一种腔式负压发酵装置的制作方法

本实用新型涉及发酵装置技术领域，尤其是有氧发酵装置领域，具体是一种腔式负压发酵装置。

背景技术：

无论是规模化养猪场还是小型的养殖场，在养殖过程中都存在不同程度的污染问题，如何有效的控制或减少环境污染是生猪养殖业亟待解决的问题。目前，在生猪养殖污染治理技术和方法上引进了许多模式、技术，探索了许多治理途径，但治污的效果似乎不尽如人意。如传统的自然堆肥法，无需设备但占地大、腐热慢、品质差、效率低，而且劳动强度大、周围环境恶劣；真正投入少和经济实惠的农牧结合、种养结合治理模式因农牧脱节无法推广开来；技术成熟的工业化和工厂化治理投入大，生猪养殖户又难于承受。

技术实现要素：

针对现有技术的情况，本实用新型的目的在于提供一种发酵可靠、控制便利且能够尽可能避免发酵臭气外溢的腔式负压发酵装置。

为了实现上述的技术目的，本实用新型所采用的技术方案为：

一种腔式负压发酵装置，用于半干物料的发酵控制，其包括：

外网罩，呈半球形罩体结构，罩设于待发酵物料的放置面上，外网罩表面具有供外部空气进入其内的第一网孔；

内网罩，呈壳体结构，用于承受待发酵物料的重量且罩设于外网罩的球心位置，内网罩与外网罩之间形成用于容置待发酵物料的容置区，内网罩表面具有供空气进入其内的第二网孔，所述第二网孔的孔径小于待发酵物料的粒径；

导气管，一端连通至内网罩内，另一端延伸出外网罩；

风机，与导气管连接，并用于内网罩内形成负压；

控制器，与风机连接并控制风机的启闭。

进一步，其还包括分别与风机和控制器电连接的调速电路。

进一步，所述的控制器还连接有控制终端。

优选的，所述的控制终端为pc、pad或手机。

进一步，其还包括温度传感器，所述的温度传感器与控制器电连接，且该温度传感器插入固定在外网罩与内网罩之间形成的容置区中。

进一步，其还包括氧浓度传感器，所述的氧浓度传感器与控制器电连接，且该氧浓度传感器插入固定在外网罩与内网罩之间形成的容置区中。

进一步，其还包括湿度传感器，所述的湿度传感器与控制器电连接，且该湿度传感器插入固定在外网罩与内网罩之间形成的容置区中。

进一步，所述的外网罩为透明材质成型。

进一步，所述的内网罩为半球形罩体或半椭圆形罩体结构。

采用上述的技术方案，本实用新型与现有技术相比，其具有的有益效果为：本实用新型方案通过利用同心罩设的外网罩和内网罩形成用于容置待发酵物料的容置区，而在发酵过程中，通过风机对内网罩内形成负压，令外部空气可以通过负压作用而被吸入到外网罩中，以实现待发酵物料的发酵处理，其不仅能够避免发酵气体不受控的外溢，还能够提高发酵效果，使其能够用于养殖业粪便的好氧发酵处理。

对于好氧发酵系统而言，发酵是否成功与物料发酵过程中的温度、湿度、氧浓度等参数息息相关，其中氧气是有氧发酵过程中是最主要的成分，氧浓度的高低，直接影响到发酵是否成功；温度是影响微生物活动和发酵工艺过程的重要因素，温度控制在发酵过程中起到至关重要的作用，温度控制的好与坏，直接影响到发酵的效果及周期长短。本方案针对养殖业粪便污染治理难题，而且通过进一步增加控制器、湿度传感器、氧浓度传感器、温度传感器和调速电路的联动配合，使得腔式负压发酵装置能够自动控制，能实时采集物料发酵过程的温度、湿度、氧浓度等参数，通过控制器数据处理后调节负压动力设备改变腔体压力，使物料发酵工作环境达到最佳状态，采集的数据通过串行通信接口发送至上位机进行远程实时监测，可适用于猪、牛、羊等动物粪便的好氧发酵。该技术具有成本低、可控、易操作、效果好等特点。

另外，通过物料在线氧气浓度监测与物料多点温、湿度测量相结合的思路，根据系统实时监测数据，经过控制器处理，实现自动控制供氧系统，实现发酵系统的各参数全程测量记录和自动调节的自动化控制技术，节省劳动力，提高生产的效率和技术水平，使发酵堆肥的控制工艺达到最佳，有效保证发酵始终处于最佳状态。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型的方案做进一步的阐述：

