CN215517433U - 一种发酵罐用一体化正负压保护器 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种发酵罐用一体化正负压保护器，由主体、液位计、补水管组成，其中主体为密封的容器，设置了4个管道从上方贯穿主体上面和内部，这4个管道分别为沼气正压进气管，沼气正压出气管，空气负压进气管，空气负压补气管；主体内部中间设置隔板，所述隔板从主体顶部垂下，但长度比主体的高度短，将主体内部分隔为两个底部相连的腔室；所述主体底部开设排空管。本实用新型无需分别单独采购正压保护器和负压保护器，正压和负压均有相应的泄压和补气管口，不会因发酵罐内沼气压力的突然变化造成喷水或者吸水过多导致主体内缺水，节约投资成本和节省占地，无需频繁加水，节省的了劳力。

Description

一种发酵罐用一体化正负压保护器

技术领域

本实用新型涉及一种发酵罐配套装备，具体涉及一种发酵罐用一体化正负压保护器。

背景技术

厌氧发酵是处理高浓度有机物的最常见也是最稳定和经济的生物处理技术，厌氧发酵所产生的沼气是优质的生物质能源，目前已广泛应用于畜禽养殖沼气工程项目，另外，餐厨、厨余、污泥等市政领域也越来越多的应用厌氧技术来处理有机污染物。

厌氧发酵罐是厌氧发酵产沼气的核心装置。由于沼气易燃易爆，且受物料成分的不同和进出料的变化，沼气的产生量和压力也处于动态变化状态。在实际应用中，发酵罐在进料或沼气大量产生的瞬间会因排气不及时而发生超压爆罐；或者在发酵罐出料或者排泥过多时形成负压，造成罐体被大气压压瘪等重大安全生产事故，因此需要将发酵罐内的沼气压力维持在一定波动范围内。

现有技术通常分别采用正压保护器和负压保护器装置作为压力平衡保护装置，基本原理就是在一个容器内封存一段水(液体)柱作为正压保护器或负压保护器，分别使对应的发酵罐的沼气管道口深入到液面以下一定距离，利用液体的水柱压力起到液封的作用。当发酵罐内压力超过液封压力时，气体顶出液面而排出；当发酵罐内形成负压时，液封首先被吸空，然后大气顺着沼气管道进入发酵罐内，补充压力损失。

在使用过程中，传统的水封式正压保护器会出现因发酵罐内正压过大而将保护器的水压出保护器外，而负压保护器在发挥作用时同样又因发酵罐内的负压过大将负压保护器内的水吸空，这样就需要频繁给正压保护器或负压保护器人工补水(液体)。另外，这两种装置通常随着发酵罐体型的变化而变大，存在投资费用高，占地大的问题。为此，需要发明一种一体化的正负压保护器，既避免出现正压喷水、负压吸水的现象，同时解决设备费用高和占地面积大的问题。

实用新型内容

为解决上述项问题，本实用新型提出一种发酵罐用一体化正负压保护器，目的在于提供一种经济实惠，简单易操作的一体化解决正负压问题的保护器。

本实用新型提供的一种发酵罐用一体化正负压保护器，由主体、液位计、补水管组成，其中主体为密封的容器，设置了4个管道从上方贯穿主体上面和内部，这4个管道分别为沼气正压进气管，沼气正压出气管，空气负压进气管，空气负压补气管；主体内部中间设置隔板，所述隔板从主体顶部垂下，但长度比主体的高度短，将主体内部分隔为两个底部相连的腔室；所述主体底部开设排空管，排空管末端为排空口；在主体底部与排空口之间的排空管上，依次设置液位计和补水管；在主体底部与液位计之间的排空管上设置阀门一；在补水管与排空口之间的排空管上设置阀门二。

进一步，所述主体内部有液体，液面在主体中部偏下的位置，将隔板下部淹没在液面之下。

进一步，所述沼气正压进气管和空气负压补气管的下端伸入液面之下；所述沼气正压出气管和空气负压进气管的下端与主体上面平齐。

进一步，所述沼气正压进气管下端开口为管口一，所述空气负压补气管下端开口为管口二，管口一和管口二之间有高度差。

进一步，管口一距离主体底面的高度比管口二短。

进一步，所述沼气正压出气管和空气负压补气管的上端开口连通大气，管口上方分别安装防雨帽。

进一步，所述沼气正压进气管和空气负压进气管上端开口安装法兰，通过法兰与发酵罐的管道相连。

本实用新型的有益效果如下：

1、本实用新型由于采用一体化正负压保护装置，无需分别单独采购正压保护器和负压保护器，节约投资成本和节省占地；

2、本实用新型的一体化正负压保护器内的巧妙而简单的设计，正压和负压均有相应的泄压和补气管口，不会因发酵罐内沼气压力的突然变化造成喷水或者吸水过多导致主体内缺水需要人工加水的问题，节省的了劳力；

