CN112251332B - 一种抗结壳发酵装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种抗结壳发酵装置，涉及生物发酵设备技术领域，包括发酵罐与搅拌装置，所述搅拌装置包括搅拌轴与搅拌桨，还包括过滤盘，所述过滤盘位于所述发酵罐中部并适于将所述发酵罐分为上部集气区与下部搅拌区，所述过滤盘适于阻挡所述搅拌区中的沼渣上浮至所述集气区；所述过滤盘上设置有多个滤孔，所述滤孔适于所述搅拌区中的沼液与沼气通过；所述搅拌轴适于穿过所述过滤盘，所述搅拌桨位于所述搅拌区内。本发明所述的抗结壳发酵装置，以机械搅拌方式增加沼液中固体流动的方式，另设有顶部射流源和内部过滤盘，利用发酵原料本体的自身循环，不依靠外界控制，有效地解决了发酵结壳问题。

Description

一种抗结壳发酵装置

技术领域

本发明涉及生物发酵设备技术领域，具体而言，涉及一种抗结壳发酵装置。

背景技术

目前，在沼气发酵工程中，尤其是一些大形发酵反应体系，在进行微生物反应时，发酵原料(沼渣)不能完全分解，并会上浮至沼液表面形成浮渣层，逐渐硬化而产生结壳，阻挡沼液中沼气上浮，影响发酵。

然而，现有的大形发酵罐常采用加强搅拌强度或者对搅拌器进行改进的方式以解决此问题，如中国专利CN201711312371.3公开了一种畜禽粪便秸秆混合原料厌氧发酵的高效破壳集成系统，通过循环喷淋单元和上部浮渣切割单元进行破壳。但是，由于纯机械搅拌方式消耗成本高，不符合发酵系统本身低功耗，低成本，节能环保的特点，并且单纯的机械搅拌、循环喷淋与切割装置对表面浮渣层的减少并没有直接有效的效果，在将沼渣切割至较细粒度的情况下，更易上浮至沼液表面形成浮渣层。并且，沼液中含有较多细碎沼渣，回收难度增大。

发明内容

本发明解决的问题是：现有的发酵反应装置无法有效的解决结壳问题，发酵效率不高，沼气、沼液与沼渣的分离效率低下。

为解决上述问题，本发明提供一种抗结壳发酵装置，包括发酵罐与搅拌装置，所述搅拌装置包括搅拌轴与搅拌桨，还包括过滤盘，所述过滤盘位于所述发酵罐中部并适于将所述发酵罐分为上部集气区与下部搅拌区，所述过滤盘适于阻挡所述搅拌区中的沼渣上浮至所述集气区；所述过滤盘上设置有多个滤孔，所述滤孔适于所述搅拌区中的沼液与沼气通过；所述搅拌轴适于穿过所述过滤盘，所述搅拌桨位于所述搅拌区内。

进一步地，所述过滤盘整体呈锥形盘状设置，所述过滤盘下侧设置有挡板，所述挡板由所述过滤盘下侧面向下侧凸起。

进一步地，所述搅拌桨包括直叶搅拌桨与推进式搅拌桨，所述推进式搅拌桨位于所述搅拌轴底端，所述直叶搅拌桨位于所述推进式搅拌桨与所述过滤盘之间。

进一步地，所述抗结壳发酵装置还包括喷淋装置，所述喷淋装置包括循环泵、进液管、回液管与喷淋头，所述发酵罐在所述搅拌区一侧设置有回液口，所述进液管连通所述回液口与所述循环泵，所述回液管连通所述喷淋头与所述循环泵，所述喷淋头位于所述发酵罐的所述集气区一侧。

进一步地，所述抗结壳发酵装置还包括出液管，所述出液管与所述回液管连通，所述出液管上设有阀门。

进一步地，所述喷淋头喷撒方向与水平面面夹角呈40至50度。

进一步地，所述抗结壳发酵装置还包括转轴支撑装置，所述转轴支撑装置包括第一轴承与支撑架，所述支撑架与所述发酵罐固定连接，所述支撑架与所述搅拌轴通过所述第一轴承转动连接，所述支撑架适于限制所述搅拌轴的径向位移。

进一步地，所述过滤盘的外缘处设置有滑槽，所述发酵罐的内壁上设置有竖直向滑轨，所述滑槽适于沿所述滑轨上下滑动以使所述过滤盘在所述发酵罐内上下移动。

进一步地，所述抗结壳发酵装置还包括升降杆与操纵杆，所述升降杆的底端与所述过滤盘固定连接，所述发酵罐上设置有操作口，所述升降杆的顶端适于从所述操作口穿出并与所述操纵杆的一端螺纹连接。

