[0001] 本发明涉及一种农业废弃物资源化利用技术领域，更具体地说，涉及一种牛床垫料发酵罐。

[0002] 牛床垫料发酵罐的发酵原理大致如下：前端固液分离机出料后得到相对较干的物料，然后通过输送设备如输送绞龙将经初脱水后的牛粪从滚筒设备前端输送到滚筒内部，
而滚筒通常采用卧式安装，通过驱动装置驱动滚轮摩擦传动，从而带动滚筒旋转运动，以使
得滚筒内部的牛粪在里面旋转翻抛并进行发酵，在旋转翻抛的过程中同时会缓慢向前推
进，直至将牛粪运送至滚筒后端的出料口，发酵和杀菌完成后的牛粪则通过出料口出料。

[0003] 如专利号为CN202120477439.9的中国实用新型专利提供了《一种高温牛床垫料生产设备》其包括底板、密封盖和滚筒，所述滚筒位于底板的顶部，所述滚筒两端的外表面均
固定套设有第一齿轮，所述底板顶端的四个边角处均固定设有滚轮，四个所述滚轮分别两
两与两个第一齿轮啮合连接，所述密封盖固定在滚筒的一端，所述密封盖的一侧设置有入
料机构，所述入料机构包括输送筒、入料漏斗、第一慢速电机、第一螺旋杆、第一固定杆、第
一过滤网、排液漏斗、自带阀门的排液管和支板，所述支板的一侧固定设有PLC控制器，所述
输送筒顶端的中部设置有引风系统，所述引风系统包括第二过滤网、抽风机和第一固定筒，
所述滚筒的顶端固定插接有温度计，所述底板顶端的中部设置有动力机构，所述动力机构
包括第二慢速电机、第二齿轮和第三齿轮，所述滚筒顶部的一端设置有取样机构，所述取样
机构包括取样筒、第二固定杆、第三慢速电机、第二螺旋杆和样品排放管，所述滚筒另一侧
的顶端固定插接有自带阀门的导热管，所述滚筒另一侧的底端固定插接有自带阀门的出料
管，所述出料管的顶端设置有鼓风系统，所述鼓风系统包括第二固定筒、鼓风机、第三过滤
网、固定环和电加热丝。其优点为1、采用发酵、灭菌分段设计，提高牛床垫料再生系统效率；
2、通过设有鼓风机、通过鼓风机将电加热丝产生的热量经出料管输送到滚筒的内部，可以
提高滚筒内部的发酵温度，使得灭菌段温度最高可达八十度左右，可完全满足消毒、灭菌和
无害化生产的要求，同时灭菌段的余热还提高了发酵段的发酵效率，缩短了处理时间，只需
二十四至一百六十八小时即可完成；3、不受时间和气候条件的限制，可实现一年四季连续
生产；4、能源消耗少，运行费用低；5、无渗出液和异味，二次污染少。

[0004] 目前滚筒与滚筒前后密封端盖的密封方式较为简单。其一般为在滚筒上焊接一个圆管，在密封端盖上也焊接一个圆管，然后将两个圆管相互套合形成密封面，两个圆管之间
再设置一层密封圈加以密封。

[0005] 由于牛场粪渣的量较大，且其一般是粪渣的体积较大，但是其重量并不大，因此发酵罐的滚筒筒体可以做得较大，发酵罐的滚筒通常由多个小段的滚筒拼焊而成，拼接后的
滚筒整体长度一般在10米以上，因此需要的驱动装置也较多，而由于滚筒的整体同轴度精
度并不高，且滚筒的两侧采用左右两个驱动装置驱动齿轮传动，这使得旋转中心容易发生
跳动的情况。基于以上原因，滚筒与前后密封端盖的密封配合间隙一般比较大，其配合间隙
一般约为5mm左右，才能使得滚筒旋转运动时不与前后密封端盖干涉，否则由于旋转中心的
跳动会使得滚筒与前后密封端盖发生碰撞，但是由于间隙较大，因此密封效果也较为一般。
滚筒在旋转运动时，会将牛粪以及污水通过间隙处渗漏而从滚筒溢出，溢出的牛粪和污水
会对环境造成污染，从而使得环境治理和对牛床垫料发酵罐的清理成本增加，也使得牛床
垫料发酵罐缺乏产品竞争力，无法满足企业日益增长的品质要求。

[0041] 为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是
本发明一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人
员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范
围。

[0042] 在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

[0043] 此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”、“第三”的
特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少
两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

