畜禽养殖场空气臭氧净化消毒机的制作方法

1.本发明涉及一种畜禽养殖机械的畜禽养殖技术，尤其是一种实栏畜禽养殖场环境处理用养殖机械，具体地说是一种畜禽养殖场空气臭氧净化消毒机。


背景技术：

2.畜禽养殖场在实栏情况下的除臭、杀菌、驱蝇是一个世界性难题，国内外都尚无有效的好方法，用高浓度臭氧来处理养殖环境虽然效果好，但对养殖动物肯定有风险，通常医用臭氧空气消毒机，都要求在无人情况下使用。我们则对畜禽养殖场所使用的臭氧浓度严格控制，该浓度既能有效地杀灭病原菌、分解猪舍臭味、驱赶舍内苍蝇，而对所饲养畜禽无不良影响。
3.我国自非洲猪瘟发生以来，对养殖业造成重创，猪舍的消杀被提到议事日程，家家关心、乎户自危，唯恐瘟疫不请自来，国内有些大型养殖场采用空气过滤器的方法，这样最起码不会对养殖畜禽造成危害，但这样做成本高、能耗多、噪声大、效果差、定期还有更换滤材，老旧养殖场必须新建猪舍，所谓的“楼房养猪”新建时需预留滤材位置、气流通道、购置大型空压机，并将猪舍内空气引到楼顶排放，实属不是办法的办法。在能控制住臭氧浓度的情况下，用臭氧技术除臭、杀菌、驱蝇无需把臭气排出室外，也无需对空气进行过滤，将猪舍产生的臭气就地分解，同时对空气中及物表的病原菌直接消杀，且有驱蝇作用，老旧养殖场无需做任何改动，只要将本设备安装在猪舍内相应位置即可，为畜禽养殖提供一个理想的空气环境，臭氧既是强氧化剂同时又是广谱杀菌剂，是氧的同素异形体，是等离子体，它不是稳定的物质，它不可以贮存，只能边生产边使用，在常温、常压下的半衰期只有20～40分钟便自行还原成氧气，使用后对环境没有任何污染与二次污染，本发明在实栏畜禽的情况下，将臭氧浓度控制在即能有效地杀灭病原菌、除臭、驱蝇，而对养殖动物无不良影响，这样即保护了生态环境，又实现健康养殖，极大促进了养殖业的发展，为养殖户创造最大利润与价值。


技术实现要素：

4.本发明的目的是针对实栏养殖环境利用普通方法无法达到除臭、杀菌、驱蝇的问题，发明一种畜禽养殖场空气臭氧净化消毒机。它通过对环境臭氧量的投放及控制既实现了有效杀灭病原菌、除臭、驱蝇，又对养殖动物无不良影响，这样即保护了生态环境，从而实现了真正意义上的健康养殖。
5.本发明的技术方案之一：一种畜禽养殖场空气臭氧净化消毒机，其特征是：在养殖场内离养殖棚一端8～10米，从地面向上4～4.5米处，安装一台臭氧发生器；其次，在臭氧发生器的出口等高处安装一台大风量臭氧扩散器，在大风量的作用下令高浓度臭氧快速扩散，让气流一直达到大棚的另一端，在重力和阻力的联合作用下，该气流向下折返回流，至臭氧发生器与臭氧扩散器组合的进气端，使气流在养殖棚上下形成一个气流环，气流完成一次循环，这个过程是通过
风机大风量强制实现的，快速扩散的目的是保证高浓度臭氧不与养殖畜禽动物接触，防止对养殖动物造成不良影响；包括：一臭氧发生器1，该臭氧发生器1按大棚空间尺寸长50
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宽12
