CN110036921A - 基于漏缝地板的养殖舍粪污实时分离收运系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种基于漏缝地板的养殖舍粪污实时分离收运系统,包括：养殖舍地面、干粪储池、尿液储池、漏缝地板、分离输送机、围栏、集粪槽、漏缝地板清扫装置；养殖舍地面制有至少集粪槽，集粪槽上部平铺漏缝地板，便于地板上的干粪和尿液掉落到集粪槽内，在集粪槽对应的养殖舍地面区域固装至少一个围栏；所述螺旋输送机进料口一侧连接分离输送机干粪出口侧，螺旋输送机出料口布置在干粪储池的入口，将干粪输送到干粪储池。采用本发明所述的一种基于漏缝地板的养殖舍粪污实时分离收运方法与装置进行养殖舍内粪污收运，首先，可以实现粪污的实时收运，避免粪污在舍内长期分散存留，降低氨气等恶臭气体排放量，改善舍内环境，降低细菌滋生和病毒传播几率，降低粪污中营养元素损失率。
Description
技术领域
本发明属于畜牧业领域,涉及畜牧动物的房舍，所用设备及粪尿的清除，尤其是一种基于漏缝地板的养殖舍粪污实时分离收运系统。
背景技术
养殖舍内粪污的清洁是养殖场面临的重要问题，传统畜禽圈舍往往采用漏缝地板或刮板机，辅以大量的人工和水源进行定期冲洗清洁作业，劳动强度大，水资源浪费严重。同时，难以保证圈舍内的干燥与清洁，容易造成细菌的滋生，传染病的高发。并且，单独采用漏缝地板，粪污长期在舍内漏缝地板下部的集污槽中留存，NH3、H2S、硫醇、苯酚、对甲酚、吲哚、粪臭素等各类含氮或含硫有机臭气物质恶臭气体释放严重，导致舍内环境的恶化，同时造成粪污养分的损失，肥效下降。单独采用刮粪板的舍内清粪方式，粪污边壁残留严重，同样存在恶臭气体的大量释放，并且粪尿混合输送，增加了后续固液分离的难度，造成粪污后续处理处置的高成本。
对于养殖舍内粪污的实时收运技术，仅瑞典开发了Moving Floor Concept体系，通过将养殖舍地面替换成可移动式的输送带，粪污可以随输送带运送到舍外，实现舍内粪污的实时清洁，但需要投加垫料来分担畜种排尿导致的高水分，同时，粪尿与垫料混为一体，导致后续粪污处理处置回用过程的分离难度，垫料投加过程需要大量人工或者采用顶部安装的投料设备，建设投资大，垫料来源不稳定，垫料用量大。同时，并不适合我国养殖舍结构，需要进行大量的土建改造来实现设备的布置，难以在我国有效推广。
因此，开发一种适合我国养殖舍建筑结构，可实现畜种粪尿实时快速分离与收运的规模化养殖舍粪污收运装备是很有必要的。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足之处，提供一种基于漏缝地板的养殖舍粪污实时分离收运装置，本发明的另一目的为提供采用对应装置的粪污实时收运监测控制方法，本发明的再一目的为提供一种漏缝地板清洁度检测和清理方法。
本发明解决其技术问题是采取以下技术方案实现的：
一种基于漏缝地板的养殖舍粪污实时分离收运系统，包括：养殖舍地面、干粪储池、尿液储池、漏缝地板、分离输送机、围栏、集粪槽、漏缝地板清扫装置；养殖舍地面制有至少集粪槽，集粪槽上部平铺漏缝地板，便于地板上的干粪和尿液掉落到集粪槽内，在集粪槽对应的养殖舍地面区域固装至少一个围栏；所述螺旋输送机进料口一侧连接分离输送机干粪出口侧，螺旋输送机出料口布置在干粪储池的入口，将干粪输送到干粪储池；
