能对种子和病原体灭菌的温度。机械转动装置具有对转动操作的不良控制，并且不能确保这种材料转动到高温区域。这种堆肥方法是众所周知的，以生产具有不利的实际和法律含义的可培育种子的堆肥；堆肥的所有消费者都需要无杂草堆肥。此外，堆肥内部达到的较低温度不足够高以有效地堆肥制造物品，诸如一次性聚乳酸咖啡杯。

此外，难以控制雨水和地下水流动通过料堆，并且它们通常产生渗滤液污染。由于实际上不可能使这些料堆防虫，所以它们必须位于害虫存在可接受的区域；有效排除当地堆肥。

现有技术的市售有氧堆肥箱的体积足以促进有效的有氧堆肥的特征是木材作为主要建筑材料的普遍使用。这具有的缺点是，除非木质部件定期施加保护涂层，否则它们会受到腐烂和害虫的攻击，害虫包括分解堆肥的微生物。他们所具有的另一缺点是，木质堆肥箱不容易出口到存在某些禁止以控制木材生病虫传播的其他国家。

本发明的堆肥箱旨在解决现有有氧堆肥箱中的缺点。本发明提供了一种独立式堆肥箱，其能够提供适于有效的需氧堆肥的具有低的表面积与体积之比的体积，其可以有效地手动转动，可以防虫，可以控制通过堆肥的水流，可以容易地以低成本高生产量制造，可以容易地以低成本运输和仓储，可以容易地出口而没有检疫限制，可以容易地非现场组装，易于携带，具有零现场准备成本，具有高耐用性而不需要周期性维护，可以容易地组合形成多个箱以促进以适于商业操作的方式高效地转动堆肥。

因此，本发明的一个目的是提供一种克服现有堆肥箱的至少一个或多个问题或缺点的堆肥箱，或者至少为现有堆肥箱提供有用的替代方案。

发明内容

根据第一方面，本发明包括用于有机物的有氧分解的堆肥箱模块，所述模块为容器的形式，该容器包括用于放置在地面上或上方的独立的便携式结构框架、可移除的侧壁、敞开的顶部和敞开的底部，每个所述可移除的侧壁能插入所述结构框架中并由此被横向约束，其中，所述结构框架包括至少三个间隔开的支柱、跨越在所述支柱之间并使所述支柱互连的至少相同数量的结构构件，每个所述结构构件在两个相邻的支柱的基部处或附近跨越在该两个相邻的支柱之间。

优选地，所述可移除的侧壁能插入与所述支柱成一体的轴向延伸狭槽中，所述轴向延伸狭槽位于所述结构构件的正上方。

优选地，至少一个所述可移除的侧壁是多个板条。

优选地，所述堆肥箱模块使用连接器装置能移除地连接到的类似的堆肥箱模块，从而形成堆肥箱组件。

优选地，所述连接器装置允许所述堆肥箱模块的所述结构框架以能移动接合的方式连接到类似的堆肥箱模块的结构框架，使得它们在基本上竖直方向上相对于彼此滑动。

优选地，当所述堆肥箱模块和类似的堆肥箱模块彼此连接时，它们竖直地彼此移位。

优选地，所述堆肥箱模块的至少两个所述支柱具有配合面，所述配合面抵靠并固定在所述类似的堆肥箱模块的至少两个相应的类似支柱的配合面上，以形成至少两对抵靠支柱。

优选地，至少一对抵靠支柱的所述配合面均具有轴向延伸的凹入式凹槽。

优选地，轴向延伸的连接条跨越在所述轴向延伸凹入式凹槽之间并与所述轴向延伸凹入式凹槽接合。

优选地，所述结构框架的至少一部分是中空的。

优选地，所述结构框架的至少一部分由挤制铝制成。

优选地，所述结构构件具有上表面和下表面以及至少一个轴向延伸的凸台，所述凸台邻近于所述上表面和下表面中的每一个，并且所述凸台的端部垂直于所述结构构件的纵向轴线，所述轴向延伸的凸台在每个端部处被攻螺纹。