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脊高5.5米计，安装6片3.5g/h臭氧发生片，以保证该规格大棚内的臭氧浓度既能达到有效除臭、杀菌、驱蝇，又不能对养殖动物，包括刚出生的小猪及怀孕的母猪造成不良影响；臭氧发生器1吊装在离大棚一端8～10米，高度从地面向上4～4.5米处；一臭氧扩散器2，该臭氧扩散器2由风机4和锥筒5组成，锥筒5的大端与风机4相连，风机4的进风端通过支架6与臭氧发生器1相连，臭氧发生器1和臭氧扩散器同轴安装；臭氧发生器1产生的臭氧经风机从锥筒的小端输出，提高风速后送至大棚的另一端并从大棚的下端回流到臭氧发生器的进风端，在大棚内的沿纵向上下形成一个气流环，大棚的上端基本是空的，这是高浓度臭氧扩散的通道，含臭氧的空气在输送过程中不断稀释，该气流直到大棚的另一端向下折返回流，此时的臭氧浓度是可以与养殖动物接触的安全浓度，气流经过若干次循环，回流气流中的臭氧浓度逐渐提高，控制器将养殖场下部经过养殖动物的臭氧量控制在0.05～0.08ppm之间；一控制器3，该控制器3安装在养殖棚内臭氧发生器附近，人可以操作的位置，它能依据人为设置养殖场的长宽高、选择的浓度：雏期、育肥期、自动采集棚内的温度和湿度，分别调节臭氧发生器与扩散风机工作时间和停机时刻，使大棚内下部的臭氧浓度均匀地维持在0.05～0.08ppm之间。
6.所述的臭氧发生器中安装有6片3.5克/小时的臭氧发生片。
7.养殖面积约一亩地，合空间3300立方米即规格为50
×
12
×
5.5时配备一台臭氧发生器。
8.将浓度区间设置在0.05~0.08ppm之间，当养殖棚的长度大于50米，小于70米时，所述的臭氧发生器应安装在离养殖棚一端20米，高度从地面向上4～4.5米处，并在臭氧扩散器前20米处同轴安装一个的直径应不小于40厘米的接力风机。
9.所述的臭氧发生器1的安装数量以每亩面积50
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12（米），容积3300立方米为单位计算安装。
10.本发明的技术方案之二是：一种畜禽养殖场空气臭氧净化消毒方法，首先，根据养殖场的规模，在养殖场内离养殖棚一端8～10，高度从地面向上4～4.5米处安装一台或多台臭氧发生器1；其次，在臭氧发生器1的出口等高处安装一台大风量臭氧扩散器（扩散风机）2，在大风量的作用下令高浓度臭氧快速扩散，让气流一直达到大棚的另一端，在重力和阻力的联合作用下，该气流向下折返回流，至臭氧发生器1与臭氧扩散器的组合的进气端，使该气流沿养殖场纵向上下形成一个气流环，气流完成一次循环，这个过程是通过风机大风量强制实现的，快速扩散的目的是保证高浓度臭氧不与畜禽动物接触，防止对养殖动物造成不良影响；所述的臭氧发生器中安装有6片3.5克/小时的臭氧发生片。以养殖棚规格50
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12
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5.5米为例，即约一亩地的面积，约合3300立方米的空间安装一台臭氧发生器，这样臭氧发生器与臭氧扩散器的组合吊装在距温室内一端8～10，高度从地面向上4～4.5米高度处。若养殖场的长度超过50米，小于70米，臭氧发生器1与臭氧扩散器（臭氧扩散器（扩散风机）2）的组合吊装在距温室内一
端20米，高度从地面向上4～4.5米处，同时在臭氧扩散器前20米处同轴加装一台直径40厘米的接力风机，以助力气流达到棚的最远端。对于大型养殖场设备数量的配置，依然是依据一亩地（约合3300立方米的空间）安装一台的方法计算，取整数。
11.本发明的有益效果：本发明实现了臭氧在实栏畜禽养殖中的实际应用，既能除臭又能杀菌、驱蝇，是一种绿色养殖技术，不但能改善环境，而且能提高产量。大幅度降低养殖成本，提高经济效益。