进一步地，所述抗结壳发酵装置还包括滤盘升降装置，所述滤盘升降装置包括第一转壳、第二轴承、摆杆、第二转壳与弹簧，所述第一转壳环套在所述搅拌轴上，所述第一转壳与所述搅拌轴通过所述第二轴承转动连接；所述第一转壳呈中空圆柱状，所述第一转壳的弧形外壁上沿径向向外突出有凸块，所述凸块沿所述第一转壳的周向依次设置有抵接面与斜面，所述抵接面与所述第一转壳的弧形外壁相垂直，所述抵接面与所述第一转壳的旋转轴线相平行，所述斜面位于所述抵接面背侧；所述摆杆与所述搅拌轴转动连接，所述摆杆适于沿所述搅拌轴的轴线方向向外摆动；所述摆杆在未摆动时适于与所述抵接面相抵接；

所述第二转壳呈中空圆柱状，所述第一转壳与所述第二转壳螺纹连接，所述第二转壳的底端与所述过滤盘固定连接；

所述弹簧与所述过滤盘连接并适于给予所述过滤盘向上的拉力。

本发明所述的抗结壳发酵装置，相比于现有技术，有效地解决了发酵结壳问题，主要以机械搅拌方式增加沼液中固体流动的方式，另设有顶部射流源和内部过滤盘，利用发酵原料本体的自身循环，不依靠外界控制。另外，发酵后的沼液可以作为下一次发酵的原料，本设计方案可以解决沼液二次利用的解决办法，可以实现沼液自动回收控制，并且自带过滤装置。

附图说明

图1为本发明实施例所述的抗结壳搅拌装置外部示意图；

图2为本发明图1中的Ⅰ处放大图；

图3为本发明图1中的Ⅱ处放大图；

图4为本发明实施例所述的抗结壳搅拌装置内部示意图一；

图5为本发明图4中的Ⅲ处放大图；

图6为本发明实施例所述的直叶搅拌桨结构示意图；

图7为本发明实施例所述的推进式搅拌桨结构示意图；

图8为本发明实施例所述的过滤盘、升降杆与操纵杆连接示意图；

图9为本发明实施例所述的过滤盘下侧挡板结构示意图；

图10为本发明实施例所述的抗结壳搅拌装置内部示意图二；

图11为本发明实施例所述的滤盘升降装置结构示意图；

图12为本发明图11中的Ⅳ处放大图；

图13为本发明实施例所述的摆杆向外侧摆动示意图。

附图标记说明：

1-发酵罐；11-集气区；12-搅拌区；13-滑轨；14-回液口；15-集气口； 16-操作口；17-电机架；18-凸缘法兰；19-出料口；

2-搅拌装置；21-搅拌轴；22-搅拌桨；221-直叶搅拌桨；222-推进式搅拌桨；

3-过滤盘；31-滤孔；32-挡板；33-滑槽；34-避让孔；

4-喷淋装置；41-循环泵；42-进液管；43-回液管；44-喷淋头；

5-出液管；51-阀门；

6-转轴支承装置；61-第一轴承；62-支撑架；621-中部环套；622-连接架；

7-升降杆；

8-操纵杆；

9-滤盘升降装置；91-第一转壳；911-凸块；9111-抵接面；9112-斜面； 92-第二轴承；93-摆杆；94-第二转壳；941-内壳；942-外壳；95-弹簧；96- 保护壳；97-转轴。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施例做详细的说明。

在本发明的描述中，应当说明的是，各实施例中的术语名词例如“上”、“下”、“前”、“后”等指示方位的词语，只是为了简化描述基于说明书附图的位置关系，并不代表所指的元件和装置等必须按照说明书中特定的方位和限定的操作及方法、构造进行操作，该类方位名词不构成对本发明的限制。

另外，在本发明的实施例中所提到的术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，并不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。本发明中的X轴指的是与搅拌轴旋转轴线垂直的方向(如图1所示的水平向右方向)，本发明的Y轴指的是与搅拌轴旋转轴线平行的方向(如图1所示的垂直向上方向)。

本实施例提供一种抗结壳发酵装置，结合图1至图9所示，所述抗结壳发酵装置包括发酵罐1与搅拌装置2，与现有发酵装置相同，发酵罐1具有集气口15，在工作时所述集气口15封闭，所述发酵罐1与外部环境密封隔绝。

