CN104804996A - 自循环搅拌装置 - Google Patents

Abstract

本发明公布了自循环搅拌装置，其包括搅拌套筒，搅拌套筒固定于沼气发酵系统的储气板上方并且搅拌套筒连通储气板内间隔的两个发酵区，搅拌套筒内滑动套接有分隔两个发酵区的气动活塞，气动活塞的两端分别通过活塞连杆连接外套筒，搅拌套筒的两端外侧壁分别套接有弹簧，外套筒上设置有与搅拌套筒外侧壁相匹配的台阶腔，外套筒上还设置有连通台阶腔的连通孔，外套筒固定连接有搅拌网。

Description

自循环搅拌装置

技术领域

本发明涉及一种自循环搅拌装置。

背景技术

2002年发布的沼气池最新国家标准包括5种池型，即水压式圆筒形沼气池、分离浮罩式沼气池、曲流布料沼气池、预制块（圆筒形）沼气池和椭球形沼气池；圆筒形沼气池既为管道型沼气池，发酵原料进入发酵管道内发酵产生沼气，并在发酵管道内积聚，容易造成发酵管道的阻塞；如果阻塞部位较深，通常采用清除发酵管道内的所有杂物，再通过杆体戳筒。

动物粪便发酵制成的沼液，发酵后无味且发酵后的肥效，是普通化学合成肥料的10倍以上；水质特性极易被植物吸收，而且不会像化学肥料那样，沼液使用量过多也不会烧苗，作为绿色生态种植的首选肥料，沼液具有：驱虫、杀虫的功效，幼虫和虫卵的致死率为90%以上，属于绿色生物杀虫剂；沼液在使用过程中，把握不好用量也不会造成烧苗现象，这也是普通化学合成肥料不可比拟的地方之一。

本发明采用的沼气发酵系统，采用的是管道型发酵系统，其可以完全避免阻塞，并且可以通过手动的方式促进发酵原料的均匀分布，而且清除沼渣方便。

申请人通过检索发现申请人安徽乐昌气动流体设备科技有限公司申请的一种气动隔膜泵（专利号：2012101329572），其公开了与本发明相类似的产品，其采用气源产生的气压作为动力用以驱动隔膜片的左右往复运动；其将阀芯轴（相当于本发明的调控轴）套接于中心阀芯内，中心阀芯两端设置有台阶腔，端部阀芯的内端面上设有二级环形台阶；中心阀芯以及端部阀芯的结构复杂，增加了生产成本。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，现有的管道型沼气池容易阻塞，发酵原料、菌种分布不均匀，沼液流动性差等问题。

本发明为解决上述技术问题，采用的技术方案是。

沼气发酵系统，其包括发酵池体、储气板、分隔板，分隔板设置于发酵池体内并将发酵池体分隔成S型发酵腔室，发酵池体内固定有与发酵腔室形状相匹配的储气板，储气板的两端与发酵池体之间的间隔分别为进料口和出料口，储气板的侧壁与发酵池体之间的间隔以及与储气板与分隔板之间的间隔为搅拌槽，搅拌槽内活动有搅拌装置。

上述技术方案的进一步改进。

搅拌装置包括滑槽、上支撑杆、下支撑杆、第一连杆、第二连杆、转动挡板，下支撑杆上设置有滑槽，上支撑杆上设置有与滑槽相匹配的凸起块，上支撑杆的底部固定连接有第一连杆，下支撑杆的底部活动连接转动挡板，第一连杆活动连接第二连杆，第二连杆活动连接转动挡板；转动挡板上设置有第二通水孔，转动挡板的前端固定有铲刀。

上述技术方案的进一步改进。

上述的分隔板上端设置有通水孔。

沼气发酵系统发酵产生沼气的方法，其步骤包括：

a、将发酵原料倒入进料口内，拉动上支撑杆，使得固定于上支撑杆底部的第一连杆向上运动，活动连接第一连杆的第二连杆拉动活动连接下支撑杆底部的转动挡板向上偏转，使用螺栓或者螺钉固定上支撑杆和下支撑杆，来回拉动上支撑杆并带动竖直的转动挡板往复摆动，促进发酵原料的均匀分布；

b、当发酵池内发生阻塞时，按压上支撑杆，使得固定于上支撑杆底部的第一连杆向下运动，活动连接第一连杆的第二连杆按压转动挡板向下偏转，使得转动挡板趋于水平状态，来回拉动上支撑杆并带动水平的转动挡板往复摆动，发酵池内的阻塞物。

c、发酵产生的沼气积聚于储气板内，通过储气板顶部导气管向外部输出沼气。

沼气发酵系统的优点在于，发酵路线长，发酵原料在发酵腔室内发酵充分，拉动上支撑杆在搅拌槽内来回运动，并带动转动挡板在储气板底部往复运动，利用搅拌装置在搅拌槽内的搅拌作用，可以促进发酵原料的均匀分布以及疏通发酵腔室，解决阻塞问题。

