CN107056551A - 卧旋式连续生物发酵设备 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了卧旋式连续生物发酵设备，属于发酵设备技术领域。本发明要解决现有发酵粪污设备存在使用寿命较短的技术问题。本发明由内之外，所述罐体是由依次粘结成一体的内衬层、结构层、保温层和外防护层构成，所述内衬层是由充分浸渍树脂的短切纤维固化构成；所述结构层由多层连续纤维浸渍带螺旋缠绕构成，所述外防护层由连续纤维与树脂预浸融合而成的连续纤维缠绕构成。本发明用于畜禽粪便与秸秆的处理。
Description
技术领域
本发明属于发酵设备技术领域，具体涉及一种卧旋式连续生物发酵设备。
背景技术
目前使用的粪污快速发酵反应器大体是塔式和卧式两种。塔式反应器虽物料在反应器内的移动可以靠重力来完成，占地面积较少，但堆积高，物料呈压实状，通气性能差，全部物料重量靠发酵仓底部承担，对发酵仓底部的材料要求高，通风阻力大，能耗大，成本高。卧式推流式的发酵系统虽通气阻力小但新旧物料容易混料，发酵不充分，容易产生压实现象，通气性能差，产品不易均质化。
另外，现有反应器中与粪污直接接触的罐体均采用金属材质，容易被腐蚀，不能在酸、碱、氯盐和潮湿的环境中长期使用，使用寿命较短。
发明内容
本发明要解决现有发酵粪污设备存在使用寿命较短、能耗高的技术问题；而提供了卧旋式连续生物发酵设备。
为解决上述技术问题，本发明中的卧旋式连续生物发酵设备包括卧式的发酵罐1，所述发酵罐1包括罐体101和端盖102，罐体101两端开口，两端的开口处均设有端盖102，罐体101与端盖102密封转动连接；两个端盖102固定，所述罐体1相对于固定的端盖围绕轴线旋转；由内之外，所述罐体101是由依次粘结成一体的内衬层1011、结构层1012、保温层1013和外防护层1014构成，所述内衬层1011是由充分浸渍树脂的短切纤维固化构成；所述结构层1012由多层连续纤维浸渍带螺旋缠绕构成，所述外防护层1014由连续纤维与树脂预浸融合而成的连续纤维缠绕构成。
所述的端盖102的材质是铁。
进一步限定，所述内衬层1011的树脂含量为70％～90％(质量)，所述结构层1012的树脂含量为25％～40％(质量)。
进一步限定，所述树脂为不饱和聚酯树脂或者乙烯基树脂；所述连续纤维为连续玻璃纤维、连续玄武岩纤维或者连续碳纤维；所述短切纤维为玻璃纤维短切纤维、玄武岩纤维短切纤维或者碳纤维短切纤维。
进一步限定，所述结构层1012中相邻两层连续纤维浸渍带螺旋缠绕方向相反；连续纤维浸渍带螺旋缠绕的螺旋角度为45°～90°。
进一步限定，所述保温层1013为岩棉层、海绵保温层或者发泡保温泡沫层。
进一步限定，所述罐体101开口处设置外翻沿1015，所述端盖102内侧边缘处设有环形凹槽1020，环形凹槽1020的内侧壁上均设有环形密封胶圈1021，两环形密封胶圈1021之间留有间隙，外翻沿1015插入间隙中使罐体101与端盖102密封转动连接，环形密封胶圈的截面为T字型。
进一步限定，所述罐体101内壁上设有搅拌桨叶2，搅拌桨叶2呈螺旋分布，搅拌桨叶2是由充分浸渍树脂的短切纤维固化构成，搅拌桨叶2是由一体成型的上固定板201、上斜板202、下斜板203、下固定板204构成，上固定板201与上斜板202圆弧过渡连接，上斜板202与下斜板203圆弧过渡连接，下斜板203与下固定板204圆弧过渡连接，搅拌桨叶2设置在内衬层1011的内壁上，上斜板202与水平面的夹角α小于10°，下斜板203与水平面的夹角β＝30°～80°，上斜板202的顶面设置在提升物料一侧。
