CN104109630B - 一种智能自搅拌沼气呼吸机 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种智能自搅拌沼气呼吸机,包括不锈钢材质、且长边沿竖直方向放置的反应罐;所述反应罐包括自搅拌装置、分离隔板、至少一个沼气出口和至少一个进出料通道;所述沼气出口设置在所述反应罐顶部;所述分离隔板安装在所述反应罐的中偏下部处;在所述分离隔板的作用下,紧贴于所述分离隔板下的原料浓度高,所述反应罐的下部原料浓度低;在所述反应罐中不断的产生沼气,当产生的沼气压强增大时,进料的工作自动停止;当压力过大时,沼气会压迫原料从所述反应罐向所述进出料通道挤压、排出。本发明所述的智能自搅拌沼气呼吸机能够解决现有技术中的六大难问题,实现高效、快速的产气。

Description

一种智能自搅拌沼气呼吸机
技术领域
[0001]本发明涉及能源设备领域,特别是指一种智能自搅拌沼气呼吸机。
背景技术
[0002]目前,能源是世界各国大力发展的领域,传统的能源即将枯竭,新的能源尚未形成,包括风电、水电、地热能、太阳能、生物质能等等新的能源纷纷涌现出来。而且,可以看到传统能源的生产使用使得自然生态环境遭到严重的破坏,导致了全球气候变暖,空气、水资源严重污染等等的重大问题。因此,我们迫切的需要一种新能源,能够在提供人类消耗使用的同时,能够大量减少对环境资源的破坏。
[0003]利用生物质发酵生产沼气是一种既环保又可再生的能源发生方式,由于用生物质发酵生产沼气,在获得能源的同时,还产生大量有机肥料,并把植物吸收的部分二氧化碳和能源以有机肥料的形式返回到土壤中,若大规模生产,地球上的土壤将会越来越肥沃,大气中的二氧化碳浓度将逐渐降低,地球的温室气体效应将得以缓解。可见沼气不仅可减少污染,还可以改善自然环境,这是其他新能源所没有的优点。利用生物发酵产生沼气,需要在一密封性较好的空间内放置生物原料,生物原料发酵产生沼气,所产生的沼气可以输出用于发电、燃烧等使用。在现有技术中,传统生物质能源沼气主要存在六大难问题,即:进料难、出料难、密封难、搅拌难、冬天产气难,日常管理难等诸多问题。
发明内容
[0004]有鉴于此,本发明的目的在于提出一种能高效、稳定产出沼气的智能自搅拌沼气呼吸机。
[0005]基于上述目的本发明提供的一种智能自搅拌沼气呼吸机,包括不锈钢材质、且长边沿竖直方向放置的反应罐;所述反应罐包括分离隔板、至少一个沼气出口和至少一个进出料通道;所述沼气出口设置在所述反应罐顶部;所述分离隔板安装在所述反应罐的中偏下部处;在所述分离隔板的作用下,紧贴于所述分离隔板下的原料浓度高,所述反应罐的下部原料浓度低;在所述反应罐中不断的产生沼气,当产生的沼气压强增大时,进料的工作自动停止;当压力过大时,沼气会压迫原料从所述反应罐向所述进出料通道挤压、排出;
[0006]所述反应罐内还设置有自搅拌装置,所述自搅拌装置包括U形管和电动栗;所述U形管的一端伸入原料内;所述电动栗设置在所述U形管一端上方的管壁上;当所述电动栗开启时,将原料从所述U形管一端抽入,并经由所述U形管从其另一端排出回所述反应罐内。
[0007]优选的,所述U形管另一端的端口位置高于其一端的端口位置。
[0008]优选的,所述U形管的弯曲部位处设置有三通阀门,所述三通阀门用于控制由所述电动栗抽起的原料通向所述U形管另一端,或通过所述三通阀门排出。