3、本实用新型的一体化正负压保护器通常安装在发酵罐顶，无需频繁加水也避免了操作人员爬上发酵罐顶而出现高空坠落等安全问题。

附图说明

图1为一体化正负压保护装置左视图；

图2为一体化正负压保护装置正面及主体内部结构示意图；

图3为一体化正负压保护装置俯视图及主体内隔板示意图。

图中各标号列示如下：

1、主体；2、沼气正压进气管；3、沼气正压出气管；4、空气负压进气管；5、空气负压补气管；6、排空管；7、液位计；8、补水管；9、阀门二；10、排空口；11、防雨帽；12、液面；13、管口二；14、管口一；15、阀门一；16、隔板。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的实施方式做进一步详细说明。

如图1-3所示，一种发酵罐用一体化正负压保护器，由主体1、液位计7、补水管8组成，其中主体1为密封的容器，设置了4个管道从上方贯穿主体1上面和内部，这4个管道分别为沼气正压进气管2，沼气正压出气管3，空气负压进气管4，空气负压补气管5；主体1内部中间设置隔板16，所述隔板16从主体1顶部垂下，但长度比主体的高度短，将主体1内部分隔为两个底部相连的腔室；所述主体1底部开设排空管6，排空管6末端为排空口10；在主体1底部与排空口10之间的排空管6上，依次设置液位计7和补水管8；在主体1底部与液位计7之间的排空管6上设置阀门一15，阀门一15是常开状态，这样保护器内的液位变化能够从液位计7中显示出来，低了补液，高了排液；在补水管8与排空口10之间的排空管6上设置阀门二9，阀门二9是排空阀，是常关状态，如果主体内的水(液体)脏了需要重新更换、或者液位过高时，将阀门二9打开排液。如果液位计7或补水管8或排空管6破裂或者损坏需要更换时，将阀门一15关闭，这样更换这些组件时主体内的液体就无需排空。

在本实施例中，所述主体内部有液体，液面12在主体中部偏下的位置，将隔板16下部淹没在液面之下。

在本实施例中，所述沼气正压进气管2和空气负压补气管5的下端伸入液面12之下；所述沼气正压出气管3和空气负压进气管4的下端与主体1上面平齐。

在本实施例中，所述沼气正压进气管2下端开口为管口一14，所述空气负压补气管5下端开口为管口二13，管口一14和管口二13之间有高度差。

在本实施例中，管口一14距离主体1底面的高度比管口二13短。

如图2所示，沼气正压进气管2的管口一14深入到所述主体1内部底部一定距离，例如距底面10cm，该距离必须提前测量好,沼气正压出气管3与大气相通。所述空气负压补气管5的管口二13其下端深入到所述主体1的内部底部一定距离，例如距底面20cm，该距离必须提前测量好，管口二13与管口一14有一定高度差。管口到液面的距离代表管内气体所能够承受的压力(绝对值)。通常发酵罐本身最大承受正压是5kpa(50cm水柱)，所能够承受的最大负压是-2.5kpa(25cm水柱)，为适应厌氧发酵沼气产生的波动性和排料时所引起的压力变化，通常会将正负压分别控制在+3kpa和-2kpa，即管口一14和管口二13分别到液面的距离值。而这一高度差就是本实用新型的正负压保护器所形成的正负压保护范围。

在本实施例中，所述沼气正压出气管3和空气负压补气管5的上端开口连通大气，管口上方分别安装防雨帽11。

在本实施例中，所述沼气正压进气管2和空气负压进气管4上端开口安装法兰，通过法兰与发酵罐的管道相连。

如图2和图3所示，隔板16上端与主体顶部焊接在一起，隔板16下端距主体1底部一定距离，例如5～8cm，低于管口二13距底面的高度,通过底部将上述两个空间联通。采用清水或者其他惰性液体液封，通过隔板16和液面12的共同作用，将主体内部分为两个腔室，腔室下部通过液体连接，其中沼气正压进气管2和沼气正压出气管3正压室，空气负压进气管4和空气负压补气管5在负压室。

具体使用过程：

1)将本实施例的一体化正负压保护器摆放在发酵罐顶部设置的支架上；

2)将本一体化正负压保护器的沼气正压进气管2和空气负压进气管4通过法兰与发酵罐的沼气管道连接；

3)关闭阀门二9，打开阀门一15，通过补水管8向所述主体1内腔注入清水或者其他不与沼气产生物理或者化学反应的液体，通过液面12的不断升高而将两个腔室隔离，液面高度根据厌氧发酵罐保护压力值来确定，可通过液位计7来观测液面高度；

