CN115466136B - 畜禽粪污智能检测控制发酵装置 - Google Patents

畜禽粪污智能检测控制发酵装置 Download PDF

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Abstract

一种畜禽粪污智能检测控制发酵装置，包括发酵棚与PLC控制器，发酵棚的顶部设有电动滑轨，安装板的侧面固定安装横向的第一电动伸缩杆，第一电动伸缩杆的活动端固定安装竖向的第二电动伸缩杆，第二电动伸缩杆的活动端固定安装探针，探针能够检测粪污的湿度与温度；通过移动的探针检测发酵物料的湿度与温度，使检测数据更加精确，避免探头长时间位于发酵物料内，对探头的影响；并根据测量的温度与湿度，计算出需要添加的活性菌种的量及需要曝气的时长，实现曝气与活性菌种的自动化添加的控制，根据发酵物料密度计算出是否需要添加辅料，同时还能根据当前情况下的温度、湿度计算物料配比是否合理，并计算出物料配比的精准值，增加物料发酵的彻底性。

Description

畜禽粪污智能检测控制发酵装置
技术领域
本发明属于畜禽粪污发酵技术领域，具体地说是一种畜禽粪污智能检测控制发酵装置。
背景技术
畜禽在养殖过程中其产生的粪便是有机肥的重要原料，主要可通过有机肥发酵菌种快速分解有机质，强力降解蛋白质，能有效杀死发酵物中的有害菌、虫、虫卵、草籽并降解抗生素残留等，从而将畜禽粪污转化为有机肥，但现有的畜禽粪污发酵时，需通过工作人员的经验判断是否需要添加辅料、曝气，对工作人员的依赖较高，无法满足实际需求，故而，我们发明了畜禽粪污智能检测控制发酵装置。
发明内容
本发明提供一种畜禽粪污智能检测控制发酵装置，用以解决现有技术中的缺陷。
本发明通过以下技术方案予以实现：
畜禽粪污智能检测控制发酵装置，包括发酵棚与PLC控制器，发酵棚内设有发酵池，发酵池上架设翻抛机，发酵棚的顶部设有电动滑轨，电动滑轨的滑块上设有安装板，安装板的侧面固定安装横向的第一电动伸缩杆，第一电动伸缩杆的活动端固定安装竖向的第二电动伸缩杆，第二电动伸缩杆的活动端固定安装探针，探针能够检测粪污的湿度与温度，安装板上固定安装距离传感器，发酵池的上方设有加菌装置，发酵池的底部设有曝气装置与压力传感器，加菌装置、曝气装置、电动滑轨、探针、第一电动伸缩杆、第二电动伸缩杆、翻抛机、压力传感器、距离传感器分别与PLC控制器电路连接并由PLC控制器控制。
如上所述的畜禽粪污智能检测控制发酵装置，所述安装板通过伺服电机安装在电动滑轨的滑块上，伺服电机与PLC控制器电路控制连接。
如上所述的畜禽粪污智能检测控制发酵装置，所述加菌装置包括活性菌种液罐，发酵池上方设有喷头，喷头与活性菌种液罐通过连接管道连通连接，连接管道上连通安装加压泵，加压泵与PLC控制器通过电路控制连接。
如上所述的畜禽粪污智能检测控制发酵装置，所述喷头为自动摆动喷头。
如上所述的畜禽粪污智能检测控制发酵装置，所述曝气装置包括曝气管，发酵池的底部均匀开设数个沟槽，曝气管位于沟槽内，曝气管上开设曝气孔，曝气管的进气端连通连接进气管，进气管连通连接吹风机，吹风机与PLC控制器通过电路控制连接。
如上所述的畜禽粪污智能检测控制发酵装置，所述翻抛机包括电动推杆，电动推杆的活动端固定安装固定板，固定板上通过轴座转动安装横轴，固定板上设有能够驱动横轴转动的驱动电机，横轴外周的两端分别通过轴承转动同轴的安装转盘，横轴的两端分别固定安装同轴的齿轮，齿轮的侧面分别啮合配合设有数个齿条，齿条分别通过第一弹簧杆安装在转盘上，第一弹簧杆既能够被拉伸也能够被压缩，转盘的外周分别均匀固定安装数个拨板，拨板内部为中空结构，拨板的外端开设与内部相连通的插槽，插槽内活动安装插板，插板与拨板通过第二弹簧杆相连接。