[0009]优选的,在所述反应罐的底部铺有一层暖气管,所述暖气管能够调节所述反应罐中原料的反应温度。
[0010]优选的,所述智能自搅拌沼气呼吸机还包括液体活塞压缩装置,所述液体活塞压缩装置呈圆柱形;所述液体活塞压缩装置下端穿过所述分离隔板深入到靠近所述反应罐底部的位置,所述液体活塞压缩装置上端穿出所述反应罐的上顶端,且设置有两个上端口;
[0011]所述液体活塞压缩装置下端与所述反应罐连通,在所述反应罐底部暖气管的作用下,此时所述反应罐下部温度高于上部温度,从而所述反应罐中的原料向所述液体活塞压缩装置中流动;然后调节所述暖气管的温度,使得所述反应罐下部温度低于上部温度,从而所述液体活塞压缩装置中的原料向所述反应罐中流动。
[0012]优选的,所述液体活塞压缩装置的上端口安装有非金属防冻控制阀,所述非金属防冻控制阀能够将所述液体活塞压缩装置的上端口进行弹性密封;由于所述液体活塞压缩装置的上端口暴露在外,所以密封所述液体活塞压缩装置上端口的非金属防冻控制阀采用耐腐蚀性、防冻以及伸缩性好的材料。
[0013]优选的,在所述反应罐中的分离隔板上面摆放一层过滤砂石,所述过滤砂石能够将大于等于Imm的发酵原料挡在该过滤砂石之下。
[0014]优选的,在所述沼气出口处安装有压力表管道,通过所述压力表管道使用气压表测得产生的沼气压力。
[0015]优选的,所述反应罐底部设置有固定座和可拆卸的脚轮;所述反应罐的外壁上设置有牵引钩。
[0016]从上面所述可以看出,本发明提供的智能自搅拌沼气呼吸机,通过在所述反应罐中不断的产生沼气,当产生的沼气压强增大时,进料的工作自动停止;当压力过大时,沼气会压迫原料从所述反应罐向进出料通道挤压、排出;同时通过自搅拌装置对原料进行搅拌,提高沼气生成效率。从而,本发明所述的智能自搅拌沼气呼吸机能够解决现有技术中的六大难问题,实现高效、快速的产气。
附图说明
[0017]图1为本发明实施例的智能自搅拌沼气呼吸机结构示意图。
具体实施方式
[0018]为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白,以下结合具体实施例,并参照附图,对本发明进一步详细说明。
[0019]参考图1,为本发明实施例的智能自搅拌沼气呼吸机结构示意图。
[0020]本发明实施例的智能自搅拌沼气呼吸机的主体部分为一个反应罐I,反应罐I由不锈钢材质制成,相比于传统的用于生成沼气的容器大多由水泥筑造而成,不锈钢材质的反应罐I质量更轻,便于移动,且方便清洁,具有更长的使用寿命。反应罐I以长边沿竖直方向的状态放置,即“立式”放置,这有利于反应罐I内部原料和沼气的流动。
[0021]反应罐I的顶部设置有用于排出沼气的沼气出口 2,为了更方便的将生成的沼气与多个用气装置相连,沼气出口 2—般设置有多个。较佳地,在沼气出口 2处安装有压力表管道,通过压力表管道可以使用气压表测得产生的沼气压力。优选地,沼气出口 2可以直接连接居民家中,提供给居民进行做饭、照明、供暖。以及可以直接接入到蔬菜大棚中,进行温室大棚等等的利用。
[0022]反应罐I的内部设置有分离隔板3,分离隔板3安装在反应罐I的中偏下部处,用于将反应罐I的内腔分为上下两半部分,其中,下半部分用于贮存原料,上半部分用于贮存生成的沼气。所述的原料包括水和物料,其中物料可以是牛粪、羊粪、猪粪、人粪等等。较佳地,在夏季原料中水含量为70 %左右,物料为30%左右,此时的原料可以称之为湿室。在冬季原料中水和物料的含量各位50%左右,此时可以称之为干室。能够产生沼气的原料在反应罐I中,在分离隔板3的作用下,紧贴于分离隔板3下的原料浓度高,反应罐I的其它部分原料浓度很低,从而沼气发酵的效率明显地得到了提高。
