CN112877205A - 一种可移动、多功能、可互联的智能控制生物发酵设备 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种可移动、多功能、可互联的智能控制生物发酵设备，包括搅拌进料系统、旋转式发酵系统、可移动车架、计量出料系统和智能控制系统，本发明的通过牵引设备可以根据需要随意挪动到任何需要发酵的地方，尤其适合中小型畜禽养殖场使用，无需大量投资，通过租赁的方式即可完成畜禽粪便的腐熟发酵处理问题，可以实现一机多能，既可以腐熟发酵农业废弃物，也可以厌氧发酵动物饲料，还掺混各种饲料，本设备拥有智能控制系统，可定位、可收集大量数据，通过链接互联网和物联网系统，实现数据共享、设备共享。

Description

一种可移动、多功能、可互联的智能控制生物发酵设备
技术领域：
本发明属于农业环保技术领域，具体为一种可移动、多功能、可互联的智能控制生物发酵设备。
背景技术：
统计显示，我国每年产生各类农业废弃物约50亿吨，其中，农作物秸秆9.8亿吨，畜禽养殖粪污38亿吨，但这些农业废弃物的有效利用率并不高。大型畜禽养殖场一般自建畜禽粪便加工厂，采用传统槽式翻抛发酵设备，投资较大，发酵生产周期长，处理的数量有限，因此，很多设施成为摆设。中、小型养殖场一般直接出售畜禽粪便，不愿意投资建发酵设施。所以，研发合理的腐熟发酵设施和生产模式非常必要。
通过专利检索发现，很多专利给出了立式或卧式畜禽粪便发酵设备，如申请号201720480007.7的实用新型专利提出一种智能快速粪污好氧发酵生产有机肥一体机，它主要由：搅拌送料器、加热管、变频调速减速机、湿度传感器、气体净化器、含氧量传感器、螺旋提料机、空气加热器、高压风机、智能电控柜、加菌箱等构成，解决了堆肥发酵的很多缺陷问题。申请号为201910355207.3的实用新型提出一种卧旋式粪污发酵闭路循环固氮除臭系统，一次解决在粪污发酵生物反应的初期存在臭气向外排放、污染环境的问题，但其是将罐内排出的臭气通过管道收集到热交换器中，经热交换使其中的水蒸气冷凝成水滴排出，而经过冷凝除水的干燥臭气从冷凝器的出口经管道再由发酵罐的另一端注入回发酵罐中。申请号为202020137279.9的实用新型提出提出一种集氨气回收、发酵、烘干一体的禽粪处理设备，包括发酵罐、氨气回收设备、冷却塔、干燥机、热风炉，所述发酵罐，包括滚筒、位于滚筒内的绞龙轴及滚筒出气口，所述滚筒的左端部设有通气壳，所述绞龙轴穿过通气壳并伸出到通气壳外部，所述通气壳包括内管及外管，内外管之间形成通气腔体，通气壳上设有联通所述通气腔体的进气口与出气口，所述进气口位于滚筒外，所述出气口为两个，且位于滚筒内，所述滚筒内壁设有两个分别连接出气口的上、下通气管道，所述通气管道上开有若干管道出气孔；所述氨气回收设备，通过连接所述滚筒出气口，氨气回收设备的出口连接冷却塔，进一步连接干燥机，干燥机输出的气体经过热风炉后注入通气壳进气口。
总体而言，检索到的专利所表述的发酵设施基本都为固定式的，一旦安装完成，就不能随意移动，同时这种设施也只是为一家畜禽养殖所用。
