CN106116707A - 一种畜禽粪便发酵处理设备 - Google Patents

Abstract

一种畜禽粪便发酵处理设备，主要由发酵滚筒、支承装置、驱动装置、进出料装置、加热搅拌装置和通风装置组成；发酵滚筒包括筒体、大齿圈、左支承环、右支承环、筒壳、保温层、多个搅拌叶片、多个滤网和内隔板；支承装置包括底座、托轮、左支架、右支架、左密封筒和右密封筒；驱动装置包括变频调速电机、减速器和小齿轮；进出料装置包括出料螺旋输送机、料斗、进料螺旋输送机；加热搅拌装置包括螺旋管、回水管、测温管、膨胀水箱、加热器和水泵；通风装置包括鼓风机、进风管、出风管。提高发酵速度，减小了旋转阻力，降低了驱动功率，提高热效率和进出料效率。其结构简单，发酵效率高、发酵效果好、节能环保、使用可靠，具有广泛的实用性。

Description

一种畜禽粪便发酵处理设备

技术领域

本发明涉及一种畜禽粪便处理设备，尤其是一种适用于养殖业畜禽粪便快速处理和回收利用的畜禽粪便发酵处理设备。

背景技术

我国是畜禽饲养量大国，其中鸡饲养量就约占全球的1/4，日产鲜鸡粪达数千吨，若不对其进行及时有效处理，则会引起环境污染、疫情传播等严重社会问题，同时也造成鸡粪中所含的诸如氮、粗蛋白、纯蛋白、各种安基酸、B族维生素和多种微量元素等的浪费。畜禽粪便的处理方法归纳起来不外乎物理的方法、化学的方法和微生物发酵法，其中微生物发酵法处理鸡粪成本低、易于推广用，但目前对畜禽粪便的发酵处理简单、落后，几乎都是让其自然堆积发酵5～6个月，臭味散发严重，严重污染了环境又造成粪便中养分的大量流失。目前，虽国内外也出现了对有机垃圾或动物粪便进行发酵处理的设备，但存在如下主要问题：一是价格昂贵，运行成本高；二是性能单一，不具备脱水、加热、供氧、搅拌等一体化综合功能，发酵时间长，处理效率低，处理效果差；三是进料过程完全靠畜禽粪便自重进入设备，导致进料不畅和分布不均；四是采用吹热风方式进行加热，加热效果差，能耗高；五是对转速、温度等相关参数设置不合理，对关键零部件的结构设计不当，严重影响处理效果和使用可靠性；六是整体结构设计不合理，占用空间大。因此，现有技术还不能满足对畜禽粪便进行快速处理与有效利用的需求。

发明内容

技术问题：本发明的目的是克服已有技术中的不足之处，提供一种结构紧凑、成本低、处理效率高、处理效果好、综合效益高、节能环保、使用可靠的畜禽粪便发酵处理设备。

技术方案：本发明的畜禽粪便发酵处理设备，包括发酵滚筒、支承装置、驱动装置、进出料装置、加热搅拌装置和通风装置；

所述的发酵滚筒包括筒体、固定在筒体外表面上的大齿圈，筒体上大齿圈的左侧设有左支承环、右侧设有右支承环，由大齿圈和左右支承环分隔的筒体段外表面上分别设有筒壳，筒壳与筒体之间设有保温层，所述的筒体内表面上均布有多个搅拌叶片和多个条形滤网，筒体内表面中部设有内隔板，筒体的长度与内径之比为λ；

所述的支承装置包括底座、设置在底座上与发酵滚筒中左右支承环相接触的4个托轮，所述底座的左端设有左支架、右端设有右支架，所述的底座为由多根型钢焊接而成的框架式结构，与左支承环相接触的两个托轮的轮心与左支承环的中心形成一个等边三角形，与右支承环相接触的两个托轮的轮心与右支承环的中心也形成一个等边三角形；左支架一侧固定有集水槽和用于封闭筒体左端口的左密封筒，右支架一侧固定有集水槽和用于封闭筒体右端口的右密封筒，左密封筒、右密封筒和筒体三者的轴心线同轴；

