清粪系统结构及工作原理

智能清粪系统主要由电控箱、驱动电机、刮板、换向轮及链条组成，其工作原理是电机通过链条带动刮板往复运动，每台电机可带动多个刮板同时动作，刮板可以适应不同粪道宽度，可以清洁多个粪道，按照预定时间自动往复清理粪道上的粪污至粪沟。

 

清粪系统结构组成示意图

 

刮粪板工作原理示意图

l 由两个主刮粪板和两个侧刮粪板组成，中间装有索引装置。

l 当主刮粪板被链条向前拉动时，两边的侧板将打开接触到牛床边缘，可将粪污推至粪池中。

l 相反方面运行时，清粪机将处于空载状态，侧板向内折叠，主刮板向反方向倾倒。

l 当清粪机返回到启始位置时，侧翼重新打开，进入下一个清粪过程。

l 组合式刮粪板专门适用于密闭地面的畜舍。这可以平面地板,每隔一段固定距离就有一个粪坑,但也可以是倾斜的地面,使粪便向内倾斜移动，还附有塑料磨损条(自由选择)的组合式刮板能使效果更干净。

l 无需建筑调整,组合式刮板可以快速简单地安装在每一畜舍内.整个设备都安装在平面地板上，因此造成畜舍建筑费用的极大节约。这套设备也适用于各粪道长度不一的畜舍。

性能优点

自动清粪优点：

l 一次投入，十年受益，节省人力成本，运行、维护成本低；

l 全自动化控制，24小时全天候作业；

l 随时清除粪污，保持牛舍清洁，消除异味减少疾病，使卧床更清洁;

l 提高奶牛舒适度和产奶量，提高生产效益。

l 工作更清洁，因此能提高奶质量;

l 简化清洗程序，节约挤奶时间;

l 由于安装简单而节省畜舍建筑费用;

l 可移动，例如在扩展畜舍的情况下;

l 组合式刮板由坚实的材料制作，因此保证使用可靠，工作寿命长。

系统优点：

l  开机使用：全自动化控制，开机简便，具有参数恢复调整功能，遇突然断电，供电恢复后系统可以断电记忆，恢复原先运行状态，无需重新设定参数。

l 控制系统实现自动定时刮粪功能的同时，也可以在自动系统出现故障时切换到手动操作界面，手动、自动控制系统具有过载保护功能及漏电断路保护功能。

l 刮板装有高耐磨柔性聚氨酯材料，能够彻底清除粪便，运行平稳，粪便不易外溢和残留，运转时无明显噪声。

l 采用高强度锰钢链条，使用中不跳槽，不延展，

l 自动清粪系统具有可调遇阻暂停功能，并具有自动排障功能，当遇到阻碍时，刮板后退一定距离，然后再次前进，尝试排除故障。

l 刮板速度可调整

l 具备自动防冻功能，防冻温度、时间、间隔等可调整。每隔一段时间启动向前移动一定距离（0.5m—1m）后回位，移动距离通过时间或位移控制。

l 刮粪板可调节暂停状态，当电机的拉力超过该位置设定最大载荷时，驱动电机就停止，通过延时后再启动。

l 配置7寸微电脑显示操作界面。

与国外同类进口产品相比，本设备控制器具有如下功能与特点：

l 7寸人机交互界面，带来全新的触控体验，所有操作与设置均在触控屏上完成。

l 四道安全次序防护，确保设备运行安全，具有短路、缺相、过压、低压、过流、堵转、过载等多重保护功能。

l 具有全自动运行能力，根据用户设置的时间点自动启动减速电机，清粪刮板往复一个周期后自动停机。

l 具有手动保护运行功能，在控制器任意待机状态，可手动操作减速电机进行清粪，并受行程和电流保护，无需担心堵转、撞端点和其他意外情况，增强了清粪灵活性、安全性。

l 具有高精度的行程监测与设置功能，控制器具有行程设置、手动测量行程、自动测量行程、行程实时在线监测等功能，保护刮板在安全区域内运行。

l 具备堵转与过流检测功能，利用互感器、编码器、程序控制器、驱动器等多重方式对堵转、过流等进行实时监测与控制，保护电机运行安全。

l 具备故障报警与自动处理功能，当出现行程测量异常、驱动器工作异常、控制器工作异常、刮板多次堵转过流等现象，采用声光报警提示用户排除故障，当首次出现堵转过流故障时，刮板自动后退一定距离再前进以自动排除故障。

l 具有温度监测与防冻控制功能，系统可实时测量环境温度，当温度过低时，用户可手动开启防冻，系统也可自动开启防冻，以保证设备在冬季正常运行。

l 具备断电记忆功能，恢复供电后能够继续执行原动作。

l 系统预留联网接口和无限通信接口，具备扩展实现现场集中控制和远程在线监控能力。

经过综合比较和实践检验，用户评价和自我评价认为，标的产品：

l 性能更可靠：一年质保，终身维修，自动排障，年平均故障率小于2次；

l 功能更完善：自动/手动一体，位置精准控制，堵转与防冻保护；

l 产品更智能：自动运行、自动排障、自动防冻、自动恢复等；

l 操作更简单：7寸中文触控界面，时间全自动运行，随时手动限位运行；

目前该系统处于国内同行业领先水平。

设备构成及材质

1）电机及驱动单元

包括电机、减速机1个，电机罩1个，耐磨优质铸钢链轮1个，电机支架1套，导向轮2个，链条防护挡板2个。电机采用西门子电机。

l 工作电压：380V；

l 额定功率：2.2KW；

l 减速机类型：同轴斜齿轮减速机-4级减速；

l 输出转速：5.4r/min

l 最大工作牵引力大于22.5 kN；

l 驱动轮采用40Cr钢铸造，重量大约在35kg左右；

l 刮板运行速度2-4m/min可调；

l 防护等级：IP55；

l 采用进口国产瑞德森电机；

l 主机使用寿命10年。

2）智能控制系统

主要由触控屏、PLC、变频器、电源、继电器、接触器、报警器、温控器等组成，  集保护、行程测量、信号处理及状态显示等功能于一体。集中实现了电动机的综合保护、手动与自动控制等。具有结构简单、使用和维护方便，运行可靠以及质量较小，成本较低等优点。所有元器件采用进口或台湾器件。

