CN106145591B - 一种用于畜禽养殖的沼气化粪系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种用于畜禽养殖的沼气化粪系统，包括用于畜禽养殖的屋舍、粪水池和沼气池，还包括两只畜禽类粪便固液分离机和一只离心预分离装置；本发明的优点：从屋舍排出的粪便直接收集于粪便槽中，再从粪便槽中排出进入离心预分离装置，在离心预分离装置处分离出大部分的水，这部分水经出水管进入粪水池，从离心预分离装置排出的含水较少的粪便混合物进入第一畜禽类粪便固液分离机，从第一畜禽类粪便固液分离机的第一液态出口排出的水进入沼气池，从第一固态出口排出的固态粪便用于销售，另外，这种沼气化粪系统还有一套备用支路，即第二畜禽类粪便固液分离机。这种沼气化粪系统处理效率高，可以有效保护环境。

Description

一种用于畜禽养殖的沼气化粪系统

技术领域

本发明涉及一种化粪系统，尤其是一种用于畜禽养殖的沼气化粪系统。

背景技术

现有的用于畜禽养殖的沼气化粪系统处理方式如下：人工将畜禽粪便排入粪水池，由粪便输送泵将粪水池中的粪水打入到畜禽类粪便固液分离机进行固液分离，其中现有的畜禽类粪便固液分离机具有一个进料口、一个溢流口、一个液态出口和一个固态出口，粪水由进料口，固态的粪便被分离出从固态出口排出，可集中收集销售，处理后的粪水从液态出口排入沼气池用于发酵产生沼气，沼气也可以销售；来不及处理的粪水从溢流口排出回流至粪水池。

这种沼气化粪系统存在的技术问题是：粪水池中水较多，因为粪水池很可能会接受雨水或外界渗水，有效的固态的粪便进入粪水池又会散开，利用粪便输送泵不停地打，输送的混合物水含量高，畜禽类粪便固液分离机也只能分离出有限的固态的粪便，效率较低，由于水多，沼气池很快就要满出来。

由于存在这样的问题，所以有必要对现有的用于畜禽养殖的沼气化粪系统进行改进。

发明内容

本发明的目的是为了解决上述技术的不足而设计的一种处理效率高的用于畜禽养殖的沼气化粪系统。

本发明所设计的一种用于畜禽养殖的沼气化粪系统，包括用于畜禽养殖的屋舍、粪水池和沼气池，其特征是还包括第一畜禽类粪便固液分离机、第二畜禽类粪便固液分离机和离心预分离装置；

所述屋舍内设有地板和围栏，在地板上布满粪便漏出孔，所述地板的下方锥形坑，在屋舍外设有粪便槽，锥形坑通过底部的粪水管与所述粪便槽的进料段相通，所述粪便槽的侧面设有卸出管，所述进料段上设有控制进料段通断的插板；所述粪便槽为封闭式，在粪便槽的两端都设有排气管和排气阀，在粪便槽内设有活塞；在粪便槽侧面设有挤压电机、变速箱、前螺杆座、后螺杆座、螺杆、滑轨、矩形滑块和推杆；所述螺杆两端分别设置在前螺杆座和后螺杆座的轴承内，所述挤压电机通过变速箱与螺杆传动连接，所述滑轨设在前螺杆座和后螺杆座之间，所述矩形滑块可移动设置在滑轨上方，所述螺杆穿过矩形滑块并且矩形滑块上具有螺孔与螺杆相配合；所述推杆为上下两根，所述推杆的一端连接矩形滑块，另一端穿过后螺杆座和粪便槽其中一个侧面后与所述活塞相连接；

所述第一畜禽类粪便固液分离机具有一个第一进料口、一个第一溢流口、一个第一液态出口和一个第一固态出口，所述第二畜禽类粪便固液分离机具有一个第二进料口、一个第二溢流口、一个第二液态出口和一个第二固态出口；

