CN102911862A - 一种沼气池出料控制系统及方法 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种沼气池出料控制系统及方法，该系统包括：产气量检测器、控制器和出料泵，其中：产气量检测器用于检测沼气池的产气量；控制器与出气量检测器相连接，用于将检测到的产气量与预设阈值进行比较，并且当检测到的出气量小于等于预设阈值时，生成出料信号并发送给出料泵；出料泵设置在沼气池的底部，用于根据出料信号将沼气池内的沼液泵出沼气池。与现有依靠人工经验的方式相比，该系统可以对沼气池的产气量进行量化分析控制，使得可以更加准确地对沼气池内沼液的产气能力进行判断，并且当判断产气能力不足时，可以及时将沼气池内的沼液排出，方便更换沼气池内的沼液，保证沼气池的产气量可以持续均衡供给，方便了用户对沼气的利用。

Description

一种沼气池出料控制系统及方法

技术领域

本申请涉及沼气技术领域，特别是涉及一种沼气池出料控制系统及方法。 

背景技术

沼气燃烧发电是随着大型沼气池建设和沼气综合利用的不断发展而出现的一项沼气利用技术，它将有机物在沼气池内经过厌氧发酵处理后产生的沼气用于发动机上，并装有综合发电装置，以产生电能和热能。沼气发电具有创效、节能、安全和环保等特点，是一种分布广泛且价廉的分布式能源。特别是对于我国农村偏远地区，如牧区、海岛、偏僻山区等高压输电较为困难，导致这些地方严重缺电，而这些地区却有着丰富的生物质原料。如能因地制宜地发展小沼电站，则可取长补短就地供电。 

现有的沼气池在使用过程中，通常采用人工方式去判断池内的发酵原料是否充分利用，并且当需要更换池内沼液时，通常采用人工或借助工具，例如吸粪车等，来抽出池内废料。 

通过对现有技术的研究，发明人发现：采用人工方式去判断池内发酵原料主要依靠操作人员的经验，由于操作人员经验不足，常常会出现池内发酵原料更换不及时或更换频率太高的问题，其中：更换不及时将直接导致后期产气不足，使得整体出气量不连续不均衡，影响用户使用；更换频率太高，则池内发酵原料无法充分利用，导致发酵原料浪费。 

发明内容

有鉴于此，本申请实施例提供一种沼气池出料控制系统及方法，以解决现有采用人工方式判断是否更换发酵原料所导致的问题。 

为了实现上述目的，本申请实施例提供的技术方案如下： 

一种沼气池出料控制系统，包括：产气量检测器、控制器和出料泵，其中： 

所述产气量检测器用于检测所述沼气池的产气量； 

所述控制器与所述出气量检测器相连接，用于将检测到的产气量与预设阈值进行比较，并且当所述检测到的出气量小于等于所述预设阈值时，生成出料信号并发送给所述出料泵； 

所述出料泵设置在所述沼气池的底部，用于根据所述出料信号将所述沼气池内的沼液泵出所述沼气池。 

优选地，所述产气量检测器包括： 

设置在沼气池出气管道上的气流量表，用于检测所述沼气池出气管道的气流量； 

与所述气流量表相连接，用于将所述产气流量转换成产气量的第一气量转换器。 

优选地，所述产气量检测器包括： 

与所述沼气池压力阀相连接，用于检测所述压力阀的开关频率的频率检测装置； 

与所述频率检测装置相连接，用于将所述频率检测装置输出的频率值换算成产气量的第二产气量转换器。 

优选地，所述产气量检测器包括： 

设置在所述沼气池内顶部储气室41中的压力传感器，用于检测所述沼气池内顶部储气室41中气体的最大压力值； 

与所述压力传感器相连接，用于将所述压力传感器输出的最大压力值换算成产气量的第三产气量转换器。 

优选地，该系统进一步包括：液位传感器和液位控制器，其中： 

所述液位传感器设置在所述沼气池的侧壁上，用于检测所述沼气池内沼液的液位高度； 

所述液位控制器与所述液位传感器相连接，用于将检测到的液位高度与预设液位高度进行比较，当检测到的液位高度小于等于预设液位高度时，生成停止抽料信号，并发送给所述出料泵。 

优选地，所述出料泵将沼液泵出到废液池内，该系统进一步包括：沼液循环装置，所述沼液循环装置一端与所述废液池相连通，另一端与所述沼气 池相连通，用于当所述出料泵停止出料后，将所述废液池内固定比例的沼液返回到沼气池内。 