与国外同类进口产品相比，本控制器具有如下功能与特点：

l 7寸人机交互界面，带来全新的触控体验，所有操作与设置均在触控屏上完成。

l 四道安全次序防护，确保设备运行安全，具有短路、缺相、过压、低压、过流、堵转、过载等多重保护功能。

l 具有全自动运行能力，根据用户设置的时间点自动启动减速电机，清粪刮板往复一个周期后自动停机。

l 具有手动保护运行功能，在控制器任意待机状态，可手动操作减速电机进行清粪，并受行程和电流保护，无需担心堵转、撞端点和其他意外情况，增强了清粪灵活性、安全性。

l 具有高精度的行程监测与设置功能，控制器具有行程设置、手动测量行程、自动测量行程、行程实时在线监测等功能，保护刮板在安全区域内运行。

l 具备堵转与过流检测功能，利用互感器、编码器、程序控制器、驱动器等多重方式对堵转、过流等进行实时监测与控制，保护电机运行安全。

l 具备故障报警与自动处理功能，当出现行程测量异常、驱动器工作异常、控制器工作异常、刮板多次堵转过流等现象，采用声光报警提示用户排除故障，当首次出现堵转过流故障时，刮板自动后退一定距离再前进以自动排除故障。

l 具有温度监测与防冻控制功能，系统可实时测量环境温度，当温度过低时，用户可手动开启防冻，系统也可自动开启防冻，以保证设备在冬季正常运行。

l 具备断电记忆功能，恢复供电后能够继续执行原动作。

l 系统预留联网接口和无限通信接口，具备扩展实现现场集中控制和远程在线监控能力。

3）组合式刮粪板

单向刮粪，由主刮板、侧刮板、连接杆、导向杆和高耐磨柔性聚氨酯板等组成。在刮板磨损部位使用高耐磨柔性聚氨酯材料，使得刮板耐磨耐用，清粪更干净，噪音小，全部镀锌处理，防腐。

l 刮板高度210mm，刮板厚度8㎜，夹板厚度6mm，耐磨聚酰胺板10mm；

l 刮粪板采用“V”字型刮板，每个刮板可以实现伸缩功能，在牛舍内添加垫料车辆需要进入时，可以实现收缩。

l 刮粪板需有滚轮，刮粪板和地面接触的材质为橡胶，以防止刮粪板过度磨损地面。

l 刮粪材质Q235钢，耐磨橡胶材料为聚酰胺板；

l 刮板宽度定制，可自动调节；

l 刮板移动速度2-4m/min；

l 整体热镀锌。

4）换向轮

主要由护罩、护板、转动轮、转动轴、铜套、固定件等组成。防磨损球墨铸铁合金换向轮；轴承钢轴心，纯铜润滑轴套；添加滚动压力轴承，有效保护护罩和轴；具备自润滑能力。

l 转角轮转轴材料为40Cr钢；

l 转角轮护板、护罩材质为Q235钢；

l 轴套材料为耐磨铍青铜；

l 转角轮地锚埋于混凝土下200mm左右。

5）链条

链条：13毫米加硬的重链条，直径为13mm，材质是锰钢20Mn2，耐酸耐磨抗拉强度好；承受力为150KN。

性能参数

（1）系统参数

l 系统功率：0.75-5.5kw；

l 粪道长度：0-300m；

l 粪道宽度：定制；

l 刮板速度：2-4m/min。

（2）减速电机

l 工作电压：380V；

l 额定功率： 2.2KW；

l 类型：同轴斜齿轮减速机-4级减速；

l 输出转速：5.4r/min

l 外形尺寸：定制

l 重量：大约在150Kg左右

l 电机品牌：瑞德森电机

l 防护等级：IP55

（3）自动控制箱

l 变频功率：2.2KW；变频器品牌：台达

l 频率范围：0-600HZ；

l 7寸触摸屏；

l 短路、缺相、过压、欠压、过流、过载保护；

l 牛舍温度实时测量与显示；

l 低温防冻保护；

l 奥托尼克斯编码器。

（4）机械部件

l 机械部件整体热镀锌；

l 刮板高度21cm，刮板厚度8㎜；刮粪板侧挡板材质Q235钢，应在一定宽度范围内可以自动调节刮板总成的宽度，底板材质 Q235钢；

l 立柱高度1.2m；

l 传动轮：采用40Cr钢铸造，重量大约在35kg左右，转角轮转轴材料为40Cr钢，转角轮护板材质为Q235钢，转角轮护罩材质为Q235钢；轴套材料为耐磨铍青铜，转角轮地锚脚深埋于混凝土下200mm左右。

l 链条：厚度13mm，材质锰钢20Mn2,耐酸耐磨抗拉强度好，承受力为150KN。