自循环搅拌装置，其包括搅拌套筒，搅拌套筒固定于沼气发酵系统的储气板上方并且搅拌套筒连通储气板内间隔的两个发酵区，搅拌套筒内滑动套接有分隔两个发酵区的气动活塞，气动活塞的两端分别通过活塞连杆连接外套筒，搅拌套筒的两端外侧壁分别套接有弹簧，外套筒上设置有与搅拌套筒外侧壁相匹配的台阶腔，外套筒上还设置有连通台阶腔的连通孔，外套筒固定连接有搅拌网。

上述的沼气发酵系统，其包括发酵池体、储气板、分隔板，分隔板设置于发酵池体内并将发酵池体分隔成S型发酵腔室，发酵池体内固定有与发酵腔室形状相匹配的储气板，储气板的两端与发酵池体之间的间隔分别为进料口和出料口，储气板的侧壁与发酵池体之间的间隔以及与储气板与分隔板之间的间隔为搅拌槽，搅拌槽内活动有搅拌装置。

自循环搅拌装置搅拌沼液的方法，其步骤包括：

a、搅拌套筒固定于发酵系统的储气板上部，并且其两端连通间隔发酵区的搅拌套筒，在沼气气压的作用下，推动滑动于搅拌套筒内的气动活塞向一侧移动；

b、假设，气动活塞向右侧移动，左侧外套筒与设置于搅拌套筒的左弹簧接触，并挤压左弹簧，使得左弹簧处于蓄能状态；与此同时，右侧外套筒向右侧移动；

c、当通过导气管排出左侧外套筒一端的沼气时，左沼气气压下降，在气压差的作用下，气动活塞向左侧移动，左弹簧释放能量，并推动左侧外套筒向左移动，与此同时，右侧外套筒向左移动；在气压差的作用下，右侧外套筒压缩右弹簧，并继续推动左侧外套筒向左移动；

d、当搅拌套筒两端气压差不能克服弹簧的弹力时，气动活塞复位；

f、左侧外套筒和右侧外套筒移动过程中，带动与之固定的搅拌网移动。

自循环搅拌装置的优点在于，发酵原料在发酵腔室内发酵产生沼气积聚于储气板内，虽然相邻的发酵区之间的气压存在差异，但不显著，导致自循环搅拌装置运动不明显；为此，将搅拌套筒穿过至少一个发酵区，从而将左外侧套筒和右外侧套筒分布于相隔的发酵区中；利用气压差推动自循环搅拌装置运动，效果更好。

节能型沼气发酵系统过量沼气处理装置，包括气筒、板一、导气活塞、上活塞连杆，气筒内设置有板一并将气筒内腔分隔成上下相互连通的左区和右区，导气活塞滑动套接于气筒内壁与板一之间，导气活塞将左区分隔成左上区和左下区，上活塞连杆的下端连接导气活塞上表面，上活塞连杆的中间位置设置有环形导气凹槽，上活塞连杆上方还套接有固定块，固定块上方设置有气囊进气通道，上活塞连杆顶部套接有位于固定块和上活塞连杆之间的导气弹簧，气筒上设置有进气口，进气口连通沼气发酵系统的储气板。

节能型沼气发酵系统处理过量沼气的方法，其步骤包括：

将发酵原料倒入进料口内，发酵原料在发酵池内发酵产生沼气，沼气通过进气口进入气筒内，并通过气流通道进入导气活塞的下方，保证导气活塞的上方气压与下方气压一致，导气活塞的下方有效面积S1大于上方有效面积S2，气压推动导气活塞向上的推力为F=P(S1-S2)，随着气压P逐步增大，F大于导气活塞、上活塞连杆的重力以及克服导气弹簧的弹力时，上活塞连杆将向上运动，并使得上活塞连杆的环形导气凹槽与气囊进气通道接通，气筒内的气体通过环形导气凹槽进入气囊内；当气筒内的气压下降时，导气弹簧释放弹性势能，上活塞连杆向下移动，环形导气凹槽与气囊脱离。

节能型沼气发酵系统过量沼气处理装置的优点在于，当储气板内存储的沼气气压达到一定值时，将开启节能型沼气发酵系统过量沼气处理装置，利用气体收集系统收集沼气，增大沼气的存储空间。

