CN107988065A - 一种具有清洁功能的沼气发酵池 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及沼气池技术领域，具体的说是一种具有清洁功能的沼气发酵池，包括箱体、动力单元、抽气单元、空心螺旋管、电动机、蓄电池、气压检测器和太阳能发电板；箱体位于地面的地坑内，箱体用于作为发酵池；动力单元位于盖板上表面左右两侧，动力单元用于提供动力；抽气单元安装在盖板下表面中间部位，抽气单元和动力单元连接共同配合箱体中的沼气抽出；空心螺旋管用于破碎箱体中的沼气浮渣；电动机用于发电和提供动力；蓄电池用于储存电能；气压检测器用于检测箱体内的沼气压力；太阳能发电板用于给蓄电池充电。本发明集清洁、抽渣、搅拌和抽气的功能，利用风能和太阳能作为该沼气池的能量来源，大大降低了劳动强度和减少电能消耗。

Description

一种具有清洁功能的沼气发酵池
技术领域
本发明涉及沼气池技术领域，具体的说是一种具有清洁功能的沼气发酵池。
背景技术
沼气作为一种可再生能源，不仅清洁、廉价、卫生而且在发展农业及环境保护和综合利用等诸多方面逐渐显示出其独特的优越性，受到国家和人民的高度重视。但是现有的沼气装置存在如下缺陷：1、现有沼气工程大多采用分体式作法，厌氧消化器沼气反应罐至储气柜间距要达到一定距离的两个气室，这样就要有大批管道往反连接，费工、费料，因管道连接需要技术性较高，容易产生泄漏，热量流失多，占地面积大并且操作、管理和维修都不太方便、故障多、给用户带来不便。2、产气量低，因现有沼气发酵工艺物料的消化指标只有50％-60％，其主要原因是物料在厌氧消化器内生料→半生料→较熟料→熟料控制的不好，造成有40％左右未消化好的生料排出，从而限制了沼气发酵水平的提高。3、由于工程占地面积大，建筑分散故保温效果差，冬季产气率低。4、由于采用混凝土浇筑的整体结构，施工效率低，无法进行工业化大规模制造，从而严重地制约了沼气的普及和推广。5、由于传统沼气池内并不具备增压装置，在产气不足时常常出现断气或气压不足等情况，导致沼气无法正常使用。6、在长期使用时，由于大量废渣淤积在沼气池池底导致沼气池内部容积发生改变，严重影响正常使用。
现有技术中也出现了一些自清洁沼气池的技术方案，如申请号为201410482377.5的一项中国专利公开了一种自动清洁型沼气池，由二次发酵室和多个结构相同的一次发酵室组成，一次发酵室上设有进料口及输气管，内部装有搅拌器，底部设置有清淤装置，一次发酵室通过底部设置的送料通道与二次发酵室相连通，一次发酵室和二次发酵室之间设置有水压间，二次发酵室顶部外罩有储气罩，储气罩底部装有配重块，配重块置于水压间内，从而使储气罩上部形成一个衡压储气室，且该储气室通过圆弧形上盖进行密封。但该技术方案清洗、发酵、储气需要大量电能，消耗较大，此外没有浮渣破碎装置和搅拌功能。
鉴于此，本发明所述的一种具有清洁功能的沼气发酵池，能够利用自然能源，减少电能的使用，同时满足清洁、抽渣、搅拌和抽气的功能。
发明内容
