CN112772575A - 畜禽粪便处理和黑水虻立体养殖组合自动生产系统及方法 - Google Patents

Abstract

畜禽粪便处理和黑水虻立体养殖组合自动生产系统及方法，所述系统包括包括有畜禽粪便处理系统、养殖黑水虻的立库(9)、设置于立库内的移动搬运装置(10)、设置于立库旁的连续输送装置(11)、沿连续输送装置顺序运行的料盘(12)、设置于连续输送装置上的饵料投料工位(11A)和幼虫投料工位(11B)。本发明采用智能化系统设备，自动处理畜禽粪便，利用黑水虻的消食，完成畜禽粪便的无害化处理、实现畜禽粪便的资源化利用和自动化、规模化、无害化处理，大大提高畜禽粪便的日处理量，改善环境。

Description

畜禽粪便处理和黑水虻立体养殖组合自动生产系统及方法

技术领域

本发明属于利用畜禽粪便养殖黑水虻技术领域，具体涉及将畜禽粪便进行全程无害化处理并用于黑水虻养殖的系统和方法。

背景技术

畜禽粪便是农业生产的重要肥料资源，但随着畜禽养殖规模化程度的提高，人力资源成本的增加和农业生产机械化程度的提高，畜禽粪便由于集中、量大，其利用也呈现越来越多的问题，畜禽养殖粪便成为农村的主要污染源之一。我国是世界第一畜禽养殖大国，养殖场大多分散在农村和城镇周边，粪便未能有效处理，对大气、水体、土壤及很多生物造成严重的污染和危害。但畜禽粪便中含有大量氮、磷、钾等营养元素，具有较高肥效，如果加以有效利用，可以改良土壤结构、提高土壤肥力和农作物产量。

目前，畜禽养殖场的粪污处理路线基本是：粪污清理收集→贮存→无害化处理→生成有机肥，而无害化处理方法主要有焚烧法、干燥法、除臭法、堆肥法等。焚烧法会产生大量有害气体，同时使产生肥效的成分流失，且投资和能耗大，不易推广。而干燥法和除臭法只能达到废弃物的减量化和部分无害化，不能实现彻底高效的无害化处理。堆肥法包括有自然堆肥、好氧厌氧堆肥、生物堆肥等多种方式。自然堆肥法操作简单、投资小，但需要较大场地，处理周期长，而且灭菌不彻底。好氧厌氧堆肥法可使处理的最终产物恶臭味减少，产生的沼气还可以作为能源使用，但是氨气挥发损失多，处理设施体积大。好氧厌氧堆肥法是目前畜禽粪便无害化、安全化处理的较为有效的手段，其发酵周期短，对有机物分解彻底，对病原菌、寄生虫卵和杂草种子的杀灭效果好，最终产物臭气较少，且较干燥，易包装、施肥。但发酵需要通气或翻堆，费时费力，同时发酵中存在氨的挥发，会产生臭气降低肥效，堆肥需要的场地大。生物堆肥与自然堆肥相比堆肥效率高、发酵周期短、堆肥质量高。

由于畜禽粪便中还含有大量的有机物，特别是鸡的消化道短、对饲料蛋白需求较高以及饲养方式等原因，鸡粪中的有机蛋白含量更高，按现有的技术方式处理，畜禽粪便中的有机成分未得到充分利用，造成了一定的资源浪费。

黑水虻(Hermetia illucens L.)是腐生性的水虻科昆虫，能够取食禽畜粪便和生活垃圾，生产高价值的动物蛋白饲料，近年来在畜禽粪便和餐厨垃圾处理方面从得到越来越广泛的利用。采用黑水虻幼虫处理畜禽粪便，将畜禽粪便作为黑水虻的饲料，通过黑水虻的消食，最后产生昆虫蛋白和有机肥，可使废弃物资源化回收直接利用率达到98％以上。

目前采用黑水虻消食畜禽粪便的方式主要依靠简单的机械设备加人工投料来完成，黑水虻采用农业大棚方式养殖，养殖占地面积大、养殖量小、处理畜禽粪便量小、黑水虻养殖产出率低，且主要工作是人工完成，工人劳动强度大、职业环境差。

发明内容

本发明的目的是解决现有技术存在的问题，提供一种可对畜禽粪便进行全自动处理后直接用于黑水虻养殖，通过黑水虻的消食对畜禽粪便进行全生态无害化处理，同时得到昆虫蛋白和有机肥的畜禽粪便处理和黑水虻立体养殖组合自动生产系统及其处理方法。

本发明采取的技术方案如下：

畜禽粪便处理和黑水虻立体养殖组合自动生产系统，包括有畜禽粪便处理系统、养殖黑水虻的立库、设置于立库内的移动搬运装置、设置于立库旁的连续输送装置、沿连续输送装置顺序运行的料盘、设置于连续输送装置上的饵料投料工位和幼虫投料工位；

所述畜禽粪便处理系统包括畜禽粪便的储料池、设置于储料池旁的搅拌装置、杂物剔除装置、研磨装置、饵料储仓，在储料池和搅拌装置之间连接有第一送料装置，在搅拌装置和杂物剔除装置之间连接有第二送料装置，所述杂物剔除装置的出料口和研磨装置的进料口直接连接或者通过连接管连接，研磨装置的排料口通过第三送料装置连接饵料储仓，在饵料储仓上设置有向外延伸到饵料投料工位上方的投料装置；

在所述幼虫投料工位上方设置有幼虫投料装置；

所述畜禽粪便处理和黑水虻立体养殖组合式自动生产系统设置有自动控制的总控系统；在每个料盘上均设置有信息码或电子标签，在连续输送装置上饵料投料工位前和幼虫投料工位后设置料盘信息读写装置，所有料盘信息读写装置均与所述总控系统连接，所有料盘的信息由总控系统上传计算机系统，由计算机系统存储和管理，并下发相关管理指令跟踪相关状态。

