一种发酵罐罐壁结构及发酵罐的制作方法

1.本实用新型涉及卧式旋转发酵舱技术领域，具体涉及卧式旋转发酵舱的一种发酵罐罐壁结构及发酵罐。


背景技术：

2.大型养殖场每天会产生大量的粪污，需要通过卧式旋转发酵舱对粪污进行无害化处理和资源化利用。传统的金属发酵罐体的内表面不耐腐，复合材料发酵罐体内表面会采用玻璃纤维增强热固性树脂层，若长期使用会有磨损等问题，一旦有玻璃纤维脱落混入发酵罐中，会导致发酵后的物料不纯，无法更好地利用。


技术实现要素：

3.有鉴于此，本实用新型的目的在于提供一种发酵罐罐壁结构及发酵罐，以使发酵罐体增强耐磨、耐腐性，可更好地防止发酵罐体的内表面受损，使耐腐蚀介质种类更加广谱，防止杂质的污染，使物料更加纯净，同时增强了结构性，使发酵罐体更结实，也增强了保温性能，更有利于物料的发酵。
4.为实现上述目的，本实用新型公开的一种卧式旋转发酵舱的发酵罐罐壁结构，所述发酵罐罐壁结构为一种四层复合结构，
5.所述四层复合结构从内向外依次包括防护层、耐高温防腐层、结构层以及保温层。
6.由上，本实用新型通过新型复合材料结构使得发酵罐罐壁具有更好的防护性、耐高温防腐性和保温性，使发酵的物料减少杂质更纯净，有利于物料的发酵处理，也使发酵罐罐体也更结实耐用。
7.作为一个可能的实现方式，所述防护层包括二氧化硅涂层，所述耐高温防腐层用玻璃纤维和树脂胶制成，所述结构层用结构玻璃纤维和树脂胶制成，所述保温层用高密度橡胶板制成。二氧化硅涂层具有极高的耐磨性，因为投入的粪料会含有多种杂质，二氧化硅涂层的硬度可以更全面地防止杂质对罐体内表面的损耗；由玻璃纤维和树脂胶制成的材料可以增强内表面的耐高温防腐性，保证耐高温防腐层的良好性能；由结构玻璃纤维和树脂胶制成的结构层，可以保证罐体的机械结构强度，增加罐体的硬度，使得发酵罐罐体更加结实耐用；高密度橡胶板可增强发酵罐的保温性能，有利于物料发酵。
8.作为一个可能的实现方式，一种发酵罐具有所述的发酵罐罐壁结构。发酵罐可具有耐磨耐高温、防腐性能，结实耐用，保温性好，有利于发酵。
9.综上所述，本实用新型的一种卧式旋转发酵舱的发酵罐罐壁结构所采用的复合材料结构，解决了现有技术中金属发酵罐体和复合材料罐壁存在的一些问题，使发酵罐罐壁具有更好的耐磨耐高温防腐性，保证发酵物料减少杂质更纯净，且发酵罐罐体结实耐用，保温性能增强效果好，有利于物料的发酵。
附图说明
10.图1是具体实施方式中涉及的卧式旋转发酵舱的进料单元的第一种输送方式的示意图。
11.图2是具体实施方式中涉及的卧式旋转发酵舱的进料单元的第二种输送方式的示意图。
12.图3是具体实施方式中涉及的卧式旋转发酵舱的自适应驱动系统的正视图。
13.图4是具体实施方式中涉及的卧式旋转发酵舱的自适应驱动系统的侧视图。
14.图5是具体实施方式中涉及的卧式旋转发酵舱的自适应驱动系统的示意图。
15.图6是具体实施方式中涉及的卧式旋转发酵舱的驱动单元的立体结构示意图。
16.图7是具体实施方式中涉及的卧式旋转发酵舱的发酵罐罐壁结构的示意图。
17.图8是具体实施方式中涉及的卧式旋转发酵舱中的发酵罐的推料结构的示意图。
18.图9是具体实施方式中涉及的卧式旋转发酵舱中的发酵罐的推料结构的透视平面图。
19.图10是具体实施方式中涉及的卧式旋转发酵舱中的发酵罐的推料结构的剖视图。
20.图11是具体实施方式中涉及的卧式旋转发酵舱中的发酵罐的推料结构的轴测视图。
21.图12是具体实施方式中涉及的卧式旋转发酵舱中的发酵罐的推料结构的另一个方向的轴测视图。