在检索中也发现有人提出可移动的概念，比如：申请号为201410370354.5实用新型提出一种可移动制生物药肥的装置，特别涉及一种可移动、高温好氧发酵处理畜禽粪便生产生物药肥的装置，系统由可移动的预处理单元、高温发酵处理单元、生物药肥处理单元通过物料传输系统连接组成；能够实现在田间地头、养殖场以及农村村头堆积的有机垃圾等农作物秸秆及畜禽粪便就近处理，生产有机肥，处理后就近还田，控制农业面源污染、保护生态环境，资源循环利用的生物药肥设备装置。这种可移动制生物药肥装置的特征在于：系统由可移动的预处理单元、高温发酵处理单元、生物药肥处理单元通过物料传输系统连接组成；预处理单元由秸秆粉碎搅拌装置，秸秆、畜禽粪便混合搅拌箱，原料调配箱，原料传输装置组成；高温发酵处理单元由二个发酵槽、搅拌翻抛装置、曝气装置、喷淋装置、进出料装置、太阳能热水循环管路、储存烘干装置组成 ；生物药肥处理单元由筛分装置、烘干装置、搅拌螯合装置、喷淋装置、太阳能热水循环管路、造粒装置组成。系统运行时，由预处理单元灵活的收集田间地头、养殖小区的农业废弃物及畜禽粪便，通过抓斗、抽渣泵收集到秸秆粉碎搅拌装置和秸秆、畜禽粪便混合搅拌箱，经过粉碎、搅拌混合进入原料调配箱，调整ph值、料液浓度等进行初级发酵；将各处汇总的经过预处理初级发酵的原料投入到高温发酵处理单元中的发酵槽内，进行高温好氧发酵，系统设计了二级发酵，保证发酵效率，通过搅拌翻抛、曝气，喷淋生物发酵复合菌剂，进入储存装置，通过太阳能热水循环管路进行加热、烘干；将高温好氧曝气发酵后的原料投入到生物药肥处理单元筛分装置中，进行筛分，筛分后进入烘干、搅拌螯合装置进行螯合，螯合通过双螺旋方向相反排列的螺旋圆滚筒齿进行搅拌，通过喷淋装置喷淋微量元素Cu、Zn、Fe等的盐类以及功能性微量添加剂如：壳寡糖等进行螯合，生产生物药肥，螯合完成后进入造粒装置进行造粒、分装，成品。
发明内容：
针对上述问题，本发明要解决的技术问题是提供一种可移动、多功能、可互联的智能控制生物发酵设备。
本发明的一种可移动、多功能、可互联的智能控制生物发酵设备，包括搅拌进料系统、旋转式发酵系统、可移动车架、计量出料系统和智能控制系统；
所述搅拌进料系统包括搅拌设备、搅拌设备电机和双螺旋搅拌器，所述搅拌设备内部连接有搅拌设备电机，所述搅拌设备电机连接有双螺旋搅拌器；
所述旋转式发酵系统包括机架、连接在机架上的托辊及放置在托辊上的滚筒，所述滚筒右端开设有送料绞龙，所述送料绞龙上部开设有下料入口，所述下料入口上方连接搅拌进料系统，所述送料绞龙下部开设有出料口，所述滚筒左端开设有管道，所述管道上连通有空气/氧气出气口和空气/氧气进气口，所述滚筒内部设有绞龙，所述绞龙一端位于滚筒右端的送料绞龙内，另一端位于滚筒左端的管道内，所述绞龙连接有绞龙电机，所述滚筒内壁设置有抛料板，所述滚筒的外表面底部设有齿轮和轨道，所述机架上设有用以驱动滚筒旋转的发酵罐驱动电机，所述机架上左右两侧均设有支架，左侧的所述支架支撑管道，右侧的所述支架支撑送料绞龙，所述旋转式发酵系统通过螺栓将机架固定在可移动车架上；
所述计量出料系统包括出料口配备的计量仪器；
所述智能控制系统包括智能控制模块。
优选的，所述滚筒内壁圆周方向均匀设置8-10个抛料板，内壁中心轴方向均匀间隔设置4-5组，所述抛料板与滚筒内壁连接点处切线之间的夹角为75-85度。
优选的，所述托辊支撑滚筒的轨道面，所述轨道面两侧设有止挡。
优选的，所述滚筒外设有7-10cm厚的保温层。
优选的，所述可移动车架底部配备四根液压支撑架，所述液压支撑架的直径≥20厘米，所述可移动车架可用货车底盘代替。
优选的，所述出料口处设置有阀门。
优选的，所述机架上安装四组托辊，每个托辊和机架之间用四条螺栓固定。
优选的，所述发酵罐驱动电机通过螺栓固定在机架上。
优选的，所述支架的形状为等边梯形，梯形的上边长度为0.4米，底边长度为2米，所述支架的底部通过螺栓固定到机架上，支架的上部通过管箍和固定螺栓分别与管道和送料绞龙固定。