进一步地，在所述连续输送装置上位于饵料投料工位前方和幼虫投料工位后方分别设置有拆盘装置和组盘装置。

进一步地，所述搅拌装置包括有第一机架、安装于第一机架上的槽体、设置于槽体内的双螺旋机构、驱动双螺旋机构转动的第一驱动机构、连接于槽体底部的出料机构；所述双螺旋机构包括两条同轴心且螺旋方向相反的螺旋带，两条螺旋带安装在同一根中心转轴上。

进一步地，所述杂物剔除装置包括有第二机架、安装于第二机架上的螺旋管、设置于螺旋管前端的入料口、套装于螺旋管中段的底部带出料口的料仓、设置于螺旋管末端的可变压力出料机构、驱动螺旋管内的螺旋轴转动的第二驱动机构，所述螺旋轴上的螺旋为螺距逐渐减小的变螺距螺旋，在位于料仓段内的螺旋管段的管壁上开设有密布的透孔；所述可变压力出料机构包括位于螺旋管外端并与螺旋管间隔设置的弹簧架、横向安装于弹簧架上的弹簧，弹簧的前端对向螺旋管并固定安装有挡板，所述挡板自由压盖在螺旋管的末端。

进一步地，所述研磨装置包括有第三机架、安装于第三机架上的螺旋喂料管、设置于螺旋喂料管前部的进料口、设置于螺旋喂料管内且位于喂料螺旋末端的研磨机构、设置于螺旋喂料管末端且位于研磨机构下方的排料口、驱动喂料螺旋的第三驱动机构；所述研磨机构由锥型的内磨头和配装在内磨头外的具有锥型内腔的外磨头组成，内磨头的表面带有齿状结构，外磨头的内表面带有与内磨头表面齿状结构配合的齿状结构，外磨头固定在螺旋喂料管的末端的端板上。

进一步地，所述养殖黑水虻的立库和连续输送装置设置于厂房内，在厂房内设置有空气净化系统和温度湿度控制系统。

进一步地，在位于饵料投料工位前方的一侧设置有翻箱倒料装置。

进一步地，在所述翻箱倒料装置旁还通过接料槽和转运装置连接筛分装置。

进一步地，在所述筛分装置后面还连接干燥设备。

本发明所述畜禽粪便处理和黑水虻立体养殖组合式全自动生产方法，方法步骤如下：

S1.将料盘顺序放置到连续输送装置上并沿连续输送装置顺序前行，当料盘行进到饵料投料工位时，启动投料装置，将采用畜禽粪便处理制作的饵料按设定的投放量投入料盘中；一个料盘投料完成后，投料装置停止投料，料盘信息读写装置读取料盘的信息并传输至总控系统，记录下料盘投放饵料信息，待下一个料盘进入到饵料投料工位时，再启动投料装置投放饵料；

S2.投放完饵料的料盘沿连续输送装置继续前行，当料盘行进到幼虫投料工位时，启动幼虫投料装置，将黑水虻幼虫按设定的投放量投入料盘中，一个料盘投虫完成后，幼虫投料装置停止投虫，料盘信息读写装置再次读取料盘的信息并传输至总控系统，记录下料盘投放幼虫信息，待下一个料盘进入到幼虫投料工位时，再启动幼虫投料装置投放幼虫；

S3.投放完饵料的料盘沿连续输送装置继续前行，当料盘行进至立库入口处时，由移动搬运装置将料盘送入立库，总控系统将料盘上绑定的信息上传给计算机系统，由计算机系统记录并保存料盘的入库时间和位置信息；料盘按计算机系统指定位置入库放置，黑水虻幼虫在料盘内慢慢消食饵料成长，在立库内进行黑水虻的立体养殖；养殖期内，启动温度湿度控制系统调控立库内温度和湿度，启动空气净化系统，净化立库环境；

S4.待料盘中的饵料被黑水虻消食完后，移动搬运装置将料盘从立库中取出送到连续输送装置，料盘又沿连续输送装置行进到饵料投料工位，投料装置再次将饵料按设定的投放量投入料盘中，继续喂养黑水虻；饵料投料完成后，料盘信息读写装置读取料盘的信息并传输至总控系统，记录下料盘二次投放饵料的信息，料盘随后继续沿连续输送装置前行至立库入口处，由移动搬运装置将料盘再次送入立库，总控系统将料盘上绑定的信息上传给计算机系统，由计算机系统记录并保存料盘二次入库的时间和位置信息，黑水虻幼虫在料盘内继续消食饵料成长；如此循环投放饵料，直至幼虫长成成虫；

S5.立库内幼虫已长成成虫的料盘，由移动搬运装置取出送到连续输送装置，料盘沿连续输送装置行进至翻箱倒料装置旁，由翻箱倒料装置将料盘翻转，将成虫、虫沙和残留的饵料倒出，并进行筛分；

S6.翻箱倒料后的空料盘被送回到连续输送装置，重复上部步骤S1～S5，进行下一轮的幼虫养殖。

本发明所述畜禽粪便处理和黑水虻立体养殖组合式全自动生产方法，方法步骤还可以如下：

S1.收集畜禽粪便存于储料池内，用第一送料装置将储料池中的畜禽粪便送到搅拌装置进行搅拌，使畜禽粪便与夹杂的杂物分离，再用第二送料装置搅拌完成的畜禽粪便送入杂物剔除装置，将杂物剔除，分离杂物后的畜禽粪便进入研磨装置，被磨细成颗粒或者浆料后由第三送料装置送入饵料储仓暂存，作为喂养黑水虻的饵料；