新型气动隔膜泵，其包括泵体、沼气发酵系统，沼气发酵系统的储气板连通泵体的进气通道，泵体的上端和下端分别设置有出水三通、进水三通，泵体的两端分别设置有与出水三通和进水三通连通的液体腔，出水三通与液体腔连接位置处以及进水三通与液体腔连接位置处设置有挡水球，泵体的中间设置有中心体并且中心体内设置有调控阀，中心体还滑动连接有中心轴，中心轴的左右两端分别固定连接右隔膜片，隔膜片与中心体之间形成气室；

调控阀包括阀套、隔板，阀套内设置有隔板并将阀套内腔分隔成主控腔室和调控腔室，阀套的外壁中间位置设置有环形的进气槽，进气槽连通泵体的进气通道，进气槽的两侧设置有对称的左气槽和右气槽，左气槽和右气槽分别连通对应侧边的气室，最外侧的分别为对称的左排气槽和右排气槽，进气槽的底部设置有连通主控腔室和调控腔室的气孔，左气槽、右气槽、左排气槽和右排气槽的底部设置有连通主控腔室的气孔，隔板上设置第三透气孔和第四透气孔；

主控气室内滑动套接有中心阀芯，中心阀芯的侧壁上设置有环形的进气凹槽，进气凹槽始终与进气槽底部的气孔连通，中心阀芯的两端设置有左连接轴和右连接轴，主控气室的两端分别设置有与之匹配的主控左端阀芯和主控右端阀芯，主控左端阀芯上设置有与中心阀芯左连接轴相匹配的左台阶腔，左台阶腔与左连接轴之间形成左腔室，左腔室通过第三透气孔与调控腔室相通；主控右端阀芯上设置有与中心阀芯右连接轴相匹配的右台阶腔，右台阶腔与右连接轴之间形成右腔室，右腔室通过第四透气孔与调控腔室相通；

调控腔室内滑动连接有调控轴，调控轴上设有两端对称的左凸起部和右凸起部，调控轴上位于左凸起部和右凸起部之间的区域为调控轴的进气区，调控轴上位于左凸起部左端区域为左排气区，调控轴上位于右凸起部右端区域为右排气区，调控轴的进气区始终与进气槽底部的气孔连通；调控腔室的两端分别设置有调控左端阀芯和调控右端阀芯，调控左端阀芯上设置有连通左排气区和排气通道的第一透气孔，调控右端阀芯上设置有连通右排气区和排气通道的第二透气孔。

上述方案的进一步改进。

左凸起部的左端与右凸起部的左端之间的距离等于第三透气孔和第四透气孔之间的距离，左凸起部的右端与右凸起部的右端之间的距离等于第三透气孔和第四透气孔之间的距离。

气动隔膜泵的优点在于，对比文件中的阀芯轴（相当于本发明的调控轴）套接于中心阀芯内，阀芯轴左右两端的密封性要求较高，防止漏气；本发明的调控轴两端起排气功能，对密封性无要求，故不易漏气，相对于对比文件本发明的密封性更好；将调控轴设置于中心阀芯上方，取代现有技术中的阀芯轴滑动套接于中心阀芯内，降低中心阀芯的生产难度；并且左/右腔室的进气和出气与左/右气室的进气和出气分离，互不干涉，保证气体流向更加稳定，增加设备的稳定性。

以沼气气压为动力抽取流动液体的方法以及气动隔膜泵的工作原理。

调控阀初始状态：调控轴的左凸起部和右凸起部分别阻塞第三透气孔和第四透气孔；

沼气发酵系统的储气板内积聚的沼气通过导气管输送至泵体的进气通道内并且进入进气槽中，通过进气槽底部的气孔，气体分别进入调控轴的进气区和中心阀芯的进气凹槽内，由于第三透气孔和第四透气孔被调控轴的凸起部阻塞，中心阀芯两端的腔室形成密闭的空间，中心阀芯不能移动，并且由于调控轴不会完全处于力平衡的状态下，气压推动调控轴向一侧移动；

假设，调控轴在气压的作用下向左侧移动，调控轴左排气区内气体通过设置于调控轴左端的第一透气孔排出，调控轴右排气区与泵体的排气通道相通，调控轴右排气区体积增大，并且调控轴的进气区与第三透气孔连通，第四透气孔与调控轴右端的右排气区连通，气体经过调控轴的进气区、第三透气孔进入中心阀芯左端的左腔室内，随着左腔室内的气压增大，气体推动中心阀芯右移，并排除中心阀芯右端的右腔室内气体，中心阀芯右移过程中，利用设置于中心阀芯侧面上的进气凹槽连通进气槽和右气槽，气源通过进气槽流入右气槽内，并最终流入右气室中，右气室内气体体积逐步增大，右隔膜片伸张变形并通过中心轴的联动作用带动左隔膜片的收缩变形，左气室内的气体经过左气槽、主控腔室、左排气槽进入排气通道内，实现左气腔排气和右气腔的进气过程；

