畜禽智能养殖系统的制作方法

本发明涉及畜禽养殖领域，特别是一种畜禽智能养殖系统及控制方法。

背景技术：

畜牧行业养殖过程中需要对养殖舍进行通风，以保证饲养动物的正常生长需要，现有技术中通常采用引入新风的工作模式，即将新鲜空气处理后输入到饲养动物的养殖舍内，但是方式需要持续的注入新风，尤其是当内外温差大的情形下，这种模式浪费较大，而不注入新风的情形下，养殖舍内的空气环境可能导致细菌和病毒大规模繁殖，导致饲养动物生病。受成本的影响，如何根据养殖舍内的情况合理的进行空气处理，是一项难度较高的技术问题。中国专利文献cn109611965a记载了一种用于畜牧养殖的高压电场杀菌灭毒除尘空气净化系统，包括密封过滤装置、高压电场杀菌灭毒除尘空气净化装置和风机装置，但是该方案中注入到畜牧养殖的新风交换的旧风直接排出到大气中，如果在养殖舍内的饲养动物感染疫情，则可能导致疫情的快速扩散。当空气处理系统的能耗较高的时候，很多业主可能会倾向不经常使用空气处理系统，当疫情降临的时候可能会导致大面积的损失。现有的畜禽粪便通常通过沟渠排出到养殖舍之外，但是该位置造成了密封的漏洞，如果采用抽风的送风方式，该位置容易导致细菌和病毒的入侵，而采用送风的方式又容易导致细菌和病毒随着粪便扩散。中国专利文献cn110407611a记载了一种畜禽养殖场粪便预处理装置，通过采用绞龙结构输送粪便，但是绞龙结构的输送距离受长度限制，通常不能超过5米，而且粪便很容易在绞龙内板结，导致绞龙运行能耗高。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题是提供一种畜禽智能养殖系统及控制方法，能够降低畜禽养殖过程中采用新风的能耗，能够根据养殖舍内的环境智能的调节供风和消毒模式，以进一步降低能耗。优选的方案中，在确保消毒的前提下，能够通过降低风阻进一步降低空气处理系统的能耗。能够尽可能降低养殖舍内温度调节的能耗。能够完全封堵粪便排放的漏洞，病毒无法从粪便的渠道进入到养殖舍内。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：一种畜禽智能养殖系统，包括养殖舍和空气处理系统，所述的养殖舍为密封式养殖舍，养殖舍通过排风管和进风管与空气处理系统连接，空气处理系统还设有与大气连通的风管，在风管上设有第二闸阀；

进风管与空气处理系统的排气口连接；

排风管的一端与空气处理系统进气口连接，在靠近排风管上靠近进气口的位置设有第一闸阀，另一端设有尾气处理装置；

在养殖舍内设有用于检测养殖舍内空气质量的传感器；

以根据养殖舍的空气质量启动空气处理系统，以及切换空气处理系统进风的来源。

优选的方案中，所述的传感器包括温度传感器、湿度传感器、气体传感器中的一种或多种的组合；

所述的气体传感器包括一氧化碳气体传感器、二氧化碳传感器、氨气传感器、硫化氢传感器、甲烷传感器、吲哚类气体传感器中的一种或多种的组合。

优选的方案中，所述的养殖舍为多个，各个养殖舍通过至少两个支管分别与排风管和进风管连通。

优选的方案中，在支管上设有闸阀，以根据需要轮流的给各个养殖舍进行空气处理。

优选的方案中，所述的与大气连通的风管为深井风管，深井风管的底部位于靠近深井底部的位置。

优选的方案中，所述的空气处理系统包括依次排列的飞沫处理腔、吸附处理腔和电光处理腔中一种或多种的组合；

所述的电光处理腔包括静电场杀毒装置和紫光灯中一种或多种的组合。

优选的方案中，所述的飞沫处理腔中，设有至少一个竖直的隔板，在隔板上固设有驱动装置，驱动装置与位于两侧的飞沫盘连接，以驱动飞沫盘旋转，在飞沫处理腔内还设有消毒液，消毒液部分的浸没飞沫盘的边缘；

所述的飞沫盘上设有多个镂空、凸起、凹陷中的一种或多种结构的组合。

优选的方案中，所述的吸附处理腔内设有多个交错布置的吸附隔板，所述的吸附隔板均为竖直布置；

在吸附隔板的迎向进风的一面设有吸附绒毛和/或吸附凝胶；

在吸附处理腔还设有空调装置，吸附隔板与空调装置的工作部连接，吸附隔板同时作为工作部的导热板。

优选的方案中，还设有密封粪便处理装置，它包括用于通过排粪输送带、排粪溜槽、管路中的一种或多种的组合收集粪便的储存槽，在储存槽的一侧设有滑动的密封罩体，密封罩体与排粪气缸连接，以驱动密封罩体滑动到储存槽上方并形成密封；

