厌氧干法发酵连续自动进出料系统及其使用方法

厌氧干法发酵连续自动进出料系统及其使用方法
【专利摘要】本发明涉及一种干法发酵连续自动进出料系统，同时还涉及其使用方法，属于生物质利用【技术领域】。该系统包括进料端顶部具有进料口且出料端底部具有出料口的发酵库，发酵库的下方设有与其通过漏栅板连通的沼液收集池；发酵库内的上方设有间隔排布喷头的喷淋管，沼液收集池通过经沼液循环泵的管路与喷淋管连通；发酵库内的底部装有由进料端延伸至出料端的螺旋输送器；进料口上装有底部设有星型排料器的进料斗，进料斗位于进料输送机输出端的下方；出料口装有可启闭的出料口挡板，出料口挡板位于出料输送机低端的上方。本发明实现了自动连续化进出料，大大节省了干发酵工程建设和运行成本，提高了沼气工程进出料作业效率。
【专利说明】厌氧干法发酵连续自动进出料系统及其使用方法

【技术领域】
[0001]本发明涉及一种干发酵装置，尤其是一种厌氧干法发酵连续自动进出料系统，同时还涉及其使用方法，属于生物质利用【技术领域】。

【背景技术】
[0002]沼气干法厌氧发酵已十分普及，但迄今为止，发酵原料在干法发酵过程中均处于不流动的静止状态，因此传质传热效果差、发酵不均匀、不彻底，其进料和出料操作十分困难，尤其是干发酵装置的进出料大门的设计及其密封存在严重缺陷，并且只能进行间歇式发酵，存在装载机进出料作业效率低、强度大、操作环境恶劣以及存在安全隐患等问题。当前沼气干法厌氧发酵进出料无法实现自动化、连续化作业。
[0003]据 申请人:了解，目前发酵原料的进出均采用工程机械或人工输送，并且需要等上批次发酵结束后才能打开发酵库大门进行出料，出料完成再进行进料操作。发酵呈间歇性作业，不能连续产生沼气，不仅导致干发酵工程运行成本高、费工费时，还存在进、出料作业的安全隐患。


【发明内容】

[0004]本发明的目的在于:针对上述现有干法发酵存在的问题，提出一种原料发酵均匀充分、并且可以自动连续进出料的干法发酵自动循环系统，同时还涉及其使用方法。
[0005]为了达到以上目的，本发明的干法发酵自动连续进出料系统包括一种厌氧干法发酵连续自动进出料系统，包括进料端顶部具有进料口且出料端底部具有出料口的发酵库，所述发酵库的下方设有与其通过漏栅板连通的沼液收集池；其特征在于:所述发酵库内的上方设有间隔排布喷头的喷淋管，所述沼液收集池通过经沼液循环泵的管路与喷淋管连通；所述发酵库内的底部装有由进料端延伸至出料端的螺旋输送器；所述进料口上装有底部设有星型排料器的进料斗，所述进料斗位于进料输送机输出端的下方；所述出料口装有可启闭的出料口挡板，所述出料口挡板位于出料输送机低端的上方。
[0006]进一步，所述出料口挡板两侧下方支撑在出料口两侧的滚动导轨上，所述出料口挡板上方装有与支撑在出料口的齿轮构成齿轮齿条传动装置的齿条，所述齿轮的齿轮轴通过蜗轮蜗杆传动装置与手动转盘的转轴传动连接。
[0007]更进一步，所述手动转盘的转轴通过带轮装置与驱动电机的输出轴传动连接。
[0008]本发明干法发酵自动循环系统的使用方法包括如下步骤:
第一步、启动进料输送机、星型排料器、螺旋输送器以及沼液循环泵，将发酵原料通过进料斗输入并均匀分布在发酵库内；
第二步、待发酵库装满发酵原料后停止星型排料器，保持进料输送机运行至进料斗充满发酵原料，以起到使发酵库与外界密封隔离作用；
第三步、保持螺旋输送器以及沼液循环泵运行，持续翻转发酵原料并喷洒源自沼液收集池的沼液，使发酵原料充分发酵； 第四步、待发酵完毕，关闭沼液循环泵，打开出料口挡板，同时启动出料输送机，借助螺旋输送机将发酵后的原料从出料口输出到出料输送机上转移。
[0009]采用本发明后，与现有技术相比，具有如下显著优点:
1、实现了自动连续化进出料，省去干发酵库进出料大门装置和使用装载机进出料操作，并可进行连续厌氧发酵产沼气，为实现发酵过程的自动化、智能化控制奠定了基础。
[0010]2、大大节省了干发酵工程建设和运行成本，降低劳动强度、避免人工进出料操作安全生产隐患和进出料大门密封漏气现象的发生。
[0011]3、提高了沼气工程进出料作业效率，并且实现发酵原料在发酵过程中的搅拌、均质作业,防止物料局部酸化,提高产气率。