优选地，所述沼液循环装置包括：沼液循环泵和循环管道，其中： 

所述沼液循环泵位于所述废液池内的固定高度位置，用于吸取废液池内的沼液； 

所述循环管道一端与所述沼液循环泵相连接，另一端与所述沼气池相连通。 

优选地，所述废液池的水平高度高于所述沼气池，所述沼液循环装置为管道，所述管道一端设置在所述废液池内侧壁上的固定高度位置，另一端设置在沼气池内。 

一种沼气池出料控制方法，在沼气池内设置有出料泵，包括： 

检测沼气池的出气量； 

将检测得到的所述出气量与预设阈值进行比较，并判断所述出气量是否小于等于预设阈值； 

当所述出气量小于等于预设阈值时，控制所述出料泵将沼气池内的沼液排出。 

优选地，所述检测沼气池的出气量包括： 

检测所述沼气池的出气管道的气流量，并将所述气流量转换为出气量； 

或者，检测所述沼气池上设置的出气阀的开关频率，并将所述开关频率转换成出气量； 

再或者，检测所述沼气池内储气室的最大压力值，并将所述最大压力值转成出气量。 

优选地，该方法进一步包括： 

检测所述沼气池内的液位高度； 

将检测得到的所述液位高度与预设液位高度进行比较，判断所述液位高度是否小于等于预设液位高度； 

当所述液位高度小于等于预设液位高度时，生成停止出料信号，控制所述出料泵停止出料。 

由以上本申请实施例提供的技术方案可见，本申请实施例提供的该系统， 采用产气量检测器可以及时了解到沼气池的出气量大小，并且当检测到的出气量小于预设阈值时，控制器可以控制出料泵启动，将沼气池内的沼液排出。 

与现有依靠人工经验的方式相比，该系统可以对沼气池的产气量进行量化分析控制，使得可以更加准确地对沼气池内沼液的产气能力进行判断，并且当判断产气能力不足时，可以及时将沼气池内的沼液排出，方便更换沼气池内的沼液，保证沼气池的产气量可以持续均衡供给，方便了用户对沼气的利用。 

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。 

图1为本申请实施例提供的一种沼气池出料控制系统的结构示意图； 

图2为本申请实施例提供的沼气池出料系统的一种安装结构示意图； 

图3为本申请实施例提供的沼气池出料系统的另一种安装结构示意图； 

图4为本申请实施例提供的沼气池出料系统的又一种安装结构示意图； 

图5为本申请实施例提供的另一种沼气池出料控制系统的结构示意图； 

图6为本申请实施例提供的又一种沼气池出料控制系统的结构示意图；

图7为本申请实施例提供的沼液循环装置的一种结构示意图； 

图8为本申请实施例提供的沼液循环装置的另一种结构示意图。 

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本申请中的技术方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请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申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，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，都应当属于本申请保护的范围。 

实施例一： 

图1为本申请实施例提供的一种沼气池出料控制系统的结构示意图。 

图中4为沼气池，5为设置在沼气池顶部的压力阀，6为沼气池的出气管道。 

如图1所示，该系统包括：依次电连接的产气量检测器1、控制器2和出料泵3。 

产气量检测器1主要用于检测沼气池的产气量情况。检测沼气池产气量情况可以有多种检测方式，例如：直接检测沼气池出气管道的产气流量，检测沼气池内的气体最大压力，检测沼气池顶部的压力阀的开关频率等。 

在本申请实施例中，产气量检测器1可以包括：气流量表和气量转换器。 

图2为本申请实施例提供的沼气池出料系统的一种安装结构示意图。 

如图2所示，气流量表101设置在出气管道6上，用于检测出气管道内的气流量，第一气量转换器102与气流量表101相连接，第一气量转换器102可以将气流量表101检测到的气流量转换成产气量。 

控制器2设置在沼气池外，并且与出气流量表400相连接，在控制器2内可以预先设置出产气量的最小阈值，这样当控制器2接收到出第一气量转换器102输出的产气量时，将检测到的产气量与预设产气量最小阈值进行比较，当检测到的产气量小于等于预设产气量最小阈值，则意味着当前沼气池内的沼液的产气能力不足，此时控制器2将生成出料指令，并将出料指令发送给出料泵3，控制出料泵3进行出料。 

在实际使用时，可以根据用户的用气需要以及季节原因，可以气量的最小阈值进行调整，例如：在夏天时，沼气池内温度较高，产气速度较快，可以将产气量最小阈值设置较低。 

出料泵3设置在沼气池4的底部，出料泵3根据接收到的出料指令将沼气池4内的沼液泵出。这里，出料指令可以启动信号，即只控制出料泵3启动；还可以为控制出料泵出料时间的控制信号，即可以控制出料泵3启动后的持续时间。 

