CN113355217A - 基于农作物秸秆回收利用的智能发酵加工装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了基于农作物秸秆回收利用的智能发酵加工装置，涉及秸秆再利用技术领域，解决了秸秆发酵过程中存在无法实时把控发酵数据导致影响发酵效果的问题，其技术方案要点是：包括混合筒以及设置在混合筒圆周外壁上的喂料口和沼气口，混合筒内部上下两侧呈对称分布焊接有隔板，且混合筒内部沿隔板分别形成混合仓、上操作仓和下操作仓，喂料口位于混合仓内部上侧，两个隔板的中心位置设置有中心活动杆，中心活动杆位于两个隔板中间位置的圆周外壁上固定安装有螺旋片，且中心活动杆上设置有上压板；达到智能把控发酵过程中的各项数据，且采取实时信息反馈，便于提高秸秆发酵效果。

Description

基于农作物秸秆回收利用的智能发酵加工装置
技术领域
本发明涉及秸秆再利用技术领域，更具体地说，它涉及基于农作物秸秆回收利用的智能发酵加工装置。
背景技术
秸秆问题必须通过市场化的途径加以解决，即要以市场化的理念来认识秸秆的资源价值，看待其发展前景，要以企业化的制度来推进秸秆的综合利用，拓宽其开发利用的途径，通过科技进步与创新，为农作物秸秆的综合开发利用找到了多种用途，除传统的将秸秆粉碎还田作有机肥料外，还走出了秸秆饲料、秸秆汽化、秸秆发电、秸秆乙醇、秸秆建材等新路子，大大提高了秸秆的利用值和利用率。
秸秆中加入发酵菌种后，使秸秆中分解纤维素的菌数大幅度提高，在适宜温度、湿度和密闭的厌氧条件下，秸秆中的纤维素、半纤维素和木质素大量降解，产生糖类，继而又被转化成乳酸和挥发性脂肪酸，使pH值下降到4.5—5.0，抑制有害菌和腐败菌的繁殖。
但是在发酵加工过程中，需要定期安排人员去观察检测秸秆发酵的具体状况，工作效率较低，且在收集发酵后秸秆的过程中，其中的混合物中由发酵后的秸秆饲料和多余的水分组成，给收集工作带来了不便。因此，为解决此类问题，我们提出基于农作物秸秆回收利用的智能发酵加工装置。
发明内容
本发明的目的是提供基于农作物秸秆回收利用的智能发酵加工装置，达到智能把控发酵过程中的各项数据，且采取实时信息进行信息反馈，便于提高秸秆发酵效果，节约人力。
本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：包括混合筒以及设置在混合筒圆周外壁上的喂料口和沼气口，所述混合筒内部上下两侧呈对称分布焊接有隔板，且所述混合筒内部沿隔板分别形成混合仓、上操作仓和下操作仓，所述喂料口位于混合仓内部上侧；
两个所述隔板的中心位置设置有中心活动杆，所述中心活动杆位于两个隔板中间位置的圆周外壁上固定安装有螺旋片，且所述中心活动杆上设置有上压板，所述上压板上开设有多个透水孔，且所述上压板与螺旋片之间匹配；
其中位于下侧的所述隔板上侧设置有下托板，所述下托板上表面固定安装有排料扇片，所述混合筒的圆周外壁上分别固定安装有排料口和排水口，所述排料口和排水口的设置位置与排料扇片之间匹配；
所述中心活动杆上端延伸至上操作仓的内部，且所述中心活动杆的上端固定安装有从动齿轮，所述上操作仓的内部固定安装有上伺服电机，所述上伺服电机的输出端固定安装有与从动齿轮啮合的主动齿轮，所述下操作仓内部固定安装有下伺服电机，所述下伺服电机的输出端贯穿隔板且与下托板下表面中心位置之间固定连接；
所述上操作仓内部还固定安装有温度检测仪，所述混合筒位于混合仓位置的圆周外壁上呈均匀分布固定安装有PH检测探头，且所述混合筒的圆周外壁上固定安装有控制面板，所述控制面板与上伺服电机、下伺服电机、温度检测仪和PH检测探头之间电性连接。
通过采用上述技术方案，本装置中以多个PH检测探头和温度检测仪来检测秸秆发酵过程中混合筒的温度和PH值变化，以二者的数值变化来控制整体装置的运行；