进一步限定，发酵罐1的一端盖102的上部设有进料口1022和进风口1024且中部设有进气口1023，端盖102上的进料口1022与双轴螺旋输送机5的出料口1028连接，端盖102上的进风口1024与大气相通，端盖102上的进气口1023与设置在罐体101内的进气管3连接，所述的进气管3沿着罐体101内壁设置，并且进气管3上均布有出气孔301，进气管3的进气口与发酵罐1外设置的高压送风机4的出气口连接；所述发酵罐1的另一端盖102上部设有排风口1025和观察口1026并且下部设有人孔1027和出料口1028，人孔1027上设有密封盖1029，排风口1025与引风机连接，引风机通过热交换罐与高压送风机4的进气口1023连接，出料口1028与出料电机6连接。
本发明将排风口1025与引风机连接，引风机通过热交换罐与高压送风机4的进气口1023连接，将罐内产生的废气回用，降低成本，避免将臭气排放到大气中，对环境无污染。
进一步限定，所述罐体1内设置有测温装置，测温装置分别设置在进风口1024，排风口1025和罐体101中间的内壁上。
进一步限定，所述罐体101的外壁上设有环形钢滚轮7和钢齿轮环8；在罐体101下方的两侧与环形钢滚轮7对应的位置分别设置第一托轮9，所述的环形钢滚轮7设置在第一托轮9的凹槽中，另外，罐体101的下方且在环形钢滚轮7的两侧对称设置挡轮10，挡轮10分别与环形钢滚轮7左右两侧接触；
在罐体101下方的一侧与钢齿轮环8对应的位置设置与其相啮合的齿轮12，齿轮12与带有减速器的电动机13的转动轴固定连接，钢齿轮环8的一侧一体设置有滚轮8a，罐体101下方的两侧与滚轮8a对应的位置设置第二托轮11，第二托轮11与滚轮8a滚动接触，第二托轮11设有容纳钢齿轮环8的容纳凹槽11a。
本发明还包括架子14，架子14分别与端盖102、高压送风机4、双轴螺旋输送机5、出料电机6、第一托轮9、挡轮10，第二托轮11、齿轮12、电动机13、电控柜15固定连接。
本发明还包括电控系统，设置在电控柜15内，电控系统控制罐体转动时间及间隔、测量罐体内的温度、通风时间及间隔实现自动运行，并能实现远程监控与自动工艺参数记录等功能，通过电控系统使设备自动运行节约人工成本。
本发明的罐体主要是采用下述步骤加工而成：利用喷枪将充分浸渍树脂的短切纤维喷在模板表面，固化，脱模，得到内衬层1011，连续纤维，浸渍树脂得到浸渍带，将浸渍带缠绕内衬层1011表面，固化后得到结构层1012，将保温材料粘结在结构层1012表面得到保温层1013，按制备结构层1012的方法制备外防护层1014。
本发明所述设备发酵过程如下：一、进料：将畜禽粪便和粉碎秸秆根据生物发酵工艺要求混合均匀后经上料装置送入罐体中，当进料量达罐理论体积75％时进料结束；二、发酵：设备以0.2～0.35转/分的速度转动，好氧发酵发酵时间约为2～6天，该过程中需向罐中注入空气并翻动物料以保证物料中复合生物菌的氧气供应和水分的散发；三、出料：发酵完成的物料通过出料装置经传送带装入运输设备运至下个存放地。
本发明卧旋式连续生物发酵设备用于畜禽粪便与秸秆处理设备。
本发明的罐体具有轻质高强耐腐蚀的特点，运行能耗低，使用寿命长；稳定可靠；生产效率高，可一次性投料7.5～60m3。
经本发明的系统无害化处理的畜禽粪便可直接返还农田作为土壤改良的有机质，可作为牧场垫床料，可作为食用菌培育基料，可通过N、P、K比例调整制成有机肥。
本发明的罐体具有抗腐蚀、抗疲劳性，可以在酸、碱、氯盐和潮湿的环境中长期使用，使用寿命更长。
附图说明
图1是本发明的整体结构示意图；
图2是本发明的发酵罐1部分结构的剖视图；
图3是罐体101的结构示意图；
图4是罐体101与端盖102连接关系的局部放大图；
图5是搅拌桨叶2的结构示意图；
图6是发酵罐1进料端的示意图；
图7是发酵罐1出料端的示意图；
图8是环形钢滚轮7与电动机13的连接关系示意图；