此外，在本申请实施例中，还可以直接在控制器2内设置气流量的最小 阈值，这样气流量表101可以直接与控制器2相连接，并根据气流量与气流量最小阈值的关系控制出料泵3的运行。 

本申请实施例中，采用产气量检测器可以及时了解到沼气池的出气量大小，并且当检测到的出气量小于预设阈值时，控制器可以控制出料泵启动，将沼气池内的沼液排出。与现有依靠人工经验的方式相比，该系统可以对沼气池的产气量进行量化分析控制，使得可以更加准确地对沼气池内沼液的产气能力进行判断，并且当判断产气能力不足时，可以及时将沼气池内的沼液排出，方便更换沼气池内的沼液，保证沼气池的产气量可以持续均衡供给，方便了用户对沼气的利用。 

实施例二： 

图3为本申请实施例提供的沼气池出料系统的另一种安装结构示意图。 

在本申请实施例中，通过对沼气池上设置的压力阀的开关频率检测，进而来了解沼气池的产气情况。 

如图3所示，产气量检测器包括：频率检测装置103和第二气量转换器104，其中： 

频率检测装置103与压力阀5相连接，用于检测压力阀5的开关频率，并且将该频率值发送给第二气量转换器104，在本申请实施例中，频率检测装置103可以为电子计数器。 

第二气量转换器104用于根据频率检测装置103输出的频率值，计算沼气池的产气量，并且将计算得到产气量发送给控制器2。 

在本申请实施例中，同样可以将控制器2内设置在产气量最小阈值更改为压力阀5的最小开关频率值，这样就可以直接将频率检测装置103与控制器2相连接，并且当检测到的开关频率小于等于最小开关频率值，控制器2就可以生成出料指令。 

本申请实施例与上述实施例一相比，仅仅是检测出气量的方式不同，但同样可以实现对沼气池的产气量进行量化分析控制，使得可以更加准确地对沼气池内沼液的产气能力进行判断，并且当判断产气能力不足时，可以及时将沼气池内的沼液排出，方便更换沼气池内的沼液，使得沼气池的产气量可 以持续均衡供给，方便了用户对沼气的利用。 

实施例三： 

图4为本申请实施例提供的沼气池出料系统的又一种安装结构示意图。 

在本申请实施例中，通过对沼气池内的气体压力检测，进而来了解沼气池的产气情况。 

如图4所示，产气量检测器包括：压力传感器105和第三气量转换器106，其中： 

压力传感器105设置在沼气池内顶部储气室41中，例如：可以设置在沼气池的顶部内壁，或者与沼气池顶部相连接的侧壁上，再或者，采用悬空的方式设置在沼气池的顶部储气室41中。压力传感器105用于检测沼气池内顶部储气室41中的气体的最大压力值，由于沼气池内产生的气体会首先存储在顶部储气室41中，所以当检测到的气体的最大压力值小于某一预设压力值时，则说明沼气池内的产气能力不足。 

第三气量转换器105用于根据压力传感器105输出的压力值，计算沼气池的产气量，并且将计算得到产气量发送给控制器2。 

在本申请实施例中，同样可以将控制器2内设置在产气量最小阈值更改为预设压力阈值，这样就可以直接将压力传感器105与控制器2相连接，并且当检测到的最大压力值小于等于预设压力阈值，控制器2就可以生成出料指令。 

本申请实施例与上述实施例一相比，仅仅是检测出气量的方式不同，但同样可以实现对沼气池的产气量进行量化分析控制，使得可以更加准确地对沼气池内沼液的产气能力进行判断，并且当判断产气能力不足时，可以及时将沼气池内的沼液排出，方便更换沼气池内的沼液，使得沼气池的产气量可以持续均衡供给，方便了用户对沼气的利用。 

实施例四： 

在上述几个实施例中，虽然检测沼气池产气量的方式不同，但无论哪种检测方式均可以根据产气量控制出料泵将沼气池内的沼液泵出。然而在排出 沼液时，如果将沼液全部排空，那么原有沼液中的菌种也会被排出，这时就需要完全依靠进料时增加菌种来进行后续发酵，影响后续的产气情况。 