优选地，所述堆肥箱的体积大于七百升。

优选地，所述堆肥箱设置成易于组装套件。

优选地，在所述侧壁从所述结构框架移除的情况下使用时，人能站立在所述结构框架的内部并保持所述结构构件以便能够升高和运输所述结构框架。

根据第二方面，本发明包括一种用于有机物的有氧分解的堆肥箱组件系统，所述系统包括：多个堆肥箱模块；每个模块为容器的形式，所述容器包括独立的便携式结构框架、可移除的侧壁、敞开的顶部和敞开的底部，每个所述可移除的侧壁由能插入所述结构框架中并由此被横向约束的至少一个部件构成；以及多个连接器装置，用于当所述模块以并排或端对端关系彼此抵靠时将所述多个堆肥箱模块互连，并且每个模块的所述结构框架包括至少三个间隔开的支柱、跨越在所述支柱之间并将所述支柱互连的至少相等数量的结构构件，其中，每个所述结构构件位于所述支柱的基部处或附近。

优选地，所述连接器装置允许至少两个相应的所述堆肥箱模块的所述结构框架以能移动接合的方式连接在一起，使得它们在基本上竖直方向上相对于彼此滑动。

优选地，当至少两个所述堆肥箱模块彼此抵靠并连接时，它们彼此基本上水平地移位。

优选地，所述至少一个部件是多个板条。

优选地，在所述侧壁从所述结构框架移除的情况下使用时，人能站立在所述结构框架的内部并保持所述结构构件以便能够升高和运输所述结构框架。

附图说明

图1示出了本发明的有氧堆肥箱的一个实施例。

图2示出了图1的堆肥箱的结构框架。

图3是在图2的框架中使用的支柱的端视图。

图4是在图2的框架中使用的结构构件的端视图

图5是结构构件与图2的结构框架的支柱的连接的特写视图。

图6是框架的一个角的端视图，其示出了在图2的结构框架中使用的支柱与结构构件之间的连接的细节。

图7示出了人将图2的结构框架升高用于运输到其操作位置。

图8示出了在倾斜地面上安装在其操作位置处的图2的结构框架。

图9示出了包括两个模块化箱的堆肥箱。

图10示出了图9的堆肥箱的替代构造。

图11示出了包括位于倾斜地面上的两个模块箱的堆肥箱的(图2的)结构框架。

图12是图11的抵靠结构框架的一个角的特写视图，其示出了这两个结构框架之间的连接的细节。

图13是图12所示的相邻结构框架的抵靠支柱的端视图。

图14示出了包括四个位于倾斜地面上的图2的模块化箱的堆肥箱。

图15示出了包括六个位于倾斜地面上的图2的模块化箱的堆肥箱。

具体实施方式

在本发明的第一实施例中，在图1中示出了一种“容器”形式的用于有机物的有氧分解的堆肥箱模块50。该堆肥箱模块包括便携式结构框架10和可移除的板条5。结构框架10如图2所示，并且其旨在放置在地面上或地面上方。结构框架10包括支柱1、结构构件2以及将结构构件2固定到支柱1的附接装置。四个支柱1相对于彼此定位并且通过四个结构构件2间隔开，该结构构件2在支柱1的基部处或附近连接到支柱1。可移除的板条5的端部位于在结构构件2正上方形成在支柱1中的轴向延伸的狭槽8中。板条5间隙配合在狭槽8中，并且可以通过向上滑过通过狭槽8而被移除。相邻的板条5通常相对于彼此间隔开，使得有空气通过堆肥箱的侧面接近堆肥材料。这提供了用于使空气扩散到堆肥材料的内部并补充由有氧微生物消耗的氧气的路径。

