CN102921697B - 多层管道式发酵塔 - Google Patents

Abstract

本发明多层管道式发酵塔，涉及粗纤维状和有机碎屑等物料或这些物料与粉状料混合物的发酵设备。它的多层的框架上每一层安装一根水平设置且两端封闭的管道；每根管道内设有一支沿轴向延伸且带有螺旋推进机构的主轴，该主轴由一个独立的电机驱动；每根管道一端管壁的上部对应螺旋推进机构入料端处开有进料口、另一端管壁的下部对应螺旋推进机构出料端处开有出料口；相邻两层的管道中螺旋推进机构的推进方向相反且上一层管道的出料口正对并经一个竖立的连接管连通下一层管道的进料口。本发明可用于对粗纤维状和有机碎屑等物料或这些物料与粉状料混合物进行大批量机械化、自动化发酵。

Description

多层管道式发酵塔

技术领域

本发明涉及一种固体发酵设备，特别是涉及一种粗纤维状和有机碎屑等物料或这些物料与粉状料混合物的发酵设备。

背景技术

粗纤维状和有机碎屑等物料或这些物料与粉状料混合物的大批量发酵，例如以甘蔗渣或木屑为主料发酵生产生物腐植酸（BFA），我国目前尚无专用设备。我国生产此类发酵产品的工厂都使用发酵槽（或发酵窖），人工将物料装进编织袋（或麻袋），运到槽（窖）中垒叠建堆，如果不翻堆，则上、中、下层物料发酵效果相差较大，要翻堆就要耗费大量人力；而且在窖式发酵（北方地区）时窖中缺氧易造成人员伤亡。固体发酵行业也有使用机械设备作业的，例如传统的链片传功式有机肥发酵塔，其结构复杂、造价高、易锈蚀、难维修，且保温保湿条件不能适用这种较疏松物料的发酵。而现有的固体发酵罐为了翻动物料，需使用动力很大的搅拌器，还要加专门的鼓风设备，耗能比较严重。现有固体发酵罐的罐体高度稍高，就会造成下层物料受压缺氧，所以固体发酵罐的体积很难做大，这就限制了它在大批量生产中的应用。

随着工农业有机废弃物资源化利用技术的发展，需要一种适应粗纤维和有机碎屑或这两类物料与粉状料混合物大批量机械化自动化发酵的专用设备。

发明内容

本发明旨在提供一种多层管道式发酵塔，它可对粗纤维状和有机碎屑等物料或这些物料与粉状料混合物进行大批量机械化自动化发酵。

本发明的技术方案是：多层管道式发酵塔，多层的框架上每一层安装一根水平设置且两端封闭的管道；每根管道内设有一支沿轴向延伸且带有螺旋推进机构的主轴，该主轴由一个独立的电机驱动；每根管道一端管壁的上部对应螺旋推进机构入料端处开有进料口、另一端管壁的下部对应螺旋推进机构出料端处开有出料口；相邻两层的管道中螺旋推进机构的推进方向相反且上一层管道的出料口正对并经一个竖立的连接管连通下一层管道的进料口。

在多个独立电机驱动下运转的各个螺旋推进机构，使得各层管道上下相叠相通形成多层“弓”字状大容量内腔，既是移动物料的通道，又是发酵室。所以它可对粗纤维状和有机碎屑等物料或这些物料与粉状料混合物进行大批量机械化自动化发酵。

所述的螺旋推进机构在所述进料口下方的部分为与所述主轴连接的螺旋片，其余的部分为通过多根连杆与所述主轴连接的螺旋带，该螺旋片与该螺旋带串联成一个整体。主轴带动由螺旋片和螺旋带串联而成的螺旋推进机构，螺旋片完成对物料的推移，螺旋带完成对物料的推移和抛翻，以及对物料密度（含氧量）的控制。这种机械传动机构简单耐用易维修。

所述管道采用硬塑料制成，它的外周间隔地设有一道相同长度的管状硬塑料外壳；所述管道的管壁上设有多组由众多小孔组成的呼吸网孔；该外壳上设有多个直径大于上述小孔的水汽出口。由于塑料管道和外壳双层保温，这种外壳与管道的组合形成既有保温效果，又有发酵料呼吸条件的发酵装置。

