一种适用于养殖场的发酵装置的制作方法

本实用新型属于发酵设备技术领域，特别涉及一种适用于养殖场的发酵装置。

背景技术：

随着经济的突飞猛进和人们生活品质的日益提升，大家对动物性用品和食品的需求会持续增高，动物性用品和食品在人们的生活中占据了越来越重要的地位。有关研究表明，近些年来，养殖业在全球范围内出现了空前的发展与扩大，这些发展的特点主要以是规模化、集约化经营。目前我国是畜禽养殖的大国之一，近年来，随着规模化畜禽养殖场的不断壮大，畜禽粪便任意排放所造成的污染已成为环境污染的重点源头。

有数据显示，在2003年的时候，我国畜禽粪便的排放量大约为32亿吨，远远超出了全年工业废弃物的总排放量10亿吨，到了2011年，我国畜禽粪便废弃物的总排放量将超过了46亿吨，养殖业污染已经成为我国重大污染源之一。

过量的禽畜粪便排泄物未经处理而直接排放到环境当中去，不但会造成对人类健康和生态环境的危害，还会对畜牧业的可持续发展产生影响，因此禽畜粪便污染的预防和治理已成为迫在眉睫的事情。禽畜粪便对环境的危害的表现为：

(1)水质的污染。

(2)空气的污染。在堆置和储存过程中，由于畜禽粪便中含水量较大，会产生很多恶臭气体（其中包括氨，硫化物和甲烷等），污染空气并对环境空气质量有影响。所有禽畜粪便中奶牛的恶臭气体最大，许多国家对排放恶臭气体都有严格的相关标准和规定，在日本的《恶臭法》中就有相关的规定，其中确定的8种恶臭物质奶牛业就占了6种之多，分别是三甲胺，甲基硫醇，二甲硫，硫化氢，氨和二硫化甲基，后来又新添加了4种低级脂肪酸（包括丙酸，正丁酸，正戊酸和异戊酸）。这些物质毒害人的呼吸中枢，刺激神经系统，最后使人致病，对禽畜的生长发育也有影响，同时也会使禽畜繁育能力下降。

(3)重金属的污染。畜禽饲料中添加微量金属元素添加剂（如铁、铜、锌和砷等），只有少量的这些微量元素能直接被消化吸收，大多数都随粪便直接排出体外了。有人推算一个饲养能力为十万只左右的肉鸡场如果连续十五年以上使用有机砷的生长剂，其附近周边地区土壤砷的含量会增加一倍之多。

(4)病源微生物的污染。很多致病微生物、寄生虫和虫卵存在于未经过处理的禽畜粪便中， 孳生的蚊蝇，造成寄生虫、传染病的蔓延。

(5)禽畜粪便任意排放，不仅污染环境，死亡淘汰率连年升高，也威胁着畜牧业自身持续、健康的发展。

(6)影响社会安定。未经处理的禽畜粪便直接排放到环境当中，对其周围的水域和农田污染严重，与周围的居民和农户冲突不断。

现有技术中通常通过发酵罐对动物粪便进行发酵以得到有机肥原料，并解决臭味、细菌和不易运输等问题。在发酵过程通常采用带有搅拌的发酵罐来实现，发酵罐中需要搅拌和通氧，搅拌一般采用机械搅拌（搅拌轴和搅拌叶片），通氧一般采用气体分布器。

申请人发现采用常见的发酵罐存在以下问题：

(1)由于传统机械搅拌反应器用固定的气体分布器供气，并依赖叶片的搅拌作用来打散气泡，气泡弥散度低，不利于提高气体利用率；

(2)气体分布器安装在反应器底部，发生堵塞后难于清理疏通；

(3)气体分布器的出气孔中易于结垢沉淀，如采用微孔或细孔型气体分布器，气体分布器的出气孔易于被结垢沉淀堵塞，使通气不畅或通气孔完全堵死。因此，只好采用大孔径通气孔的气体分布器，用叶轮搅拌分散气泡。这样一来，气泡的弥散效果差，气体利用率低；

(4)发酵后水分含量由60-70%降至30-40%，流动性降低，常见的发酵罐不易出料；

(5)发酵效率较低；

(6)发酵罐内较脏，不易维护，如搅拌轴卡死或搅拌叶片磨损（尤其是底层的搅拌叶片磨损较快）等故障均不便于维修或者更换。

技术实现要素：

为了解决上述问题，本实用新型实施例提供了一种适用于养殖场的发酵装置，底层的搅拌叶片起搅拌和出料的作用；同时，对搅拌轴和搅拌叶片均进行了调整，使气体均匀地从搅拌叶片中溢出，降低了通气能耗和提高了气体分散效果，提高了发酵效率；通过将搅拌轴改为两段式结构，并将最容易出故障的底层搅拌叶片单独设于下搅拌轴上，降低了维护难度。所述技术方案如下：

