CN110564593A - 一种秸秆发酵产沼气装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种秸秆发酵产沼气装置，包括依次设置的揉丝系统、铡碎系统、包膜系统、发酵系统；所述揉丝系统包括装载移动机构、若干个位于装载移动机构上方的切丝机构、搓丝机构，本发明通过揉丝系统中纵向和横向等多种揉丝方式，能够使得秸秆的表面最大程度光滑，进而保证在加工过程中不会因为秸秆上存在的大量分支而使得加工过程卡壳，并将秸秆分支细化碎化，使得后续发酵效果更佳，沼气生成量更大；通过发酵系统中多种发酵方式，保证后续所收集到的沼气纯度高，通过高温加热的方式使得秸秆迅速进入充分发酵状态，大量且高效快速的产生沼气，加快了生产效率。

Description

一种秸秆发酵产沼气装置

技术领域

本发明涉及农业设施设备技术领域，具体为一种秸秆发酵产沼气装置。

背景技术

我国是农业大国，每年主要农作物秸秆(水稻、小麦和玉米等)产量巨大，现阶段秸秆除了部分用于牲畜饲料、粉碎还田、造纸和食用菌基料外，燃料和焚烧是主要去向，由此可见，我国的秸秆资源化利用效率低而且相关技术还需深入研究，更为重要的是，每年秸秆露天焚烧产生的烟尘、硫化物及氮氧化物等严重污染空气，易造成雾霾、酸雨等极端天气现象，因此提高农作物秸秆的资源化利用水平，在缓解我国环境压力、优化能源比例等方面具有重要意义。

发酵技术是秸秆资源化的重要途径，现有的秸秆发酵产沼气装置普遍存在发酵效果不佳，秸秆渣容易造成机器卡壳，产气效率低等问题。

因此，基于上述缺陷，在农业设备技术领域，对于新型的秸秆发酵产沼气装置仍存在研究和改进的需求，这也是目前该领域的一个研究热点和重点，更是本发明得以完成的出发点和动力所在。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明的目的在于提供一种高效快速产生沼气的秸秆发酵产沼气装置。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种秸秆发酵产沼气装置，包括依次设置的揉丝系统、铡碎系统、包膜系统、发酵系统；所述揉丝系统包括装载移动机构、若干个位于装载移动机构上方的切丝机构、搓丝机构，

铡碎系统包括框、传送辊、传动机构、滑道、凹槽、门、支撑架、滑槽二、滑块、伸缩柱二、旋切刀；所述框位于装载移动机构一侧下方，框内通过传动机构安装有若干个传送辊，滑道一侧与框开口处连接，滑道内部中心设有凹槽，滑道两侧均设有门，支撑架安装在滑道上，滑槽二设置在支撑架顶部，滑槽二内滑动设置有若干个滑块，滑块下端通过伸缩柱二连接有旋切刀，旋切刀位于凹槽正上方；

发酵系统包括腔体一、滑槽三、滑动门二、滑槽四、滑动门三、气管一、泵机、腔体二、水箱、加热机构、换水口、气管二、抽气机、沼气罐、密封门；所述腔体一上下两端分别设有滑槽三和滑槽四，滑动门二滑动设置在滑槽三内，滑动门三滑动设置在滑槽四内，腔体一两侧通过气管一与泵机连接，腔体二与腔体一下端连接，腔体二内两侧均设置有水箱，水箱一侧设置有加热机构，水箱顶部设置有换水口，腔体二一侧通过气管二与抽气机，抽气机与沼气罐连接，腔体二另一侧设有密封门。

进一步优化，所述切丝机构包括漏斗一、处理管道一；漏斗一下端与处理管道一连接，处理管道一上下两端侧壁上均安装有若干个传动轮，处理管道一中部侧壁上开设有若干个窗口，窗口上设有若干个插槽，插槽上安装有刮刀。

进一步优化，所述装载移动机构包括漏斗二、箱体、滑槽一、滑动门一、关节、滑车一、滑轨一；滑车一滑动设置在滑轨一上，滑车一上端通过关节与箱体连接，箱体上端与漏斗二连接，箱体侧面上设有滑槽一，滑动门一滑动设置在滑槽一上。

