CN110854410A - 一种处理废弃蔬果的微生物电池 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种处理废弃蔬果的微生物电池，属于微生物燃料电池技术领域。一种处理废弃蔬果的微生物电池，包括有蔬果处理舱和液体过滤桶，蔬果处理舱的顶端固定连接有注料斗，注料斗内安装有促进料机构，促进料机构下端连接有破碎分离机构，蔬果处理舱的底端固定连接有第一连通管，液体过滤桶的内部安装有多级过滤机构，液体过滤桶侧壁上固定连接有安装板，安装板上固定连接有抽水泵，抽水泵一端固定连接在液体过滤桶上，另一端固定连接有第二连通管，第二连通管远离抽水泵一端连接有微生物燃料电池机构；本发明是为了对废弃蔬果进行回收和二次利用，减少蔬果资源的浪费以及解决现有设计有机物与微生物的接触不够均匀，工作效率低的问题。

Description

一种处理废弃蔬果的微生物电池

技术领域

本发明涉及微生物燃料电池技术领域，尤其涉及一种处理废弃蔬果的微生物电池。

背景技术

微生物燃料电池是一种利用微生物将有机物中的化学能直接转化成电能的装置，其基本工作原理是：在阳极室厌氧环境下，有机物在微生物作用下分解并释放出电子和质子，电子依靠合适的电子传递介体在生物组分和阳极之间进行有效传递，并通过外电路传递到阴极形成电流，而质子通过质子交换膜传递到阴极，氧化剂（一般为氧气）在阴极得到电子被还原与质子结合成水。

微生物燃料电池现已在一些领域投入使用，与现有的其它利用有机物产能的技术相比，微生物燃料电池具有操作上和功能上的优势：首先，它将底物直接转化为电能，保证了具有高的能量转化效率；其次，不同于现有的所有生物能处理，微生物燃料电池在常温环境条件下能够有效运作；第三，微生物燃料电池不需要进行废气处理，因为它所产生的废气的主要组分是二氧化碳，一般条件下不具有可再利用的能量；第四，微生物燃料电池不需要输入较大能量，因为若是单室微生物燃料电池仅需通风就可以被动的补充阴极气体；第五，在缺乏电力基础设施的局部地区，微生物燃料电池具有广泛应用的潜力，同时也扩大了用来满足我们对能源需求的燃料的多样性。现存的微生物燃料电池已经在污水甚至医疗领域有所建树。

在农场和市场上，往往会出现大量废弃的蔬果出现，这些废弃的蔬果如果直接丢弃，会造成浪费现象；同时，目前市面上已经存在的微生物燃料电池在使用过程中，易出现电池中的有机物与微生物接触不够均匀的问题，鉴于上述问题，设计一种处理废弃蔬果的微生物电池就显得非常有必要了。

发明内容

本发明的目的是为了对废弃蔬果进行回收和二次利用，减少蔬果资源的浪费以及解决现有设计有机物与微生物的接触不够均匀，工作效率低的问题而提出的一种处理废弃蔬果的微生物电池，本发明有相较于市面上普通设计，将废弃蔬果的处理与微生物燃料电池相结合，减少废弃蔬果资源的无端浪费；同时，还解决了微生物燃料电池中有机物和微生物接触不够均匀的问题。

为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

一种处理废弃蔬果的微生物电池，包括有蔬果处理舱和液体过滤桶，所述蔬果处理舱的顶端固定连接有注料斗，所述注料斗内安装有促进料机构，所述促进料机构下端连接有破碎分离机构，所述蔬果处理舱的侧壁上固定连接有排渣口，所述蔬果处理舱的底端固定连接有第一连通管，所述液体过滤桶固定连接在第一连通管远离蔬果处理舱一端，所述液体过滤桶的内部安装有多级过滤机构，所述液体过滤桶侧壁上固定连接有安装板，所述安装板上固定连接有抽水泵，所述抽水泵一端固定连接在液体过滤桶上，另一端固定连接有第二连通管，所述第二连通管远离抽水泵一端连接有微生物燃料电池机构。