所述离心预分离装置包括前支架、后支架及倾斜设置的分离桶，分离桶前后两端分别设有进料管和排料管，所述排料管长于所述进料管；在分离桶的桶身上设有通孔分布段，在分离桶外位于进料管后侧的位置设有齿圈，在分离桶外与排料管相接处设有防漏挡盘；在前支架上设有前轴承座，该前轴承座内设有供进料管穿过的前轴承，在后支架上设有后轴承座，该后轴承座内设有供排料管穿过的后轴承，所述前支架上设有相连接的离心分离电机和减速机，在减速机的输出轴上设有传动齿轮，该传动齿轮和所述齿圈啮合；所述分离桶外设有与其平行分布的防溅管，防溅管下部的两根L形连接杆分别固定在前支架和后支架上，并且该防溅管覆盖的区域大于所述通孔分布段；所述排料管下方设有出料斗，所述出料斗下部设有出料管，所述排料管后侧设有防溅罩，所述排料管的出口位于该防溅罩内，所述防溅罩底部的开口对着出料斗；所述防溅罩固定在一个弯曲臂上，所述弯曲臂固定于后支架上，在弯曲臂上设有一个供所述出料管穿过固定环；在所述前支架和后支架之间位于分离桶和防漏挡盘下方的位置固定设置有接水盘，所述接水盘上连接有出水管；

所述卸出管与所述离心预分离装置的进料管相通，所述离心预分离装置的出水管通过管道与粪水池连通，所述离心预分离装置的出料管与第一进料口相通，所述第一溢流口通过管道与粪水池连通，所述第一液态出口通过管道与沼气池连通；在所述粪水池内设有粪便输送泵，所述粪便输送泵通过管道与所述第二进料口相通，所述第二溢流口通过管道与粪水池连通，所述第二液态出口通过管道与沼气池连通。

本发明所设计的用于畜禽养殖的沼气化粪系统，从屋舍排出的粪便直接收集于粪便槽中，处理时粪水从粪便槽中排出进入离心预分离装置，在离心预分离装置处分离出大部分的水，这部分水经出水管进入粪水池，从离心预分离装置排出的含水较少的粪便混合物进入第一畜禽类粪便固液分离机，从第一畜禽类粪便固液分离机的第一液态出口排出的水进入沼气池，从第一固态出口排出的固态粪便用于销售，这是主要处理模式，这样由于粪便不直接进入粪水池，不会散开，处理效率高，而且产生的水较少，不会对沼气池产生压力；另外，这种沼气化粪系统还有一套备用支路，即第二畜禽类粪便固液分离机，当粪水池的粪水积累到一定的时间需要处理时，可以启用第二畜禽类粪便固液分离机像传统模式一样处理，确保正常的处理过程。

这种用于畜禽养殖的沼气化粪系统，可用于处理大型养殖场（如养猪、养羊、养鸡鸭）粪便，采用这种用于畜禽养殖的沼气化粪系统由于对粪便进行了合理的处理，因此可以有效保护环境。

养殖场可采用本发明所述的用于畜禽养殖的沼气化粪系统，在养殖场的边上可以设置农田、菜地或果园，粪水池的粪水较稀，可以直接打到农田、菜地或果园内进行施肥，为农作物增肥，同时也便于粪水池的的清空。

附图说明

图1是实施例1的结构示意图；

图2是第一畜禽类粪便固液分离机的结构示意图；

图3是第二畜禽类粪便固液分离机的结构示意图；

图4是离心预分离装置的结构示意图；

图5是粪便槽及其侧面装置的结构示意图；

图6是屋舍的结构示意图；

图7是改进后的离心预分离装置的后半部分的结构示意图；

图中：屋舍1、地板101、粪水管102、粪便漏出孔103、锥形坑104、围栏105、粪便槽106、进料段107、卸出管108、插板109、排气管110、排气阀111、活塞112、挤压电机113、变速箱114、前螺杆座115、后螺杆座116、螺杆117、滑轨118、矩形滑块119、推杆120；

离心预分离装置2、前支架201、后支架202、分离桶203、进料管204、排料管205、通孔分布段206、齿圈207、前轴承座208、前轴承209、后轴承座210、后轴承211、离心分离电机212、减速机213、输出轴214、传动齿轮215、防溅管216、L形连接杆217、出料斗218、出料管219、防溅罩220、轴体221、螺旋叶222、弯曲臂223、固定环224、防漏挡盘225、轴承座226、电机227、轴承228、接水盘229、出水管230；

