CN105802839B - 联合式沼气搅拌装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种联合式沼气搅拌装置，该装置包括搅拌器、中部料液管、底部循环管和中部清液管，其中，在搅拌器上设置有可旋转的扇叶，中部料液管上设置有料液收集盘和四通管件，底部循环管上安装有泵，所述底部循环管一端连接至搅拌罐，另一端连接至四通管件，所述中部清液管用于将搅拌罐的料液抽取出并从搅拌罐顶部注入，从而实现对搅拌罐的充分搅拌，提高秸秆发酵效率。

Description

联合式沼气搅拌装置

技术领域

本发明涉及沼气发酵用的搅拌设备，具体涉及一种联合式沼气搅拌装置。

背景技术

我国是一个农业大国，农作物播种面积居世界第一位，据统计，目前我国每年秸秆产量大约有7亿吨，近些年来，农民对秸秆的燃烧利用也逐渐减少，剩余农作物秸秆的数量越来越大，据估计每年已达到4亿吨左右。大量剩余秸秆的随地堆弃和任意焚烧，造成了大气污染、土壤矿化、火灾事故、堵塞交通等大量的社会、经济和生态问题；与此同时，秸秆作为一种可再生能源，蕴含着巨大的生物质能量，它的资源化利用，对节约能源、改善生态环境、实现社会的可持续发展，有着重大意义。

为了充分利用剩余秸秆，利用秸秆进行发酵生产沼气成为目前的热门项目，沼气，其主要成份是甲烷，甲烷是一种理想的气体燃料，它无色无味，与适量空气混合后即能燃烧。1立方米沼气完全燃烧后，能产生相当于0.7千克无烟煤提供的热量。与其它燃气相比，其抗爆性能较好，是一种很好的清洁燃料。经沼气装置发酵后排出的料液和沉渣，含有较丰富的营养物质，可用作肥料和饲料；

利用秸秆产生沼气，必须先使秸秆充分发酵，而秸秆发酵则需秸秆和液体(沼液、废水)充分混合并搅拌均匀，如果秸秆和液体混合不充分，则将对秸秆的发酵产生不利的影响，秸秆不能充分发酵，产气量也受影响，而且也会对秸秆及液体在 管道内的输送不利，由于秸秆在液体(沼液、废水)具有漂浮性，因此要使秸秆与液体充分混合，则对其搅拌池及搅拌装置的要求都很高，同时用于固体的秸秆容易浮在液体上方，容易在液体上方形成结壳。

目前，正在使用的发酵及搅拌装置有很多种，如中国专利201120093824秸秆沼气池专用搅拌设备、中国专利201520228764回流搅拌式秸秆产沼气发酵装置中公开的发酵及搅拌装置虽然能够基本实现搅拌及产生沼气的作用，但是由于设备性能不够完善，罐内混合物的搅拌不均匀、不彻底，罐内存有死角，长时间使用时，在罐内会形成结壳，固体秸秆不能与液体充分混合，其秸秆的发酵不够充分，沼气的产量较低。

由于上述原因，本发明人对现有的搅拌装置做了深入研究，以便设计出能够解决上述问题的新的搅拌装置。

发明内容

为了克服上述问题，本发明人进行了锐意研究，设计出一种联合式沼气搅拌装置，该装置安装在搅拌罐上，其特征在于，该装置包括搅拌器、中部料液管、底部循环管和中部清液管，其中，在搅拌器上设置有可旋转的扇叶，中部料液管上设置有料液收集盘和四通管件，底部循环管上安装有泵，所述底部循环管一端连接至搅拌罐，另一端连接至四通管件，所述中部清液管用于将搅拌罐的料液抽取出并从搅拌罐顶部注入，从而完成本发明。

