CN114591814B - 一种厌氧发酵多级搅拌系统 - Google Patents

一种厌氧发酵多级搅拌系统

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Abstract

本发明公开了一种厌氧发酵多级搅拌系统，包括第一安装架和第二安装架，所述第一安装架的上端安装有粉碎箱，所述粉碎箱内设有隔板，所述隔板将粉碎箱内从左至右分隔为摇摆腔和粉碎腔，所述摇摆腔内设有摇摆机构，所述粉碎腔内设有粉碎机构，所述摇摆机构上设有过滤网，所述过滤网和粉碎机构对应设置，所述第二安装架上安装有第一搅拌箱，所述第一搅拌箱内设有两个搅拌腔，所述搅拌腔内设有位置调节结构，所述位置调节机构上安装有第一搅拌机构。本发明不仅可以实现发酵材料的快速预处理，而且可以保证预处理时的质量，另外可以提升发酵的速度，降低发酵的成本，同时还可以进一步的提升发酵的质量。

Description

一种厌氧发酵多级搅拌系统
技术领域
本发明涉及厌氧发酵技术领域，尤其涉及一种厌氧发酵多级搅拌系统。
背景技术
厌氧发酵是指有机物质(如人畜家禽粪便、秸秆、杂草等)在一定的水分、温度和厌氧条件下，通过各类微生物的分解代谢，最终形成甲烷和二氧化碳等可燃性混合气体的过程。沼气发酵系统基于沼气发酵原理，以能源生产为目标，最终实现沼气、沼液、沼渣的综合利用。
厌氧发酵分为液化阶段、产酸阶段和产甲烷阶段，目前在液化阶段前需要将有机物进行预处理，现有的方式均是直接进行简单搅拌和粉碎就投放进发酵罐内进行发酵，然而这种方式所需的发酵时间长，另外增加发酵的成本，不利于快速发酵，为此，我们提出了一种厌氧发酵多级搅拌系统来解决上述问题。
发明内容
本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，而提出的一种厌氧发酵多级搅拌系统。
为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：
一种厌氧发酵多级搅拌系统，包括第一安装架和第二安装架，所述第一安装架的上端安装有粉碎箱，所述粉碎箱内设有隔板，所述隔板将粉碎箱内从左至右分隔为摇摆腔和粉碎腔，所述摇摆腔内设有摇摆机构，所述粉碎腔内设有粉碎机构，所述摇摆机构上设有过滤网，所述过滤网和粉碎机构对应设置，所述第二安装架上安装有第一搅拌箱，所述第一搅拌箱内设有两个搅拌腔，所述搅拌腔内设有位置调节结构，所述位置调节机构上安装有第一搅拌机构，所述第一搅拌箱的下端连接有两个连接管，所述第二安装架的下端设有第二搅拌箱，两个连接管的下端连接在第二搅拌箱的上端，所述第二搅拌箱内安装有第二搅拌机构，所述第一搅拌箱的一侧连接有负压设备，所述粉碎箱通过导流结构和第一搅拌箱连接，所述摇摆机构、粉碎机构、第一搅拌机构、第二搅拌机构以及负压设备均通过DCS控制系统控制连接。
优选地，所述摇摆机构包括转动连接在摇摆腔一端侧壁上的U型转动杆，所述U型转动杆上套接有连接环，所述连接环的下端连接有拉杆，所述拉杆的下端转动连接有移动板，所述移动板的一端固定有挡板，所述隔板的侧壁上设有开口，所述移动板的一端贯穿开口并连接在过滤网的一侧，且挡板和开口对应设置，所述粉碎箱的上端固定有第一驱动电机，所述第一驱动电机的输出轴末端连接有第一锥形齿轮，所述U型转动杆的一端连接有第一粉碎辊，所述第一粉碎辊的一端贯穿隔板并转动连接在粉碎腔内的一端侧壁上，所述第一粉碎辊的一侧固定套装有第二锥形齿轮，且第二锥形齿轮和第一锥形齿轮相互啮合。
优选地，所述粉碎机构包括转动连接在粉碎腔内一端侧壁上的第二粉碎辊，所述第二粉碎辊和第一粉碎辊的一周等间距连接有多个第一粉碎刀片，且同一侧的两个第一粉碎刀片交叉设置，所述粉碎箱的一侧固定有第四驱动电机，所述第四驱动电机的输出轴末端连接在第二粉碎辊的一侧，所述粉碎箱的上端设有进料斗，且进料斗和第一粉碎刀片对应设置。
