CN201809347U - 沼气反应罐体的膜密封装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种沼气反应罐体的膜密封装置，设置在沼气反应罐顶部，密封由一层或多层功能膜组成的膜盖，该密封装置包括夹紧轨和压条，所述夹紧轨的凹槽开口向外且沿罐体的外周设置，所述压条可将功能膜压紧并内嵌于所述夹紧轨的凹槽内。本实用新型有效地保证了顶部膜盖的气密性，操作简便易行，并可以在整个系统运行的情况下部分或全部打开。从而对罐体的任何部位进行维护或检查。

Description

沼气反应罐体的膜密封装置

技术领域

本实用新型涉及一种生物沼气反应罐体顶部的密封装置，特别是涉及一种罐体顶部弹性膜盖的密封装置。

背景技术

在大多数情况下，沼气的产生是在厌氧环境中进行的。任何形状的、加盖气体密封的、可以用来保存进料的罐或池体，叫做沼气池、发酵罐或反应器。目前，最常见的发酵罐是圆柱形的混凝土或钢结构的罐体。发酵罐中的进料(发酵底物)被加热到中温32-43℃或高温50-75℃。在这种温暖的厌氧环境中，发酵菌将开始生长和分解进料中的挥发性有机物并产生沼气。在发酵罐的上部，即高于底物表面的空间，沼气被固定的发酵罐顶部捕捉并输送到外部储存装置，或直接被发酵罐顶部的柔性膜盖捕捉。目前许多系统在发酵罐外部建一个气体收集储存装置，其造价较高，占地面积大。另外一种收集方式是沼气被罐体顶部的弹性膜盖直接捕捉并收集。该膜盖包括一层或多层功能膜。由于整个发酵过程是厌氧环境，必须把膜盖密封在罐体边缘或壁上。最常见的密封方法是用螺母和/或胶水把膜密封固定在罐体边缘或罐体壁上来保证气密性。把膜用特定的螺栓和/或胶水直接固定在罐体上，难以保证密封处的气密性以及膜的受力均匀性。另外一种方法是利用水封槽来密封膜，把膜用螺纹、木棍、缆绳或其他东西固定在水槽中，该方式在严寒冬季需要对水槽采取保温措施。在严寒地区，冬季水槽结冰，不能够保证膜的气密性。中国专利CN201106011Y“产气贮气一体化厌氧发酵装置”公开了一种膜的固定方式。它在罐体上沿口有相配合的压条，螺栓穿过压条和密封板将膜压紧在沿口上。该方法操作复杂，不能保证密封处膜的受力均匀性，同时无法在不损伤膜的情况下打开膜盖。由于沼气储存区时高爆炸区，如果该固定系统需要打开，必须借助工具，这在安全方面是不允许的。

实用新型内容

本实用新型提供一种膜密封装置，有效地解决了沼气反应罐体顶部膜盖的气密性问题。进一步，该膜密封装置还可以解决膜的受力均匀性，密封的操作工序复杂，以及解决在不损伤膜的情况下、在高防爆区内迅速、安全地打开膜盖的问题。

为解决上述技术问题，本实用新型提供如下技术方案：

一种沼气反应罐体的膜密封装置，设置在沼气反应罐顶部边沿，密封由一层或多层功能膜组成的密封性膜盖，该密封装置包括由夹紧轨和压条，所述夹紧轨主体呈凹槽形，夹紧轨的凹槽开口向外且沿罐体的外周设置，所述压条可将功能膜压紧并内嵌于所述夹紧轨的凹槽内。

进一步地，上述压条为弹性体。压条优选为可充放压缩空气的中空软管，并在充气状态下将功能膜压紧并固定于所述夹紧轨的凹槽内。

优选地，上述压条设有控制压缩空气充放的阀门。

优选地，上述夹紧轨与所述罐体一体成形。

优选地，当上述夹紧轨采用分体加工的方式时，该夹紧轨的结构可以为凹槽大致呈C形或U形的箍，所述夹紧轨上与其开口对应的底端固定于所述罐体；还可以将上述夹紧轨通过与其本体连接的支撑杆固定于所述罐体，并且可以通过位于其下部的固定件与所述罐体连接。固定方式可以是使用螺栓，焊接或粘贴，取决于罐体材质。