S2.将料盘顺序放置到连续输送装置上并沿连续输送装置顺序前行，当料盘行进到饵料投料工位时，启动投料装置，将采用畜禽粪便处理制作的饵料按设定的投放量投入料盘中；一个料盘投料完成后，投料装置停止投料，料盘信息读写装置读取料盘的信息并传输至总控系统，记录下料盘投放饵料信息，待下一个料盘进入到饵料投料工位时，再启动投料装置投放饵料；

S3.投放完饵料的料盘沿连续输送装置继续前行，当料盘行进到幼虫投料工位时，启动幼虫投料装置，将黑水虻幼虫按设定的投放量投入料盘中，一个料盘投虫完成后，幼虫投料装置停止投虫，料盘信息读写装置再次读取料盘的信息并传输至总控系统，记录下料盘投放幼虫信息，待下一个料盘进入到幼虫投料工位时，再启动幼虫投料装置投放幼虫；

S4.投放完饵料的料盘沿连续输送装置继续前行，当料盘行进至组盘装置时，被逐个组盘形成一组叠放的料盘组；料盘组随后沿连续输送装置继续前行，行进至立库入口处时，由移动搬运装置将料盘组送入立库，总控系统将料盘上绑定的信息上传给计算机系统，由计算机系统记录并保存料盘的入库时间和位置信息；黑水虻幼虫在料盘内慢慢消食饵料成长；养殖期内，通过温度湿度控制系统调控立库内温度和湿度，启动空气净化系统，净化立库环境；

S5.待料盘中的饵料被黑水虻消食完后，移动搬运装置将料盘组从立库中取出送到连续输送装置，料盘组沿连续输送装置行进，当料盘组行进至拆盘装置时，拆盘装置将料盘组的料盘逐个拆下放到连续输送装置上，并沿连续输送装置逐个进入到饵料投料工位，投料装置再次将饵料按设定的投放量投入料盘中，继续喂养黑水虻；饵料投料完成后，料盘信息读写装置读取料盘的信息并传输至总控系统，记录下料盘二次投放饵料的信息，料盘随后继续沿连续输送装置前行至组盘装置进行组盘形成料盘组，料盘组随后行进至立库入口处，由移动搬运装置将料盘组再次送入立库，总控系统将料盘上绑定的信息上传给计算机系统，由计算机系统记录并保存料盘二次入库的时间和位置信息，黑水虻幼虫在料盘内继续消食饵料成长；如此循环投放饵料，直至幼虫长成成虫；

S6.立库内幼虫已长成成虫的料盘组，由移动搬运装置取出送到连续输送装置，料盘组沿连续输送装置行进至拆盘装置进行拆盘，然后继续前行至翻箱倒料装置旁，由翻箱倒料装置将料盘翻转，将成虫、虫沙和残留的饵料倒出，并进行筛分；

S7.翻箱倒料后的空料盘被送回到连续输送装置，重复上部步骤S2～S6，进行下一轮的幼虫养殖。

本发明至少具有以下优点：

1、采用智能化系统设备自动处理畜禽粪便，将预处理后的畜禽粪便作为养殖黑水虻的饲料，通过黑水虻的消食，产生昆虫蛋白和有机肥，通过自动化分选设备完成黑水虻和虫沙(即虫的粪便)的分离，实现畜禽粪便的资源化利用和自动化、规模化、无害化处理，大大提高畜禽粪便的日处理量，减小环境污染，节能环保。