本发明有益效果：本发明的一种可移动、多功能、可互联的智能控制生物发酵设备可以根据需要随意挪动到任何需要发酵的地方，尤其适合中小型畜禽养殖场使用，无需大量投资，通过租赁的方式即可完成畜禽粪便的腐熟发酵处理问题。可以实现一机多能，既可以腐熟发酵农业废弃物，如动物粪便、植物秸秆、农产品加工该企业下脚料等等，也可以厌氧发酵动物饲料，如猪饲料、牛饲料等，还可以帮着畜禽养殖场掺混各种饲料。本设备拥有智能控制系统，可定位、可收集大量数据，通过链接互联网和物联网系统，实现数据共享、设备共享。
附图说明：
为了易于说明，本发明由下述的具体实施例及附图作以详细描述。
图1为本发明的整体结构示意图；
图2 为本发明的应用示意图。
图中：1-搅拌设备；2-搅拌设备电机；3-双螺旋搅拌器；4-送料绞龙；5-绞龙电机；6-出料口；7-支架；8-可移动车架；9-轮子；10-液压支撑架；11-发酵罐驱动电机；12-齿轮和轨道；13-抛料板；14-绞龙；15-空气/氧气出气口；16-空气/氧气进气口；17-旋转式发酵罐。
具体实施方式：
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明了，下面通过附图中示出的具体实施例来描述本发明。但是应该理解，这些描述只是示例性的，而并非要限制本发明的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要地混淆本发明的概念。
如图1-2所示，本发明的一种可移动、多功能、可互联的智能控制生物发酵设备，该设备由五部分组成，包括搅拌进料系统、旋转式发酵系统、可移动车架8、计量出料系统和智能控制系统；
第一部分是搅拌进料系统，包括搅拌设备1、搅拌设备电机2和双螺旋搅拌器3，采用双螺旋搅拌设备1，双螺旋的尺寸可以根据搅拌罐的大小而定，该装置搅拌均匀，效率更高，可以实现定时搅拌，定时排放。
第二部分是旋转式发酵系统，旋转式发酵系统包括机架、连接在机架上的托辊及放置在托辊上的滚筒，滚筒右端开设有送料绞龙4，送料绞龙4上部开设有下料入口，下料入口上方连接搅拌进料系统，送料绞龙4下部开设有出料口6，滚筒左端开设有管道，管道上连通有空气/氧气出气口15和空气/氧气进气口16，滚筒内部设有绞龙14，绞龙14一端位于滚筒右端的送料绞龙4内，另一端位于滚筒左端的管道内，绞龙14连接有绞龙电机5，滚筒内壁设置有抛料板13，滚筒的外表面底部设有齿轮和轨道12，机架上设有用以驱动滚筒旋转的发酵罐驱动电机11，机架上左右两侧均设有支架7，左侧的支架7支撑管道，右侧的支架7支撑送料绞龙4，旋转式发酵系统通过螺栓将机架固定在可移动车架8上。
抛料板13为一直板，其与滚筒内壁连接点处切线之间的夹角为75-85度。滚筒内壁圆周方向均匀设置8-10个抛料板13，内壁中心轴方向均匀间隔设置4-5组。托辊包括用以支撑滚筒的轨道面，轨道面两侧设有止挡。旋转滚筒外设有7-10cm厚的保温层。通过控制发酵罐驱动电机11，可以实现变速、匀速低速旋转，进出气设备可以通入新鲜的空气和低浓度氧气，实现充分的有氧发酵，还可以排出有害气体，实现有害气体的回收利用。
第三部分是可移动车架8，移动车架承重要大于10吨，可移动车架8底部配备四根液压支撑架10，液压支撑架10的直径不能低于20厘米，发酵时可放下液压支撑架10，支撑可移动车架8，增强可移动车架8的牢固性，由牵引机头驱动。可以移动式车架可用货车底盘代替。
第四部分是计量出料系统，出料口6配备计量仪器，实时检测发酵物的数量。