具体来说，本发明的目的在于提供以下方面：

(1)一种联合式沼气搅拌装置，该装置安装在搅拌罐上，其特征在于，该装置包括

搅拌器1，在搅拌器1上设置有扇叶11，所述扇叶11可旋转，

中部料液管2，其竖直地设置在搅拌器1的正下方，所述中部料液管2呈中空的管状，在其顶部设置有料液收集盘21，在所述料液收集盘21的下方设置有四通管件22，和

底部循环管3，其位于搅拌罐的外部，在所述底部循环管3上安装有泵，所述底部循环管3的两端都分别连接至搅拌罐。

(2)根据上述(1)所述的搅拌装置，其特征在于，

所述搅拌器1包括扇叶11、连杆12和减速器13，其中，减速器13位于搅拌罐的顶部，所述连杆12的顶部与减速器13相连，并伸入到搅拌罐中；

优选地，所述扇叶位于搅拌罐中液面的下方。

(3)根据上述(2)所述的搅拌装置，其特征在于，

所述连杆12内部开设有供液体流过的中空通道。

(4)根据上述(1)-(3)之一所述的搅拌装置，其特征在于，所述搅拌装置还包括中部清液管4，其位于搅拌罐的外部，在所述中部清液管4上安装有泵，所述中部清液管4的一端都连接至搅拌罐，另一端连接至连杆12的中空通道。

(5)根据上述(1)所述的搅拌装置，其特征在于，

所述料液收集盘21的下部为截面积从下向上逐渐变大的倒圆锥台形，所述料液收集盘21上部为圆直筒形；

优选地，所述料液收集盘21位于搅拌器1上扇叶11的正下方，并且临近所述扇叶11。

(6)根据上述(1)所述的搅拌装置，其特征在于，

所述底部循环管3的两端都分别连接至搅拌罐上的底部循环进料口61和底部循环出料口62，

优选地，所述底部循环管3有两个，所述搅拌罐上的底部循环进料口61和底部循环出料口62也都分别有两个，并且关于搅拌罐的中心线轴对称。

(7)根据上述(6)所述的搅拌装置，其特征在于，

所述四通管件22上设置有两个开口，所述两个开口分别通过管道与两个底部循环出料口62相连通。

(8)根据上述(1)所述的搅拌装置，其特征在于，

所述搅拌装置还包括反向冲洗管5，其位于搅拌罐的外部，所述反向冲洗管5的一端安装有泵，所述反向冲洗管5的另一端连接至搅拌罐。

(9)根据上述(1)所述的搅拌装置，其特征在于，

所述搅拌装置还包括钢丝绳拉线7，其一端与中部料液管2相连，另一端与搅拌罐的内壁相连。

(10)一种沼气搅拌罐的搅拌方法，其特征在于，该方法是通过如上述(1)-(9)中所述的搅拌装置实现的。

根据本发明提供的联合式沼气搅拌装置能够实现搅拌罐中料液的充分搅拌，防止搅拌罐中固体物质的结壳，提高发酵效率。

附图说明

图1示出根据本发明一种优选实施方式的搅拌装置及搅拌罐的内部结构示意图；

图2示出根据本发明一种优选实施方式的搅拌装置及搅拌罐的外侧面结构示意图；

图3示出根据本发明一种优选实施方式的搅拌装置及搅拌罐的顶面结构示意图；

图4示出根据本发明一种优选实施方式的搅拌装置中搅拌器结构示意图；

图5示出根据本发明一种优选实施方式的搅拌装置中四通管件结构示意图。

附图标号说明：

1-搅拌器

11-扇叶

12-连杆

13-减速器

2-中部料液管

21-料液收集盘

22-四通管件

3-底部循环管

4-中部清液管

41-中部清液口

5-反向冲洗管

6-搅拌罐

61-底部循环进料口

62-底部循环出料口

7-钢丝绳拉线

具体实施方式

下面通过附图和实施例对本发明进一步详细说明。通过这些说明，本发明的特点和优点将变得更为清楚明确。

在这里专用的词“示例性”意为“用作例子、实施例或说明性”。这里作为“示例性”所说明的任何实施例不必解释为优于或好于其它实施例。尽管在附图中示出了实施例的各种方面，但是除非特别指出，不必按比例绘制附图。