优选地，所述位置调节机构包括固定在第一搅拌箱中部的分流板，所述分流板的上端固定有八个导向杆，所述导向杆的上端固定有安装块，所述安装块的上端固定有两个伺服电机，所述伺服电机的输出轴末端连接有螺杆，所述螺杆的下端转动连接在分流板的上端，所述螺杆上螺纹套接有移动块，同一侧的四个导向杆贯穿设置在同一个移动块的四角，所述移动块的一侧转动连接有两个第二连接杆，所述安装块的一侧转动连接有四个第一连接杆，四个第一连接杆和四个第二连接杆的一端共同转动连接有安装板，所述第一搅拌机构安装在安装板的一侧。
优选地，所述第一搅拌机构包括固定在安装板一端的横板，所述横板的上端安装有两个第二驱动电机，所述第二驱动电机的输出轴末端连接有第一搅拌杆，所述第一搅拌杆的一周等间距连接有多个第一搅拌叶。
优选地，所述第二搅拌机构包括转动连接在第二搅拌箱内一端侧壁上的第二搅拌杆，所述第二搅拌杆的一周等间距连接有多个第二搅拌叶和第二粉碎刀片，所述第二搅拌箱的一侧安装有第三驱动电机，所述第三驱动电机的输出轴末端通过联轴器连接在第二搅拌杆的一侧。
优选地，所述导流结构包括连接在粉碎箱下端一侧的出料通道，所述第一搅拌箱的上端一侧倾斜连接有两个分料管，两个分料管的一端共同连接有连接斗，所述出料通道的一端延伸至连接斗内。
优选地，所述负压设备包括安装在第二安装架上端一侧的有抽气泵，所述抽气泵的一端通过两个输气抽气通道连接在第一搅拌箱的两侧。
优选地，所述粉碎腔内一端的侧壁上设有T型滑槽，所述T型滑槽内安装有T型滑块，所述过滤网的一端固定在T型滑块的一侧。
优选地，所述第二搅拌箱的一侧设有放料口，所述放料口的一端连接有出料管，所述连接管上设有阀门。
本发明与现有技术相比，具有以下好处：
1、通过粉碎和摇摆机构的结合，极大的提升了发酵材料预处理的速度，同时保证预处理材料大小的一致性；
2、通过扩展式的第一搅拌机构结合负压短时间发酵，可以进一步的将发酵材料快速的流体化，提升发酵速度；
3、通过多级搅拌结合短时间发酵，极大的保证了后续发酵时的质量。
综上所述，本发明不仅可以实现发酵材料的快速预处理，而且可以保证预处理时的质量，另外可以提升发酵的速度，降低发酵的成本，同时还可以进一步的提升发酵的质量。
附图说明
图1为本发明提出的一种厌氧发酵多级搅拌系统的结构示意图；
图2为本发明提出的一种厌氧发酵多级搅拌系统的位置调节机构结构示意图；
图3为本发明提出的一种厌氧发酵多级搅拌系统的摇摆机构结构示意图；
图4为本发明提出的一种厌氧发酵多级搅拌系统的第一搅拌箱内部结构示意图；
图5为本发明提出的一种厌氧发酵多级搅拌系统的粉碎辊设置结构示意图；
图6为本发明提出的一种厌氧发酵多级搅拌系统的第二搅拌箱内部结构示意图；
图7为本发明提出的一种厌氧发酵多级搅拌系统的分料管结构示意图；
图8为本发明提出的一种厌氧发酵多级搅拌系统的A处结构放大图；
图9为本发明提出的一种厌氧发酵多级搅拌系统的DCS控制系统连接结构示意图。
图中：1进料斗、2第一驱动电机、3出料通道、4粉碎箱、5垫板、6第一安装架、7输气抽气通道、8抽气泵、9连接斗、10分料管、11第一搅拌箱、12阀门、13连接管、14第二安装架、15出料管、16第二搅拌箱、17移动块、18安装板、19横板、20第一搅拌叶、21导向杆、22伺服电机、23安装块、24螺杆、25第一连接杆、26第二连接杆、27第一搅拌杆、28第二驱动电机、29第二搅拌杆、30第二搅拌杆、31第三驱动电机、32第一锥形齿轮、33第二锥形齿轮、34U型转动杆、35拉杆、36移动板、37挡板、38开口、39第一粉碎刀片、40第一粉碎辊、41第四驱动电机、42T型滑块、43过滤网、44T型滑槽、45第二粉碎辊、46分流板、47第二粉碎刀片。
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。
