CN208182983U - 一种负反馈系统的沼气装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种负反馈系统的沼气装置，其包括沼气罐和储沼气罐，沼气罐上设置有原料进口、废料出口和沼气收集口，沼气罐内安装有螺旋状的环形加热管，加热管与外部的空气源热泵通过导管连接，空气源热泵的输出口上安装有水泵和热源控制阀；储沼气罐上设置有沼气进口、沼气出口和气压检测仪，沼气进口和沼气收集口通过导管连接，沼气收集口上设置有排气口，排气口和沼气进口的导管上均设置有电磁阀；电池阀、热源控制阀、水泵和空气源热泵均与控制器连接。本实用新型设计合理，结构简单，通过设置一套完整的负反馈系统，来对沼气的发酵进行阶段性的控制。

Description

一种负反馈系统的沼气装置

技术领域

本实用新型涉及沼气技术领域，具体涉及一种负反馈系统的沼气装置。

背景技术

沼气既可作为照明用的能源，又可作为炊事用的燃气能源，是一种符合可持续发展战略的清洁能源。由于产生沼气的主要原料来自于农作物，可极大降低了林木资源的消耗以及燃煤资源的消耗，因此，沼气是近年来推广应用和研究较为普遍的技术。

现有技术的沼气发生装置大都设置在密闭的环境中，沼气的收集也是一项重要的技术要求；在沼气的生产和收集的过程中，由于无法直观的检测沼气的发酵情况，人们在不同的季节和时段，对沼气的需求也不同。在人们大量需求沼气时，沼气的发酵速度不够，当沼气需求量较少时，沼气过剩，无法收集；这样就给人们带来了极大的不便，同时过量的沼气也给会给人们带来一定的危害。

实用新型内容

针对现有技术的上述不足，本实用新型提供了一种设置有负反馈系统的沼气装置。

为达到上述发明目的，本实用新型采用的技术方案为：

提供一种负反馈系统的沼气装置，其包括沼气罐和储沼气罐，沼气罐上设置有原料进口、废料出口和沼气收集口，沼气罐内安装有螺旋状的环形加热管，加热管与外部的空气源热泵通过导管连接，空气源热泵的输出口上安装有水泵和热源控制阀；储沼气罐上设置有沼气进口、沼气出口和气压检测仪，沼气进口和沼气收集口通过导管连接，沼气收集口上设置有排气口，排气口和沼气进口的导管上均设置有电磁阀；电池阀、热源控制阀、水泵和空气源热泵均与控制器连接。

进一步地，沼气罐内设置有搅拌杆，搅拌杆贯穿沼气罐与设置于沼气罐外部的电机连接，搅拌杆上设置有三叉形的搅拌刀，电机与控制器连接。

进一步地，控制器上还连接有氮气发生器，氮气发生器通过导管与沼气罐内部导通。

进一步地，沼气罐的底部设置有电加热板，电加热板与控制器连接。

本实用新型的有益效果为：沼气罐通过在外部设置空气源热泵为沼气罐内部提供热源，催化沼气发酵，水泵为环形加热管内的循环介质提供动力，沼气发酵产生的沼气通过导管收集在储沼气罐内，储沼气罐上设置的气压检测仪用于检测储沼气罐内的气压。当气压过大时，气压检测仪将信息反馈给控制器，控制器控制水泵和空气源热泵停止工作，同时关闭热源控制阀和沼气进口上的电磁阀，沼气罐内继续发酵产生的少量沼气可直接通过控制器打开排气口上的电磁阀排出。

当随着储沼气罐内的沼气被使用，储沼气罐内的气压降低，控制器控制水泵和空气源热泵工作，同时打开热源控制阀和沼气进口上的电磁阀。进行正常的沼气发酵。当储沼气罐内的气压过低时，控制器控制沼气罐底部设置的电加热板工作，进一步催化沼气发酵，加大沼气产量。

当需要更换沼气发酵原料时，控制器控制水泵、空气源热泵、同时热源控制阀和沼气进口上的电磁阀同时关闭，打开排气口上的电磁阀，同时打开氮气发生器，向沼气罐内输送氮气以排出残留的沼气，防止沼气危害人体和防止爆炸。沼气罐内设置有搅拌刀，防止发酵原料结团和表面结壳现象。

附图说明

图1为沼气装置的整体结构和控制系统的示意图。

其中，1、空气源热泵，2、水泵，3、热源控制阀，4、环形加热管，5、沼气罐，6、储沼气罐，7、沼气出口，8、电磁阀，9、气压检测仪，10、排气口，11、电机，12、原料进口，13、循环出口，14、控制器，15、氮气发生器，16、搅拌杆，17、搅拌刀，18、废料出口，19、沼气收集口，20、沼气进口。