图9是钢齿轮环8处的连接关系示意图；
图10是环形钢滚轮7与第二托轮11的连接关系示意图；
图中，1——发酵罐，101——罐体，1011——内衬层，1012——结构层，1013——保温层，1014——外防护层，1015——外翻沿，102-端盖，1020——环形凹槽，1021——环形密封胶圈，1022——进料口，1023进气口，1024——进风口，1025——排风口，1026——观察口，1027——人孔，1028——出料口，1029——密封盖，2——搅拌桨叶，201——上固定板，202——上斜板，203——下斜板，204——下固定板，3——进气管，301——出气孔，4——高压送风机，5——双轴螺旋输送机，6——出料电机，7——环形钢滚轮，8——钢齿轮环，8a——滚轮，9——第一托轮，10——挡轮，11——第二托轮，11a——容纳凹槽，12——齿轮，13——电动机，14——架子，15——电控柜。
具体实施方式
如图1和3所示，本实施方式提供了的卧旋式连续生物发酵设备包括卧式的发酵罐1，所述发酵罐1包括罐体101和端盖102，罐体101两端开口，两端的开口处均设有端盖102，罐体101与端盖102密封转动连接；两个端盖102固定，所述罐体1相对于固定的端盖围绕轴线旋转；由内之外，所述罐体101是由依次粘结成一体的内衬层1011、结构层1012、保温层1013和外防护层1014构成，所述内衬层1011是由充分浸渍树脂的短切纤维固化构成；所述结构层1012由多层连续纤维浸渍带螺旋缠绕构成，所述外防护层1014由连续纤维与树脂预浸融合而成的连续纤维缠绕构成。
在上述技术方案的基础上进一步限定，所述内衬层1011的树脂含量为70％～90％(质量)，所述结构层1012的树脂含量为25％～40％(质量)。
在上述技术方案的基础上进一步限定，所述树脂为不饱和聚酯树脂或者乙烯基树脂；所述连续纤维为连续玻璃纤维、连续玄武岩纤维或者连续碳纤维；所述短切纤维为玻璃纤维短切纤维、玄武岩纤维短切纤维或者碳纤维短切纤维。
在上述技术方案的基础上进一步限定，所述结构层1012中相邻两层连续纤维浸渍带螺旋缠绕方向相反；连续纤维浸渍带螺旋缠绕的螺旋角度为45°～90°。
在上述技术方案的基础上进一步限定，所述保温层1013为岩棉层、海绵保温层或者发泡保温泡沫层。
如图1、2和4所示，在上述技术方案的基础上进一步限定，所述罐体101开口处设置外翻沿1015，所述端盖102内侧边缘处设有环形凹槽1020，环形凹槽1020的内侧壁上均设有环形密封胶圈1021，两环形密封胶圈1021之间留有间隙，外翻沿1015插入间隙中使罐体101与端盖102密封转动连接；其中，所述环形密封胶圈的截面为T字型。
如图2和5所示，进一步限定，所述罐体101内壁上设有搅拌桨叶2，搅拌桨叶2呈螺旋分布，搅拌桨叶2是由充分浸渍树脂的短切纤维固化构成，搅拌桨叶2是由一体成型的上固定板201、上斜板202、下斜板203、下固定板204构成，上固定板201与上斜板202圆弧过渡连接，上斜板202与下斜板203圆弧过渡连接，下斜板203与下固定板204圆弧过渡连接，搅拌桨叶2设置在内衬层1011的内壁上，上斜板202与水平面的夹角α小于10°，下斜板203与水平面的夹角β＝30°～80°，上斜板202的顶面设置在提升物料一侧。
如图1、2和6进一步限定，发酵罐1的一端盖102的上部设有进料口1022和进风口1024且中部设有进气口1023，端盖102上的进料口1022与双轴螺旋输送机5的出料口1028连接，端盖102上的进风口1024与大气相通，端盖102上的进气口1023与设置在罐体101内的进气管3连接，所述的进气管3沿着罐体101内壁设置，并且进气管3上均布有出气孔301，进气管3的进气口与发酵罐1外设置的高压送风机4的出气口连接；所述发酵罐1的另一端盖102上部设有排风口1025和观察口1026并且下部设有人孔1027和出料口1028，人孔1027上设有密封盖1029，排风口1025与引风机连接，引风机通过热交换罐与高压送风机4的进气口1023连接，出料口1028与出料电机6连接。