2、畜禽粪便的转换快速高效，畜禽粪便转换为昆虫蛋白和昆虫虫沙的转换速度大大提升且转换彻底，转换率可达95％以上。

3、可以精确控制黑水虻养殖条件，为黑水虻提供合适的生长环境，使得黑水虻快速生长，缩短黑水虻养殖周期，提高养殖产出率。

4、通过立体养殖，减少养殖区占地，提高单位面积土地的处理量和产出率。

5、自动收集和处理畜禽养殖过程中产生的废气并集中处理，实现养殖过程中无渗滤液、无二次污染。

6、实现了畜禽粪便的自动化处理和黑水虻的自动化养殖，大大降低工人劳动强度。

附图说明

图1是本发明系统一种实施例的平面布局示意图；

图2是图1的左视图；

图3是图1中畜禽粪便处理系统的立面示意图；

图4是畜禽粪便处理系统的一种设备布置示意图；

图5是图1中连续输送装置输送料盘时的P向视图；

图6是图1的K向视图；

图7是图1的A-A截面示意图；

图8是图1的B-B截面示意图；

图9是图1的C-C截面示意图；

图10是图1中从拆盘装置到幼虫投料装置的投料段的立面示意图；

图11是搅拌装置的示意图；

图12是图11的M-M截面图；

图13是杂物剔除装置的主视示意图；

图14是图13的左视图；

图15是图13的俯视图；

图16是研磨装置的主视示意图；

图17是图16的左视图；

图18是图16的俯视图；

图19是研磨机构的内磨头和外磨头拆开的结构示意图。

具体实施方式

实施例1

如图1～图10所示，一种畜禽粪便处理和黑水虻立体养殖组合式全自动生产系统，包括畜禽粪便处理系统、养殖黑水虻的立库9、设置于立库内的移动搬运装置10、连接立库的连续输送装置11、沿连续输送装置顺序运行的料盘12、设置于连续输送装置上的饵料投料工位11A和幼虫投料工位11B。在所述幼虫投料工位11B上方设置有幼虫投料装置13。为了使表达更加清楚，图1中未画出幼虫投料装置。幼虫投料装置13采用现有技术常用的投料装置即可。在饵料投料工位11A前方和幼虫投料工位11B后方分别设置有拆盘装置14和组盘装置15。拆盘装置14和组盘装置15采用现有技术装置即可。在位于饵料投料工位11A前方的一侧设置有翻箱倒料装置16。所述移动搬运装置10为智能搬运装置，根据养殖区模式的不同，可以采用不同的智能搬运装置，目前常用的有巷道堆垛机、AGV自动搬运小车等，这类装置可以市购、也可以采用定制化设备，图2所示为采用巷道堆垛机模式。所述连续输送装置11为现有技术常用的辊筒输送机或带式输送机或链板输送机等。在所述翻箱倒料装置16旁还可通过接料槽21A和转运装置21B连接筛分装置22，将养殖好的黑水虻成虫与虫沙进行筛分。在筛分装置后面还可连接干燥设备23，将筛分出的黑水虻成虫烘干，作为昆虫蛋白原料或动物饲料的原料，虫沙直接用作有机肥。黑水虻成虫也可直接冷冻保存。所述翻箱倒料装置16采用现有技术设备，如翻箱倒料机、翻箱倒料机械手等，可以直接市购或根据现有技术定制。

所述畜禽粪便处理系统如图1、图2所示，包括畜禽粪便的储料池1、设置于储料池旁的搅拌装置2、杂物剔除装置3、研磨装置4、饵料储仓5，在储料池1和搅拌装置2之间连接有第一送料装置6，在搅拌装置2和杂物剔除装置3之间连接有第二送料装置7，所述杂物剔除装置3的出料口和研磨装置4的进料口直接连接或者通过连接管连接，本实施例所示为杂物剔除装置3的出料口和研磨装置4的进料口直接连接。研磨装置4的排料口通过第三送料装置连接饵料储仓5，在饵料储仓5上设置有向外延伸到饵料投料工位11A上方的投料装置8。所述第一送料装置6和第二送料装置7可采用螺旋输送机、链板输送机、斗式提升机等常用输送装置，本实施例采用螺旋输送机，畜禽粪便在封闭的管路内输送，可减小臭气散发。所述第三送料装置可以采用螺旋输送机、链板输送机、斗式提升机、泵输送等常用输送装置，也可以采用运输车。本实施例采用现有技术常用的泵输送，包括有泵输送管路18及泵体17，在泵输送系统中可设置缓存料仓19，缓存预处理好的畜禽粪便，并通过系统控制向饵料储仓5供料。缓存料仓19后面的泵输送管路上加装第二输送泵20。

图4所示为畜禽粪便处理系统的一种布局较为紧凑、占地少的示意图，包括储料池1、分设于储料池旁的两边的搅拌装置2和饵料储仓5、设置于储料池1和饵料储仓5之间的杂物剔除装置3、设置于杂物剔除装置下方的研磨装置4，杂物剔除装置3的出料口直接对向研磨装置4的进料口。在储料池1和搅拌装置2之间连接第一送料装置6，在搅拌装置2和杂物剔除装置3之间连接第二送料装置7，研磨研磨装置4的出料口可通过第三送料装置连接饵料储仓5，在饵料储仓上设置有可延伸到饵料投料工位上方的投料装置8。所述投料装置8采用现有技术设备，例如采用一根连接饵料储仓的料管来投料，在料管出料端还可设置CN210854423U公开的往复剪切式定量投料装置。

如图11、图12所示，所述搅拌装置2为双螺旋搅拌装置，包括有第一机架205、安装于第一机架上的槽体201、设置于槽体内的双螺旋机构202、驱动双螺旋机构转动的第一驱动机构203、连接于槽体底部的出料机构204。槽体是容纳畜禽粪便的容器。所述双螺旋机构包括两条同轴心且螺旋方向相反的螺旋带，两条螺旋带安装在同一根中心转轴上。在驱动机构带动下，两套螺旋方向相反的螺旋带带着物料作涡流状运动，充分搅拌畜禽粪便，使畜禽粪便中的杂物与畜禽粪便相互分离。出料机构将搅拌好的畜禽粪便输出到下游设备。通过搅拌，使得畜禽粪便与其内的杂物搅拌为游离状态，为下游设备彻底分离杂物提供预处理。

如图13、图14、图15所示，所述杂物剔除装置3包括有第二机架304、安装于第二机架上的螺旋管302、设置于螺旋管前端的入料口301、套装于螺旋管中段的底部带出料口的料仓305、设置于螺旋管末端的可变压力出料机构、驱动螺旋管内的螺旋轴转动的第二驱动机构306，所述螺旋轴上的螺旋307为螺距逐渐减小的变螺距螺旋，在位于料仓段内的螺旋管段的管壁上开设有密布的透孔308。所述可变压力出料机构包括位于螺旋管302外端并与螺旋管间隔设置的弹簧架303a、横向安装于弹簧架上的弹簧303b，弹簧的前端对向螺旋管并固定安装有挡板303c，所述挡板自由压盖在螺旋管的末端。所述入料口301衔接上游供料设备，经搅拌装置搅拌好的畜禽粪便从入料口进入螺旋管后逐渐被挤压，畜禽粪便经螺旋管上的透孔被挤压进入到料仓中并经出料口排出，畜禽粪便中的杂质(例如鸡毛、杂草)沿螺旋继续前进，被挤压至螺旋管出口端，推压可变压力出料机构的挡板303c，进而压缩弹簧303b，当螺旋管出口端压力大于弹簧压力时，杂物由出口端下落至杂物收集框内，弹簧的作用是确保螺旋管内的压力值不因为排除杂物而发生变化。通过调整弹簧的预紧力，实现在一定压力下落料。当停产时，可将挡板推开，将残留于螺旋管内的杂物剔除。出料口衔接下游设备，将剔除了杂物的畜禽粪便送出。采用螺距逐渐变小的变螺距螺旋，当螺旋管内物料向前行进时，会逐渐增大螺旋管内压力，将畜禽粪便从螺旋管壁上的透孔挤出，大颗粒或外形尺寸较大的杂物被一直向前推送至挤出，落入所设置的杂物收集框或下游收集机构内，而后集中处置。

