厭氧干法發(fā)酵連續(xù)自動(dòng)進(jìn)出料系統(tǒng)及其使用方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種干法發(fā)酵連續(xù)自動(dòng)進(jìn)出料系統(tǒng)，同時(shí)還涉及其使用方法，屬于生物質(zhì)利用【技術(shù)領(lǐng)域】。該系統(tǒng)包括進(jìn)料端頂部具有進(jìn)料口且出料端底部具有出料口的發(fā)酵庫，發(fā)酵庫的下方設(shè)有與其通過漏柵板連通的沼液收集池；發(fā)酵庫內(nèi)的上方設(shè)有間隔排布噴頭的噴淋管，沼液收集池通過經(jīng)沼液循環(huán)泵的管路與噴淋管連通；發(fā)酵庫內(nèi)的底部裝有由進(jìn)料端延伸至出料端的螺旋輸送器；進(jìn)料口上裝有底部設(shè)有星型排料器的進(jìn)料斗，進(jìn)料斗位于進(jìn)料輸送機(jī)輸出端的下方；出料口裝有可啟閉的出料口擋板，出料口擋板位于出料輸送機(jī)低端的上方。本發(fā)明實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)連續(xù)化進(jìn)出料，大大節(jié)省了干發(fā)酵工程建設(shè)和運(yùn)行成本，提高了沼氣工程進(jìn)出料作業(yè)效率。
【專利說明】厭氧干法發(fā)酵連續(xù)自動(dòng)進(jìn)出料系統(tǒng)及其使用方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種干發(fā)酵裝置，尤其是一種厭氧干法發(fā)酵連續(xù)自動(dòng)進(jìn)出料系統(tǒng)，同時(shí)還涉及其使用方法，屬于生物質(zhì)利用【技術(shù)領(lǐng)域】。

【背景技術(shù)】
[0002]沼氣干法厭氧發(fā)酵已十分普及，但迄今為止，發(fā)酵原料在干法發(fā)酵過程中均處于不流動(dòng)的靜止?fàn)顟B(tài)，因此傳質(zhì)傳熱效果差、發(fā)酵不均勻、不徹底，其進(jìn)料和出料操作十分困難，尤其是干發(fā)酵裝置的進(jìn)出料大門的設(shè)計(jì)及其密封存在嚴(yán)重缺陷，并且只能進(jìn)行間歇式發(fā)酵，存在裝載機(jī)進(jìn)出料作業(yè)效率低、強(qiáng)度大、操作環(huán)境惡劣以及存在安全隱患等問題。當(dāng)前沼氣干法厭氧發(fā)酵進(jìn)出料無法實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化、連續(xù)化作業(yè)。
[0003]據(jù) 申請(qǐng)人:了解，目前發(fā)酵原料的進(jìn)出均采用工程機(jī)械或人工輸送，并且需要等上批次發(fā)酵結(jié)束后才能打開發(fā)酵庫大門進(jìn)行出料，出料完成再進(jìn)行進(jìn)料操作。發(fā)酵呈間歇性作業(yè)，不能連續(xù)產(chǎn)生沼氣，不僅導(dǎo)致干發(fā)酵工程運(yùn)行成本高、費(fèi)工費(fèi)時(shí)，還存在進(jìn)、出料作業(yè)的安全隱患。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于:針對(duì)上述現(xiàn)有干法發(fā)酵存在的問題，提出一種原料發(fā)酵均勻充分、并且可以自動(dòng)連續(xù)進(jìn)出料的干法發(fā)酵自動(dòng)循環(huán)系統(tǒng)，同時(shí)還涉及其使用方法。
[0005]為了達(dá)到以上目的，本發(fā)明的干法發(fā)酵自動(dòng)連續(xù)進(jìn)出料系統(tǒng)包括一種厭氧干法發(fā)酵連續(xù)自動(dòng)進(jìn)出料系統(tǒng)，包括進(jìn)料端頂部具有進(jìn)料口且出料端底部具有出料口的發(fā)酵庫，所述發(fā)酵庫的下方設(shè)有與其通過漏柵板連通的沼液收集池；其特征在于:所述發(fā)酵庫內(nèi)的上方設(shè)有間隔排布噴頭的噴淋管，所述沼液收集池通過經(jīng)沼液循環(huán)泵的管路與噴淋管連通；所述發(fā)酵庫內(nèi)的底部裝有由進(jìn)料端延伸至出料端的螺旋輸送器；所述進(jìn)料口上裝有底部設(shè)有星型排料器的進(jìn)料斗，所述進(jìn)料斗位于進(jìn)料輸送機(jī)輸出端的下方；所述出料口裝有可啟閉的出料口擋板，所述出料口擋板位于出料輸送機(jī)低端的上方。