具体地，搅拌装置2用于对发酵罐1内的沼液进行搅拌，搅拌装置2包括搅拌轴21、搅拌桨22、电机23、联轴器24、轴封与变频器25。发酵罐1 上方(图示Z轴正方向)设置有电机架17，电机架17与发酵罐1的本体通过凸缘法兰18固定连接。变频器25与电机23电连接，通过变频器25的频率变化调节电机23的转速，电机23固定在电机架17上，电机23的下方(图示Z轴反方向)通过联轴器24连接搅拌轴21；电机架17为中空框架结构，搅拌轴21在电机架17内穿过并进入发酵罐1本体内。具体地，搅拌轴21与发酵罐1本体连接处通过轴封实现密封性转动连接。搅拌轴21在发酵罐1本体内与搅拌桨22连接，电机23转动时通过搅拌轴21带动搅拌桨22转动，以实现对发酵罐1内沼液的搅拌。

需要说明的是，本实施例仅提供一种发酵罐1与搅拌装置2的具体实施方式，不限定本发明中发酵罐1与搅拌装置2的形状及结构，凡是能依据本发明构思实现抗结壳的发酵装置，均落入本发明对发酵罐1与搅拌装置2所限定的保护范围内。

具体地，在上述发酵罐1与搅拌装置2的具体实施方式下，本实施例所述的抗结壳发酵装置还包括过滤盘3，所述过滤盘3横向设置在发酵罐1内并将发酵罐1内部分隔为上部集气区11与下部搅拌区12，过滤盘3由有机玻璃制成。具体地，过滤盘3上设置有多个滤孔31，滤孔31适于沼气与沼液通过而对沼渣进行阻挡，过滤盘3的边缘处与发酵罐1内壁贴合并阻止搅拌区12 中的沼渣进入到集气区11中。具体地，搅拌轴21沿Z轴反方向(从上至下)依次穿过集气区11与过滤盘3并进入到搅拌区12中，搅拌轴21在搅拌区12 中与搅拌桨22连接。可选地，所述过滤盘3与搅拌轴21连接处同样通过轴封进行密封转动连接，防止搅拌区12中的沼渣沿着搅拌轴沿Z轴方向进入到集气区11中。

本发明通过在发酵罐1中设置具有滤孔31的过滤盘3，发酵罐1中进行发酵反应时，沼液的顶部液面在过滤盘3的上方(图示Z轴正方向)而沼液中的沼渣被过滤盘3阻挡在过滤盘3下方(图示Z轴反方向)的搅拌区12，防止沼液液面出现结壳现象，确保沼气能够与沼液分离而通过集气口15排出，实现沼气与沼液的有效分离。具体地，滤孔31的形状不定，较好地为圆形孔，且圆形孔的孔径大小(直径)在0.1cm至5cm范围内，较好地为1cm，具体孔径以实际处理的沼液中沼渣的情况确定。

需要说明的是，为了确保沼渣在入料时处于搅拌区12中而不进入集气区 11中，发酵罐1的入料口(图中未示出)设置在侧壁上且位于过滤盘3下方 (图示Z轴反方向)，便于向发酵罐1的搅拌区12中加入反应沼液与沼渣混合体。发酵罐1底部还设置有出料口19，在沼气与沼液收集完毕后，开启出料口19进行沼渣的回收。

较好地，结合图8和图9所示，过滤盘3为向上凸起的锥形，并且过滤盘3下侧面上凸起多个挡板32，挡板32呈环形结构且所述挡板32的环形中心与搅拌轴21的轴线相重合。当搅拌桨22对沼液进行搅拌时，沼液液面呈现中心低边缘高的状态，向上凸起的锥形过滤盘3正好与中心低边缘高的沼液液面相交汇，隔绝沼渣的同时，确保集气区中的沼液具有一定程度的搅拌旋转，同时能够对过滤盘3下方进行一定程度的冲刷，防止过滤网3下方汇集较多细小的沼渣而堵塞滤孔31，挡板32对沼渣进行一定程度的阻挡，防止沼渣在浮力作用下汇集在搅拌轴21处，便于沼渣形成循环流动进行更好的发酵。较好地，结合图3所示，所述挡板32可以有多个，对沼渣进行多级阻挡，本实施例以两级为例，挡板32有两个，两个挡板32呈大小不同的环形，环形半径大的挡板32位于环形半径小的挡板32外侧对沼液进行双级阻挡。需要说明的是，本实施例仅以环形结构的挡板32为例，凡是能够对过滤盘3下侧(图示Z轴反方向)对沼渣进行阻挡的任何形状与结构的挡板32，均落入本发明对挡板32限定的保护范围内。