所述的框架上每一层并排安装两根所述的管道；这两根管道内的主轴由同一个独立的电机驱动。由于这种结构形式中框架的厚度较大，一方面可以提高框架的稳定性。另一方面可以减小单位处理量与占地面积的比值，提高工作场地的利用率。

本发明多层管道式发酵塔，采用上述的结构，有如下的优点：

1、多层水平设置的硬塑料管道相叠相通形成多个“弓”字状结构的内腔，既做发酵室，又是物料移动输送通道。设备与物料主接触面不锈蚀，还能自净。

2、内腔硬塑料管道与外封硬塑料外壳形成两层间较好的保温条件，发酵中产生的热量大部分被储留住成为支持继续发酵的热源，不需外加能源。每个生产周期只有进出料时连续开动电机，即使几天内2～3次翻动物料，也是分别点动各管道电机，其余时间都不耗能，每个生产周期耗能极少。所以整个发酵塔的节能效果非常显著。

3、多个“弓”字状内腔保证了各层物料受压力均匀，保证发酵均匀。

4、每个管道中主轴带动螺旋推进机构的螺旋片与螺旋带，同时完成物料推移、翻抛、密度（含氧量）控制，并在发酵周期内对物料实施间断性翻动。这种物料传动机构简单耐用，易维修。

5、每一层并排安装两根管道时，整个发酵塔的内腔容量大，占地面积小。例如使用的管道，7层14根管道的容积达20m3，而占地面积仅7m2。

6、多座发酵塔并列，并分别与传送带连通，可形成每日不断进出料的发酵自动生产线，生产效率大大提高。

附图说明

图1为本发明多层管道式发酵塔一个实施例的正面结构示意图。

图2为图1实施例中顶层两个管道单元的俯视结构示意图。

图3为采用图1实施例组成的自动化发酵生产线示意图。

图4为图3自动化发酵生产线的俯视结构示意图。

具体实施方式

本发明多层管道式发酵塔一个实施例的结构，如图1和图2所示，该发酵塔100的框架1有7层，以水平设置且两端封闭的管道单元2为框架1上进行装拆的基本单位，框架1上每层并排安装两个管道单元2。

 每管道单元2中以长500～550㎝的大口径水平设置且两端封闭的硬塑料管道23为内腔，管道23的管壁上设有多组由数百个小孔组成的呼吸网孔231，作为发酵物料的呼吸孔。该管道23内设有一支沿轴向延伸且带有螺旋推进机构的主轴24。每根管道23一端管壁的上部对应螺旋推进机构入料端处开有进料口21、另一端管壁的下部对应螺旋推进机构出料端处开有出料口22；螺旋推进机构在进料口21下方的部分为与主轴24连接的螺旋片25，其余的部分为通过多根连杆261与主轴24连接的螺旋带26，该螺旋片25与该螺旋带26串联成一个整体。

同一层两个管道单元2中两根管道23内的主轴24由同一个独立的驱动装置3驱动，该驱动装置3包含一个电机31，一条驱动皮带32、第一转轮33、一条随动皮带34和第二转轮35。第一转轮33和第二转轮35分别装设在对应主轴24的前端。电机31通过驱动皮带32带动第一转轮33和第一支主轴24转动。第一转轮33通过随动皮带34带动第二转轮35和第二支主轴24转动。

每个管道单元2的管道23轴向上间隔地以多节由槽钢28、角钢281组成的方形支架与外封的硬塑料板相联固定形成一道与该管道23相同长度的水平设置且两端封闭的管状外壳27。管道23外周通过数个定管箍29与外壳27之间形成固定的径向间隔。外壳27的硬塑料板上设有数拾个的水汽出口271，作为发酵物料的水蒸汽出口。

框架1上同一侧相邻两层管道单元2的管道23中螺旋推进机构的推进方向相反且上一层管道23的出料口22正对并经一个竖立的连接管4连通下一层管道23的进料口21。框架1上各层同一侧管道单元2内的管道23上下相叠并经连接管4相通形成多个“弓”字状大容量内腔。