12.臭氧在实栏养殖中的应用可提高母鸡的产蛋量、奶牛的产奶量，室内空气的臭氧化处理可以降低病死率、增加猪的饲料转化率。
13.臭氧空气净化消毒对于通过空气传播的疾病如蓝耳病、口蹄疫、猪瘟病、非洲猪瘟都有着良好的防治效果，两年多的应用结果证明除臭、杀菌、驱蝇效果非常明显。
附图说明
14.图1是本发明的结构原理示意图。
15.图2是本发明的使用报告。
16.图中5为锥形导流筒，6为连接支架，7为导流片。
具体实施方式
17.下面结合附图和实施例对本发明作进一步的说明。
18.如图1所示。
19.一种畜禽养殖场空气臭氧净化消毒机，在养殖场内离养殖棚一端8～10米，从地面向上4～4.5米处，安装一台臭氧发生器1；其次，在臭氧发生器的出口等高处安装一台大风量臭氧扩散器，在大风量的作用下令高浓度臭氧快速扩散，让气流一直达到大棚的另一端，在重力和阻力的联合作用下，该气流向下折返回流，至臭氧发生器与臭氧扩散器组合的进气端，使气流在养殖棚上下形成一个气流环，气流完成一次循环，这个过程是通过风机大风量强制实现的，快速扩散的目的是保证高浓度臭氧不与养殖畜禽动物接触，防止对养殖动物造成不良影响；臭氧发生器1按大棚空间尺寸长50
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脊高5.5米计，安装6片3.5g/h臭氧发生片，以保证该规格大棚内的臭氧浓度既能达到有效除臭、杀菌、驱蝇，又不能对养殖动物，包括刚出生的小猪及怀孕的母猪造成不良影响；臭氧发生器1吊装在离大棚一端8～10米，高度从地面向上4～4.5米处；臭氧扩散器2由风机4和锥筒5组成，锥筒5的大端与风机4相连，风机4的进风端通过支架6与臭氧发生器1相连，臭氧发生器1和臭氧扩散器同轴安装；臭氧发生器1产生的臭氧经风机从锥筒的小端输出，提高风速后送至大棚的另一端并从大棚的下端回流到臭氧发生器的进风端，在大棚内的沿纵向上下形成一个气流环，大棚的上端基本是空的，这是高浓度臭氧扩散的通道，含臭氧的空气在输送过程中不断稀释，该气流直到大棚的另一端向下折返回流，此时的臭氧浓度是可以与养殖动物接触的安全浓度，气流经过若干次循环，回流气流中的臭氧浓度逐渐提高，控制器将养殖场下部经过养殖动物的臭氧量控制在0.05～0.08ppm之间；控制器3安装在养殖棚内臭氧发生器附近，人可以操作的位置，它能依据人为设置养殖场的长宽高、选择的浓度：雏期、育肥期、自动采集棚内的温度和湿度，分别调节臭氧发生器与扩散风机工作时间和停机时刻，使大棚内下部的臭氧浓度均匀地维持在0.05～0.08ppm之间。所述的臭氧发生器中安装有6片3.5克/小时的臭
氧发生片。养殖面积约一亩地，合空间3300立方米即规格为50
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5.5时配备一台臭氧发生器。将浓度区间设置在0.05~0.08ppm之间，当养殖棚的长度大于50米，小于70米时，所述的臭氧发生器应安装在离养殖棚一端20米，高度从地面向上4～4.5米处，并在臭氧扩散器前20米处同轴安装一个的直径应不小于40厘米的接力风机。所述的臭氧发生器1的安装数量以每亩面积50
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12（米），容积3300立方米为单位计算安装。