根据本发明提供的联合式沼气搅拌装置，如图1、图2和图3中所示，该装置安装在搅拌罐6上，与用于发酵秸秆的搅拌罐是 一体的，具体来说，该装置至少包括搅拌器1、中部料液管2和底部循环管3；

其中，如图4中所示，所述搅拌器1包括扇叶11、连杆12和减速器13，减速器13位于搅拌罐的顶部，所述连杆12的顶部与减速器13相连，并伸入到搅拌罐中；优选地，所述减速器为齿轮减速器，其上还连接有电机，以便给连杆的旋转提供动力，所述扇叶11设置在连杆的底部，所述扇叶11可随着连杆的旋转而旋转，并且可以通过电机和减速器调节其旋转的转速；进一步优选地，所述扇叶位于搅拌罐中液面的下方。

所述中部料液管2竖直地设置在搅拌器1的正下方，所述中部料液管2呈中空的管状，在其顶部设置有料液收集盘21，通过料液收集盘21收集料液并将其输送至中部料液管2中，在所述料液收集盘的下方设置有四通管件22，中部料液管2中的料液都流到所述四通管件，并通过四通管件流出中部料液管2。

所述底部循环管3位于搅拌罐的外部，在所述底部循环管3上安装有泵，所述底部循环管3的两端都分别连接至搅拌罐；

所述底部循环管3的两端都分别连接至搅拌罐上的底部循环进料口61和底部循环出料口62，优选地，如图3中所示，所述底部循环管3有两个，所述搅拌罐上的底部循环进料口61和底部循环出料口62也都分别有两个，并且关于搅拌罐的中心线轴对称。

进一步地，如图5中所示，所述四通管件22上设置有两个开口，所述两个开口分别通过管道与两个底部循环出料口62相连通。即所述四通管件通过管道连接至所述底部循环管3，从而使得所述底部循环管3上的泵能够将物料从料液收集盘21上抽出，再从底部循环进料口61注入到搅拌罐中，从而形成整体的循环搅拌；其中，优选地，竖直方向上，所述底部循环进料口 61临近所述搅拌罐的底部，其与搅拌罐底部之间的距离是所述搅拌罐高度的1/7-1/15，更优选的为1/10；通过设置上述循环装置，能够充分地将秸秆和液体混合均匀，但是在实际应用中还会受到顶部结壳的影响，实际发酵销量仍然偏低。

在一个优选的实施方式中，如图1中所示，在所述连杆内部开设有供液体流过的中空通道。

所述搅拌装置还包括中部清液管4，其位于搅拌罐的外部，在所述中部清液管4上安装有泵，所述中部清液管4的一端都连接至搅拌罐，另一端连接至连杆12的中空通道，从而中部清液管4上的泵可以将搅拌罐中的液体抽出并注入到连杆中，从连杆的端部，即扇叶附近排出，从而增强扇叶旋转时起到的搅拌效果，并且破开可能在液面顶部形成的结壳，使得物料混合更为均匀，提高发酵效率。其中，优选地，搅拌罐上开设有中部清液口41，所述中部清液管4连接至搅拌罐上的中部清液口41，进一步优选地，在竖直方向上，所述中部清液口41位于搅拌罐的中部。

在一个优选的实施方式中，所述料液收集盘21的下部为截面积从下向上逐渐变大的倒圆锥台形，所述料液收集盘21上部为圆直筒形；优选地，所述料液收集盘21位于搅拌器1上扇叶11的正下方，并且临近所述扇叶11，从而方便于料液收集盘21吸收搅拌罐顶部的料液，提高料液循环效率，增强搅拌效果。

