CN109725667A - 粮库智能通风系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及粮库智能管理领域，具体公开了粮库智能通风系统，包括外部检测单元、驱动模块、主控服务器、驱动杆、通风窗门和进风部。所述进风部包括通风管、活塞筒和升降挡板；所述通风管端口处设有窗框，通风窗门顶侧与窗框顶侧铰接；所述活塞筒包括筒体、打气杆、活塞和逆止阀，筒体一端封闭而另一相对端形成一开口，活塞与筒体滑动连接，打气杆一端与活塞远离筒体封闭端的一端固定连接，打气杆远离活塞一端与通风窗门远离铰接处一侧固定连接，逆止阀设置在筒体封闭端，筒体的封闭端与驱动杆一端固定连接，驱动杆另一端与窗框底侧固定连接；所述升降挡板包括内挡板和外挡板。采用本发明的技术方案能根据风力的大小自动调整通风窗开启程度。

Description

粮库智能通风系统

技术领域

本发明涉及粮库智能管理领域，特别涉及粮库智能通风系统。

背景技术

粮食储备作为国家重要的战略物资，在维护粮食市场稳定、保护农民利益、确保国家安全中起到了重要作用。近年来，随着国家对粮库建设资金的投入增加，粮库的储粮环境得到明显改善，加之一些新技术的应用，使得粮库中的鼠类和害虫已经得到有效的治理，但是防止粮食发霉问题一直未能很好的解决。经过长期的探索和实践证明，只要有效地控制粮仓内的温度和湿度，就能很好的保存粮仓内的粮食。实践证明，对粮库进行合理的通风是控制粮仓内的温湿度的有效方法。

目前，粮库通风多采用天窗式通风口，需要通风时通过手动方式打开通风口以实现通风，这种方式虽然能满足一定的通风需求，但存在许多缺点，如：一个标准的粮库通常设置有20多个通风口，打开和关闭着20多个通风口耗时长，而且气候突变时难以快速开启或关闭。

为解决上述问题，公开号为CN104281111B的中国专利公开了一种对粮库通风系统进行智能控制的方法和系统。该系统包括：传感器检测模块、通风控制模块、移动终端和主控服务器，所述传感器检测模块，设置在粮库的通风窗上，用于采集所述通风窗内外的温湿度数据，将所述通风窗内外的温湿度数据发送给所述通风控制模块；移动终端用于根据所述通风控制模块发送过来的所述通风窗内外的温湿度数据，计算出设定时间段内所述通风窗内、外的平均温度、平均湿度，并将计算出的通风窗内、外的平均温度、平均湿度通过无线通信网络发送给主控服务器；主控服务器控制通风窗开启或关闭。

上述方案能实时采集粮库内外温湿度和通风处状态信息，通过主控服务器、移动终端采用无线通信方式远程控制通风窗的自动开闭，进行自动通风操作。但是，传感器只能检测温湿度信息，当遇到刮风时，由于短时温湿度信息不会明显变化，故通风窗短时不会自动调整，当刮风时通风窗处于开启状态时，大风会带着大量灰尘等颗粒物进入粮仓内，影响粮仓内粮食的品质。

为此，需要一种能根据风力的大小自动调整通风窗开启程度的系统。

发明内容

本发明的目的在于提供粮库智能通风系统，能根据风力的大小自动调整通风窗开启程度。

为解决上述技术问题，本发明技术方案如下：

粮库智能通风系统，包括：

外部检测单元、驱动模块、主控服务器、驱动杆、通风窗门和进风部；

所述外部检测单元安装在通风窗门上，用于检测通风窗门外的温度和湿度信息，然后将温度和湿度信息发送至主控服务器；

所述主控服务器，用于接收温度和湿度信息，基于设定的整体通风控制预设方案，判断是否需要开启，如果是，向驱动模块发送通风指令；

所述驱动模块用于接收主控服务器的通风指令，驱动模块与驱动杆供电连接，驱动模块根据通风指令控制驱动杆；

所述进风部包括通风管、活塞筒和升降挡板；

所述通风管端口处设有窗框，通风窗门顶侧与窗框顶侧铰接；

所述活塞筒包括筒体、打气杆、活塞和逆止阀，筒体一端封闭而另一相对端形成一开口，活塞与筒体滑动连接，打气杆一端与活塞远离筒体封闭端的一端固定连接，打气杆远离活塞一端与通风窗门远离铰接处一侧固定连接，逆止阀设置在筒体封闭端，筒体的封闭端与驱动杆一端固定连接，驱动杆另一端与窗框底侧固定连接；