优选的，所述破碎分离机构包括有固定板，所述固定板固定连接在蔬果处理舱的内壁上，所述固定板上设置有过滤孔，所述固定板的下表面固定连接有保护壳体，所述保护壳体的内部设置有伺服电机，所述伺服电机固定连接在固定板上。

优选的，所述伺服电机的输出轴上固定连接有第一锥齿轮，所述第一锥齿轮与第二锥齿轮啮合连接，所述第二锥齿轮固定连接在连接轴的底端，所述连接轴转动连接在固定板上，所述连接轴上端固定连接有破碎刀片组。

优选的，所述促进料机构包括有太阳齿轮，所述太阳齿轮固定连接在连接轴的顶端，所述太阳齿轮的周围啮合连接有行星齿轮，所述行星齿轮转动连接在连接架上，所述行星齿轮周围还设置有内齿环，所述内齿环与行星齿轮啮合连接，所述内齿环的外侧边缘固定连接在蔬果分离板上，所述蔬果分离板顶端固定连接有促进料绞龙，所述促进料绞龙与注料斗转动连接。

优选的，所述多级过滤机构包括有大砾石层，所述大砾石层设置在液体过滤桶的底层，所述大砾石层上端设置有第一分隔板，所述第一分隔板上端设置有小砾石层，所述小砾石层上端设置有第二分隔层，所述第二分隔层上端设置有砂石层。

优选的，所述微生物燃料电池机构包括有电池盒，所述电池盒下端与第二连通管相连通，所述电池盒内部固定连接有质子交换膜，所述质子交换膜将电池盒的内腔分为电池阳极室和电池阴极室，所述电池盒内靠近液体过滤桶一侧为电池阳极室，所述电池阳极室内固定安装有电池阳极，所述电池阴极室内固定安装有电池阴极，所述电池阳极和电池阴极之间连接有外电路，所述电池阳极的周围固定安装有注入管，所述注入管上设置有渗料孔，所述注入管底端与第二连通管相连通。

与现有技术相比，本发明提供了一种处理废弃蔬果的微生物电池及方法和装置，具备以下有益效果：

（1）本发明在使用时，将废弃的蔬果从蔬果处理舱上方的注料斗中投入，在促进料机构的作用下，进入到蔬果处理舱内部，经由破碎分离机构进行破碎加工，加工产生的果汁向下流入到蔬果处理舱底部，而废渣可以从排渣口排出，在蔬果处理舱底部第一连通管连接处固定安装有排水泵，在排水泵的作用下可以将果汁注入到液体过滤桶中，液体进入过滤池后，会从池底慢慢向上方增长，液面上涨过程中经过多级过滤机构的大砾石层、小砾石层和砂土层，从而达到处理果汁内杂质和一些固体颗粒的结果，当液面上升至超过第二连通管时，可以在抽水泵的作用下将液体注入到生物燃料电池机构中进行反应；

（2）本发明的破碎分离机构和促进料机构工作时，首先将伺服电机启动，伺服电机通过带动第一锥齿轮转动，而第一锥齿轮与第二锥齿轮啮合连接，从而可以带动第二锥齿轮一同转动，第二锥齿轮固定连接在连接轴的底端，从而连接轴也能随之转动，连接轴上固定连接有破碎刀片组，连接轴逆时针旋转时，能够带动破碎刀片组逆时针旋转，而连接轴的顶端固定连接有太阳齿轮，连接轴能够带动太阳齿轮一同逆时针旋转，太阳齿轮与周围的行星齿轮啮合连接，从而可以带动行星齿轮顺时针转动，又因为行星齿轮还与内齿环啮合连接有，从而内齿环也会做顺时针转动，内齿环固定连接在蔬果分离板上，蔬果分离板上固定连接有促进料绞龙，从而蔬果分离板和促进料绞龙也会一同顺时针转动，促进料绞龙顺时针转动能够促进进料工作。而蔬果分离板可以将进入的废弃蔬果分散开来，进而便于破碎工作的进行，而蔬果分离板的旋转方向与破碎刀片组的旋转方向相反，利用此设计，更好的保证了蔬果破碎分离的效果。