左隔膜片的收缩变形过程中推动调控轴右移，使得调控轴的进气区与第三透气孔分离并与第四透气孔连通，第三透气孔与调控轴左排气区连通，气源通过调控轴的进气区、第四透气孔进入右腔室内，随着气体逐步增加，推动中心阀芯向左移动，并将左腔室内的气体经过第三透气孔、左排气区、第一透气孔排入至排气通道中，中心阀芯向左移动过程中，使得进气凹槽与右气槽脱离并与左气槽连通，气源通过进气槽、进气凹槽、左气槽进入左气室内，与此同时，右气室经过右气槽、主控腔室、右排气槽与排气通道连通；左气室进气过程中，右气室处于排气过程，左隔膜片发生伸张变形，右隔膜片发生收缩变形；

如此往复，实现调控轴的左右摆动，以及左、右气室的充气和排气过程；左隔膜片伸张变形通过中心轴的联动作用带动右隔膜片的收缩变形，此时，左液体腔体积减小，右液体腔体积增大，在挡水球的作用下，左液体腔处于排出液体过程，右液体腔处于吸收液体过程；同理，右隔膜片伸张变形通过中心轴的联动作用带动左隔膜片的收缩变形，实现右液体腔排出液体，左液体腔吸收液体。

利用沼气气压自动抽取沼液的优点，沼气池在发酵过程中产生的沼气集聚于储气板内，并且随着沼气气压的逐步增大，将挤压储气板内的沼液流入储气板外，并使得沼气池内的沼液液面不断上升；利用储气板内存在的沼气作为驱动气动隔膜泵的动力，带动气动隔膜泵的工作，从而抽取沼液；传统的气动隔膜泵的工作是通过电力带动压缩机的驱动，本发明通过沼气气压的驱动，可以实现环保能源的综合利用。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例，下面将对实施例中所需要使用的附图做简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，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为本发明的沼气池结构示意图。

图2为本发明的沼气池另一种实施方式结构示意图。

图3为本发明的分隔板结构示意图。

图4为本发明的搅拌装置状态一的立体结构示意图。

图5为本发明的搅拌装置状态二的立体结构示意图。

图6为本发明的气动隔膜泵状态一结构示意图。

图7为本发明的调控阀状态一结构示意图。

图8为本发明的调控阀状态二结构示意图。

图9为本发明的调控阀状态三结构示意图。

图10为本发明的调控阀状态四结构示意图。

图11为本发明的调控阀状态五结构示意图。

图12为本发明的调控阀状态六结构示意图。

图13为本发明的过盛沼气收集装置结构示意图。

图14为本发明的自循环搅拌装置与储气板连接关系示意图。

图15为本发明的自循环搅拌装置的结构示意图。

图中标示为：

10、发酵池体；12、进料口；14、出料口；16、搅拌槽。

20、储气板；26、第一挡板；28、第二挡板。

30、分隔板；32、通水孔；

40、搅拌装置；41、滑槽；42、上支撑杆；43、凸起块；44、第一连杆；45、第二连杆；46、转动挡板；47、第二通水孔；48、铲刀；49、下支撑杆。

100、泵体；110a、左液体腔；110b、右液体腔；120a、左气室；120b、右气室；130、中心轴；140、进水三通；150、出水三通；160、挡水球。

200、调控阀；210、进气槽；220a、左气槽；220b、右气槽；230a、左排气槽；230b、右排气槽；240、调控腔室；250、主控腔室。

260、调控轴；262a、左凸起部；262b、右凸起部；264、进气区；266a、左排气区；266b、右排气区；270a、调控左端阀芯；270b、调控右端阀芯；272a、第一透气孔；272b、第二透气孔。

280、中心阀芯；282、进气凹槽；284a、左腔室；284b、右腔室。

290a、主控左端阀芯；290b、主控右端阀芯；292a、第三透气孔；292b、第四透气孔。

300、节能型沼气发酵系统过量沼气处理装置；310、气筒；320、进气口；330、板一；340、导气活塞；350上活塞连杆；360、气流通道；370、环形导气凹槽；380、固定块；382、气囊进气通道；390、导气弹簧。