在装置运行的过程中，通过上压板的移动，可以对混合筒内部的原料进行挤压，将秸秆中的水分和沼气挤出，此外，加速秸秆内部细胞的植物壁的破碎，快速析出水分，以此来提高秸秆发酵效率。
本发明进一步设置为：所述PH检测探头沿竖直方向呈等间距均匀分布，且所述PH检测探头沿横截面呈等角度均匀分布。
通过采用上述技术方案，设置的多个PH检测探头，可以对不同高度位置上的原材料进行实时检测，此外，在横截面上以等角度分布的情况下，可以对原料的多个位置进行PH检测，提高检测数据的准确率。
本发明进一步设置为：所述控制面板中设置有PH检测探头的临界运行数值T，且所述控制面板与PH检测探头的临界运行数值T来启动上伺服电机或下伺服电机。
通过采用上述技术方案，整体装置中以PH检测探头的实时数据来作为内部伺服电机的运行时间、运行频率和运行方向，从而启动了智能控制的作用，摒弃了人工观察检测控制的控制方式，
本发明进一步设置为：所述混合筒位于混合仓位置的圆周外壁上固定安装有加热板，所述中心活动杆内部设置有加热棒，所述加热棒下端延伸至混合仓的下端，且所述加热棒和加热板均与温度检测仪和控制面板之间电性连接。
通过采用上述技术方案，整体装置中设置加热组件，通过加热组件对混合筒的原材料升温到一定温度后，加快秸秆发酵速度，设置位置分别为外部和内部，从而保证升温过程中保持相对均匀。
本发明进一步设置为：所述上压板的圆周外壁呈均匀分布固定安装有定位滑条，所述混合筒内壁上开设有与定位滑条匹配的定位滑槽，所述中心活动杆末端与排料扇片中心位置之间转动连接。
通过采用上述技术方案，在通过上伺服电机运行的过程中，通过螺旋片带动上压板进行旋转，并通过对应的定位滑条和定位滑槽，使上压板可以进行上下方向的位移，并因为中心活动杆下端与排料扇片之间转动连接，从而保证上压板在运动过程中保持稳定。
本发明进一步设置为：所述排料扇片由多个侧翼板和弧形翼板组成，所述侧翼板和弧形翼板之间通过焊接固定，且所述侧翼板沿垂直平面呈倾斜状，所述侧翼板的倾斜方向与排料扇片的转动方向相反，所述弧形翼板与混合筒内壁之间匹配。
通过采用上述技术方案，排料扇片由侧翼板和弧形翼板组成，在排料扇片转动的过程中，因为侧翼板呈倾斜状，所以可以带动原材料逐渐向下堆积，从而配合排料口起到了积极排料的作用。
本发明进一步设置为：每个所述侧翼板上呈均匀分布开设有通孔。
通过采用上述技术方案，在排料扇片旋转的过程中，可以对其内部的原材料进行搅动，在搅动的过程中，通过通孔可以将发酵后的秸秆中的水分析出。
本发明进一步设置为：其中一个所述弧形翼板末端延伸至另一个弧形翼板的外表面，且所述弧形翼板二分之一的圆周外壁上呈均匀分布开设有析水口；
其中一个所述弧形翼板的设置位置与排料口和排水口之间匹配，所述排水口末端与析水口之间匹配。
通过采用上述技术方案，在排料扇片旋转的过程中，当析水口与排水口之间匹配的时候，起到排出原材料中水分的作用，而在析水口错开排水口且弧形翼板与排料口匹配的时候，起到了排出原材料的作用，将发酵后的秸秆以混合物和水分两组方式分别排放。
本发明进一步设置为：两个所述隔板分别与上伺服电机和下伺服电机输出端的相交处均固定安装有动静密封环。
通过采用上述技术方案，整体装置中的伺服电机在活动过程中，通过设置的动静密封环，保证内部空间的密封性。
综上所述，本发明具有以下有益效果：
1、整体装置中以温度检测仪和多个PH检测探头检测到的实时数据，来作为装置运行的基础，并将温度检测仪和多个PH检测探头检测到的实时数据反馈到操作人员终端，摒弃了人工检测观察操作的方式；
2、在实际操作过程中，将多个PH检测探头以错开的方式分布，可以对其内部不同高度上的多个角度位置上的原材料进水PH检测，从而可以提高检测数据的准确率；
3、该装置中还设置有由加热棒和加热棒组成的加热组件，在放入原材料的过程中，通过升温加快发酵过程，从而可以缩短了秸秆发酵加工的周期；
4、整体装置中还设置有上压板，通过对原材料的挤压，可以将发酵过程中产生的水分和沼气挤出，并使秸秆充分堆积挤压，加速秸秆中植物壁的破碎，从而提高了发酵效率；