所述升降挡板包括内挡板和外挡板，外挡板内部中空，外挡板底侧设有敞开口，内挡板上设有连通内挡板上下部的进气通道，内挡板下部与通风管内壁滑动连接，内挡板上部由敞开口伸入外挡板内，内挡板与外挡板滑动连接；外挡板内部气体泄漏速度小于进气通道进气速度；进气通道与逆止阀之间通过连接管连接。

基础方案原理及有益效果：

1、风吹动通风窗门摆动使活塞筒上下移动做功，活塞筒将气体通过内挡板的进气通道压入外挡板内部，外挡板在气体压力推动下向上滑动，遮挡通风管，减小通风管可通风的口径，从而减少空气流入，避免刮风后大量空气灌入粮库内。

2、通风窗的摆动频率受风力的影响，而打气杆远离活塞一端与通风窗门远离铰接处一侧固定连接；从而打气杆上下移动的频率与通风窗门摆动的频率一致，即风力大，活塞筒打气多，外挡板灌入气体多，上升高度高，风力小，活塞筒打气少，外挡板灌入气体少，上升高度低；使得外挡板能根据风力的大小自动调整通风管可通风口径。

3、外挡板内部气体泄漏速度小于进气通道进气速度，在风停止后，不再有空气压入外挡板内部，外挡板内的空气泄露，具体可以从内挡板与外挡板的滑动连接处泄露，外挡板高度逐渐降低，能达到风停后内挡板自动复位的效果。

进一步，还包括：驱动电机、换向按钮组、发电机和滚珠丝杆；

通风窗门与窗框铰接处设有连接轴，通风窗门与连接轴固定连接，通风窗门绕连接轴转动，所述发电机设有转轴，连接轴一端与发电机转轴一端固定连接；

通风管内壁沿进气方向开设有滑槽，内挡板下部嵌入滑槽内；

所述滚珠丝杆包括丝杆和设置在丝杆上的螺母；

驱动电机上设有驱动轴，驱动轴与丝杆固定连接；内挡板下部还与螺母固定连接；

丝杆驱动螺母的方向与内挡板在滑槽内的滑动方向相同；

换向按钮组包括第一换向按钮、第二换向按钮和转向控制器，第一换向按钮和第二换向按钮分别固定于滑槽的两端，第一换向按钮和第二换向按钮与转向控制器信号连接；转向控制器用于控制驱动电机切换转动方向；

其中，发电机、转向控制器和驱动电机串联；外挡板外壁与通风管内壁间隙配合，外挡板外壁上固设有刷毛。

当起风时，通风窗门摆动，发电机发电，驱动电机通过滚珠丝杆驱动内挡板来回滑动，外挡板清洁通风管内壁。

进一步，所述通风管为纵截面为V形，沿进气方向依次包括下降段和上升段，窗框位于下降段端口，滑槽位于下降段内壁底部，下降段与上升段连接处设有收集槽。

风水平流进V形通风管后，受到通风管下降段和上升段内壁的阻挡，流速降低，便于使混杂在风中的灰尘沉降下来，避免风夹带灰尘直接吹进粮库内，收集槽便于收集外挡板与内壁接触时刮下的灰尘。

进一步，内挡板和外挡板内壁的滑动连接处设有密封圈，外挡板顶部设有漏气孔，漏气孔的直径小于进气口直径。

风力大时，进气口的进气量大于漏气孔的出气量，外挡板在气压的作用下上升，当风力变小时，进气量变少，外挡板内部的气体从漏气孔漏出，外挡板下降；外挡板内高压的气体从漏气孔吹到通风管的内壁上，便于将附着在通风管内壁上的灰尘吹掉。