密封罩体的顶部设有压缩气管，压缩气管上设有电磁阀，用于连接压缩气源；

在储存槽的两侧设有压紧导槽，用于将滑动到储存槽上方的密封罩体压紧密封；

储存槽的底部通过缩径的管路与位于养殖舍之外的溜管连通。

一种采用上述的畜禽智能养殖系统的控制方法，包括以下步骤：

s1、根据预设的时间，交替对养殖舍内的空气进行处理；

包括循环消毒，引入消毒后的新风；

循环消毒是指开启排风管上的第一闸阀，关闭风管上的第二闸阀，使养殖舍的空气洁净，并保持温度大致恒定；

引入消毒后的新风是指关闭排风管上的第一闸阀，开启风管上的第二闸阀，将消毒后的新风引入到养殖舍内，交换的风经过排风管从尾气处理装置排出；

s2、根据传感器的检测有针对性的启动空气处理系统；

当检测到一氧化碳、二氧化碳、氨气、硫化氢、甲烷、吲哚类气体中的一种或多种超标，即启动空气处理系统并采用引入消毒后的新风模式；

当检测到温度或湿度中的一种或多种超标，即启动空气处理系统中的空调装置进行处理，并采用循环消毒模式；

引入消毒后的新风模式的优先级高于循环消毒模式的优先级；

通过以上步骤，实现畜禽智能养殖。

本发明提供了一种畜禽智能养殖系统及控制方法，通过采用智能切换风路的方案，能够降低畜禽养殖过程中供应新风的能耗，能够根据养殖舍内的环境智能的调节和切换供风和消毒模式，以进一步降低能耗，由此能耗的降低，使本发明的方案能够被大规模的推广适用，从而大幅降低畜禽养殖过程中的疫病，减少养殖风险。优选的方案中，在确保消毒的前提下，通过优化和改进空气处理系统的结构，以降低风阻，进而进一步降低空气处理系统的能耗。通过采用深井进气的方案，利用深井与地面的温差调节进风的温度，从而能够尽可能降低养殖舍内温度调节的能耗。通过采用滑动的密封罩体的结构，能够完全封堵粪便排放的漏洞，病毒无法从粪便的渠道进入到养殖舍内。采用本发明的方案，能够大幅降低养殖风险，减少甚至杜绝畜禽的疫情，即便因为疏忽导致部分养殖舍的疫情发生，也不会影响到其他的养殖舍。采用智能化的控制方案，能够远程对养殖舍进行控制，1个管理人员能够管理大量的养殖舍，从而节省大量的人手。由于养殖环境从空气、水、饲料和温度、气体、粪便排放等角度的大幅优化，本发明的方案养殖畜禽能够大幅减少抗生素的使用，从而提高养殖畜禽的质量。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明：

图1为本发明的整体结构俯视示意图。

图2为本发明的空气处理系统的进风管路布置结构示意图。

图3为本发明中采用深井进风的结构示意图。

图4为本发明中空气处理系统的结构示意图。

图5为本发明中密封粪便处理装置的主视结构示意图。

图6为本发明中密封粪便处理装置的侧视结构示意图。

图7为本发明的控制结构框图。

图中：养殖舍1，养殖笼101，排粪输送带102，排粪喷淋口103，刮板104，排粪溜槽105，溜管2，排风管3，进风管4，空气处理系统5，进气口51，排气口52，飞沫处理腔53，消毒液531，飞沫盘532，气动马达533，隔板534，吸附处理腔54，吸附隔板541，电光处理腔55，静电场杀毒装置551，紫光灯552，深井6，尾气处理装置7，风机8，风管接头9，集粪池10，第一闸阀11，第二闸阀12，空调装置13，自动喂食装置14，自动供水装置15，排粪装置16，密封罩体161，排粪气缸162，压紧导槽17，储存槽18，输送管19，压缩气管20，深井风管21，支管22，传感器23。

具体实施方式

实施例1：

如图1、2中，一种畜禽智能养殖系统，包括养殖舍1和空气处理系统5，所述的养殖舍1为密封式养殖舍，养殖舍1通过排风管3和进风管4与空气处理系统5连接，空气处理系统5还设有与大气连通的风管，在风管上设有第二闸阀12；

