CN217922118U - 一种基于物联网的发酵罐 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种基于物联网的发酵罐，涉及好氧发酵设备技术领域。该基于物联网的发酵罐包括罐体、采集机构、传输机构、应用机构和送风机构。罐体的上部设置有进料口，底部设置有出料管，采集机构包括温湿度传感器和氧浓度传感器，传输机构包括依次通信连接的无线网络模块、网关模块和以太网模块；应用机构包括服务器、显示器和控制终端。送风机构包括依次连接的第一鼓风机、第一增压泵和第一加热器，第一加热器的出口连接在罐体的底部。基于物联网的发酵罐利用物联网、无线传感、网络控制技术，能够对罐体内的温度、湿度和氧浓度进行实时的精准监控，当罐体内的温度、湿度和氧浓度未达到要求时，可通过控制终端向管理者发出提醒。

Description

一种基于物联网的发酵罐

技术领域

本实用新型涉及好氧发酵设备技术领域，尤其是涉及一种基于物联网的发酵罐。

背景技术

目前，畜牧养殖业快速壮大，逐步向规模化、集约化和标准化的方向发展。规模化养殖便于牲畜统一管理，大幅度缩减了饲养成本，增加了养殖效益。近年来我国畜禽养殖总量呈上升趋势。根据测算，2020年我国主要畜禽粪便等废弃物产量超过15亿吨。畜禽废弃物中含有大量的病原微生物，寄生虫卵、未吸收的重金属元素和氮磷等营养元素，如随意堆放和丢弃，不经合理处理而排放到环境中，会严重污染土壤、空气和水，甚至直接威胁人体健康。

畜禽废弃物好氧发酵利用好氧微生物和发酵罐，将畜禽废弃物中复杂的有机质降解为稳定的腐殖质。降解后的腐殖质含有大量的有机物，会继续缓慢降解。畜禽废弃物经过好氧发酵腐化后不再有臭味，复杂的有机物被降解成简单的化合物，可以改善土壤，修复受污染的土壤，且容易被作物吸收，可做为高效的生态有机肥料以提高植物产量和质量。

影响好氧发酵速度和质量的因素主要有物料本身固有的性质、温度、含水率和供氧量等，各个因素对好氧发酵过程的影响程度不同。物料本身固有的性质难以人为控制，而温度、含水率和供氧量等因素却可以通过人为控制。

公开号为CN212513137U的中国专利公开了一种基于物联网的青贮发酵智能监控系统，其在发酵池的基础上应用了物联网技术，如果能够将该专利公开的技术方案应用到发酵罐中，便能够实时监控发酵罐内的温度、含水率和供氧量，那么管理人员便能够知悉发酵罐内的发酵条件是否与预期的水平相当，当发酵罐内的温度、含水率和供氧量未达到要求时，可以及时补救，以保证发酵的速度和质量。

实用新型内容

针对上述情况，本实用新型提供一种基于物联网的发酵罐，其利用物联网、无线传感、网络控制技术，能够对发酵罐内的温度、湿度和氧浓度进行实时的精准监控，当罐体内的温度、湿度和氧浓度未达到要求时，可通过控制终端向管理者发出提醒，以便于及时补救，保证发酵的速度和质量。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

一种基于物联网的发酵罐，其主要可以包括罐体、采集机构、传输机构、应用机构和送风机构；

罐体的上部设置有进料口，底部设置有出料管；

采集机构包括温湿度传感器和氧浓度传感器；

传输机构包括依次通信连接的无线网络模块、网关模块和以太网模块，温湿度传感器和氧浓度传感器的输出端均与无线网络模块的输入端通信连接；

应用机构包括服务器、显示器和控制终端，服务器的输入端与以太网模块的输出端通信连接，服务器的输出端分别与显示器和控制终端通信连接；

送风机构包括依次连接的第一鼓风机、第一增压泵和第一加热器，第一加热器的出口连接在罐体的底部。

在本实用新型的一些实施例中，控制终端包括手机、平板或电脑。

在本实用新型的一些实施例中，送风机构还包括相互连接的第二鼓风机、第二增压泵和第二加热器，第二加热器的出口连接在罐体的顶部。

在本实用新型的一些实施例中，罐体内设置有搅拌轴，搅拌轴上固定有多个搅拌杆。

在本实用新型的一些实施例中，罐体的顶部连接有排气管。

在本实用新型的一些实施例中，出料管设置有通过液压缸开闭的出料门；

罐体的内侧底部滑动配合有升降板，出料管的上部与升降板相插接，升降板与罐体之间连接有压簧和位移传感器；

位移传感器的输出端通信连接有PLC控制器，PLC控制器的输出端与液压缸的控制端通信连接。

在本实用新型的一些实施例中，罐体的底部连接有排尽管，排尽管的上部与升降板相插接；

排尽管的底部封闭、下部沿其径向开设有出口；

排尽管内滑动配合有活动塞。

在本实用新型的一些实施例中，活动塞的下侧连接有螺杆，螺杆与排尽管的底部螺纹连接。

本实用新型实施例至少具有如下优点或有益效果：

1.基于物联网的发酵罐利用物联网、无线传感、网络控制技术，能够对罐体内的温度、湿度和氧浓度进行实时的精准监控，显示器能够显示罐体内的温度、湿度和氧浓度的数据信息，当罐体内的温度、湿度和氧浓度未达到要求时，可通过控制终端向管理者发出提醒。