进一步优化，所述搓丝机构包括搓丝辊、连接架、伸缩柱一、伸缩杆一、立柱、滑车二、滑轨二、顶板、伸缩杆二、底座；所述滑轨二位于滑轨一一侧，底座位于滑轨一另一侧，滑车二滑动设置在滑轨二上，滑车二上端通过立柱与伸缩杆一连接，伸缩杆一与伸缩柱一连接，伸缩柱一一端通过连接架连接有若干个搓丝辊，底座上端连接有伸缩杆二，伸缩杆二上端与顶板连接。

进一步优化，所述包膜系统包括弯管、处理管道二、传动轨道、膜、送料机、斜板、履带、传送轴、突刺；所述弯管位于滑道一侧，弯管下端与处理管道二连接，传动轨道穿过处理管道二设置，传动轨道一端与送料机连接，膜一端卷曲折叠在送料机上，另一端铺设在传动轨道上，处理管道二内设置有若干个斜板，处理管道二下方设置有两条履带，两条履带之间平铺安装有传送轴，传送轴上设有多个突刺。

进一步优化，所述传动轮部分伸入处理管道一内部。

进一步优化，所述履带为倒Z型结构，腔体一位于履带上端一侧。

与现有技术相比，本发明的有益效果如下：

(1)本发明通过揉丝系统中纵向和横向等多种揉丝方式，能够使得秸秆的表面最大程度光滑，进而保证在加工过程中不会因为秸秆上存在的大量分支而使得加工过程卡壳，并将秸秆分支细化碎化，使得后续发酵效果更佳，沼气生成量更大；

(2)本发明通过包膜系统，可在秸秆表面形成密闭紧致的包裹层，使得秸秆在发酵反应前期便能处于高度缺氧的环境，迅速进入初步发酵状态，为后期快速发酵提供条件；

(3)本发明通过发酵系统中多种发酵方式，首先使得秸秆在初步发酵反应过程中形成预发酵状态，并将多余杂质气体和产生气体排布，以便保证后续所收集到的沼气纯度高，而后通过高温加热的方式使得秸秆迅速进入充分发酵状态，大量且高效快速的产生沼气，加快了生产效率。

附图说明

图1为本发明整体结构示意图；

图2为本发明转切丝机构的结构示意图；

图3为本发明装载移动机构的结构示意图；

图4为本发明搓丝机构的结构示意图一；

图5为本发明搓丝机构的结构示意图二；

图6为本发明铡碎系统的结构示意图一；

图7为本发明铡碎系统的结构示意图二；

图8为本发明包膜系统的结构示意图一；

图9为本发明包膜系统的结构示意图二；

图10为本发明发酵系统的结构示意图一；

图11为本发明发酵系统的结构示意图二；

图12为本发明刮刀的结构示意图；

其中：漏斗一1、处理管道一101、传动轮102、窗口103、插槽104、刮刀105、漏斗二2、箱体201、滑槽一202、滑动门一203、关节204、滑车一205、滑轨一206、搓丝辊3、连接架301、伸缩柱一302、伸缩杆一303、立柱304、滑车二305、滑轨二306、顶板4、伸缩杆二401、底座402、框5、传送辊501、传动机构502、滑道6、凹槽601、门602、支撑架603、滑槽二604、滑块605、伸缩柱二606、旋切刀607、弯管7、处理管道二701、传动轨道702、膜703、送料机704、斜板705、履带8、传送轴801、突刺802、腔体一9、滑槽三901、滑动门二902、滑槽四903、滑动门三904、气管一905、泵机906、腔体二10、水箱1001、加热机构1002、换水口1003、气管二1004、抽气机1005、沼气罐1006、密封门1007。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1-12，一种秸秆发酵产沼气装置，包括依次设置的揉丝系统、铡碎系统、包膜系统、发酵系统；所述揉丝系统包括装载移动机构、若干个位于装载移动机构上方的切丝机构、搓丝机构，