结构构件2可以采用许多不同的形式。然而，这些结构构件在支柱1的基部处或附近都跨过相邻的支柱1并附接到该支柱1。在图2所示的实施例中，支柱1和结构构件2都是中空的并且使用高刚性的材料，通常为挤制铝。

图3示出了支柱1的端视图。该支柱具有基本上正方形的主体部分，其具有形成在中空的正方形主体外侧的支柱1的两个相邻侧上的轴向延伸的狭槽8。在要求箱模块50防虫的情况下，可以结合附加的狭槽15以在轴向延伸的狭槽8外侧容纳网格(未示出)。可以理解，这种网格与在结构框架10的基部和顶部附近添加的合适的网格(未示出)一起将形成一种防虫容器。在中空主体内侧结合到支柱1的另外两个相邻侧中的凹入式轴向延伸的凹槽16用于将相邻的堆肥箱模块50彼此连接。这种布置允许在结构框架10的所有角处使用相同的支柱。

图4示出了结构构件2的端视图。结构构件2包括跨在相邻支柱1之间的中空矩形轨道。结构构件2的端面垂直于其纵向轴线。结构构件2还包括位于其上表面和下表面附近的中空凸台12。中空凸台12在每个端部处被攻螺纹。

图5示出了将结构构件2连接到支柱1的底部的附接装置的典型细节。在支柱1的底部附近已经局部移除了形成狭槽8的一个壁的肋部4，以允许结构构件2的端部抵接到支柱1的侧面上。结构构件2通过附接装置被拉动成与支柱1的侧面压接触，该附接装置包括螺栓3，该螺栓3被拧入中空凸台12的端部中的螺纹孔中。支柱1中的接近孔11提供了用于组装螺栓3的通路。一旦螺栓3被张紧，则结构支撑构件2的几何形状确保相邻的支柱1保持彼此平行并垂直于支撑构件2的纵向轴线。重要的是，这提供了一种独立的结构，其促进易于(不粘地)将板条5插入到狭槽8中或从狭槽移除，同时始终确保板条5由狭槽8横向约束。

结构框架10的目的是对搭建堆肥设备及其操作中产生的所有负载进行反作用，同时保持其自身的空间几何形状，这对于箱模块50的正确起作用是必要的。

堆肥操作中招致的主要力归因于一堆有机废物或堆肥材料向外倒塌和扩散的自然趋势。在堆肥箱模块50中，堆肥材料(未示出)的倒塌由板条5的存在而被抵抗。由倒塌的堆肥材料施加在板条5上的横向负载由结构框架10的支柱1反作用并作用为推动支柱1分开，从而增加狭槽8之间的距离。在狭槽8的位移过大的情况下，板条5的端部将不再接合在狭槽8中，并且板条5将从结构框架10中脱落。

其他的力包括在堆肥的运输、安装和转动期间由操作者施加的力，与堆肥箱意外接触的操作者或机器的冲击力以及当支撑支柱1的脚部的表面为非平面时发生的推压力。

为了本说明书的目的，“结构框架”是指彼此永久固定并且仅对堆肥箱50的运输、安装和操作中产生的所有负载进行反作用负责的结构构件(支柱和梁)的集合。

与所有其他便携式堆肥箱相比，箱模块50的实用性源自于获得从所有侧面“无阻碍地接近”箱模块50的内部同时保持其结构完整性的能力。通过将所有结构元件除了支柱1之外定位成邻近堆肥箱的底部，操作者可以通过简单地跨过结构构件2而容易地接近箱模块50的内部。这促进堆肥箱在所有地形中的容易移动和放置以及用于转动堆肥的最有效方式。

这完全不同于其中结构体防止从所有侧面无阻碍地接近箱内部的所有其它现有技术的便携式堆肥箱。在大多数现有技术的堆肥箱中，侧壁是结构体的在箱的至少三个侧面上的一体式部分，并且永久地固定在这三个侧面上的支柱上。在其中侧壁可移除的其它现有技术的箱(例如回收工作箱)中，它们的移除导致箱体失去其结构完整性。在其中堆肥箱具有与侧壁分离的框架的那些分离情况下，它们在支柱的顶部处或附近具有结构元件，该结构元件妨碍无阻碍地接近堆肥箱(例如“厌氧”Nagy箱)的内部。