粪水池3、粪便输送泵31；

第一畜禽类粪便固液分离机41、第一进料口411、第一溢流口412、第一液态出口413、第一固态出口414、第二畜禽类粪便固液分离机42、第二进料口421、第二溢流口422、第二液态出口423、第二固态出口424、

沼气池5。

具体实施方式

下面通过实施例结合附图对本发明作进二步的描述。

实施例1：

如图1所示，本实施例所描述的用于畜禽养殖的沼气化粪系统，包括用于畜禽养殖的屋舍1、粪水池3和沼气池5，其特征是还包括第一畜禽类粪便固液分离机41、第二畜禽类粪便固液分离机42和离心预分离装置2；

如图5、6所示，所述屋舍1内设有地板101和围栏105，在地板101上布满粪便漏出孔103，所述地板101的下方锥形坑104，在屋舍1外设有粪便槽106，粪便槽106地势低于锥形坑104，锥形坑104通过底部的粪水管102与所述粪便槽106的进料段107相通，所述粪便槽106的侧面设有卸出管108，所述进料段107上设有控制进料段107通断的插板109，插板109的上下运动可以是人工操作，使结构更为简单，也可以采用电控方式，如在插板109两端设置驱动其上下运动的升降气缸，这样粪便槽106的进料可控，效果更好；所述粪便槽106为封闭式（粪便槽106采用长方体状的金属槽），在粪便槽106的两端都设有排气管110和排气阀111，在粪便槽106内设有活塞112；在粪便槽106侧面设有挤压电机113、变速箱114、前螺杆座115、后螺杆座116、螺杆117、滑轨118、矩形滑块119和推杆120；所述螺杆117两端分别设置在前螺杆座115和后螺杆座116的轴承内，所述挤压电机113通过变速箱114与螺杆117传动连接，所述滑轨118设在前螺杆座115和后螺杆座116之间，所述矩形滑块119可移动设置在滑轨118上方，所述螺杆117穿过矩形滑块119并且矩形滑块119上具有螺孔与螺杆117相配合；所述推杆120为上下两根，所述推杆120的一端连接矩形滑块119，另一端穿过后螺杆座116和粪便槽106其中一个侧面后与所述活塞112相连接；

如图2和3所示，所述第一畜禽类粪便固液分离机41具有一个第一进料口411、一个第一溢流口412、一个第一液态出口413和一个第一固态出口414，所述第二畜禽类粪便固液分离机42具有一个第二进料口421、一个第二溢流口422、一个第二液态出口423和一个第二固态出口424；

如图4所示，所述离心预分离装置2包括前支架201、后支架202及倾斜设置的分离桶203，分离桶203前后两端分别设有进料管204和排料管205，所述排料管205长于所述进料管204；在分离桶203的桶身上设有通孔分布段206，在分离桶203外位于进料管204后侧的位置设有齿圈207，在分离桶203外与排料管205相接处设有防漏挡盘225；在前支架201上设有前轴承座208，该前轴承座208内设有供进料管204穿过的前轴承209，在后支架202上设有后轴承座210，该后轴承座210内设有供排料管205穿过的后轴承211，所述前支架201上设有相连接的离心分离电机212和减速机213，在减速机213的输出轴214上设有传动齿轮215，该传动齿轮215和所述齿圈207啮合；所述分离桶203外设有与其平行分布的防溅管216，防溅管216下部的两根L形连接杆217分别固定在前支架201和后支架202上，并且该防溅管216覆盖的区域大于所述通孔分布段206；所述排料管205下方设有出料斗218，所述出料斗218下部设有出料管219，所述排料管205后侧设有防溅罩220，所述排料管205的出口位于该防溅罩220内，所述防溅罩220底部的开口对着出料斗218；所述防溅罩220固定在一个弯曲臂223上，所述弯曲臂223固定于后支架202上，在弯曲臂223上设有一个供所述出料管219穿过固定环224；在所述前支架201和后支架202之间位于分离桶203和防漏挡盘225下方的位置固定设置有接水盘229，所述接水盘229上连接有出水管230；

