CN102604820B - 一种多功能自动调节器 - Google Patents

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Abstract

一种多功能自动调节器，包括气水分离器、正负压保护器、空气管与沼气管，所述沼气管包括沼气左管与沼气右管，沼气左、右管的一端与发酵罐内的沼气区相通，另一端则分别延伸至正负压保护器、气水分离器的内部，所述空气管的一端与增压风机相通，另一端延伸至正负压保护器的内部，所述正负压保护器的顶部设置有排气口，侧壁上近顶部的部位设置有进水管、近底部的部位设置有排水口，排水口的另一端与直排阀相通，直排阀与进水管之间竖立设置有多个并联的水位压力调节阀。本设计不仅节能性较好、自动性较强，而且具有自动气水分离、自动排水补水、自动排气、防止沼气同步泄漏浪费、负压保护、自动恒压等多种功能。

Description

一种多功能自动调节器
技术领域
本发明涉及一种沼气工程设备，尤其涉及一种多功能自动调节器，具体适用于沼气工程中的气水分离与正负压保护。
背景技术
目前，在沼气工程中，传统的气水分离器分离出的水需要人工排出，同时，正负压保护器排气时带走或蒸发时损失的水也常需要人工补给，这不仅要花费人工管理的麻烦，增加了生产成本，降低了生产效率，更重要的是若气水分离器人工管理不到位经常会发生管道堵塞，若正负压保护器人工管理不到位经常会发生整气柜的沼气全泄漏光，易燃气体大量体泄漏一是非常危险，二是严重污染环境。
中国专利授权公告号为CN201310739Y，授权公告日为2009年9月16日的实用新型专利公开了一种沼气管道气水分离冷凝水自动排水装置，该装置中的阀子上体是比水轻的圆柱体或倒置罐体，阀子顶部呈削球形或圆锥形，在积水筒上部设有滤网。虽然该实用新型能够实现自动排水的效果，生产成本较低，但它仍旧具有以下缺陷：
首先，该实用新型虽然能实现自动排水，节省了人工，但它只是主体气水分离器之后的管网输送沼气过程的少量气水分离的弥补，在大型沼气工程中主体气水分离是必不可少的核心设备之一；
其次，该实用新型只能实现自动排水功能，但对排出的水并没有再次使用，更没有用于正负压保护器的补水，不仅不能保护正负的正常工作，而且能源的利用率较低，节能性较差。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术中存在的节能性较差、功能较少、安全性较弱的缺陷与问题，提供一种节能性较好、功能较多、安全性较强的多功能自动调节器。
为实现以上目的，本发明的技术解决方案是：一种多功能自动调节器，包括沼气管与气水分离器，所述沼气管的一端与发酵罐内的沼气区相通，另一端延伸至气水分离器的内部，沼气管上位于气水分离器内部的部分开设有多个导气孔，且气水分离器的顶部设置有与净化器相通的沼气出口；
所述多功能自动调节器还包括正负压保护器与空气管；所述沼气管包括沼气左管与沼气右管，沼气左管、沼气右管的一端均与发酵罐内的沼气区相通，另一端则分别延伸至正负压保护器、气水分离器的内部，且在沼气右管上位于气水分离器内部的部分开设有多个导气孔；所述空气管的一端与增压风机相通，另一端延伸至正负压保护器的内部，且增压风机与发酵罐顶部设置的气膜相通；
所述正负压保护器的顶部设置有排气口，侧壁上近顶部的部位设置有进水管、近底部的部位设置有进排两用水口，进排两用水口的另一端与直排阀相通，直排阀与进水管之间竖立设置有多个并联的水位压力调节阀，最低的水位压力调节阀高过空气管的出气口，空气管的出气口高过沼气左管的出气口，最低的水位压力调节阀与气水分离器的底部同高，且气水分离器的底部通过单向阀与正负压保护器的底部相通；
所述水位压力调节阀与直排阀之间的距离即为正负压保护器内压力水位线的高度，每条压力水位线都对应一个压力值，直排阀对应的压力水位线为0cm、对应的压力值为0kpa。
所述水位压力调节阀的数量为十个，十个水位压力调节阀对应的压力水位线、压力值分别为：
压力水位线为5cm，压力值为0.5kpa；
压力水位线为10cm，压力值为1.0kpa；
