一种好氧发酵罐

1.本发明涉及好氧发酵罐技术装备领域，特别是一种好氧发酵装置。


背景技术：

2.好氧发酵是资源化利用的一种有效方式，好氧发酵罐作为好氧发酵的关键设备主要包括：支座、罐体、搅拌桨、传感元器件、通风结构、轴封、电机减速机等。通过在好氧发酵罐中添加好氧发酵菌实现好氧发酵，实现物料腐熟，使之具备一定的肥效，作为土壤改良剂或者肥料。
3.好氧发酵罐中关键结构搅拌桨需要具备较好的轴向流能力以实现物料的均匀混合，因此这些搅拌桨往往具备较大的半径，在旋转过程中往往会与插入检测的传感器发生干涉，从而影响重要数据的实时检测。中国专利cn113369284a公开了一种环保型智能有机物好氧发酵罐，该发酵罐在工作过程中传感器竖插会与搅拌桨发生干涉，横插则会因为物料的运动损伤传感器，而且传感器固定部位放置时检测的数据不一定能完全体现整个发酵罐内部的状况。另外，通风装置也是好氧发酵罐中至关重要的结构，中国专利cn112358950a公开了一种好氧发酵罐，该发酵罐在底部安装曝气管，通过加热组件对气体加热，因为曝气管安装在发酵罐底部且发酵罐不具备翻抛能力，所以气体与物料难以充分混合且传热不均。