所述的驱动装置安装在底座的中部前侧，驱动装置包括变频调速电机、与变频调速电机相连的减速器和设在减速器输出轴上的小齿轮，小齿轮与大齿圈相啮合；

所述的进出料装置包括固定在左支架上的出料螺旋输送机、固定在右支架上的料斗、设置在料斗下部并固定在右支架上的进料螺旋输送机，所述出料螺旋输送机的进料口端穿过左密封筒孔口后与筒体内腔连通，出料螺旋输送机的中心轴线b相对左密封筒的中心轴线0₂向下偏心距为R/3×sinβ～3R/5×sinβ、向后侧偏心距为R/3×cosβ～3R/5×cosβ，其中R为左密封筒的半径，β为出料螺旋输送机的中心轴线b和左密封筒的中心轴线0₂在左密封筒端面上的交点连线与水平轴线x所夹锐角，β值为70°～80°；所述进料螺旋输送机的出料口端穿过右密封筒与筒体内腔连通，进料螺旋输送机的中心轴线a相对右密封筒的中心轴线0₁向上偏心距为S/3×sinθ～3S/5×sinθ，向后侧偏心距为S/3×cosθ～3S/5×cosθ，其中S为右密封筒的半径，θ为进料螺旋输送机的中心轴线a和右密封筒的中心轴线0₁在右密封筒端面上的交点连线与水平轴线x所夹锐角，θ值为20°～50°；

所述的加热搅拌装置包括设置在筒体内腔中的螺旋管、回水管、测温管、依次设置在右支架上的膨胀水箱、加热器和水泵，所述螺旋管的两端分别固定在左密封筒和右密封筒上，螺旋管的螺旋轴线c相对右密封筒中心轴线0₁向下偏心距为A，螺旋管的螺旋轴线c相对右密封筒中心轴线0₁向前侧偏心距为B；螺旋管与回水管连通，螺旋管分别连通加热器的出水口和膨胀水箱的排气口，所述回水管分别连通水泵的进水口和膨胀水箱的出水口，所述水泵的出水口与加热器的进水口之间通过水管和截止阀相连通；所述测温管呈水平状固定在螺旋管外沿，测温管中设有多个测温传感器；

所述的通风装置包括固定在左支架上的鼓风机、固定在左密封筒上的进风管和固定在右密封筒上的出风管，所述进风管一端与鼓风机出风口相连通，进风管另一端与筒体内腔连通，所述出风管内端口与筒体的内腔连通，出风管外端口与大气相通。

所述的大齿圈位于筒体中部，或位于筒体中部向左密封筒内端面偏移一段距离，该段距离为发酵滚筒满载运行时重心向左的偏移量。

所述的左支承环的中心与发酵滚筒左端面的距离为1/4发酵滚筒长度，或与发酵滚筒左端面的距离为1/4发酵滚筒长度减去发酵滚筒满载运行时重心向左的偏移量的2倍。

所述的右支承环的中心与发酵滚筒右端面的距离为1/4发酵滚筒长度。

所述的多个搅拌叶片为20～30个，均由长方形钢板折压成横截面形状为“L”的结构，呈螺旋状分布。

所述的多个条形滤网的个数为筒体内孔周长L/250～L/400个，滤网的孔径为2～4mm。

所述的筒体的长度与内径之比λ为2～5。

所述的膨胀水箱上设有液位计和加水口，膨胀水箱下沿相对于水泵进水口中心线的垂直高度为1500～2000mm。

所述的螺旋管的螺旋轴线c相对右密封筒中心轴线0₁向下偏心距A为(t-r-100)×sinγ～(t-r-50)×sinγ、向前侧偏心距B为(t-r-100)×cosγ～(t-r-50)×cosγ，其中t为筒体(23)的内半径，r为螺旋管的外半径，γ为轴线c和0₁在右密封筒端面上的交点连线与水平轴线x所夹锐角，γ值为20°～40°；

所述的筒壳由彩钢板卷制而成。

有益效果：本发明将脱水、加热、供氧、搅拌等技术有机结合，提高发酵速度；采用低速旋转、滚动支承的卧式发酵滚筒，并配以大速比减速机和大减速比齿轮传动，减小了旋转阻力矩，降低了驱动功率；采用螺旋加热管和循环加热方式，并通过设置的保温层，提高热效率；采用螺旋进出料装置，提高了进出料效率，改善了畜禽粪便在发酵滚筒中的分布状态。其结构简单，发酵处理效率高、发酵处理效果好、综合效益高、节能环保、使用可靠，具有广泛的实用性。