为了弥补现有技术的不足，本发明提出了一种具有清洁功能的沼气发酵池，本发明主要用于沼气发酵池的清洁、抽渣、搅拌和抽气的功能，自动化完成操作，此外充分利用风能和太阳能，减少电能的使用。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：本发明一种具有清洁功能的沼气发酵池，包括箱体、动力单元、抽气单元、空心螺旋管、电动机、蓄电池、气压检测器和太阳能发电板。所述的箱体为圆筒形，地面上有圆筒形地坑，箱体位于地面的地坑内，箱体用于作为发酵池，箱体的上方有盖板，盖板用于覆盖箱体；所述的动力单元位于盖板上表面左右两侧，盖板上有圆形孔洞，动力单元的空心转轴竖直安装在圆形孔洞中，动力单元用于提供动力；所述的抽气单元安装在盖板下表面中间部位，抽气单元和动力单元连接共同配合箱体中的沼气抽出；所述的空心螺旋管通过电磁联轴器一连接在空心转轴下方，空心螺旋管用于破碎箱体中的浮渣；所述的的电动机位于盖板上表面，电动机通过齿轮连接动力单元，电动机用于发电和提供动力；所述的蓄电池位于盖板上表面，蓄电池用于储存电能；所述的气压检测器位于箱体内的左边箱壁上，气压检测器用于检测箱体内的沼气压力；所述的太阳能发电板位于箱体右边的地面上，太阳能发电板电连接蓄电池，太阳能发电板用于给蓄电池充电。工作时，动力单元提供动力，带动空心螺旋管转动，实现破碎浮渣和搅动发酵，空心螺旋管顶部可以连接水泵，进而实现抽取箱体的渣液，注入清水进行清洗箱体，动力单元和抽气单元相互配合共同完成箱体中的沼气排出，太阳能发电板平时储存电能到蓄电池中，保证整个系统的持续运行。
所述的动力单元包括空心转轴、齿轮一和风杯；所述的空心转轴竖直安装在盖板的圆形孔洞内，空心转轴用于抽取渣液和倒灌清水；所述的齿轮一安装在空心转轴下部，齿轮一和齿轮二啮合，齿轮一用于带动齿轮二转动；所述的风杯安装在空心转轴的顶部，风杯通过支杆连接在空心转轴上，风杯利用风能带动空心转轴转动。工作时，风杯受到风力的作用推动空心转轴转动，空心转轴带动齿轮一转动，齿轮一和齿轮二啮合，带给发电机充电，空心转轴连接水泵，实现对箱体的渣液抽取和箱体内部的清洗。
所述的抽气单元包括气缸、推板一、推杆、复位弹簧、推板二、凸轮、电磁联轴器一和出气管；所述的气缸位于盖板下方中间部位；所述的推板一位于气缸内，推板一用于将气缸内的沼气压出；所述的推杆右边连接推板一，左边连接推板二，推杆用于推动推板一移动；所述的复位弹簧连接在气缸外壁上和推板二上，复位弹簧用于将推板二紧贴在凸轮上；所述的凸轮连接在空心转轴上，凸轮用于推动推板二移动；所述的电磁联轴器一安装在空心转轴上，电磁联轴器一凸轮上方，电磁联轴器一用于控制凸轮的转动和停止；所述的出气管安装在气缸右边出气口上，出气管用于将沼气排出。工作时，当气压检测器检测到箱体内的压力高于上限定值时，电磁联轴器一工作，凸轮随着空心转轴转动，推动推板二的左右移动，推板二带动推杆推动推板一，将气缸中的沼气压出，沼气通过出气管排出箱体，复位弹簧使推板二紧贴在凸轮上，当气压检测器检测到箱体内部的压力低于下限定值时，电磁轴联器一停止工作，气缸不工作。
优选的，所述的空心螺旋管包括空心轴、自动阀门、单向门和电磁联轴器二；所述的空心轴上端连接在电磁联轴器二上，空心轴用于带动空心螺旋管转动；所述的自动阀门安装在空心螺旋管的圆孔中，自动阀门用于空心螺旋管内的清水喷射出清洗箱体内壁；所述的单向门安装在空心螺旋管下端，单向门用于控制水流的进出空心轴内；所述的电磁联轴器二位于凸轮下方，电磁联轴器二安装在空心轴上。工作时，电磁联轴器二启动，空心轴转动带动空心螺旋管转动，实现破碎浮渣和搅动沼渣的目的，空心螺旋管底部设有单向门，可用于抽取渣液，空心螺旋管设有圆孔，当水泵启动注入清水时，单向门关闭，空心轴内的水压大，清水通过圆孔喷射处，对箱体内部实现清洗功能，当不需要空心螺旋管转动时，电磁联轴器二不工作，空心螺旋管停止转动。