铡碎系统包括框5、传送辊501、传动机构502、滑道6、凹槽601、门602、支撑架603、滑槽二604、滑块605、伸缩柱二606、旋切刀607；所述框5位于装载移动机构一侧下方，框5内通过传动机构502安装有若干个传送辊501，滑道6一侧与框5开口处连接，滑道6内部中心设有凹槽601，滑道6两侧均设有门602，支撑架603安装在滑道6上，滑槽二604设置在支撑架603顶部，滑槽二604内滑动设置有若干个滑块605，滑块605下端通过伸缩柱二606连接有旋切刀607，旋切刀607位于凹槽601正上方；

发酵系统包括腔体一9、滑槽三901、滑动门二902、滑槽四903、滑动门三904、气管一905、泵机906、腔体二10、水箱1001、加热机构1002、换水口1003、气管二1004、抽气机1005、沼气罐1006、密封门1007；所述腔体一9上下两端分别设有滑槽三901和滑槽四903，滑动门二902滑动设置在滑槽三901内，滑动门三904滑动设置在滑槽四903内，腔体一9两侧通过气管一905与泵机906连接，腔体二10与腔体一9下端连接，腔体二10内两侧均设置有水箱1001，水箱1001一侧设置有加热机构1002，水箱1001顶部设置有换水口1003，腔体二10一侧通过气管二1004与抽气机1005，抽气机1005与沼气罐1006连接，腔体二10另一侧设有密封门1007。

所述切丝机构包括漏斗一1、处理管道一101；漏斗一1下端与处理管道一101连接，处理管道一101上下两端侧壁上均安装有若干个传动轮102，处理管道一101中部侧壁上开设有若干个窗口103，窗口103上设有若干个插槽104，插槽104上安装有刮刀105。所述传动轮102部分伸入处理管道一101内部。

所述装载移动机构包括漏斗二2、箱体201、滑槽一202、滑动门一203、关节204、滑车一205、滑轨一206；滑车一205滑动设置在滑轨一206上，滑车一205上端通过关节204与箱体201连接，箱体201上端与漏斗二2连接，箱体201侧面上设有滑槽一202，滑动门一203滑动设置在滑槽一202上。

所述搓丝机构包括搓丝辊3、连接架301、伸缩柱一302、伸缩杆一303、立柱304、滑车二305、滑轨二306、顶板4、伸缩杆二401、底座402；所述滑轨二306位于滑轨一206一侧，底座402位于滑轨一206另一侧，滑车二305滑动设置在滑轨二306上，滑车二305上端通过立柱304与伸缩杆一303连接，伸缩杆一303与伸缩柱一302连接，伸缩柱一302一端通过连接架301连接有若干个搓丝辊3，底座402上端连接有伸缩杆二401，伸缩杆二401上端与顶板4连接。

所述包膜系统包括弯管7、处理管道二701、传动轨道702、膜703、送料机704、斜板705、履带8、传送轴801、突刺802；所述弯管7位于滑道6一侧，弯管7下端与处理管道二701连接，传动轨道702穿过处理管道二701设置，传动轨道702一端与送料机704连接，膜703一端卷曲折叠在送料机704上，另一端铺设在传动轨道702上，处理管道二701内设置有若干个斜板705，处理管道二701下方设置有两条履带8，两条履带8之间平铺安装有传送轴801，传送轴801上设有多个突刺802。所述履带8为倒Z型结构，腔体一9位于履带8上端一侧。

