直排型发酵自动配料系统及配料方法与流程

本发明属于发酵技术领域，具体涉及一种结构更加简化、制造成本更低的直排型发酵自动配料系统及配料方法。

背景技术：

在利用工农业有机固废物制备有机肥料、有机蛋白饲料的生产过程中，一个非常重要的工序就是要对固态有机物料进行好氧发酵。而对有机物料进行发酵前，一般都需要将若干种物料按一定比例进行调配，以调节发酵有机物料的水分、碳氮比等指标符合发酵条件要求。在工业化生产实际中，为了提高工作效率和减少劳动力的使用，人们已经越来越多地使用能够由电脑控制的自动配料系统进行发酵前的有机物料配料。

当前最为常用的针对固态有机物料发酵配料的自动配料系统一般由若干台皮带秤及其上方的投料仓、集料输送机和工控电脑组成，皮带秤上安装有称重传感器和速度传感器，工作时工控电脑按设定的物料比例控制若干台皮带秤从上方的投料仓中称出有机物料，然后统一输送汇集到与皮带秤垂直安装的集料输送机上，由集料输送机输送到下一工艺环节。上述自动配料系统应用于大型发酵生产线上能够获得较好的效果，但如果使用在一些生产量不大的小型发酵设备或系统的配料时则存在明显的不足，主要就是制造成本高，由于每台皮带秤上都需要安装称重传感器和速度传感器，而对应每个称重传感器还需要配备一个称重仪表，另外还必须配备一台工控电脑实现系统的程序控制，使用如此多的传感器和称重仪表及工控电脑，导致设备的制造成本很高，从而造成使用的不经济，难以与处理量不大的小型化发酵设备或发酵系统配套使用。而当前我国全社会每年排放的超过40亿吨的有机固废物中有70％左右是单点排放量较小的分散排放，这就决定了有机废物利用的发酵设备或发酵系统是以小型化为主。因此，上述自动配料系统在有机固废物的环保资源化利用中难以推广普及，会在一定程度上制约有机固废物资源的开发利用。

为了解决上述自动配料系统制造成本高，无法适应小型化发酵设备或发酵系统的配套需求问题，我公司于2016年8月公开了《发酵自动配料系统》的发明，该发酵自动配料系统主要由平台框架、投料仓、原料输送设备、称量装置、系统控制器构成，其中所述投料仓、原料输送设备、称量装置和系统控制器安装在所述平台框架上，原料输送设备安装于投料仓下方，称量装置安装于原料输送设备输出端下方，所述系统控制器与原料输送设备和称量装置进行电连接，通过系统控制器的控制，所述原料输送设备分别将投料仓中的有机原料定量输送入称量装置的称量斗完成各种有机原料的自动配料，取得了非常好的使用效果。但其在实际使用过程中也还存在一些不足和需要提升的技术问题，主要是有机原料从投料仓中投放入称量装置需要通过原料输送设备才能实现，一定程度上增加了设备的安装高度空间要求，也一定程度上使设备的制造成本无法进一步降低，此外皮带输送机等原料输送设备在运行过程中容易出现跑偏等现象，也在一定程度上增加了设备运行的不稳定性和管理难度。

综上所述，当前仍急需开发制造成本更低、安装空间更小、运行稳定性更高的与小型化发酵设备或发酵系统配套使用的自动配料系统。

技术实现要素：

本发明的目的在于，解决现有小型化发酵设备或发酵系统的低成本实现自动配料技术工艺问题，提供一种能够大幅度降低设备制造成本的直排型发酵自动配料系统。

本发明的目的及解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。依据本发明提出的一种直排型发酵自动配料系统，其特征在于：其包括支撑框架、投料仓、回用料输送设备、称量装置、系统控制器；所述投料仓和称量装置安装在所述支撑框架上，所述系统控制器安装在所述支撑框架上或之外，所述投料仓设置安装于所述称量装置上方，所述回用料输送设备的输出端连接在投料仓的上方，所述系统控制器与投料仓、称量装置或/和回用料输送设备进行电连接；所述投料仓由仓体、仓底门和底门开闭执行机构构成，仓底门铰接于仓体下方，底门开闭执行机构连接于仓体侧面，其动作输出端与仓底门铰接；所述称量装置由称量斗、称重传感器构成，称重传感器安装于支撑框架上，称量斗安装于称重传感器上。