20.一种畜禽养殖场空气臭氧净化消毒方法，包括以下步骤：首先，根据养殖场的规模，在养殖场内离养殖棚一端8～10，高度从地面向上4～4.5米处安装一台或多台臭氧发生器1；其次，在臭氧发生器1的出口等高处安装一台大风量臭氧扩散器（扩散风机）2，在大风量的作用下令高浓度臭氧快速扩散，让气流一直达到大棚的另一端，在重力和阻力的联合作用下，该气流向下折返回流，至臭氧发生器1与臭氧扩散器的组合的进气端，使该气流沿养殖场纵向上下形成一个气流环，气流完成一次循环，这个过程是通过风机大风量强制实现的，快速扩散的目的是保证高浓度臭氧不与畜禽动物接触，防止对养殖动物造成不良影响；所述的臭氧发生器中安装有6片3.5克/小时的臭氧发生片。以养殖棚规格50
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5.5米为例，即约一亩地的面积，约合3300立方米的空间安装一台臭氧发生器，这样臭氧发生器与臭氧扩散器的组合吊装在距温室内一端8～10，高度从地面向上4～4.5米高度处。若养殖场的长度超过50米，小于70米，臭氧发生器1与臭氧扩散器（臭氧扩散器（扩散风机）2）的组合吊装在距温室内一端20米，高度从地面向上4～4.5米处，同时在臭氧扩散器前20米处同轴加装一台直径40厘米的接力风机，以助力气流达到棚的最远端。对于大型养殖场设备数量的配置，依然是依据一亩地（约合3300立方米的空间）安装一台的方法计算，取整数。
21.以下是一个养殖场的检测数据和检测报告：
注：s: 表示监测仪的进气口顺着大风的气流方向 n:表示监测仪的进气口逆着大风机的气流方向（回风）。该棚总长30米，有6架梁，共5个空间，每个开间6米，5
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6＝30米；共设6个检测点，每个点检测两次；效果说明：三个可能的停机时间分别是：52分钟；63分钟；81分钟；此次检测总时长52分钟，其中47分钟臭氧最大。
22.用户使用报告如图2所示。
23.详述如下：如图1所示，臭氧发生器1与臭氧扩散器2的组合吊装在温室内特定的位置与高度，
计算机控制器3则安装在上述组合附近人可以方便操作的位置，控制器3一方面可以人为地设置养殖场规格参数长宽高、选择浓度：雏期、育肥期、并通过温、湿度传感器感知周围气源的温度、湿度，另一方面计算机控制器3则依据所设置的参数及自动采集的温、湿度数据对臭氧发生及扩散风机的工作时间进行控制，使之维持在要求的区间内，这个区间的浓度既低，范围又窄，该区间的下限必须能有效地杀灭棚内病原微生物，而上限则不能对刚出生苗猪及怀孕的母猪产生不良影响。臭氧发生器1与臭氧扩散器2通过4根长22厘米的支架连接，臭氧扩散器2由一个直径31.5厘米的外转子风机与一个长32厘米的圆筒相连，圆筒的外口直径比内口小10%，目的是提高臭氧扩散器（扩散风机）的风速，圆筒内装有4片整流板，目的是将气流能送达温室的最远端。该风机的风量能使气流沿养殖场纵向在棚内上下形成一个气流环，我们称之为：气流组织法，该风机的风量我们配了6片3.5g/h臭氧发生片，这样配置不是任意的，是经过长期试验验证而确定的，使发生的臭氧浓度在棚内尽快扩散且均匀分布。
24.本发明的工作原理是：养殖环境内的健康养殖有三大问题，由粪便产生的胺气（臭味）、环境内自然产生的病原菌，由食物、臭味招引的苍蝇，臭氧既是强氧化剂又是广谱杀菌剂，利用臭氧的强氧化性分解胺气（臭味）r3n+o3