堆肥箱模块50的结构效率固有地比现有技术堆肥箱的结构效率更低，并因此其结构必须对现有技术堆肥箱所经受的负载高得多的负载进行反作用。在传统的箱中，使支柱分开的堆肥的作用被处于张紧的构件反作用。例如，在Nagy堆肥箱中，顶部支架通过顶部支架中的简单张力负载防止支柱被推开。

在箱模块50中，通过在结构构件2和支柱1中的弯曲而对立柱1上的所有负载进行反作用。与现有技术的堆肥箱相比这通常使堆肥箱中的内力增加到十倍或更多倍，并且将结构体的刚度降低到一百五十或更多分之一。本发明的这个实施例中固有的内部负载的巨大增加以及刚度的大幅减小在这方面具有道路受阻的创新。如果要保留堆肥箱的空间几何形状，结构必须吸收的力的巨大增加以及结构元件刚度的必要大幅度增加意味着需要完全不同的方法来设计堆肥箱。特别地，结构元件的刚度和强度必须远大于传统上堆肥箱中用于的材料的刚度和强度，使其更具有金属特性。即使这仅在一定程度上解决刚度问题；其本身不足以产生具有与传统堆肥箱相同刚度的堆肥箱。

因此，箱模块50被设计成适应这种固有的刚度缺乏。狭槽8的深度被制造得比仅需要容纳板条5并横向约束板条的深度要深得多。这种附加的深度通常允许支柱1的顶部在负载下从其无负载位置偏移±10mm以适应结构框架10的变形，同时仍然为板条5提供横向约束。

此外，随着支柱1上的力在结构构件2附近产生由结构构件2反作用的最大弯矩，结构框架10的刚度在很大程度上取决于支柱1与结构构件2之间的接头的刚度。如图5所示的这种接头由于材料的高刚度以及用于将结构构件2固定到支柱1的预张紧装置而非常硬。

挤制铝支柱1和结构构件2可以容易地以低成本制造成大体积。此外，它们容易包装在小体积的扁平包装中，这促进了低的运输和仓储成本以及从销售点容易的运输。结构框架10的组成部分免受来自天气以及堆肥中存在的有机体和害虫的攻击，而不需要维护并且没有检疫限制。结构框架10仅使用六角扳手或套筒(Allen key or socket)轻松组装。

图7示出了当堆肥箱正在搭建时这种布置的效用；它示出了人9正在将结构框架10运输到其期望位置。结构框架10是具有小体积的极轻的独立结构(通常小于二十kg)，其使站立在结构框架10内的单个成年人9易于通过保持相对的结构构件2而将其抬起并在困难的地形上进行运输。

此外，它不需要现场准备，这是因为对于单个人即使在困难的倾斜场地上也很容易搭建。图8示出了在倾斜地面6上定位和平整的结构框架10。结构框架10的低重量和独立性质意味着，一旦定位在期望的位置，人9就可以容易地支撑结构框架10，同时将填充物17(诸如砖或其他类似的填充产品)放置在支柱1下方，直到结构框架10近似水平。如将理解的，本发明的堆肥箱组件100可以构造成模块化形式，从而使得第一箱模块50a能够连接到第二箱模块50b。实际上，非常期望的是，堆肥箱组件100包括多个箱模块50，这是因为在包含至少两个箱模块50的堆肥箱组件的情况下可以获得最大转动效率(即，转动堆肥所消耗的最小的工作量和时间)，如从以下描述将显而易见的。