较好地，本实施例所述的抗结壳发酵装置，还包括喷淋装置4，喷淋装置 4包括循环泵41、进液管42、回液管43与喷淋头44，发酵罐1在搅拌区12 设置有回液口14。进液管42连通回液口14与循环泵41的入泵口，回液管 43连通喷淋头44与循环泵41的出泵口。喷淋头44位于所述发酵罐1的集气区内，具体地，所述发酵罐1在集气区处开设有通孔，回液管43穿过通孔并在发酵罐1内与喷淋头44连接，较好地，喷淋头44设置在发酵罐1内壁高于沼液液面处，并且喷淋头44喷撒方向与水平面呈40至50度，较好地为45 度，沼液的流动可以使沼液表面形成径向流动。具体地，所述喷淋头44的喷洒方向，指的是喷淋头44在最中心处喷出液体离开喷淋头44时所处的喷射方向。较好地，回液口14处设置有滤网，防止搅拌区12的沼渣通过回液口 14进入到循环泵41与集气区11中。喷淋装置4工作时，循环泵41开机，在循环泵41的作用下，搅拌区12中的沼液依次通过进液管42、循环泵41与回液管43，并最终从喷淋头44喷出至沼液液面，进行集气区11与搅拌区12的沼液循环。

较好地，本实施例所述的抗结壳发酵装置，还包括出液管5，出液管5与回液管连通，并且出液管5上设置有阀门51。当发酵罐1中沼液发酵反应时，阀门51关闭，喷淋装置4的循环泵41开启，实现沼液的循环。在发酵罐1 中的沼液发酵完成后，开启阀门51，并通过开启喷淋装置4的循环泵41，将发酵罐1内的沼液抽出至下一工序中，实现对沼液的回收。较好地，在回液管43位于喷淋头44与出液管5之间一段上同样设置有阀门(图上未示出)，在需要进行喷淋时该阀门打开，出液管5上的阀门51关闭；在需要抽出沼液时，关闭回液管43上的阀门，开启出液管5上的阀门51。

具体地，本实施例所述的搅拌桨22有多个，具体地以两个为例，包括直叶搅拌桨221与推进式搅拌桨222，直叶搅拌桨221与推进式搅拌桨222均设置在同一搅拌轴21上，位于搅拌轴21不同的高度处。较好地，直叶搅拌桨 221位于搅拌轴21的底端与过滤盘3之间，以六直叶搅拌桨为例，对搅拌区 12中部的沼液进行强力搅拌，六直叶搅拌桨在转动过程中可产生上下循环流，在锥型滤网下形成轴向流，对滤网下面的沼渣进行剪切作用，可以打散滤网下的大块沼渣，使沼液与固体悬浮物充分混合，促进固—液悬浮；六直叶搅拌桨的安放位置有利于罐体中的气—液分散。推进式搅拌桨222位于搅拌轴 21的底端，以四叶推进式搅拌桨为例，目的是为了使沉积在罐底的固体原料悬浮在罐体内部，推进式搅拌桨产生的轴向流可以带动固体物向上流动，将搅拌区12底部的沼液进行搅拌并给与向上的推力，防止沼渣沉底。两种搅拌桨与搅拌轴21通过键连接，用紧固螺钉固定在搅拌轴21上，防止其轴向移动。

具体地，为了确保搅拌装置2的搅拌安全性，尤其是在沼渣较多使得沼液粘度较大时提高搅拌轴21的结构强度，本实施例还设置有转轴支撑装置6，所述转轴支撑装置6包括第一轴承61与支撑架62，支撑架62包括中部环套 621与连接中部环套与发酵罐1内壁的连接架622，本实施例所示连接架622 共有三个，中部环套621与搅拌轴21通过第一轴承61转动连接。在搅拌轴 21转动时，转轴支撑装置6能够对搅拌轴21提供径向的支撑力，防止搅拌轴 21摆动甚至折断。

本实施例所述的抗结壳发酵装置，在上述技术方案的基础上实现了沼气与沼液的有效分离，沼气通过集气口排出，沼液通过出液口排出。发酵罐1 的下侧(图示Z轴反方向)开设有排渣口(图中未示出)，当沼液排出至仅存留底部少许部分时，打开排渣口即可将反应完成后的沼渣排出。

实施例2

由于沼渣在搅拌过程中会出现较多细碎颗粒，尤其是秸秆类发酵物容易在沼液中悬浮，仅在出液口处设置滤网难以实现沼液与沼液的有效分离。较好地，本实施例在上述实施方式的基础上，提供一种能够有效分离沼液与沼渣的抗结壳发酵装置。结合图4-图9所示，具体地，所述过滤盘3的外缘处设置有滑槽33，滑槽33为过滤盘3外缘处设置的豁口，其形状为方形或弧形等多种结构，发酵罐1的内壁上设置有与滑槽33匹配的竖直向滑轨13，滑槽 33可卡设在滑轨13上并沿滑轨13上下滑动，以使过滤盘3能够在发酵罐1 内上下移动。较好地，滑轨13与滑槽33有多个，较佳实施方式为三个，能够确保过滤盘3在上下移动过程中不会发生偏移。在发酵罐1内发酵物进行发酵反应时，过滤盘3先沿滑轨13提升至发酵罐1的中部位置；当发酵罐1 内沼气收集完毕需要进行沼液与沼渣的分离时，先将过滤盘3沿滑轨13下降至出液口(较好地为本实施例所述的回液口14)下方，此时过滤盘3带动沼渣往下部汇集并汇集在发酵罐1的底部，通过出液口排出的滤液由于过滤盘3 的过滤作用而不含有较多的细碎沼渣，排出更加顺畅，沼液与沼渣的分离更加有效。