进一步，还包括内部检测模块，用于检测粮库内的温度和湿度，将检测的粮库内温度和湿度发送至主控服务器。

为主控服务器启闭通风窗门提供数据支持。

进一步，所述外部检测单元预设有温度和湿度阈值，如果检测结果高于阈值，外部检测单元向驱动模块发送关闭指令。

由于粮库通常较大，每个通风窗门外的温度和湿度可能不一致，会出现粮仓外部整体的温度和湿度适宜，但是某个局部通风窗门外的温度或湿度超过阈值的情况，主控服务器对通风窗门的控制基于粮库外整体的温度和湿度情况，对某个局部通风窗门外的温度或湿度超过阈值的异常情况不能做出有效处理，这种异常情况对粮仓内粮食的实际影响较大，上述优选方案能避免此类情况的发生。

附图说明

图1为粮库智能通风系统的侧剖图；

图2为粮库智能通风系统的正剖图；

图3为粮库智能通风系统的逻辑框图。

具体实施方式

下面通过具体实施方式进一步详细说明：

说明书附图中的附图标记包括：

通风管1、驱动杆2、收集槽3、窗框4、通风窗门5、筒体6、打气杆7、内挡板8、外挡板9、进气通道10、漏气孔11、丝杆12、螺母13。

实施例一

粮库智能通风系统，包括：外部检测单元、内部检测单元、控制单元、主控服务器、驱动杆2、第一驱动电机、通风窗门5和进风部；

如图3所示，外部检测单元包括嵌于通风门窗外部的温度传感器和湿度传感器，外部的温度传感器、湿度传感器分别用于检测通风窗门5外的温度和湿度信息；

所述温度传感器为GTS200温度传感器，该温度传感器感温快，测温准，而且防水；所述湿度传感器为DS1629S湿度传感器；

控制单元包括外部通讯模块和驱动模块，驱动模块、外部的温度传感器和湿度传感器均与外部通讯模块有线连接，驱动模块与第一驱动电机供电连接，驱动模块控制第一驱动电机；所述驱动模块为L298N电机驱动板，该电机驱动板驱动能力强，发热量低；

驱动杆2内安装有涡轮蜗杆装置，蜗轮蜗杆装置包括蜗杆和蜗轮；第一驱动电机包括第一驱动轴，第一驱动轴与蜗轮焊接，蜗杆转动控制驱动杆2升降；

内部检测单元，包括安装在粮仓内部的温度传感器、湿度传感器和内部通讯模块；内部的温度传感器、湿度传感器均与内部通讯模块有线连接，内部的温度传感器和湿度传感器用于检测粮库内的温度和湿度。

主控服务器，包括处理器、存储模块和主通讯模块；主通讯模块分别与内部通讯模块和外部通讯模块无线连接，主通讯模块用于和内部通讯模块和外部通讯模块通讯，存储模块内预存有整体通风控制预设方案；

内部通讯模块、外部通讯模块和主通讯模块均采用AS01-ML01DP5无线收发模块，该模块有效通讯距离为2km，能有效覆盖仓库。

外部的温度传感器、湿度传感器将检测到的外部温度和湿度信息通过外部通讯模块发送至主通讯模块，主通讯模块将接收到的该信息发送至存储模块存储；

内部的温度传感器、湿度传感器将检测到的内部温度和湿度信息通过内部通讯模块发送至主通讯模块，主通讯模块将接收到的该信息发送至存储模块存储；

处理器调用存储模块的内部温度和湿度信息、外部温度和湿度信息以及整体通风控制预算方案；处理器根据整体通风控制预算方案，选择是否开启通风窗门5，如果开启，通过主通讯模块将开启信息发送至外部通讯模块，外部通讯模块将开启信息发送至驱动模块，驱动模块控制第一驱动电机工作，蜗轮蜗杆装置转动，驱动杆2伸长，通风窗门5开启。