如图16、图17、图18所示，所述研磨装置4包括有第三机架404、安装于第三机架上的螺旋喂料管402、设置于螺旋喂料管前部的进料口401、设置于螺旋喂料管内且位于喂料螺旋405末端的研磨机构406、设置于螺旋喂料管尾部且位于研磨机构406下方的排料口403、驱动喂料螺旋的第三驱动机构407。所述进料口衔接上游供料装置，排料口衔接下游装置。如图19所示，所述研磨机构406由锥型的内磨头406a和配装在内磨头外的具有锥型内腔的外磨头406b组成，内磨头的表面带有齿状结构，外磨头的内表面带有与内磨头表面齿状结构配合的齿状结构；外磨头固定在螺旋喂料管的末端的端板上。物料通过外磨头和内磨头之间的间隙进入，内磨头和外磨头之间有转速差，通过内磨头的转动，物料在内磨头和外磨头的齿状结构间被研磨成颗粒或浆状。

研磨装置将分离杂物后的畜禽粪便进行研磨或制浆，使畜禽粪便研磨为目标值大小的小颗粒或浆状，便于黑水虻进食并加快其消食速度，提高畜禽粪便处理效率。

所述畜禽粪便处理和黑水虻立体养殖组合式全自动生产系统设置有自动控制的总控系统；在每个料盘12上均设置有信息码或电子标签，在所述连续输送装置11上位于饵料投料工位11A前面和幼虫投料工位11B后面分别设置有料盘信息读写装置；所有料盘信息读取装置与所述自动控制系统连接；所述移动搬运装置10的动力机构、驱动连续输送装置11的驱动电机、投料装置8的投料控制机构、幼虫投料装置13的控制机构与所述总控系统连接。总控系统将料盘上绑定的信息上传给计算机系统，由计算机系统记录并保存料盘的入库时间和位置信息。

所述畜禽粪便处理系统可以单独设置子控制系统，搅拌装置2的第一驱动机构203、杂物剔除装置3的第二驱动机构306、研磨装置4的第三驱动机构402、驱动第一送料装置6的驱动机构、驱动第二送料装置7的驱动的驱动机构、驱动第三送料装置的驱动机构均与所述子控制系统连接。

所述畜禽粪便处理系统也可以由所述总控系统进行控制，搅拌装置2的第一驱动机构203、杂物剔除装置3的第二驱动机构306、研磨装置4的第三驱动机构402、驱动第一送料装置6的驱动机构、驱动第二送料装置7的驱动的驱动机构、驱动第三送料装置的驱动机构均与所述总系统连接。

本发明的畜禽粪便处理和黑水虻立体养殖组合式全自动生产系统设置于厂房26内，在厂房内设置有空气净化系统和温度湿度控制系统。如图2所示，可以在厂房的顶部和地面分别布设空气净化循环管路25A，空气净化循环管路与空气净化系统主机25连接，通过空气净化系统处理畜禽粪便散发的臭气。在厂房内还可以布设温湿度调控循环管路，温湿度调控循环管路与温度湿度控制系统主机24连接。空气净化系统与温度湿度控制系统的气路可以串联，空气处理与温湿度控制可以分别独立进行处理，也可以同步进行。温度湿度控制系统与空气净化系统可以共用一套换风系统，避免立体养殖区管路过于密集，同时避免重复铺设管路产生浪费。空气净化系统和温度湿度控制系统采用现有技术。

图1所示的畜禽粪便处理和黑水虻立体养殖组合式全自动生产系统包括了对畜禽粪便进行预处理的前处理区、设置有恒温恒湿控制系统和空气处理系统的黑水虻立体养殖区、黑水虻成虫后处理区。

实施例2

本发明的畜禽粪便处理和黑水虻立体养殖组合式全自动生产方法，参见图1、图7、图8、图9、图10，方法步骤如下：

S1.将料盘12顺序放置到连续输送装置11上并沿连续输送装置顺序前行，当料盘行进到饵料投料工位11A时，启动投料装置8，将采用畜禽粪便处理制作的饵料按设定的投放量投入料盘中；一个料盘投料完成后，投料装置停止投料，料盘信息读写装置读取料盘的信息并传输至总控系统，记录下料盘投放饵料信息，待下一个料盘进入到饵料投料工位11A时，再启动投料装置投放饵料。

S2.投放完饵料的料盘沿连续输送装置11继续前行，当料盘行进到幼虫投料工位11B时，启动幼虫投料装置13，将黑水虻幼虫按设定的投放量投入料盘中，一个料盘投虫完成后，幼虫投料装置停止投虫，料盘信息读写装置再次读取料盘的信息并传输至总控系统，记录下料盘投放幼虫信息，待下一个料盘进入到幼虫投料工位11B时，再启动幼虫投料装置投放幼虫。

S3.投放完饵料的料盘沿连续输送装置11继续前行，当料盘行进至立库9入口处时，由移动搬运装置10将料盘送入立库，总控系统将料盘上绑定的信息上传给计算机系统，由计算机系统记录并保存料盘的入库时间和位置信息；料盘按计算机系统指定位置入库放置，黑水虻幼虫在料盘内慢慢消食饵料成长，在立库内进行黑水虻的立体养殖。养殖期内，启动温度湿度控制系统调控立库内温度和湿度。启动空气净化系统，净化立库环境。

温度湿度控制系统可以保持立库的温度和湿度适合黑水虻生长的需求，可保持黑水虻的活力，使黑水虻在消食畜禽粪便时保持最大消化量，增加单位面积、单位时间的处理量。

黑水虻在消食畜禽粪便时，会产生少量的氨气等异味气体，加之畜禽粪便自生也产生臭味，养殖车间的空气交换时，不能直接排放，需要采用空气处理系统将立体养殖区交换出来的气体进行进化处理，达到无害无味，然后才排放到大气中，实现畜禽粪便的无害化、无污物排放处理。