5、在排料过程中，通过控制排料山坡的旋转方向，可以将发酵后的原料以排料和排水的方式单独进行，从而在收集过程中可以进行单独的收集工作。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明的结构示意图；
图2是本发明的剖切图；
图3是本发明的图2的拆分图；
图4是本发明的中心活动杆部件的结构示意图；
图5是本发明的排水口和排料口部件的剖切图；
图6是本发明的排料扇片部件的结构示意图。
图中：1、混合筒；101、上操作仓；102、混合仓；103、下操作仓；2、喂料口；3、加热板；4、控制面板；5、排料口；6、排水口；7、PH检测探头；8、沼气口；9、隔板；10、下伺服电机；11、上伺服电机；12、温度检测仪；13、上压板；14、中心活动杆；15、螺旋片；16、从动齿轮；17、主动齿轮；18、定位滑条；19、下托板；20、动静密封环；21、加热棒；22、排料扇片；2201、侧翼板；2202、弧形翼板；2203、析水口；2204、通孔；23、定位滑槽。
具体实施方式
为了使本发明所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附1-6及实施例，对本发明进行进一步详细说明。
需说明的是，当部件被称为“固定于”或“设置于”另一个部件，它可以直接在另一个部件上或者间接在该另一个部件上。当一个部件被称为是“连接于”另一个部件，它可以是直接或者间接连接至该另一个部件上。
需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而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。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
实施例：基于农作物秸秆回收利用的智能发酵加工装置，包括混合筒1以及设置在混合筒1圆周外壁上的喂料口2和沼气口8，混合筒1内部上下两侧呈对称分布焊接有隔板9，且混合筒1内部沿隔板9分别形成混合仓102、上操作仓101和下操作仓103，喂料口2位于混合仓102内部上侧；
两个隔板9的中心位置设置有中心活动杆14，中心活动杆14位于两个隔板9中间位置的圆周外壁上固定安装有螺旋片15，且中心活动杆14上设置有上压板13，上压板13上开设有多个透水孔，且上压板13与螺旋片15之间匹配；
其中位于下侧的隔板9上侧设置有下托板19，下托板19上表面固定安装有排料扇片22，混合筒1的圆周外壁上分别固定安装有排料口5和排水口6，排料口5和排水口6的设置位置与排料扇片22之间匹配；
中心活动杆14上端延伸至上操作仓101的内部，且中心活动杆14的上端固定安装有从动齿轮16，上操作仓101的内部固定安装有上伺服电机11，上伺服电机11的输出端固定安装有与从动齿轮16啮合的主动齿轮17，下操作仓103内部固定安装有下伺服电机10，下伺服电机10的输出端贯穿隔板9且与下托板19下表面中心位置之间固定连接；
上操作仓101内部还固定安装有温度检测仪12，混合筒1位于混合仓102位置的圆周外壁上呈均匀分布固定安装有PH检测探头7，且混合筒1的圆周外壁上固定安装有控制面板4，控制面板4与上伺服电机11、下伺服电机10、温度检测仪12和PH检测探头7之间电性连接。
如图1和图2所示，PH检测探头7沿竖直方向呈等间距均匀分布，且PH检测探头7沿横截面呈等角度均匀分布，控制面板4中设置有PH检测探头7的临界运行数值T，且控制面板4与PH检测探头7的临界运行数值T来启动上伺服电机11或下伺服电机10，混合筒1位于混合仓102位置的圆周外壁上固定安装有加热板3，中心活动杆14内部设置有加热棒21，加热棒21下端延伸至混合仓102的下端，且加热棒21和加热板3均与温度检测仪12和控制面板4之间电性连接。