压力水位线为15cm，压力值为1.5kpa；
压力水位线为20cm，压力值为2.0kpa；
压力水位线为25cm，压力值为2.5kpa；
压力水位线为30cm，压力值为3.0kpa；
压力水位线为35cm，压力值为3.5kpa；
压力水位线为40cm，压力值为4.0kpa；
压力水位线为45cm，压力值为4.5kpa；
压力水位线为50cm，压力值为5.0kpa。
所述空气管的出气口比沼气左管的出气口高2cm。
所述空气管上近增压风机的一端设置有空气压力表与压力变送器，压力变送器的另一端与变频器相连接；所述沼气管上近发酵罐的一端设置有沼气压力表。
所述进水管上设置有电磁阀。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：
1、本发明一种多功能自动调节器中包括气水分离器、正负压保护器、空气管与沼气管，沼气管包括沼气左管与沼气右管，气水分离器与正负压保护器相通，使用中，气水分离器分离出的水不需要人工排出，而是自动通过单向阀流进正负压保护器，以补充正负压保护器排气时带走或蒸发时损失的水，如果补充多了，可以通过水位压力调节阀排出，实现自动排水，如果补充多了，可以通过进排两用水口进水，实现自动进水，整个过程不仅能重复利用气水分离器产生的水，提高了能源的利用率，而且全自动进行，不需要人工操作，降低了成本，提高了生产效率。因此本发明不仅节能性较好、自动性较强，而且具有自动排水、进水的功能。
2、本发明一种多功能自动调节器能通过各个水位压力调节阀在正负压保护器中放入不同量的水以调控空气管或沼气左管的出气情况，使用中，只有当空气管或沼气左管的气压大于放入水的水压时，才能从水底产生气泡，并浮上水面，最后通过排气口排出，从而实现自动排气。因此本发明具有自动排气的功能。
3、本发明一种多功能自动调节器中沼气管包括沼气左管与沼气右管，沼气左管、沼气右管分别延伸进正负压保护器与气水分离器中，同时，空气管位于正负压保护器中，当沼气出口不能排出沼气，如发生堵塞等情况时，沼气会反顶进沼气右管、沼气左管以及发酵罐内的沼气区，此时，由于空气管的出气口高过沼气左管的出气口，空气管受到的水压就低于沼气左管，加之空气管与沼气左管的气压相同，因而空气会先于沼气从排气口溢出，直至沼气左管的气压大于它所受的水压时，沼气才会排出，从而最大程度的防止沼气同步泄漏浪费。因此本发明具有防止沼气同步泄漏浪费的功能。
4、本发明一种多功能自动调节器中的沼气左管、沼气右管分别延伸进正负压保护器与气水分离器中，且沼气左管还被水封，使用中，当发酵罐排放沼液过量或沼气管向外供气管路中有增压装置抽吸罐内沼气过量时都会造成罐内的负压产生，此时正负压保护器内的水就会被吸进沼气左管直至流进发酵罐内，当正负压保护器的水全部吸空后，正负压保护器外的大气就会依次通过排气口、正负压保护器、沼气左管流进发酵罐内，从而消除发酵罐内的负压，解决罐壁被大气挤压的危险。因此本发明具有负压保护功能。
5、本发明一种多功能自动调节器中在空气管上近增压风机的一端设置有空气压力表与压力变送器，压力变送器的另一端与变频器相连接，在沼气管上近发酵罐的一端设置有沼气压力表，使用时，当沼气输送压力不够时，压力变送器能随时从本发明中取样送给变频器以执行增压指令，当压力增加到设定参数时则可自动停止，从而实现自动恒压的目的。因此本发明具有自动恒压的功能。
附图说明
图1是本发明的结构示意图。
图2是本发明的应用示意图。
图中：气水分离器1、沼气出口11、正负压保护器2、排气口21、进排两用水口23、进水管24、电磁阀25、沼气管3、沼气左管31、沼气右管32、导气孔33、沼气压力表34、空气管4、空气压力表41、压力变送器42、变频器43、水位压力调节阀5、直排阀6、单向阀7、发酵罐8、沼气区81、增压风机9、气膜10、内膜101、外膜102、净化器12。
具体实施方式
以下结合附图说明和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