【专利附图】

【附图说明】
[0012]下面结合附图对本发明作进一步的说明。
[0013]图1为本发明一个实施例的结构示意图。图中:1.地平面；2.进料斗；3.驱动电机及齿轮箱变速器；4.发酵库；5.进料输送机；6.料斗；7.螺旋输送器(俗称绞龙);8.出料输送机；9.变速系统。
[0014]图2为图1实施例进料斗的结构示意图。图中:10.星型排料器；11.链传动装置；12.齿轮箱变速器；13.驱动电机。
[0015]图3为图1实施例中螺旋输送器的变速驱动部分结构示意图。图中:14.带轮装置I ;15.带轮装置2 ；16.变速箱；17.驱动电机。
[0016]图4为图1实施例的螺旋输送器单输入齿轮双输出结构示意图。图中:18.动力输出轴1;19.蜗轮蜗杆传动装置I ;20.圆锥齿轮传动装置；21.动力输入轴；22.动力输出轴2。
[0017]图5为图1实施例的沼液循环喷淋系统结构示意图。图中:23.喷头；24.管路；25.漏栅板；26.沼液收集池；27.沼液循环泵。
[0018]图6为图1实施例的出料口挡板结构示意图。图中:28.转动手柄；29.齿轮齿条传动装置；30.带轮装置2 ;31.蜗轮蜗杆传动装置2 ；32.出料口挡板；33.驱动电机3 ；34.滚动导轨；35.限位开关；36.电机控制柜。