[0006]進(jìn)一步，所述出料口擋板兩側(cè)下方支撐在出料口兩側(cè)的滾動(dòng)導(dǎo)軌上，所述出料口擋板上方裝有與支撐在出料口的齒輪構(gòu)成齒輪齒條傳動(dòng)裝置的齒條，所述齒輪的齒輪軸通過蝸輪蝸桿傳動(dòng)裝置與手動(dòng)轉(zhuǎn)盤的轉(zhuǎn)軸傳動(dòng)連接。
[0007]更進(jìn)一步，所述手動(dòng)轉(zhuǎn)盤的轉(zhuǎn)軸通過帶輪裝置與驅(qū)動(dòng)電機(jī)的輸出軸傳動(dòng)連接。
[0008]本發(fā)明干法發(fā)酵自動(dòng)循環(huán)系統(tǒng)的使用方法包括如下步驟:
第一步、啟動(dòng)進(jìn)料輸送機(jī)、星型排料器、螺旋輸送器以及沼液循環(huán)泵，將發(fā)酵原料通過進(jìn)料斗輸入并均勻分布在發(fā)酵庫內(nèi)；
第二步、待發(fā)酵庫裝滿發(fā)酵原料后停止星型排料器，保持進(jìn)料輸送機(jī)運(yùn)行至進(jìn)料斗充滿發(fā)酵原料，以起到使發(fā)酵庫與外界密封隔離作用；
第三步、保持螺旋輸送器以及沼液循環(huán)泵運(yùn)行，持續(xù)翻轉(zhuǎn)發(fā)酵原料并噴灑源自沼液收集池的沼液，使發(fā)酵原料充分發(fā)酵； 第四步、待發(fā)酵完畢，關(guān)閉沼液循環(huán)泵，打開出料口擋板，同時(shí)啟動(dòng)出料輸送機(jī)，借助螺旋輸送機(jī)將發(fā)酵后的原料從出料口輸出到出料輸送機(jī)上轉(zhuǎn)移。
[0009]采用本發(fā)明后，與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有如下顯著優(yōu)點(diǎn):
1、實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)連續(xù)化進(jìn)出料，省去干發(fā)酵庫進(jìn)出料大門裝置和使用裝載機(jī)進(jìn)出料操作，并可進(jìn)行連續(xù)厭氧發(fā)酵產(chǎn)沼氣，為實(shí)現(xiàn)發(fā)酵過程的自動(dòng)化、智能化控制奠定了基礎(chǔ)。
[0010]2、大大節(jié)省了干發(fā)酵工程建設(shè)和運(yùn)行成本，降低勞動(dòng)強(qiáng)度、避免人工進(jìn)出料操作安全生產(chǎn)隱患和進(jìn)出料大門密封漏氣現(xiàn)象的發(fā)生。
[0011]3、提高了沼氣工程進(jìn)出料作業(yè)效率，并且實(shí)現(xiàn)發(fā)酵原料在發(fā)酵過程中的攪拌、均質(zhì)作業(yè),防止物料局部酸化,提高產(chǎn)氣率。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0012]下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的說明。
[0013]圖1為本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。圖中:1.地平面；2.進(jìn)料斗；3.驅(qū)動(dòng)電機(jī)及齒輪箱變速器；4.發(fā)酵庫；5.進(jìn)料輸送機(jī)；6.料斗；7.螺旋輸送器(俗稱絞龍);8.出料輸送機(jī)；9.變速系統(tǒng)。
[0014]圖2為圖1實(shí)施例進(jìn)料斗的結(jié)構(gòu)示意圖。圖中:10.星型排料器；11.鏈傳動(dòng)裝置；12.齒輪箱變速器；13.驅(qū)動(dòng)電機(jī)。