所述分离输送机的结构包括：支座、导流板、压板、橡胶密封板、动力辊、从动辊、上托辊组、下托辊、刮板、分离输送带、电动刷辊清洗器、压力冲洗管道、紫外灯，所述支座为一长条形支座，支座间隔设置支杆，支座一侧安装动力辊，一侧安装从动辊，支座上表面间隔安装多组上托辊组，下部安装多组下托辊，输送带套装在动力辊和从动辊之间，并经过上托辊组合下托辊的托撑，实现输送带在支座上的平稳循环传送；上托辊组两侧的支座上对称安装导流板，导流板与输送带之间通过橡胶密封板进行动密封，导流板上部圆滑连接挡边板下部，实现粪尿等全部掉落在输送带上；
在支座的端部铰装一刮板，刮板端部与分离输送带表面相切，将干粪刮入到进料口；
在刮板一侧的输送带上部的集粪槽内安装一电动刷辊清洗器、一压力冲洗管道和一紫外灯，电动刷辊清洗器对应压力冲洗管道，冲洗后直接被冲刷；
所述漏缝地板清扫装置包括:固定滑轨、直线滑块、压力冲洗管道、步进电机和丝杆，所述固定滑轨安装在漏缝地板上部对应的围栏之间，距漏缝地板的高度大于饲养畜种的站立高度，两条固定滑轨上分别滑动安装直线滑块，两直线滑块之间间隔平行安装两压力冲洗管道，两压力冲洗管道之间安装一丝杆，在围栏中部安装一步进电机，步进电机驱动丝杆移动，驱动两压力冲洗管道在漏缝地板上移动。
而且，在集粪槽内设置分离输送带式分离输送机，集粪槽的一端为分离输送机机头区；另一端为分离输送机机尾区；机头区用于分离干粪和尿液，机尾区用于清洗分离输送带。分离输送机机头区通过安装螺旋输送机将集粪槽上部分离输送带上的干粪运输到干粪储池，集粪槽内剩余的尿液通过制在地面的沟槽或者管道排到尿液储池。
而且，所述养殖舍集粪槽的上部布置漏缝地板，在槽体内与漏缝地板下部衔接处的两侧安装倾斜向内的挡边板，所述的挡边板与水平面夹角≥45°，挡边板底部圆滑连接分离输送机的导流板，将粪污导入分离输送机的分离输送带上表面起固液分离作用的分离输送带上部，漏缝地板采用内部钢筋框架，环氧树脂填充，高压挤压成型的BMC漏缝地板。
而且，所述上托辊组为一个水平设置圆辊，两侧对称倾斜设置一对倾斜辊，将上部的输送带托住，并使输送带形成一个底部圆滑的槽型。
而且，在支座的两侧安装压板，压板用于固定橡胶密封板。橡胶密封板压于分离输送带上部两侧，起到移动件与固定件的密封作用。
而且，所述压力冲洗管道通过多级离心泵提供的压力水定期对分离输送带进行正反冲洗，而清洗分离输送带汇入主槽体的清洗水进一步冲洗主槽体的粪污沉积物，由分离输送机的另一侧的液体排放口流入尿液储池。
而且，还安装打滑检测装置，打滑报警装置为安装在下托辊侧部的霍尔传感器和磁钢，其中磁钢安装于托辊侧部的挡边板上，随托辊一起转动，霍尔传感器固定于托辊的侧部，检测磁钢转动时电磁场变化频率，用于间接确定分离输送带打滑。
而且，还安装张紧装置，所述张紧装置为装于分离输送机机尾侧的两组电动推杆，推杆行程≥600mm，连接从动辊两侧安装在滑道中的滑动轴承，采用定压力的方式，提供分离输送带固定的拉紧力，避免分离输送带在使用过程中不断伸长所导致的跑偏。