附图说明

图1是本发明的结构示意图。

图2是本发明的进料螺旋输送机和螺旋管的位置示意图。

图3是本发明的出料螺旋输送机的位置示意图。

图中：1-出料螺旋输送机；2-左支架；3-底座；4-托轮；5-右支承环；6-小齿轮；7-减速器；8-电机；9-右支承环；10螺旋管；11-测温管；12-回水管；13-右支架；14-加热器；15-水泵；16-料斗；17-进料螺旋输送机；18-膨胀水箱；19-出风管；20-右密封筒；21-筒壳；22-保温层；23-筒体；24-内隔板；25-大齿圈；26-搅拌叶片；27-滤网；28-左密封筒；29-集水槽；30-进风管；31-风机。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的一个实施例作进一步的描述：

图1所示，本发明的畜禽粪便发酵处理设备，主要由发酵滚筒、支承装置、驱动装置、进出料装置、加热搅拌装置和通风装置构成。所述的发酵滚筒设在支承装置上，驱动装置设在支承装置的中部，进出料装置设在发酵滚筒的右侧和左侧，加热搅拌装置设在发酵滚筒的内部和进料口一侧，通风装置设在发酵滚筒的右侧和左侧。

所述的发酵滚筒包括筒体23、大齿圈25、左支承环5、右支承环9、筒壳21、保温层22、多个搅拌叶片26、多个滤网27和内隔板24，筒体23由钢板卷制成圆筒形结构，筒体23的长度与内径之比λ为2～5；大齿圈25固定在筒体23外表面中部，筒体23上大齿圈25的左侧设有左支承环5、右侧设有右支承环9，由大齿圈25和左右支承环分隔的筒体23段外表面上分别设有筒壳21，筒壳21由彩钢板卷制而成。筒壳21与筒体23之间设有保温层22，所述的筒体23内表面上均布有多个搅拌叶片26和多个条形滤网27，所述的多个搅拌叶片26为20～30个，均由长方形钢板折压成横截面形状为“L”的结构，呈螺旋状分布。所述的多个条形滤网27的个数为筒体23内孔周长L/250～L/400个，滤网的孔径为2～4mm。筒体23内表面中部设有内隔板24，所述的大齿圈25可位于筒体23中部，也可位于筒体23中部向左密封筒28内端面偏移一段距离，该段距离为发酵滚筒满载运行时重心向左的偏移量。图中所示的大齿圈25的中心与发酵滚筒左端面的距离为1/2发酵滚筒长度﹣发酵滚筒满载运行时重心向左的偏移量；所述的左支承环5的中心与发酵滚筒左端面的距离为1/4发酵滚筒长度，或与发酵滚筒左端面的距离为1/4发酵滚筒长度减去发酵滚筒满载运行时重心向左的偏移量的2倍。所述的右支承环9的中心与发酵滚筒右端面的距离为1/4发酵滚筒长度。筒壳21由彩钢板卷制而成，分为四节设置在筒体23外表面上，保温层22设置在筒体23与筒壳21之间；多个搅拌叶片26为20～30个，设置在筒体23内表面上，均由长方形钢板折压成横截面形状为“L”的结构，呈螺旋状分布；多个滤网为筒体内孔周长L/250～L/400个，均为由长条形钢板折压成横截面形状为“]”的槽形结构，其上加工有呈网状均布的小孔，小孔直径为2～4mm；内隔板24为一环形板，固定在筒体23中部的内表面上。

所述的支承装置包括底座3、四个托轮4、左支架2、右支架13、左密封筒28和右密封筒20，底座3为由多根型钢焊接而成的框架式结构；四个托轮4设置在底座3上，与发酵滚筒中左右支承环相接触，4个托轮4左右距离与筒体23上的左右两支承环5、9的距离相等，所述底座3的左端设有左支架2、右端设有右支架13，左支架2上设有用于封闭筒体23左端口的左密封筒28，右支架13上设有用于封闭筒体23右端口的右密封筒20，与左支承环5相接触的两个托轮4的轮心与左支承环5的中心形成一个等边三角形，与右支承环9相接触的两个托轮4的轮心与右支承环9的中心也形成一个等边三角形。左支架2和右支架13均由方形钢管焊接而成，分别固定在底座3左右两端，左支架2上设置有集水槽29，右支架13一侧固定有集水槽，左密封筒28、右密封筒20和筒体23三者的轴心线同轴；