本发明的目的及解决其技术问题还可采用以下技术措施进一步实现。

较佳的，前述的直排型发酵自动配料系统，其所述投料仓设置安装二至五个；所述底门开闭执行机构是气缸或油缸。

较佳的，前述的直排型发酵自动配料系统，其所述回用料输送设备至少是一台皮带输送机或螺旋输送机；所述回用料输送设备的输入端与发酵设备的熟料排料端连接。

较佳的，前述的直排型发酵自动配料系统，其所述称量斗由斗体、下斗门和斗门执行元件构成，其中下斗门有两扇，对称铰接于斗体的下口，斗门执行元件连接安装于斗体上，其执行输出端铰接于下斗门上；所述斗门执行元件是气缸或油缸。

较佳的，前述的直排型发酵自动配料系统，其所述称重传感器有二至四个；所述称量斗的斗体直接连接安装于称重传感器上方或通过链条、螺杆、挂钩连接挂件悬挂于称重传感器下方。

较佳的，前述的直排型发酵自动配料系统，其所述称量装置还包括推送机构；所述推送机构由行走框架、行走滚轮、行走轨道和推送执行元件构成，其中行走轨道安装于所述支撑框架上，行走滚轮安装于行走框架下方，行走滚轮滚动安装于行走轨道上，推送执行元件连接安装在支撑框架上，其执行输出端连接在行走框架上；所述称重传感器安装于所述行走框架上方。

较佳的，前述的直排型发酵自动配料系统，其所述推送执行元件是气缸或油缸。

较佳的，前述的直排型发酵自动配料系统，其所述投料仓至少有一个为回用料投料仓并且安装有称重传感器，该回用料投料仓通过回用料输送设备与发酵设备的熟料排料端连接；所述投料仓至少有一个前端设置安装有物料提升设备。

较佳的，前述的直排型发酵自动配料系统，其所述回用料投料仓下方设置有两个排料口，其中一个设置于所述称量装置的称量斗上方，一个下方连接安装有熟料包装输送设备。

较佳的，前述的直排型发酵自动配料系统，其所述回用料输送设备后端、投料仓的上方连接安装有熟料包装输送设备；所述熟料包装输送设备末端连接安装有自动称量包装设备。

较佳的，前述的直排型发酵自动配料系统，其所述回用料输送设备与熟料包装输送设备之间还设置安装有分料机构。

较佳的，前述的直排型发酵自动配料系统，其还包括除尘装置；所述除尘装置的吸风口连接安装于投料仓与称量斗、称量斗排料口侧面。

本发明公开一种直排型发酵自动配料方法，其包括以下步骤：

S1：系统设定：根据发酵工艺要求，在系统控制器中设定各种有机物料的投放重量；

S2：系统准备：启动系统准备按钮，使系统处于待机状态，所述投料仓的仓底门和称量装置的称量斗的斗底门均处于关闭状态；

S3：向投料仓投料：根据发酵工艺设定的要求，将各种有机物料分别投放入所述的投料仓中；

S4：启动系统：完成S1～S3步骤后，启动系统的运行按钮，使系统进入运行状态；

S5：向称量装置配料：系统控制器控制各投料仓按设定的次序和重量先后将各种有机物料配入称量装置的称量斗中；

S6：称量装置排料：完成S5步骤后，系统完成了一组自动配料，系统控制器控制称量装置的称量斗的斗底门打开，按设定重量比例配好的有机物料一起被排放入后端的发酵设备的承料功能单元进行后续的发酵作业；系统控制器控制称量斗的斗底门关闭，系统又开始重复S5及以后步骤，进行下一组的发酵自动配料作业。

本发明的目的及解决其技术问题还可采用以下技术措施进一步实现。

上述的直排型发酵自动配料方法，S3包括通过回用料输送设备、人工或/和物料提升设备向投料仓中投料；同一种有机物料投入一个以上的投料仓中；一个投料仓中投放的是若干种有机物料组成的混合物料；S5还包括水分含量低的有机物料先于水分含量高的有机物料配入称量装置的称量斗中；S6还包括称量装置的称量斗与后端发酵设备的承料功能单元前后位置安装时，系统完成配料后，称量装置的推送机构将称量斗推送到后端发酵设备的承料功能单元上方，称量斗的斗底门再打开，将其中的有机物料排放到后端发酵设备的承料功能单元后，称量斗的斗底门关闭，推送机构将称量斗拉回投料仓下方。