较好地，所述抗结壳发酵装置还包括升降杆7与操纵杆8，升降杆7的底端与过滤盘3固定连接，具而升降杆7的顶端适于从操作口16伸出并与操纵杆8螺纹连接。具体地，所述发酵罐1中滑轨13由发酵罐1的中部至底部延伸，当过滤盘3沿滑轨13向上移动并在发酵罐1中部位置脱离滑轨13，稍微旋转过滤盘3会使得过滤盘3的外缘非滑槽位置处与滑轨13相抵接，此时过滤盘3被滑轨13承托在发酵罐1的中部位置，在过滤盘3自重下能够固定在发酵罐1的中部位置处。较好地，发酵罐1内壁上还设置有限位凸起(图中未示出)，限位凸起位于滑轨13上侧(图示Z轴正方向)并与滑轨13之间形成卡槽，过滤盘3卡接在所述卡槽中，限位凸起与滑轨13共同作用将过滤盘3固定在发酵罐1的中部。

升降杆7与过滤盘3固定连接，当需要过滤盘3下降时，通过升降杆7 旋转来带动过滤盘3旋转以使得滑槽33对准滑轨13，再通过调节升降杆7的高度来控制过滤盘3沿滑轨13向下移动；沼液分离结束后，再通过调节升降杆7的高度来控制过滤盘3沿滑轨13向上移动，当滑槽33与滑轨13脱离时旋转升降杆7使得过滤盘3的外缘非滑槽位置处与滑轨13相抵接，过滤盘3 处于相对固定状态。具体地，发酵罐1的顶部设置有操作口16，当过滤盘3 被滑轨13承托在发酵罐1的中部位置时，升降杆7的顶端位于所述发酵罐1 内部上方(图示Z轴正方向)并与操作口16相靠近，操纵杆8为L型结构并且其中一段适于从操作口16伸入至发酵罐1内部与升降杆7螺纹连接，通过 L型的操纵杆8适于带动升降杆7旋转与上下移动。在不需要进行过滤盘3上下移动时，将操纵杆8与升降杆7分离，关闭操作口16即可进行发酵并收集沼气。

较好地，当发酵罐1的中部设置有搅拌桨22的情况下，其中部设置有避让孔34，所述避让孔34的直径大于搅拌桨22的外径，在过滤盘3上下移动时，避让孔适于对搅拌桨22进行避让。需要说明的是，由于避让孔34的存在，以及过滤盘3需要与搅拌轴21进行上下方向的相对移动，此时避让孔34 处不宜再设置轴封，因此，由于避让孔34的存在，过滤盘3的底部较好地设置多级挡板32，防止搅拌区12中的沼渣在避让孔处进入到集气区11中。

实施例3

在实施例2所述的升降杆7与操纵杆8的操作方式外，本实施例还提供一种通过调节搅拌轴21的转向来实现过滤盘3上下移动的技术方案。结合图 10-图13所示，具体地，所述抗结壳发酵装置还包括滤盘升降装置9，所述滤盘升降装置9包括第一转壳91、第二轴承92、摆杆93、第二转壳94与弹簧 95。

所述第一转壳91为沿轴线方向中空的圆柱状，第一转壳91环套在搅拌轴21上并通过第二轴承92实现转动连接，具体地，第二轴承92有两个，分别位于所述第一转壳91内部的上下两端。

第一转壳91的顶端弧形外壁上沿径向向外突出有凸块911，凸块911突出于第一转壳91的弧形外壁形成四个面，除了与搅拌轴21相垂直且相互平行的上下两侧面外，还包括抵接面9111与斜面9112。其中，抵接面9111与第一转壳91的弧形外壁相垂直并且与第一转壳91的旋转轴线相平行，即抵接面9111为竖直向的平面。斜面9112为抵接面9111远离第一转壳91的边缘向第一转壳91弧形外壁的过渡面，较好地，斜面9112在与第一转壳91接触处与第一转壳91相切。较好地，凸块911有多个，本实施例以四个凸块911 为例。