如上所述的畜禽粪污智能检测控制发酵装置，所述驱动电机的转轴固定连接竖轴的一端，竖轴通过轴座转动安装在固定板，竖轴的另一端固定安装斜齿轮，横轴的外周固定安装同轴的斜齿轮环，斜齿轮与斜齿轮环啮合配合。
本发明的优点是：本发明能够通过移动的探针检测发酵物料的湿度与温度，增加检测范围，从而使检测数据更加精确，同时减少大量的监测探头的使用，降低成本，避免探头长时间位于发酵物料内，对探头的影响，并通过密度检测与温度和湿度检测相互印证，从而能够计算出更佳的发酵环境，提高发酵效率与质量。根据发酵物料密度的大小可以知道当前情况下是否需要添加辅料，同时还能根据当前情况下的温度、湿度来测试物料配比是否合理，来计算出物料配比的精准值，增加物料发酵的彻底性。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图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性的前提下，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是图1的Ⅰ局部放大图；图3是图2的A向视图；图4是图2的Ⅱ局部放大图；图5是图3的Ⅲ局部放大图；图6是本发明的电路示意图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
一种畜禽粪污智能检测控制发酵装置，如图所示，包括发酵棚1与PLC控制器10，发酵棚1为钢架结构的太阳板房，有利于阳光对发酵棚1内部的粪污暴晒，且发酵棚1为密闭空间，发酵棚1上设有密封门，用于人员进出，发酵棚1上设有排气通道，用于收集发酵棚1内形成的废气，发酵棚1内设有发酵池2，发酵池2上架设翻抛机3，翻抛机3通过横向行车31与纵向行车32安装在发酵池2上方，横向行车31能够带动翻抛机3左右移动，纵向行车32能够带动翻抛机3前后移动，两个纵向行车32固定安装在发酵池2的上方，横向行车31的两端分别与对应的纵向行车32的移动台固定连接，翻抛机3固定安装在横向行车31的移动台上，发酵棚1的顶部设有电动滑轨5，电动滑轨5的滑块上设有安装板6，安装板6的侧面固定安装横向的第一电动伸缩杆7，本实施例中第一电动伸缩杆7设有四个，且第一电动伸缩杆7与第二电动伸缩杆8和探针4一一对应，通过多个探针4进行检测，检测数据更加精确，减少检测误差，第一电动伸缩杆7的活动端固定安装竖向的第二电动伸缩杆8，第二电动伸缩杆8的活动端固定安装探针4，探针4能够检测粪污的湿度与温度，探针4上设有温度传感器与湿度传感器，安装板6上固定安装距离传感器9，距离传感器9用于测量粪污顶侧距离安装板6的距离，从而能够计算出粪污底侧距离发酵池2底部之间的距离，发酵池2的上方设有加菌装置，发酵池2的底部设有曝气装置与压力传感器11，压力传感器11设有数个，并均匀分布在发酵池2的底部，压力传感器11位于距离传感器9移动轨迹的正下方，加菌装置、曝气装置、电动滑轨5、探针4、第一电动伸缩杆7、第二电动伸缩杆8、翻抛机3、压力传感器11、距离传感器9分别与PLC控制器10电路连接并由PLC控制器10控制，探针4能够将检测到的温度数据与湿度数据传递给PLC控制器10，压力传感器11能够将检测的压力数据传送至PLC控制器10，距离传感器9能够将检测到的粪污顶侧距离安装板6之间的距离数据传递给PLC控制器，PLC控制器10能够分别控制电动滑轨5、加菌装置、曝气装置、电动滑轨5、第一电动伸缩杆7、第二电动伸缩杆8及翻抛机3。