400、自循环搅拌装置；410、搅拌网；420、搅拌套筒；430a、左侧外套筒；430b、右侧外套筒；440a、左弹簧；440b、右弹簧；450、气动活塞。

具体实施方式

下面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实施例，而不是全部实施例。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，都属于本发明保护范围。

如图1-5所示，沼气发酵系统，其包括发酵池体10、储气板20、分隔板30，分隔板30设置于发酵池体10内并将发酵池体10分隔成S型或者W型发酵腔室，增加发酵原料在发酵腔室内的发酵路线，促使发酵原料发酵充分，发酵池体10内固定有与发酵腔室形状相匹配的储气板20，储气板20的两端与发酵池体10之间的间隔分别为进料口12和出料口14，储气板20的侧壁与发酵池体10之间的间隔以及与储气板20与分隔板30之间的间隔为搅拌槽16，搅拌槽16内活动有搅拌装置40。

发酵原料经过进料口倒入发酵腔室内时，发酵原料会集中堆积于进料口附近，可以利用拉动搅拌装置40，促进发酵原料的均匀分布，并且搅拌装置40在搅拌过程中，促进沼液的流动，从而带动菌种的均匀分布，提升了整个系统的发酵效率；当发酵腔室内发生阻塞，并且不知道阻塞位置时，可以往复的拉动搅拌装置，利用搅拌装置进行疏通，从而解决阻塞问题。

如图4、5所示，搅拌装置40包括滑槽41、上支撑杆42、下支撑杆49、第一连杆44、第二连杆45、转动挡板46，下支撑杆49上设置有滑槽41，上支撑杆42上设置有与滑槽41相匹配的凸起块43，上支撑杆42的底部固定连接有第一连杆44，下支撑杆49的底部活动连接转动挡板46，第一连杆44活动连接第二连杆45，第二连杆45活动连接转动挡板46；转动挡板46上设置有第二通水孔47，转动挡板46的前端固定有铲刀48。

如图4、5所示，上支撑杆42向下运动时，带动第一连杆44向下移动，第二连杆45伸出，并带动转动挡板46以转动挡板46与下支撑杆49活动连接位置为原形偏转，第一连杆44下移至最大位置时，转动挡板46处于水平状态；用销钉或者螺钉固定上支撑杆和下支撑杆的位置，从而固定转动挡板46的位置，此时设置于转动挡板46前端的铲刀48伸出，手动拉动上支撑杆42时，带动转动挡板46移动，并利用铲刀48翻动沉淀的沼渣，解决阻塞问题。

如图4、5所示，同理，上支撑杆42向上运动时，带动第一连杆44向上移动，第二连杆45收缩，带动转动挡板46偏转，当第一连杆44上移至最大位置时，转动挡板46与上、下支撑杆平行；此时拉动上支撑杆时，转动挡板与沼液、沼渣的接触面积增大，并且沼液经过第二通水孔对流，从而显著的提示沼液对流以及促进发酵原料的均匀分布。

如图3所示，上述的分隔板30上端设置有通水孔32，发酵腔室中的沼液通过通水孔32相互对流，但是沉淀于发酵池体10底部的沼渣等必须在发酵腔室内流动；进一步的促进沼液的对流，促进菌种的均匀分布，提升发酵效率。

如图14所示，储气板20上设置有多个挡板，并将储气板内分隔成若干个发酵区，由于发酵原料、菌种等分布不均匀，导致各个发酵区内的发酵效率不同，使得各个发酵区产气量不同，使得各个发酵区的沼气气压不一致，利用沼气气压促进沼液的相互对流；例如，设置于储气板上内的第一挡板26、第二挡板28，将储气板分隔成三个发酵区。

如图14、15所示，自循环搅拌装置400，其包括搅拌套筒420，搅拌套筒水平固定于第一挡板26和第二挡板28的上端并且搅拌套筒420穿过第一挡板26和第二挡板28之间的发酵区；搅拌套筒420内滑动套接有气动活塞450，气动活塞450的两端分别通过活塞连杆连接两端对称的左侧外套筒430a和右侧外套筒430b，搅拌套筒420的两端外侧壁分别套接有左弹簧440a和右弹簧440b，左侧外套筒上设置有与搅拌套筒420外侧壁相匹配的左台阶腔，左侧外套筒上还设置有连通发酵区和左台阶腔的连通孔，保证左台阶腔内气压与发酵区内气压保持一致；右侧外套筒的结构和形状与左侧外套筒一致，此处不再赘述；左侧外套筒和右侧外套筒分别固定连接有搅拌网410。