而且，还安装跑偏检测装置，所述分离输送带在张紧装置的拉紧下，通过上托辊组的U型结构，呈下凸弧形结构，来防治跑偏，所述的跑偏监测装置，采用行程≤5mm的行程开关，当分离输送带偏离中心线大于5mm时，触发行程开关，开关量信号接入动力控制好柜，触发蜂鸣器。
本发明的优点和积极效果是：
1、采用本发明所述的一种基于漏缝地板的养殖舍粪污实时分离收运方法与装置进行养殖舍内粪污收运，首先，可以实现粪污的实时收运，避免粪污在舍内长期分散存留，降低氨气等恶臭气体排放量，改善舍内环境，降低细菌滋生和病毒传播几率，降低粪污中营养元素损失率。
2、本发明通过分离输送机表面的多孔分离输送带可以实现粪污中固相和液相的实时分离，分类收集，避免了固相在液相中长期浸泡形成难分离的胶体结构，无需后续固液分离过程。
3、本发明所述的分离输送机布置于传统的漏缝地板下部粪沟，无需改造现有畜舍结构，同时，在不同围栏间输运的粪污不与各围栏间的畜种接触，避免了交叉感染。
4、本发明所述的移动分离床体在运动到指定位置后集中采用压力冲洗和紫外灭菌对分离输送带进行清洗再生，无需对舍内大面积进行冲洗清洁工序，节约用水和避免舍内潮湿。
附图说明
图1为本申请基于漏缝地板的养殖舍粪污实时分离收运装置布置图。
图2为本申请漏缝地板和分离输送机截面图。
图3为本申请分离输送机整体结构图。
图4为本申请分离输送机输送带支撑结构图。
图5为本申请漏缝地板清扫装置布置图。
图6为本申请漏缝地板清扫装置结构图。
图7为本申请电气控制原理图。
其中：1.干粪储池；2.尿液储池；3.漏缝地板；4.螺旋输送机；5.分离输送机；6.动力控制柜；7.围栏；8.气体监测箱；9.冲洗水箱；10.离心泵；11.清扫器机构；5-51.分离输送机机头区；5-52.分离输送机机尾区；11-1.固定滑轨；11-2.直线滑块；11-3.压力冲洗管道；11-4.步进电机；11-5.丝杆；5-1.导流板；5-2.压板；5-3.橡胶密封板；5-4.分离输送带；5-11.刮粪板；5-12.动力辊；5-14.动力辊；5-13.从动辊；5-15.倾斜辊；5-16.圆辊；5-17.下托辊；5-21.刷辊清洗器；5-22.压力冲洗管道；5-23.紫外灯；5-31.支座；5-32.调高脚杯；5-42.机尾挡板；5-43.支座侧板；5-44.支座侧板连接块；5-61.行程开关；5-62.下托辊；3-1.挡边板；21.集粪槽。
具体实施方式
下面结合附图并通过具体实施例对本发明作进一步详述，以下实施例只是描述性的，不是限定性的，不能以此限定本发明的保护范围。
一种基于漏缝地板的养殖舍粪污实时分离收运系统,包括：养殖舍地面、干粪储池、尿液储池、漏缝地板、螺旋输送机、分离输送机、围栏、冲洗水箱、离心泵、集粪槽、漏缝地板清扫器，以及起到控制和调节作用的动力控制柜和气体监测箱。
养殖舍地面制有至少集粪槽，集粪槽上部平铺漏缝地板，便于地板上的干粪和尿液掉落到集粪槽内，在集粪槽对应的养殖舍地面区域固装至少一个围栏，也可以是多个围栏，形成多个养殖区。养殖区内的畜禽等的干粪和尿液统一通过集粪槽进行转移和处理。