进风管4与空气处理系统5的排气口52连接；

排风管3的一端与空气处理系统5进气口51连接，在靠近排风管3上靠近进气口51的位置设有第一闸阀11，另一端设有尾气处理装置7；本例中的闸阀优选采用电控蝶阀，以实现远程控制。

在养殖舍1内设有用于检测养殖舍1内空气质量的传感器；

以根据养殖舍1的空气质量启动空气处理系统5，以及切换空气处理系统5进风的来源。采用该方案能够以较低的能耗应对足够的防护等级。通过循环处理的方式，能够减少能耗，例如，在循环处理的方案中，可以仅开启空气处理系统5中的部分功能，即可完成消毒和调节温度的工作，而在引入新风的过程中，则需要开启空气处理系统5中的全部功能。因此，根据需要切换不同的工作模式，在能够达到应对疫情规格的工作模式下，也能够有效的降低能耗。

优选的方案如图1中，所述的传感器23包括温度传感器、湿度传感器、气体传感器中的一种或多种的组合；

所述的气体传感器包括一氧化碳气体传感器、二氧化碳传感器、氨气传感器、硫化氢传感器、甲烷传感器、吲哚类气体传感器中的一种或多种的组合。优选气体传感器设置在靠近养殖舍1内排放粪便的位置。

优选的方案如图1中，所述的养殖舍1为多个，各个养殖舍1通过至少两个支管22分别与排风管3和进风管4连通。采用多个养殖舍1，且各个养殖舍1之间的空气通过空气处理系统5隔离处理的方案，能够有效避免畜禽病情的大规模扩散，便于疫情的控制，即便在局部出现疫情，也不会影响到其他的养殖舍1。或者本地区的其他养殖场，从而可靠控制养殖成本。而且采用模块化养殖舍1的方案，能够实现养殖舍1的标准化生产，便于实现畜禽智能化和流水化管理。

优选的方案如图1中，在支管22上设有闸阀，该闸阀在图中未示出，以根据需要轮流的给各个养殖舍1进行空气处理。实际使用过程中，持续保持通风是不必要和高能耗的，通过设置闸阀的分时通断，实现各个养殖舍1轮流换风，能够采用更小和能耗更低的风机。而且该方案尤其适合于模块化的养殖舍1，通过智能化的控制模式，使一台空气处理系统5能够服务更多的养殖舍1，在确保空气安全的基础上，进一步降低持续使用成本。

优选的方案如图3中，所述的与大气连通的风管为深井风管21，深井风管21的底部位于靠近深井6底部的位置。由此方案，能够充分利用深井6的空气温度调节能力，大幅降低空调能耗，本例中的深井6是指地面5米以下的井，通常在地面以下30米即可达到很好的调节空气温度的效果。通常深井6中的空气温度与地面温度相差能够达到5~15℃。

优选的方案如图4中，所述的空气处理系统5包括依次排列的飞沫处理腔53、吸附处理腔54和电光处理腔55中一种或多种的组合；本例中取消了过滤的结构，通常过滤的方案与滤网的目数相关，目前仅能防护微米级的微生物，而病毒属于纳米级，目数越低过滤效果越好，但是风阻也会越大，而要达到过滤病毒级别的，滤网的目数会非常小，而且有效时间很短，风阻也非常大，为了提高过滤效率，还需要非常大的通流面积，这导致符合防护要求的前提下，初次和持续使用成本非常高。本发明采用多方案联动的方案，在达到消毒效果的前提下，风阻小，循环使用成本低，并能够实现按需启动，例如吸附处理腔54的使用成本最低，作为常规的防护措施，其过滤是按概率实现的，即无论颗粒大小，病毒和细菌有大致相同的被捕获概率，基本能够达到85%以上的消杀率。能够起到较好的预防作用。

所述的电光处理腔55包括静电场杀毒装置551和紫光灯552中一种或多种的组合。电光处理腔55作为尾端，空气中颗粒物、病毒和细菌已经含量较低，因此在静电场杀毒装置551和紫光灯552中所需的能耗大幅降低，消杀率大幅增加。静电场杀毒装置551是利用通常超过6万伏高电压电极阵列，形成电晕电场，使病毒失活并被吸附到负极上。而且静电场还能够生成少量臭氧，进一步提高消杀效果。产生的臭氧浓度要低于影响畜禽健康的标准以下。