[0015]圖3為圖1實(shí)施例中螺旋輸送器的變速驅(qū)動(dòng)部分結(jié)構(gòu)示意圖。圖中:14.帶輪裝置I ;15.帶輪裝置2 ；16.變速箱；17.驅(qū)動(dòng)電機(jī)。
[0016]圖4為圖1實(shí)施例的螺旋輸送器單輸入齒輪雙輸出結(jié)構(gòu)示意圖。圖中:18.動(dòng)力輸出軸1;19.蝸輪蝸桿傳動(dòng)裝置I ;20.圓錐齒輪傳動(dòng)裝置；21.動(dòng)力輸入軸；22.動(dòng)力輸出軸2。
[0017]圖5為圖1實(shí)施例的沼液循環(huán)噴淋系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。圖中:23.噴頭；24.管路；25.漏柵板；26.沼液收集池；27.沼液循環(huán)泵。
[0018]圖6為圖1實(shí)施例的出料口擋板結(jié)構(gòu)示意圖。圖中:28.轉(zhuǎn)動(dòng)手柄；29.齒輪齒條傳動(dòng)裝置；30.帶輪裝置2 ;31.蝸輪蝸桿傳動(dòng)裝置2 ；32.出料口擋板；33.驅(qū)動(dòng)電機(jī)3 ；34.滾動(dòng)導(dǎo)軌；35.限位開關(guān)；36.電機(jī)控制柜。

【具體實(shí)施方式】
[0019]實(shí)施例一
本實(shí)施例的干法發(fā)酵自動(dòng)循環(huán)系統(tǒng)如圖1至圖6所示，基本結(jié)構(gòu)為:包括進(jìn)料端頂部具有進(jìn)料口且出料端底部具有出料口的發(fā)酵庫4，發(fā)酵庫4的下方設(shè)有與其通過漏柵板25連通的沼液收集池26。發(fā)酵庫4內(nèi)的上方設(shè)有間隔排布噴頭23的兩排相互平行的噴淋管，沼液收集池26通過經(jīng)沼液循環(huán)泵27的管路24與噴淋管連通。發(fā)酵庫4內(nèi)的底部裝有由進(jìn)料端延伸至出料端的兩排相互平行且旋轉(zhuǎn)方向可控的螺旋輸送器7。進(jìn)料口上裝有底部設(shè)有星型排料器10的進(jìn)料斗2，進(jìn)料斗2位于進(jìn)料輸送機(jī)5輸出端的下方。出料口裝有可啟閉的出料口擋板32，出料口擋板32位于出料輸送機(jī)8低端的上方。
[0020]進(jìn)料斗處星型排料器傳動(dòng)、螺旋輸送器的變速驅(qū)動(dòng)、螺旋輸送器單輸入齒輪雙輸出結(jié)構(gòu)以及沼液循環(huán)噴淋系統(tǒng)具體結(jié)構(gòu)分別參見圖2至圖5，由于不難理解，因此不再用文字詳述。
[0021]需要說明的是，如圖6所示，出料口擋板32兩側(cè)下方支撐在出料口兩側(cè)的滾動(dòng)導(dǎo)軌34上，出料口擋板32兩側(cè)上方分別裝有齒條，與支撐在出料口兩側(cè)的兩同軸齒輪構(gòu)成齒輪齒條傳動(dòng)裝置29，兩同軸齒輪的齒輪軸通過蝸輪蝸桿傳動(dòng)裝置31與手動(dòng)轉(zhuǎn)盤28的轉(zhuǎn)軸傳動(dòng)連接，該手動(dòng)轉(zhuǎn)盤28的轉(zhuǎn)軸通過帶輪裝置30與驅(qū)動(dòng)電機(jī)33的輸出軸傳動(dòng)連接，因此出料口擋板32即可手動(dòng)啟閉，也可以借助電機(jī)控制柜36實(shí)現(xiàn)自動(dòng)啟閉。
[0022]使用時(shí)可按如下步驟進(jìn)行:
第一步、啟動(dòng)進(jìn)料輸送機(jī)、星型排料器、螺旋輸送器以及沼液循環(huán)泵，將發(fā)酵原料通過進(jìn)料輸送機(jī)和星型排料器從進(jìn)料斗輸入，并在螺旋輸送器的攪拌作用下均勻分布在發(fā)酵庫內(nèi)；
第二步、待發(fā)酵庫裝滿發(fā)酵原料后停止星型排料器，保持進(jìn)料輸送機(jī)運(yùn)行，從而使進(jìn)料斗充滿發(fā)酵原料，起到使發(fā)酵庫與外界密封隔離作用；
第三步、保持螺旋輸送器以及沼液循環(huán)泵運(yùn)行，持續(xù)翻轉(zhuǎn)發(fā)酵原料并噴灑源自沼液收集池的沼液，使發(fā)酵原料充分發(fā)酵，并形成沼液的循環(huán)；