在集粪槽内设置分离输送带式分离输送机，集粪槽的一端为分离输送机机头区；另一端为分离输送机机尾区；机头区用于分离干粪和尿液，同时安装相关控制机构，机尾区用于清洗分离输送带。分离输送机机头区通过安装螺旋输送机将集粪槽上部分离输送带上的干粪运输到干粪储池，集粪槽内剩余的尿液通过制在地面的沟槽或者管道排到尿液储池。
所述螺旋输送机进料口一侧连接分离输送机干粪出口侧，螺旋输送机出料口布置在干粪储池的入口，将干粪输送到干粪储池。
养殖舍集粪槽的上部布置漏缝地板，在槽体内与漏缝地板下部衔接处的两侧安装倾斜向内的挡边板，所述的挡边板与水平面夹角≥45°，挡边板底部圆滑连接分离输送机的导流板，将粪污导入分离输送机的分离输送带上表面起固液分离作用的分离输送带上部。漏缝地板采用内部钢筋框架，环氧树脂填充，高压挤压成型的BMC漏缝地板，提高粪污的漏过率，减少在漏缝地板上的残留。
所述分离输送机的结构包括：支座、导流板、压板、橡胶密封板、动力辊、从动辊、上托辊组、下托辊、刮板、分离输送带、电动刷辊清洗器、压力冲洗管道、紫外灯，所述支座为一长条形支座，支座间隔设置支杆，支杆下底面安装调高脚杯，用于调节不用位置的支座高度，进而调节输送带的平整度，支座一侧安装动力辊，一侧安装从动辊，支座上表面间隔安装多组上托辊组，下部安装多组下托辊，输送带套装在动力辊和从动辊之间，并经过上托辊组和下托辊的托撑，实现输送带在支座上的平稳循环传送，支座两侧可以对称设置支座侧板，防止尿液或干粪侧漏，支座侧板为了安装方便，设置多块，由支座侧板连接块连接。所述上托辊组为一个水平设置圆辊，两侧对称倾斜设置一对倾斜辊，将上部的输送带托住，并使输送带形成一个底部圆滑的槽型，上托辊组两侧的支座上对称安装导流板，导流板与输送带之间通过橡胶密封板进行动密封，防止尿液侧漏，导流板上部圆滑连接挡边板下部，实现粪尿等全部掉落在输送带上。当粪尿掉落在输送带上时，尿液经过输送带的过滤落入到集粪槽，剩余的干粪通过输送带传送到螺旋输送机进料口排入到干粪储池。
为了实现橡胶密封板的稳定安装，在支座的两侧安装压板，压板用于固定橡胶密封板。橡胶密封板压于分离输送带上部两侧，起到移动件与固定件的密封作用。
为了将输送带上的干粪顺利导入螺旋输送机进料口，在支座的端部铰装一刮板，刮板端部与分离输送带表面相切，将干粪刮入到进料口。
为了实现输送带的及时清洗和消毒，在刮板一侧的输送带上部的集粪槽内安装一电动刷辊清洗器、一压力冲洗管道和一紫外灯，电动刷辊清洗器对应压力冲洗管道，冲洗后直接被冲刷，完成清洗，压力冲洗管道连接多级离心泵的出口，通过多级离心泵提供的压力水定期对分离输送带进行正反冲洗，而清洗分离输送带汇入主槽体的清洗水进一步冲洗主槽体的粪污沉积物，由分离输送机的另一侧的液体排放口流入尿液储池。分离输送带需要消毒时，直接打开紫外灯(市售)即可。电动刷辊清洗器为现有技术刷辊清洗器即可，不需要特殊结构。