[0044] 本发明提供了一种牛床垫料发酵罐，其端部包括同轴且直径由小到大依次顺序设置的密封端盖1、反推螺旋防漏带2、滚筒本体3和滚圈4，所述密封端盖1和滚筒本体3呈管
状，所述密封端盖1设置于所述滚筒本体3内，所述反推螺旋防漏带2呈螺旋状且固定于所述
滚筒本体3的内表面，所述反推螺旋防漏带2位于所述滚筒本体3和所述密封端盖1之间，所
述反推螺旋防漏带2与所述密封端盖1的上表面之间保持有间隙，所述滚圈4套设固定于所
述滚筒本体3外，所述密封端盖1的外侧面设置有压板5，所述滚筒本体3与所述密封端盖1的
上表面之间的末端设置有密封圈6，所述密封圈6位于所述反推螺旋防漏带2和所述压板5之
间。

[0045] 由于在滚筒本体3和密封端盖1之间设置有反推螺旋防漏带2，且反推螺旋防漏带2固定在滚筒本体3的内表面，其可以使得当滚筒本体3转动时，滚筒本体3可以带动反推螺旋
防漏带2转动，反推螺旋防漏带2的反推送料作用将即将要渗漏的牛粪以及污水再次送回滚
筒本体3内部，从而提高了牛床垫料发酵罐的密封能力。虽然滚筒本体3与密封端盖1之间的
间隙较大，但是由于反推螺旋防漏带2作用大幅提高密封效果。使得滚筒本体3在旋转运动
时牛粪以及污水不会通过间隙处渗漏，避免了牛粪以及污水从滚筒本体3溢出，从而起到非
常好的防漏料效果。其也可以避免溢出的牛粪和污水对环境造成污染，从而使得环境治理
和对牛床垫料发酵罐的清理成本降低，提高了牛床垫料发酵罐的产品竞争力，以此满足企
业日益增长的品质要求。

[0046] 为了使本技术领域的人员更好地理解本申请方案，下面将结合附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。下面结合附图和实施例对本发明进行详细的说
明，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的
元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用
于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

[0047] 实施例1

[0048] 请参阅图1至图6，为本发明提供的一种牛床垫料发酵罐，其端部包括轴心相同的密封端盖1、反推螺旋防漏带2、滚筒本体3、固定板7和滚圈4，以直径由小到大划分依次为密
封端盖1、反推螺旋防漏带2、滚筒本体3、固定板7和滚圈4，驱动装置100驱动滚圈4转动，密
封端盖1和滚筒本体3的形状为管状，密封端盖1和滚筒本体3的横截面为环形，滚筒本体3套
设在密封端盖1的外面，反推螺旋防漏带2的形状外螺旋状，固定板7的内表面与滚筒本体3
的内表面之间固定有两层环形密封板8。反推螺旋防漏带2固定在滚筒本体3的内表面，且反
推螺旋防漏带2设置于滚筒本体3和密封端盖1之间的位置上，反推螺旋防漏带2可以将牛粪
以及污水反推至滚筒本体3中部，反推螺旋防漏带2与密封端盖1的上表面之间保留有一定
间隙，以避免反推螺旋防漏带2与密封端盖1发生干涉，固定板7固定在滚筒本体3的外圈，滚
圈4套设固定在固定板7的外圈，密封端盖1靠外的一侧面上固定有压板5，滚筒本体3与所述
密封端盖1的上表面之间的末端设置有密封圈6，在反推螺旋防漏带2的末端和压板5之间设
置一个密封圈6，密封圈6位于滚筒本体3与密封端盖1的上表面之间的末端部分。密封圈6作
为最后一道密封，其作为反推螺旋防漏带2密封的补充，密封圈6的固定形式可以采取多种
方式固定，此处不作限定。

[0049] 其可以利用滚筒本体3自身旋转运动，从而带动反推螺旋防漏带2反向将物料推回滚筒本体3内部，摒弃了传统旋转动密封方案配合面需要高加工精度要求和安装时高同轴
度的要求，降低制造成本和安装难度。

[0050] 请参阅图1至图7，优选地，反推螺旋防漏带2选用金属材料，反推螺旋防漏带2通过焊接固定在滚筒本体3的内表面。在本实施例中，反推螺旋防漏带2的圈数为三圈，在其他实
施例中，也可以选择更多圈数的反推螺旋防漏带2，圈数越多则防漏效果越好。反推螺旋防
漏带2与密封端盖1之间的间隙控制在5mm±1mm，以保证反推螺旋防漏带2与密封端盖1不发
生干涉的前提下，尽量减小反推螺旋防漏带2与密封端盖1的间隙，从而最大限度的提高牛
床垫料发酵罐的密封能力。

[0051] 有些牛床垫料发酵罐采用传统的机械轴承结构来进行密封，虽然其密封效果更好，但是其密封成本是本发明提供的结构的几十倍甚至上百倍，由于牛粪本身的臭味并不
大，事实上贴到鼻子跟前也基本闻不到什么臭味，畜禽粪便中，挤压成渣的牛粪并无明显感
官的臭味，甚至将牛粪来建房、燃烧等日常生活。因此，本发明采用带导向功能的反推螺旋
防漏带来进行密封，用简单的结构来防止物料外溢，同时不会因气体外溢而造成影响。

