一种发酵床主动式加温系统的制作方法
【专利摘要】一种发酵床主动式加温系统，由控制器7、固态继电器6、变压单元、加热单元组成，所述控制器7和固态继电器6连接，所述固态继电器和变压单元连接，所述变压单元和加热单元连接，所述加热单元包括绝缘耐热板支架1和加热丝2，所述变压单元为一磁环变压器，所述磁环变压器的初级线圈为500圈，次级线圈为50圈，所述绝缘耐热板支架1优选木条或环氧板绝缘块。本实用新型的优点是：安全性好，机械强度高，耐腐蚀，热容量小，价格低，完全适用于发酵床体的加温。
【专利说明】一种发酵床主动式加温系统
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种农业养殖装备中节能环保养殖技术设备，更确切的说是涉及一种发酵床主动式加温系统。
【背景技术】
[0002]发酵床养殖是目前许多人关注的一种生态养殖方式，它没有通常养殖方式的那种对环境的污染，并可循环利用的利用农业的废弃物，如木屑、谷壳、秸杆、植物干叶等，在养殖和过程中，动物的粪尿排泄在那些由农业废弃物铺成的发酵床上，通过往床体喷洒生物菌液，通过这些生物菌群的繁衍活动，就能分解这些粪便，同时这些废弃物也会有一定程度的降解。发酵床可以做到零排放或很少量的排放，在一个或几个养殖周期后，那些原本无用的废弃物及所养殖畜禽的粪便经过生物菌群的多次发酵作用，已变成了良好的有机肥料，可直接还田。在这个过程中，整个养殖棚内空气清洁，没有一般养殖场那样的臭味，由于不需要大量的水去清洗棚舍，环境清洁，节水、节电、节省人力，是一种真正的环保、节能、全新的生态养殖模式。在这个操作过程中，畜禽粪便水分的去除是一项最关键的工作，因为如水分值超出生物菌群适宜的量值，它们的活力就会下降，对粪便的分解速度也会随之下降，随着所养畜禽粪便越来越多，，养殖棚就会形成粪堆，根据我们实验，水分去除的关键因素是发酵床体的温度，发酵床体的温度如果在30度以下，即使用较大量的气体不停地给发酵床换气，床体内的水分值也只会有限缓慢地减小，只有达到40度以上，附着在发酵床基质上的水分子才能获得足够的运动能量，从基质上逸出，形成水气，进入空气，床体的总的水分值才能减小。粪便分解过程中，会产生大量的发酵热，只要操作得当，充分利用好这些热量，就能最大限度地去除粪便中的水分。生物菌群通常最佳的工作温度是50度左右，也有些菌可达60度，但一般情况下，如温度再高生物菌群的活力就会下降，甚至于导致菌群热死。因此使发酵床体的温度始终保持在这一合适的范围内，是使发酵床最有效分解粪便的关键要素之一。在过去的发酵床操作中，床体的温度是在发酵过程中慢慢自然积累的，是一种被动式的工作，特别是在冬季，往往需要十多天甚至几十天才能进入最佳的工作温度，如发酵床设计或操作不好，散热过大，有可能一直也达不到最佳的工作状态，为此我们尝试通过加热的方法，人为地为发酵床主动地加热，以便使发酵床能快速达到最佳的工作状态，尽早地自身发热而蒸发掉床体多余的水分。
[0003]在最初的实验中我们采用加热棒作为热源，加热棒的内部结构是加热棒内部电热丝包裹着一层电绝缘导热材料，最外层是耐腐蚀的金属外套管，由于这层绝缘材料的导热性能较比金属差很多，所以外壳和发热管内部的温差很大，加上电热管自身的热容量较大，当外层套管的温度还很低的时间，内部的加热丝和绝缘材料已达到很高的温度了，外套管的温度达到设定的温度时，通过温度传感器使得电路断电后，其内部的贮存的热量还会不断地散发出来，这些散发出来的热量引起的温升往往超过了生物菌群的最高耐受温度，发热管周围的菌群常常会被热死，影响到发酵床的正常工作，如果采用提前断电的方案，往往由于这个提前量不易掌握，发酵床常不能工作在最佳的工作状态。另外发热管一般采用220V的电压的，在发酵床底部放置，这时有大量的水分和腐蚀性气体、能导电的液体，这样高的电压是不安全的，可能会使人、畜发生触电事故，如发生短路还可能会引发火灾。另个多根发热管并联起来的总价也较高，安装起来也不方便，不利于推广使用。另外我们还尝试过使用电热毯的加热丝作为加热器件，这种材料过于纤细，机械强度低，加工及施工困难大，同时也是使用220V的电源，这些方案均被否定，现在装璜用的地暧加热膜由于价格很贵，并且不能长期浸没在水中，一般的电炉丝太细，强度不够，并且在通电时会产生电化学反应，电炉丝会很快腐蚀掉。其它的方法如水加热用导管安放在发酵床底部，由于实际操作较复杂的均在试验后摒弃没用。