参照图1-9，本发明包括第一安装架6和第二安装架14，第一安装架6的上端安装有粉碎箱4，粉碎箱4内设有隔板，隔板将粉碎箱4内从左至右分隔为摇摆腔和粉碎腔，摇摆腔内设有摇摆机构，粉碎腔内设有粉碎机构，摇摆机构上设有过滤网43，过滤网43和粉碎机构对应设置，过滤网43的一端连接T型滑块42，能够保证稳定的上下移动，继而提升过滤的效果。
在本发明中，第二安装架14上安装有第一搅拌箱11，第一搅拌箱11内设有两个搅拌腔，搅拌腔内设有位置调节结构，位置调节机构上安装有第一搅拌机构，第一搅拌箱11的下端连接有两个连接管13，第二安装架14的下端设有第二搅拌箱16，两个连接管13的下端连接在第二搅拌箱16的上端，第二搅拌箱16内安装有第二搅拌机构，第一搅拌箱11的一侧连接有负压设备，粉碎箱4通过导流结构和第一搅拌箱11连接，摇摆机构、粉碎机构、第一搅拌机构、第二搅拌机构以及负压设备均通过DCS控制系统控制连接，操作人员可以在后台通过远程控制利用DCS控制系统对各个机构的运行实现开启和关闭，同时各个机构上设置警报器，可以在设定的运行时间超出后发出警示，提醒操作人员关闭设备。
在本发明中，摇摆机构包括转动连接在摇摆腔一端侧壁上的U型转动杆34，U型转动杆34上套接有连接环，连接环的下端连接有拉杆35，拉杆35的下端转动连接有移动板36，移动板36的一端固定有挡板37，隔板的侧壁上设有开口38，移动板36的一端贯穿开口38并连接在过滤网43的一侧，且挡板37和开口38对应设置，粉碎箱4的上端固定有第一驱动电机2，第一驱动电机2的输出轴末端连接有第一锥形齿轮32，U型转动杆34的一端连接有第一粉碎辊40，第一粉碎辊40的一端贯穿隔板并转动连接在粉碎腔内的一端侧壁上，第一粉碎辊40的一侧固定套装有第二锥形齿轮33，且第二锥形齿轮33和第一锥形齿轮32相互啮合，摇摆机构通过对过滤网43的抬升，能够提升材料粉碎的力度和粉碎的质量，同时也可以保证符合过滤网孔径的材料快速通过，既降低粉碎的时间，又保证粉碎的质量。
在本发明中，粉碎机构包括转动连接在粉碎腔内一端侧壁上的第二粉碎辊45，第二粉碎辊45和第一粉碎辊40的一周等间距连接有多个第一粉碎刀片39，且同一侧的两个第一粉碎刀片39交叉设置，粉碎箱4的一侧固定有第四驱动电机41，第四驱动电机41的输出轴末端连接在第二粉碎辊45的一侧，粉碎箱4的上端设有进料斗1，且进料斗1和第一粉碎刀片39对应设置，粉碎机构上的两个粉碎辊对向设置，同时向中部转动，能够提升粉碎的效果，加速材料粉碎的速度和通过度。
在本发明中，位置调节机构包括固定在第一搅拌箱11中部的分流板46，分流板46的上端固定有八个导向杆21，导向杆21的上端固定有安装块23，安装块23的上端固定有两个伺服电机22，伺服电机22的输出轴末端连接有螺杆24，螺杆24的下端转动连接在分流板46的上端，螺杆24上螺纹套接有移动块17，同一侧的四个导向杆21贯穿设置在同一个移动块17的四角，移动块17的一侧转动连接有两个第二连接杆26，安装块23的一侧转动连接有四个第一连接杆25，四个第一连接杆25和四个第二连接杆26的一端共同转动连接有安装板18，第一搅拌机构安装在安装板18的一侧，位置调节机构上安装的两个伺服电机22采用同步控制系统控制，可以实现同时精准的正转和同时精准的反转。
在本发明中，第一搅拌机构包括固定在安装板18一端的横板19，横板19的上端安装有两个第二驱动电机28，第二驱动电机28的输出轴末端连接有第一搅拌杆27，第一搅拌杆27的一周等间距连接有多个第一搅拌叶20，第一搅拌机构为固定式搅拌，其通过位置调节机构的调节实现位置的变化，继而扩大其搅拌的范围和区域。
在本发明中，第二搅拌机构包括转动连接在第二搅拌箱16内一端侧壁上的第二搅拌杆29，第二搅拌杆29的一周等间距连接有多个第二搅拌叶30和第二粉碎刀片47，第二搅拌箱16的一侧安装有第三驱动电机31，第三驱动电机31的输出轴末端通过联轴器连接在第二搅拌杆29的一侧，第二搅拌机构上设置搅拌叶和粉碎刀片，能够将搅拌的效果提升，同时将结块的材料打碎打散，进一步提升发酵时的质量和效果。