发明与现有技术相比具有明显的优点和有益效果。借由上述技术方案，本发明直排型发酵自动配料系统至少具有下列优点及有益效果：

一、制造成本低，使用经济性明显，能够满足更广阔的市场需求。由于取消了原料输送设备，不需要像现有自动配料系统设置安装输送设备，甚至在输送设备上每台都安装称重传感器、速度传感器及配备相应的称重仪表和工控电脑等传感、控制部件，只有称量装置上使用称重传感器和一个称重仪表，所述设备的制造成本大幅度降低，较现有的基于皮带秤的自动配料系统制造成本可降低95％以上。

二、设备需要的安装空间小，节省场地。由于取消了原料输送设备，有机原料直接从投料仓中排入称量装置的称量斗中，所以设备结构更加紧凑，占用空间更小，更加适合小型化发酵设备或发酵系统的配套使用。

三、由于取消了原料输送设备，有机原料直接从投料仓中排放入称量装置的称量斗中，有效避免了原料输送设备的皮带输送机跑偏或螺旋输送机堵料等影响设备运行稳定性现象的出现，设备运行稳定性更高，管理难度大幅度减小。

四、由于上述的制造和使用成本低，占用空间又小，使该自动配料系统更加容易得到推广和普及使用，可以极大地提高社会有机固废物的环保处理和资源化利用，有利于促进社会的环保事业发展，发挥显著的生态效益和社会效益。

上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其他目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举较佳实施例，并配合附图，详细说明如下。

附图说明

图1是本发明实施例一的结构主视示意图。

图2是本发明实施例一的结构俯视示意图。

图3是本发明实施例一的结构左视示意图。

图4是本发明实施例投料仓的结构主视示意图。

图5是本发明实施例称量装置的结构主视示意图。

图6是本发明实施例二的结构主视示意图。

图7是本发明实施例称量装车推送机构的结构主视示意图。

图8是本发明实施例三的结构主视示意图。

图9是本发明实施例四的结构主视示意图。

图10是本发明实施例四的结构侧视示意图。

【主要元件符号说明】

1：支撑框架 2：投料仓

21：仓体 22：仓底门

23：底门开闭执行机构 3：回用料输送设备

4：称量装置 41：称量斗

411：斗体 412：下斗门

413：斗门执行元件 414：斗体连接挂件

42：称重传感器 43：推送机构

431：行走框架 432：行走滚轮

433：行走轨道 434：推送执行元件

435：限位滚轮 5：系统控制器

6：物料提升设备 7：熟料包装输送设备

71：熟料包装料斗 8：自动称量包装设备

9：除尘装置 10：投料称重传感器

具体实施方式

为更进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段及功效,以下结合附图及较佳实施例，对依据本发明提出的发酵自动配料系统其具体实施方式、结构、方法、步骤、特征及其功效，详细说明如后。

本发明一种直排型发酵自动配料方法，包括以下步骤：

S1：系统设定：根据发酵工艺要求，在系统控制器中设定各种有机物料的投放重量；

S2：系统准备：启动系统准备按钮，使系统处于待机状态，所述投料仓的仓底门和称量装置的称量斗的斗底门均处于关闭状态；

S3：向投料仓投料：根据发酵工艺设定的要求，将各种有机物料分别投放入所述的投料仓中；

S4：启动系统：完成S1～S3步骤后，启动系统的运行按钮，使系统进入运行状态；

S5：向称量装置配料：系统控制器控制各投料仓按设定的次序和重量先后将各种有机物料配入称量装置的称量斗中；

S6：称量装置排料：完成S5步骤后，系统完成了一组自动配料，系统控制器控制称量装置的称量斗的斗底门打开，按设定重量比例配好的有机物料一起被排放入后端的发酵设备的承料功能单元进行后续的发酵作业；系统控制器控制称量斗的斗底门关闭，系统又开始重复S5步骤，进行下一组的自动配料作业。

在本发明直排型发酵自动配料方法的一个具体实施例中，系统的投料仓为二个，有机物料为水分含量20％的猪粪发酵回用料和水分含量75％的新鲜猪粪，按200公斤/组配料，配料后混合有机物料的水分含量为50％，其配料的具体步骤如下：

S1：系统设定：根据发酵工艺要求，在系统控制器中设定200公斤/组的配料中，水分含量25％的猪粪发酵回用料和水分含量75％的新鲜猪粪的投放重量为各100公斤；

S2：系统准备：启动系统准备按钮，使系统处于待机状态，所述二个投料仓的仓底门和称量装置的称量斗的斗底门均处于关闭状态；

S3：向投料仓投料：根据发酵工艺设定的要求，启动回用料输送设备将前端发酵设备熟料排放端排放的发酵熟料输送入返料投料仓，启动物料提升设备将新鲜猪粪投放入另一个投料仓中；