本发明工作过程为：将秸秆原料通过漏斗一1送入到到处理管道一101内，通过重力使得秸秆原料下滑，利用刮刀105将原料上的多余料去除或者碎化，一来使得秸秆本身呈较为光滑的条状，二来能够细化原料，使得后期发酵效果更佳，其中传动轮102能够进一步辅助控制秸秆上下移动，帮助秸秆更好的被刮刀105作处理，其中刮刀105处理下来较大的余料会通过窗口103掉出处理管道一101。当刮刀105磨损老化后可通过在插槽104上插拔替换。完成初步揉丝的秸秆通过漏斗二2掉落到箱体201内，当秸秆基本掉落到箱体201中后，控制关节204使得箱体201倾斜，通过滑车一205在滑轨一206上的移动带动箱体201运动至搓丝辊3正对处，滑动门一203在滑槽一202上移动，使得箱体201一侧开放，通过连接架301控制搓丝辊3旋转，控制伸缩柱一302长度和伸缩杆一303的伸缩量，使得旋转的搓丝辊3与箱体201内的秸秆表面接触，并将对其表面作进一步的揉丝，使得揉丝效果更佳。其中滑车二305和滑轨二306的配合移动可使得搓丝辊3与箱体201内的所有秸秆均能接触到。顶板4在伸缩杆二401和底座402的支撑和调节下，能够使得揉丝稳定。完成该步骤后，控制滑车一205在滑轨一206上的移动带动箱体201运动至框5一侧，控制关节204使得箱体201倾倒，秸秆通过漏斗一1被倾倒到框5内，此时传送辊501在不停的旋转，使得秸秆在旋转带动下会逐渐呈均匀平行排列。打开第一个门602，秸秆滚动进入到滑道6内，并陷入到凹槽601内，控制伸缩柱二606长度使得高速旋转的旋切刀607将秸秆铡断成节，逐步碎化短化。同时滑块605在滑槽二604上的移动可调节秸秆被铡断的长度。完成该步骤后，将第二个门602打开，在旋切刀607的带动下，成节的秸秆滚落到弯管7内并掉落进处理管道二701内，在重力作用下成节的秸秆冲击膜703，当膜703感受到冲击时会产生拉扯力，当送料机704在送料的时候，其静止之后会有卡扣将膜703锁死，当秸秆掉落在膜703上时，会使得膜703被扯动，进而卡扣会出现滑移趋势，进而被送料机704感应到，送料机704会裁断膜703，通过多次该阶段步骤，可使得成节的秸秆被膜703多层且充分包裹，形成一个紧包覆的结构，以为后续形成充分的厌氧环境制造有力条件。当膜703在处理管道二701内的部分在被用完时，可通过传动轨道702的带动，使得新的膜703进入到处理管道二701内。被包膜的秸秆在重力作用下进一步下落撞击在斜板705上，使得包覆更佳紧致。而后包膜的秸秆掉落到传送轴801上，并且其膜被突刺802扎破。履带8带动传送轴801旋转，使得包膜的秸秆也被传动带动，同时在其不断向前和向上翻滚的时候，突刺802一方面可均匀的将其外包膜各部分扎出孔洞，同时也可稳定其在传动过程中的稳定行进。完成该步骤后包覆有密排孔膜的秸秆掉落到腔体一9，移动滑动门二902在滑槽三901上的位置使得腔体一9形成密闭空间，通过气管一905和泵机906将腔体一9内的气体抽干，形成高真空的隔绝氧气环境，使得秸秆开始产生初步发酵效果。而后通过打开滑动门三904使得秸秆掉落到腔体二10内，关闭上滑动门三904使得腔体二10内形成密闭环境。通过加热架构1002对水箱1001的水加热产生高温，高温被传导到腔体二10对秸秆进行加热，使得已完成初步发酵的秸秆迅速的完成充分发酵，产生大量沼气，沼气依次被气管二1004和抽气机1005吸收输送到沼气罐1006内。可通过换水口1003更换水箱1001内的水。完成发酵生产沼气的过程之后可通过开合密封门1007将完成反应的秸秆残渣清理出来。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (7)

1.一种秸秆发酵产沼气装置，其特征在于：包括依次设置的揉丝系统、铡碎系统、包膜系统、发酵系统；所述揉丝系统包括装载移动机构、若干个位于装载移动机构上方的切丝机构、搓丝机构，

铡碎系统包括框(5)、传送辊(501)、传动机构(502)、滑道(6)、凹槽(601)、门(602)、支撑架(603)、滑槽二(604)、滑块(605)、伸缩柱二(606)、旋切刀(607)；所述框(5)位于装载移动机构一侧下方，框(5)内通过传动机构(502)安装有若干个传送辊(501)，滑道(6)一侧与框(5)开口处连接，滑道(6)内部中心设有凹槽(601)，滑道(6)两侧均设有门(602)，支撑架(603)安装在滑道(6)上，滑槽二(604)设置在支撑架(603)顶部，滑槽二(604)内滑动设置有若干个滑块(605)，滑块(605)下端通过伸缩柱二(606)连接有旋切刀(607)，旋切刀(607)位于凹槽(601)正上方；