所述的驱动装置安装在底座3的中部前侧，驱动装置包括变频调速电机8、与变频调速电机8相连的减速器7和设在减速器7输出轴上的小齿轮6，小齿轮6与大齿圈25相啮合；

所述的进出料装置包括固定在左支架2上的出料螺旋输送机1、固定在右支架13上的料斗16、设置在料斗16下部并固定在右支架13上的进料螺旋输送机17，所述出料螺旋输送机1的进料口端穿过左密封筒28孔口后与筒体23内腔连通，出料螺旋输送机1的中心轴线b相对左密封筒28的中心轴线0₂向下偏心距为R/3×sinβ～3R/5×sinβ、向后侧偏心距为R/3×cosβ～3R/5×cosβ，其中R为左密封筒28的半径，β为出料螺旋输送机的中心轴线b和左密封筒的中心轴线0₂在左密封筒端面上的交点连线与水平轴线x所夹锐角，β值为70°～80°，如图3所示。料斗16固定在右支架13上，进料螺旋输送机17设置在料斗16下部，所述进料螺旋输送机17的出料口端穿过右密封筒20与筒体23内腔连通，进料螺旋输送机17的中心轴线a相对右密封筒20的中心轴线0₁向上偏心距为S/3×sinθ～3S/5×sinθ，向后侧偏心距为S/3×cosθ～3S/5×cosθ，其中S为右密封筒(20)的半径，θ为进料螺旋输送机的中心轴线a和右密封筒的中心轴线0₁在右密封筒端面上的交点连线与水平轴线x所夹锐角，θ值为20°～50°，如图2所示。

所述的加热搅拌装置包括设置在筒体23内腔中的螺旋管10、回水管12、测温管11、依次设置在右支架13上的膨胀水箱18、加热器14和水泵15，所述螺旋管10的两端分别固定在左密封筒28和右密封筒20上，螺旋管10的螺旋轴线c相对右密封筒20中心轴线0₁向下偏心距为A，螺旋管10的螺旋轴线c相对右密封筒20中心轴线0₁向前侧偏心距为B；螺旋管10与回水管12连通，螺旋管10分别连通加热器14的出水口和膨胀水箱18的排气口，所述的螺旋管10的螺旋轴线c相对右密封筒20中心轴线0₁向下偏心距A为(t-r-100)×sinγ～(t-r-50)×sinγ、向前侧偏心距B为(t-r-100)×cosγ～(t-r-50)×cosγ，其中t为筒体23的内半径，r为螺旋管10的外半径，γ为轴线c和0₁在右密封筒端面上的交点连线与水平轴线x所夹锐角，γ值为20°～40°，如图3所示。所述测温管11呈水平状固定在螺旋管10外沿，测温管11中设有多个测温传感器；回水管12设置在螺旋管10的螺旋轴线上，测温管11为方管，呈水平状固定在螺旋管10的上外沿，膨胀水箱18、加热器14和水泵15依次设置在右支架13上部、中部和下部；螺旋管10与回水管12在左端相互连接连通，螺旋管10的右端穿过右密封筒20上的孔口后，再通过水管和三通接头分别连通加热器14的出水口和膨胀水箱18的排气口，回水管12的右端穿过右密封筒20上的孔口后，再通过水管和三通接头分别连通水泵15的进水口和膨胀水箱18的出水口，水泵15的出水口与加热器14的进水口之间通过水管和截止阀相连通，在测温管11左部、中部和右部的内腔中可分别设置3个测温传感器，膨胀水箱18上还设置有液位计和加水口，其下沿相对于水泵15进水口中心线的垂直高度为1500～2000mm。

所述的通风装置包括鼓风机31、进风管30、出风管19，鼓风机31固定在左支架2上，进风管30固定在左密封筒28上，出风管19固定在右密封筒20上，所述进风管30一端与鼓风机31出风口连接连通，进风管30另一端与筒体23内腔连通，所述出风管19内端口与筒体23的内腔连通，出风管19外端口与大气相通。