优选的方案如图4中，所述的飞沫处理腔53中，设有至少一个竖直的隔板，在隔板上固设有驱动装置，驱动装置与位于两侧的飞沫盘532连接，以驱动飞沫盘532旋转，在飞沫处理腔53内还设有消毒液531，消毒液531部分的浸没飞沫盘532的边缘；消毒液531采用复合消毒液，例如含双氧水、氯化钠的低毒消毒液，或者次氯酸钠溶液。

所述的飞沫盘532上设有多个镂空、凸起、凹陷中的一种或多种结构的组合。由此结构，是消毒液构成的飞沫与空气充分接触消毒，或者空气与飞沫盘532摩擦碰撞消毒，由此方案能够，消除85%以上的细菌、病毒以及灰尘。该方案同样是基于概率，而且风阻非常小。

优选的方案如图4中，所述的吸附处理腔54内设有多个交错布置的吸附隔板541，所述的吸附隔板541均为竖直布置；通过迷宫结构提高吸附成功率，通常在每个转折位置，都会是空气与吸附隔板541发生摩擦，从而使细菌、病毒以及灰尘有较大的几率被吸附在吸附隔板541上。

在吸附隔板541的迎向进风的一面设有吸附绒毛和/或吸附凝胶；由此结构，能够大幅提高吸附效率。吸附绒毛和/或吸附凝胶还具有吸附前道工序中产生的飞沫的效果，能够减少空气的湿度，以及有害成分的含量。

在吸附处理腔54还设有空调装置13，吸附隔板541与空调装置13的工作部例如蒸发器连接，吸附隔板541同时作为工作部的导热板。由此结构，除了将空气冷却，还能够冷凝空气中的水分，使空气中的湿度不至于过高。

优选的方案如图5、6中，还设有密封粪便处理装置，它包括用于通过排粪输送带102、排粪溜槽105、管路中的一种或多种的组合收集粪便的储存槽18，如图5中所示，在每个养殖笼101的下方设有由驱动装置驱动间歇旋转的排粪输送带102，排粪输送带的带体优选采用表面为尼龙、超高分子量聚乙烯等材质的输送带，以便于清洁，本例中，优选采用气动马达驱动排粪输送带旋转，控制方式采用定时启动方式，每次启动至少将排粪输送带上层的粪便清理干净。排粪输送带优选的倾斜布置，在靠近最底端的位置，设有刮板104，用于刮除排粪输送带表面的粪便，还设有排粪喷淋口103，用于喷出清洁水清洁排粪输送带表面，并在一定程度上稀释粪便，以便于排出。排粪输送带上的粪便落入到排粪溜槽105内，并最后落入到储存槽18内，在储存槽18设有排液位计，优选采用浮球开关，当储存槽18内的液位达到预设值，则启动排粪气缸162准备排出粪便。

如图6中，在储存槽18的一侧设有滑动的密封罩体161，密封罩体161与排粪气缸162连接，以驱动密封罩体161滑动到储存槽18上方并形成密封；

密封罩体161的顶部设有压缩气管20，压缩气管20上设有电磁阀，用于连接压缩气源；

在储存槽18的两侧设有压紧导槽17，压紧导槽17采用倒“l”的结构，扣在密封罩体161的两侧，在储存槽18的位置，压紧导槽17的高度降低，

以用于将滑动到储存槽18上方的密封罩体161压紧密封；优选的在密封罩体161的底部设有密封圈。本例中的密封罩体161采用半圆形的结构，当然的采用其他的能够实现密封的结构，例如方形、梯形也是可行的。

储存槽18的底部通过缩径的管路与位于养殖舍1之外的溜管2连通。由此结构，能够在储存槽18内收集到足够的粪便后，即启动排粪气缸162，将密封罩体161推送到储存槽18的上方，在压紧导槽17的作用下，将密封罩体161与储存槽18的顶部形成密封，然后启动压缩气管20上的电磁阀，即可将储存槽18内收集的粪便通过管路压入到溜管2内，该管路具有u形的结构，如图5中，进入到集粪池10内统一处理。采用该方案，储存槽18内具有水封结构，内外空气隔绝，从而确保养殖舍1的密封可靠。