→
r3n-o+o2，利用广谱杀菌性杀灭环境内的病原菌，利用臭氧特殊的气味驱赶苍蝇，一举多得。
25.无论在种植业还是养殖业使用臭氧都有一个量的问题，而普通的臭氧发生器则不涉及“臭氧量”，浓度低了达不到相应杀菌效果，浓度高了对养殖畜禽造成不良影响。按照世界卫生组织、国际臭氧协会、中国卫生部标准，人可以接受的浓度是0.1ppm，可以接触8小时，而在养殖场内禽类、苗猪的体重都远远小于人类，故其浓度一定要准确控制。臭氧发生器虽然简单，至目前为止尚未见可实际使用的臭氧发生设备用于养殖场空气净化、除臭、杀菌、驱蝇。
26.臭氧在养殖场的净化消毒应用仍然涉及快速扩散、均匀分布、精确定量的问题。本发明的技术在于让从臭氧发生器出口流出的高浓度臭氧快速扩散、均匀分布、精确定量，使臭氧浓度始终维持在设定的浓度区间内，即下限能有效地杀灭病原微生物，上限保证不能对养殖动物造成不良影响，这从理论上保证了用臭氧代替杀菌剂的可能性，又从技术上保证了用臭氧代替杀菌剂的可靠性。因此，臭氧能否在养殖场内使用不是臭氧的有与无，而是臭氧的量与度，此量是臭氧总量，此度是臭氧浓度，浓度是衡量臭氧杀菌效果的唯一指标。
27.由于养殖场臭味（胺）的来源是粪便，人、猪、动物所能闻到的臭味实际是粪便通过空气飘逸而来的，臭氧去除的就是空气中的臭味（r3n+o3
→
r3n_o+o2），这一点很重要，臭味除了使人、动物产生厌恶感之外，人们见到养鸭场鸭子眼睛被胺气熏瞎的，关键是影响血红细胞与氧气的结合（氧合作用），动物呼吸进来的氧气与血红细胞结合可以提高血氧饱和度，呼吸进来的胺气与血红细胞结合挤占了氧气的位置，会使机体内局部缺氧，是细胞级的窒息，通过试验，通常关机后的3小时，粪便的臭味又会再度飘逸到空气中，因此可通过控制软件在关机后的2小时重新开机，这样在养殖环境中就始终闻不到臭味，既环保又健康。
28.本发明是一款实用的畜禽养殖消杀防疫机械。由于养殖棚的空间特别大，若臭氧浓度分布不均匀，高的地方浓度超过区间上限就对养殖动物造成影响，而低的地方浓度低于区间下限病原菌还杀不死，就达不到相应的使用效果，本发明是通过快速扩散、均匀分
布、精确定量来保证的。
29.快速扩散：依据流体力学的原理，本发明把养殖棚的空间沿纵向的上下分为两个部分，上部是高浓度扩散的通道，将臭氧发生器1与臭氧扩散器2的组合吊装在上部特定位置且尽量高的地方，在大风量的作用下令高浓度臭氧快速扩散，让气流一直达到大棚的另一端，在重力和阻力的联合作用下，该气流向下折返回流，至臭氧发生器1与臭氧扩散器2的组合的进气端，使气流上下形成一个气流环，气流完成一次循环，这个过程是通过风机大风量强制实现的，快速扩散的目的是保证高浓度臭氧不与畜禽动物接触，防止对养殖动物造成不良影响。
30.均匀分布：在经过一次循环以后，在大风机持续的作用下，棚内气流会不断循环，经过若干次循环后臭氧浓度就被稀释且均匀分布了，此时与养殖动物接触的臭氧浓度我们称之为安全浓度，它会随着时间推移逐渐上升，快速扩散与均匀分布的过程我们称之为“气流组织法”。
31.精确定量：在气流的不断循环作用下，棚内下部臭氧浓度持续升高，在气流循环的最远点达到设计浓度时，即设定的浓度区间上限时，计算机系统会自动关断臭氧发生器，令棚内臭氧浓度不再上升（检测数据如附表，该浓度值的检测仪不在本系统内，是另配的高精度检测仪，计算机的定时是一个经过若干年反复验证、修改、逼近的数学模型），此时大风机还必须持续工作一段时间，让刚产生的臭氧进一步扩散均匀，防止烧苗，待大风机延时时间到，计算机再关断大风机，一次防疫作业完成。