（3）果汁在抽水泵的作用下经由第二连通管流入到微生物燃料电池内后，首先会进入到注入管内，注入管螺旋环绕设置在电池阳极周围，同时在注入管上设置有多个渗料孔，从而使得果汁可以通过渗料孔自由的向电池内液体中扩散，利用此设计，能使富含有机物的果汁，充分的与电池阳极上的微生物所结合，在电池阳极上附着着能分解有机物产生能量的偏酸性厌氧微生物，其能在酸性环境下，分解有机物产生电子和二氧化碳，电子通过外电路到达电池阴极，从而形成回路产生电流，而质子通过质子交换膜到达电池阴极，与氧反应生成水，利用上述设计，有效解决了现有设计有机物与微生物的接触不够均匀，工作效率低的问题。

附图说明

图1为本发明提出的一种处理废弃蔬果的微生物电池的结构示意图；

图2为本发明提出的一种处理废弃蔬果的微生物电池的爆炸结构示意图；

图3为本发明提出的一种处理废弃蔬果的微生物电池的破碎分离机构的爆炸结构示意图；

图4为本发明提出的一种处理废弃蔬果的微生物电池的促进料机构机构的爆炸结构示意图；

图5为本发明提出的一种处理废弃蔬果的微生物电池的多级过滤机构的结构示意图；

图6为本发明提出的一种处理废弃蔬果的微生物电池的微生物燃料电池机构的结构示意图。

图号说明：

1、蔬果处理舱；2、注料斗；3、排渣口；4、第一连通管；5、液体过滤桶；6、多级过滤机构；601、大砾石层；602、第一分隔板；603、小砾石层；604、第二分隔板；605、砂土层；7、安装板；8、抽水泵；9、第二连通管；10、微生物燃料电池机构；1001、电池盒；1002、质子交换膜；1003、电池阳极；1004、电池阴极；1005、外电路；1006、注入管；1007、渗料孔；11、破碎分离机构；1101、固定板；1102、过滤孔；1103、保护壳体；1104、伺服电机；1105、第一锥齿轮；1106、第二锥齿轮；1107、连接轴；1108、破碎刀片组；12、促进料机构；1201、太阳齿轮；1202、行星齿轮；1203、连接架；1204、内齿环；1205、蔬果分离板；1206、促进料绞龙。

具体实施方式

下面将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，而不是全部的实施例。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，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。

实施例1：

请参阅图1、2和5，一种处理废弃蔬果的微生物电池，包括有蔬果处理舱1和液体过滤桶5，其特征在于，蔬果处理舱1的顶端固定连接有注料斗2，注料斗2内安装有促进料机构12，促进料机构12下端连接有破碎分离机构11，蔬果处理舱1的侧壁上固定连接有排渣口3，蔬果处理舱1的底端固定连接有第一连通管4，液体过滤桶5固定连接在第一连通管4远离蔬果处理舱1一端，液体过滤桶5的内部安装有多级过滤机构6，液体过滤桶5侧壁上固定连接有安装板7，安装板7上固定连接有抽水泵8，抽水泵8一端固定连接在液体过滤桶5上，另一端固定连接有第二连通管9，第二连通管9远离抽水泵8一端连接有微生物燃料电池机构10。

多级过滤机构6包括有大砾石层601，大砾石层601设置在液体过滤桶5的底层，大砾石层601上端设置有第一分隔板602，第一分隔板602上端设置有小砾石层603，小砾石层603上端设置有第二分隔层604，第二分隔层604上端设置有砂石层605。

本发明在使用时，将废弃的蔬果从蔬果处理舱1上方的注料斗2中投入，在促进料机构12的作用下，进入到蔬果处理舱1内部，经由破碎分离机构11进行破碎加工，加工产生的果汁向下流入到蔬果处理舱1底部，而废渣可以从排渣口3排出，在蔬果处理舱1底部第一连通管4连接处固定安装有排水泵，在排水泵的作用下可以将果汁注入到液体过滤桶5中，液体进入过滤池后，会从池底慢慢向上方增长，液面上涨过程中经过多级过滤机构6的大砾石层601、小砾石层603和砂土层605，从而达到处理果汁内杂质和一些固体颗粒的结果，当液面上升至超过第二连通管9时，可以在抽水泵8的作用下将液体注入到生物燃料电池机构10中进行反应。