其中，上述支撑杆的一端斜向连接于所述夹紧轨，斜向支撑固定于所述罐体的外壁，且所述夹紧轨的底端接近于或相抵于所述罐体的外壁。

可选地，上述支撑杆的一端竖向连接于所述夹紧轨，且与所述罐体的外壁相贴合，所述夹紧轨的底端接近于或相抵于所述罐体的外壁。

优选地，上述支撑杆通过位于其下部的固定件与所述罐体连接。

优选地，上述夹紧轨的本体部分或全部内置于罐体的罐体壁内。

本实用新型的优点和效果

1、本实用新型采用夹紧轨与压条的嵌合固定结构，有效地保证了顶部膜盖的气密性，操作快速、安全、简便易行。

2、本实用新型采用了可充放压缩空气的软管作为压条，该压条在加入压缩空气后成膨胀状态，从而在夹紧轨中形成压力加压夹紧固定膜盖。

3、本实用新型可以在整个系统运行的情况下，在高防爆区不需要任何工具，部分或全部的打开。也就是，通过减小柔性管的夹持力，使膜可以在需要部位打开，从而对罐体的任何部位进行维护或检查；当工作结束后，把膜及柔性管放入C形箍中，加大柔性管的压力就可以恢复到正常的工作状态。该操作非常灵活，可以在很短的时间内完成，简单方便和安全，节省时间和人力。

4、本实用新型的密封装置在罐体内部压力过大而其他安全装置失灵的情况下，膜盖可以在罐体压力增加到一定值时，作为安全装置迅速全部或部分从夹紧轨夹紧轨中拉出从而打开膜盖，避免罐体爆炸；这样使得密封装置作为破裂点(打开点)，可以在避免膜爆炸(气球效应)；在低压情况下，破裂点(打开点)作用可以避免罐体特别是对低压敏感的钢罐严重变形。

5、本实用新型的密封装置可以灵活的应用于任何形状或材质的罐体，例如塑料、钢罐、不锈钢罐、搪瓷罐和混凝土罐。

6、本实用新型相对于螺丝固定系统或其他固定的密封系统造价低。

附图说明

图1为本实用新型实施例一的结构示意图

图2为本实用新型实施例一中压条与夹紧轨的嵌合状态局部示意图

图3为本实用新型实施例一的使用状态图

图4为本实用新型实施例二的结构示意图

图5为本实用新型实施例三的结构示意图

图6为本实用新型实施例四的结构示意图。

其中，图中，1-夹紧轨；2-压条；3-密封膜；4-气体收集膜；5-外部保护膜；6-反应罐；7-螺栓

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步详细说明。

本实用新型的技术方案是应用于沼气发酵装置中反应罐的顶部膜盖的固定密封技术。该反应罐是指用来发酵有机物质的发酵罐，在本行业中通常可称为发酵罐、厌氧消化罐和反应器。该反应罐体通常是圆形，但是也可以是椭圆形或方形，材料可以是钢、不锈钢、搪瓷、混凝土和工程塑料等。反应罐在整个发酵过程是厌氧环境，所产生的沼气被罐体顶部的弹性膜盖收集。该弹性膜盖是由罐体顶部上设有的一层或多层具有不同功能的膜单独或组合形成的盖子，比如气体收集膜为防腐、气密性膜材料，外部保护膜为防风、抗紫外线膜材，但不仅限于上述功能膜。

如图1-3所示，本实用新型提供一种沼气反应罐体的密封装置，包括夹紧轨1和压条2。该密封装置设置在沼气反应罐顶部，用以固定和密封罐体6顶部的膜盖，该膜盖包括三层功能膜，功能膜从外至内依次为外部保护膜5、气体收集膜4和密封膜3，其中外部保护膜5主要是保护作用，一是避免气体收集膜4受到紫外线、雨雪等损害，二是与气体收集膜4之间形成的密闭空间可以通过风机和泄压阀门保证储气室压力的稳定；气体收集膜4主要用于收集罐体6内产生的沼气，防止泄露；密封膜3主用于解决气体收集膜4内壁与罐体6之间密封，从而进一步保证罐体6的气密性，该密封膜3通过固定件固定在罐体6内壁。该密封膜3与罐体6内壁之间可以采用现有的任一种固定方式。为清晰地说明本实用新型的技术方案，图示中省略了反应罐体上需要安装的各种阀门、出口以及管道等部件。