图9示出了包括两个箱模块50a、50b的堆肥箱组件100。板条5已从初始空的第二箱模块50b以及从使第一箱模块50a和第二箱模块50b分开的分隔壁21移除。在使用中，一个箱模块初始可能充满堆肥物(未示出)，而另一个箱模块初始可能是空的。堆肥转动过程涉及将堆肥物从初始满的第一箱模块50a转移到初始空的第二箱模块50b。该转移可以在三个阶段中实现。

在“阶段1”中，堆肥堆的顶部三分之一或更多的从初始满的第一箱模块50a耙到地板上并且尽可能地抵靠在初始空的第二箱模块50b的后壁20(即，与使第一箱模块50a与第二箱模块50b分开的分隔壁21相对的壁)上，以形成斜面(未示出)。在这个第一阶段中，重力做大部分工作。

“阶段2”涉及从第一箱模块50a的外侧逐渐移除板条以及逐渐地更换第二箱模块50b的外侧中的板条，同时将堆肥材料从第一箱模块50a叉到第二箱模块50b中，并将其投向第二箱模块50b的后壁20，以便在现有斜面上进行搭建。从第一箱模块50a的所有侧面移除板条的能力意味着位于箱模块50a的相对侧上的两个人可以同时工作以将堆肥从第一箱模块50a叉到第二箱模块50b；在考虑健康和安全的工作场所的重要考虑因素通常防止用户自己来工作。

“阶段3”在斜面从添加堆肥材料而变陡之后发生，这使得开始将堆肥材料溢出回到第一箱模块50a中。图10示出了阶段3期间的布置。来自第一箱模块50a的外侧的板条5已被完全移除，以提供对第一箱模块50a内部的无阻碍的接近。在阶段3中，分隔壁21中的板条5逐渐插入以提高分隔壁21的高度，并由此防止堆肥材料在进一步排空第一箱模块50a时溢出回到第一箱模块50a中。操作者可以选择将限制在由第一箱模块50a的结构支撑构件2界定的区域内的剩余物留下。这种剩余物是富含微生物的，可以与装载到现在空的第一箱模块50a中的下一批有机物混合并进行接种。

应当理解，操作者能够组织阶段1至3中描述的转动操作，使得与第一箱模块50a的外表面相邻的较冷堆肥材料转动到第二箱模块50b的中央热区，由此确保所有堆肥材料暴露在足够高的温度下，以对堆肥材料中所包含的种子和病原体进行灭菌。

显而易见的是，本发明的包括箱模块50的堆肥箱组件具有的显着优点在于使转动堆肥所需的工作最小化。在阶段1期间，将堆肥材料从第一箱模块50a转移到第二箱模块50b不需要升高作业。在阶段2和阶段3期间，升高作业的量是分隔壁21的高度的函数。通过在阶段2和阶段3中改变分隔壁21的高度来最小化进行的升高作业，使得壁高度总是最小，这与防止堆肥材料从第二箱模块50b回落到第一箱模块50a中一致。转动与具有固定分隔壁的传统的现有技术的箱相比更有效，其中满的现有技术箱的全部内容物必须在固定分隔壁的整个高度上升高。

从上述描述可以得出，转动过程的效率在很大程度上取决于随着转动进展和需要出现而从任一模块的任一侧移除或更换板条5的能力。

本发明的一个重要特征是将数个箱模块50定位在倾斜的地面上而不需要现场准备的能力。图11示出了构造成位于倾斜地面6上的两个箱的结构框架10a、10b。在这种布置中，第二框架10b在适于第二结构框架10b所处的地形的水平处定位成与第一结构框架10a紧邻。

连接件7用于以允许相邻的结构框架10a、10b相对于彼此竖直移动的方式将相邻结构框架的支柱1连接在一起，而同时限制相邻的结构框架10a、10b相对于彼此在水平面中的移动。