4)沼气正压进气管2内的液柱高度减去管口一14距主体1底面的高度即为发酵罐正压保护的压力值；空气负压补气管5的液柱高度减去管口二13距主体1底面的高度即为发酵罐负压保护的压力值；例如生产制作时需要将管口一14距底面的距离控制在10cm、管口二13距底面的距离控制在20cm，如果液面12高度为40cm时，则正压保护值为﹢3.0kp，负压保护值为-2.0kpa；

5)当发酵罐内的沼气压力高于正压保护值时，沼气正压进气管2内的沼气将液体压出管口一14，让发酵罐内多余的气体排至正压室，然后通过沼气正压出气管3排至大气中，使发酵罐内的压力下降；当发酵罐内压力值降低至所设置的正压保护值时，停止排气。由于排气时沼气首先通过液体，然后经液面上的正压室从沼气正压出气管3排出，液面12的高度距沼气正压出气管3管口位置较远，沼气从管口一14顶出液体所引起的液面12高度的上升不足以达到所述主体1的顶面，因而不会发生喷水(液体)现象，水没有损失，从而避免了当发酵罐内的沼气压力高于正压保护值时导致的正负压保护器需要人工加水的情况；

6)当发酵罐内的压力下降形成负压，并降至负压保护值时，外界大气通过空气负压补气管5将管内液柱压出，进入到负压室内，然后通过空气负压进气管4进入到沼气管道从而进入到发酵罐内，实现发酵罐的补压。当发酵罐内的负压值升至高于负压保护值时，则停止进气，完成厌氧罐的负压保护过程。由于补气时空气首先通过液面进入到负压室内，空气负压进气管4的下端管口在主体1顶部，空气负压补气管5内的顶出的液体所引起液面12上升的高度不足以到达空气负压进气管4的管口位置，液体不会被吸入发酵罐，则避免了发酵罐内的压力下降形成负压时导致的正负压保护器需要人工补水(液体)的情况。

7)当需要对主体1内部进行清理时，打开阀门一和阀门二，主体1内部的水沿排空管6从排空口10流出。

8)由于主体1和大气有连通，内部水分还是会蒸发散失，但是由于沼气中含有一定的水分，能够补充一定的水分，主体1内部水分不会散失那么快，通常每班巡检时可以看下液位计，或者用摄像监控查看一下液位情况，正常情况下一周补一次水即可。

以上对本实用新型所提供的发酵罐用一体化正负压保护器进行了详细介绍。本文通过具体实施方式对本实用新型的原理和实施方式进行了阐述，以上说明只是用于帮助理解本实用新型的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以对本实用新型进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本实用新型权利要求的保护范围内。

Claims (7)

1.一种发酵罐用一体化正负压保护器，其特征在于，由主体(1)、液位计(7)、补水管(8)组成，其中主体(1)为密封的容器，设置了4个管道从上方贯穿主体(1)上面和内部，这4个管道分别为沼气正压进气管(2)，沼气正压出气管(3)，空气负压进气管(4)，空气负压补气管(5)；主体(1)内部中间设置隔板(16)，所述隔板(16)从主体(1)顶部垂下，但长度比主体的高度短，将主体(1)内部分隔为两个底部相连的腔室；所述主体(1)底部开设排空管(6)，排空管(6)末端为排空口(10)；在主体(1)底部与排空口(10)之间的排空管(6)上，依次设置液位计(7)和补水管(8)；在主体(1)底部与液位计(7)之间的排空管(6)上设置阀门一(15)；在补水管(8)与排空口(10)之间的排空管(6)上设置阀门二(9)。

2.根据权利要求1所述发酵罐用一体化正负压保护器，其特征在于，所述主体内部有液体，液面(12)在主体中部偏下的位置，将隔板(16)下部淹没在液面之下。

3.根据权利要求2所述发酵罐用一体化正负压保护器，其特征在于，所述沼气正压进气管(2)和空气负压补气管(5)的下端伸入液面(12)之下；所述沼气正压出气管(3)和空气负压进气管(4)的下端与主体(1)上面平齐。

4.根据权利要求3所述发酵罐用一体化正负压保护器，其特征在于，所述沼气正压进气管(2)下端开口为管口一(14)，所述空气负压补气管(5)下端开口为管口二(13)，管口一(14)和管口二(13)之间有高度差。

5.根据权利要求4所述发酵罐用一体化正负压保护器，其特征在于，管口一(14)距离主体(1)底面的高度比管口二(13)短。

6.根据权利要求3所述发酵罐用一体化正负压保护器，其特征在于，所述沼气正压出气管(3)和空气负压补气管(5)的上端开口连通大气，管口上方分别安装防雨帽(11)。

7.根据权利要求3所述发酵罐用一体化正负压保护器，其特征在于，所述沼气正压进气管(2)和空气负压进气管(4)上端开口安装法兰，通过法兰与发酵罐的管道相连。

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