在本发明中，导流结构包括连接在粉碎箱4下端一侧的出料通道3，第一搅拌箱11的上端一侧倾斜连接有两个分料管10，两个分料管10的一端共同连接有连接斗9，出料通道3的一端延伸至连接斗9内，导流结构用于将处分粉碎后的材料输送进第一搅拌箱11内的两个搅拌腔中，实现分区搅拌和发酵。
在本发明中，负压设备包括安装在第二安装架14上端一侧的有抽气泵8，抽气泵8的一端通过两个输气抽气通道7连接在第一搅拌箱11的两侧，负压设备采用吸气漩涡气泵，功率为18.5KW，转速为2850，电流为37A，重量为126Kg。
在本发明中，粉碎腔内一端的侧壁上设有T型滑槽44，T型滑槽44内安装有T型滑块42，过滤网43的一端固定在T型滑块42的一侧，第二搅拌箱16的一侧设有放料口，放料口的一端连接有出料管15，连接管13上设有阀门12，用于控制连接管13的开启和关闭，阀门12采用电磁阀，通过DCS控制系统控制连接。
在本发明中，需要进行发酵前的预处理时，利用输送带将对应的原料送入到进料斗1内，第一驱动电机2通过输出轴的转动带动第一锥形齿轮32转动带动第二锥形齿轮33转动，实现第一粉碎辊40的转动，同时带动U型转动杆34进行转动，随着U型转动杆34的转动带动拉杆35随着连接环进行上下移动，继而带动移动板36和过滤网43进行上下移动，另外第四驱动电机41通过输出轴的转动带动第二粉碎辊45进行转动，两个粉碎辊对向转动，第一粉碎刀片39交错设置，可以在原料粉碎后再利用过滤网43扔抬起来，再次粉碎，直至粉碎后的大小符合过滤网43的网径，之后符合的材料通过出料通道3落入连接斗9内，连接斗9通过两个分料管10分散至第一搅拌箱11内的两个搅拌腔内，两个伺服电机22通过输出轴的正转和反转转动带动螺杆24转动，实现移动块17的上下移动，随着移动块17的移动带动横板19进行倾斜的上下移动，继而扩大第一搅拌机构的搅拌范围，关闭分料管10的阀门，抽气泵8利用输气抽气通道7将第一搅拌箱11内进行抽真空，在第一搅拌箱11内发酵1-2天后，打开连接管13将发酵的材料放入第二搅拌箱16内，之后启动第三驱动电机31带动第二搅拌杆29进行搅拌，其中的第二粉碎刀片47再次对大块的杂质进行打碎打散，再充分搅拌完毕后通过出料管15泵入对应的发酵罐内进行发酵。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种厌氧发酵多级搅拌系统，包括第一安装架(6)和第二安装架(14)，其特征在于：所述第一安装架(6)的上端安装有粉碎箱(4)，所述粉碎箱(4)内设有隔板，所述隔板将粉碎箱(4)内从左至右分隔为摇摆腔和粉碎腔，所述摇摆腔内设有摇摆机构，所述粉碎腔内设有粉碎机构，所述摇摆机构上设有过滤网(43)，所述过滤网(43)和粉碎机构对应设置，所述第二安装架(14)上安装有第一搅拌箱(11)，所述第一搅拌箱(11)内设有两个搅拌腔，所述搅拌腔内设有位置调节机构，所述位置调节机构上安装有第一搅拌机构，所述第一搅拌箱(11)的下端连接有两个连接管(13)，所述第二安装架(14)的下端设有第二搅拌箱(16)，两个连接管(13)的下端连接在第二搅拌箱(16)的上端，所述第二搅拌箱(16)内安装有第二搅拌机构，所述第一搅拌箱(11)的一侧连接有负压设备，所述粉碎箱(4)通过导流结构和第一搅拌箱(11)连接，所述摇摆机构、粉碎机构、第一搅拌机构、第二搅拌机构以及负压设备均通过DCS控制系统控制连接；