优选的，所述的电动机还设有电磁联轴器三，电动机位于齿轮二上，所述的齿轮二安装在盖板上，齿轮二和电动机内部通过电磁联轴器三连接，齿轮二左边和齿轮一啮合；所述的电磁联轴器三位于电动机输出轴下端，电磁联轴器三用于控制电动机和齿轮二的转动接触。工作时，当风速快时，齿轮一带动齿轮二快速转动，电磁联轴器三工作，齿轮二带动电动机转动，此时电动机当发电机使用；当风速慢时，动力单元提供动力不足，电磁联轴器三依然工作，电动机开始带动齿轮二转动，提供动力；当风速正好提供所需的动力，不能用来发电也不需要电动力提供动力，电磁联轴器三不工作，电动机停止转动。
优选的，所述单向门通过铰接在空心螺旋管下端，单向门上设置有电磁铁，单向门进而实现竖直合拢。当抽取渣液时，电磁铁将单向门合拢，实现最大的抽取效率；当注入清水时，单向门关闭，空心轴内水压上升，清水可以通过空心螺旋叶片喷射清洗箱体内壁。
本发明的有益效果是：
1.本发明所述的一种具有清洁功能的沼气发酵池，本发明集清洁、抽渣、搅拌和抽气的功能，利用风能和太阳能作为该沼气池的能量来源，大大降低了劳动强度和减少电能消耗。
2.本发明所述的一种具有清洁功能的沼气发酵池，所述的动力单元具有风杯，利用风力提供动力，风速高时，还能利用风力发电，环保、节约能源和减少成本。
3.本发明所述的一种具有清洁功能的沼气发酵池，所述的抽气单元是和动力单元、气压检测器配合使用，自动监控发酵池内的沼气压力，避免压力过大，抽气单元也是利用动力单元带动，不需要多余的电能消耗。
4.本发明所述的一种具有清洁功能的沼气发酵池，还具有太阳能发电板，通过太阳能发电，储存电能，进一步减少对电能消耗。
附图说明
下面结合附图对本发明作进一步说明。
图1是本发明的主视图；
图2是图1中A处放大图；
图中：箱体1、动力单元2、空心转轴21、齿轮一22、风杯23、抽气单元3、气缸31、推板一32、推杆33、复位弹簧34、推板二35、凸轮36、电磁联轴器一37、出气管38、空心螺旋管4、自动阀门41、单向门42、电磁联轴器二43、电动机5、电磁联轴器三51、齿轮二52、蓄电池6、气压检测器7、太阳能发电板8。
具体实施方式
为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。
如图1至图2所示，本发明一种具有清洁功能的沼气发酵池，包括箱体1、动力单元2、抽气单元3、空心螺旋管4、电动机5、蓄电池6、气压检测器7和太阳能发电板8。所述的箱体1为圆筒形，地面上有圆筒形地坑，箱体1位于地面的地坑内，箱体1用于作为发酵池，箱体1的上方有盖板，盖板用于覆盖箱体1；所述的动力单元2位于盖板上表面左右两侧，盖板上有圆形孔洞，动力单元2的空心转轴21竖直安装在圆形孔洞中，动力单元2用于提供动力；所述的抽气单元3安装在盖板下表面中间部位，抽气单元3和动力单元2连接共同配合箱体1中的沼气抽出；所述的空心螺旋管4通过电磁联轴器一37连接在空心转轴21下方，空心螺旋管4用于破碎箱体1中的浮渣；所述的的电动机5位于盖板上表面，电动机5通过齿轮连接动力单元2，电动机5用于发电和提供动力；所述的蓄电池6位于盖板上表面，蓄电池6用于储存电能；所述的气压检测器7位于箱体1内的左边箱壁上，气压检测器7用于检测箱体1内的沼气压力；所述的太阳能发电板8位于箱体1右边的地面上，太阳能发电板8电连接蓄电池6，太阳能发电板8用于给蓄电池6充电。工作时，动力单元2提供动力，带动空心螺旋管4转动，实现破碎浮渣和搅动发酵，空心螺旋管4顶部可以连接水泵，进而实现抽取箱体1的渣液，注入清水进行清洗箱体1，动力单元2和抽气单元3相互配合共同完成箱体1中的沼气排出，太阳能发电板8平时储存电能到蓄电池6中，保证整个系统的持续运行。