本实施例中，反应罐体6顶部的密封装置采用C形箍结构，也就是，上述的夹紧轨1为C型箍，压条2为夹紧软管。

其中，夹紧轨1包括本体凹槽11和支撑杆12，图1中显示了压条嵌入夹紧轨时的断面结构。本体凹槽11整体的形状与罐体的形状相配合，可套设(本体与罐体之间留有微小的缝隙)或箍设(本体与罐体的外壁相接触)在罐体的顶部外周；本体11的截面大致呈C形或者其他形状如矩形，三角形等等，C型凹槽的开口大小根据发酵罐的大小，形状以及膜的数量而定，并且随之匹配相应大小的压条2来保证气密性和夹持力。对于C形的夹紧轨而言，其底部呈弧形，并开有一呈C形并开口向外的凹槽111，其下部设有用于支撑和固定的支撑杆12，该本体11与支撑杆12可以一体加工成形，可由金属、合金或工程塑料等防腐蚀材料制成。也可以分体加工后焊接而成。在本实施例中，可优选具有高防腐、防锈性能的合金钢。当然本体11和支撑杆12也可以通过分体加工然后焊接而成。上述支撑杆12的一端与本体11的外端连接，另一端弯折延伸出一段用于与上述罐体6固定的固定部121，使得支撑杆在罐体上呈斜向支撑固定。在实际施工安装中，如果反应罐体采用混凝土制成，该支撑杆12通过下端的螺栓7固定在罐体的外壁上。如果反应罐体6采用钢或不锈钢制成，支撑杆1可以通过螺栓等固定件或焊接将其固定在罐体6上。当然，除了上述的螺栓、焊接固定方式，还可以是本领域中其它任何一种固定方式。图3中显示了上述支撑杆12的数量可以采用若干个，均匀间隔分布在夹紧轨的本体11下端，沿罐体6顶部的外壁边缘通过螺栓7设置。从上述的描述可以看出，夹紧轨1与罐体6之间的固定连接位置基本上均设置在支撑杆12的下端，该结构的好处是结构简单、安装方便并可降低成本，夹紧轨的本体11与罐体6间不需要固定，本体11在压条2内压缩空气的压力下，即可紧箍在罐体6上。

上述压条2为弹性体，比如橡胶类的弹性材料。使用时，将其挤入夹紧轨的凹槽内即可压紧固定功能膜。在本实施例，压条优选采用但不限于柔性复合软管，该柔性复合软管可以是采用多层材料复合形成的中空管。该压条2具有一定的弹性，一端与压缩空气装置连接。压条2上设置可以充放压缩空气的阀门或连接开关，该阀门或连接开关可以设置在压条的延伸段，该延伸段没有嵌合在夹紧轨内(图中未示，可采用现有技术)。密封时，可先将密封膜3、气体收集膜4和外部保护膜5依次捏合在一起，塞入到凹槽111内，并保证膜的外端留有多余的部分露在凹槽111的外面，然后对准凹槽111，推入压条2。如果上述外部保护膜5被压紧后留出的裙部较长，还可以考虑在外部保护膜5的外端设置若干个固定卡子，用以将其加固在反应罐体上。使用时，通过向压条2的管体内充入压缩空气膨胀变形，也就是说，该压条2在加入压缩空气后成膨胀状态，从而在凹槽111中形成压力，将上述的密封膜3的外端、气体收集膜4和外部保护膜5压紧并内嵌于上述的夹紧轨1的凹槽111内。