在一个优选的实施方式中，所述搅拌装置还包括反向冲洗管5，其位于搅拌罐的外部，在所述反向冲洗管5上安装有泵，优选地泵位于反向冲洗管的一端，所述反向冲洗管5的另一端连接至搅拌罐，优选的连接至中部清液口41；安装有泵的一端任选地可以连接至底部循环管3；所述反向冲洗管5用于在所述四通管件或者相关管道堵塞时启动，其能够从搅拌罐中抽取液体， 经过底部循环管3进入到四通管件，并通过中部料液管2最终从料液收集盘21中排出，从而疏通开管路中堵塞区域，使得设备能够正常运行。

在一个优选的实施方式中，如图1中所示，所述搅拌装置还包括钢丝绳拉线7，其一端与中部料液管2相连，另一端与搅拌罐的内壁相连，其用于固定所述中部料液管2。

根据本发明提供的一种沼气搅拌罐的搅拌方法，该方法是通过如上所述的搅拌装置实现的，具体来说，该方法包括如下步骤：

步骤1，搅拌罐中添加满料液后，启动搅拌器，同时启动底部循环管3上的泵，将搅拌罐中的料液从料液收集盘吸入，并从底部循环进料口重新注入到搅拌罐中；

步骤2，在步骤1中的泵工作预定时间以后，启动中部清液管4上安装的泵，将从搅拌罐中部吸入的料液从搅拌罐顶部注入。

优选地，步骤2中所述的预定时间为6～10小时，步骤2中每次启动中部清液管4上安装的泵的工作时间一般为半小时以下，如10-25分钟。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于本发明工作状态下的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

以上结合了优选的实施方式对本发明进行了说明，不过这些实施方式仅是范例性的，仅起到说明性的作用。在此基础上，可以对本发明进行多种替换和改进，这些均落入本发明的保护 范围内。

Claims (2)

1.一种联合式沼气搅拌装置，该装置安装在搅拌罐上，其特征在于，该装置包括

搅拌器(1)，在搅拌器(1)上设置有可旋转的扇叶(11)，

中部料液管(2)，其沿竖直方向设置在搅拌器(1)的下方，所述中部料液管(2)呈中空的管状，在其顶部设置有料液收集盘(21)，在所述料液收集盘(21)的下方设置有四通管件(22)，和

底部循环管(3)，其位于搅拌罐的外部，所述底部循环管(3)的两端都分别连接至搅拌罐，所述搅拌器(1)包括扇叶(11)、连杆(12)和减速器(13)，其中，减速器(13)位于搅拌罐的顶部，所述连杆(12)的顶部与减速器(13)相连，并伸入到搅拌罐中；

所述扇叶(11)位于搅拌罐中液面的下方，

所述连杆(12)内部开设有供液体流过的中空通道，

所述搅拌装置还包括中部清液管(4)，其位于搅拌罐的外部，在所述中部清液管(4)上安装有泵，所述中部清液管(4)的一端都连接至搅拌罐，另一端连接至连杆(12)的中空通道，

所述料液收集盘(21)的下部为截面积从下向上逐渐变大的倒圆锥台形，所述料液收集盘(21)上部为圆直筒形；

所述料液收集盘(21)位于搅拌器(1)上扇叶(11)的正下方，并且临近所述扇叶(11)，

在所述底部循环管(3)上安装有泵，

所述底部循环管(3)的两端都分别连接至搅拌罐上的底部循环进料口(61)和底部循环出料口(62)；

所述底部循环管(3)有两个，所述搅拌罐上的底部循环进料口(61)和底部循环出料口(62)也都分别有两个，并且关于搅拌罐的中心线轴对称；

所述四通管件(22)上设置有两个开口，所述两个开口分别通过管道与两个底部循环出料口(62)相连通；

所述搅拌装置还包括反向冲洗管(5)，其位于搅拌罐的外部，所述反向冲洗管(5)的一端安装有泵，并与底部循环管(3)连接，所述反向冲洗管(5)的另一端连接至搅拌罐，并与中部清液口(41)连接。

2.根据权利要求1所述的搅拌装置，其特征在于，

所述搅拌装置还包括钢丝绳拉线(7)，其一端与中部料液管(2)相连，另一端与搅拌罐的内壁相连。