使用本发明时，首先将畜禽粪污及农作物秸秆颗粒均匀混合，制成湿度在60％的发酵物料，畜禽粪污的湿度在80％至95％之间，农作物秸秆颗粒的湿度在20％左右，通过控制二者的比例，便能够得到湿度在60％的发酵物料，并将发酵物料填入发酵池2内，发酵池2的深度为2.5米，发酵物料的厚度为2米；压力传感器11能够实时监测发酵物料对发酵池2某一位置的压力，PLC控制器10定期驱动电动滑轨5，使电动滑轨5的滑块带动安装板6前后移动，当安装板6带动距离传感器9移动至压力传感器11的上方时，PLC控制器10能够计算出压力传感器11上方发酵物料的厚度，通过压力数据与厚度数据，便能够计算出发酵物料的密度，可以根据发酵物料的密度判断是否需要添加辅料；PLC控制器10还能够控制第二电动伸缩杆8伸缩变化，探针4上下移动，从而使探针4能够插入发酵物料内，探针4能够检测发酵物料内部的湿度与温度，并将检测到的温度数据与湿度数据传送至PLC控制器10，当探针4从发酵物料内移出后，PLC控制器10还能够通过控制电动滑轨5使安装板6前后移动、控制第一电动伸缩杆7伸缩变化后，再使探针4上下移动，从而能够扩大探针4的检测范围，使检测的数据更加准确，当温度≤75℃、湿度≤60％时，PLC控制器10会控制加菌装置在发酵物料顶侧喷洒活性菌种，并根据具体的温度与湿度情况，计算出需要添加的活性菌种的量，实现活性菌种的精准添加；然后使探针4移动至最上方后，再通过翻抛机3翻动发酵物料，使活性菌种与发酵物料混合更加均匀，从改变人们依靠自身经验添加活性菌种的惯例；当湿度≥60％、温度≥75℃时，PLC控制器10会控制曝气装置，进行曝气，并通过当时的数据计算出本次曝气需要的时间，做到精准控制，改变了一直以来人们根据自身经验来控制曝气时间的不足，使发酵更加充分并且缩短发酵时间；根据发酵物料密度的大小可以知道当前情况下是否需要添加辅料，同时还能根据当前情况下的温度、湿度计算物料配比是否合理，并计算出物料配比的精准值，增加物料发酵的彻底性。
具体而言，如图所示，本实施例所述安装板6通过伺服电机12安装在电动滑轨5的滑块上，伺服电机12固定安装在电动滑轨5的滑块上，伺服电机12的转轴与安装板6固定连接，伺服电机12与PLC控制器10电路控制连接。PLC控制器10能够驱动伺服电机12转动，驱动电机12的转轴带动安装板6转动，安装板6带动第一电动伸缩杆7、第二电动伸缩杆8及探针4转动，从而能够进一步增加探针4探测的范围。
具体的，如图所示，本实施例所述加菌装置包括活性菌种液罐13，发酵池2上方设有喷头14，喷头14与活性菌种液罐13通过连接管道15连通连接，连接管道15上连通安装加压泵16，加压泵16与PLC控制器10通过电路控制连接。PLC控制器10控制加压泵16运行时，加压泵16能够将活性菌种液罐13内的活性菌种液体通过连接管道15泵入喷头14内，喷头14向发酵物料顶侧喷洒活性菌种液体。
进一步的，如图所示，本实施例所述喷头14为自动摆动喷头。自动摆动喷头能够在高压水流的作用下自动摆动，从而不断变化喷洒角度，使活性菌种均匀撒在发酵物料顶侧。
更进一步的，如图所示，本实施例所述曝气装置包括曝气管17，发酵池2的底部均匀开设数个沟槽18，曝气管17位于沟槽18内，曝气管17与沟槽18一一对应，曝气管17上开设曝气孔，曝气孔朝向上方，曝气管17的进气端连通连接进气管19，进气管19连通连接吹风机20，吹风机20与PLC控制器10通过电路控制连接。PLC控制器10控制吹风机20运行时，吹风机20向进气管19内吹气，气体通过进气管19进入曝气管17内，并通过曝气孔吹入发酵物料内。