S4：启动系统：完成S1～S3步骤后，启动系统的运行按钮，使系统进入运行状态；

S5：向称量装置配料：系统控制器首先控制返料投料仓的仓底门打开，该投料仓中的发酵回用料被配入下方的称量装置的称量斗，当发酵回用料配入100公斤时，系统控制器控制该投料仓的仓底门关闭，再控制投放新鲜猪粪的投料仓的仓底门打开，该投料仓中的新鲜猪粪被配入下方的称量装置的称量斗，当新鲜猪粪配入100公斤时，系统控制器控制该投料仓的仓底门关闭，投料仓完成了按设定的先后次序和重量将猪粪发酵回用料和新鲜猪粪配入称量装置的称量斗中；

S6：称量装置排料：完成S5步骤后，系统控制器控制称量装置的称量斗的斗底门打开，按设定重量比例配好的有机物料一起被排放入后端的发酵设备的承料功能单元进行后续的发酵作业；系统控制器控制称量装置的称量斗的斗底门关闭，系统又开始重复S5步骤，进行下一组的自动配料作业。

本发明直排型发酵自动配料系统实施例一：

请参阅图1至图5所示，本发明实施例一的一种直排型发酵自动配料系统主要由支撑框架1、投料仓2、回用料输送设备3、称量装置4、系统控制器5构成；所述投料仓2和称量装置4安装在所述支撑框架1上，所述系统控制器5安装在所述支撑框架1上，所述投料仓2设置安装于所述称量装置4上方，所述回用料输送设备3的输出端连接在投料仓2的上方，所述系统控制器5与投料仓2、称量装置4进行电连接；所述投料仓2由仓体21、仓底门22和底门开闭执行机构23构成，所述仓底门22通过销轴铰接于仓体21下方，将仓体21下方的排料口封闭，底门开闭执行机构23连接于仓体21的侧面，其动作输出端与仓底门22铰接；所述称量装置4由称量斗41、称重传感器42构成，称重传感器42安装于支撑框架1上，称量斗41直接安装于称重传感器42上方。由系统控制器5控制投料仓2按设定的比例将其中的有机物料排放入其下方的称量装置4的称量斗41中实现发酵有机物料的直排自动配料。

本发明的目的及解决其技术问题还可采用以下技术措施进一步实现。

本实施例中，所述仓体21为矩形，所述仓底门22设置安装一扇，仓底门22两端通过销轴铰接于仓体21边长短的两个侧面上，所述底门开闭执行机构23是一个气缸，其尾座铰接于所述仓体21边长长的一个侧面上，其活塞杆通过销轴铰接于所述仓底门22的一侧。所述底门开闭执行机构23还可以用油缸替代。

本实施例中，所述回用料输送设备3是由电动辊筒驱动的皮带输送机，所述电动辊筒通过系统控制器5中的变频器调节运行速度的快慢，从而实现调节配料系统配料速度的快慢。此外，上述皮带输送机还可以用由减速电机驱动辊筒实现；皮带输送机还可用螺旋输送机替代。所述回用料输送设备3设置安装的台数可根据其前端连接的发酵设备或发酵系统熟料排放端的数量决定，可以是一台或者多台，其输出端可以与一个或多个投料仓2连接。

本实施例中，所述投料仓2设置安装二个，按前后位置安装于所述称量装置4的称量斗41上方，投料仓2的仓体21下方的排料口均位于称量斗41的口部范围内。该投料仓2设置的个数根据发酵物料需要调配的原料种数决定，可以是三个，也可以是四个、五个，或者更多。

为了设备运行过程中的操作维护方便和操作人员的安全，在所述的支撑框架1的一侧设置安装上下楼梯，在其四周设置安装安全围栏，在投料仓2的仓口上设置安装网格踏板，在各投料仓2之间连接安装脚踏板。

所述称量斗41由斗体411、下斗门412和斗门执行元件413构成，其中下斗门412有两扇，对称铰接于斗体411的下口，斗门执行元件413连接安装于斗体411上，其执行输出端铰接于下斗门412上；所述斗门执行元件413是气缸，设置有二个，对称安装于所述斗体411的左右两侧。所述执行元件还可以是油缸。