发酵原料在发酵腔室内发酵产生沼气积聚于储气板内，虽然相邻的发酵区之间的气压存在差异，但不显著，导致自循环搅拌装置运动不明显；为此，将搅拌套筒穿过至少一个发酵区，从而将左外侧套筒和右外侧套筒分布于相隔的发酵区中；利用气压差推动自循环搅拌装置运动，效果更好。

由于气压差的作用，假设气动活塞450向右侧移动，左侧外套筒430a与设置于搅拌套筒420的左弹簧接触，并挤压左弹簧，使得左弹簧处于蓄能状态；与此同时，搅拌网410向右侧移动，促进沼液的流动，并促进发酵原料和菌种的均匀分布；当通过导气管排出左侧外套筒一端的沼气时，沼气气压下降，此时，右侧外套筒的沼气气压大于左侧外套筒的沼气气压，在气压差的作用下，气动活塞向左侧移动，左弹簧释放能量，并推动左侧外套筒向左移动并带动搅拌网向左移动；在气压差的作用下，右侧外套筒压缩右弹簧，并继续推动搅拌网向左移动，促进沼液流动；当第一发酵区和第二发酵区内的气压差不能克服弹簧的弹力时，气动活塞450复位；以沼气气压差为动力，不需要外力参与，并且可以促进发酵原料、菌种的均匀分布，可以防止发酵池体底部的阻塞。

沼气发酵系统是采用将动物粪便、秸秆等生物能转换成沼气，产生的沼气集聚于储气板内，随着沼气集聚量的增加，储气板内存储的沼气气压逐步增大并使得沼气池内的沼液液面不断上升；当储气板内存储满沼气时，此时储气板内的沼气气压最大，并且发酵池内的沼液液面上升至最高位置，继续发酵产生的沼气只能从储气板内溢出，并排入外部空气中；由于储气板的形状固定，储存沼气的空间确定。

本发明提供了一种节能型沼气发酵系统过量沼气处理装置，当储气板内存储的沼气气压达到一定值时，将开启节能型沼气发酵系统过量沼气处理装置，利用气体收集系统收集沼气，增大沼气的存储空间。

如图13所示，节能型沼气发酵系统过量沼气处理装置，包括气筒310、板一330、导气活塞340、上活塞连杆350，气筒310内设置有板一330并将气筒310内腔分隔成上下相互连通的左区和右区，右区即为气流通道360，导气活塞340滑动套接于气筒310内壁与板一330之间，导气活塞340将左区分隔成左上区和左下区，上活塞连杆350的下端连接导气活塞340上表面，上活塞连杆350的中间位置设置有环形导气凹槽370，上活塞连杆350上方还套接有固定块380，固定块380上方设置有气囊进气通道382，上活塞连杆350顶部套接有位于固定块380和上活塞连杆350之间的导气弹簧390，气筒310上设置有进气口320。

气源通过进气口320进入气筒310内，并通过气流通道360进入导气活塞340的下方，保证导气活塞340的上方气压与下方气压一致，导气活塞340的下方有效面积S1大于上方有效面积S2，气压推动导气活塞340向上的推力为F=P(S1-S2)，随着气压P逐步增大，F大于导气活塞340、上活塞连杆350的重力以及克服导气弹簧的弹力时，上活塞连杆350将向上运动，并使得上活塞连杆的环形导气凹槽370与气囊进气通道382接通，气筒310内的气体通过环形导气凹槽370进入气囊内；当气筒内的气压下降时，导气弹簧释放弹性势能，上活塞连杆向下移动，环形导气凹槽370与气囊脱离。

节能型沼气发酵系统过量沼气处理装置可以与沼气发酵系统的储气板相连，具体地，进气口320与储气板相连通，沼气通过进气口320进入气筒310内。

为防止节能型沼气发酵系统过量沼气处理装置的漏气以及保证其稳定性，左区内设置有固定于气筒310内壁以及固定于板一330上的限位台阶，限定导气活塞的运动范围。

现有技术中的沼液捞取主要采用人工手动获取方式，部分采用水泵抽取，由于沼液中混杂有较多的颗粒，采用普通的水泵将不能适应这种恶劣的工作环境，造成水泵的阻塞，现有技术中的气动隔膜泵，采用压缩空气为动力源，对于各种腐蚀性液体，带颗粒的液体，高粘度、易挥发、易燃、剧毒的液体，均能予以抽光吸尽，所以气动隔膜泵适应对沼液的抽取。