为了实现分离输送带的正常精准运行，本申请还安装打滑检测装置、跑偏检测装置、张紧装置，所述分离输送带在张紧装置的拉紧下，通过上托辊组的U型结构，呈下凸弧形结构，来防治跑偏，所述的跑偏检测装置，采用行程≤5mm的行程开关，当分离输送带偏离中心线大于5mm时，触发行程开关，开关量信号接入动力控制好柜，触发蜂鸣器。所述的打滑报警装置为安装在下托辊侧部的霍尔传感器和磁钢，其中磁钢安装于托辊侧部的挡边板上，随托辊一起转动，霍尔传感器固定于托辊的侧部，检测磁钢转动时电磁场变化频率，用于间接确定分离输送带打滑。所述张紧装置为装于分离输送机机尾侧的两组电动推杆，推杆行程≥600mm，连接从动辊两侧安装在滑道中的滑动轴承，采用定压力的方式，提供分离输送带固定的拉紧力，避免分离输送带在使用过程中不断伸长所导致的跑偏。所述的动力辊为包胶辊，采用硬度为50-70HA的丁晴橡胶外包不锈钢圆辊，胶层厚度不小于15mm，动力辊旋转线速度为2-3m/min，并且由动力控制柜的矢量变频器控制软启停。
为了保证漏缝地板的清洁性，本申请还安装有漏缝地板清扫装置，包括:固定滑轨、直线滑块、压力冲洗管道、步进电机和丝杆。所述固定滑轨安装在漏缝地板上部对应的围栏之间，距漏缝地板的高度大于饲养畜种的站立高度，两条固定滑轨上分别滑动安装直线滑块，两直线滑块之间间隔平行安装两压力冲洗管道，两压力冲洗管道之间安装一丝杆，在围栏中部安装一步进电机，步进电机驱动丝杆移动，驱动两压力冲洗管道在漏缝地板上移动，进行清洗。
丝杆长度为单围栏延漏缝地板方向上的长度，步进电机在固定于相邻两围栏中部共用栏杆上，在步进电机的驱动下，丝杆带动压力冲洗管道在相邻两个围栏上部移动。其中压力冲洗管道通过多级离心泵连接冲洗水箱，在步进电机驱动下，冲洗管道随直线滑块沿着固定轨道在漏缝地板上部前后移动，定期对漏缝地板表面残留粪污进行清洗。同时，在漏缝地板区域上部安装具有图像对比开关量输出的监测摄像头，利用清洁漏缝地板图像与残留粪污漏缝地板图像的比对差异性输出漏缝地板清扫器工作开启信号。
为了检测养殖舍内的气体情况，本申请还增加了气体监测箱，主要在线采集氨气，硫化氢和甲烷的浓度数据，根据舍内气体污染物浓度限值综合判定分离输送机的工作频率和时长。
Claims (9)
1.一种基于漏缝地板的养殖舍粪污实时分离收运系统,其特征在于：包括：养殖舍地面、干粪储池、尿液储池、漏缝地板、分离输送机、围栏、集粪槽、漏缝地板清扫装置；养殖舍地面制有至少集粪槽，集粪槽上部平铺漏缝地板，便于地板上的干粪和尿液掉落到集粪槽内，在集粪槽对应的养殖舍地面区域固装至少一个围栏；所述螺旋输送机进料口一侧连接分离输送机干粪出口侧，螺旋输送机出料口布置在干粪储池的入口，将干粪输送到干粪储池；
所述分离输送机的结构包括：支座、导流板、压板、橡胶密封板、动力辊、从动辊、上托辊组、下托辊、刮板、分离输送带、电动刷辊清洗器、压力冲洗管道、紫外灯，所述支座为一长条形支座，支座间隔设置支杆，支座一侧安装动力辊，一侧安装从动辊，支座上表面间隔安装多组上托辊组，下部安装多组下托辊，输送带套装在动力辊和从动辊之间，并经过上托辊组合下托辊的托撑，实现输送带在支座上的平稳循环传送；上托辊组两侧的支座上对称安装导流板，导流板与输送带之间通过橡胶密封板进行动密封，导流板上部圆滑连接挡边板下部，实现粪尿等全部掉落在输送带上；
在支座的端部铰装一刮板，刮板端部与分离输送带表面相切，将干粪刮入到进料口；
在刮板一侧的输送带上部的集粪槽内安装一电动刷辊清洗器、一压力冲洗管道和一紫外灯，电动刷辊清洗器对应压力冲洗管道，冲洗后直接被冲刷；