当处理器接收到某个通风窗门5的温度或湿度值超过设定的阈值时，发送关闭信息，由驱动模块控制关闭该通风窗门5。

如图1所示，进风部包括通风管1、活塞筒和升降挡板；

通风管1在左右方向上的纵截面为V形，沿进气方向包括下降段和上升段，下降段的端口位于粮库外，上升段的端口位于粮库内，下降段与上升段连接处设有收集槽3；通风管1在前后方向上的纵截面为矩形；通风管1下降段的端口处焊接有窗框4，通风窗门5上侧与窗框4上侧通过铰链铰接；铰链上设有连接轴通风窗门5绕连接轴转动；

活塞筒包括筒体6、打气杆7、活塞和逆止阀，筒体6下端封闭，上端形成一开口，活塞与筒体6滑动连接，活塞在活塞筒内上下滑动，打气杆7下端与活塞焊接，逆止阀安装在筒体6下端，筒体6的下端与驱动杆2上端焊接，驱动杆2下端与窗框4枢接，打气杆7上端与通风窗门5下侧枢接；

如图2所示，升降挡板包括内挡板8和外挡板9，外挡板9内部中空，外挡板9底侧设有敞开口，内挡板8上开设有连通内挡板8上下部的进气通道10，内挡板8下部与通风管1内壁滑动连接，内挡板8上部由敞开口伸入外挡板9内，内挡板8与外挡板9滑动连接；进气通道10下端与逆止阀之间通过连接管连接。内挡板8和外挡板9内壁的滑动连接处安装有密封圈，外挡板9顶部开设有漏气孔11，漏气孔11的直径小于进气口直径。

起风时，风吹动通风窗门5摆动，通风窗门5带动活塞筒上下伸缩，活塞筒向外挡板9内部打气，打气的速度超过漏气孔11漏气速度时，外挡板9内部气压增大，外挡板9在气体压力的推动下向上滑动，遮挡通风管1，减小通风管1的可通风口径，以减少空气流入，避免刮风后大量空气灌入粮库内。

风停后，通风窗门5停止摆动，不再有空气压入内挡板8内部，内挡板8内的空气从漏气孔11泄露，内挡板8内气压降低，内挡板8在重力作用下逐渐下滑，增大通风管1的可通风口径。

实施例二

粮库智能通风系统，与实施例一的区别之处在于：还包括：第二驱动电机、换向按钮组、发电机、整流器和滚珠丝杆12；

发电机有外凸的转轴，连接轴一端与发电机转轴外凸的一端焊接；通风管1下降段内壁沿进气方向开设有滑槽，内挡板8下部嵌入滑槽内；滚珠丝杆12包括丝杆12和螺纹连接在丝杆12上将丝杆12回转运动转化为直线运动的螺母13；丝杆12安装在滑槽内，第二驱动电机上设有驱动轴，驱动轴一端与丝杆12一端焊接；内挡板8下端与螺母13焊接；丝杆12驱动螺母13的方向与内挡板8在滑槽内的滑动方向相同；

换向按钮组包括第一换向按钮和第二换向按钮，第一换向按钮和第二换向按钮分别安装在滑槽的两端，第一换向按钮和第二换向按钮与转向控制器信号连接；转向控制器用于控制第二驱动电机切换转动方向；

发电机、整流器、转向控制器和第二驱动电机之间串联；本实施例中，转向控制器采用CCM2正反转开关。发电机采用LS-300M2型永磁发电机，所述整流器采用CSGT牌整流器；外挡板9外壁与通风管1内壁间隙配合，外挡板9外壁上粘接有刷毛。

起风时，通风窗门5摆动，通风窗门5带动连接轴转动，连接轴带动发电机发电，驱动电机通电后驱动丝杆12转动，螺母13移动，带动升降挡板移动，通过升降挡板在移动过程中分别按压第一换向按钮和第二换向按钮，再通过转向控制器控制第二驱动电机切换转动方向，实现升降挡板的往复移动；升降挡板的外挡板9外壁的刷毛将通风管1内壁的灰尘刮下。

