一种畜禽粪污发酵装置及智能控制系统

技术领域

本发明涉及畜禽粪污处理技术领域，具体是涉及了一种畜禽粪污发酵装置及智能控制系统。

背景技术

畜禽养殖会产生大量的粪便，这些粪便在处理时，一般是采用好氧微生物有氧发酵原理进行发酵处理、加工后形成有机肥，发酵时，好氧微生物利用畜禽粪便中的有机质、残留蛋白等，在一定温度、湿度和充足氧气环境状态下，快速繁殖，繁殖过程中，它们消耗粪便中的有机质、蛋白和氧气，代谢产生氨气、CO2和水蒸气，同时释放大量的热量，使罐内温度升高。在45℃～70℃进一步促进微生物生长代谢，同时60℃以上的温度可杀灭粪便中的有害细箘和病原体、季生虫卵等有害物质，同时平衡有益菌存活的温度、湿度和PH值，满足有益菌生存条件，随着新鲜畜禽粪便不断加入，罐内微生物循环持续繁殖。

为了保证发酵的效率和效果，现有技术中采用发酵罐等设备为畜禽粪便发酵提供合适的环境，发酵罐等设备为静态式发酵，为了提高效率，会在发酵罐尽可能注入更多的畜禽粪便，位于底部的部分畜禽粪便无法与氧气有效接触，造成发酵效果不好的问题，人们为了解决此问题，在发酵罐内增加搅拌装置，来保证畜禽粪便能够充分与氧气接触，但是造成了设备成本的增加、设备的维修不方便、设备体积大等问题。

发明内容

本发明为了解决发酵设备占地面积大、成本高和维修不便的问题，提供了一种畜禽粪污发酵装置及智能控制系统，具有智能化、小型化、维修方便的特点。

本发明采用的技术方案是，提供了一种畜禽粪污发酵装置，包括借助支撑结构间隔设置于地面上且带有进料口和出料口的转筒和设置在转筒上的驱动装置，转筒借助驱动装置驱动具有转动的自由度，其特征在于：所述转筒为卧式筒状结构，转筒内壁设置有内螺纹。

所述转筒的内螺纹为V形螺纹。

所述转筒的内螺纹牙型角的角度为55°-80°。

所述支撑结构包括借助支架与地面间隔固定且呈桶状结构的进料端盖和出料端盖，所述转筒设置于进料端盖和出料端盖之间且转筒两端分别与进料端盖和出料端盖转动连接。

所述进料端盖上设置有干湿分离机和内部带有绞龙的进料管道，所述干湿分离机借助支架设置于进料端盖上端，所述进料管道一端穿过进料端盖向转筒的进料口内延伸、另一端向进料端盖外侧延伸且其上设置有呈喇叭状的接料斗，接料斗下端与进料管道连通、上端与干湿分离机出料端对应。

所述出料端盖上设置有内部带有绞龙的出料管道，出料管道一端穿过出料端盖向转筒的出料口内延伸、另一端向出料端盖外侧延伸且其下端设置有落料口。

所述进料端盖上设置有热风机，热风机借助管道与进料端盖内腔连通，所述出料端盖上设置有抽风机，抽风机借助管道与出料端盖内腔连通。

所述驱动装置包括电机和滚轮，滚轮与转筒外周面贴合并借助电机驱动，所述转筒借助滚轮具有转动的自由度。

所述的控制系统还包括处理器、采集模块、显示模块和存储模块，所述采集模块包括设置在转筒内的温度传感器、湿度传感器、氧浓度传感器和PH传感器，发酵装置的支撑结构上增设干湿分离机、带有绞龙的进料管道和出料管道、热风机和抽风机，采集模块对转筒内的温度、湿度、氧浓度和PH值进行采集监测，并将采集到的温度数据、湿度数据、氧浓度数据和PH值数据输送至处理器，处理器根据提前设定的各项数据区间数值对采集到的数据进行校验，根据校验结果控制抽风机、热风机、干湿分离机、驱动装置、进料管道内的绞龙和出料管道内的绞龙的启停，显示模块用于显示处理器接收到的数据及设定的各项数据区间数值，存储模块用于储存处理器接收到的数据。