图12示出了相邻支柱1的顶部的特写视图，并且图13示出了通过连接件7连接在一起的两个相邻支柱1的端视图，该连接件容纳在形成于第一结构框架和第二结构框架的抵靠支柱1的配合面中的凹入式轴向延伸凹槽16中。该连接装置允许结构框架10b相对于结构框架10a升高和降低，这促进了即使在倾斜场地上也可以由单个人容易地将两个或更多个结构框架10连接在一起。

利用位于支柱1外侧的凹入式轴向延伸凹槽16的可替代的连接布置可以被设计成提供相同的功能。

结构框架10a、10b可以被运输到将第一结构框架10a定位在至少一个支柱1与地面6接触的位置并根据需要通过将合适的填充物17放置在剩余支柱1的脚部下方来保持平衡的场地。第二结构框架10b定位成邻近第一结构框架10a，使得这些相邻的结构框架的支柱1对准并且至少一个支柱1与地面接触。第二结构框架10b通过将合适的填充物17放置在不与地面接触的这些支柱1的脚部下方来调平。连接件7然后被插入到凹入式轴向延伸凹槽16中。可替代地，在现场安装第一结构框架10a之后，第二结构框架10b可以被提供直到第一结构框架10a的抵靠支柱1并且被临时夹紧在一起，而连接件7插入凹槽16中。

可以以这种方式构造包括多个箱模块50的堆肥箱组件。图14示出了一种倾斜场地，其中，每个连续的箱模块50被定位成低于前一模块，从而产生了一种以非常低的工作费用促进特别有效地转动的布置。有机物可以被装载到最高的箱模块50h。当需要转动时，操作者可以简单地将堆肥材料从这个箱模块50h耙到相邻的下部箱50b中，直到两个箱中的高度大致相等。然后可以将上部箱中的任何剩余的堆肥材料叉到下部箱中。如果安装有足够的模块，则堆肥材料可以周期性地从其箱转动到相邻的下部箱中，直到在多次转动之后所完成的堆肥占据链中的最下部且最后的箱模块50d。图15示出了一种布置，其中已将附加的箱模块50s添加到图14所示的堆肥箱的每一侧。显然，箱模块50可以以任何期望的模式布置在一起。

前文的描述适用于两个或更多个箱模块50的构造。当需要较小的堆肥规模时(例如，在小型家庭后花园中)，可以使用单个箱模块50，尽管与双箱或多箱构造相比对于转动目的而言具有较低效率，但其仍然比任何其他传统堆肥箱在转动上更有效率。

期望避免将单个箱模块50的内容物转出到地面上并将其再次叉回。这是劳动密集的且耗时的，这是因为它要求整堆的堆肥材料被转移两次(先出后入)，其主要抵抗重力而工作。这也是脏乱的，是因为一旦堆肥材料已转出到地面上，则难以管理并且趋于在周围扩散。在所有侧面上具有可移除的板条5的情况下，本发明的堆肥箱模块50使堆肥材料即使在单个模块时也可有效地在原位转动。

用于在原位转动的重要功能特征在于以下事实：在有氧堆肥期间，堆肥材料的尺寸(并因此，高度)已经显著缩小，从而产生堆叠在现有堆肥材料的顶部上的材料的空间。此外，部分堆肥的有机材料的稠度使得其将堆叠并大大保持其完整性，由此允许其堆叠在箱的顶部上方。

在这个过程中，操作者从箱模块的一侧移除足够的板条5，使得他能够在站在靠近一个角处的箱模块50之外时舒适地叉出该一个角的内容物。取决于操作者的高度和箱模块，这通常需要将板条5向下移除到支柱1的中间高度。然后，操作者将箱模块50的第一角的内容物叉到紧在其之后的两个角(即，第三个角和第四个角)的顶部上。不需要将第一个角向右下挖到地面，这是因为底部的三分之一可以通过将叉扭过剩余的堆肥材料而通风，而不必实际将其移除。