[0023] 反应罐I的内部还设置有用于原料进出反应罐I的进出料通道4,进出料通道4至少有一个。优选的,在反应罐I的内部,以左右对称位置设置有两个所述的进出料通道4,这样的设计能够提高所述智能自搅拌沼气呼吸机进出料的速度、流量,从而极其明显地改善了沼气呼吸机的工作效率。进出料通道4包括一使反应罐I内部与外部连通的管道,生成沼气的原料通过进出料通道4流入到反应罐I中。
[0024]在本实施例的沼气呼吸机工作过程中,反应罐I中不断的产生沼气,当产生的沼气压强增大时,进料的工作自动停止;当压力过大时,沼气会压迫原料从反应罐I内向进出料通道4挤压,最后通过进出料通道4的末端口排出。因此,实现了沼气呼吸机自动进出料的功會K。
[0025]另外,当发酵完的原料通过进出料通道4向外排出时,由于紧贴于分离隔板3的原料浓度高,反应罐I的下部原料浓度很低。所以向外排出时,能够先将浓度很低的发酵完的原料排出,再将浓度高的发酵完的原料排出。从而实现了在排料时,沼气呼吸机自动地沼渣分离的工作,尤其一开始排出的浓度很低的具有良好的农业用处的废液,可以收集进行出售,进一步的提尚原料的利用率。
[0026]本实施例中,反应罐I内设置有自搅拌装置,该自搅拌装置包括U形管5和电动栗6。U形管5的一端伸入原料内,作为进口端,U形管5的另一端为出口端。电动栗6设置在U形管5进口端所在的管壁上。在工作时,电动栗6开启,将原料从U形管6的进口端抽入,原料进入U形管6内后,沿其U形管路运动并最终从其出口端排出,返回并落入反应罐I内。通过上述的将原料抽起再落回的工作,模拟搅拌的过程,使原料间摩擦、碰撞生热,加快反应速度,提高沼气的生成效率;同时,进一步扩展沼气呼吸机的适用范围,在不利于原料反应的季节或地区使用时,也能够正常的生成沼气。
[0027]作为优选的,U形管6的出口端位置高于进口端位置,使搅拌的效果更加明显。进一步的,在U形管6的弯曲部位处设置有一个三通阀门7,通过该三通阀门7不同阀的使用,令U形管6内形成两条管路。具体的,三通阀门7的第一端口用于使原料进出;第二端口通向U形管6的出口端;第三端口与反应罐I的外部连通,用于将原料排出。当需要进行自搅拌时,原料通过三通阀门7的第二端口打开、第三端口关闭,原料可以流经U形管6通向其出口端;当第二端口关闭、第三端口打开时,原料经过三通阀门7后将排出反应罐I,用于辅助排料。
[0028]作为一个实施例,在反应罐I的底部铺一层暖气管(未示出),暖气管可以调节反应罐I中原料的反应温度。即使是在寒冷的冬天也可以保持发酵的温度,保证所述智能沼气呼吸机的产气效率,由此本实施例的沼气呼吸机能够特别适用于寒冷的地区。
[0029]进一步的,在所述反应罐I中的分离隔板3上面摆放一层过滤砂石(未示出),能够进一步将大于等于Imm的发酵原料挡在该过滤砂石之下。从而,起到了再次分离、过滤的作用,并且更佳地提高了紧贴于分离隔板3的原料浓度,原料发酵反应的效率更高。