进一步限定，所述罐体1内设置有测温装置，测温装置分别设置在进风口1024，排风口1025和罐体101中间的内壁上。
如图1、2、图5-10所示，进一步限定，所述罐体101的外壁上设有环形钢滚轮7和钢齿轮环8；在罐体101下方的两侧与环形钢滚轮7对应的位置分别设置第一托轮9，所述的环形钢滚轮7设置在第一托轮9的凹槽中，另外，罐体101的下方且在环形钢滚轮7的两侧对称设置挡轮10，挡轮10分别与环形钢滚轮7左右两侧接触；在罐体101下方的一侧与钢齿轮环8对应的位置设置与其相啮合的齿轮12，齿轮12与带有减速器的电动机13的转动轴固定连接，钢齿轮环8的一侧一体设置有滚轮8a，罐体101下方的两侧与滚轮8a对应的位置设置第二托轮11，第二托轮11与滚轮8a滚动接触，第二托轮11设有容纳钢齿轮环8的容纳凹槽11a。
本发明还包括架子14，架子14分别与端盖102、高压送风机4、双轴螺旋输送机5、出料电机6、第一托轮9、挡轮10，第二托轮11、齿轮12、电动机13、电控柜15固定连接。
本发明还包括电控系统，设置在电控柜15内，电控系统控制罐体转动时间及间隔、测量罐体内的温度、通风时间及间隔实现自动运行，并能实现远程监控与自动工艺参数记录等功能，通过电控系统使设备自动运行节约人工成本。
Claims (10)
1.卧旋式连续生物发酵设备，包括卧式的发酵罐(1)，其特征在于所述发酵罐(1)包括罐体(101)和端盖(102)，罐体(101)两端开口，两端的开口处均设有端盖(102)，罐体(101)与端盖(102)密封转动连接；两个端盖(102)固定，所述罐体(101)相对于固定的端盖围绕轴线旋转；由内之外，所述罐体(101)是由依次粘结成一体的内衬层(1011)、结构层(1012)、保温层(1013)和外防护层(1014)构成，所述内衬层(1011)是由充分浸渍树脂的短切纤维固化构成；所述结构层(1012)由多层连续纤维浸渍带螺旋缠绕构成，所述外防护层(1014)由连续纤维与树脂预浸融合而成的连续纤维缠绕构成。
2.根据权利要求1所述的卧旋式连续生物发酵设备，其特征在于所述内衬层(1011)的树脂含量为70％～90％(质量)，所述结构层(1012)的树脂含量为25％～40％(质量)。
3.根据权利要求1所述的卧旋式连续生物发酵设备，其特征在于所述树脂为不饱和聚酯树脂或者乙烯基树脂；
所述连续纤维为连续玻璃纤维、连续玄武岩纤维或者连续碳纤维；所述短切纤维为玻璃纤维短切纤维、玄武岩纤维短切纤维或者碳纤维短切纤维。
4.根据权利要求1所述的卧旋式连续生物发酵设备，其特征在于所述结构层(1012)中相邻两层连续纤维浸渍带螺旋缠绕方向相反；连续纤维浸渍带螺旋缠绕的螺旋角度为45°～90°。
5.根据权利要求1所述的卧旋式连续生物发酵设备，其特征在于所述保温层(1013)为岩棉层、海绵保温层或者发泡保温泡沫层。
6.根据权利要求1所述的卧旋式连续生物发酵设备，其特征在于所述罐体(101)开口处设置外翻沿(1015)，所述端盖(102)内侧边缘处设有环形凹槽(1020)，环形凹槽(1020)的内侧壁上均设有环形密封胶圈(1021)，两环形密封胶圈(1021)之间留有间隙，外翻沿(1015)插入间隙中使罐体(101)与端盖(102)密封转动连接，环形密封胶圈(1021)的截面为T字型。