S4.待料盘中的饵料被黑水虻消食完后，移动搬运装置10将料盘从立库中取出送到连续输送装置11，料盘又沿连续输送装置行进到饵料投料工位11A，投料装置8再次将饵料按设定的投放量投入料盘中，继续喂养黑水虻；饵料投料完成后，料盘信息读写装置读取料盘的信息并传输至总控系统，记录下料盘二次投放饵料的信息，料盘随后继续沿连续输送装置11前行至立库9入口处，由移动搬运装置10将料盘再次送入立库，总控系统将料盘上绑定的信息上传给计算机系统，由计算机系统记录并保存料盘二次入库的时间和位置信息，黑水虻幼虫在料盘内继续消食饵料成长；如此循环投放饵料，直至幼虫长成成虫。

S5.立库内幼虫已长成成虫的料盘，由移动搬运装置10取出送到连续输送装置11，料盘沿连续输送装置行进至翻箱倒料装置16旁，由翻箱倒料装置将料盘翻转，将成虫、虫沙和残留的饵料倒出，并进行筛分。

S6.翻箱倒料后的空料盘被送回到连续输送装置，重复上部步骤S1～S5，进行下一轮的幼虫养殖。

实施例3

本发明的畜禽粪便处理和黑水虻立体养殖组合式全自动生产方法，参见图1、图2、图4、图5、图6、图7、图8、图9、图10，方法步骤如下：

S1.收集鸡粪存于储料池1内，用第一送料装置6将储料池中的鸡粪送到搅拌装置2进行搅拌。由于鸡粪中夹杂有鸡毛等杂质，通过充分搅拌，可以使鸡粪与鸡毛分离，鸡毛游离于鸡粪，搅拌后的鸡粪由第二送料装置7送入杂物剔除装置3，将鸡毛等杂物剔除，分离杂物后的鸡粪进入研磨装置4，被磨细成颗粒或者浆料后由第三送料装置送入饵料储仓5暂存，作为喂养黑水虻的饵料。

S2.将料盘12顺序放置到连续输送装置11上并沿连续输送装置顺序前行，当料盘行进到饵料投料工位11A时，启动投料装置8，将饵料储仓5内的饵料按设定的投放量投入料盘中；一个料盘投料完成后，投料装置停止投料，料盘信息读写装置读取料盘的信息并传输至总控系统，更新料盘信息状态，记录下料盘投放饵料信息，待下一个料盘进入到饵料投料工位11A时，再启动投料装置投放饵料。

S3.投放完饵料的料盘沿连续输送装置11继续前行，当料盘行进到幼虫投料工位11B时，启动幼虫投料装置13，将黑水虻幼虫按设定的投放量投入料盘中，一个料盘投虫完成后，幼虫投料装置停止投虫，料盘信息读写装置再次读取料盘的信息并传输至总控系统，记录下料盘投放幼虫信息，待下一个料盘进入到幼虫投料工位11B时，再启动幼虫投料装置投放幼虫。

S4.投放完饵料的料盘沿连续输送装置11继续前行，当料盘行进至组盘装置15时，被逐个组盘形成一组叠放的料盘组。料盘组随后沿连续输送装置继续前行，行进至立库9入口处时，由移动搬运装置10将料盘组送入立库，总控系统将料盘上绑定的信息上传给计算机系统，由计算机系统记录并保存料盘二次入库的时间和位置信息；黑水虻幼虫在料盘内慢慢消食饵料成长。养殖期内，通过温度湿度控制系统调控立库内温度和湿度，启动空气净化系统，净化立库环境。

S5.待料盘中的饵料被黑水虻消食完后，移动搬运装置10将料盘组从立库中取出送到连续输送装置11，料盘组沿连续输送装置行进，当料盘组行进至拆盘装置14时，拆盘装置将料盘组的料盘逐个拆下放到连续输送装置上，并沿连续输送装置逐个进入到饵料投料工位11A，投料装置8再次将饵料按设定的投放量投入料盘中，继续喂养黑水虻；饵料投料完成后，料盘信息读写装置读取料盘的信息并传输至总控系统，记录下料盘二次投放饵料的信息，料盘随后继续沿连续输送装置11前行至组盘装置15进行组盘形成料盘组，料盘组随后行进至立库9入口处，由移动搬运装置10将料盘组再次送入立库，总控系统将料盘上绑定的信息上传给计算机系统，由计算机系统记录并保存料盘二次入库的时间和位置信息，黑水虻幼虫在料盘内继续消食饵料成长；如此循环投放饵料，直至幼虫长成成虫。

S6.立库内幼虫已长成成虫的料盘组，由移动搬运装置10取出送到连续输送装置11，料盘组沿连续输送装置行进至拆盘装置14进行拆盘，然后继续前行至翻箱倒料装置16旁，由翻箱倒料装置将料盘翻转，将成虫、虫沙和残留的饵料倒出，并进行筛分；筛分出来的成虫送入干燥设备23烘干或者送入冷冻设备冷冻保存。

S7.翻箱倒料后的空料盘被送回到连续输送装置，重复上部步骤S2～S6，进行下一轮的幼虫养殖。

总控系统完成拆盘、信息读取、自动翻箱倒料、投饵料、投虫、更新信息写入、组盘、将料盘自动输送到智能搬运装置接口工位、智能搬运装置将料盘搬运到立体养殖区、黑水虻养殖周期的控制。

本发明的系统和方法适用于大多数畜禽粪便的处理，特别是处理鸡粪，优势更加明显。

Claims (11)