发酵系统包括腔体一(9)、滑槽三(901)、滑动门二(902)、滑槽四(903)、滑动门三(904)、气管一(905)、泵机(906)、腔体二(10)、水箱(1001)、加热机构(1002)、换水口(1003)、气管二(1004)、抽气机(1005)、沼气罐(1006)、密封门(1007)；所述腔体一(9)上下两端分别设有滑槽三(901)和滑槽四(903)，滑动门二(902)滑动设置在滑槽三(901)内，滑动门三(904)滑动设置在滑槽四(903)内，腔体一(9)两侧通过气管一(905)与泵机(906)连接，腔体二(10)与腔体一(9)下端连接，腔体二(10)内两侧均设置有水箱(1001)，水箱(1001)一侧设置有加热机构(1002)，水箱(1001)顶部设置有换水口(1003)，腔体二(10)一侧通过气管二(1004)与抽气机(1005)，抽气机(1005)与沼气罐(1006)连接，腔体二(10)另一侧设有密封门(1007)。

2.根据权利要求1所述的一种秸秆发酵产沼气装置，其特征在于：所述切丝机构包括漏斗一(1)、处理管道一(101)；漏斗一(1)下端与处理管道一(101)连接，处理管道一(101)上下两端侧壁上均安装有若干个传动轮(102)，处理管道一(101)中部侧壁上开设有若干个窗口(103)，窗口(103)上设有若干个插槽(104)，插槽(104)上安装有刮刀(105)。

3.根据权利要求2所述的一种秸秆发酵产沼气装置，其特征在于：所述装载移动机构包括漏斗二(2)、箱体(201)、滑槽一(202)、滑动门一(203)、关节(204)、滑车一(205)、滑轨一(206)；滑车一(205)滑动设置在滑轨一(206)上，滑车一(205)上端通过关节(204)与箱体(201)连接，箱体(201)上端与漏斗二(2)连接，箱体(201)侧面上设有滑槽一(202)，滑动门一(203)滑动设置在滑槽一(202)上。

4.根据权利要求3所述的一种秸秆发酵产沼气装置，其特征在于：所述搓丝机构包括搓丝辊(3)、连接架(301)、伸缩柱一(302)、伸缩杆一(303)、立柱(304)、滑车二(305)、滑轨二(306)、顶板(4)、伸缩杆二(401)、底座(402)；所述滑轨二(306)位于滑轨一(206)一侧，底座(402)位于滑轨一(206)另一侧，滑车二(305)滑动设置在滑轨二(306)上，滑车二(305)上端通过立柱(304)与伸缩杆一(303)连接，伸缩杆一(303)与伸缩柱一(302)连接，伸缩柱一(302)一端通过连接架(301)连接有若干个搓丝辊(3)，底座(402)上端连接有伸缩杆二(401)，伸缩杆二(401)上端与顶板(4)连接。

5.根据权利要求4所述的一种秸秆发酵产沼气装置，其特征在于：所述包膜系统包括弯管(7)、处理管道二(701)、传动轨道(702)、膜(703)、送料机(704)、斜板(705)、履带(8)、传送轴(801)、突刺(802)；所述弯管(7)位于滑道(6)一侧，弯管(7)下端与处理管道二(701)连接，传动轨道(702)穿过处理管道二(701)设置，传动轨道(702)一端与送料机(704)连接，膜(703)一端卷曲折叠在送料机(704)上，另一端铺设在传动轨道(702)上，处理管道二(701)内设置有若干个斜板(705)，处理管道二(701)下方设置有两条履带(8)，两条履带(8)之间平铺安装有传送轴(801)，传送轴(801)上设有多个突刺(802)。

6.根据权利要求2所述的一种秸秆发酵产沼气装置，其特征在于：所述传动轮(102)部分伸入处理管道一(101)内部。

7.根据权利要求5任一项所述的一种秸秆发酵产沼气装置，其特征在于：所述履带(8)为倒Z型结构，腔体一(9)位于履带(8)上端一侧。