22.图13是具体实施方式中涉及的卧式旋转发酵舱中的发酵罐的推料结构的俯视图。
23.图14是具体实施方式中涉及的卧式旋转发酵舱中的发酵罐的推料结构的仰视图。
24.附图标记说明：100、进料单元；200、发酵罐；201、驱动单元；300、出料单元；101、固液分离机；102、缓冲箱；103、第一输送装置；104、进料绞龙；11、辊轮；12、超越离合器；13、减速电机；21、大法兰；1、防护层；2、耐高温防腐层；3、结构层； 4、保温层；22、推料结构；221、三棱柱；222、平板；a、向前推料板；b、向后推料板。
具体实施方式
25.下面，参照附图对本实用新型的具体实施方式进行详细的说明。
26.如图1、图2所示，卧式旋转发酵舱主要包括进料单元100、发酵罐200、驱动单元201和出料单元300。首先通过进料单元100 对粪料进行处理，将处理后的粪料输送至发酵罐200中，在发酵罐200 中对粪料进行发酵，发酵后的物料再经过出料单元300输出，以备后续的生产养殖进行使用。
27.本实施方式所涉及的卧式旋转发酵舱的进料单元100包括固液分离机101、缓冲箱102、第一输送装置103和进料绞龙104。其中，固液分离机101可有效分离粪料中的固态物料和液态物料，与液态物料分离的固态物料被输送至发酵罐200。缓冲箱102的进料口处设有绞龙式推送机，以防止物料的堆积，缓冲箱102的底部具有第一输送装置103，第一输送装置103可以采用绞龙或者输送带输送，本实施方式中为输送带。第一输送装置103可将粪料推送至进料绞龙 104。由于粪料中会含有大量高纤维的物质，进料绞龙104可以防止物料堵塞，进料绞龙104与发酵罐200的进料口连接，将粪料推送至发酵罐200中进行发酵。
28.实施例1
29.本实施方式所涉及的卧式旋转发酵舱的进料单元100的第一种运输方式如图1所示，沿着粪料的输送方向，其中各设备的放置顺序为：固液分离机101
→
缓冲箱102
→
第一输送装置103
→
进料绞龙 104。首先通过固液分离机101对粪料进行脱水处理，脱水后的粪料由固液分离机101的出料口掉落至缓冲箱102的进料口中，经由缓冲箱102底部的第一输送装置103运至进料绞龙104的进料口，再经由进料绞龙104将粪料推送至发酵罐200中。在第一种运输方式中，一旦固液分离机101发生故障，无法正常使用时，可以采用将粪料直接倒入缓冲箱102中，使进料能够得以进行，发酵罐200有充足的粪料进行发酵，以保证卧式旋转发酵舱继续运行，不用停机。
30.如图3
‑
图6所示，本实施方式所涉及的卧式旋转发酵舱的发酵罐200为卧式旋转发酵罐，其两端的罐口分别连接进料绞龙104 和出料绞龙301。发酵罐200的罐体整体呈圆筒状，其上具有两个大法兰21，通过这两个大法兰21可以在发酵罐200的底部与自适应驱动系统接触。自适应驱动系统是由控制器和四个驱动单元201组成，驱动单元201主要具有辊轮11、超越离合器12和减速电机13，四个辊轮11以可旋转的方式安装在底座上，支撑发酵罐200。辊轮11与超越离合器12连接，超越离合器12再与减速电机13(的输出轴)连接。超越离合器12是辊轮11与减速电机13之间的重要部件，可用于辊轮11与减速电机13之间的动力传递和分离功能，减速电机13通过超越离合器12来驱动辊轮11的转动，同时通过设置超越离合器12，从而允许辊轮11的转速大于减速电机13的输出轴的转速。例如，当发酵罐200需要顺时针方向转动时，控制器会控制减速电机13通过超越离合器12驱动发酵罐200向顺时针方向转动，其中的一个或两个减速电机13停止运转时，发酵罐200在其他减速电机13的驱动下，可继续向顺时针方向转动。