第五部分是智能控制系统，通过智能控制模块实时监测发酵指标，如：温度、湿度、水分、重量等，通过定位系统实时定位设备位置，通过智能称重系统实时掌握单机产量，通过链接互联网和物联网，实现实时互联互通，实现可移动式发酵设备的实时共享。
具体的，关于旋转式发酵罐17的制作与安装：
（1）滚筒的制作：用厚度不小于10毫米的钢板制作半径为1米的滚筒，滚筒长度为5米，用同样厚度的钢板做成半径为1米的圆盘，并在圆盘的中心切割出半径为15厘米的圆洞，将切割好的圆盘焊接到滚筒的安装驱动电机的一端，再选择半径为15厘米的圆管，管壁厚度不小于1厘米，长度为3.5米，并将圆管的2.5米长度部分沿半圆去掉一半管壁，然后，将此管焊接到固定好的圆盘内孔上，2.5米的部分半管放在滚筒内部，外部预留1米，并在短管上部0.5米的位置切割出下料入口，并焊接好法兰盘。在短管下部切割出出料口6，并安装好闸门。再用同样厚度的钢板做成半径为1米的圆盘，并在圆盘的中心切割出半径为20厘米的圆洞，将切割好的圆盘焊接到滚筒的另一端，再分别选择半径为15厘米和20厘米的圆管，管壁厚度不小于1厘米，长度为1米，再用同样厚的钢板切割成两个内半径为15厘米、外半径为20厘米的圆环，再将两根短管和两个圆盘焊接在一起，做成有腔室的管道，在此管道两端焊接好氧气/空气进气口和氧气/空气出气口，再将此管道焊接到固定好的圆盘内孔上，保持内外一样长。封堵滚筒之前，应将事先准备好的抛物板按照设计尺寸焊接到筒壁上，可焊接8-10组，视具体情况而定。将做好的绞龙14安装在滚筒的两根管内，氧气/空气进气口一端用带有滚轴的封堵器封好。另一头通过法兰盘固定绞龙电机5，两端都用橡胶密封圈封闭。在滚筒的外表面的适当位置焊接上两条轨道和一条齿轮带。
（2）机架（滚筒底座）的制作：采用18号工字钢焊制长方形底座，长度为6米，宽度为1.8米，在长方形底座的合适位置安装四组托辊，每个托辊和机架之间用4条螺栓固定。将底座焊接到成品车架上，也可以通过螺栓固定在成品车架上。
（3）用吊车把滚筒吊装到安装好的机架上，并在相应位置用螺栓把发酵罐驱动电机11固定在机架上。
（4）支架7的制作与安装：根据滚筒两端短管的高度，分别利用18号工字钢和10号槽钢焊制支架7，支架7的形状为等边梯形，梯形的上边长度为0.4米，底边长度为2米，支架7的高度根据短管的底面实际高度而定。支架7的底部用螺栓固定到底座上，上部通过管箍和固定螺栓与短管链接在一起。
具体的，关于搅拌设备1的制作与安装：首先将双螺旋搅拌器3和旋转轴焊接在一起，把焊接好的搅拌件和搅拌设备电机2的轴焊接在一起，然后通过法兰盘固定在搅拌筒的顶盖上，保持旋转轴垂直于搅拌筒的顶盖。最后等滚筒安装好以后，利用吊车，把安装好的搅拌设备1通过法兰盘与安放绞龙14的短管的法兰盘固定在一起。
具体的，最后安装线路和智能控制模块。
实施案例1：农业废弃物资源化利用：
第一步：利用牵引设备将可移动式发酵设备牵引到需要发酵的场所，比如：畜禽养殖场，设施农业集中种植区。将设备安放到合适位置，放下液压支撑架10，固定好托盘车，托盘车的轮子9不再承受过大压力即可。
第二步：将畜禽粪便、粉碎的秸秆、发酵菌剂等用专用输送设备输送到搅拌设备1，打开搅拌设备电机2，利用双螺旋搅拌器3搅拌均匀，大约用时5-10分钟，搅拌均匀后，打开绞龙电机5，通过绞龙14设备将混合料输送到旋转式发酵罐17内，此过程可重复6-8次，混合发酵料达到发酵罐2/3的体积，即可停止往旋转式发酵罐17内输送混合物料。