第四步、待發(fā)酵完畢，關(guān)閉沼液循環(huán)泵，手動(dòng)或自動(dòng)打開出料口擋板，同時(shí)啟動(dòng)出料輸送機(jī)，借助螺旋輸送機(jī)將發(fā)酵后的原料從出料口輸出到出料輸送機(jī)上轉(zhuǎn)移。
[0023]為了進(jìn)一步理解，本實(shí)施例可分為進(jìn)料、攪拌勻料、沼液循環(huán)噴淋、出料四個(gè)系統(tǒng)，其構(gòu)成和工作過程分述如下。
[0024]I)進(jìn)料系統(tǒng):
進(jìn)料時(shí)，將料斗裝滿原料，通過進(jìn)料輸送機(jī)運(yùn)至進(jìn)料口，由驅(qū)動(dòng)電機(jī)、鏈傳動(dòng)裝置、齒輪箱變速器驅(qū)動(dòng)的星型排料器通過轉(zhuǎn)速控制輸入發(fā)酵庫的原料量的大小。進(jìn)料結(jié)束時(shí)，首先停止驅(qū)動(dòng)電機(jī)工作，星型排料器停轉(zhuǎn)，此時(shí)進(jìn)料輸送機(jī)仍然正常工作，將原料不斷輸入送至進(jìn)料口內(nèi)，當(dāng)進(jìn)料口充滿原料并且完全覆蓋進(jìn)料星型排料器時(shí)，停止進(jìn)料輸送機(jī)工作，則進(jìn)料口內(nèi)充滿的原料將起到密封作用，隔斷發(fā)酵庫與進(jìn)料口之間的空隙，防止庫內(nèi)沼氣外漏和庫外氧氣進(jìn)入。
[0025]2)攪拌勻料系統(tǒng):
庫內(nèi)的攪拌勻料裝置為兩個(gè)縱向貫穿庫體、水平布置、合理間距、離地一定間隙的絞龍，驅(qū)動(dòng)電機(jī)、帶輪裝置、變速箱驅(qū)動(dòng)絞龍轉(zhuǎn)動(dòng)，通過變速箱上的把手可以獲得兩個(gè)絞龍同向或反向旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，也可單獨(dú)不同方向旋轉(zhuǎn)，實(shí)現(xiàn)原料在庫內(nèi)順時(shí)針運(yùn)動(dòng)、逆時(shí)針的運(yùn)動(dòng)，以及同時(shí)產(chǎn)生的翻拋。當(dāng)原料輸入作業(yè)和進(jìn)料口密封作業(yè)結(jié)束后，首先利用絞龍的轉(zhuǎn)動(dòng)破除原料表面結(jié)殼現(xiàn)象，并通過絞龍不同運(yùn)動(dòng)方式的控制將原料均勻的布置在庫內(nèi)，為原料的發(fā)酵做好預(yù)處理準(zhǔn)備工作；然后開啟沼液循環(huán)噴淋系統(tǒng)，通過絞龍轉(zhuǎn)動(dòng)使原料與沼液充分接觸并發(fā)酵反應(yīng)產(chǎn)生沼氣，同時(shí)還起到增加傳質(zhì)傳熱功能,使庫內(nèi)原料反應(yīng)均勻,提高產(chǎn)氣率，并且也利于原料中的沼液溢出，通過沼液池漏柵板排入沼液收集池，進(jìn)入沼液循環(huán)噴淋系統(tǒng)。
[0026]3)沼液循環(huán)噴淋系統(tǒng):
進(jìn)入沼液循環(huán)噴淋系統(tǒng)的沼液由泵從沼液收集池內(nèi)抽出，通過沼液管路將沼液分成兩路，由噴頭均勻噴灑庫內(nèi)的原料，與原料反應(yīng)后經(jīng)過絞龍的攪拌從原料中溢出再次進(jìn)入沼液收集池，循環(huán)使用。
[0027]4)出料系統(tǒng):
在攪拌勻料系統(tǒng)和沼液循環(huán)噴淋系統(tǒng)的共同作用下，原料經(jīng)過一個(gè)周期的完全反應(yīng)后，開動(dòng)驅(qū)動(dòng)電機(jī)，操作把手連接絞龍帶輪裝置和出料擋板帶輪裝置，通過兩個(gè)絞龍的共同作用，使得庫內(nèi)底層物料向出料口移動(dòng)，由電機(jī)控制柜控制的驅(qū)動(dòng)電機(jī)通過擋板帶傳動(dòng)裝置及變速裝置，驅(qū)動(dòng)以滾動(dòng)導(dǎo)軌為支撐的出料口擋板開啟，物料(沼渣)被不斷的排出庫體。當(dāng)出料系統(tǒng)不工作，出料口擋板完全閉合時(shí)，物料在絞龍的作用下完全覆蓋出料口擋板，起到密封作用。