具体实施方式

下面对本实用新型的具体实施方式进行描述，以便于本技术领域的技术人员理解本实用新型，但应该清楚，本实用新型不限于具体实施方式的范围，对本技术领域的普通技术人员来讲，只要各种变化在所附的权利要求限定和确定的本实用新型的精神和范围内，这些变化是显而易见的，一切利用本实用新型构思的发明创造均在保护之列。

如图1所示，一种负反馈系统的沼气装置包括沼气罐5和储沼气罐6，沼气罐5上开设有原料进口12、废料出口18和沼气收集口19，沼气收集口19与储沼气罐6通过导管连接，沼气罐5内安装有螺旋状的环形加热管4，环形加热管4的循环进口设置于沼气罐5的底部，循环出口13设置于沼气罐5的上部，并且循环进口与热源控制阀3连接，循环出口13通过导管与空气源热泵1连接。

在循环进口与空气源热泵1连接的导管上设置有水泵2和热源控制阀3，优选热源控制阀3采用电磁阀8，沼气进口20的导管上设置有电磁阀8，沼气收集口19的导管上设置有排气口10，排气口10上设置有电磁阀8。储沼气罐6上安装有气压检测仪9，电磁阀8、空气源热泵1、水泵2和气压检测仪9均与控制器14连接，控制器14采用西门子S7-200PLC控制器。

本方案在实施时，沼气发酵原料从原料进口12装入，空气源热泵1为环形加热管4内的循环介质提供热量，循环介质采用液态水，水泵2为循环介质提供能量，确保循环的持续进行；发酵产生的沼气收集在储沼气罐6内。当储沼气罐6内的气压过大时，气压检测仪9将信息反馈给控制器14，控制器14控制水泵2和空气源热泵1停止工作，减小沼气发酵的产量，同时将热源控制阀3和沼气进口20处的电磁阀8关闭，打开排气口10上的电磁阀8，将低速发酵产生的少量沼气排出；防止沼气装置内的气压持续升高。

当随着人们的沼气的使用，储沼气罐6内的沼气从沼气出口7排出，随着储沼气罐6内的气压降低，控制器14控制空气源热泵1和水泵2继续工作，同时沼气收集口19的电磁阀8和热源控制阀3打开，沼气进行正常发酵。沼气罐5的底部还设置有电加热板，电加热板与控制器14连接，可以辅助空气源热泵1对沼气发酵进行加热，使沼气发酵快速进行。

本方案优选在控制器14上连接有氮气发生器15，氮气发生器15通过导管与沼气罐5内部连通，并且氮气出口安装于沼气罐5的上部。当需要更换沼气罐5内的废料时，控制器14控制水泵2、空气源热泵1和沼气进口20上的电磁阀8关闭，打开排气口10上的电磁阀8，氮气发生器15向沼气罐5内充入氮气，以排出沼气罐5内残留的沼气，防止在换料过程中，残留的沼气危害人体，同时避免发生爆炸。

综上所述，本实用新型设计合理，结构简单，通过设置一套完整的负反馈系统，来对沼气的发酵进行控制；同时沼气罐5内安装有搅拌杆16，搅拌杆16上固定有三叉形的搅拌刀17，搅拌杆16与设置于沼气罐5顶部的电机11连接，电机11与控制器14连接。电机11带动搅拌刀17搅动，可有效防止发酵原料结团和表面结壳现象。

Claims (4)

1.一种负反馈系统的沼气装置，其特征在于，包括沼气罐(5)和储沼气罐(6)，所述沼气罐(5)上设置有原料进口(12)、废料出口(18)和沼气收集口(19)，所述沼气罐(5)内安装有螺旋状的环形加热管(4)，所述环形加热管(4)与外部的空气源热泵(1)通过导管连接，所述空气源热泵(1)的输出口上安装有水泵(2)和热源控制阀(3)；所述储沼气罐(6)上设置有沼气进口(20)、沼气出口(7)和气压检测仪(9)，所述沼气进口(20)和沼气收集口(19)通过导管连接，所述沼气收集口(19)的导管上设置有排气口(10)，所述排气口(10)和沼气进口(20)的导管上均设置有电磁阀(8)；所述电磁阀(8)、热源控制阀(3)、水泵(2)和空气源热泵(1)均与控制器(14)连接。

2.根据权利要求1所述的负反馈系统的沼气装置，其特征在于，所述沼气罐(5)内设置有搅拌杆(16)，所述搅拌杆(16)贯穿沼气罐(5)与设置于沼气罐(5)外部的电机(11)连接，所述搅拌杆(16)上设置有三叉形的搅拌刀(17)，所述电机(11)与控制器(14)连接。

3.根据权利要求1所述的负反馈系统的沼气装置，其特征在于，所述控制器(14)上连接有氮气发生器(15)，所述氮气发生器(15)通过导管与沼气罐(5)内部连通。

4.根据权利要求1所述的负反馈系统的沼气装置，其特征在于，所述沼气罐(5)的底部设置有电加热板，所述电加热板与控制器(14)连接。