所述卸出管108与所述离心预分离装置2的进料管204相通，所述离心预分离装置2的出水管230通过管道与粪水池3连通，所述离心预分离装置2的出料管219与第一进料口411相通，所述第一溢流口412通过管道与粪水池3连通，所述第一液态出口413通过管道与沼气池5连通；在所述粪水池3内设有粪便输送泵31，所述粪便输送泵31通过管道与所述第二进料口421相通，所述第二溢流口422通过管道与粪水池3连通，所述第二液态出口423通过管道与沼气池5连通。

本实施例所描述的用于畜禽养殖的沼气化粪系统，它的技术优点及原理分析如下：

在地板101上布满粪便漏出孔103，可以使得畜禽类的粪便及时下漏，避免了粪便的滞留而造成的一系列卫生问题，由此可以有效地减少畜禽类生病的机率；所述地板101的下方为锥形坑104，可以使粪便从地板101上漏下以后在重力的作用下及时向下排出进入到粪便槽106中，即使有部分粪便滞留于锥形坑104上，也可以在锥形坑104的上方用水冲洗将其全部冲入粪便槽106中，锥形坑104的结构使得粪便在被冲水时更容易下落，粪便和粪水在全部进入粪便槽106后可得到集中收集；

粪便槽106中粪便的输送原理是：当挤压电机113开始工作时，挤压电机113通过变速箱114带动螺杆117转动，螺杆117上的矩形滑块119通过螺孔与螺杆117相配合，在螺杆117转动后，矩形滑块119可以在滑轨118上方左右移动，矩形滑块119连接推杆120，矩形滑块119的左右移动可以带动活塞112进行左右的往复运动，通过控制挤压电机113的正反转来实现活塞112的往复运动，活塞112移到最靠近挤压电机113的一端可以进料，当活塞112向另一侧移动的过程中，可以将粪便槽106内的粪便从卸出管108中挤出，当活塞112运动到底时可从而实现粪便槽106中的粪便与粪水全部挤出进入到离心预分离装置2中，由于粪便槽106为密封的，所以在活塞112向右推动时应打开左侧的排气阀111，反之则打开右侧排气阀111；由于活塞112的推动，粪便从卸出管108中挤出时力量较大，可使其顺利地进入离心预分离装置2；

粪便和粪水在离心预分离装置2进行初步的分离，其中：离心预分离装置2具有一个可转动的分离桶203，分离桶203的转动原理是：在前支架201上设有前轴承座208，该前轴承座208内设有供进料管204穿过的前轴承209，所以进料管204是可以自由转动的；在后支架202上设有后轴承座210，该后轴承座210内设有供排料管205穿过的后轴承211所以排料管也是可以自由转动的，由于进料管204和排料管205分别连接在分离桶203的两端，所以分离桶203也能自由转动；离心分离电机212与减速机213相连接，传动齿轮215设在减速机213的输出轴214上，离心分离电机212转动可通过减速机213带动传动齿轮215转动，由于分离桶203外的齿圈207与传动齿轮215啮合，所以分离桶203可随着传动齿轮215转动，从而实现由离心分离电机212带动分离桶203转动。粪便槽106中的粪便和粪水从卸出管108进入离心预分离装置2的进料管204，从进料管204进入的为固态粪便和液态粪水的混合物，混合物通过进料管204进入分离桶203，离心分离电机212带动分离桶203转动，在离心力和重力的共同作用下，分离桶203可将液态粪水通过位于分离桶203中部的通孔分布段206甩出或者由于重力的原因粪水从通孔分布段206渗出，甩出或渗出的液态粪水被分离桶203外部的防溅管216挡下，被防溅管216挡下的液态粪水顺着防溅管216往下流并最终下落进入接水盘229，最终从出水管230处排出进入粪水池3；由于所述的防溅管216在长度上长于通孔分布段206，因此防溅效果好；很小部分附在分离桶203桶壁外侧的液态粪水也向下流动，最后被防漏挡盘225挡下后沿着防漏挡盘225向下流下，进入接水盘229，最终也从出水管230处排出进入粪水池3中；一般分离桶203的速度不宜过快，一般可选每秒转一到两圈，可确保防漏挡盘225的效率，当固体粪便在重力的作用下转移到分离桶203的排料管205处排出，由于排出的固体粪便仍在不停地运动中，所以在排料管205的外围设置有防溅罩216，可以将甩出的固体粪便挡下并使其在重力的作用下全部进入出料斗218，最后从出料管219排出并过入第一畜禽类粪便固液分离机41；在此过程中，能将混合物中的部分液态粪水分离出，但是从出料管219排出的固态粪便中仍含有一定量的粪水但其量已经大大减少，将这样的固态粪便转移入第一畜禽类粪便固液分离机41后可以使得第一畜禽类粪便固液分离机41的工作效率得到有效地提升，而从第一畜禽类粪便固液分离机41排出的进入沼气池5的水含量也得到有效控制，可以减少沼气池的容积；