所述的动力单元2包括空心转轴21、齿轮一22和风杯23；所述的空心转轴21竖直安装在盖板的圆形孔洞内，空心转轴21用于抽取渣液和倒灌清水；所述的齿轮一22安装在空心转轴21下部，齿轮一22和齿轮二52啮合，齿轮一22用于带动齿轮二52转动；所述的风杯23安装在空心转轴21的顶部，风杯23通过支杆连接在空心转轴21上，风杯23利用风能带动空心转轴21转动。工作时，风杯24受到风力的作用推动空心转轴21转动，空心转轴21带动齿轮一22转动，齿轮一22和齿轮二52啮合，带给发电机充电，空心转轴21连接水泵，实现对箱体1的渣液抽取和箱体1内部的清洗。
所述的抽气单元3包括气缸31、推板一32、推杆33、复位弹簧34、推板二35、凸轮36、电磁联轴器一37和出气管38；所述的气缸31位于盖板下方中间部位；所述的推板一32位于气缸31内，推板一32用于将气缸31内的沼气压出；所述的推杆33右边连接推板一32，左边连接推板二35，推杆33用于推动推板一32移动；所述的复位弹簧34连接在气缸31外壁上和推板二35上，复位弹簧34用于将推板二35紧贴在凸轮36上；所述的凸轮36连接在空心转轴21上，凸轮36用于推动推板二35移动；所述的电磁联轴器一37安装在空心转轴21上，电磁联轴器一37凸轮36上方，电磁联轴器一37用于控制凸轮36的转动和停止；所述的出气管38安装在气缸31右边出气口上，出气管38用于将沼气排出。工作时，当气压检测器7检测到箱体1内的压力高于上限定值时，电磁联轴器一37工作，凸轮36随着空心转轴21转动，推动推板二35的左右移动，推板二35带动推杆33推动推板一32，将气缸31中的沼气压出，沼气通过出气管38排出箱体1，复位弹簧34使推板二35紧贴在凸轮36上，当气压检测器7检测到箱体1内部的压力低于下限定值时，电磁轴联器一37停止工作，气缸31不工作。
作为本发明的一种实施方式，所述的空心螺旋管4包括空心轴、自动阀门41、单向门42和电磁联轴器二43；所述的空心轴上端连接在电磁联轴器二43上，空心轴用于带动空心螺旋管4转动；所述的自动阀门41安装在空心螺旋管4的圆孔中，自动阀门41用于空心螺旋管4内的清水喷射出清洗箱体1内壁；所述的单向门42安装在空心螺旋管4下端，单向门42用于控制水流的进出空心轴内；所述的电磁联轴器二43位于凸轮36下方，电磁联轴器二43安装在空心轴上。工作时，电磁联轴器二43启动，空心轴转动带动空心螺旋管4转动，实现破碎浮渣和搅动沼渣的目的，空心螺旋管4底部设有单向门42，可用于抽取渣液，空心螺旋管4设有圆孔，当水泵启动注入清水时，单向门42关闭，空心螺旋管4的水压大，清水通过圆孔喷射处，对箱体1内部实现清洗功能，当不需要空心螺旋管4转动时，电磁联轴器二43不工作，空心螺旋管4停止转动。
作为本发明的一种实施方式，所述的电动机5还设有电磁联轴器三51，电动机5位于齿轮二52上，所述的齿轮二52安装在盖板上，齿轮二52和电动机5内部通过电磁联轴器三51连接，齿轮二52左边和齿轮一22啮合；所述的电磁联轴器三51位于电动机5输出轴下端，电磁联轴器三51用于控制电动机5和齿轮二52的转动接触。工作时，当风速快时，齿轮一22带动齿轮二52快速转动，电磁联轴器三51工作，齿轮二52带动电动机5转动，此时电动机5当发电机使用；当风速慢时，动力单元2提供动力不足，电磁联轴器三51依然工作，电动机5开始带动齿轮二52转动，提供动力；当风速正好提供所需的动力，不能用来发电也不需要电动力提供动力，电磁联轴器三51不工作，电动机5停止转动。