如图3所示，上压板13的圆周外壁呈均匀分布固定安装有定位滑条18，混合筒1内壁上开设有与定位滑条18匹配的定位滑槽23，中心活动杆14末端与排料扇片22中心位置之间转动连接。
如图4、图5和图6所示，排料扇片22由多个侧翼板2201和弧形翼板2202组成，侧翼板2201和弧形翼板2202之间通过焊接固定，且侧翼板2201沿垂直平面呈倾斜状，侧翼板2201的倾斜方向与排料扇片22的转动方向相反，弧形翼板2202与混合筒1内壁之间匹配，每个侧翼板2201上呈均匀分布开设有通孔2204，其中一个弧形翼板2202末端延伸至另一个弧形翼板2202的外表面，且弧形翼板2202二分之一的圆周外壁上呈均匀分布开设有析水口2203；
其中一个弧形翼板2202的设置位置与排料口5和排水口6之间匹配，排水口6末端与析水口2203之间匹配两个隔板9分别与上伺服电机11和下伺服电机10输出端的相交处均固定安装有动静密封环20。
工作原理：首先将新鲜秸秆通过喂料口2投入到混合筒1内部的混合仓102中，再密封好喂料口2和沼气口8；
在具体操作过程中，分为如下步骤：
1)：初始状态下，上压板13位于混合仓102的上部，且混合仓102内部还具有一定的空气，可以通过同时启动加热板3和加热棒21对混合仓102内部的原材料进行辅助升温，加速发酵速度，此状态下，排料扇片22不启动，且对应的侧翼板2202和析水口2203分别与排料口5和排水口6错开，从而混合仓102内部的原材料不会沿着排料口5和排水口6流出，此外，混合仓102外部的多个PH检测探头7对对应位置的原材料进行PH数值监测；
2)：在升温到一定温度后，新鲜秸秆开始产生发酵反应，通过对应位置的PH检测探头7来检测对应位置的原材料进行检测，以多个PH检测探头7的数值，来控制上伺服电机11和下伺服电机10运行；
在此状态下，上伺服电机11启动一段时间后停止，在启动期间，通过对应的主动齿轮17和从动齿轮16带动中心活动杆14旋转，所以在螺旋片15的作用下，带动下压板13向下移动，对原材料进行挤压，加速秸秆的植物细胞壁破碎，然后静置一段时间，让秸秆自然发酵；
3)：在发酵一端时间后，整体的秸秆原材料体积缩小，并通过对应位置的PH检测探头7继续检测数值，再以此数值数据来控制上伺服电机11启动，再次对原材料进行挤压，以此顺序依次对原材料进行挤压，直至每个PH检测探头7上的数值均达到了临界运行数值T；
4)：在此状态下，下伺服电机10带动下托板19上排料扇片22旋转一定角度，使析水口2203与排水口6匹配，直至将混合仓102内部的水分完全析出；
5)：在排出大量水分之后，下伺服电机10以恒定速度旋转，堆积的原材料随着排料扇片22搅动，因为原材料上端受到上压板13的限制，并因为每个侧翼板2201呈现与下伺服电机10旋转方向相反的倾斜状，所以当某一段位置的弧形翼板2202错开排料口5，从而将发酵好的秸秆沿着排料口5排出，实现了物料和水分之间的单独排放的作用。
本具体实施例仅仅是对本发明的解释，其并不是对本发明的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本发明的权利要求范围内都受到专利法的保护。

Claims (9)

1.基于农作物秸秆回收利用的智能发酵加工装置，包括混合筒(1)以及设置在混合筒(1)圆周外壁上的喂料口(2)和沼气口(8)，其特征是：所述混合筒(1)内部上下两侧呈对称分布焊接有隔板(9)，且所述混合筒(1)内部沿隔板(9)分别形成混合仓(102)、上操作仓(101)和下操作仓(103)，所述喂料口(2)位于混合仓(102)内部上侧；
两个所述隔板(9)的中心位置设置有中心活动杆(14)，所述中心活动杆(14)位于两个隔板(9)中间位置的圆周外壁上固定安装有螺旋片(15)，且所述中心活动杆(14)上设置有上压板(13)，所述上压板(13)上开设有多个透水孔，且所述上压板(13)与螺旋片(15)之间匹配；