摆杆93与搅拌轴21转动连接，具体地，摆杆93与搅拌轴21通过转轴 97连接，摆杆93与搅拌轴21的相对转动轴线与搅拌轴21的转动轴线相垂直。当搅拌轴21未转动时，摆杆93在重力作用下下垂，摆杆93与第一转壳91 相接触；随着搅拌轴21转速的增大，摆杆93在逐渐增大的离心力作用下逐渐向外侧转动，在搅拌轴21转速增大至一定程度下摆杆93脱离第一转壳91 的外侧面(包括凸块911的抵接面9111与斜面9112)。

在第一转壳91的弧形外壁上还设置有外螺纹，所述外螺纹位于凸块911 的下侧(图示Z轴反方向)，而第二转壳94环套在第一转壳91的外侧并与所述第一转壳91螺纹连接。较好地，第二转壳94包括内壳941与外壳942，内壳941与第一转壳91转动连接，外壳942环套在内壳941外侧并与所述内壳941固定连接，外壳942的顶端与内壳941固定连接，外壳942的底端与过滤盘3固定连接。外壳942为中空的圆柱体，外壳942的内孔直径大于搅拌桨22的旋转外径，在过滤盘3向下移动时，搅拌桨可伸入到外壳942内部，第二转壳94与搅拌桨22发生碰撞。

具体地，弹簧95的一端连接所述过滤盘3，弹簧95的另一端与发酵罐1 的内壁连接，以给予过滤盘3向上的拉力。弹簧95的顶端固定在发酵罐1的顶盖上，弹簧95的底端与过滤盘3上侧面(图示Z轴正方向)固定连接，在过滤盘3向下移动时，弹簧95被拉伸并给予过滤盘3向上的拉力。可选地，弹簧95的顶端与过滤盘3的下侧面固定连接，弹簧95的底端固定在发酵罐1 的底部，在过滤盘3向下移动时，弹簧95被压缩并给予过滤盘3向上的压力。本实施例以弹簧95设置在过滤盘3上方(图示Z轴正方向)为例。

较好地，所述滤盘升降装置9还包括保护壳96，保护壳96为中空圆柱形，且保护壳96的直径与外壳942的直径相同，保护壳96环套在搅拌轴21外侧并与所述搅拌轴21固定连接，保护壳96与搅拌轴21之间留有间隙使得摆杆 93留有向外摆动的空间。较好地，当过滤盘3升高至最高位置处时，内壳941 顶端伸入到保护壳96与搅拌轴21的间隙空间处，保护壳96的底部与外壳942 的顶部相靠近但不接触，保护壳96随搅拌轴21转动时不会与第二转壳94发生接触，即第二转壳94不会随保护壳96的转动而转动。

具体地，第一转壳91与第二转壳94之间螺纹旋转方向与抵接面9111与斜面9112的相对位置有关，以从上至下方向为准(图示Z轴反方向)，具体包括如下两种方式：

方式一，第一转壳91顺时针方向旋入第二转壳94，即第一转壳91与第二转壳94之间螺纹旋转方向为右旋螺纹；此时斜面9112位于抵接面9111逆时针方向。此方式下，滤盘升降装置9的工作方式为，搅拌轴21逆时针低速旋转，摆杆93沿第一转壳91的外侧壁逆时针滑动(斜面9112起到导向作用)，直至摆杆93与抵接面9111相抵接，此时搅拌轴21的转动会带动第一转壳91 逆时针旋转；由于第一转壳91与第二转壳94之间螺纹连接为右旋螺纹，在第二轴承92的作用下第一转壳91无法在上下方向(图示Z轴正反方向)移动，在过滤盘3的作用下第二转壳94无法发生旋转而仅可在上下方向(图示 Z轴正反方向)移动(过滤盘3与第二转壳94固定连接，过滤盘3因滑槽33 与滑轨13的作用，使得第二转壳94仅可在上下方向移动而无法发生旋转)，第一转壳91的逆时针旋转会推动第二转壳94向下移动，实现搅拌轴21的转动带动过滤盘3向下移动。当沼液收集完成后，过滤盘3需要向上移动至初始位置，此时搅拌轴21顺时针低速转动，摆杆93不再给予抵接面9111推力；由于此时弹簧95被拉伸，弹簧95给予过滤盘3向上的拉力，在第一转壳91 失去摆杆93的推力时，第二转壳94会向上移动并推动第一转壳91顺时针旋转，具体旋转速度与搅拌轴21的旋转速度相同，直至过滤盘3达到初始位置，过滤盘3在弹簧95的作用下定位在发酵罐1的中部。当需要对沼液进行搅拌时，搅拌轴21顺时针旋转带动搅拌桨顺时针转动，在斜面9112的作用下，搅拌轴21顺时针旋转时，摆杆93不会推动第一转壳91转动，因而第二转壳 94与过滤盘3不会发生转动。当搅拌轴21的转速较高时，摆杆93在离心力的作用下向外摆出，不再与第一转壳91的弧形外壁以及凸块911的斜面9112 有接触，使得搅拌轴21的转动更加顺畅。