本实施例中，所述称重传感器42设置安装有四个，分别设置安装于所述称量斗41的斗体411的斗沿的四个角部下方，通过螺栓与称量斗41的斗体41的斗沿连接固定。为了节省制造成本，还可以减少为在称量斗41的斗体411的两个对称侧斗沿下方安装两个，或者呈等腰三角形地设置安装于所述称量斗41的斗体411任三个侧面斗沿下方安装三个。此外，所述称量斗41的斗体411还可以通过斗体连接挂件414悬挂于所述称重传感器42的下方，所述斗体连接挂件414可以是链条，也可以是螺栓、挂钩等。

由于发酵工艺中需要用发酵成熟的有机物料作为回用料与新鲜的有机物料混配，而且是主要原料，所以，所述投料仓2中有一个设置为回用料投料仓，该回用料投料仓通过回用料输送设备3与前端发酵设备或发酵系统的发酵熟料排料端连接。为了方便前端发酵设备或发酵系统发酵成熟有机物料的包装，所述回用料投料仓下方设置有两个排料口，其中一个设置于所述称量装置4的称量斗41的上方，一个连接在熟料包装输送设备7上。所述熟料包装输送设备7是皮带输送机，且该熟料包装输送机的输出端连接一个便于套袋的熟料包装料斗71。

本发明直排型发酵自动配料系统实施例二：

如图6、图7所示，本发明直排型发酵自动配料系统实施例二与实施例一相似，区别在于：

为了使有机原料能够更加便捷地投放入所述的投料仓2中，在其中一个投放新鲜有机物料投料仓2前端设置安装物料提升设备6；该物料提升设备6是间歇斗式提升机；另外，实际的作业环境情况，还可以采用皮带输送机、螺旋输送机等输送设备替代。

为了避免所述称量装置4的称量斗41直接安装在发酵设备或发酵系统的承料功能单元上方而形成对承料功能单元运动的限制，通过在所述称量装置4上增加推送机构43实现称量斗41与发酵设备或发酵系统承料功能单元的错位安装。所述推送机构43由行走框架431、行走滚轮432、行走轨道433和推送执行元件434构成，其中行走轨道433安装于所述平台框架1上，行走滚轮432安装于行走框架431下方，每侧安装两个，行走滚轮432滚动安装于行走轨道433上，推送执行元件434连接安装在平台框架431上，其执行输出端铰接在行走框架431上；所述称重传感器42安装于所述行走框架431上方。所述行走滚轮432为“V”形轮，由尼龙材料车制。为了保证推送的稳定性，在行走轨道433的下方还可设置限位滚轮435。所述推送执行元件434是一个气缸，安装于所述行走框架431的后侧中间位置。该气缸还可以采用油缸替代，或者采用减速电机通过链条、同步带等拖动。

本发明直排型发酵自动配料系统实施例三：

如图8所示，本发明直排型发酵自动配料系统实施例三与实施例一和实施例二相似，区别在于：

当前端发酵设备或发酵系统是处理能力较大的机型，每天需要包装处理的发酵熟料量较大，为了减小操作人员劳动强度和提高工作效率，在所述回用料输送设备3的皮带输送机后端、投料仓2的上方连接安装熟料包装输送设备7，同时在所述熟料包装输送设备7的末端连接安装自动称量包装设备8。所述熟料包装输送设备7是皮带输送机。为了方便回用料输送设备3输送的物料在输送入投料仓2和熟料包装输送设备7之间切换，还可在回用料输送设备3的输出端与熟料包装输送设备7之间设置安装分料机构。

本发明直排型发酵自动配料系统实施例四：

如图9、图10所示，本发明直排型发酵自动配料系统实施例四与实施例一、实施例二和实施例三相似，区别在于：

为了实现用于投放发酵回用料的投料仓2能够进行自动加料，在该投料仓2的仓体21的上边沿下方安装四个料仓称重传感器10，该料仓称重传感器10与系统控制器5进行电连接，受系统控制器5的控制。当该投料仓2中的发酵回用料减少到设定的重量时，系统控制器5启动回用料输送设备3，将发酵回用料从前端的发酵设备或发酵系统中输送补充入该投料仓2中。

为了避免所述投料仓2向称量装置4的称量斗41排料和称量斗41向后端的发酵设备或发酵系统的承料功能单元排料时产生的粉尘对环境产生影响，在所述的配料系统中设置安装除尘装置9。所述除尘装置9主要由吸风口、引风管、除尘室、引风管、风机组成，其中除尘室设置安装于所述支撑框架1的中空空间内，其吸风口设置于所述称量斗41上方和下方四周的侧面，吸风口通过引风管与设置于支撑框架1内的除尘室连通；引风机通过引风管与除尘室连通；除尘室内安装滤筒进行粉尘的过滤。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的方法及技术内容作出些许的更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。