7.根据权利要求1所述的卧旋式连续生物发酵设备，其特征在于所述罐体(101)内壁上设有搅拌桨叶(2)，搅拌桨叶(2)呈螺旋分布，搅拌桨叶(2)是由充分浸渍树脂的短切纤维固化构成，搅拌桨叶(2)是由一体成型的上固定板(201)、上斜板(202)、下斜板(203)、下固定板(204)构成，上固定板(201)与上斜板(202)圆弧过渡连接，上斜板(202)与下斜板(203)圆弧过渡连接，下斜板(203)与下固定板(204)圆弧过渡连接，搅拌桨叶(2)设置在内衬层(1011)的内壁上，上斜板(202)与水平面的夹角α小于10°，下斜板(203)与水平面的夹角β＝30°～80°，上斜板(202)的顶面设置在提升物料一侧。
8.根据权利要求1所述的卧旋式连续生物发酵设备，其特征在于发酵罐(1)的一端盖(102)的上部设有进料口(1022)和进风口(1024)且中部设有进气口(1023)，端盖(102)上的进料口(1022)与双轴螺旋输送机(5)的出料口(1028)连接，端盖(102)上的进风口(1024)与大气相通，端盖(102)上的进气口(1023)与设置在罐体(101)内的进气管(3)连接，所述的进气管(3)沿着罐体(101)内壁设置，并且进气管(3)上均布有出气孔(301)，进气管(3)的进气口与发酵罐(1)外设置的高压送风机(4)的出气口连接；
所述发酵罐(1)的另一端盖(102)上部设有排风口(1025)和观察口(1026)并且下部设有人孔(1027)和出料口(1028)，人孔(1027)上设有密封盖(1029)，排风口(1025)与引风机连接，引风机通过热交换罐与高压送风机(4)的进气口(1023)连接，出料口(1028)与出料电机(6)连接。
9.根据权利要求1所述的卧旋式连续生物发酵设备，其特征在于所述罐体(101)内设置有测温装置，测温装置分别设置在进风口(1024)，排风口(1025)和罐体(101)中间的内壁上。
10.根据权利要求1所述的卧旋式连续生物发酵设备，其特征在于所述罐体(101)的外壁上设有环形钢滚轮(7)和钢齿轮环(8)；
在罐体(101)下方的两侧与环形钢滚轮(7)对应的位置分别设置第一托轮(9)，所述的环形钢滚轮(7)设置在第一托轮(9)的凹槽中，另外，罐体(101)的下方且在环形钢滚轮(7)的两侧对称设置挡轮(10)，挡轮(10)分别与环形钢滚轮(7)左右两侧接触；
在罐体(101)下方的一侧与钢齿轮环(8)对应的位置设置与其相啮合的齿轮(12)，齿轮(12)与带有减速器的电动机(13)的转动轴固定连接，钢齿轮环(8)的一侧一体设置有滚轮(8a)，罐体(101)下方的两侧与滚轮(8a)对应的位置设置第二托轮(11)，第二托轮(11)与滚轮(8a)滚动接触，第二托轮(11)设有容纳钢齿轮环(8)的容纳凹槽(11a)。
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Denomination of invention: Horizontal rotary continuous biological fermentation equipment Effective date of registration: 20211221 Granted publication date: 20180417 Pledgee: Harbin Kechuang Financing Guarantee Co.,Ltd. Pledgor: Harbin Huamei Yifeng complete equipment manufacturing Co.,Ltd. Registration number: Y2021230000062 |
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