工作原理：启动电机8，通过减速器7、小齿轮6和大齿圈25等传动部件的大减速比减速增扭，使发酵滚筒以0.2～0.5r/min的转速低速旋转，同时启动进料螺旋输送机17，将料斗16中的畜禽粪料推送到发酵滚筒之中，在搅拌叶片26和螺旋管10的作用下，使畜禽粪料与预留在发酵滚筒中已经熟化含有高温发酵菌种的熟化料进行混合，形成一定比例、且含水率低于70％的混合料，待发酵滚筒的装料量达到筒体23内部空间的60％时，关闭进料螺旋输送机17，停止进料。然后启动加热器14和水泵15，热水进入螺旋管10对发酵滚筒中的混合料进行快速预加热，使其温度快速达到最佳发酵状态的温度，当混合料凭自身发酵所发热量就能保持所需的最佳发酵温度时，关闭加热器14和水泵15，停止加热；混合料在发酵滚筒中进行快速发酵的过程中，滤网27将混合料中离析出来的水进行滤除，并经集水槽29排出，使含水率快速降低到能使混合料进入高效发酵状态，与此同时，每隔3～6h，通风装置对发酵滚筒进行约10min的通风，提供发酵所需的氧气，加快发酵速度。经过48～72h的时间，混合料发酵完毕，这时启动出料螺旋输送机1，将发酵滚筒中的已经发酵处理好的基本熟化料推送出来，当发酵滚筒中剩余约50％的料时，关闭出料螺旋输送机1和电机8。

Claims (10)

1.一种畜禽粪便发酵处理设备，其特征在于：包括发酵滚筒、支承装置、驱动装置、进出料装置、加热搅拌装置和通风装置；

所述的发酵滚筒包括筒体(23)、固定在筒体(23)外表面上的大齿圈(25)，筒体(23)上大齿圈(25)的左侧设有左支承环(5)、右侧设有右支承环(9)，由大齿圈(25)和左右支承环分隔的筒体(23)段外表面上分别设有筒壳(21)，筒壳(21)与筒体(23)之间设有保温层(22)，所述的筒体(23)内表面上均布有多个搅拌叶片(26)和多个条形滤网(27)，筒体(23)内表面中部设有内隔板(24)，筒体(23)的长度与内径之比为λ；

所述的支承装置包括底座(3)、设置在底座(3)上与发酵滚筒中左右支承环相接触的4个托轮(4)，所述底座(3)的左端设有左支架(2)、右端设有右支架(13)，所述的底座(3)为由多根型钢焊接而成的框架式结构，与左支承环(5)相接触的两个托轮(4)的轮心与左支承环(5)的中心形成一个等边三角形，与右支承环(9)相接触的两个托轮(4)的轮心与右支承环(9)的中心也形成一个等边三角形；左支架(2)一侧固定有集水槽(29)和用于封闭筒体(23)左端口的左密封筒(28)，右支架(13)一侧固定有集水槽和用于封闭筒体(23)右端口的右密封筒(20)，左密封筒(28)、右密封筒(20)和筒体(23)三者的轴心线同轴；

所述的驱动装置安装在底座(3)的中部前侧，驱动装置包括变频调速电机(8)、与变频调速电机(8)相连的减速器(7)和设在减速器(7)输出轴上的小齿轮(6)，小齿轮(6)与大齿圈(25)相啮合；

所述的进出料装置包括固定在左支架(2)上的出料螺旋输送机(1)、固定在右支架(13)上的料斗(16)、设置在料斗(16)下部并固定在右支架(13)上的进料螺旋输送机(17)，所述出料螺旋输送机(1)的进料口端穿过左密封筒(28)孔口后与筒体(23)内腔连通，出料螺旋输送机(1)的中心轴线b相对左密封筒(28)的中心轴线0₂向下偏心距为R/3×sinβ～3R/5×sinβ、向后侧偏心距为R/3×cosβ～3R/5×cosβ，其中R为左密封筒(28)的半径，β为出料螺旋输送机的中心轴线b和左密封筒的中心轴线0₂在左密封筒端面上的交点连线与水平轴线x所夹锐角，β值为70°～80°；所述进料螺旋输送机(17)的出料口端穿过右密封筒(20)与筒体(23)内腔连通，进料螺旋输送机(17)的中心轴线a相对右密封筒(20)的中心轴线0₁向上偏心距为S/3×sinθ～3S/5×sinθ，向后侧偏心距为S/3×cosθ～3S/5×cosθ，其中S为右密封筒(20)的半径，θ为进料螺旋输送机的中心轴线a和右密封筒的中心轴线0₁在右密封筒端面上的交点连线与水平轴线x所夹锐角，θ值为20°～50°；