所述漏缝地板清扫装置包括:固定滑轨、直线滑块、压力冲洗管道、步进电机和丝杆，所述固定滑轨安装在漏缝地板上部对应的围栏之间，距漏缝地板的高度大于饲养畜种的站立高度，两条固定滑轨上分别滑动安装直线滑块，两直线滑块之间间隔平行安装两压力冲洗管道，两压力冲洗管道之间安装一丝杆，在围栏中部安装一步进电机，步进电机驱动丝杆移动，驱动两压力冲洗管道在漏缝地板上移动。
2.根据权利要求1所述的基于漏缝地板的养殖舍粪污实时分离收运系统,其特征在于：在集粪槽内设置分离输送带式分离输送机，集粪槽的一端为分离输送机机头区；另一端为分离输送机机尾区；机头区用于分离干粪和尿液，机尾区用于清洗分离输送带。分离输送机机头区通过安装螺旋输送机将集粪槽上部分离输送带上的干粪运输到干粪储池，集粪槽内剩余的尿液通过制在地面的沟槽或者管道排到尿液储池。
3.根据权利要求1所述的基于漏缝地板的养殖舍粪污实时分离收运系统,其特征在于：所述养殖舍集粪槽的上部布置漏缝地板，在槽体内与漏缝地板下部衔接处的两侧安装倾斜向内的挡边板，所述的挡边板与水平面夹角≥45°，挡边板底部圆滑连接分离输送机的导流板，将粪污导入分离输送机的分离输送带上表面起固液分离作用的分离输送带上部，漏缝地板采用内部钢筋框架，环氧树脂填充，高压挤压成型的BMC漏缝地板。
4.根据权利要求1所述的基于漏缝地板的养殖舍粪污实时分离收运系统,其特征在于：所述上托辊组为一个水平设置圆辊，两侧对称倾斜设置一对倾斜辊，将上部的输送带托住，并使输送带形成一个底部圆滑的槽型。
5.根据权利要求1所述的基于漏缝地板的养殖舍粪污实时分离收运系统,其特征在于：在支座的两侧安装压板，压板用于固定橡胶密封板。橡胶密封板压于分离输送带上部两侧，起到移动件与固定件的密封作用。
6.根据权利要求1所述的基于漏缝地板的养殖舍粪污实时分离收运系统,其特征在于：所述压力冲洗管道通过多级离心泵提供的压力水定期对分离输送带进行正反冲洗，而清洗分离输送带汇入主槽体的清洗水进一步冲洗主槽体的粪污沉积物，由分离输送机的另一侧的液体排放口流入尿液储池。
7.根据权利要求1所述的基于漏缝地板的养殖舍粪污实时分离收运系统,其特征在于：还安装打滑检测装置，打滑报警装置为安装在下托辊侧部的霍尔传感器和磁钢，其中磁钢安装于托辊侧部的挡边板上，随托辊一起转动，霍尔传感器固定于托辊的侧部，检测磁钢转动时电磁场变化频率，用于间接确定分离输送带打滑。
8.根据权利要求1所述的基于漏缝地板的养殖舍粪污实时分离收运系统,其特征在于：还安装张紧装置，所述张紧装置为装于分离输送机机尾侧的两组电动推杆，推杆行程≥600mm，连接从动辊两侧安装在滑道中的滑动轴承，采用定压力的方式，提供分离输送带固定的拉紧力，避免分离输送带在使用过程中不断伸长所导致的跑偏。
9.根据权利要求8所述的基于漏缝地板的养殖舍粪污实时分离收运系统,其特征在于：还安装跑偏检测装置，所述分离输送带在张紧装置的拉紧下，通过上托辊组的U型结构，呈下凸弧形结构，来防治跑偏，所述的跑偏监测装置，采用行程≤5mm的行程开关，当分离输送带偏离中心线大于5mm时，触发行程开关，开关量信号接入动力控制好柜，触发蜂鸣器。
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