本实用新型实施例提供了一种适用于养殖场的发酵装置，该装置包括支架、沿竖向设于支架上的圆柱形的罐体1、由上至下贯穿罐体1轴线的搅拌轴2、支架上且位于罐体1下方的动力结构3和罐体1下方的供气结构4，所述搅拌轴2上由上至下依次设有多层搅拌叶片5，所述罐体1的上盖板6上设有进料结构7和排气口8，所述罐体1的下盖板9上设有出料结构10；所述搅拌轴2为中空结构且其由上搅拌轴11与下搅拌轴12通过联轴器18连接构成；所述下搅拌轴12的下部与动力结构3传动连接，其上部穿过下盖板9且其上设有底层的搅拌叶片5，底层的搅拌叶片5位于下盖板9的相邻上方，除底层以外的其他层搅拌叶片5均设于上搅拌轴11上；除顶层以外的其他层搅拌叶片5均为与搅拌轴2连通的中空结构且其上设有多个通气孔13；所述供气结构4与下搅拌轴12的底端连通。

其中，本实用新型实施例中的上搅拌轴11上端通过轴承与上盖板6连接，所述下搅拌轴12上部通过轴承与下盖板9连接，所述供气结构4通过轴承端盖与下搅拌轴12下端连接。

具体地，本实用新型实施例中的底层的搅拌叶片5通过轴套可拆卸地设于下搅拌轴12上，所述轴套套设在下搅拌轴12上且通过平键进行连接，所述底层的搅拌叶片5均匀设于轴套上。

具体地，本实用新型实施例中的搅拌轴2上由上至下依次设有顶层的搅拌叶片5、第二层搅拌叶片5、第三层搅拌叶片5、第四层搅拌叶片5、第五层搅拌叶片5和底层的搅拌叶片5，由上至下相邻层搅拌叶片5的距离逐渐减小。

进一步地，本实用新型实施例中的顶层的搅拌叶片5与上盖板6之间的罐体1内壁上设有第一温度传感器，所述第二层搅拌叶片5与第三层搅拌叶片5之间的罐体1内壁上设有第二温度传感器，所述四层搅拌叶片5与第五层搅拌叶片5之间的罐体1内壁上设有第三温度传感器。

其中，本实用新型实施例中的支架包括设于地面上的基板14和沿竖直方向设于下盖板9与基板14之间的多根支撑梁15，所述动力结构3设于基板14与下盖板9之间且固定在支撑梁15上，所述下搅拌轴12下部向下穿过基板14并通过轴承与基板14连接。

进一步地，本实用新型实施例中的基板14下方设有十字形的检修槽16，所述检修槽16内设有与地面连接的阶梯17；所述供气结构4包括鼓风机和通气管，所述鼓风机4设于地面上且通过通气管与下搅拌轴12底端连接，所述通气管沿检修槽16设置。

本实用新型实施例提供的技术方案带来的有益效果是：本实用新型实施例提供了一种适用于养殖场的发酵装置，底层的搅拌叶片起搅拌和出料的作用；同时，对搅拌轴和搅拌叶片均进行了调整，使气体均匀地从搅拌叶片中溢出，降低了通气能耗和提高了气体分散效果，提高了发酵效率；通过将搅拌轴改为两段式结构，并将最容易出故障的底层搅拌叶片单独设于下搅拌轴上，降低了维护难度；并且在搅拌轴下方设置十字形的检修槽以便于检修维护。同时，本专利根据发酵的实际情况，采样特定层的温度并对搅拌叶片的层数、数量和分布进行了设计结合搅拌速度、通气量等参数的控制以提升发酵效果。

附图说明

图1是本实用新型实施例提供的适用于养殖场的发酵装置的结构示意图；

图2是本实用新型实施例提供的适用于养殖场的发酵装置的侧视图；

图3是本实用新型实施例提供的搅拌叶片的结构示意图；

图4是本实用新型实施例提供的下搅拌轴的结构示意图。

图中：1罐体、2搅拌轴、3动力结构、4供气结构、5搅拌叶片、6上盖板、7进料结构、8排气口、9下盖板、10出料结构、11上搅拌轴、12下搅拌轴、13通气孔、14基板、15支撑梁、16检修槽、17阶梯、18联轴器。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本实用新型作进一步地详细描述。