更进一步的，如图所示，本实施例所述翻抛机3包括电动推杆40，电动推杆40固定安装在横向行车31的移动台上，电动推杆40的活动端固定安装固定板41，固定板41上通过轴座转动安装横轴42，固定板41上设有能够驱动横轴42转动的驱动电机43，驱动电机43与PLC控制器10通过电路控制连接，横轴42外周的两端分别通过轴承转动同轴的安装转盘44，横轴42的两端分别固定安装同轴的齿轮45，齿轮45的侧面分别啮合配合设有数个齿条46，齿条46分别通过第一弹簧杆47安装在转盘44上，第一弹簧杆47既能够被拉伸也能够被压缩，第一弹簧杆47包括固定管471与活动杆472，齿条46与活动杆472固定连接，固定管471与转盘44固定连接，固定管471与活动杆472通过弹簧473相连接，弹簧473既能够被拉伸也能够被压缩，且弹簧活动套装在活动杆外周，固定管471的内周开设条形滑槽474，条形滑槽474内滑动配合安装滑块475，滑块475与活动杆472固定连接，滑块475位于条形滑槽474的中部，第一弹簧杆47伸缩变化时，活动杆472带动滑块475沿条形滑槽474滑动，当滑块475位于条形滑槽474端部时，弹簧473未到达弹性拉伸极限，也未达到弹性压缩极限，从而对弹簧473进行保护，转盘44的外周分别均匀固定安装数个拨板48，拨板48的内端与转盘44固定连接，拨板48内部为中空结构，拨板48的外端开设与内部相连通的插槽49，插槽49内活动安装插板50，插板50能够通过插槽49进出拨板48的内部，插板50与拨板48通过第二弹簧杆51相连接，插板50在插槽49内移动时，插板50的侧面与插槽49对应的侧壁滑动接触配合，从而使插槽49能够刮除插板50上的板结物，第二弹簧杆51伸缩变化，第二弹簧杆51的固定杆镶嵌安装在拨板48与转盘44上，从而能够节省空间，增加拨板48与转盘44之间的连接强度，插板50的内端固定设有挡块52，挡块52能够限制插板50完全移出插槽49，当挡块52与拨板48外端的内壁接触配合时，插板50伸出最长，此时未到达第二弹簧杆51的拉伸极限，对第二弹簧杆51进行保护。电动推杆40能够带动固定板41升降，转盘44上下移动，从而实现对翻抛高度的调整；PLC控制器10控制驱动电机43转动时，驱动电机43的正反转动能够分别带动横轴42正反转动，横轴42带动齿轮45转动，齿轮45带动齿条46移动，使对应的第一弹簧杆伸缩变化，横轴42正向转动时，第一弹簧杆47被拉伸，横轴42反向转动时，第一弹簧杆47被压缩，从而使转盘44相对横轴42转动一定角度，在第一弹簧杆47不再伸缩变化，转盘44随横轴42转动，转盘44带动拨板48转动，拨板48内的插板50在离心力的作用下甩向，插板50沿透槽49向外伸，第二弹簧杆51被拉伸，控制驱动电机43的转速，转盘44转速越快，插板50甩出的距离越大，从而能够对更大范围的发酵物料进行清理，此时适用于发酵物料较为松散的状态，反之，转盘44转动速度越慢，插板50伸出的越少，插板50与拨板48组成的更加坚固的拨动结构，适用于发酵物料板结较多的情况；转盘44在时，当拨板48、插板50碰倒板结较为结实的发酵物料时，转盘44转动阻力突然增加，第一弹簧杆47能够进一步被拉伸或压缩，从而对横轴42转动形成缓冲，保护驱动电机43，同时由于转盘44降速，插板50向拨板48内部回缩，插板50与拨板48组成的更加坚固的拨动结构，对插板50形成保护；从而能够根据发酵物料的稀疏自动调节拨动结构的拨动范围接强度，能够缓冲对驱动电机43的冲击。