作为本发明的一种实施方式，所述的太阳能发电板8位于地面上，太阳能发电板8和蓄电池6电连接，利用太阳能发电，储存电能作为备用能源，保证系统的持续运行。
作为本发明的一种实施方式，所述单向门42通过铰接在空心转轴21下端，单向门42上设置有电磁铁，单向门42进而实现竖直合拢。当抽取渣液时，电磁铁将单向门42合拢，实现最大的抽取效率；当注入清水时，单向门42关闭，空心轴内水压上升，清水可以通过空心螺旋叶片41喷射清洗箱体1内壁。
工作时，风杯24受到风力的作用带动空心转轴21转动，当风速快时，齿轮一22带动齿轮二52快速转动，电磁联轴器三51工作，齿轮二52带动电动机5转动，此时电动机5当发电机使用；当风速慢时，动力单元2提供动力不足，电磁联轴器三51依然工作，电动机5开始带动齿轮二52转动，提供动力；当风速正好提供所需的动力，不能用来发电也不需要电动力提供动力，电磁联轴器三51不工作，电动机5停止转动；电磁联轴器二43启动，空心轴转动带动空心螺旋管4转动，实现破碎浮渣和搅动沼渣的目的，空心螺旋管4底部设有单向门42，可用于抽取渣液，空心螺旋管4设有圆孔，当水泵启动注入清水时，单向门42关闭，空心螺旋管4的水压大，清水通过圆孔喷射处，对箱体1内部实现清洗功能，当不需要空心螺旋管4转动时，电磁联轴器二43不工作，空心螺旋管4停止转动；当气压检测器7检测到箱体1内的压力高于上限定值时，电磁联轴器一37工作，凸轮36随着空心转轴21转动，推动推板二35的左右移动，推板二35带动推杆33推动推板一32，将气缸31中的沼气压出，沼气通过出气管38排出箱体1，复位弹簧34使推板二35紧贴在凸轮36上，当气压检测器7检测到箱体1内部的压力低于下限定值时，电磁轴联器一37停止工作，气缸31不工作；太阳能发电板8和蓄电池6电连接，利用太阳能发电，储存电能作为备用能源，保证系统的持续运行。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中的描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (5)

1.一种具有清洁功能的沼气发酵池，其特征在于：包括箱体(1)、动力单元(2)、抽气单元(3)、空心螺旋管(4)、电动机(5)、蓄电池(6)、气压检测器(7)和太阳能发电板(8)。所述的箱体(1)为圆筒形，地面上有圆筒形地坑，箱体(1)位于地面的地坑内，箱体(1)用于作为发酵池，箱体(1)的上方有盖板，盖板用于覆盖箱体(1)；所述的动力单元(2)位于盖板上表面，盖板上有圆形孔洞，动力单元(2)的空心转轴(21)竖直安装在圆形孔洞中，动力单元(2)用于提供动力；所述的抽气单元(3)安装在盖板下表面中间部位，抽气单元(3)和动力单元(2)连接共同配合箱体(1)中的沼气抽出；所述的空心螺旋管(4)通过电磁联轴器一(37)连接在空心转轴(21)下方，空心螺旋管(4)用于破碎箱体(1)中的浮渣；所述的电动机(5)位于盖板上表面，电动机(5)通过齿轮连接动力单元(2)，电动机(5)用于发电和提供动力；所述的蓄电池(6)位于盖板上表面，蓄电池(6)用于储存电能；所述的气压检测器(7)位于箱体(1)内的左边箱壁上，气压检测器(7)用于检测箱体(1)内的沼气压力；所述的太阳能发电板(8)位于箱体(1)右边的地面上，太阳能发电板(8)电连接蓄电池(6)，太阳能发电板(8)用于给蓄电池(6)充电；其中，