2.通过第一鼓风机、第一增压泵和第一加热器的设置，使得在罐体内的温度较低、湿度较高和氧浓度较低时，管理者可开启第一加热器、第一鼓风机和第一增压泵，将高温、高压的外界空气通入罐体中，以便于及时补救，保证发酵的速度和质量。

本实用新型的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本实用新型而了解。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例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申请的一些实施例，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为基于物联网的发酵罐的结构示意图；

图2为采集机构、传输机构和应用机构的示意图；

图3为图1中A位置的局部放大图。

图标：

1-罐体，11-进料口，12-出料管，13-搅拌轴，14-搅拌杆，15-排气管，

2-采集机构，21-温湿度传感器，22-氧浓度传感器，

3-传输机构，31-无线网络模块，32-网关模块，33-以太网模块，

4-应用机构，41-服务器，42-显示器，43-控制终端，

51-第一鼓风机，52-第一增压泵，53-第一加热器，54-第二鼓风机，55-第二增压泵，56-第二加热器，

61-出料门，62-升降板，63-压簧，64-位移传感器，65-PLC控制器，66-液压缸，

71-排尽管，72-出口，73-活动塞，74-螺杆。

具体实施方式

在下文中，仅简单地描述了某些示例性实施例。正如本领域技术人员可认识到的那样，在不脱离本实用新型实施例的精神或范围的情况下，可通过各种不同方式修改所描述的实施例。因此，附图和描述被认为本质上是示例性的而非限制性的。

在本实用新型实施例的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“顶”、“底”、“内”、“径向”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实用新型实施例和简化描述，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实用新型实施例的限制。

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。在本实用新型实施例的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本实用新型实施例中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型实施例中的具体含义。

下面结合附图对本实用新型的实施例进行详细说明。

实施例

请参照图1-图3，本实施例提供一种基于物联网的发酵罐，其主要可以包括罐体1、采集机构2、传输机构3、应用机构4和送风机构。采集机构2将检测得到的数据通过传输机构3传输给应用机构4。

罐体1的上部设置有用于进料的进料口11，底部设置有用于出料的出料管12。

采集机构2包括设置在罐体1内的温湿度传感器21和氧浓度传感器22。温湿度传感器21用于检测罐体1内的温度和湿度，氧浓度传感器22用于检测罐体1内的氧浓度。

传输机构3包括依次通信连接的无线网络模块31、网关模块32和以太网模块33，温湿度传感器21和氧浓度传感器22的输出端均与无线网络模块31的输入端通信连接。

应用机构4包括服务器41、显示器42和控制终端43，服务器41的输入端与以太网模块33的输出端通信连接，服务器41的输出端分别与显示器42和控制终端43通信连接。

送风机构包括依次连接的第一鼓风机51、第一增压泵52和第一加热器53，第一加热器53的出口72连接在罐体1的底部。

基于物联网的发酵罐利用物联网、无线传感、网络控制技术，能够对罐体1内的温度、湿度和氧浓度进行实时的精准监控，显示器42可安装在罐体1上，显示器42能够显示罐体1内的温度、湿度和氧浓度的数据信息，当罐体1内的温度、湿度和氧浓度未达到要求时，可通过控制终端43向管理者发出提醒。在罐体1内的温度较低、湿度较高和氧浓度较低时，管理者可开启第一加热器53、第一鼓风机51和第一增压泵52，将高温、高压的外界空气通入罐体1中，以便于及时补救，保证发酵的速度和质量。

需要说明的是，管理者可以根据实际需要旋择是否开启第一加热器53，在不开启第一加热器53时，可将常温、高压的外界空气通入罐体1中。

可以理解的是，上述所述的高温、高压只是相对而言，向罐体1中通入高温空气的目的是升高罐体1内的温度，向罐体1中通入高压空气的目的是便于排出罐体1内原有的气体、降低罐体1内的湿度，以保证发酵的速度和质量。