方式二，第一转壳91逆时针方向旋入第二转壳94，即第一转壳91与第二转壳94之间螺纹旋转方向为左旋螺纹；此时斜面9112位于抵接面9111顺时针方向。在此方式下，滤盘升降装置9的工作方式为，搅拌轴21顺时针低速旋转，摆杆93沿第一转壳91的外侧壁顺时针滑动(斜面9112起到导向作用)，直至摆杆93与抵接面9111相抵接，此时搅拌轴21的转动会带动第一转壳91顺时针旋转；由于第一转壳91与第二转壳94之间螺纹连接为左旋螺纹，在第二轴承92的作用下第一转壳91无法在上下方向(图示Z轴正反方向)移动，在过滤盘3的作用下第二转壳94无法发生旋转而仅可在上下方向 (图示Z轴正反方向)移动(过滤盘3与第二转壳94固定连接，过滤盘3因滑槽33与滑轨13的作用，使得第二转壳94仅可在上下方向移动而无法发生旋转)，第一转壳91的顺时针旋转会推动第二转壳94向下移动，实现搅拌轴21的转动带动过滤盘3向下移动。当沼液收集完成后，过滤盘3需要向上移动至初始位置，此时搅拌轴21逆时针低速转动，摆杆93不再给予抵接面 9111推力；由于此时弹簧95被拉伸，弹簧95给予过滤盘3向上的拉力，在第一转壳91失去摆杆93的推力时，第二转壳94会向上移动并推动第一转壳 91逆时针旋转，具体旋转速度与搅拌轴21的旋转速度相同，直至过滤盘3达到初始位置，在弹簧95的作用下滤盘3定位在发酵罐1的中部。当需要对沼液进行搅拌时，搅拌轴21逆时针旋转带动搅拌桨22逆时针转动，在斜面9112 的作用下，搅拌轴21逆时针旋转时，摆杆93不会推动第一转壳91转动，因而第二转壳94与过滤盘3不会发生转动。当搅拌轴21的转速较高时，摆杆 93在离心力的作用下向外摆出，不再与第一转壳91的弧形外壁以及凸块911 的斜面9112有接触，使得搅拌轴21的转动更加顺畅。

需要说明的是，通过变频器25调节电机23的转速，而电机23能够同时实现正转与反转也是本领域常见技术，本实施例不再详述。

本实施例所述的滤盘升降装置，通过控制搅拌装置2中搅拌轴21的转向与转速，即可实现过滤盘3的上下移动，滤盘升降装置9完全设置在发酵罐1 内部而不需要开设操作口16，提高了发酵罐1的密封性。较好地，通过添加 plc控制等程序与装置对搅拌轴21进行控制，实现过滤盘3升降的控制装置及控制程序，简化操作过程，提高自动化程度，并且不需要在发酵罐1内部添加电器件，确保发酵反应的正常进行，提高了设备安全性。

虽然本发明公开披露如上，但本发明公开的保护范围并非仅限于此。本领域技术人员在不脱离本发明公开的精神和范围的前提下，可进行各种变更与修改，这些变更与修改均将落入本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种抗结壳发酵装置，包括发酵罐(1)与搅拌装置(2)，所述搅拌装置(2)包括搅拌轴(21)与搅拌桨(22)，其特征在于，还包括过滤盘(3)，所述过滤盘(3)位于所述发酵罐(1)中部并适于将所述发酵罐(1)分为上部集气区(11)与下部搅拌区(12)，所述过滤盘(3)适于阻挡所述搅拌区(12)中的沼渣上浮至所述集气区(11)；所述过滤盘(3)上设置有多个滤孔(31)，所述滤孔(31)适于所述搅拌区(12)中的沼液与沼气通过；所述搅拌轴(21)适于穿过所述过滤盘(3)，所述搅拌桨(22)位于所述搅拌区(12)内；

所述过滤盘(3)的外缘处设置有滑槽(33)，所述发酵罐(1)的内壁上设置有竖直向滑轨(13)，所述滑槽(33)适于沿所述滑轨(13)上下滑动以使所述过滤盘(3)在所述发酵罐(1)内上下移动；