本实施例中，框架1上每一层的两个管道单元2中，两根管道23内螺旋推进机构的螺旋推进方向是相同的，则每一层的电机31以相同的方向驱动两根管道23内的主轴24。框架1最上层两个管道单元2的管道23的进料口21共用一个外接进料斗5。框架1最上层两个管道单元2的管道23的进料口21共用一个外接进料斗5。框架1最下层两个管道单元2的管道23的出料口24各用一个外接出料斗6。

工作时，按顺序从上到下开动发酵塔100各层的电机31，已拌好发酵剂和水份的粗纤维和有机碎屑等物料或这些物料与粉状料混合物的物料从框架1顶层两管道单元2的管道23的进料口21进入，经管道23内螺旋推进机构的螺旋片25推进和螺旋带26翻抛移动，到顶层管道23出料口22落料到下一层管道23进料口21，再由此层管道23中螺旋推进机构的螺旋片25、螺旋带26推移到本层管道23出料口22，落入再下一层管道23进料口21，如此一直移动到物料填满全部各层各管道单元2的管道23与连接管4组成的多个“弓”字状内腔。再依由下到上的顺序停止发酵塔100各层的电机31，发酵塔100内的物料进入发酵状态。在6～7日的发酵期内，对各层的电机31点动2～3次，使各管道23内的物料稍作翻动，促使物料发酵均匀。发酵完成后，依由下到上的顺序开动发酵塔各层的电机31，将发酵塔100内完成发酵的物料卸除。

请参看图3和图4，以6天完成发酵为例，由6座并列的发酵塔100与上传送带组、下传送带300组成自动化发酵生产线，交替进行进出料及发酵作业。上传送带组由一条设置于第一座发酵塔100顶层上方的固定传送带200和多条设置于相邻两座发酵塔100顶层上方的移动传送带201组成，按照图3中箭头标示的方向分别水平挪动对应的移动传送带201，可以将未发酵的物料有选择地送入各发酵塔100顶层管道23的进料口21。下传送带300用来将各发酵塔100底层管道23出料口22排出的已发酵物料输送到包装设备。每天只有一座发酵塔100在进出料，其它5座发酵塔100处于静止发酵状态，从而实现6个工作日内连续机械化自动发酵。发酵结束后，开动发酵塔100底座下方水平设置的下传送带300，由下到上开动发酵塔100各层的电机31，发酵物由发酵塔100底层两个管道23的出料口22不断落到下传送带300。同时新一轮准备发酵的物料由发酵塔100顶层两个管道23的进料口21进入，直至最底层两个管道23的出料口22出现新料为止。这就同时完成了已发酵物料的清出和待发酵料的填入。整个系统节能、结构简单耐用，易拆装，易维修，自动化程度高。

以上所述，仅为本发明较佳实施例，不以此限定本发明实施的范围，依本发明的技术方案及说明书内容所作的等效变化与修饰，皆应属于本发明涵盖的范围。

Claims (4)

1.多层管道式发酵塔，具有顶部设有进料口、底部设有出料口的多层的框架，其特征在于：框架上每一层安装一根水平设置且两端封闭的管道；每根管道内设有一支沿轴向延伸且带有螺旋推进机构的主轴，该主轴由一个独立的电机驱动；每根管道一端管壁的上部对应螺旋推进机构入料端处开有进料口、另一端管壁的下部对应螺旋推进机构出料端处开有出料口；相邻两层的管道中螺旋推进机构的推进方向相反且上一层管道的出料口正对并经一个竖立的连接管连通下一层管道的进料口。

2.根据权利要求1所述的多层管道式发酵塔，其特征在于：所述的螺旋推进机构在所述进料口下方的部分为与所述主轴连接的螺旋片，其余的部分为通过多根连杆与所述主轴连接的螺旋带，该螺旋片与该螺旋带串联成一个整体。

3.根据权利要求2所述的多层管道式发酵塔，其特征在于：所述管道采用硬塑料制成，它的外周间隔地设有一道相同长度的管状硬塑料外壳；所述管道的管壁上设有多组由众多小孔组成的呼吸网孔；该外壳上设有多个直径大于上述小孔的水汽出口。

4.根据权利要求1或2或3所述的多层管道式发酵塔，其特征在于：所述的框架上每一层并排安装两根所述的管道；这两根管道内的主轴由同一个独立的电机驱动。