实施例2：

请参阅图3-4，基于实施例1又有所不同之处在于；

破碎分离机构11包括有固定板1101，固定板1101固定连接在蔬果处理舱1的内壁上，固定板1101上设置有过滤孔1102，固定板1101的下表面固定连接有保护壳体1103，保护壳体1103的内部设置有伺服电机1104，伺服电机1104固定连接在固定板1101上。

伺服电机1104的输出轴上固定连接有第一锥齿轮1105，第一锥齿轮1105与第二锥齿轮1106啮合连接，第二锥齿轮1106固定连接在连接轴1107的底端，连接轴1107转动连接在固定板1101上，连接轴1107上端固定连接有破碎刀片组1108。

促进料机构12包括有太阳齿轮1201，太阳齿轮1201固定连接在连接轴1107的顶端，太阳齿轮1201的周围啮合连接有行星齿轮1202，行星齿轮1202转动连接在连接架1203上，行星齿轮1202周围还设置有内齿环1204，内齿环1204与行星齿轮1202啮合连接，内齿环1204的外侧边缘固定连接在蔬果分离板1205上，蔬果分离板1205顶端固定连接有促进料绞龙1206，促进料绞龙1206与注料斗2转动连接。

本发明的破碎分离机构11和促进料机构12工作时，首先将伺服电机1104启动，伺服电机1104带动第一锥齿轮1105转动，而第一锥齿轮1105与第二锥齿轮1106啮合连接，从而可以带动第二锥齿轮1106一同转动，第二锥齿轮1106固定连接在连接轴1107的底端，从而连接轴1107也能随之转动，连接轴1107上固定连接有破碎刀片组1108，连接轴1107逆时针旋转时，能够带动破碎刀片组1108逆时针旋转，而连接轴1107的顶端固定连接有太阳齿轮1201，连接轴1107能够带动太阳齿轮1201一同逆时针旋转，太阳齿轮1201与周围的行星齿轮1201啮合连接，从而可以带动行星齿轮1202顺时针转动，又因为行星齿轮1202还与内齿环1204啮合连接有，从而内齿环1204也会做顺时针转动，内齿环1204固定连接在蔬果分离板1205上，蔬果分离板1205上固定连接有促进料绞龙1206，从而蔬果分离板1205和促进料绞龙1206也会一同顺时针转动，促进料绞龙1206顺时针转动能够促进进料工作。而蔬果分离板1205可以将进入的废弃蔬果分散开来，进而便于破碎工作的进行，而蔬果分离板1205的旋转方向与破碎刀片组1108的旋转方向相反，利用此设计，更好的保证了蔬果破碎分离的效果。

实施例3：请参阅图6，基于实施例1或2又有所不同之处在于；

微生物燃料电池机构10包括有电池盒1001，电池盒1001下端与第二连通管9相连通，电池盒1001内部固定连接有质子交换膜1002，质子交换膜1002将电池盒1001的内腔分为电池阳极室和电池阴极室，电池盒1001内靠近液体过滤桶5一侧为电池阳极室，电池阳极室内固定安装有电池阳极1003，电池阴极室内固定安装有电池阴极1004，电池阳极1003和电池阴极1004之间连接有外电路1005，电池阳极1003的周围固定安装有注入管1006，注入管1006上设置有渗料孔1007，注入管1006底端与第二连通管9相连通。