参见图1–图2，一种多功能自动调节器，包括沼气管3与气水分离器1，所述沼气管3的一端与发酵罐8内的沼气区81相通，另一端延伸至气水分离器1的内部，沼气管3上位于气水分离器1内部的部分开设有多个导气孔33，且气水分离器1的顶部设置有与净化器12相通的沼气出口11；
所述多功能自动调节器还包括正负压保护器2与空气管4；所述沼气管3包括沼气左管31与沼气右管32，沼气左管31、沼气右管32的一端均与发酵罐8内的沼气区81相通，另一端则分别延伸至正负压保护器2、气水分离器1的内部，且在沼气右管32上位于气水分离器1内部的部分开设有多个导气孔33；所述空气管4的一端与增压风机9相通，另一端延伸至正负压保护器2的内部，且增压风机9与发酵罐8顶部设置的气膜10相通；
所述正负压保护器2的顶部设置有排气口21，侧壁上近顶部的部位设置有进水管24、近底部的部位设置有进排两用水口23，进排两用水口23的另一端与直排阀6相通，直排阀6与进水管24之间竖立设置有多个并联的水位压力调节阀5，最低的水位压力调节阀5高过空气管4的出气口，空气管4的出气口高过沼气左管31的出气口，最低的水位压力调节阀5与气水分离器1的底部同高，且气水分离器1的底部通过单向阀7与正负压保护器2的底部相通；
所述水位压力调节阀5与直排阀6之间的距离即为正负压保护器2内压力水位线的高度，每条压力水位线都对应一个压力值，直排阀6对应的压力水位线为0cm、对应的压力值为0kpa。
所述水位压力调节阀5的数量为十个，十个水位压力调节阀5对应的压力水位线、压力值分别为：
压力水位线为5cm，压力值为0.5kpa；
压力水位线为10cm，压力值为1.0kpa；
压力水位线为15cm，压力值为1.5kpa；
压力水位线为20cm，压力值为2.0kpa；
压力水位线为25cm，压力值为2.5kpa；
压力水位线为30cm，压力值为3.0kpa；
压力水位线为35cm，压力值为3.5kpa；
压力水位线为40cm，压力值为4.0kpa；
压力水位线为45cm，压力值为4.5kpa；
压力水位线为50cm，压力值为5.0kpa。
所述空气管4的出气口比沼气左管31的出气口高2cm。
所述空气管4上近增压风机9的一端设置有空气压力表41与压力变送器42，压力变送器42的另一端与变频器43相连接；所述沼气管3上近发酵罐8的一端设置有沼气压力表34。
所述进水管24上设置有电磁阀25。
本发明的原理说明如下：
参见图1与图2，本发明中空气管4与增压风机9相通，增压风机9负责给发酵罐8顶部的气膜10（由内膜101、外膜102组成）充气，沼气管3与发酵罐8内的沼气区81相通，气膜10被充气后，当其压力大于沼气区81中的沼气压力时，沼气就会被气膜10挤进沼气管3，同时，内膜101处于受力平衡状态，空气管4的气压在正常运行情况下等于沼气管3的气压。使用前，先向正负压保护器2内放水，当水量到达预定压力水位线时停止放水，并打开预定压力水位线所对应的水位压力调节阀5，此时，正负压保护器2内的水压就等于预定压力水位线对应的压力值，如果继续放水，水就会从预定压力水位线所对应的水位压力调节阀5流走。使用过程中，本发明能够实现自动排水、进水，自动排气，防止沼气同步泄漏浪费，负压保护，自动恒压这五个功能，具体实现过程如下：
1、自动排水与自动补水功能：
空气管4、沼气左管31、沼气右管32的压力一致，且没有超过正负压保护器2内的水压，此时，沼气右管32在气水分离器1内进行气水分离，气水分离器1将沼气与水分离开，沼气从沼气出口11流向净化器12，水则贮存在气水分离器1内，当贮存的水的水位高出正负压保护器2内的水位时，贮存的水则从单向阀7流进正负压保护器2，如果正负压保护器2内缺水，流进的水起补水作用，实现自动补水功能；如果正负压保护器2内不缺水，流进的水就会增高水位，从而高出预定压力水位线，但高出的水会从预定压力水位线所对应的水位压力调节阀5流出，实现自动排水功能。由此可见，本发明具有自动排水、进水功能。
2、自动排气功能：
正负压保护器2内的水压与空气管4的压力一致，起到对空气管4气压的监控作用。如果空气管4的气压过高，就会高于水压，从而喷出多余的空气，这些空气就会从水底泛出水面，并通过排气口21排出，从而实现自动排气。由此可见，本发明具有自动排气功能。