像第一畜禽类粪便固液分离机41和第二畜禽类粪便固液分离机42这样结构的畜禽类粪便固液分离机是现有技术，市场上大多厂家出产的机器都具有这种结构，如：明硕新能源生产的固液分离机、盐城中凯环境科技有限公司生产的禽畜粪固液分离机；另外，下列国家知识产权局公开的文献也具有上述结构：畜禽粪便固液分离机ZL200320123689.4、螺旋挤压式固液分离机及固液分离方法 ZL 201510498995.3等。

明显地，上面涉及的管道为了确保输送通畅都可以设置泵体，该技术为常规技术，本领域的技术人员可以选用。

本实施例所描述的用于畜禽养殖的沼气化粪系统，它的有益效果是：从屋舍1排出的粪便直接收集于粪便槽106中，处理时粪水从粪便槽106中排出进入离心预分离装置2，在离心预分离装置2处分离出大部分的水，这部分水经出水管230进入粪水池3，从离心预分离装置2排出的含水较少的粪便混合物进入第一畜禽类粪便固液分离机41，从第一畜禽类粪便固液分离机41的第一液态出口413排出的水进入沼气池，从第一固态出口414排出的固态粪便用于销售，这是主要处理模式，这样由于粪便不直接进入粪水池3，不会散开，处理效率高，而且产生的水较少，不会对沼气池5产生压力；另外，这种沼气化粪系统还有一套备用支路，即第二畜禽类粪便固液分离机42，当粪水池3的粪水积累到一定的时间需要处理时，可以启用第二畜禽类粪便固液分离机42像传统模式一样处理，确保正常的处理过程。

这种用于畜禽养殖的沼气化粪系统，可用于处理大型养殖场（如养猪、养羊、养鸡鸭）粪便，采用这种用于畜禽养殖的沼气化粪系统由于对粪便进行了合理的处理，因此可以有效保护环境。

上述实施例中涉及的离心预分离装置2为了使粪便更好地从排料管205排出可作如下改进：即如图7所示，在排料管205内设置一根轴体221，在轴体221上设置螺旋叶222，轴体221穿过防溅罩220上的轴承座226后与一只设置在弯曲臂223上的电机227传动连接，轴体221与轴承座226之间设有轴承228。电机227可以带动轴体221和螺旋叶222转动，在使用时，使轴体221转动方向与分离桶203相反，这样可以有效提高排料管205的出料效率。

上述实施例仅仅是对本发明的构思作举例说明，明显地，本专利的保护范围不限于上述实施例。

本领域技术人员对上述实施例所作的各种等同修改或补充，都应当落入本专利的保护范围。

Claims (1)

1.一种用于畜禽养殖的沼气化粪系统，包括用于畜禽养殖的屋舍（1）、粪水池（3）和沼气池（5），其特征是还包括第一畜禽类粪便固液分离机（41）、第二畜禽类粪便固液分离机（42）和离心预分离装置（2）；