[0052] 实施例2

[0053] 请结合图2和图6，作为实施例1的进一步优化方案，本实施例中，滚筒本体3的上表面开设有螺纹孔，螺纹孔上固定有定位螺栓9，本实施例中，该定位螺栓9有四个，四个定位
螺栓9呈轴阵列设置，即四个定位螺栓9分别设置于滚筒本体3的上下左右四个位置，通过调
整定位螺栓9的长度，从而可以起到控制滚筒本体3的表面与密封端盖1的表面的间隙均匀，
从而保证滚筒本体3与密封端盖1的同轴度，避免滚筒本体3与密封端盖1发生干涉，保障牛
床垫料发酵罐的稳定运行。

[0054] 请参阅图7和图8，更优地，固定板7和滚筒本体3之间连接固定有多个支撑骨架10，支撑骨架10的一端固定在固定板7上，另一端固定在滚筒本体3上，多个支撑骨架10呈扇叶
状。

[0055] 实施例3

[0056] 请参阅图8和图9，作为实施例1的进一步优化方案，本实施例中，密封端盖1的内表面的朝向滚筒本体3外一侧上固定有圆形外封板11，外封板11上开设有开口，开口上固定有
出料筒12，出料筒12的上端的开口与水平面平行，以使得经过发酵好的牛粪可以经过出料
筒12排出。

[0057] 请参阅图6和图7，所述滚筒本体3开设有多个焊接孔13，通过焊接孔13可以将滚筒本体3和滚圈4进行焊接，以使得滚筒本体3和滚圈4保持在一个刚度。

[0058] 实施例4

[0059] 在本发明中，驱动装置100与现有技术中的有一定区别，现有技术中的驱动装置100一般采用齿轮传动，但是牛床垫料发酵罐中的滚筒本体3一般有多个，每个滚筒本体3均
需要设置驱动装置100，且由于滚筒本体3的体积较大，为了保证转动效果，一般来说，每个
滚筒本体3需要配备两个驱动装置100，如此多的驱动装置如果采用齿轮传动，很难保证传
动的一致性，一旦这些驱动装置100在传动时没有保持一致，则很容易损坏牛床垫料发酵罐
或齿轮，从而造成牛床垫料发酵罐容易发生故障。

[0060] 请参阅图1、图8、图9和图10，而在本发明中，驱动装置100有4到8个，为了保证传动的一致性，驱动装置100上连接有驱动轴，驱动轴上固定有滚轮101，通过驱动装置100驱动
滚轮101进而驱动滚圈4转动，其采用滚轮101对滚圈4滑动摩擦传动，在特殊情况下，如果多
个驱动装置100没有保持相同的输出功率或者是输出速度，以此使得在有多个驱动装置100
的情况下，其仍然能保证多个滚轮101保持同步，而不损坏牛床垫料发酵罐或驱动装置100。
且采用滚轮101滑动摩擦传动的生产成本也比齿轮传动的生产成本更低，其造价更便宜的
同时效果更好。

[0061] 现有技术中采用齿轮驱动，在设计时需要考虑几处齿轮驱动时啮合的同步性，而本发明整个滚筒本体3的运动通过滚圈4和滚轮101的滑动摩擦来实现，即便多个驱动装置
100稍有不同步，整个牛床垫料发酵罐的多个滚筒本体3依然能够顺畅无阻碍运行。

[0062] 以5000头奶牛的养殖场为例，泌乳奶牛的数量为2500头。每天需要处理的垫料量3 3
为75m 。而这75m 垫料全部来源于牛场原有的废弃物，包括稻草、粪便等，经过压榨脱水、高
温发酵后形成，高温发酵周期为1天。本发明即为此工艺下的发酵设备，对于上述例子而言，
3
此设备至少要容纳75m 的牛床垫料原料。即便容积率做到75％，那么牛床垫料发酵罐也至
3 3
少需要100m，即便将牛床垫料发酵罐做两套设备，单个牛床垫料发酵罐也需要有50m 。为了
让料不被压实，且在发酵过程中被不断打散，此种发酵设备普遍选用卧式滚筒，对于如此大
型的卧式滚筒牛床垫料发酵罐而言，设计6个(3对)或8个(4对)以上的滚轮也是比较必须
的。如何保证这些滚轮和滚圈的同步性是本发明需要解决的问题，本发明采用的滑动摩擦
驱动方法不同于传统齿轮的啮合结构，所以能够较好地解决这一问题。