以上所述的仅是本发明的实施例，方案中公知的具体结构及特性等常识在此未作过多描述。应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明结构的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本发明的保护范围，这些都不会影响本发明实施的效果和专利的实用性。本申请要求的保护范围应当以其权利要求的内容为准，说明书中的具体实施方式等记载可以用于解释权利要求的内容。

Claims (6)

1.粮库智能通风系统，其特征在于，包括：

外部检测单元、驱动模块、主控服务器、驱动杆、通风窗门和进风部；

所述外部检测单元安装在通风窗门上，用于检测通风窗门外的温度和湿度信息，然后将温度和湿度信息发送至主控服务器；

所述主控服务器，用于接收温度和湿度信息，基于设定的整体通风控制预设方案，判断是否需要开启，如果是，向驱动模块发送通风指令；

所述驱动模块用于接收主控服务器的通风指令，驱动模块与驱动杆供电连接，驱动模块根据通风指令控制驱动杆；

所述进风部包括通风管、活塞筒和升降挡板；

所述通风管端口处设有窗框，通风窗门顶侧与窗框顶侧铰接；

所述活塞筒包括筒体、打气杆、活塞和逆止阀，筒体一端封闭而另一相对端形成一开口，活塞与筒体滑动连接，打气杆一端与活塞远离筒体封闭端的一端固定连接，打气杆远离活塞一端与通风窗门远离铰接处一侧固定连接，逆止阀设置在筒体封闭端，筒体的封闭端与驱动杆一端固定连接，驱动杆另一端与窗框底侧固定连接；

所述升降挡板包括内挡板和外挡板，外挡板内部中空，外挡板底侧设有敞开口，内挡板上设有连通内挡板上下部的进气通道，内挡板下部与通风管内壁滑动连接，内挡板上部由敞开口伸入外挡板内，内挡板与外挡板滑动连接；外挡板内部气体泄漏速度小于进气通道进气速度；进气通道与逆止阀之间通过连接管连接。

2.根据权利要求1所述的粮库智能通风系统，其特征在于：还包括：还包括：驱动电机、换向按钮组、发电机和滚珠丝杆；

通风窗门与窗框铰接处设有连接轴，通风窗门与连接轴固定连接，通风窗门绕连接轴转动，所述发电机设有转轴，连接轴一端与发电机转轴一端固定连接；

通风管内壁沿进气方向开设有滑槽，内挡板下部嵌入滑槽内；

所述滚珠丝杆包括丝杆和设置在丝杆上的螺母；

驱动电机上设有驱动轴，驱动轴与丝杆固定连接；内挡板下部还与螺母固定连接；

丝杆驱动螺母的方向与内挡板在滑槽内的滑动方向相同；

换向按钮组包括第一换向按钮、第二换向按钮和转向控制器，第一换向按钮和第二换向按钮分别固定于滑槽的两端，第一换向按钮和第二换向按钮与转向控制器信号连接；转向控制器用于控制驱动电机切换转动方向；

其中，发电机、转向控制器和驱动电机串联；外挡板外壁与通风管内壁间隙配合，外挡板外壁上固设有刷毛。

3.根据权利要求2所述的粮库智能通风系统，其特征在于：所述通风管为纵截面为V形，沿进气方向依次包括下降段和上升段，窗框位于下降段端口，滑槽位于下降段内壁底部，下降段与上升段连接处设有收集槽。

4.根据权利要求3所述的粮库智能通风系统，其特征在于：内挡板和外挡板内壁的滑动连接处设有密封圈，外挡板顶部设有漏气孔，漏气孔的直径小于进气口直径。

5.根据权利要求4所述的粮库智能通风系统，其特征在于：还包括内部检测模块，用于检测粮库内的温度和湿度，将检测的粮库内温度和湿度发送至主控服务器。

6.根据权利要求1-5任一项所述的粮库智能通风系统，其特征在于：所述外部检测单元预设有温度和湿度阈值，如果检测结果高于阈值，外部检测单元向驱动模块发送关闭指令。