然后相邻的第二个四等份的内容物逐渐收缩到第一个角，直到这个材料开始在板条5顶部上方从堆肥箱溢出。堆肥材料然后被叉出到第三个角和第四个角的顶部，直到剩余的堆肥材料可以通过将叉扭转穿过该堆肥材料而容易地进行通风。然后更换板条5，并且来自第三个四等份和第四个四等份的顶部的堆肥材料被耙到第一个四等份和第二个四等份。然后在相反侧重复该过程。如将理解的，可以通过所描述的过程的许多变化来实现相同的结果，并且整个箱模块50不需要在单个工作段中转动。

这种方法更快、更干净、更靠重力工作，并因此，与将内容物转出到地面上然后将其全部叉回到箱中的替代方案相比，需要更少体力消耗，相对于用于有氧堆肥的相关尺寸的传统堆肥箱，这是唯一可行的方法。

本发明的堆肥箱模块50促进堆肥材料的高效周期性转动；这是商业上可行的有氧堆肥的基本要求。此外，易于将堆肥箱移动到堆肥材料源、或移动到将使用堆肥的位置、或移动到在预期的园地的位置上等的能力进一步提高堆肥和园艺过程的效率。

此外，产生包括多个串联模块的堆肥箱组件的能力使其不仅在单一批次中而且在生产线中(其中需要较大体积)的生产堆肥中是通用且高效的。

应当理解，虽然已参考正方形或矩形的堆叠箱(即，具有正方形基部或矩形基部)来描述本发明，但本发明的堆肥箱可以具有任何其它合适的几何形状，包括例如，三角形或六边形。

结构构件2从支柱1的底部附近延伸到支柱1的水平中间平面下方。可移除的板条5不需要延伸到地面。可移除的板条5具有两个功能：第一，为箱的内容物提供最佳接近；第二，使在堆肥的原位转动或通过将堆肥从一个箱转移到相邻箱所花费的工作最小化。

本发明的堆肥箱模块50能够“无阻碍地接近”。假如可移除的板条5延伸得足够靠近地面使得操作者可以容易地跨过位于可移除的板条5下方的结构构件2，则结构构件2的存在不会妨碍转动过程的效率。相反，结构构件2的构造和位置是有利的。通过永久地包围箱模块50的下部部分，结构构件2容纳堆肥的任何剩余物，否则在自然过程中，该剩余物将趋于移动到模块50外部的周围地面，这看起来不整洁并且通常难以清理。此外，结构构件2提供捕集堆肥的有效止挡板，如果需要用叉或铲聚集或捕获箱模块50中的最后的材料，则这是方便的。

本发明提供了一种独立的堆肥箱，其体积和形状适于有效的有氧堆肥。它可以容易地以高生产量制造并因此以低成本制造，并且可以容易地以低成本运输和仓储，可以容易地出口而没有检疫限制，可以容易地在场外组装，易于携带，具有零现场准备成本，具有高耐久性而不需要周期性维护，可以防虫，可以被容易地覆盖以排除雨水问题并因此排除渗滤液问题并且可以容易地组合以形成多个箱体，并促进堆肥的高效转动。

虽然已经通过示例描述了本发明，但应当理解，在不脱离本发明的在权利要求中限定的范围的情况下，可以进行变化和修改。

如本说明书中所使用的，词语“包括”、“包含”和类似词语不被认为是排斥或排除的。换句话说，其旨在表示“包括但不限于”。

Claims (20)

1.一种用于有机物的有氧分解的堆肥箱模块，所述模块具有容器形式，所述容器包括用于放置在地面上或上方的独立的便携式结构框架、可移除的侧壁、敞开的顶部和敞开的底部，每个所述可移除的侧壁能插入所述结构框架中并由此被横向约束，

其中，所述结构框架包括至少三个间隔开的支柱、跨越在所述支柱之间并使所述支柱互连的至少相同数量的结构构件，每个所述结构构件在两个相邻支柱的基部处或附近跨越在该两个相邻支柱之间。