31.发酵罐200由自适应驱动系统驱动，四个驱动单元201分别置于发酵罐200的底部两侧，两两相对配置，通过辊轮11与发酵罐200上的大法兰21摩擦接触传动，实现辊轮11带动发酵罐200的转动。当发酵罐200启动时，由于启动力矩大，需要较大的驱动力来驱动发酵罐200的转动，为此，在本实施方式中，通过四个驱动单元 201(四个减速电机13)同时运行使发酵罐200转动，减速电机13的动力经过超越离合器12传递到辊轮11，使辊轮11带动发酵罐200转动。当发酵罐200运行起来后，转动力矩减小，不再需要四个驱动单元201 同时运行，可以停止运行其中的两个驱动单元201，余下的两个驱动单元201继续运行。当减速电机13停止运行后，通过超越离合器12 的动力分离功能可使辊轮11不受减速电机13的影响，继续转动。辊轮11与大法兰21摩擦传动，可被旋转的发酵罐200带动进而继续转动。
32.控制器可控制四个驱动单元201可任意两个分别运行，实现减速电机13的间歇运动，增加减速电机13的使用寿命。根据输送至发酵罐200内粪料的增加，或者发酵罐200转动力矩的增大，可以从运行两个驱动单元201切换成三个或四个驱动单元201。另外，通过控制器实时监测四台减速电机13的电流大小，可以及时发现减速电机13的运行状态，一旦发现减速电机13出现了故障，可以及时地报警提示。
33.如图7所示，发酵罐200是本实施方式所涉及的卧式旋转发酵舱设备中的核心部件，复合材料构成的发酵罐200的罐体应具有耐磨、耐高温、耐腐蚀、保温和结构强度高等优点，尤其是因为要处理大量的粪料，其中可能会含有大量的杂质，对罐体的耐磨耐腐蚀特性要求很高。本实施方式所涉及的卧式旋转发酵舱的发酵罐结构为一种四层复合结构，最内层为防护层1、内二层为耐高温防腐层2、内三层为结构层3以及最外层为保温层4。其中，防
护层1的材质为二氧化硅，在内表面上形成的二氧化硅密度非常高且坚硬，可以保证发酵罐200内壁的耐磨性；耐高温防腐层2的材质为玻璃纤维和树脂胶，耐热性强、抗腐蚀性能好，可增强热固性；结构层3的材质为结构玻璃纤维和树脂胶，保证罐体的机械结构强度和刚度，承担物料的重量、动力旋转产生的载荷；保温层4的材质为高密度橡胶板，具有保温的作用，方便粪料的发酵。
34.如图8
‑
图14所示，在本实施方式所涉及的卧式旋转发酵舱的发酵罐的内壁上设置多个推料结构22，推料结构22可以保证好氧发酵的良好效果。推料结构22具有一个空心的三棱柱221和一个平板222，平板222设置在发酵罐200的内壁上，空心的三棱柱221 的一个底面设置在平板222上，另一个底面朝向发酵罐200的内部中心轴，四个面(一个底面和三个侧面)由四块薄板组成，推料结构22 在发酵罐200的内壁上沿罐身设置四排，且沿径向两两相对设置，相邻的两排错开、均匀地分布。推料结构22包含向前推料板a和向后推料板b，向前推料板a靠近发酵罐200的出料口，向后推料板b 靠近发酵罐200的进料口，向前推料板a以粪料的输送方向(即发酵罐200的轴向)为基准的坡度缓于向后推料板b的坡度，可在发酵罐 200处于运行的转动状态时，向发酵罐200的出料口方向推送的物料多于推送回进料口方向的物料，使得大部分的物料是向出料口方向推送，小部分物料送回进料口方向，达到带有发酵菌的物料与新混入的物料充分地混合，缩短发酵时间。这里的坡度是指，向前推料板a和向后推料板b的板面方向相对于发酵罐200的轴向(即粪料在发酵罐 200内的输送方向)所呈的夹角。