更进一步的，如图所示，本实施例所述驱动电机43的转轴固定连接竖轴60的一端，竖轴60通过轴座转动安装在固定板41，竖轴60的另一端固定安装斜齿轮61，横轴42的外周固定安装同轴的斜齿轮环62，斜齿轮61与斜齿轮环62啮合配合。驱动电机42转动时带动竖轴60、斜齿轮61转动，斜齿轮61通过斜齿轮环62带动横轴42转动。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (6)

1.畜禽粪污智能检测控制发酵装置，其特征在于：包括发酵棚(1)与PLC控制器(10)，发酵棚(1)内设有发酵池(2)，发酵池(2)上架设翻抛机(3)，发酵棚(1)的顶部设有电动滑轨(5)，电动滑轨(5)的滑块上设有安装板(6)，安装板(6)的侧面固定安装横向的第一电动伸缩杆(7)，第一电动伸缩杆(7)的活动端固定安装竖向的第二电动伸缩杆(8)，第二电动伸缩杆(8)的活动端固定安装探针(4)，探针(4)能够检测粪污的湿度与温度，安装板(6)上固定安装距离传感器(9)，发酵池(2)的上方设有加菌装置，发酵池(2)的底部设有曝气装置与压力传感器(11)，加菌装置、曝气装置、电动滑轨(5)、探针(4)、第一电动伸缩杆(7)、第二电动伸缩杆(8)、翻抛机(3)、压力传感器(11)、距离传感器(9)分别与PLC控制器(10)电路连接并由PLC控制器(10)控制；所述翻抛机(3)包括电动推杆(40)，电动推杆(40)的活动端固定安装固定板(41)，固定板(41)上通过轴座转动安装横轴(42)，固定板(41)上设有能够驱动横轴(42)转动的驱动电机(43)，横轴(42)外周的两端分别通过轴承转动安装同轴的转盘(44)，横轴(42)的两端分别固定安装同轴的齿轮(45)，齿轮(45)的侧面分别啮合配合设有数个齿条(46)，齿条(46)分别通过第一弹簧杆(47)安装在转盘(44)上，第一弹簧杆(47)既能够被拉伸也能够被压缩，转盘(44)的外周分别均匀固定安装数个拨板(48)，拨板(48)内部为中空结构，拨板(48)的外端开设与内部相连通的插槽(49)，插槽(49)内活动安装插板(50)，插板(50)与拨板(48)通过第二弹簧杆(51)相连接。
2.根据权利要求1所述的畜禽粪污智能检测控制发酵装置，其特征在于：所述安装板(6)通过伺服电机(12)安装在电动滑轨(5)的滑块上，伺服电机(12)与PLC控制器(10)电路控制连接。
3.根据权利要求1所述的畜禽粪污智能检测控制发酵装置，其特征在于：所述加菌装置包括活性菌种液罐(13)，发酵池(2)上方设有喷头(14)，喷头(14)与活性菌种液罐(13)通过连接管道(15)连通连接，连接管道(15)上连通安装加压泵(16)，加压泵(16)与PLC控制器(10)通过电路控制连接。
4.根据权利要求3所述的畜禽粪污智能检测控制发酵装置，其特征在于：所述喷头(14)为自动摆动喷头。
5.根据权利要求1所述的畜禽粪污智能检测控制发酵装置，其特征在于：所述曝气装置包括曝气管(17)，发酵池(2)的底部均匀开设数个沟槽(18)，曝气管(17)位于沟槽(18)内，曝气管(17)上开设曝气孔，曝气管(17)的进气端连通连接进气管(19)，进气管(19)连通连接吹风机(20)，吹风机(20)与PLC控制器(10)通过电路控制连接。
6.根据权利要求1所述的畜禽粪污智能检测控制发酵装置，其特征在于：所述驱动电机(43)的转轴固定连接竖轴(60)的一端，竖轴(60)通过轴座转动安装在固定板(41)，竖轴(60)的另一端固定安装斜齿轮(61)，横轴(42)的外周固定安装同轴的斜齿轮环(62)，斜齿轮(61)与斜齿轮环(62)啮合配合。
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