第三步：打开发酵罐驱动电机11，使得旋转式发酵罐17沿着齿轮和轨道12低速匀速旋转，旋转时间和旋转速度要视不同发酵料而不同，旋转方向可顺时针旋转，也可逆时针旋转，也可以两个方向间隔一定时间交替旋转。旋转式发酵罐17在旋转过程中，可利用抛物板进行发酵物料的抛翻，防止发酵物料凝结成块，影响发酵效果。
第四步：在发酵过程中，可以定时打开空气/氧气进气口16，让新鲜的空气或低浓度的氧气通过空气/氧气出气口15进入旋转式发酵罐17内，再翻抛的过程中，让新鲜的空气或低浓度的氧气与发酵物料充分接触，防止出现厌氧发酵的现象，影响好氧菌剂的活性，从而降低发酵效果。
第五步：在不充气的间隔时间段，可以打开另一侧的空气/氧气出气口15和空气/氧气进气口16，定期将发酵过程中产生的有害气体排出旋转式发酵罐17体外，可以通过喷淋设备收集有害气体中的有效成分，比如氨气等，收集的氨气可以直接用于农业生产。
第六步：当旋转式发酵罐17内的发酵物料完成发酵后，可通过绞龙14设备把发酵好的有机肥输送到旋转式发酵罐17体外，同时打开出料口6，通过专用输送设备，比如皮带，把发酵好的有机肥输送到指定位置，进行脱水或晾晒，当湿度达到国家标准，即可包装外运。
第七步：厂内全部发酵物料发酵完成以后，收起液压支撑架10，解除托盘车的固定，轮子9可以自由转动即可；利用牵引设备将可移动式发酵设备牵引到其他需要发酵的场所，安放到合适位置，按照需要进行下一轮的发酵工作。
实施案例2：畜禽养殖类饲料发酵：
第一步：利用牵引设备将可移动式发酵设备牵引到需要发酵的场所。将设备安放到合适位置，放下液压支撑架10，固定好托盘车，轮子9不再承受过大压力即可。
第二步：将需要发酵的饲料混合物、发酵菌剂等用专用输送设备输送到搅拌设备1，打开搅拌设备电机2，利用双螺旋式搅拌器搅拌均匀，大约用时5-10分钟，搅拌均匀后，打开绞龙电机5，通过绞龙14设备将混合料输送到旋转式发酵罐17体内，此过程可重复6-8次，混合发酵料达到发酵罐2/3的体积，即可停止往旋转式发酵罐17内输送混合物料。
第三步：打开发酵罐驱动电机11，使得旋转式发酵罐17沿着齿轮和轨道12低速匀速旋转，旋转时间和旋转速度要根据不同发酵料而不同，旋转方向可顺时针旋转，也可逆时针旋转，也可以两个方向间隔一定时间交替旋转。旋转式发酵罐17在旋转过程中，可利用抛物板进行发酵物料的抛翻，防止发酵物料凝结成块，影响发酵效果。
第四步：进行厌氧发酵5到7天，发酵过程中保持发酵罐低速旋转。
第五步：发酵过程中，可以打开另一侧的空气/氧气出气口15和空气/氧气进气口16，定期将发酵过程中产生的有害气体排出旋转式发酵罐17体外，可以通过喷淋设备收集有害气体中的有效成分，比如氨气等，收集的氨气可以直接用于农业生产。
第六步：当旋转式发酵罐17内的发酵物料完成发酵后，可通过绞龙14设备把发酵好的有机肥输送到旋转式发酵罐17体外，同时打开出料口6，通过专用输送设备，比如皮带，把发酵好的含乳酸的有机饲料输送到指定位置，进行晾晒和储存。
第七步：厂内全部发酵物料发酵完成以后，收起液压支撑架10，解除托盘车的固定，轮子9可以自由转动即可；利用牵引设备将可移动式发酵设备牵引到其他需要发酵的场所，安放到合适位置，按照需要进行下一轮的发酵工作。
实施案例3：饲料掺混：
第一步：利用牵引设备将可移动式发酵设备牵引到指定场所，比如：畜禽养殖场。将设备安放到合适位置，放下液压支撑架10，固定好托盘车，轮子9不再承受过大压力即可。
第二步：将需要混合的畜禽饲料用专用输送设备输送到搅拌设备1，打开搅拌设备电机2，利用双螺旋搅拌器3搅拌均匀，大约用时5-10分钟，搅拌均匀后，同时打开出料口6，通过专用输送设备，比如皮带，把混合好的饲料输送到指定位置，为投食畜禽做准备。