技术实现要素：

4.本发明针对以上存在的技术问题，提供一种好氧发酵罐，一：能够避免搅拌桨在工作时与传感器发生干涉的现象，并且能够自由安装在桨叶任意位置且在随桨叶旋转过程中实时监测发酵罐内整体情况；二：解决气固混合不均匀和传热不均的问题。该发酵罐使物料发酵更加彻底，提高发酵效率与质量。
5.为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：
6.一种好氧发酵罐，包括减速电机，所述减速电机通过螺母链接固定-在顶盖上方，所述顶盖通过螺母固定在罐体上，所述罐体外部包裹有保温夹套，所述罐体内部的搅拌轴通过联轴器与电机相连，所述搅拌轴与搅拌轴套筒通过键连接来周向固定，所述搅拌轴套筒与搅拌桨叶通过键连接来周向固定，所述搅拌轴套筒的上方安装有导电滑环，并通过圆螺母固定在搅拌轴上，所述导电滑环通过信号传输线与传感器相连，所述传感器固定在搅拌桨叶，所述搅拌轴套筒的底端通过螺纹与旋转接头的一端相连，所述旋转接头的另一端通过螺纹与气体管道一端连接，所述气体管道另一端螺纹连接在气泵的出气口上，所述气泵的进气口与加热组件的出气口螺纹连接，所述加热组件具有进气口。
7.进一步的，所述顶盖具有两扇可开合钢板；所述钢板与顶盖通过合页连接，所述顶盖开有两个开口，所述开口用于引出导电滑环的信号传输线。
8.进一步的，所述罐体底部具有圆形出料口。
9.进一步的，所述搅拌轴套筒筒壁内部挖空，所述套筒筒身开设有细密的排气孔，所
述套筒底端有一个具备内螺纹的接口。
10.进一步的，所述搅拌桨叶固定在搅拌轴套筒上，所述搅拌桨具备螺带叶片和绞龙叶片，所述螺带叶片的旋向与绞龙叶片的旋向相反。
11.进一步的，所述导电滑环具有分别旋转的定子与转子，所述定子具有引出的信号传输线，该信号传输线从顶盖开口引出，所述转子固定在搅拌轴上并具有引出的信号传输线，所述信号传输线与传感器连接。
12.进一步的，所述旋转接头具有分别旋转的壳体与转子，所述壳体通过螺母与罐体底部固定，其开有一个内螺纹接口与气体管道连接，所述转子具备外螺纹接口与搅拌轴套筒底端的接口相连。
13.与现有技术相比，本发明具备一下有益效果：
14.(1)该好氧发酵罐，通过设置导电滑环，信号传输线，传感元器件和搅拌桨叶，使该好氧发酵罐工作过程中，信号由附在搅拌桨叶上的传感元器件采集到，并将信号通过信号传输线传输到导电滑环的转子部分，信号再由导电滑环的定子及其连接的信号传输线传出信号，从而使得传感元器件能够布置搅拌桨叶上任意位置并且在旋转过程避免与搅拌桨叶发生干涉，可以随时监控和调整发酵参数，提高发酵效率。
15.(2)通过设置搅拌轴套筒、旋转接头、气体管道、气泵和加热组件，该旋转接头的壳体固定在罐体底部，转子与搅拌轴套筒连接并随之旋转。加热的气体能够通过气体管道以及旋转接头，进入中空的旋转状态中的搅拌轴套筒，再由套筒上的排气孔排出。旋转并且竖直排列的小孔能够使排除的气体与物料混合更加均匀，发酵更加彻底。
附图说明
16.图1为本发明的正剖结构示意图；
17.图2为本发明的俯视图；
18.图3为本发明搅拌轴套筒的正剖结构图；
19.图4为本发明的搅拌桨叶结构图；
20.图5为本发明导电滑环的结构图；
21.图6为本发明旋转接头的结构图；
22.图中：1为减速电机、2a为顶盖、2a1为开合钢板、2a2为合页、2a3为开口、2b为罐体、3为保温夹套、4为搅拌轴、5为搅拌轴套筒、51为排气孔、52为内螺纹接口、6为搅拌桨叶、61为螺带叶片、62为绞龙叶片、7为导电滑环、71为定子、72为信号传输线、73为转子、8为传感器、9为旋转接头、91为壳体、92为转子、93为内螺纹接口、94为外螺纹接口、10为气体管道、11为气泵、12为加热组件、13为圆形出料口、14为支架。
具体实施方式
23.下面结合附图以及具体实施案例对本发明作进一步的说明，但本发明的保护范围并不限于此。
24.如图1至图6所示，本发明提供的一种技术方案：一种好氧发酵罐，包括发酵罐顶盖2a和罐体2b，该发酵罐由支架14支撑。
25.图2为发酵罐顶盖2a，具有开合钢板2a1，该开合钢板2a1通过合页2a2连接在顶盖
上；物料通过开合钢板2a1进入再由设置在罐体2b底部的的圆形出料口13排出。
26.发酵罐的搅拌动力由减速电机1提供，通过连轴器将动力传递给搅拌轴4，再由搅拌轴带动搅拌轴套筒5和搅拌桨叶6旋转。
27.图4为搅拌桨叶6，其采用螺带叶片61和绞龙叶片62复合而成，且螺带叶片61与绞龙叶片62旋向相反，这两种叶片皆具备较好的轴向流能力，在发酵过程中能够将底部的物料输送到顶部，将顶部的物料输送到底部，使得物料能够充分混合。
28.曝气系统由加热组件12、气泵11、气体管道10、旋转接头9以及搅拌轴套筒5组成。结合图1、图6以及图3分析，旋转接头9有壳体91和转子92组成，壳体91固定在罐体2b底部，转子92则通过外螺纹接口94与搅拌轴套筒5连接，形成壳体91固定，转子92随搅拌轴套筒5旋转的状况。搅拌轴套筒5中间挖空并且开设有细密的小孔，气体通过加热组件12控制温度，由气泵11提供动力进入气体管道10，再通过旋转接头9进入旋转的搅拌轴套筒5，最后气体通过搅拌轴套筒5上的小孔排出。竖直排列的小孔加上旋转状态能够使气体和物料充分混合，使得物料发酵更加彻底。
29.信号传输系统主要由搅拌桨叶6、传感器8、导电滑环7以及开口2a3组成。结合图4、图5以及图1分析，导电滑环7由定子71与转子73组成，转子73套在搅拌轴4上跟随搅拌轴4旋转，定子71固定不动。数据由附在搅拌桨叶6上的传感器8测得，通过信号传输线72进入导电滑环7的转子73，再由导电滑环7的定子71借由信号传输线72传出，开口2a3可引出信号传输线。
30.工作原理：该好氧发酵罐由支架14支撑，首先通过顶盖2a上的开合钢板2a1填入物料，关闭开合钢板2a1，启动减速电机1，减速电机1带动搅拌轴4、搅拌轴套筒5以及搅拌桨叶6旋转，搅拌桨叶6较好的轴向流能力使得物料在发酵罐内进行充分翻抛使物料混合均匀，腐熟一致。随后启动加热组件12和气泵11，可以将气体通过气体管道10、旋转接头9以及搅拌轴套筒5上的排气孔51将气体排出，因为搅拌轴套筒套筒5旋转工作且排气孔51竖直排列，所以排出的气体能够充分和物料混合，提高腐熟速率，保温夹套3在此过程中减少发酵的温度损失。在发酵过程中，传感器8采集物料的数据(如温度、ph、含水率等)，将数据通过导电滑环7传输出去，根据数据是否适宜发酵条件对发酵条件加以干涉，使得发酵高质高效进行。发酵完成后，物料在搅拌桨叶6的刮蹭下通过圆形出料口13排出。
31.实验案例：以有机固废如尾菜为主要发酵原料(但不局限于此原料)，在发酵过程中，通入加热的气体来保障发酵温度和供氧量，该好氧发酵罐通过气泵11，可以将气体通过气体管道10、旋转接头9以及搅拌轴套筒5上的排气孔51通入物料之中，通过加热组件12控制气体温度。旋转接头9壳体91固定在罐体2b底部，转子92使得搅拌轴套筒5可以在旋转过程中将气体通过竖直排列的排气孔51均匀的通入尾菜之中，该方式可以使得尾菜中氧气与温度分布均匀。对于一些对尾菜发酵产生影响的参数(温度、ph、含水率等)，可以通过传感器8测得，由于该好氧发酵罐的的搅拌桨叶6在提供优异的翻抛混合性能的同时具备较大的直径，传统的传感器布置方式，如从罐体2b的外部横插或者竖插进去，但是这种布置方式会使得传感器8与搅拌桨叶6发生干涉，影响搅拌进行并损坏传感器8。所以本发明的好氧发酵罐将传感器8固定在搅拌桨叶6上，通过导电滑环7中转子73的信号传输线72连接传感器8，再由定子71的信号传输线72将监测的数据传输出去，由于导电滑环7的特性，传感器8可以固定在搅拌桨叶6的任意位置，并在旋转过程中对发酵参数进行监测，这种监测方式对比传
统的传感器监测方案更能体现发酵罐内的实际情况，数据更加准确。根据这些数据是否适宜发酵进程而对这些发酵参数进行一定调控，使发酵高效高质进行。
32.以温度传感器为例，将该传感器8布置分三个布置在搅拌桨叶6的上中下三层。在前期的高温阶段，调控加热组件12实现发酵温度50℃以上。当搅拌停止一段时间，下层传感器8和中层的传感器8所测温度满足50℃以上的要求，但是上层传感器8所测温度开始慢慢低于50℃，此时，通过搅拌实现了三层所测得温度都满足50℃以上的需求，且数据相差较小。
33.通过种子发芽率来验证该好氧发酵罐性能。以尾菜发酵有机肥和购买的育苗基质对比，试验以小白菜为例，通过穴盘进行，各150粒种子。最终测得尾菜发酵产品的种子发芽率为88.6％，育苗基质的种子发芽率为89.3％。说明该好氧发酵罐发酵产品满足要求(ny525—2021)。
34.所述实施例为本发明的优选的实施方式，但本发明并不限于上述实施方式，在不背离本发明的实质内容的情况下，本领域技术人员能够做出的任何显而易见的改进、替换或变型均属于本发明的保护范围。