在沼气发酵反应过程中，根据系统运行的情况，可以随时全部或部分打开密封装置。具体操作过程是减少压条2内压缩空气的压力，进而减小压条2的夹持力，操作人员可以在需要部位将夹紧轨1内的密封膜3、气体收集膜4和外部保护膜5拉出，然后对罐体6的任何部位进行维护或检查；当工作结束后，把上述密封膜3、气体收集膜4和外部保护膜5再放入夹紧轨1的凹槽11中，加大压条2的压力就可以恢复到正常的工作状态。如果遇到罐体6内部压力过大而其他安全装置失灵的情况下，膜可以在压力大于一定值时自动从夹紧轨拉出，因为压条的最大夹持力小于此时膜的拉力，释放气体并减少压力，从而可以避免罐体爆炸。在此过程中，没有任何设备受到损害：罐体没有变形，膜及夹紧轨完好如初。当紧急状况解决后，通过减小压条的压缩空气压力，把膜放入夹紧轨凹槽中，加大压条2的压力就可以恢复到正常的工作状态。

从图4、5中显示的压条嵌入夹紧轨时的断面结构，可以清楚地了解所述夹紧轨的另外三种实施结构。需要说明的是，图号标记相同的部分与实施例一中描述的部件相同。其中，图4中的夹紧轨包括本体11′和支撑杆12′，与实施一中所采用的弧形底不同的是，该本体11′的底部呈平直状，与罐体6的外壁平行，二者间贴合或保持微小的缝隙，本体11′内的凹槽呈C形，支撑杆12′呈竖直状，贴合在罐体6的外壁上，并在支撑杆12′的下端用螺栓固定。图5中的夹紧轨包括本体11″和支撑杆12″，与实施一中的本体11″的形状相同，底部呈弧形，截面大致呈C形，本体11″内的凹槽呈C形，支撑杆12″呈竖直状，贴合在罐体6的外壁上，并在支撑杆12″的下端用螺栓固定。图6中所示凹槽部1″′为一截面大致呈C形的箍，其本体部分嵌入到罐体6的外壁内。该结构比较适合于混凝土的反应罐体6，在反应罐体外壁的混凝土未干燥时，将金属材料的凹槽部1″′嵌固于罐体上。当然，上述呈C形结构的凹槽部1″′在反应罐体6也采用金属材料时，可以将凹槽部1″′直接焊接固定罐体6的外壁上。

以上通过示例性实施例的方式对本实用新型进行示例性的说明，但本实用新型并不局限于此。应该理解为，在不偏离本实用新型的构思、工作原理的情况下，以上实施例中的设备、材料、安装使用可通过本技术领域人员知悉的其它替换或等同方法来替换。

Claims (10)

1.一种沼气反应罐体的膜密封装置，设置在沼气反应罐顶部边沿，密封由一层或多层功能膜组成的密封性膜盖，其特征在于：

该密封装置包括由夹紧轨和压条，

所述夹紧轨主体呈凹槽形，夹紧轨的凹槽开口向外且沿罐体的外周设置，

所述压条可将功能膜压紧并内嵌于所述夹紧轨的凹槽内。

2.如权利要求1所述的膜密封装置，其特征在于：所述压条为弹性体。

3.如权利要求2所述的膜密封装置，其特征在于：所述压条为可充放压缩空气的中空软管，并在充气状态下将功能膜压紧并固定于所述夹紧轨的凹槽内。

4.如权利要求3所述的膜密封装置，其特征在于：所述压条设有控制压缩空气充放的阀门。

5.如权利要求3所述的膜密封装置，其特征在于：所述夹紧轨与所述罐体一体成形。

6.如权利要求1-5中任一所述的膜密封装置，其特征在于：所述夹紧轨为设有呈C形或U形凹槽的箍，所述夹紧轨上与凹槽开口对应的底端固定于所述罐体，或者所述夹紧轨通过支撑杆固定于所述罐体。

7.如权利要求6所述的膜密封装置，其特征在于：所述支撑杆的一端斜向连接于所述夹紧轨，斜向支撑固定于所述罐体的外壁，且所述夹紧轨的底端接近于或相抵于所述罐体的外壁。

8.如权利要求6所述的膜密封装置，其特征在于：所述支撑杆的一端竖向连接于所述夹紧轨，且与所述罐体的外壁相贴合，所述夹紧轨的底端接近于或相抵于所述罐体的外壁。

9.如权利要求8所述的膜密封装置，其特征在于：所述支撑杆通过位于其下部的固定件与所述罐体连接。

10.如权利要求1所述的膜密封装置，其特征在于：所述夹紧轨的本体部分或全部内置于罐体的罐体壁内。 

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