所述摇摆机构包括转动连接在摇摆腔一端侧壁上的U型转动杆(34)，所述U型转动杆(34)上套接有连接环，所述连接环的下端连接有拉杆(35)，所述拉杆(35)的下端转动连接有移动板(36)，所述移动板(36)的一端固定有挡板(37)，所述隔板的侧壁上设有开口(38)，所述移动板(36)的一端贯穿开口(38)并连接在过滤网(43)的一侧，且挡板(37)和开口(38)对应设置，所述粉碎箱(4)的上端固定有第一驱动电机(2)，所述第一驱动电机(2)的输出轴末端连接有第一锥形齿轮(32)，所述U型转动杆(34)的一端连接有第一粉碎辊(40)，所述第一粉碎辊(40)的一端贯穿隔板并转动连接在粉碎腔内的一端侧壁上，所述第一粉碎辊(40)的一侧固定套装有第二锥形齿轮(33)，且第二锥形齿轮(33)和第一锥形齿轮(32)相互啮合。
2.根据权利要求1所述的一种厌氧发酵多级搅拌系统，其特征在于：所述粉碎机构包括转动连接在粉碎腔内一端侧壁上的第二粉碎辊(45)，所述第二粉碎辊(45)和第一粉碎辊(40)的一周等间距连接有多个第一粉碎刀片(39)，且同一侧的两个第一粉碎刀片(39)交叉设置，所述粉碎箱(4)的一侧固定有第四驱动电机(41)，所述第四驱动电机(41)的输出轴末端连接在第二粉碎辊(45)的一侧，所述粉碎箱(4)的上端设有进料斗(1)，且进料斗(1)和第一粉碎刀片(39)对应设置。
3.根据权利要求1所述的一种厌氧发酵多级搅拌系统，其特征在于：所述位置调节机构包括固定在第一搅拌箱(11)中部的分流板(46)，所述分流板(46)的上端固定有八个导向杆(21)，所述导向杆(21)的上端固定有安装块(23)，所述安装块(23)的上端固定有两个伺服电机(22)，所述伺服电机(22)的输出轴末端连接有螺杆(24)，所述螺杆(24)的下端转动连接在分流板(46)的上端，所述螺杆(24)上螺纹套接有移动块(17)，同一侧的四个导向杆(21)贯穿设置在同一个移动块(17)的四角，所述移动块(17)的一侧转动连接有两个第二连接杆(26)，所述安装块(23)的一侧转动连接有四个第一连接杆(25)，四个第一连接杆(25)和四个第二连接杆(26)的一端共同转动连接有安装板(18)，所述第一搅拌机构安装在安装板(18)的一侧。
4.根据权利要求1所述的一种厌氧发酵多级搅拌系统，其特征在于：所述第一搅拌机构包括固定在安装板(18)一端的横板(19)，所述横板(19)的上端安装有两个第二驱动电机(28)，所述第二驱动电机(28)的输出轴末端连接有第一搅拌杆(27)，所述第一搅拌杆(27)的一周等间距连接有多个第一搅拌叶(20)。
5.根据权利要求1所述的一种厌氧发酵多级搅拌系统，其特征在于：所述第二搅拌机构包括转动连接在第二搅拌箱(16)内一端侧壁上的第二搅拌杆(29)，所述第二搅拌杆(29)的一周等间距连接有多个第二搅拌叶(30)和第二粉碎刀片(47)，所述第二搅拌箱(16)的一侧安装有第三驱动电机(31)，所述第三驱动电机(31)的输出轴末端通过联轴器连接在第二搅拌杆(29)的一侧。
6.根据权利要求1所述的一种厌氧发酵多级搅拌系统，其特征在于：所述导流结构包括连接在粉碎箱(4)下端一侧的出料通道(3)，所述第一搅拌箱(11)的上端一侧倾斜连接有两个分料管(10)，两个分料管(10)的一端共同连接有连接斗(9)，所述出料通道(3)的一端延伸至连接斗(9)内。
7.根据权利要求1所述的一种厌氧发酵多级搅拌系统，其特征在于：所述负压设备包括安装在第二安装架(14)上端一侧的有抽气泵(8)，所述抽气泵(8)的一端通过两个输气抽气通道(7)连接在第一搅拌箱(11)的两侧。
8.根据权利要求1所述的一种厌氧发酵多级搅拌系统，其特征在于：所述粉碎腔内一端的侧壁上设有T型滑槽(44)，所述T型滑槽(44)内安装有T型滑块(42)，所述过滤网(43)的一端固定在T型滑块(42)的一侧。
9.根据权利要求1所述的一种厌氧发酵多级搅拌系统，其特征在于：所述第二搅拌箱(16)的一侧设有放料口，所述放料口的一端连接有出料管(15)，所述连接管(13)上设有阀门(12)。
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