果汁在抽水泵8的作用下经由第二连通管9流入到微生物燃料电池10内后，首先会进入到注入管1006内，注入管1006螺旋环绕设置在电池阳极1003周围，同时在注入管1006上设置有多个渗料孔1007，从而使得果汁可以通过渗料孔1007自由的向电池内液体中扩散，利用此设计，能使富含有机物的果汁，充分的与电池阳极1003上的微生物所结合，在电池阳极1003上附着着能分解有机物产生能量的偏酸性厌氧微生物，其能在酸性环境下，分解有机物产生电子和二氧化碳，电子通过外电路1005到达电池阴极1004，从而形成回路产生电流，而质子通过质子交换膜1002到达电池阴极1004，与氧反应生成水，利用上述设计，有效解决了现有设计有机物与微生物的接触不够均匀，工作效率低的问题。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种处理废弃蔬果的微生物电池，包括有蔬果处理舱（1）和液体过滤桶（5），其特征在于，所述蔬果处理舱（1）的顶端固定连接有注料斗（2），所述注料斗（2）内安装有促进料机构（12），所述促进料机构（12）下端连接有破碎分离机构（11），所述蔬果处理舱（1）的侧壁上固定连接有排渣口（3），所述蔬果处理舱（1）的底端固定连接有第一连通管（4），所述液体过滤桶（5）固定连接在第一连通管（4）远离蔬果处理舱（1）一端，所述液体过滤桶（5）的内部安装有多级过滤机构（6），所述液体过滤桶（5）侧壁上固定连接有安装板（7），所述安装板（7）上固定连接有抽水泵（8），所述抽水泵（8）一端固定连接在液体过滤桶（5）上，另一端固定连接有第二连通管（9），所述第二连通管（9）远离抽水泵（8）一端连接有微生物燃料电池机构（10）。

2.根据权利要求1所述的一种处理废弃蔬果的微生物电池，其特征在于：所述破碎分离机构（11）包括有固定板（1101），所述固定板（1101）固定连接在蔬果处理舱（1）的内壁上，所述固定板（1101）上设置有过滤孔（1102），所述固定板（1101）的下表面固定连接有保护壳体（1103），所述保护壳体（1103）的内部设置有伺服电机（1104），所述伺服电机（1104）固定连接在固定板（1101）上。

3.根据权利要求2所述的一种处理废弃蔬果的微生物电池，其特征在于：所述伺服电机（1104）的输出轴上固定连接有第一锥齿轮（1105），所述第一锥齿轮（1105）与第二锥齿轮（1106）啮合连接，所述第二锥齿轮（1106）固定连接在连接轴（1107）的底端，所述连接轴（1107）转动连接在固定板（1101）上，所述连接轴（1107）上端固定连接有破碎刀片组（1108）。

4.根据权利要求1所述的一种处理废弃蔬果的微生物电池，其特征在于：所述促进料机构（12）包括有太阳齿轮（1201），所述太阳齿轮（1201）固定连接在连接轴（1107）的顶端，所述太阳齿轮（1201）的周围啮合连接有行星齿轮（1202），所述行星齿轮（1202）转动连接在连接架（1203）上，所述行星齿轮（1202）周围还设置有内齿环（1204），所述内齿环（1204）与行星齿轮（1202）啮合连接，所述内齿环（1204）的外侧边缘固定连接在蔬果分离板（1205）上，所述蔬果分离板（1205）顶端固定连接有促进料绞龙（1206），所述促进料绞龙（1206）与注料斗（2）转动连接。

5.根据权利要求1所述的一种处理废弃蔬果的微生物电池，其特征在于：所述多级过滤机构（6）包括有大砾石层（601），所述大砾石层（601）设置在液体过滤桶（5）的底层，所述大砾石层（601）上端设置有第一分隔板（602），所述第一分隔板（602）上端设置有小砾石层（603），所述小砾石层（603）上端设置有第二分隔层（604），所述第二分隔层（604）上端设置有砂石层（605）。

6.根据权利要求1所述的一种处理废弃蔬果的微生物电池，其特征在于：所述微生物燃料电池机构（10）包括有电池盒（1001），所述电池盒（1001）下端与第二连通管（9）相连通，所述电池盒（1001）内部固定连接有质子交换膜（1002），所述质子交换膜（1002）将电池盒（1001）的内腔分为电池阳极室和电池阴极室，所述电池盒（1001）内靠近液体过滤桶（5）一侧为电池阳极室，所述电池阳极室内固定安装有电池阳极（1003），所述电池阴极室内固定安装有电池阴极（1004），所述电池阳极（1003）和电池阴极（1004）之间连接有外电路（1005），所述电池阳极（1003）的周围固定安装有注入管（1006），所述注入管（1006）上设置有渗料孔（1007），所述注入管（1006）底端与第二连通管（9）相连通。

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