[0063] 由于牛床垫料发酵罐的生产环境中会有很多牛粪，在生产过程中这些牛粪以及粉尘无可避免地会粘附在滚圈4上，在传统的牛床垫料发酵罐中需要定时对滚圈4进行清理，
从而使得生产成本上升，否则这些牛粪或者粉尘会越粘越多，久而久之干燥后会积成厚厚
的一层，从而影响驱动装置100传动，优选地，驱动装置100上还固定有毛刷102，所述毛刷
102可与滚圈4抵接，以使得滚圈4在转动时，可以利用毛刷102将刚粘附在滚圈4上的牛粪或
者粉尘刷掉，从而避免这些牛粪或者粉尘在滚圈4上积压，进而避免影响驱动装置100传动，
采用毛刷102自动清理可解放劳动力，降低生产成本，以提高产品的竞争力。

[0064] 优选地，驱动装置100的侧面固定有固定板103，固定板103的下方设置有底座104，固定板103固定在所述底座104上，所述固定板103有两层，固定板103与所述底座104之间通
过螺栓固定，以避免剪切应力损坏驱动装置100。更优地，所述底座104包括与地面固定的底
板、固定在所述底板上的加强筋和固定在所述加强筋上的支撑板，在本实施例中，所述加强
筋有三个且呈三角形倾斜设置，支撑板倾斜固定在三个加强筋上，由于支撑板倾斜设置，使
得驱动装置100在提供驱动力的同时还能向滚筒本体3施加一定的压力，以保证整个牛床垫
料发酵罐的稳定性。

[0065] 请参阅图11，优选地，所述滚圈4的一侧设置有稳定保持装置200，所述稳定保持装置200包括固定座201和固定在固定座201上的保持轮202，所述保持轮202与所述滚圈4接
触，从而进一步保证整个牛床垫料发酵罐的稳定性。

[0066] 请参阅图12，优选地，为了提高牛床垫料发酵罐的发酵效率，牛床垫料发酵罐还连接有沼气换热装置300，沼气换热装置300刚好可以消耗掉牛场污水站产生的沼气，避免资
源浪费，也可以通过沼气换热装置300提高发酵效率，降低作业时间，进而减少作业成本。

[0067] 以5000头奶牛的养殖场为例，牛场污水线粪污每天产生沼气量为3500m3，按照每方沼气热值5000kcal，可以支持一台800kw的燃烧机。理论上足以将送入牛床垫料发酵罐的
新风加热，使得高温好氧发酵能够快速进行。

[0068] 请参阅图2和图9，在密封端盖1，即滚筒本体3的出料端设置入风管14，沼气换热装置300与入风管14连接，滚筒本体3的入料端设置出风管15。使得物料和空气形成对流，提高
物料与氧气的融合效果。滚筒本体3的入料端料位高，滚筒本体3的出料端料位低；故入风管
14进入到靠近滚筒本体3的圆心处，而出风管15进入到滚筒本体3的远离圆心处直达筒身上
方。

[0069] 请参阅图13，沼气换热装置300包括火道301、腔体一302、腔体二303和换热管304，腔体一302和腔体二303设置在火道301上方，腔体一302和腔体二303之间通过多个换热管
304相连。火道301、腔体一302、腔体二303和换热管304全部被保温箱305封住。沼气通过设
置在保温箱305外的沼气烧嘴306进入火道301中燃烧，烧嘴306一端的火道301向上连接有
腔体一302，火道301给沼气火焰足够的燃烧空间，而换热管304有提供了足够的换热面积。
腔体二303和火道301尾端处于火焰的末端，其设置有排水孔用于排出沼气燃烧产生的水，
排水孔排出的水通过设置在腔体一302和火道301下方的排水管307排出。

[0070] 火道301的末端设置有风机308，风机308的入风管安装有过滤器309，过滤器309能够有效过滤牛场环境的灰尘等颗粒物，由于沼气的主要成分是甲烷，甲烷与空气燃烧后会
生成水，传统的沼气换热装置300燃烧后生成的水会进入牛床垫料发酵罐的内部，导致牛床
垫料发酵罐的湿度增加，不利于内部的物料发酵。在本发明中，风机308将外界空气从沼气
换热装置300末端鼓入保温箱305，经过燃烧后再从沼气换热装置300首端吹出保温箱305，
即空气是由保温箱305的一侧进入，再由保温箱305的一侧吹出，以此避免沼气然后后产生
的水汽进入牛床垫料发酵罐，以使得牛床垫料发酵罐内的物料保持干燥。

[0071] 在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接或彼此可通讯；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以
是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的
普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

[0072] 显然，以上所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例，附图中给出了本申请的较佳实施例，但并不限制本申请的专利范围。本申请可以以许多不同
的形式来实现，相反地，提供这些实施例的目的是使对本申请的公开内容的理解更加透彻
全面。尽管参照前述实施例对本申请进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来而言，其
依然可以对前述各具体实施方式所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进
行等效替换。凡是利用本申请说明书及附图内容所做的等效结构，直接或间接运用在其他
相关的技术领域，均同理在本申请专利保护范围之内。