其中位于下侧的所述隔板(9)上侧设置有下托板(19)，所述下托板(19)上表面固定安装有排料扇片(22)，所述混合筒(1)的圆周外壁上分别固定安装有排料口(5)和排水口(6)，所述排料口(5)和排水口(6)的设置位置与排料扇片(22)之间匹配；
所述中心活动杆(14)上端延伸至上操作仓(101)的内部，且所述中心活动杆(14)的上端固定安装有从动齿轮(16)，所述上操作仓(101)的内部固定安装有上伺服电机(11)，所述上伺服电机(11)的输出端固定安装有与从动齿轮(16)啮合的主动齿轮(17)，所述下操作仓(103)内部固定安装有下伺服电机(10)，所述下伺服电机(10)的输出端贯穿隔板(9)且与下托板(19)下表面中心位置之间固定连接；
所述上操作仓(101)内部还固定安装有温度检测仪(12)，所述混合筒(1)位于混合仓(102)位置的圆周外壁上呈均匀分布固定安装有PH检测探头(7)，且所述混合筒(1)的圆周外壁上固定安装有控制面板(4)，所述控制面板(4)与上伺服电机(11)、下伺服电机(10)、温度检测仪(12)和PH检测探头(7)之间电性连接。
2.根据权利要求1所述的基于农作物秸秆回收利用的智能发酵加工装置，其特征是：所述PH检测探头(7)沿竖直方向呈等间距均匀分布，且所述PH检测探头(7)沿横截面呈等角度均匀分布。
3.根据权利要求1所述的基于农作物秸秆回收利用的智能发酵加工装置，其特征是：所述控制面板(4)中设置有PH检测探头(7)的临界运行数值T，且所述控制面板(4)与PH检测探头(7)的临界运行数值T来启动上伺服电机(11)或下伺服电机(10)。
4.根据权利要求1所述的基于农作物秸秆回收利用的智能发酵加工装置，其特征是：所述混合筒(1)位于混合仓(102)位置的圆周外壁上固定安装有加热板(3)，所述中心活动杆(14)内部设置有加热棒(21)，所述加热棒(21)下端延伸至混合仓(102)的下端，且所述加热棒(21)和加热板(3)均与温度检测仪(12)和控制面板(4)之间电性连接。
5.根据权利要求1所述的基于农作物秸秆回收利用的智能发酵加工装置，其特征是：所述上压板(13)的圆周外壁呈均匀分布固定安装有定位滑条(18)，所述混合筒(1)内壁上开设有与定位滑条(18)匹配的定位滑槽(23)，所述中心活动杆(14)末端与排料扇片(22)中心位置之间转动连接。
6.根据权利要求1所述的基于农作物秸秆回收利用的智能发酵加工装置，其特征是：所述排料扇片(22)由多个侧翼板(2201)和弧形翼板(2202)组成，所述侧翼板(2201)和弧形翼板(2202)之间通过焊接固定，且所述侧翼板(2201)沿垂直平面呈倾斜状，所述侧翼板(2201)的倾斜方向与排料扇片(22)的转动方向相反，所述弧形翼板(2202)与混合筒(1)内壁之间匹配。
7.根据权利要求6所述的基于农作物秸秆回收利用的智能发酵加工装置，其特征是：每个所述侧翼板(2201)上呈均匀分布开设有通孔(2204)。
8.根据权利要求6所述的基于农作物秸秆回收利用的智能发酵加工装置，其特征是：其中一个所述弧形翼板(2202)末端延伸至另一个弧形翼板(2202)的外表面，且所述弧形翼板(2202)二分之一的圆周外壁上呈均匀分布开设有析水口(2203)；
其中一个所述弧形翼板(2202)的设置位置与排料口(5)和排水口(6)之间匹配，所述排水口(6)末端与析水口(2203)之间匹配。
9.根据权利要求1所述的基于农作物秸秆回收利用的智能发酵加工装置，其特征是：两个所述隔板(9)分别与上伺服电机(11)和下伺服电机(10)输出端的相交处均固定安装有动静密封环(20)。
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