所以在本申请实施例中，在判断出沼液的产气能力不足后，控制出料泵将沼气池内的沼液部分排出，并且在沼气池内留有一定的沼液，以便后续进料后可以更好地发酵。 

图5为本申请实施例提供的另一种沼气池出料控制系统的结构示意图。 

如图5所示，该系统还可以包括：液位传感器7和液位控制器8其中： 

液位传感器7设置在沼气池内侧壁上，用于检测沼气池内沼液的液位。液位传感器7可以通过浮动装置设置在沼气池内，并且可以随着沼气池内沼液的液位变化而浮动，如图5所示，图中71为滑轨，72为浮动平台，滑轨71设置在沼气池的内壁上，浮动平台72设置在滑轨71上，浮动平台72可以漂浮在液面上，并且随着液面变化在沿滑轨71上下滑动。 

液位控制器8的输入端与液位传感器7相连接，输出端与出料泵3相连接。液位控制器8内设置有预设液位高度，并且将检测到的实际液位与预设液位高度进行比较，当检测到的实际液位小于等于预设液位高度时，生成停止抽料指令，并发送给出料泵3，控制出料泵3停止工作。 

在本申请实施例中，预设液位高度可以根据实际需要进行调整，并且，当需要对沼气池内进行维修或需要将沼液排空时，将预设液位高度设置为零即可。 

本申请实施例提供的该系统，在对沼气池进行出料时，可以避免将沼气池内的沼液排空，有利于后续的发酵产气情况，有利于沼气的持续均衡供给。 

实施例五： 

在上述实施例中，通过对沼气池内的液位进行监测，进而使得沼气池内的部分沼液可以留在沼气池内，另外，还可以通过将排出的沼液进行回流的方式，保证沼气池内留有部分沼液。 

图6为本申请实施例提供的又一种沼气池出料控制系统的结构示意图。 

如图6所示，图中9为废液池，废液池9设置在出料泵3的出口处，用于盛放出料泵3排出的沼液，方便将排出的沼液作为液体有机肥可直接使用 于农田。 

如图6所示，该系统还包括：沼液循环装置10，沼液循环装置一端与废液池10相连通，另一端与沼气池4相连通，用于当出料泵3停止出料后，将废液池10比例的沼液返回到沼气池4内。 

在本申请实施例中，如图7所示，沼液循环装置10可以包括：沼液循环泵11和循环管道12，其中：沼液循环泵11位于废液池10内的固定高度位置，用于吸取废液池10内的沼液；循环管道12一端与沼液循环泵11相连接，另一端与沼气池4相连通。由于沼液循环泵11设置的位置与废液池10底部有一定的距离，所以可以控制沼液循环泵11将废液池内固定比例的沼液回流到沼气池4内。 

另外，在本申请其他实施例中，如果将废液池10设置为在水平上的高度高于沼气池4，那么如图8所示，沼液循环装置10就可以直接采用管道12即可，如图6所示，管道13一端设置在废液池10内侧壁上的固定高度位置，另一端设置在沼气池4内，这样也可以将沼液循环泵11将废液池内固定比例的沼液回流到沼气池4内。 

本申请实施例提供的该系统，在对沼气池进行出料时，可以将排出的部分沼液回流到沼气池内，有利于后续的发酵产气情况，有利于沼气的持续均衡供给。 

实施例七： 

图7为本申请实施例提供的一种沼气池出料控制方法的流程示意图。 

如图7所示，本申请实施例提供的该方法包括以下步骤： 

S100：检测沼气池的出气量。 

在本申请实施例中，检测沼气池产气量情况可以有多种检测方式，例如：直接检测沼气池出气管道的产气流量，检测沼气池内的气体最大压力，检测沼气池顶部的压力阀的开关频率等。 

在本申请实施例中，该步骤包括以下步骤中的任意一个： 

S101：检测所述沼气池的出气管道的气流量，并将所述气流量转换为出气量； 

或者， 

S102：检测所述沼气池上设置的出气阀的开关频率，并将所述开关频率转换成出气量；

再或者， 

S103：检测所述沼气池内储气室的最大压力值，并将所述最大压力值转成出气量。 

S200：将检测得到的所述出气量与预设阈值进行比较，并判断所述出气量是否小于等于预设阈值。 

当检测到的产气量小于等于预设产气量阈值，则意味着当前沼气池内的沼液的产气能力不足。在实际使用时，可以根据用户的用气需要以及季节原因，可以气量的预设阈值进行调整，例如：在夏天时，沼气池内温度较高，产气速度较快，可以将产气量预设阈值设置较低。 