在所述控制系统的结构基础上，所述的控制方法包括如下步骤：

a、建立温度、湿度、氧浓度、PH值数据与抽风机、热风机、干湿分离机、驱动装置、进料管道绞龙、出料管道绞龙的启停信号以及转速数据的映射关系数据库，存储在专用自定义模式数据存储单元中；

b、手动输入温度、湿度、氧浓度、PH值数据以及抽风机、热风机、干湿分离机、驱动装置、进料管道绞龙、出料管道绞龙的启停控制信号以及风机、热风机、干湿分离机、驱动装置、进料管道绞龙、出料管道绞龙的转速数据；

c、处理器读取专用自定义模式数据存储单元中的b步骤中的所有数据与控制信号，实时监测温度传感器、湿度传感器、氧浓度传感器和PH传感器采集的数据值，依据b步骤中手动输入的温度、湿度、氧浓度、PH值数据，输出启停控制信号以及转速控制信号给抽风机、热风机、干湿分离机、驱动装置、进料管道绞龙、出料管道绞龙。

本发明的有益效果是：

1、转筒内壁设置内螺纹结构，低转速时进行搅拌，高转速时借助内螺纹结构将干粪料向出料口处输送。

2、将干湿分离机设置于转筒集成为一体，干湿分离机出料后落入进料管道内，通过进料管道输送至转筒内，无需在干湿分离机与转筒之间另外设置送料设备，降低了设备成本，同时减少了占地面积。

3、通过处理器模块对采集模块所采集的数据进行对比，根据对比结果可以自动发出控制指令，对抽风机、热风机、干湿分离机、电机、进料管道内的绞龙和出料管道内的绞龙进行启停控制，保证转筒内一直处于适于发酵的环境，智能化更高，减少人工操作。

附图说明

图1是本发明装置的结构示意图；

图2是转筒的结构示意图。

附图中，1、转筒，2、进料端盖，3、出料端盖，4、干湿分离机，5、进料管道，6、接料斗，7、出料管道，8、热风机，9、抽风机，10、电机，11、滚轮。

具体实施方式

如图1-2所示，本发明提供了一种畜禽粪污发酵装置，包括借助支撑结构间隔设置于地面上且带有进料口和出料口的转筒1和设置在转筒1上的驱动装置，转筒1借助驱动装置驱动具有转动的自由度，所述转筒1为卧式筒状结构，转筒1内壁设置有内螺纹。

通过在转筒1内壁设置内螺纹结构，干粪料进入转筒1内后，随着转筒1低转速的转动逐渐均匀的落入内螺纹的沟槽内，当干粪料随着内螺纹转动到上方时，会自动向下落，让干粪料可以全方位的充分与空气中的氧气接触，实现搅拌的目的，并且效果更好，当需要将干粪料向出料口方向输送时，提高转筒1转速，干粪料随着内螺纹沟槽逐渐移动，实现送料的目的，无需再次增加搅拌的设备，无需进入转筒1内对搅拌设备维护或维修，降低了设备成本。

如图1-2所示，所述转筒1的内螺纹为V形螺纹。

V形螺纹的沟槽靠近进料口一侧的侧壁高于相邻靠近出料口一侧的侧壁，当转筒1内的干粪料需要向出料口方向输送时，有效提高输送效率，降低输送时对转筒1转速的要求。

如图1-2所示，所述转筒1的内螺纹牙型角的角度为55°-80°。

敞口式的内螺纹沟槽，使内螺纹的沟槽能够盛放更多的干粪料，通过内螺纹牙的侧面斜度且内螺纹的牙端部为尖端，能够让刚进入转筒1成堆的干粪料快速分配至内螺纹的沟槽内。

如图1所示，所述支撑结构包括借助支架与地面间隔固定且呈桶状结构的进料端盖2和出料端盖3，所述转筒1设置于进料端盖2和出料端盖3之间且转筒1两端分别与进料端盖2和出料端盖3转动连接。

转筒1借助进料端盖2和出料端盖3设置于地面上，进料端盖2和出料端盖3对转筒1起到支撑作用和稳定作用，无需复杂的支架及传动结构，进一步降低设备成本，同时，进料端盖2和出料端盖3还可以对转筒1起到密封作用。

如图1所示，所述进料端盖2上设置有干湿分离机4和内部带有绞龙的进料管道5，所述干湿分离机4借助支架设置于进料端盖2上端，所述进料管道5一端穿过进料端盖2向转筒1的进料口内延伸、另一端向进料端盖2外侧延伸且其上设置有呈喇叭状的接料斗6，接料斗6下端与进料管道5连通、上端与干湿分离机4出料端对应。