35.如图1、图2所示，本实施方式所涉及的卧式旋转发酵舱的出料单元300包括出料绞龙301和第二输送装置302，其中，出料绞龙301与发酵罐200的罐口连接，出料绞龙301可以防止物料在发酵罐200的罐口处堵塞，第二输送装置302位于出料绞龙301的下方，经发酵罐200发酵后的物料通过出料绞龙301输出至第二输送装置 302上，由第二输送装置302将发酵后的物料输送至远处，以备后续使用。
36.实施例2
37.本实施方式所涉及的卧式旋转发酵舱的进料单元100输送物料的第二种运输方式如图2所示，进料绞龙104有两个进料口，因此沿着粪料的输送方向有两条进料路线，一条路线是：缓冲箱102
→
第一输送装置103
→
进料绞龙104，另一条路线是：固液分离机101
ꢀ→
进料绞龙104，将粪料分别投入到固液分离机101和缓冲箱102中，缓冲箱102里的粪料经由其底部的第一输送装置103将粪料运至进料绞龙104的第一进料口，第一进料口位于第一输送装置103出料口的下方；同时固液分离机101中脱水后的粪料输送到进料绞龙104的第二进料口，进料绞龙104的第二进料口在固液分离机101的出料口下方，然后进料绞龙104将粪料推送至发酵罐200中发酵。两条进料路线可以同时运作，增加进料量，另外，双方互为备份，例如在固液分离机101发生故障时，还能够通过缓冲箱102进料，不会出现无法进料以致卧式旋转发酵舱停止工作的情况。后续对粪料进行发酵处理及收集的过程均同于实施例1。
38.综上所述，本实施方式所涉及的卧式旋转发酵舱主要由进料单元100、发酵罐200、驱动单元201和出料单元300组成。进料单元100包括固液分离机101、缓冲箱102、第一输送装置103和进料绞龙104，在物料运输过程中，固液分离机101的出料口在缓冲箱 102的进料口上方，固液分离机101可将脱水后的粪料运输至缓冲箱 102，缓冲箱102内部的绞龙推送机可推送粪料且防止堆积，粪料再经由缓冲箱102底部的第一输送装置103运输至进料绞龙
104，进料绞龙104与发酵罐200的进料口再连接，在此种运输方式下，若固液分离机101发生故障，也可以向缓冲箱102直接输送粪料。
39.另一种运输方式，采用固液分离机101和缓冲箱102并行进料的方式，此时，进料绞龙104的第一进料口位于第一输送装置103 的出料口下方，进料绞龙104的第二进料口位于固液分离机101的出料口下方。经固液分离机101脱水后的粪料直接经由进料绞龙104输送至发酵罐200的进料口，同时，可以用铲车直接将粪料倒入缓冲箱 102中，经由第一输送装置103运输至进料绞龙104送入到发酵罐200 的进料口，增加进料的路线，可以增加进料量，提高工作效率。
40.发酵罐200底部连接的驱动单元201，辊轮11与减速电机 13通过超越离合器12连接，可以实现运行不同驱动单元201的个数的变化，以实现保护减速电机13、提高其使用寿命的目的。
41.发酵罐200的内壁结构是一种复合材料，四层复合结构可以保证发酵罐200内壁的耐磨性，提高发酵罐200的耐热性、抗腐蚀性能，增强热固性，保温性能更好。发酵罐200的内壁上设置了一种推料结构22，通过向前推料板a的坡度缓于向后推料板b的坡度，使向发酵罐200的出料口方向推送的物料多于推送回进料口方向的物料，以达到大部分物料向出料口方向推送，带有发酵菌的物料与新物料充分地混合，可缩短发酵时间。
42.以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。