S300：当所述出气量小于等于预设阈值时，控制所述出料泵将沼气池内的沼液排出。 

本申请实施例中，首先检测沼气池的出气量大小，并且当检测到的出气量小于预设阈值时，可以控制出料泵启动，将沼气池内的沼液排出。与现有依靠人工经验的方式相比，该系统可以对沼气池的产气量进行量化分析控制，使得可以更加准确地对沼气池内沼液的产气能力进行判断，并且当判断产气能力不足时，可以及时将沼气池内的沼液排出，方便更换沼气池内的沼液，保证沼气池的产气量可以持续均衡供给，方便了用户对沼气的利用。 

此外，在排出沼液时，如果将沼液全部排空，那么原有沼液中的菌种也会被排出，这时就需要完全依靠进料时增加菌种来进行后续发酵，影响后续的产气情况。所以在本申请实施例中，在判断出沼液的产气能力不足后，控制出料泵将沼气池内的沼液部分排出，并且在沼气池内留有一定的沼液，以便后续进料后可以更好地发酵。 

本申请实施例提供的该方法，在对沼气池进行出料时，还可以避免将沼气池内的沼液排空，有利于后续的发酵产气情况，有利于沼气的持续均衡供给。 

以上所述仅是本申请的优选实施方式，使本领域技术人员能够理解或实现本申请。对这些实施例的多种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本申请的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本申请将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。 

Claims (11)

1.一种沼气池出料控制系统，其特征在于，包括：产气量检测器、控制器和出料泵，其中：

所述产气量检测器用于检测所述沼气池的产气量；

所述控制器与所述出气量检测器相连接，用于将检测到的产气量与预设阈值进行比较，并且当所述检测到的出气量小于等于所述预设阈值时，生成出料信号并发送给所述出料泵；

所述出料泵设置在所述沼气池的底部，用于根据所述出料信号将所述沼气池内的沼液泵出所述沼气池。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述产气量检测器包括：

设置在沼气池出气管道上的气流量表，用于检测所述沼气池出气管道的气流量；

与所述气流量表相连接，用于将所述产气流量转换成产气量的第一气量转换器。

3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述产气量检测器包括：

与所述沼气池压力阀相连接，用于检测所述压力阀的开关频率的频率检测装置；

与所述频率检测装置相连接，用于将所述频率检测装置输出的频率值换算成产气量的第二产气量转换器。

4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述产气量检测器包括：

设置在所述沼气池内顶部储气室41中的压力传感器，用于检测所述沼气池内顶部储气室41中气体的最大压力值；

与所述压力传感器相连接，用于将所述压力传感器输出的最大压力值换算成产气量的第三产气量转换器。

5.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，该系统进一步包括：液位传感器和液位控制器，其中：

所述液位传感器设置在所述沼气池的侧壁上，用于检测所述沼气池内沼液的液位高度；

所述液位控制器与所述液位传感器相连接，用于将检测到的液位高度与预设液位高度进行比较，当检测到的液位高度小于等于预设液位高度时，生成停止抽料信号，并发送给所述出料泵。

6.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述出料泵将沼液泵出到废液池内，该系统进一步包括：沼液循环装置，所述沼液循环装置一端与所述废液池相连通，另一端与所述沼气池相连通，用于当所述出料泵停止出料后，将所述废液池内固定比例的沼液返回到沼气池内。

7.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述沼液循环装置包括：沼液循环泵和循环管道，其中：

所述沼液循环泵位于所述废液池内的固定高度位置，用于吸取废液池内的沼液；

所述循环管道一端与所述沼液循环泵相连接，另一端与所述沼气池相连通。

8.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述废液池的水平高度高于所述沼气池，所述沼液循环装置为管道，所述管道一端设置在所述废液池内侧壁上的固定高度位置，另一端设置在沼气池内。

9.一种沼气池出料控制方法，其特征在于，在沼气池内设置有出料泵，包括：

检测沼气池的出气量；

将检测得到的所述出气量与预设阈值进行比较，并判断所述出气量是否小于等于预设阈值；

当所述出气量小于等于预设阈值时，控制所述出料泵将沼气池内的沼液排出。

10.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述检测沼气池的出气量包括：

检测所述沼气池的出气管道的气流量，并将所述气流量转换为出气量；

或者，检测所述沼气池上设置的出气阀的开关频率，并将所述开关频率转换成出气量；

再或者，检测所述沼气池内储气室的最大压力值，并将所述最大压力值转成出气量。

11.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，该方法进一步包括：

检测所述沼气池内的液位高度；

将检测得到的所述液位高度与预设液位高度进行比较，判断所述液位高度是否小于等于预设液位高度；

当所述液位高度小于等于预设液位高度时，生成停止出料信号，控制所述出料泵停止出料。

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