3、防止沼气同步泄漏浪费功能：
正常情况下，由于沼气右管32位于气水分离器1内的空腔中，沼气左管31位于正负压保护器2内的水面下，且水压大于或等于空气管4、沼气左管31、沼气右管32的压力，因而沼气不从沼气左管31流出，而只从沼气右管32流出以进行气水分离。但当沼气柜满了压力过大或者用户停止用气等别的原因使得气水分离器1内的沼气不能从沼气出口11排出时，如沼气出口11堵塞，沼气右管32内的沼气就会被反顶进沼气左管31与发酵罐8内的沼气区81，造成发酵罐8内沼气区81的气压继续上升，沼气压力上升就会向上顶起气膜10，对气膜10起挤压作用，气膜10被挤压，其内部的空气就会被挤进空气管4，从而增加空气管4的压力，虽然此时空气管4的压力与沼气管3的压力一致（气膜10被挤压后处于平衡状态，因而空气管4压力与沼气管3压力一致），但由于空气管4在水面下的深度比沼气左管31浅一点，一般为2cm左右，承受的水压也就低一点，因此还是空气管4中的空气先排放，并通过排气口21排出正负压保护器2，同时，沼气右管32内沼气的反顶行为一直在进行，压力继续上升，沼气区81、气膜10的气压一直在增强，空气管4、沼气左管31的气压也一直在增强，但只有空气管4在排空气，沼气左管31却不排沼气，这个过程一直持续到沼气区81、气膜10的气压增大到大于沼气左管31所受的水压，也就是沼气左管31的气压增加到大于沼气左管31所受的水压时，沼气左管31内的沼气才会开始排出，然后通过排气口21排出正负压保护器2，从而最大程度的防止沼气同步泄漏浪费。由此可见，本发明具有防止沼气同步泄漏浪费功能。
4、负压保护功能：
正常情况下，如果当发酵罐8内排放沼液过量或沼气区81向外供气管路中有增压装置抽吸发酵罐8内沼气过量时都会导致发酵罐8内产生负压，如果不及时解决，发酵罐8就会被小于空气压力的负压挤压损坏，为防止这种危险情况产生，本发明当发酵罐8内产生负压时，正负压保护器2内的水就会吸进沼气左管31直至流进发酵罐8内，当正负压保护器2内的水全部吸空后，正负压保护器2外的大气就会依次通过排气口21、正负压保护器2、沼气左管31流进发酵罐8内，从而消除发酵罐8内的负压，解决大气对发酵罐8挤压的危险。由上可见，本发明具有负压保护的功能。
5、自动恒压功能：
当沼气输送压力不够时，压力变送器42（由于空气管4与沼气管3的压力一致，因而可从空气管4上设置的压力变送器42读出沼气管3的压力，如果将压力变送器42安装在沼气管3上，会因腐蚀造成其寿命很短）能随时从本装置中取样送给变频器43以执行增压指令，当压力增加到设定参数时则可自动停止，从而实现恒压的目的。由上可见，本发明具有自动恒压功能。
6、自动气水分离功能：
热沼气从发酵罐8内的沼气区81输出，经沼气右管32、气水分离器1冷凝，冷凝后的得到沼气和水在气水分离器1中，水的比重大，自然掉入罐下，沼气自动分离开，在压力的作用下通过沼气出口11进入净化器12，从而实现气水分离的目的。由上可见，本发明具有自动气水分离的功能。
实施例1： 
参见图1与图2，一种多功能自动调节器，包括气水分离器1、正负压保护器2、沼气管3与空气管4；所述沼气管3包括沼气左管31与沼气右管32，沼气左管31、沼气右管32的一端均与发酵罐8内的沼气区81相通，另一端则分别延伸至正负压保护器2、气水分离器1的内部，在沼气右管32上位于气水分离器1内部的部分开设有多个导气孔33，沼气左管31上近发酵罐8的一端设置有沼气压力表34；所述空气管4的一端依次经空气压力表41与压力变送器42后与增压风机9相通，另一端延伸至正负压保护器2的内部，增压风机9与发酵罐8顶部设置的气膜10相通，压力变送器42的另一端与变频器43相连接；
所述气水分离器1的顶部设置有与净化器12相通的沼气出口11，气水分离器1的底部通过单向阀7与正负压保护器2的底部相通；