1.畜禽粪便处理和黑水虻立体养殖组合自动生产系统，其特征在于，包括有畜禽粪便处理系统、养殖黑水虻的立库(9)、设置于立库内的移动搬运装置(10)、设置于立库旁的连续输送装置(11)、沿连续输送装置顺序运行的料盘(12)、设置于连续输送装置上的饵料投料工位(11A)和幼虫投料工位(11B)；

所述畜禽粪便处理系统包括畜禽粪便的储料池(1)、设置于储料池旁的搅拌装置(2)、杂物剔除装置(3)、研磨装置(4)、饵料储仓(5)，在储料池(1)和搅拌装置(2)之间连接有第一送料装置(6)，在搅拌装置(2)和杂物剔除装置(3)之间连接有第二送料装置(7)，所述杂物剔除装置(3)的出料口和研磨装置(4)的进料口直接连接或者通过连接管连接，研磨装置(4)的排料口通过第三送料装置连接饵料储仓(5)，在饵料储仓上设置有向外延伸到饵料投料工位(11A)上方的投料装置(8)；

在所述幼虫投料工位(11B)上方设置有幼虫投料装置(6)；

所述畜禽粪便处理和黑水虻立体养殖组合式自动生产系统设置有自动控制的总控系统；在每个料盘(12)上均设置有信息码或电子标签，在连续输送装置(11)上位于饵料投料工位前面和幼虫投料工位后面分别设置有料盘信息读写装置，所有料盘信息读写装置均与所述总控系统连接，所有料盘的信息由总控系统上传计算机系统，由计算机系统存储和管理，并下发相关管理指令跟踪相关状态。

2.根据权利要求1所述的畜禽粪便处理和黑水虻立体养殖组合自动生产系统，其特征在于，在所述连续输送装置(4)上位于饵料投料工位(11A)前方和幼虫投料工位(11B)后方分别设置有拆盘装置(14)和组盘装置(15)。

3.根据权利要求1所述的畜禽粪便处理和黑水虻立体养殖组合自动生产系统，其特征在于，所述搅拌装置(2)包括有第一机架(205)、安装于第一机架上的槽体(201)、设置于槽体内的双螺旋机构(202)、驱动双螺旋机构转动的第一驱动机构(203)、连接于槽体底部的出料机构(204)；所述双螺旋机构(202)包括两条同轴心且螺旋方向相反的螺旋带，两条螺旋带安装在同一根中心转轴上。

4.根据权利要求1所述的畜禽粪便处理和黑水虻立体养殖组合自动生产系统，其特征在于，所述杂物剔除装置(3)包括有第二机架(304)、安装于第二机架上的螺旋管(302)、设置于螺旋管前端的入料口(301)、套装于螺旋管中段的底部带出料口的料仓(305)、设置于螺旋管末端的可变压力出料机构、驱动螺旋管内的螺旋轴转动的第二驱动机构(306)，所述螺旋轴上的螺旋(307)为螺距逐渐减小的变螺距螺旋，在位于料仓段内的螺旋管段的管壁上开设有密布的透孔(308)；所述可变压力出料机构包括位于螺旋管(302)外端并与螺旋管间隔设置的弹簧架(303a)、横向安装于弹簧架上的弹簧(303b)，弹簧的前端对向螺旋管并固定安装有挡板(303c)，所述挡板自由压盖在螺旋管的末端。

5.根据权利要求1所述的畜禽粪便处理和黑水虻立体养殖组合自动生产系统，其特征在于，所述研磨装置(4)包括有第三机架(404)、安装于第三机架上的螺旋喂料管(402)、设置于螺旋喂料管前部的进料口(401)、设置于螺旋喂料管内且位于喂料螺旋(405)末端的研磨机构(406)、设置于螺旋喂料管末端且位于研磨机构(406)下方的排料口(403)、驱动喂料螺旋的第三驱动机构(407)；所述研磨机构(406)由锥型的内磨头(406a)和配装在内磨头外的具有锥型内腔的外磨头(406b)组成，内磨头的表面带有齿状结构，外磨头的内表面带有与内磨头表面齿状结构配合的齿状结构，外磨头固定在螺旋喂料管的末端的端板上。

6.根据权利要求1所述的畜禽粪便处理和黑水虻立体养殖组合自动生产系统，其特征在于，所述养殖黑水虻的立库(2)和连续输送装置(4)设置于厂房内，在厂房内设置有空气净化系统和温度湿度控制系统。

7.根据权利要求1～7任一项所述的畜禽粪便处理和黑水虻立体养殖组合自动生产系统，其特征在于，在位于饵料投料工位(11A)前方的一侧设置有翻箱倒料装置(16)。

8.根据权利要求7所述的畜禽粪便处理和黑水虻立体养殖组合自动生产系统，其特征在于，在所述翻箱倒料装置(16)旁还通过接料槽(21A)和转运装置(21B)连接筛分装置(22)。

9.根据权利要求8所述的畜禽粪便处理和黑水虻立体养殖组合自动生产系统，其特征在于，在所述筛分装置(22)后面还连接干燥设备(23)。

10.畜禽粪便处理和黑水虻立体养殖组合式全自动生产方法，其特征在于，方法步骤如下：

S1.将料盘(12)顺序放置到连续输送装置(11)上并沿连续输送装置顺序前行，当料盘行进到饵料投料工位(11A)时，启动投料装置(8)，将采用畜禽粪便处理制作的饵料按设定的投放量投入料盘中；一个料盘投料完成后，投料装置停止投料，料盘信息读写装置读取料盘的信息并传输至总控系统，记录下料盘投放饵料信息，待下一个料盘进入到饵料投料工位时，再启动投料装置投放饵料；