2.根据权利要求1所述的堆肥箱模块，其中，所述可移除的侧壁能插入与所述支柱成一体的轴向延伸狭槽中，所述轴向延伸狭槽位于所述结构构件的正上方。

3.根据权利要求1或2所述的堆肥箱模块，其中，至少一个所述可移除的侧壁是多个板条。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的堆肥箱模块，其中，所述堆肥箱模块使用连接器装置能移除地连接到类似的堆肥箱模块，从而形成堆肥箱组件。

5.根据权利要求4所述的堆肥箱模块，其中，所述连接器装置允许所述堆肥箱模块的所述结构框架以能移动接合的方式连接到类似的堆肥箱模块的结构框架，使得它们在基本上竖直方向上相对于彼此滑动。

6.根据权利要求4或5所述的堆肥箱模块，其中，当所述堆肥箱模块和类似的堆肥箱模块彼此连接时，它们竖直地彼此移位。

7.根据权利要求3所述的堆肥箱模块，其中，所述堆肥箱模块的至少两个所述支柱具有配合面，所述配合面抵靠并固定在所述类似的堆肥箱模块的至少两个相应的类似支柱的配合面上，以形成至少两对抵靠支柱。

8.根据权利要求7所述的堆肥箱模块，其中，至少一对抵靠支柱的所述配合面均具有轴向延伸的凹入式凹槽。

9.根据权利要求8所述的堆肥箱模块，其中，轴向延伸的连接条跨越在所述轴向延伸的凹入式凹槽之间并与所述轴向延伸的凹入式凹槽接合。

10.根据权利要求1所述的堆肥箱模块，其中，所述结构框架的至少一部分是中空的。

11.根据权利要求1中任一项所述的堆肥箱模块，其中，所述结构框架的至少一部分由挤制铝制成。

12.根据权利要求1至3中任一项所述的堆肥箱模块，其中，所述结构构件具有上表面和下表面以及至少一个轴向延伸的凸台，所述凸台邻近于所述上表面和下表面中的每一个表面，并且所述凸台的端部垂直于所述结构构件的纵向轴线，所述轴向延伸的凸台在每个端部处被攻螺纹。

13.根据权利要求1所述的堆肥箱模块，其中，所述堆肥箱大于七百升。

14.根据权利要求1所述的堆肥箱模块，其中，所述堆肥箱被设置成易于组装套件。

15.根据权利要求1所述的堆肥箱模块，其中，在所述侧壁从所述结构框架移除的情况下使用时，人能站立在所述结构框架的内部并保持所述结构构件以便能够升高和运输所述结构框架。

16.一种用于有机物的有氧分解的堆肥箱组件系统，所述系统包括：

多个堆肥箱模块；每个模块具有容器的形式，所述容器包括独立的便携式结构框架、可移除的侧壁、敞开的顶部和敞开的底部，每个所述可移除的侧壁由能插入所述结构框架中并由此被横向约束的至少一个部件构成；以及多个连接器装置，用于当所述模块以并排或端对端关系彼此抵靠时将所述多个堆肥箱模块互连，并且每个模块的所述结构框架包括至少三个间隔开的支柱、跨越在所述支柱之间并将所述支柱互连的至少相等数量的结构构件，其中，每个所述结构构件位于所述支柱的基部处或附近。

17.根据权利要求16所述的系统，其中，所述连接器装置允许至少两个相应的所述堆肥箱模块的所述结构框架以能移动接合的方式连接在一起，使得它们在基本上竖直方向上相对于彼此滑动。

18.根据权利要求16所述的系统，其中，当至少两个所述堆肥箱模块彼此抵靠并连接时，它们彼此基本上水平地移位。

19.根据权利要求16所述的系统，其中，所述至少一个部件是多个板条。

20.根据权利要求16所述的系统，其中，在所述侧壁从所述结构框架移除的情况下使用时，人能站立在所述结构框架的内部并保持所述结构构件以便能够升高和运输所述结构框架。