[0030]作为另一个实施例,沼气呼吸机还包括液体活塞压缩装置8,液体活塞压缩装置8呈圆柱形,并且上下不封闭。较佳地,在液体活塞压缩装置8的外壁上安装有液压活塞外套(未示出),该液压活塞外套能够使液体活塞压缩装置8的外壁更为密封。另外,液压活塞外套采用防腐材料制成,能够保护液体活塞压缩装置8的外壁。本实施例中,液体活塞压缩装置8下端穿过分离隔板3深入到距离反应罐I底部70cm左右处的地方,液体活塞压缩装置8上端穿出反应罐I的上顶端,且其上端优选的分为两个上端口。液体活塞压缩装置8穿出反应罐I的上顶端的位置处,通过法兰盘与反应罐I可靠固定。
[0031]另外,在液体活塞压缩装置8的下端部上设计有浓度感应表,该浓度感应表可以测得发酵原料的浓度,控制发酵原料的浓度可以控制其产气率和产气量。同时,反应罐I内部还可以设置有温度感应器、液面高度传感器等测量仪表,上述测量仪表的显示部分设置在反应罐I的外壁上,便于使用者观察,同时对沼气呼吸机的监测、诊断可以做到实时掌控,遇到问题能够及时地进行处理。
[0032]较佳地,液体活塞压缩装置8下端与反应罐I连通,在反应罐I底部暖气管的作用下,此时反应罐I下部温度高于上部温度,从而反应罐I中的原料向液体活塞压缩装置8中流动。然后调节暖气管的温度,使得反应罐I下部温度低于上部温度,从而液体活塞压缩装置8中的原料向反应罐I中流动。可以看出,发酵原料在反应罐I与液体活塞压缩装置8之间可以来回的流动,因此对本发明发酵的原料起到了搅拌的作用。加快温度变化的频率,液体活塞压缩装置8与反应罐I的这种设置方式便实现了“高频振捣器”的作用。本发明创造性地实现了对发酵原料的搅拌、振捣,在很大程度上提高了原料反应、发酵的效果,极大地提高了所述智能沼气呼吸机的产气能力。
[0033]作为优选地,本发明所述的液体活塞压缩装置8的上端口可以与进出料通道4连接起来,从而可以实现将没有完全反应完毕的原料再次利用,即实现了360度的循环使用。具体来说就是,液体活塞压缩装置8下端与反应容器I连通,在反应容器I底部暖气管的作用下,此时反应容器I下部温度高于上部温度,反应容器I中的原料向液体活塞压缩装置8流动,然后通过液体活塞压缩装置8的上端口流入到进出料通道4,最后再该原料再次流回所述的反应容器I中。本实施例的沼气呼吸机实现原料360度的循环使用,可能是因为在反应容器I中用于产生沼气的原料,有时还没有反应完全,可以多次利用。
[0034]另外,液体活塞压缩装置8的上端口安装有非金属防冻控制阀,该非金属防冻控制阀能够将液体活塞压缩装置8的上端口进行弹性密封。由于液体活塞压缩装置8的上端口暴露在外,所以密封液体活塞压缩装置8上端口的非金属防冻控制阀具有耐腐蚀性、防冻以及伸缩性好等等优点。从而,在很大程度上解决了传统生物质能源沼气密封难的问题。当然,沼气呼吸机涉及到的各种端口需要密封时,都可以使用该非金属防冻控制阀。
[0035]在本发明的上述各实施例中,所述的智能自搅拌沼气呼吸机的反应罐I底部设置有固定座9和可拆卸的脚轮10。通过加装脚轮10使得沼气呼吸机能够方便的移动到如施工现场、公园景区、临时居民区等需要使用沼气的地方。在运动在指定地区,不再需要移动时,可将脚轮10拆除,并通过反应罐I底部的固定座9平稳放置在地面上,方便快捷。相应的,反应罐I的外壁上设置有牵引钩11,牵引钩11通过缆绳连接至牵引车,在牵引车的牵引下,沼气呼吸机能够移动的需要的地方。