【具体实施方式】
[0019]实施例一
本实施例的干法发酵自动循环系统如图1至图6所示，基本结构为:包括进料端顶部具有进料口且出料端底部具有出料口的发酵库4，发酵库4的下方设有与其通过漏栅板25连通的沼液收集池26。发酵库4内的上方设有间隔排布喷头23的两排相互平行的喷淋管，沼液收集池26通过经沼液循环泵27的管路24与喷淋管连通。发酵库4内的底部装有由进料端延伸至出料端的两排相互平行且旋转方向可控的螺旋输送器7。进料口上装有底部设有星型排料器10的进料斗2，进料斗2位于进料输送机5输出端的下方。出料口装有可启闭的出料口挡板32，出料口挡板32位于出料输送机8低端的上方。
[0020]进料斗处星型排料器传动、螺旋输送器的变速驱动、螺旋输送器单输入齿轮双输出结构以及沼液循环喷淋系统具体结构分别参见图2至图5，由于不难理解，因此不再用文字详述。
[0021]需要说明的是，如图6所示，出料口挡板32两侧下方支撑在出料口两侧的滚动导轨34上，出料口挡板32两侧上方分别装有齿条，与支撑在出料口两侧的两同轴齿轮构成齿轮齿条传动装置29，两同轴齿轮的齿轮轴通过蜗轮蜗杆传动装置31与手动转盘28的转轴传动连接，该手动转盘28的转轴通过带轮装置30与驱动电机33的输出轴传动连接，因此出料口挡板32即可手动启闭，也可以借助电机控制柜36实现自动启闭。
[0022]使用时可按如下步骤进行:
第一步、启动进料输送机、星型排料器、螺旋输送器以及沼液循环泵，将发酵原料通过进料输送机和星型排料器从进料斗输入，并在螺旋输送器的搅拌作用下均匀分布在发酵库内；
第二步、待发酵库装满发酵原料后停止星型排料器，保持进料输送机运行，从而使进料斗充满发酵原料，起到使发酵库与外界密封隔离作用；
第三步、保持螺旋输送器以及沼液循环泵运行，持续翻转发酵原料并喷洒源自沼液收集池的沼液，使发酵原料充分发酵，并形成沼液的循环；
第四步、待发酵完毕，关闭沼液循环泵，手动或自动打开出料口挡板，同时启动出料输送机，借助螺旋输送机将发酵后的原料从出料口输出到出料输送机上转移。
[0023]为了进一步理解，本实施例可分为进料、搅拌匀料、沼液循环喷淋、出料四个系统，其构成和工作过程分述如下。
[0024]I)进料系统:
进料时，将料斗装满原料，通过进料输送机运至进料口，由驱动电机、链传动装置、齿轮箱变速器驱动的星型排料器通过转速控制输入发酵库的原料量的大小。进料结束时，首先停止驱动电机工作，星型排料器停转，此时进料输送机仍然正常工作，将原料不断输入送至进料口内，当进料口充满原料并且完全覆盖进料星型排料器时，停止进料输送机工作，则进料口内充满的原料将起到密封作用，隔断发酵库与进料口之间的空隙，防止库内沼气外漏和库外氧气进入。
[0025]2)搅拌匀料系统:
库内的搅拌匀料装置为两个纵向贯穿库体、水平布置、合理间距、离地一定间隙的绞龙，驱动电机、带轮装置、变速箱驱动绞龙转动，通过变速箱上的把手可以获得两个绞龙同向或反向旋转运动，也可单独不同方向旋转，实现原料在库内顺时针运动、逆时针的运动，以及同时产生的翻抛。当原料输入作业和进料口密封作业结束后，首先利用绞龙的转动破除原料表面结壳现象，并通过绞龙不同运动方式的控制将原料均匀的布置在库内，为原料的发酵做好预处理准备工作；然后开启沼液循环喷淋系统，通过绞龙转动使原料与沼液充分接触并发酵反应产生沼气，同时还起到增加传质传热功能,使库内原料反应均匀,提高产气率，并且也利于原料中的沼液溢出，通过沼液池漏栅板排入沼液收集池，进入沼液循环喷淋系统。
[0026]3)沼液循环喷淋系统:
进入沼液循环喷淋系统的沼液由泵从沼液收集池内抽出，通过沼液管路将沼液分成两路，由喷头均匀喷洒库内的原料，与原料反应后经过绞龙的搅拌从原料中溢出再次进入沼液收集池，循环使用。
[0027]4)出料系统:
在搅拌匀料系统和沼液循环喷淋系统的共同作用下，原料经过一个周期的完全反应后，开动驱动电机，操作把手连接绞龙带轮装置和出料挡板带轮装置，通过两个绞龙的共同作用，使得库内底层物料向出料口移动，由电机控制柜控制的驱动电机通过挡板带传动装置及变速装置，驱动以滚动导轨为支撑的出料口挡板开启，物料(沼渣)被不断的排出库体。当出料系统不工作，出料口挡板完全闭合时，物料在绞龙的作用下完全覆盖出料口挡板，起到密封作用。出料口内有限位开关，出料口挡板在完全开启和完全闭合时触发限位开关，电机停止驱动出料口挡板运动，起到保护电机和挡板的作用。为防止意外，出料口挡板外有转动手柄可以手动控制挡板的开关。排出库体的物料通过出料口进入下方对接的出料输送机并由其运出，统一处理，不会出现污染问题。
【权利要求】
1.一种厌氧干法发酵连续自动进出料系统，包括进料端顶部具有进料口且出料端底部具有出料口的发酵库，所述发酵库的下方设有与其通过漏栅板连通的沼液收集池；其特征在于:所述发酵库内的上方设有间隔排布喷头的喷淋管，所述沼液收集池通过经沼液循环泵的管路与喷淋管连通；所述发酵库内的底部装有由进料端延伸至出料端的螺旋输送器；所述进料口上装有底部设有星型排料器的进料斗，所述进料斗位于进料输送机输出端的下方；所述出料口装有可启闭的出料口挡板，所述出料口挡板位于出料输送机低端的上方。
2.根据权利要求1所述的厌氧干法发酵连续自动进出料系统:其特征在于:所述出料口挡板两侧下方支撑在出料口两侧的滚动导轨上，所述出料口挡板上方装有与支撑在出料口的齿轮构成齿轮齿条传动装置的齿条，所述齿轮的齿轮轴通过蜗轮蜗杆传动装置与手动转盘的转轴传动连接。
3.根据权利要求2所述的厌氧干法发酵连续自动进出料系统:其特征在于:所述手动转盘的转轴通过带轮装置与驱动电机的输出轴传动连接。
4.根据权利要求1至3任一所述厌氧干法发酵连续自动进出料系统的使用方法，其特征在于包括如下步骤: 第一步、启动进料输送机、星型排料器、螺旋输送器以及沼液循环泵，将发酵原料通过进料斗输入并均匀分布在发酵库内； 第二步、待发酵库装满发酵原料后停止星型排料器，保持进料输送机运行至进料斗充满发酵原料，以起到使发酵库与外界密封隔离作用； 第三步、保持螺旋输送器以及沼液循环泵运行，持续翻转发酵原料并喷洒源自沼液收集池的沼液，使发酵原料充分发酵； 第四步、待发酵完毕，关闭沼液循环泵，打开出料口挡板，同时启动出料输送机，借助螺旋输送机将发酵后的原料从出料口输出到出料输送机上转移。
【文档编号】C12M1/16GK104293656SQ201410465868
【公开日】2015年1月21日 申请日期:2014年9月12日 优先权日:2014年9月12日
【发明者】朱德文, 谢虎, 陶三奇, 王鹏军, 曹杰, 李瑞容, 曲浩丽 申请人:农业部南京农业机械化研究所, 南京物环新能源科技有限公司