[0004]为此我们发明了本实用新型，它可以主动地调控发酵床所需的多个参数，并通过床体所安装的传感器及编写的数学模型，控制调控机构开启或关闭，以达到人为快速干预生物菌群的生活环境。最终目的是快速分解掉发酵床上的粪便。在这些调控选项中，温度的调控是最重要的一项工作，本实用新型就是设计了一种适用于发酵床使用的加温系统，它的特点是安全性好，机械强度高，耐腐蚀，热容量小，价格低，完全适用于发酵床体的加温，配合本实用新型配套设计，形成一个实用、廉价、可靠的产品及使用方法。
实用新型内容
[0005]本实用新型的目的是提供一种安全性高,机械强度好,耐腐蚀的发酵床主动式加温系统。
[0006]为了达到上述目的，本实用新型采用以下技术方案来实现的:
[0007]—种发酵床主动式加温系统，由控制器、固态继电器、变压单元、加热单元组成，所述控制器和固态继电器连接，所述固态继电器和变压单元连接，所述变压单元和加热单元连接，所述加热单元包括加热丝和绝缘耐热板支架，所述变压单元为一磁环变压器，所述磁环变压器包括磁环、初级线圈和次级线圈，所述磁环变压器的初级线圈为500圈，次级线圈为50圈。
[0008]所述绝缘耐热板支架优选木条或环氧板绝缘块。
[0009]本实用新型的有益效果是:安全性好，机械强度高，耐腐蚀，热容量小，价格低，完全适用于发酵床体的加温，配合本实用新型配套设计，形成一个实用、廉价、可靠的产品及使用方法。
【专利附图】
【附图说明】
[0010]图1为本实用新型的结构示意图；
[0011]其中1-绝缘耐热板支架；2_加热丝；3_次级线圈；4_初级线圈；5-磁环；6-固态继电器；7-控制器。
【具体实施方式】
[0012]以下结合附图对本实用新型作进一步的描述。
[0013]如图1所示，本实用新型提供了一种发酵床主动式加温系统，由控制器7、固态继电器6、变压单元、加热单元组成，所述控制器7和固态继电器6连接，所述固态继电器6和变压单元连接,所述变压单元和加热单元连接,所述加热单元包括绝缘耐热板支架I和加热丝2，所述变压单元为一磁环变压器，所述磁环变压器包括磁环5、初级线圈4和次级线圈
3,所述磁环变压器的初级线圈4为500圈，次级线圈3为50圈。
[0014]所述绝缘耐热板支架I优选木条或环氧板绝缘块。
[0015]本实用新型的示意图如图1所示，其中2为加热丝，它采用镍铬合金电热丝，它的机械强度好，耐腐蚀，价格适中，可在恶劣的环境中长期稳定工作，为了使该加热丝更耐用，加工操作更方便，本实用新型采用了 1.5-2毫米直径的粗电热丝，这样做的好处是加工成形方便，机械强度大，粗的电热丝不会烧断，使用周期长，I为绝缘耐热板支架，一般用木条和环氧板绝缘块构成，以便让电热丝编制成我们所需要的形状，由于加热丝较粗，它的电阻较小，所采用的电压很低，一般不会高于36V，低于国家安全用电的标准。即使短路，也不会出现危险。5为磁环，它起到一个变压器的作用，将220V的电压转变成对人畜安全的低压电源，并能转换增加电流，以适应低电压，大电流的加热丝工作条件。该变压器的另一个重要作用是和220v的市电隔离，确保人畜的绝对安全。这个变压器也可用开关电源制作，但实际试验的结果表明，开关电源内的电子器件较易损坏，而磁环式的设计工作更加稳定可靠。6为固态继电器，它可接通或关断220V电源，由于它是无触点式工作，没有使用寿命的限制。通过控制器7的方波调制，还可达到无级调节加热丝发热量的效果。7为单片计算机控制系统，它可根据编写好的程序工作。
[0016]本实用新型的工作原理是:
[0017]在发酵床上垫料铺设前，将制作好的加热器1，2放置在发酵床的底部，上面先铺上一层稻草或玉米秸杆，再上面按常规铺设发酵床垫料，连接电热丝的导线的线径不小于2平方毫米，磁环变压器初级线圈为500圈，次级线圈为50圈左右，磁环的导磁率及体积要保证能有800W的输也功率。固态继电器为220V20A，这样价格适中，并有足够的余量保证整个电路不易损坏。
【权利要求】
1.一种发酵床主动式加温系统，包括控制器(7)、固态继电器(6)、变压单元、加热单元组成，所述控制器(7)和固态继电器(6)连接，所述固态继电器(6)和变压单元连接，所述变压单元和加热单元连接，所述加热单元包括加热丝(2)和绝缘耐热板支架(1)，所述变压单元为一磁环变压器，所述磁环变压器包括磁环(5)、初级线圈(4)和次级线圈(3)，所述磁环变压器的初级线圈(4)为500圈，次级线圈(3)为50圈。
2.根据权利要求1所述的发酵床主动式加温系统，其特征在于:所述的绝缘耐热板支架(1)优选木条或环氧 板绝缘块。
【文档编号】H01F30/16GK203801086SQ201420199657
【公开日】2014年8月27日 申请日期:2014年4月22日 优先权日:2014年4月22日
【发明者】秦竹, 林家彬, 余刚, 周忠凯, 李辉, 唐玉新, 汤赤, 陈俊 申请人:江苏省农业科学院