将干湿分离机4设置于进料端盖2上，干湿分离机4出料后直接向下落并借助接料斗6进去进料管道5内，减少了干湿分离机4与转筒1之间的输送结构，减少了整体结构的占地面积，进一步减少了设备成本。

如图1所示，所述出料端盖3上设置有内部带有绞龙的出料管道7，出料管道7一端穿过出料端盖3向转筒1的出料口内延伸、另一端向出料端盖3外侧延伸且其下端设置有落料口。

出料时，转筒1为梭形的筒状结构，转筒1通过内螺纹将干粪料向出料口出输送，出料管道7内的绞龙将转筒1出料口处的干粉料向外输送完成出料，结构简单有效，便于维护。

如图1所示，所述进料端盖2上设置有热风机8，热风机8借助管道与进料端盖2内腔连通，所述出料端盖3上设置有抽风机9，抽风机9借助管道与出料端盖3内腔连通。

通过热风机8和抽风机9对转筒1内的环境进行调节，开启热风机8可以项转筒1内输送热风，增加转筒1内的温度和氧浓度，开启抽风机9抽取转筒1内的废气，并降低转筒1内的温度，一般转筒1内的干粪料发酵后会导致中后部位置的温度较高，转筒1前部位置温度会较低，将抽风机9设置于出料端盖3上能够高效率的直接抽取温度高的废气，将热风机8设置于进料端盖2上，能够针对转筒1内低温位置进行输送热气，避免转筒1两端的温差较大，影响发酵效果。

如图1所示，所述驱动装置包括电机10和滚轮11，滚轮11与转筒外周面贴合并借助电机10驱动，所述转筒借助滚轮11具有转动的自由度。

电机10和滚轮11直接设置于转筒1一侧，通过滚轮11与转筒1外侧贴合的方式，通过电机1驱动让滚轮11带动转筒1转动，传动方式简单有效，降低了传动的复杂程度，维护更加方便。

本发明提供了一种畜禽粪污发酵装置的控制系统，所述的控制系统还包括处理器、采集模块、显示模块和存储模块，所述采集模块包括设置在转筒1内的温度传感器、湿度传感器、氧浓度传感器和PH传感器，发酵装置的支撑结构上增设干湿分离机4、带有绞龙的进料管道5和出料管道7、热风机8和抽风机9，采集模块对转筒1内的温度、湿度、氧浓度和PH值进行采集监测，并将采集到的温度数据、湿度数据、氧浓度数据和PH值数据输送至处理器，处理器根据提前设定的各项数据区间数值对采集到的数据进行校验，根据校验结果控制抽风机9、热风机8、干湿分离机4、驱动装置、进料管道5内的绞龙和出料管道7内的绞龙的启停，显示模块用于显示处理器接收到的数据及设定的各项数据区间数值，存储模块用于储存处理器接收到的数据。

在所述控制系统的结构基础上，所述的控制方法包括如下步骤：

a、建立温度、湿度、氧浓度、PH值数据与抽风机9、热风机8、干湿分离机4、驱动装置、进料管道5绞龙、出料管道7绞龙的启停信号以及转速数据的映射关系数据库，存储在专用自定义模式数据存储单元中；

b、手动输入温度、湿度、氧浓度、PH值数据以及抽风机9、热风机8、干湿分离机4、驱动装置、进料管道5绞龙、出料管道7绞龙的启停控制信号以及风机9、热风机8、干湿分离机4、驱动装置、进料管道5绞龙、出料管道7绞龙的转速数据；

c、处理器读取专用自定义模式数据存储单元中的b步骤中的所有数据与控制信号，实时监测温度传感器、湿度传感器、氧浓度传感器和PH传感器采集的数据值，依据b步骤中手动输入的温度、湿度、氧浓度、PH值数据，输出启停控制信号以及转速控制信号给抽风机9、热风机8、干湿分离机4、驱动装置、进料管道5绞龙、出料管道7绞龙。

通过转筒1内的温度传感器、湿度传感器、氧浓度传感器和PH传感器，对转筒1内的温度、湿度、氧浓度和PH值进行采集，通过处理器对采集到的数据与预先设定的各项数据区间数值进行对比，根据对比结果，自动控制抽风机9、热风机8、干湿分离机4、驱动装置、进料管道5绞龙和出料管道7绞龙的启停，从而对转筒1内的环境进行调节，自动化程度高，大幅度降低人工操作需求。