图1为本实用新型装置实施例1的简要实施示意图；

图2为本实用新型装置的外网罩的简要结构示意图；

图3为本实用新型装置的内网罩的简要结构示意图；

图4为本实用新型装置实施例2的简要实施示意图；

图5为本实用新型装置实施例2的调速电路的简要电路框图。

具体实施方式

实施例1

如图1至3之一所示，本实用新型腔式负压发酵装置，用于半干物料的发酵控制，其包括：

外网罩1，呈半球形罩体结构，罩设于待发酵物料的放置面上，外网罩1表面具有供外部空气进入其内的第一网孔11；

内网罩2，呈壳体结构，用于承受待发酵物料的重量且罩设于外网罩1的球心位置，内网罩2与外网罩1之间形成用于容置待发酵物料的容置区3，内网罩2表面具有供空气进入其内的第二网孔21，所述第二网孔21的孔径小于待发酵物料的粒径；

导气管4，一端连通至内网罩2内，另一端延伸出外网罩1；

风机5，与导气管4连接，并用于内网罩2内形成负压；

控制器6，与风机5连接并控制风机5的启闭。

其中，在本实施例中，所述的外网罩1为透明材质成型；所述的内网罩2为半球形罩体或半椭圆形罩体结构。

通过将待发酵物料堆置于外网罩1和内网罩2之间形成的容置区中，令控制器6控制风机5间歇性开启，使得风机5能够在开启时，将内网罩2内的空气抽送出，以形成负压效果，同时由于内网罩2的表面设置有第二网孔21，因此，在待发酵物料呈堆放的情况下，可以借助待发酵物料之间的孔隙来流通空气，而且由于负压的产生，外部空气会从内网罩1上的第一网孔11中进入到容置区中，使空气中的氧气与容置区3内的待发酵物料接触，以提高好氧发酵的效果。

在本实施例中，所述的风机5并无特别考究，为传统的风机型号即可，而控控制风机5的启闭，并无其他特别控制能力的要求，因此，控制器6可以是一个启闭开关，也可以是一个具有启闭功能的单片机均可，在此便不做出更多的型号赘述。

实施例2

如图4所示，本实施例与实施例1大致相同，其不同之处在于：本实施例的装置还包括：

分别与风机5和控制器6电连接的调速电路8，进一步，所述的控制器6还连接有控制终端10；优选的，所述的控制终端10可以为pc、pad或手机；

其还包括温度传感器93，所述的温度传感器93与控制器6电连接，且该温度传感器93插入固定在外网罩1与内网罩2之间形成的容置区3中；

其还包括氧浓度传感器91，所述的氧浓度传感器91与控制器6电连接，且该氧浓度传感器91插入固定在外网罩1与内网罩2之间形成的容置区3中；

其还包括湿度传感器92，所述的湿度传感器92与控制器6电连接，且该湿度传感器92插入固定在外网罩1与内网罩2之间形成的容置区3中。

本实施例的内网罩1、外网罩2、导气管4和风机5均与实施例1相同。

通过本实施例方案所形成的系统能够实时采集物料发酵过程中的温度、湿度、氧气浓度等参数，通过控制器6数据处理后经调速电路8控制风机5的风速，从而调节内网罩2内的压力大小，控制外界进入料堆的空气量，达到调节料堆中氧浓度的效果，同时通过控制器的串口把监测的温度、湿度、氧浓度数据发送至上位机进行实时监测。

其中，本实施中所采用的温度传感器93型号可以为ds18b20或pt100；湿度传感器92型号可以为zz-s-gth-c，氧浓度传感器91可以为jso-110或jxm-o2；所述的控制器6为单片机，具体型号可以是stm32系列或80c51系列等。而温度传感器93、湿度传感器92和氧浓度传感器91与单片机的连接形式已是本领域的常规手段，便不一一赘述。

另外，风机5的调速电路8由整流模块、光电耦合器、可控硅等部分组成，该风机5的调速电路8的连接原理框图如图5所示，220v交流电压经整流模块整流后，通过光电耦合器进行隔离，产生过零检测同步信号给控制器，控制器检测到同步信号后，输出控制信号经过光电耦合器隔离后，调节可控硅的导通角，从而控制风机的转速，达到调速的目的。

采用本实施方案，本实用新型具有如下优点：

(1)采用腔体负压方式，由外界氧气自行进入物料，无需另外的制氧设备；

(2)采用风机使腔体内部产生负压，节能省电；

(3)设备结构简单，易操作，成本低，智能化程度较高；

(4)能适时监测物料发酵过程中的各参数情况，减少人工翻堆增氧次数。

以上所述为本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，根据本实用新型的教导，在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下凡依本实用新型申请专利范围所做的均等变化、修改、替换和变型，皆应属本实用新型的涵盖范围。