出料口內(nèi)有限位開關(guān)，出料口擋板在完全開啟和完全閉合時(shí)觸發(fā)限位開關(guān)，電機(jī)停止驅(qū)動(dòng)出料口擋板運(yùn)動(dòng)，起到保護(hù)電機(jī)和擋板的作用。為防止意外，出料口擋板外有轉(zhuǎn)動(dòng)手柄可以手動(dòng)控制擋板的開關(guān)。排出庫體的物料通過出料口進(jìn)入下方對(duì)接的出料輸送機(jī)并由其運(yùn)出，統(tǒng)一處理，不會(huì)出現(xiàn)污染問題。
【權(quán)利要求】
1.一種厭氧干法發(fā)酵連續(xù)自動(dòng)進(jìn)出料系統(tǒng)，包括進(jìn)料端頂部具有進(jìn)料口且出料端底部具有出料口的發(fā)酵庫，所述發(fā)酵庫的下方設(shè)有與其通過漏柵板連通的沼液收集池；其特征在于:所述發(fā)酵庫內(nèi)的上方設(shè)有間隔排布噴頭的噴淋管，所述沼液收集池通過經(jīng)沼液循環(huán)泵的管路與噴淋管連通；所述發(fā)酵庫內(nèi)的底部裝有由進(jìn)料端延伸至出料端的螺旋輸送器；所述進(jìn)料口上裝有底部設(shè)有星型排料器的進(jìn)料斗，所述進(jìn)料斗位于進(jìn)料輸送機(jī)輸出端的下方；所述出料口裝有可啟閉的出料口擋板，所述出料口擋板位于出料輸送機(jī)低端的上方。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的厭氧干法發(fā)酵連續(xù)自動(dòng)進(jìn)出料系統(tǒng):其特征在于:所述出料口擋板兩側(cè)下方支撐在出料口兩側(cè)的滾動(dòng)導(dǎo)軌上，所述出料口擋板上方裝有與支撐在出料口的齒輪構(gòu)成齒輪齒條傳動(dòng)裝置的齒條，所述齒輪的齒輪軸通過蝸輪蝸桿傳動(dòng)裝置與手動(dòng)轉(zhuǎn)盤的轉(zhuǎn)軸傳動(dòng)連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的厭氧干法發(fā)酵連續(xù)自動(dòng)進(jìn)出料系統(tǒng):其特征在于:所述手動(dòng)轉(zhuǎn)盤的轉(zhuǎn)軸通過帶輪裝置與驅(qū)動(dòng)電機(jī)的輸出軸傳動(dòng)連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3任一所述厭氧干法發(fā)酵連續(xù)自動(dòng)進(jìn)出料系統(tǒng)的使用方法，其特征在于包括如下步驟: 第一步、啟動(dòng)進(jìn)料輸送機(jī)、星型排料器、螺旋輸送器以及沼液循環(huán)泵，將發(fā)酵原料通過進(jìn)料斗輸入并均勻分布在發(fā)酵庫內(nèi)； 第二步、待發(fā)酵庫裝滿發(fā)酵原料后停止星型排料器，保持進(jìn)料輸送機(jī)運(yùn)行至進(jìn)料斗充滿發(fā)酵原料，以起到使發(fā)酵庫與外界密封隔離作用； 第三步、保持螺旋輸送器以及沼液循環(huán)泵運(yùn)行，持續(xù)翻轉(zhuǎn)發(fā)酵原料并噴灑源自沼液收集池的沼液，使發(fā)酵原料充分發(fā)酵； 第四步、待發(fā)酵完畢，關(guān)閉沼液循環(huán)泵，打開出料口擋板，同時(shí)啟動(dòng)出料輸送機(jī)，借助螺旋輸送機(jī)將發(fā)酵后的原料從出料口輸出到出料輸送機(jī)上轉(zhuǎn)移。
【文檔編號(hào)】C12M1/16GK104293656SQ201410465868
【公開日】2015年1月21日 申請(qǐng)日期:2014年9月12日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月12日
【發(fā)明者】朱德文, 謝虎, 陶三奇, 王鵬軍, 曹杰, 李瑞容, 曲浩麗 申請(qǐng)人:農(nóng)業(yè)部南京農(nóng)業(yè)機(jī)械化研究所, 南京物環(huán)新能源科技有限公司