沼气池在发酵过程中产生的沼气集聚于储气板内，并且随着沼气气压的逐步增大，将挤压储气板内的沼液流入储气板外，并使得沼气池内的沼液液面不断上升；利用储气板内存在的沼气作为驱动气动隔膜泵的动力，带动气动隔膜泵的工作，从而抽取沼液；传统的气动隔膜泵的工作是通过电力带动压缩机的驱动，本发明通过沼气气压的驱动，可以实现环保能源的综合利用。

具体地，将气动隔膜泵放置于水压间中，可以在气动隔膜泵外套接有过滤网，防止较大的颗粒流入气动隔膜泵中，气动隔膜泵的进气端通过气管连接储气板的导气管，上述导气管上设置有控制气管开启或者关闭的阀体；当储气板内存储有大量的沼气时，打开气管上的阀体，储气板内的沼气流入气动隔膜泵内，并驱动气动隔膜泵的工作，通过气动隔膜泵挤压水压间内的沼液排出水压间外，从而达到自动提取沼液的目的。

如图6-12所示，本发明提供了一种气动隔膜泵，其包括泵体100，泵体100的上端和下端分别设置有出水三通150、进水三通140，泵体100的左端和右端分别设置有与出水三通150和进水三通140连通的左液体腔110a以及右液体腔110b， 左液体腔110a与出水三通150和进水三通140的连接处分别设置有挡水球160，右液体腔110b与出水三通150和进水三通140的连接处分别设置有挡水球160；泵体100的中间设置有中心体并且中心体内设置有调控阀200，调控阀200用于控制气源的流动方向，中心体还滑动连接有中心轴130，中心轴130的左右两端分别固定连接左隔膜片和右隔膜片，左隔膜片与中心体形成左气室120a，右隔膜片与中心体之间形成右气室120b。

调控阀200包括阀套、隔板，阀套内设置有隔板并将阀套内腔分隔成主控腔室250和调控腔室240，阀套的外壁的中间位置设置有环形的进气槽210，进气槽210的两侧设置有对称的左气槽212a和右气槽212b，左气槽212a连通左气室120a，右气槽212b连通右气室120b，最外侧的分别为对称的左排气槽214a和右排气槽214b，进气槽210的底部设置有连通主控腔室250和调控腔室240的气孔，左气槽212a、右气槽212b、左排气槽214a和右排气槽214b的底部设置有连通主控腔室250的气孔，隔板上设置第三透气孔292a和第四透气孔292b。

主控气室250内滑动套接有中心阀芯280，中心阀芯280的侧壁上设置有环形的进气凹槽282，进气凹槽282始终与进气槽210底部的气孔连通，中心阀芯280的两端设置有连接轴，主控气室250的两端分别设置有与之匹配的主控左端阀芯290a和主控右端阀芯290b，主控左端阀芯290a上设置有与中心阀芯280左连接轴相匹配的左台阶腔，左台阶腔与左连接轴之间形成左腔室284a，左腔室284a通过第三透气孔292a与调控腔室240相通；同理，主控右端阀芯290b上设置有与中心阀芯280右连接轴相匹配的右台阶腔，右台阶腔与右连接轴之间形成右腔室284b，右腔室284b通过第四透气孔292b与调控腔室240相通。

调控腔室240内滑动连接有调控轴260，调控轴260上设有两端对称的左凸起部262a和右凸起部262b，调控轴260上位于左凸起部262a和右凸起部262b之间的区域为调控轴260的进气区264，调控轴260上位于左凸起部262a左端区域为左排气区266a，调控轴260上位于右凸起部262b右端区域为右排气区266b，调控轴260的进气区264始终与进气槽210底部的气孔连通；调控腔室240的两端分别设置有调控左端阀芯270a和调控右端阀芯270b，调控左端阀芯270a上设置有连通左排气区266a和排气通道的第一透气孔272a，调控右端阀芯270上设置有连通右排气区266b和排气通道的第二透气孔272b。

由于进气槽底部的气孔同时连通调控轴的进气区和中心阀芯的进气凹槽，由于调控轴以及中心阀芯不会完全处于力平衡状态，气压可能同时驱动调控轴与中心阀芯运动，其运动状态较多，使得装置不稳定，但是其依然可以正常抽水工作；为增加气动隔膜泵的稳定性，左凸起部262a的左端与右凸起部的左端之间的距离等于第三透气孔和第四透气孔之间的距离，同理，左凸起部262a的右端与右凸起部的右端之间的距离等于第三透气孔和第四透气孔之间的距离；初始状态时，左凸起部262a和右凸起部262b分别阻塞第三透气孔和第四透气孔，使得左腔室284a和右腔室284b处于密封状态，气动隔膜泵启动时，中心阀芯不能移动只能依靠调控轴来调节中心阀芯移动。