参见图1-4，本实用新型实施例提供了一种适用于养殖场的发酵装置，该装置包括支架、沿竖向设于支架上的圆柱形的罐体1、由上至下贯穿罐体1轴线的搅拌轴2、支架上且位于罐体1下方的动力结构3和罐体1下方的供气结构4等。罐体1的顶部与底部分别设有上盖板6和下盖板9，且其为双层结构，双层结构之间设有保温夹层；搅拌轴2为圆柱状中空搅拌轴，其沿竖直方向设置；支架设于地面上用于支撑罐体1和设置动力结构3；动力结构3用于驱动搅拌轴2旋转，其具体可以为电机驱动结构（通过减速机与齿轮）或气缸驱动结构（通过棘轮与棘爪）；供气结构4具体可以为鼓风机。搅拌轴2上由上至下依次设有多层搅拌叶片5，搅拌叶片5沿搅拌轴2的径向设置。罐体1的上盖板6上设有进料结构7（具体可以为带板阀的进料斗）和排气口8（用于排出尾气），罐体1的下盖板9上设有出料结构10（具体可以为螺旋出料机）。其中，搅拌轴2为中空结构且其由上搅拌轴11与下搅拌轴12通过联轴器18连接构成；上搅拌轴11与下搅拌轴12均为中空结构且由上至下拼接相互连通。具体地，下搅拌轴12的上端为阶梯状结构其通过平键与联轴器18连接，连轴器18通过平键或其他方式与上搅拌轴11连接。下搅拌轴12的下部与动力结构3传动连接，其上部穿过下盖板9且其上（穿过下盖板9后）设有底层的搅拌叶片5，顶层的搅拌叶片5与上盖板6之间具有一定距离以便于进料，底层的搅拌叶片5位于下盖板9的相邻上方以保证出料效果，除底层以外的其他层搅拌叶片5均设于上搅拌轴11上。至少除顶层以外的其他层搅拌叶片5均为与搅拌轴2连通的中空结构且其上设有多个通气孔13。其中，顶层搅拌叶片5可以为中空或实心，但其上不能设置通气孔13以防止气体从发酵物上层溢出，减轻尾气处理的压力和带走热量，通气孔13的孔径可以为0.5-2.0cm。供气结构4与下搅拌轴12的底端连通用于为搅拌轴供气。

其中，参见图1和2，本实用新型实施例中的上搅拌轴11上端通过（密封）轴承与上盖板6连接,下搅拌轴12上部通过（密封）轴承与下盖板9连接，供气结构4通过轴承端盖与下搅拌轴12下端活动连接（能旋转，且其上设有密封圈）。

具体地，本实用新型实施例中的底层的搅拌叶片5通过轴套可拆卸地设于下搅拌轴12上以便于更换底层搅拌叶片5，轴套套设在下搅拌轴12上且通过平键进行连接，底层的搅拌叶片5均匀设于轴套上。

其中，本实用新型实施例中的搅拌轴2上由上至下依次设有多层搅拌叶片5，每层具有1-3片搅拌叶片5。

优选地，本实用新型实施例中的搅拌叶片5的截面为三角形（钝角），其顶角朝向转动方向，其一条腰（下侧的腰）水平；通气孔13设于搅拌叶片5的底边。

具体地，本实用新型实施例中的搅拌轴2上由上至下依次设有顶层的搅拌叶片5、第二层搅拌叶片5、第三层搅拌叶片5、第四层搅拌叶片5、第五层搅拌叶片5和底层的搅拌叶片5（设于下搅拌轴12上，其他五层设于上搅拌轴11上），由上至下相邻层搅拌叶片5的距离逐渐减小。申请人发现：粪便连续投入后，发酵料温度上升至60-70℃，经过3-4天发酵基本完成，温度逐渐降低，到5-7天完全发酵，一层可对应一天，而随着发酵的进行，发酵物料的水分逐渐减少使体积减小。

进一步地，根据前述发酵过程，本实用新型实施例中的顶层的搅拌叶片5与上盖板6之间的罐体1内壁上设有第一温度传感器用于检测第1天的温度，第二层搅拌叶片5与第三层搅拌叶片5之间的罐体1内壁上设有第二温度传感器用于检测2-4天的温度，四层搅拌叶片5与第五层搅拌叶片5之间的罐体1内壁上设有第三温度传感器用于检测出料温度。根据检测结果调整进料、出料、通气和搅拌速度等参数以保证发酵良好地进行。

其中，参见图1和2，本实用新型实施例中的支架包括设于地面上的基板14和沿竖直方向设于下盖板9与基板14之间的多根支撑梁15（沿竖向设置），基板14位于下盖板9正下方，动力结构3设于基板14与下盖板9之间且固定在支撑梁15或直接固定基板14上，下搅拌轴12下部向下穿过基板14并通过轴承与基板14连接或者直接穿过基板14上的通孔后再与供气结构4连接。

进一步地，参见图1和2，本实用新型实施例中的基板14下方设有十字形的检修槽16（深度最好在2m以上和宽度最好在40cm以上以方便检修），检修槽16的四条臂的交汇处位于搅拌轴的正下方，检修槽16内设有与地面连接的阶梯17（沿着4条臂由交汇处向地面升阶）。供气结构4包括鼓风机和通气管，鼓风机4设于地面上且通过通气管与下搅拌轴12底端（轴承端盖）连接，通气管沿检修槽16其中的一条臂设置。

其中，本实施例中的“第二”、“第三”、“第四”和“第五”仅起区分作用，无其他特殊意义。

本实用新型实施例提供了一种适用于养殖场的发酵装置，底层的搅拌叶片起搅拌和出料的作用；同时，对搅拌轴和搅拌叶片均进行了调整，使气体均匀地从搅拌叶片中溢出，降低了通气能耗和提高了气体分散效果，提高了发酵效率；通过将搅拌轴改为两段式结构，并将最容易出故障的底层搅拌叶片单独设于下搅拌轴上，降低了维护难度；并且在搅拌轴下方设置十字形的检修槽以便于检修维护。同时，本专利根据发酵的实际情况，采样特定层的温度并对搅拌叶片的层数、数量和分布进行了设计结合搅拌速度、通气量等参数的控制以提升发酵效果。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，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。