S2.投放完饵料的料盘沿连续输送装置继续前行，当料盘行进到幼虫投料工位(11B)时，启动幼虫投料装置(13)，将黑水虻幼虫按设定的投放量投入料盘中，一个料盘投虫完成后，幼虫投料装置停止投虫，料盘信息读写装置再次读取料盘的信息并传输至总控系统，记录下料盘投放幼虫信息，待下一个料盘进入到幼虫投料工位时，再启动幼虫投料装置投放幼虫；

S3.投放完饵料的料盘沿连续输送装置继续前行，当料盘行进至立库(9)入口处时，由移动搬运装置(10)将料盘送入立库，总控系统将料盘上绑定的信息上传给计算机系统，由计算机系统记录并保存料盘的入库时间和位置信息，料盘顺序入库放置，黑水虻幼虫在料盘内慢慢消食饵料成长，在立库内进行黑水虻的立体养殖；养殖期内，启动温度湿度控制系统调控立库内温度和湿度，启动空气净化系统，净化立库环境；

S4.待料盘中的饵料被黑水虻消食完后，移动搬运装置将料盘从立库中取出送到连续输送装置，料盘又沿连续输送装置行进到饵料投料工位，投料装置再次将饵料按设定的投放量投入料盘中，继续喂养黑水虻；饵料投料完成后，料盘信息读写装置读取料盘的信息并传输至总控系统，记录下料盘二次投放饵料的信息，料盘随后继续沿连续输送装置前行至立库入口处，由移动搬运装置将料盘再次送入立库，总控系统将料盘上绑定的信息上传给计算机系统，由计算机系统记录并保存料盘二次入库的时间和位置信息，黑水虻幼虫在料盘内继续消食饵料成长；如此循环投放饵料，直至幼虫长成成虫；

S5.立库内幼虫已长成成虫的料盘，由移动搬运装置取出送到连续输送装置，料盘沿连续输送装置行进至翻箱倒料装置(16)旁，由翻箱倒料装置将料盘翻转，将成虫、虫沙和残留的饲料倒出，并进行筛分；

S6.翻箱倒料后的空料盘被送回到连续输送装置，重复上部步骤S1～S5，进行下一轮的幼虫养殖。

11.畜禽粪便处理和黑水虻立体养殖组合式全自动生产方法，其特征在于，方法步骤如下：

S1.收集畜禽粪便存于储料池(1)内，用第一送料装置(6)将储料池中的畜禽粪便送到搅拌装置(2)进行搅拌，使畜禽粪便与夹杂的杂物分离，再用第二送料装置(7)搅拌完成的畜禽粪便送入杂物剔除装置(3)，将杂物剔除，分离杂物后的畜禽粪便进入研磨装置(4)，被磨细成颗粒或者浆料后由第三送料装置送入饵料储仓(5)暂存，作为喂养黑水虻的饵料；

S2.将料盘(12)顺序放置到连续输送装置(11)上并沿连续输送装置顺序前行，当料盘行进到饵料投料工位(11A)时，启动投料装置(8)，将采用畜禽粪便处理制作的饵料按设定的投放量投入料盘中；一个料盘投料完成后，投料装置停止投料，料盘信息读写装置读取料盘的信息并传输至总控系统，记录下料盘投放饵料信息，待下一个料盘进入到饵料投料工位时，再启动投料装置投放饵料；

S3.投放完饵料的料盘沿连续输送装置继续前行，当料盘行进到幼虫投料工位(11B)时，启动幼虫投料装置(13)，将黑水虻幼虫按设定的投放量投入料盘中，一个料盘投虫完成后，幼虫投料装置停止投虫，料盘信息读写装置再次读取料盘的信息并传输至总控系统，记录下料盘投放幼虫信息，待下一个料盘进入到幼虫投料工位时，再启动幼虫投料装置投放幼虫；

S4.投放完饵料的料盘沿连续输送装置继续前行，当料盘行进至组盘装置(15)时，被逐个组盘形成一组叠放的料盘组；料盘组随后沿连续输送装置继续前行，行进至立库(9)入口处时，由移动搬运装置将料盘组送入立库，总控系统将料盘上绑定的信息上传给计算机系统，由计算机系统记录并保存料盘的入库时间和位置信息；黑水虻幼虫在料盘内慢慢消食饵料成长；养殖期内，通过温度湿度控制系统调控立库内温度和湿度，启动空气净化系统，净化立库环境；

S5.待料盘中的饵料被黑水虻消食完后，移动搬运装置将料盘组从立库中取出送到连续输送装置，料盘组沿连续输送装置行进，当料盘组行进至拆盘装置(14)时，拆盘装置将料盘组的料盘逐个拆下放到连续输送装置上，并沿连续输送装置逐个进入到饵料投料工位，投料装置再次将饵料按设定的投放量投入料盘中，继续喂养黑水虻；饵料投料完成后，料盘信息读写装置读取料盘的信息并传输至总控系统，记录下料盘二次投放饵料的信息，料盘随后继续沿连续输送装置前行至组盘装置(15)进行组盘形成料盘组，料盘组随后行进至立库入口处，由移动搬运装置将料盘组再次送入立库，总控系统将料盘上绑定的信息上传给计算机系统，由计算机系统记录并保存料盘二次入库的时间和位置信息，黑水虻幼虫在料盘内继续消食饵料成长；如此循环投放饵料，直至幼虫长成成虫；

S6.立库内幼虫已长成成虫的料盘组，由移动搬运装置取出送到连续输送装置，料盘组沿连续输送装置行进至拆盘装置进行拆盘，然后继续前行至翻箱倒料装置(16)旁，由翻箱倒料装置将料盘翻转，将成虫、虫沙和残留的饵料倒出，并进行筛分；

S7.翻箱倒料后的空料盘被送回到连续输送装置，重复上部步骤S2～S6，进行下一轮的幼虫养殖。

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