所述正负压保护器2的顶部设置有排气口21，侧壁上近顶部的部位设置有进水管24、近底部的部位设置有进排两用水口23，进水管24上设置有电磁阀25用以自动进水，进排两用水口23的另一端与直排阀6相通，直排阀6与进水管24之间竖立设置有十个并联的水位压力调节阀5，最低的水位压力调节阀5高过空气管4的出气口，空气管4的出气口比沼气左管31的出气口高2cm，最低的水位压力调节阀5与气水分离器1的底部同高；
所述水位压力调节阀5与直排阀6之间的距离即为正负压保护器2内压力水位线的高度，每条压力水位线都对应一个压力值，直排阀6对应的压力水位线为0cm、对应的压力值为0kpa，十个水位压力调节阀5对应的压力水位线、压力值分别为：
压力水位线为5cm，压力值为0.5kpa；
压力水位线为10cm，压力值为1.0kpa；
压力水位线为15cm，压力值为1.5kpa；
压力水位线为20cm，压力值为2.0kpa；
压力水位线为25cm，压力值为2.5kpa；
压力水位线为30cm，压力值为3.0kpa；
压力水位线为35cm，压力值为3.5kpa；
压力水位线为40cm，压力值为4.0kpa；
压力水位线为45cm，压力值为4.5kpa；
压力水位线为50cm，压力值为5.0kpa。 

Claims (5)

1.一种多功能自动调节器，包括沼气管（3）与气水分离器（1），且气水分离器（1）的顶部设置有与净化器（12）相通的沼气出口（11），其特征在于：
所述多功能自动调节器还包括正负压保护器（2）与空气管（4）；所述沼气管（3）包括沼气左管（31）与沼气右管（32），沼气左管（31）、沼气右管（32）的一端均与发酵罐（8）内的沼气区（81）相通，另一端则分别延伸至正负压保护器（2）、气水分离器（1）的内部，且在沼气右管（32）上位于气水分离器（1）内部的部分开设有多个导气孔（33）；所述空气管（4）的一端与增压风机（9）相通，另一端延伸至正负压保护器（2）的内部，且增压风机（9）与发酵罐（8）顶部设置的气膜（10）相通；
所述正负压保护器（2）的顶部设置有排气口（21），侧壁上近顶部的部位设置有进水管（24）、近底部的部位设置有进排两用水口（23），进排两用水口（23）的另一端与直排阀（6）相通，直排阀（6）与进水管（24）之间竖立设置有多个并联的水位压力调节阀（5），最低的水位压力调节阀（5）高过空气管（4）的出气口，空气管（4）的出气口高过沼气左管（31）的出气口，最低的水位压力调节阀（5）与气水分离器（1）的底部同高，且气水分离器（1）的底部通过单向阀（7）与正负压保护器（2）的底部相通；
所述水位压力调节阀（5）与直排阀（6）之间的距离即为正负压保护器（2）内压力水位线的高度，每条压力水位线都对应一个压力值，直排阀（6）对应的压力水位线为0cm、对应的压力值为0kPa。
2.根据权利要求1所述的一种多功能自动调节器，其特征在于：所述水位压力调节阀（5）的数量为十个，十个水位压力调节阀（5）对应的压力水位线、压力值分别为：
压力水位线为5cm，压力值为0.5kPa；
压力水位线为10cm，压力值为1.0kPa；
压力水位线为15cm，压力值为1.5kPa；
压力水位线为20cm，压力值为2.0kPa；
压力水位线为25cm，压力值为2.5kPa；
压力水位线为30cm，压力值为3.0kPa；
压力水位线为35cm，压力值为3.5kPa；
压力水位线为40cm，压力值为4.0kPa；
压力水位线为45cm，压力值为4.5kPa；
压力水位线为50cm，压力值为5.0kPa。
3.根据权利要求1或2所述的一种多功能自动调节器，其特征在于：所述空气管（4）的出气口比沼气左管（31）的出气口高2cm。
4.根据权利要求1或2所述的一种多功能自动调节器，其特征在于：所述空气管（4）上近增压风机（9）的一端设置有空气压力表（41）与压力变送器（42），压力变送器（42）的另一端与变频器（43）相连接；所述沼气管（3）上近发酵罐（8）的一端设置有沼气压力表（34）。
5.根据权利要求1或2所述的一种多功能自动调节器，其特征在于：所述进水管（24）上设置有电磁阀（25）。
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