32.畜禽养殖场空气臭氧净化消毒机需另外配合控制软件使用。该控制软件是一个数学模型，经历了若干年的反复验证与修改，它每次定时解的是四元两次的方程，四元：1、温室空间长宽高；2、当时的温度；3、当时的湿度；4、雏期、育肥期所产生不同的胺气量；这四个因素都直接影响臭氧发生量，进而又影响臭氧浓度，而本发明感兴趣的是臭氧浓度，因为浓度是判断臭氧杀菌效果的唯一指标，而控制器分别控制的则是臭氧发生器与扩散大风机的工作时间，四元素、发生量、臭氧浓度，最终归结为两个不同的工作时间。
33.理论上臭氧可以杀灭任何微生物，但杀灭不同病原微生物有不同的浓度阈值，一旦达到所需阈值杀灭作用瞬间即完成。臭氧发生器的特性，同一个臭氧发生器其发生量与气源的温度、湿度成反比。湿度越低发生量越大，而当相对湿度小于45%时，臭氧几乎没有杀菌效果，如果既不能杀菌还易对饲养动物造成影响，于是本发明把相对湿度小于等于35%设定为保护区，在此湿度以下控制程序不允许开机，在养殖场杀菌是一个问题，而氧化除臭则是另一个大问题，而且消耗的臭氧量更多，因此养殖场使用了6片臭氧发生片，比种植棚多用了2片。
34.臭氧杀菌的特点：环境相对湿度越大杀灭效果越好，承上可知，相对湿度越大臭氧发生量越小，因此必须延长臭氧发生器的开机时间，为使臭氧浓度始终在我们设置的浓度区间内，依据长期试验验证本发明把相对湿度从51～99%相对温度，分为三个不均匀区段，分别选取三个系数：k1=96、k2=120、k3=156，把雏期设为k4=0.65，把温室长
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宽
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高的容积设为v= m
³
，大风机的风量设为q=m
³
/h；规定育肥期有三个工作时间，雏期有两个工作时间：育肥期臭氧发生器有三个不同的工作时间分别为：1、臭氧发生器的工作时间（分钟）：min1=vk1/q
2、臭氧发生器的工作时间（分钟）：min2=vk2/q3、臭氧发生器的工作时间（分钟）：min3=vk3/q雏期臭氧发生器有两个不同的工作时间分别为：１、臭氧发生器的工作时间（分钟）：min1=vk1k4/q２、臭氧发生器的工作时间（分钟）：min2=vk2k4/q上述五个工作时间是长宽高确定后臭氧发生器在不同温、湿度、选择雏期、育肥期后总的工作时间，大风机的关机时间则是依据臭氧发生器停机后再延时5分钟。这五个工作时间因每个用户的温室空间是不同的，所以这五个时间是安装设备时依据设置的容积参数计算确定的。本发明经过大量实验发现，温度对臭氧深度影响因素较小，因此，具体实施时可进行微量调整，也可按常规室温25摄氏度进行设定。
35.上述五个工作时间是指每一次的工作时间，每一次除臭、防疫结束后，控制器自动关断臭氧发生器与大风机，但停机120分钟后，控制器会自动开启本机再次工作，如此循环往复，周而复始，也就是说，本机一经开启便会自动循环启、停、启、停
……
。
36.此五个工作时间与臭氧浓度的关系类似于飞行器做风洞试验的结果，是经过无数次试验验证的结果，虽然时间长短不同，但是臭氧浓度始终保证落在我们要求的区间范围内。
37.本发明未涉及部分均与现有技术相同或可采用现有技术加以实现。