实施例2：

如图7中，一种采用上述的畜禽智能养殖系统的控制方法，

控制系统的结构如下：

如图实施例1中所述的温度传感器、湿度传感器和气体传感器与主控装置的输入端电连接，这些传感器都是市售的产品，与主控装置电连接，本例中的主控装置采用plc，便于连接和组建。温度传感器、湿度传感器、气体传感器，可以仅装在部分的养殖舍1，其他养殖舍1的控制方案则与装有传感器的养殖舍1保持一致。还设有排液位计，排液位计用于测量储存槽18内的液位，还设有进液位计，进液位计用于测量自动供水装置15的缓存箱液位。还设有饲料传感器，饲料传感器用于检测料斗的饲料量，优选采用市售的翻板式传感器。主控装置还通过无线装置与远程服务器连接，以便于远程控制或修改相应控制参数。主控装置的输出端与空压机电连接，主要是控制空压机生产足够压力的压缩气体。主控装置与排粪输送带102电连接，用于驱动排粪输送带102的旋转。当排粪输送带102的驱动装置采用电机时，主控装置输出脉冲控制指令驱动电机旋转。当采用排粪输送带102的驱动装置采用采用气动马达时，主控装置控制电磁阀的通断启停气动马达。主控装置与排粪喷淋口103的电磁阀电连接，以启动喷淋清洗功能。主控装置与排粪气缸162的电磁阀电连接，以驱动排粪气缸162的活塞杆伸缩。主控装置与饲料闸板的电机电连接，以根据饲料传感器供应饲料。主控装置与各个闸阀的电机电连接，以控制各个管路的通断。主控装置与空气处理系统5的风机8电连接，以控制风机8的启停，优选的风机8采用调速风机，则主控装置与风机8的变频器电连接。主控装置还与照明系统电连接。主控装置与各个电磁阀组电连接，例如用于驱动飞沫盘532的电磁阀组。主控装置与静电场杀毒装置551的开关电连接，以根据需要启动静电场杀毒装置551，主控装置与紫光灯的开关电连接，以根据需要启动紫光灯杀毒。主控装置还包括以下的控制步骤：

s1、根据预设的时间，交替对养殖舍1内的空气进行处理；

包括循环消毒，引入消毒后的新风；

循环消毒是指开启排风管3上的第一闸阀11，关闭风管上的第二闸阀12，使养殖舍1的空气洁净，并保持温度大致恒定；空气从排风管3进入到风机8内，然后经过空气处理系统5处理后再经过进风管4排入到养殖舍1内，实现循环消毒，循环消毒过程中，可以根据情况，关闭气动马达533和静电场杀毒装置551、紫光灯552，仅通过吸附消毒和除尘即可。以降低能耗。或者启动气动马达533配合吸附处理腔54进行消毒。

引入消毒后的新风是指关闭排风管3上的第一闸阀11，开启风管上的第二闸阀12，将消毒后的新风引入到养殖舍1内，交换的风经过排风管3从尾气处理装置7排出；引入新风的模式，优选采用间歇式的，即间歇的给各个养殖舍1换气。间歇式换气通过切换各个养殖舍1的支管22上的闸阀来实现。

s2、根据传感器的检测有针对性的启动空气处理系统5；

当检测到一氧化碳、二氧化碳、氨气、硫化氢、甲烷、吲哚类气体中的一种或多种超标，即启动空气处理系统5并采用引入消毒后的新风模式；

当检测到温度或湿度中的一种或多种超标，即启动空气处理系统5中的空调装置13进行处理，并采用循环消毒模式；通过空调装置13配合吸附隔板541的冷凝效果，使空气的温度和湿度均降低。取暖通常不采用空调装置13，而主要以深井风管21引入的新风取暖，或者以燃料加热进风管4内的空气取暖，或者以换热的方式取暖。

引入消毒后的新风模式的优先级高于循环消毒模式的优先级；当检测到需要启动引入新风模式与循环消毒模式的指令发生冲突时，优先以引入新风模式为主。

通过以上步骤，实现畜禽智能养殖。

还设有保险机构，所述的保险机构，是位于养殖舍1上一块趋于开启的活动门，例如活动门倾斜的与养殖舍1连接，或者，活动门与养殖舍1之间设有趋于活动门开启的弹簧。

活动门与养殖舍1之间通过电磁铁连接，当紧急断电，则电磁铁失效，活动门开启，由此方案，避免断电后畜禽因为缺氧而死亡。

本发明的控制方案主要针对最容易引起疫情而且防治难度大的空气和粪便处理，至于饲料和水，优选采用密封供应，蒸汽消杀方案，也可以采用其他消杀方案。现有技术中有较多的饲料和水的自动供应方案，在本申请中不重点描述。

上述的实施例仅为本发明的优选技术方案，而不应视为对于本发明的限制，本申请中的实施例及实施例中的特征在不冲突的情况下，可以相互任意组合。本发明的保护范围应以权利要求记载的技术方案，包括权利要求记载的技术方案中技术特征的等同替换方案为保护范围。即在此范围内的等同替换改进，也在本发明的保护范围之内。