所述屋舍（1）内设有地板（101）和围栏（105），在地板（101）上布满粪便漏出孔（103），所述地板（101）的下方锥形坑（104），在屋舍（1）外设有粪便槽（106），锥形坑（104）通过底部的粪水管（102）与所述粪便槽（106）的进料段（107）相通，所述粪便槽（106）的侧面设有卸出管（108），所述进料段（107）上设有控制进料段（107）通断的插板（109）；所述粪便槽（106）为封闭式，在粪便槽（106）的两端都设有排气管（110）和排气阀（111），在粪便槽（106）内设有活塞（112）；在粪便槽（106）侧面设有挤压电机（113）、变速箱（114）、前螺杆座（115）、后螺杆座（116）、螺杆（117）、滑轨（118）、矩形滑块（119）和推杆（120）；所述螺杆（117）两端分别设置在前螺杆座（115）和后螺杆座（116）的轴承内，所述挤压电机（113）通过变速箱（114）与螺杆（117）传动连接，所述滑轨（118）设在前螺杆座（115）和后螺杆座（116）之间，所述矩形滑块（119）可移动设置在滑轨（118）上方，所述螺杆（117）穿过矩形滑块（119）并且矩形滑块（119）上具有螺孔与螺杆（117）相配合；所述推杆（120）为上下两根，所述推杆（120）的一端连接矩形滑块（119），另一端穿过后螺杆座（116）和粪便槽（106）其中一个侧面后与所述活塞（112）相连接；

所述第一畜禽类粪便固液分离机（41）具有一个第一进料口（411）、一个第一溢流口（412）、一个第一液态出口（413）和一个第一固态出口（414），所述第二畜禽类粪便固液分离机（42）具有一个第二进料口（421）、一个第二溢流口（422）、一个第二液态出口（423）和一个第二固态出口（424）；

所述离心预分离装置（2）包括前支架（201）、后支架（202）及倾斜设置的分离桶（203），分离桶（203）前后两端分别设有进料管（204）和排料管（205），所述排料管（205）长于所述进料管（204）；在分离桶（203）的桶身上设有通孔分布段（206），在分离桶（203）外位于进料管（204）后侧的位置设有齿圈（207），在分离桶（203）外与排料管（205）相接处设有防漏挡盘（225）；在前支架（201）上设有前轴承座（208），该前轴承座（208）内设有供进料管（204）穿过的前轴承（209），在后支架（202）上设有后轴承座（210），该后轴承座（210）内设有供排料管（205）穿过的后轴承（211），所述前支架（201）上设有相连接的离心分离电机（212）和减速机（213），在减速机（213）的输出轴（214）上设有传动齿轮（215），该传动齿轮（215）和所述齿圈（207）啮合；所述分离桶（203）外设有与其平行分布的防溅管（216），防溅管（216）下部的两根L形连接杆（217）分别固定在前支架（201）和后支架（202）上，并且该防溅管（216）覆盖的区域大于所述通孔分布段（206）；所述排料管（205）下方设有出料斗（218），所述出料斗（218）下部设有出料管（219），所述排料管（205）后侧设有防溅罩（220），所述排料管（205）的出口位于该防溅罩（220）内，所述防溅罩（220）底部的开口对着出料斗（218）；所述防溅罩（220）固定在一个弯曲臂（223）上，所述弯曲臂（223）固定于后支架（202）上，在弯曲臂（223）上设有一个供所述出料管（219）穿过固定环（224）；在所述前支架（201）和后支架（202）之间位于分离桶（203）和防漏挡盘（225）下方的位置固定设置有接水盘（229），所述接水盘（229）上连接有出水管（230）；

所述卸出管（108）与所述离心预分离装置（2）的进料管（204）相通，所述离心预分离装置（2）的出水管（230）通过管道与粪水池（3）连通，所述离心预分离装置（2）的出料管（219）与第一进料口（411）相通，所述第一溢流口（412）通过管道与粪水池（3）连通，所述第一液态出口（413）通过管道与沼气池（5）连通；在所述粪水池（3）内设有粪便输送泵（31），所述粪便输送泵（31）通过管道与所述第二进料口（421）相通，所述第二溢流口（422）通过管道与粪水池（3）连通，所述第二液态出口（423）通过管道与沼气池（5）连通。