[0036]根据上面所描述的,本发明实现一种智能自搅拌沼气呼吸机,其能够实现快速产气,达到现有沼气发酵装置产气的80倍;突破性地,本发明同时解决了现有技术中生物质能源沼气六大难问题;与此同时,智能自搅拌沼气呼吸相比于传统的沼气生成装置,体积更小,且能够方便的移动,能够适用于多种场合;进出料口可以与一些提供原料的地方连接上,直接获取发酵原料;特别地,所述的智能自搅拌沼气呼吸机具有极强地适应能力,无论是严寒还是酷夏、无论是在地面还是在地下都可以使用;最后,整个所述的智能自搅拌沼气呼吸机简便、紧凑,易于实现。
[0037]所属领域的普通技术人员应当理解:以上所述仅为本发明的具体实施例而已,并不用于限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内,所做的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种智能自搅拌沼气呼吸机,其特征在于,包括不锈钢材质、且长边沿竖直方向放置的反应罐;所述反应罐包括分离隔板、至少一个沼气出口和至少一个进出料通道;所述沼气出口设置在所述反应罐顶部;所述分离隔板安装在所述反应罐的中偏下部处;在所述分离隔板的作用下,紧贴于所述分离隔板下的原料浓度高,所述反应罐的下部原料浓度低;在所述反应罐中不断的产生沼气,当产生的沼气压强增大时,进料的工作自动停止;当压力过大时,沼气会压迫原料从所述反应罐向所述进出料通道挤压、排出;在所述反应罐中的分离隔板上面摆放一层过滤砂石,所述过滤砂石能够将大于等于Imm的发酵原料挡在该过滤砂石之下; 在所述反应罐的底部铺有一层暖气管,所述暖气管能够调节所述反应罐中原料的反应温度;所述智能自搅拌沼气呼吸机还包括液体活塞压缩装置,所述液体活塞压缩装置呈圆柱形;所述液体活塞压缩装置下端穿过所述分离隔板深入到靠近所述反应罐底部的位置,所述液体活塞压缩装置上端穿出所述反应罐的上顶端,且设置有两个上端口;所述液体活塞压缩装置下端与所述反应罐连通,在所述反应罐底部暖气管的作用下,此时所述反应罐下部温度高于上部温度,从而所述反应罐中的原料向所述液体活塞压缩装置中流动;然后调节所述暖气管的温度,使得所述反应罐下部温度低于上部温度,从而所述液体活塞压缩装置中的原料向所述反应罐中流动; 所述反应罐内还设置有自搅拌装置,所述自搅拌装置包括U形管和电动栗;所述U形管的一端伸入原料内;所述电动栗设置在所述U形管一端上方的管壁上;当所述电动栗开启时,将原料从所述U形管一端抽入,并经由所述U形管从其另一端排出回所述反应罐内。
2.根据权利要求1所述的呼吸机,其特征在于,所述U形管另一端的端口位置高于其一端的端口位置。
3.根据权利要求1所述的呼吸机,其特征在于,所述U形管的弯曲部位处设置有三通阀门,所述三通阀门用于控制由所述电动栗抽起的原料通向所述U形管另一端,或通过所述三通阀门排出。
4.根据权利要求1所述的呼吸机,其特征在于,所述液体活塞压缩装置的上端口安装有非金属防冻控制阀,所述非金属防冻控制阀能够将所述液体活塞压缩装置的上端口进行弹性密封;由于所述液体活塞压缩装置的上端口暴露在外,所以密封所述液体活塞压缩装置上端口的非金属防冻控制阀采用耐腐蚀性、防冻以及伸缩性好的材料。
5.根据权利要求1所述的呼吸机,其特征在于,在所述沼气出口处安装有压力表管道,通过所述压力表管道使用气压表测得产生的沼气压力。
6.根据权利要求1-5任意一项所述的呼吸机,其特征在于,所述反应罐底部设置有固定座和可拆卸的脚轮;所述反应罐的外壁上设置有牵引钩。
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