所述的动力单元(2)包括空心转轴(21)、齿轮一(22)和风杯(23)；所述的空心转轴(21)竖直安装在盖板的圆形孔洞内，空心转轴(21)用于抽取渣液和倒灌清水；所述的齿轮一(22)安装在空心转轴(21)下部，齿轮一(22)和齿轮二(52)啮合，齿轮一(22)用于带动齿轮二(52)转动；所述的风杯(23)安装在空心转轴(21)的顶部，风杯(23)通过支杆连接在空心转轴(21)上，风杯(23)利用风能带动空心转轴(21)转动；
所述的抽气单元(3)包括气缸(31)、推板一(32)、推杆(33)、复位弹簧(34)、推板二(35)、凸轮(36)、电磁联轴器一(37)和出气管(38)；所述的气缸(31)位于盖板下方中间部位；所述的推板一(32)位于气缸(31)内，推板一(32)用于将气缸(31)内的沼气压出；所述的推杆(33)右边连接推板一(32)，左边连接推板二(35)，推杆(33)用于推动推板一(32)移动；所述的复位弹簧(34)连接在气缸(31)外壁上和推板二(35)上，复位弹簧(34)用于将推板二(35)紧贴在凸轮(36)上；所述的凸轮(36)连接在空心转轴(21)上，凸轮(36)用于推动推板二(35)移动；所述的电磁联轴器一(37)安装在空心转轴(21)尾端，电磁联轴器一(37)位于凸轮(36)上方，电磁联轴器一(37)用于控制凸轮(36)的转动和停止；所述的出气管(38)安装在气缸(31)右边出气口上，出气管(38)用于将沼气排出。
2.根据权利要求1所述的一种具有清洁功能的沼气发酵池，其特征在于：所述的空心螺旋管(4)包括空心轴、自动阀门(41)、单向门(42)和电磁联轴器二(43)；所述的空心轴上端连接在电磁联轴器二(43)上，空心轴用于带动空心螺旋管(4)转动；所述的自动阀门(41)安装在空心螺旋管(4)的圆孔中，自动阀门(41)用于空心螺旋管(4)内的清水喷射出清洗箱体(1)内壁；所述的单向门(42)安装在空心螺旋管(4)下端，单向门(42)用于控制水流的进出空心轴内；所述的电磁联轴器二(43)位于凸轮(36)下方，电磁联轴器二(43)安装在空心轴上。
3.根据权利要求1所述的一种具有清洁功能的沼气发酵池，其特征在于：所述的电动机(5)还设有电磁联轴器三(51)，电动机(5)位于齿轮二(52)上，所述的齿轮二(52)安装在盖板上，齿轮二(52)和电动机(5)内部通过电磁联轴器三(51)连接，齿轮二(52)左边和齿轮一(22)啮合；所述的电磁联轴器三(51)位于电动机(5)输出轴下端，电磁联轴器三(51)用于控制电动机(5)和齿轮二(52)的转动接触；当风速快时，齿轮一(22)带动齿轮二(52)快速转动，电磁联轴器三(51)工作，齿轮二(52)带动电动机(5)转动，此时电动机(5)当发电机使用，当风速慢时，动力单元(2)提供动力不足，电动机(5)开始带动齿轮二(52)转动，提供动力。
4.根据权利要求1所述的一种具有清洁功能的沼气发酵池，其特征在于：所述的太阳能发电板(8)位于地面上，太阳能发电板(8)和蓄电池(6)电连接，利用太阳能发电，储存电能作为备用能源，保证系统的持续运行。
5.根据权利要求2所述的一种具有清洁功能的沼气发酵池，其特征在于：所述单向门(42)通过铰接在空心螺旋管(4)下端，单向门(42)上设置有电磁铁，单向门(42)进而实现竖直合拢。
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