所述的加热搅拌装置包括设置在筒体(23)内腔中的螺旋管(10)、回水管(12)、测温管(11)、依次设置在右支架(13)上的膨胀水箱(18)、加热器(14)和水泵(15)，所述螺旋管(10)的两端分别固定在左密封筒(28)和右密封筒(20)上，螺旋管(10)的螺旋轴线c相对右密封筒(20)中心轴线0₁向下偏心距为A，螺旋管(10)的螺旋轴线c相对右密封筒(20)中心轴线0₁向前侧偏心距为B；螺旋管(10)与回水管(12)连通，螺旋管(10)分别连通加热器(14)的出水口和膨胀水箱(18)的排气口，所述回水管(12)分别连通水泵(15)的进水口和膨胀水箱(18)的出水口，所述水泵(15)的出水口与加热器(14)的进水口之间通过水管和截止阀相连通；所述测温管(11)呈水平状固定在螺旋管(10)外沿，测温管(11)中设有多个测温传感器；

所述的通风装置包括固定在左支架(2)上的鼓风机(31)、固定在左密封筒(28)上的进风管(30)和固定在右密封筒(20)上的出风管(19)，所述进风管(30)一端与鼓风机(31)出风口相连通，进风管(30)另一端与筒体(23)内腔连通，所述出风管(19)内端口与筒体(23)的内腔连通，出风管(19)外端口与大气相通。

2.根据权利要求1所述的畜禽粪便发酵处理设备，其特征在于：所述的大齿圈(25)位于筒体(23)中部，或位于筒体(23)中部向左密封筒(28)内端面偏移一段距离，该段距离为发酵滚筒满载运行时重心向左的偏移量。

3.根据权利要求1所述的畜禽粪便发酵处理设备，其特征在于：所述的左支承环(5)的中心与发酵滚筒左端面的距离为1/4发酵滚筒长度，或与发酵滚筒左端面的距离为1/4发酵滚筒长度减去发酵滚筒满载运行时重心向左的偏移量的2倍。

4.根据权利要求1所述的畜禽粪便发酵处理设备，其特征在于：所述的右支承环(9)的中心与发酵滚筒右端面的距离为1/4发酵滚筒长度。

5.根据权利要求1所述的畜禽粪便发酵处理设备，其特征在于：所述的多个搅拌叶片(26)为20～30个，均由长方形钢板折压成横截面形状为“L”的结构，呈螺旋状分布。

6.根据权利要求1所述的畜禽粪便发酵处理设备，其特征在于：所述的多个条形滤网(27)的个数为筒体(23)内孔周长L/250～L/400个，滤网的孔径为2～4mm。

7.根据权利要求1所述的畜禽粪便发酵处理设备，其特征在于：所述的筒体(23)的长度与内径之比λ为2～5。

8.根据权利要求1所述的畜禽粪便发酵处理设备，其特征在于：所述的膨胀水箱(18)上设有液位计和加水口，膨胀水箱(18)下沿相对于水泵(15)进水口中心线的垂直高度为1500～2000mm。

9.根据权利要求1所述的畜禽粪便发酵处理设备，其特征在于：所述的螺旋管(10)的螺旋轴线c相对右密封筒(20)中心轴线0₁向下偏心距A为(t-r-100)×sinγ～(t-r-50)×sinγ、向前侧偏心距B为(t-r-100)×cosγ～(t-r-50)×cosγ，其中t为筒体(23)的内半径，r为螺旋管(10)的外半径，γ为轴线c和0₁在右密封筒端面上的交点连线与水平轴线x所夹锐角，γ值为20°～40°

10.根据权利要求1所述的畜禽粪便发酵处理设备，其特征在于：所述的筒壳(21)由彩钢板卷制而成。