上文大体上描述了基于物联网的发酵罐的主要部件和工作原理，下文将对基于物联网的发酵罐做更为详细的阐述。

控制终端43包括手机、平板或电脑，控制终端43能够向管理者发出提醒。

送风机构还包括相互连接的第二鼓风机54、第二增压泵55和第二加热器56，第二加热器56的出口72连接在罐体1的顶部。从罐体1的顶部和底部向罐体1内通入空气，能够提高换气效果。

罐体1内设置有搅拌轴13，搅拌轴13上固定有多个搅拌杆14。搅拌轴13可在电机的驱动下带动搅拌杆14旋转，以搅拌罐体1内的物料、保证物料发酵的效果。

罐体1的顶部连接有排气管15，以便于将罐体1内物料发酵产生的废气，输送至指定地点进行除臭、净化后，再进行排放。

在排出罐体1内的物料时，可在罐体1内留下部分物料（已发酵）与新的物料（未发酵）混合，以便于加速新物料的好氧发酵过程。为了便于在罐体1内留下部分物料，出料管12设置有通过液压缸66开闭的出料门61，罐体1的内侧底部滑动配合有升降板62，出料管12的上部与升降板62相插接，升降板62与罐体1之间连接有压簧63和位移传感器64，位移传感器64的输出端通信连接有PLC控制器65，PLC控制器65的输出端与液压缸66的控制端通信连接。通过液压缸66打开出料门61后，罐体1内的物料可从出料管12处排出，随着升降板62上物料的减少，升降板62在压簧63的作用下相对于出料管12向上移动，当位移传感器64检测到升降板62上移的距离达到预定值时，位移传感器64通过PLC控制器65使液压缸66动作，以快速关闭出料门61，从而将部分物料留置在罐体1内。

在需要清洗罐体1内部或长时间不使用罐体1时，需要完全排尽罐体1内的物料时。为了便于排尽罐体1内的物料，罐体1的底部连接有排尽管71，排尽管71的上部与升降板62相插接，排尽管71的底部封闭、下部沿其径向开设有出口72，排尽管71内滑动配合有活动塞73。在需要排尽罐体1内的物料时，可下移活动塞73，使罐体1内的物料从排尽管71的出口72处排出。

为了便于活动塞73的上移或下移，活动塞73的下侧连接有螺杆74，螺杆74与排尽管71的底部螺纹连接。活动塞73可在排尽管71内上下滑动，并可绕排尽管71的轴线旋转，转动螺杆74便可上移或下移活动塞73。

最后应说明的是：以上仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化，在不冲突的情况下，本申请的实施例和实施例中的特征可以任意相互组合。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种基于物联网的发酵罐，其特征在于，包括罐体、采集机构、传输机构、应用机构和送风机构；

所述罐体的上部设置有进料口，底部设置有出料管；

所述采集机构包括温湿度传感器和氧浓度传感器；

所述传输机构包括依次通信连接的无线网络模块、网关模块和以太网模块，所述温湿度传感器和所述氧浓度传感器的输出端均与所述无线网络模块的输入端通信连接；

所述应用机构包括服务器、显示器和控制终端，所述服务器的输入端与所述以太网模块的输出端通信连接，所述服务器的输出端分别与所述显示器和所述控制终端通信连接；

所述送风机构包括依次连接的第一鼓风机、第一增压泵和第一加热器，所述第一加热器的出口连接在所述罐体的底部。

2.根据权利要求1所述的基于物联网的发酵罐，其特征在于，所述控制终端包括手机、平板或电脑。

3.根据权利要求1所述的基于物联网的发酵罐，其特征在于，所述送风机构还包括相互连接的第二鼓风机、第二增压泵和第二加热器，所述第二加热器的出口连接在所述罐体的顶部。

4.根据权利要求1所述的基于物联网的发酵罐，其特征在于，所述罐体内设置有搅拌轴，所述搅拌轴上固定有多个搅拌杆。

5.根据权利要求1所述的基于物联网的发酵罐，其特征在于，所述罐体的顶部连接有排气管。

6.根据权利要求1-5任一项所述的基于物联网的发酵罐，其特征在于，

所述出料管设置有通过液压缸开闭的出料门；

所述罐体的内侧底部滑动配合有升降板，所述出料管的上部与所述升降板相插接，所述升降板与所述罐体之间连接有压簧和位移传感器；

所述位移传感器的输出端通信连接有PLC控制器，所述PLC控制器的输出端与所述液压缸的控制端通信连接。

7.根据权利要求6所述的基于物联网的发酵罐，其特征在于，

所述罐体的底部连接有排尽管，所述排尽管的上部与所述升降板相插接；

所述排尽管的底部封闭、下部沿其径向开设有出口；

所述排尽管内滑动配合有活动塞。

8.根据权利要求7所述的基于物联网的发酵罐，其特征在于，所述活动塞的下侧连接有螺杆，所述螺杆与所述排尽管的底部螺纹连接。

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