当气动隔膜泵的进气管道连通沼气发酵系统的储气板时，沼气发酵系统内存储的沼气进入泵体内，利用沼气气压驱动气动隔膜泵工作抽取沼液或者水。

以沼气气压为动力抽取流动液体的方法以及气动隔膜泵的工作原理。

调控阀初始状态：调控轴的左凸起部和右凸起部分别阻塞第三透气孔和第四透气孔。

气源通过进气通道进入进气槽中，通过进气槽底部的气孔，气源分别进入调控轴的进气区和中心阀芯的进气凹槽内，由于第三透气孔和第四透气孔被调控轴的凸起部阻塞，中心阀芯两端的腔室形成密闭的空间，中心阀芯不能移动，并且由于调控轴不会完全处于力平衡的状态下，气压推动调控轴向一侧移动。

假设，调控轴在气压的作用下向左侧移动，调控轴左排气区内气体通过设置于调控轴左端的第一透气孔排出，调控轴右排气区与泵体的排气通道相通，调控轴右排气区体积增大，并且调控轴的进气区与第三透气孔连通，第四透气孔与调控轴右端的右排气区连通，气体经过调控轴的进气区、第三透气孔进入中心阀芯左端的左腔室内，随着左腔室内的气压增大，气体推动中心阀芯右移，并排除中心阀芯右端的右腔室内气体，中心阀芯右移过程中，利用设置于中心阀芯侧面上的进气凹槽连通进气槽和右气槽，气源通过进气槽流入右气槽内，并最终流入右气室中，右气室内气体体积逐步增大，右隔膜片伸张变形并通过中心轴的联动作用带动左隔膜片的收缩变形，左气室内的气体经过左气槽、主控腔室、左排气槽进入排气通道内，实现左气腔排气和右气腔的进气过程。

左隔膜片的收缩变形过程中推动调控轴右移，使得调控轴的进气区与第三透气孔分离并与第四透气孔连通，第三透气孔与调控轴左排气区连通，气源通过调控轴的进气区、第四透气孔进入右腔室内，随着气体逐步增加，推动中心阀芯向左移动，并将左腔室内的气体经过第三透气孔、左排气区、第一透气孔排入至排气通道中，中心阀芯向左移动过程中，使得进气凹槽与右气槽脱离并与左气槽连通，气源通过进气槽、进气凹槽、左气槽进入左气室内，与此同时，右气室经过右气槽、主控腔室、右排气槽与排气通道连通；左气室进气过程中，右气室处于排气过程，左隔膜片发生伸张变形，右隔膜片发生收缩变形。

如此往复，实现调控轴的左右摆动，以及左、右气室的充气和排气过程；左隔膜片伸张变形通过中心轴的联动作用带动右隔膜片的收缩变形，此时，左液体腔体积减小，右液体腔体积增大，在挡水球的作用下，左液体腔处于排出液体过程，右液体腔处于吸收液体过程；同理，右隔膜片伸张变形通过中心轴的联动作用带动左隔膜片的收缩变形，实现右液体腔排出液体，左液体腔吸收液体。

上述实施方案是以沼气气压为动力驱动气动隔膜泵的工作，当然本发明的气动隔膜泵还可以利用其它气源，例如压缩空气、天然气、氮气等。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本发明中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或者范围的情况下，在其他实施例中实现。因此，本发明将不会被限定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 (2)

1.自循环搅拌装置，其特征在于，其包括搅拌套筒，搅拌套筒固定于沼气发酵系统的储气板上方并且搅拌套筒连通储气板内间隔的两个发酵区，搅拌套筒内滑动套接有分隔两个发酵区的气动活塞，气动活塞的两端分别通过活塞连杆连接外套筒，搅拌套筒的两端外侧壁分别套接有弹簧，外套筒上设置有与搅拌套筒外侧壁相匹配的台阶腔，外套筒上还设置有连通台阶腔的连通孔，外套筒固定连接有搅拌网。

2.根据权利要求1所述的自循环搅拌装置，上述的沼气发酵系统，其包括发酵池体、储气板、分隔板，分隔板设置于发酵池体内并将发酵池体分隔成S型发酵腔室，发酵池体内固定有与发酵腔室形状相匹配的储气板，储气板的两端与发酵池体之间的间隔分别为进料口和出料口，储气板的侧壁与发酵池体之间的间隔以及与储气板与分隔板之间的间隔为搅拌槽，搅拌槽内活动有搅拌装置。