第三步：饲料掺混完成以后，收起液压支撑架10，解除托盘车的固定，轮子9可以自由转动即可；利用牵引设备将可移动式发酵设备牵引到其他需要的场所，安放到合适位置，执行下一轮的工作。
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (9)

1.一种可移动、多功能、可互联的智能控制生物发酵设备，其特征在于：包括搅拌进料系统、旋转式发酵系统、可移动车架、计量出料系统和智能控制系统；
所述搅拌进料系统包括搅拌设备、搅拌设备电机和双螺旋搅拌器，所述搅拌设备内部连接有搅拌设备电机，所述搅拌设备电机连接有双螺旋搅拌器；
所述旋转式发酵系统包括机架、连接在机架上的托辊及放置在托辊上的滚筒，所述滚筒右端开设有送料绞龙，所述送料绞龙上部开设有下料入口，所述下料入口上方连接搅拌进料系统，所述送料绞龙下部开设有出料口，所述滚筒左端开设有管道，所述管道上连通有空气/氧气出气口和空气/氧气进气口，所述滚筒内部设有绞龙，所述绞龙一端位于滚筒右端的送料绞龙内，另一端位于滚筒左端的管道内，所述绞龙连接有绞龙电机，所述滚筒内壁设置有抛料板，所述滚筒的外表面底部设有齿轮和轨道，所述机架上设有用以驱动滚筒旋转的发酵罐驱动电机，所述机架上左右两侧均设有支架，左侧的所述支架支撑管道，右侧的所述支架支撑送料绞龙，所述旋转式发酵系统通过螺栓将机架固定在可移动车架上；
所述计量出料系统包括出料口配备的计量仪器；
所述智能控制系统包括智能控制模块。
2.根据权利要求1所述的一种可移动、多功能、可互联的智能控制生物发酵设备，其特征在于：所述滚筒内壁圆周方向均匀设置8-10个抛料板，内壁中心轴方向均匀间隔设置4-5组，所述抛料板与滚筒内壁连接点处切线之间的夹角为75-85度。
3.根据权利要求1所述的一种可移动、多功能、可互联的智能控制生物发酵设备，其特征在于：所述托辊支撑滚筒的轨道面，所述轨道面两侧设有止挡。
4.根据权利要求1所述的一种可移动、多功能、可互联的智能控制生物发酵设备，其特征在于：所述滚筒外设有7-10cm厚的保温层。
5.根据权利要求1所述的一种可移动、多功能、可互联的智能控制生物发酵设备，其特征在于：所述可移动车架底部配备四根液压支撑架，所述液压支撑架的直径≥20厘米，所述可移动车架可用货车底盘代替。
6.根据权利要求1所述的一种可移动、多功能、可互联的智能控制生物发酵设备，其特征在于：所述出料口处设置有阀门。
7.根据权利要求1所述的一种可移动、多功能、可互联的智能控制生物发酵设备，其特征在于：所述机架上安装四组托辊，每个托辊和机架之间用四条螺栓固定。
8.根据权利要求1所述的一种可移动、多功能、可互联的智能控制生物发酵设备，其特征在于：所述发酵罐驱动电机通过螺栓固定在机架上。
9.根据权利要求1所述的一种可移动、多功能、可互联的智能控制生物发酵设备，其特征在于：所述支架的形状为等边梯形，梯形的上边长度为0.4米，底边长度为2米，所述支架的底部通过螺栓固定到机架上，支架的上部通过管箍和固定螺栓分别与管道和送料绞龙固定。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113634173A (zh) * 2021-08-06 2021-11-12 焦梦薇 一种制肥装置
CN113651644A (zh) * 2021-08-24 2021-11-16 安徽科技学院 一种可伸缩堆肥卡车

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