所述抗结壳发酵装置还包括升降杆(7)与操纵杆(8)，所述升降杆(7)的底端与所述过滤盘(3)固定连接，所述发酵罐(1)上设置有操作口(16)，所述升降杆(7)的顶端适于从所述操作口(16)穿出并与所述操纵杆(8)的一端连接。

2.根据权利要求1所述的抗结壳发酵装置，其特征在于，所述过滤盘(3)整体呈锥形盘状设置，所述过滤盘(3)下侧设置有挡板(32)。

3.根据权利要求1所述的抗结壳发酵装置，其特征在于，所述搅拌桨(22)包括直叶搅拌桨(221)与推进式搅拌桨(222)，所述推进式搅拌桨(222)位于所述搅拌轴(21)底端，所述直叶搅拌桨(221)位于所述推进式搅拌桨(222)与所述过滤盘(3)之间。

4.根据权利要求1所述的抗结壳发酵装置，其特征在于，所述抗结壳发酵装置还包括喷淋装置(4)，所述喷淋装置(4)包括循环泵(41)、进液管(42)、回液管(43)与喷淋头(44)，所述发酵罐(1)在所述搅拌区(12)一侧设置有回液口(14)，所述进液管(42)连通所述回液口(14)与所述循环泵(41)，所述回液管(43)连通所述喷淋头(44)与所述循环泵(41)，所述喷淋头(44)位于所述发酵罐(1)的所述集气区(11)一侧。

5.根据权利要求4所述的抗结壳发酵装置，其特征在于，所述抗结壳发酵装置还包括出液管(5)，所述出液管(5)与所述回液管(43)连通，所述出液管(5)上设有阀门(51)。

6.根据权利要求4所述的抗结壳发酵装置，其特征在于，所述喷淋头(44)喷撒方向与水平面间的夹角呈40至50度。

7.根据权利要求1所述的抗结壳发酵装置，其特征在于，所述抗结壳发酵装置还包括转轴支撑装置(6)，所述转轴支撑装置(6)包括第一轴承(61)与支撑架(62)，所述支撑架(62)与所述发酵罐(1)固定连接，所述支撑架(62)与所述搅拌轴(21)通过所述第一轴承(61)转动连接，所述支撑架(62)适于限制所述搅拌轴(21)的径向位移。

8.一种抗结壳发酵装置，包括发酵罐(1)与搅拌装置(2)，所述搅拌装置(2)包括搅拌轴(21)与搅拌桨(22)，其特征在于，还包括过滤盘(3)，所述过滤盘(3)位于所述发酵罐(1)中部并适于将所述发酵罐(1)分为上部集气区(11)与下部搅拌区(12)，所述过滤盘(3)适于阻挡所述搅拌区(12)中的沼渣上浮至所述集气区(11)；所述过滤盘(3)上设置有多个滤孔(31)，所述滤孔(31)适于所述搅拌区(12)中的沼液与沼气通过；所述搅拌轴(21)适于穿过所述过滤盘(3)，所述搅拌桨(22)位于所述搅拌区(12)内；

所述过滤盘(3)的外缘处设置有滑槽(33)，所述发酵罐(1)的内壁上设置有竖直向滑轨(13)，所述滑槽(33)适于沿所述滑轨(13)上下滑动以使所述过滤盘(3)在所述发酵罐(1)内上下移动；

所述抗结壳发酵装置还包括滤盘升降装置(9)，所述滤盘升降装置(9)包括第一转壳(91)、第二轴承(92)、摆杆(93)、第二转壳(94)与弹簧(95)，所述第一转壳(91)环套在所述搅拌轴(21)上，所述第一转壳(91)与所述搅拌轴(21)通过所述第二轴承(92)转动连接；所述第一转壳(91)呈中空圆柱状，所述第一转壳(91)的弧形外壁上沿径向向外突出有凸块(911)，所述凸块(911)沿所述第一转壳(91)的周向依次设置有抵接面(9111)与斜面(9112)，所述抵接面(9111)与所述第一转壳(91)的弧形外壁相垂直，所述抵接面(9111)与所述第一转壳(91)的旋转轴线相平行，所述斜面(9112)位于所述抵接面(9111)背侧；所述摆杆(93)与所述搅拌轴(21)转动连接，所述摆杆(93)适于沿所述搅拌轴(21)的轴线方向向外摆动；所述摆杆(93)在未摆动时适于与所述抵接面(9111)相抵接；

所述第二转壳(94)呈中空圆柱状，所述第一转壳(91)与所述第二转壳(94)螺纹连接，所述第二转壳(94)的底端与所述过滤盘(3)固定连接；

所述弹簧(95)与所述过滤盘(3)连接并适于给予所述过滤盘(3)向上的拉力。

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