技术特征：
1.一种好氧发酵罐，其特征在于包括减速电机，所述减速电机通过螺母链接固定-在顶盖上方，所述顶盖通过螺母固定在罐体上，所述罐体外部包裹有保温夹套，所述罐体内部的搅拌轴通过联轴器与电机相连，所述搅拌轴与搅拌轴套筒通过键连接来周向固定，所述搅拌轴套筒与搅拌桨叶通过键连接来周向固定，所述搅拌轴套筒的上方安装有导电滑环，并通过圆螺母固定在搅拌轴上，所述导电滑环通过信号传输线与传感器相连，所述传感器固定在搅拌桨叶，所述搅拌轴套筒的底端通过螺纹与旋转接头的一端相连，所述旋转接头的另一端通过螺纹与气体管道一端连接，所述气体管道另一端螺纹连接在气泵的出气口上，所述气泵的进气口与加热组件的出气口螺纹连接，所述加热组件具有进气口。2.根据权利要求1所述的一种好氧发酵罐，其特征在于所述顶盖具有两扇可开合钢板；所述钢板与顶盖通过合页连接，所述顶盖开有两个开口，所述开口用于引出导电滑环的信号传输线。3.根据权利要求1所述的一种好氧发酵罐，其特征在于所述罐体底部具有圆形出料口。4.根据权利要求1所述的一种好氧发酵罐，其特征在于所述搅拌轴套筒筒壁内部挖空，所述套筒筒身开设有细密的排气孔，所述套筒底端有一个具备内螺纹的接口。5.根据权利要求1所述的一种好氧发酵罐，其特征在于所述搅拌桨叶固定在搅拌轴套筒上，所述搅拌桨具备螺带叶片和绞龙叶片，所述螺带叶片的旋向与绞龙叶片的旋向相反。6.根据权利要求1所述的一种好氧发酵罐，其特征在于所述导电滑环具有分别旋转的定子与转子，所述定子具有引出的信号传输线，该信号传输线从顶盖开口引出，所述转子固定在搅拌轴上并具有引出的信号传输线，所述信号传输线与传感器连接。7.根据权利要求1所述的一种好氧发酵罐，其特征在于所述旋转接头具有分别旋转的壳体与转子，所述壳体通过螺母与罐体底部固定，其开有一个内螺纹接口与气体管道连接，所述转子具备外螺纹接口与搅拌轴套筒底端的接口相连。

技术总结
本发明公开了一种好氧发酵罐，涉及好氧发酵罐技术装备领域。包括减速电机、罐体、保温夹套、搅拌部件、导电滑环、传感器、旋转接头、进气部件等；所述保温夹套安装在罐体外壁，所述减速电机安装在顶盖上方，所述搅拌部件通过联轴器与减速电机相连，所述导电滑环安装在搅拌部件上，所述传感器安装在搅拌叶片上，且通过信号传输线与导电滑环相连，所述旋转接头一端与搅拌部件通过螺纹连接，所述进气部件进气口与旋转接头另一端通过螺纹连接。该好氧发酵装置，通过设置搅拌部件、导电滑环、传感器、旋转接头以及进气部件，使该好氧发酵装置具备高效的混料性能、充分的曝气性能以及便利的环境监测功能。使物料充分发酵，提高发酵效率与质量。提高发酵效率与质量。提高发酵效率与质量。


技术研发人员：卜权 陈伟 龙海蓉 汪梅 焦利华 毛罕平
受保护的技术使用者：江苏大学
技术研发日：2023.05.23
技术公布日：2023/8/21