高效沼氣池的製作方法
2023-06-03 20:32:26
專利名稱：高效沼氣池的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種生物反應裝置，特別是涉及一種高效沼氣池。
背景技術：
隨著養殖業在農村的推廣普及，許多農民朋友和養殖廠紛紛建起了沼氣池。經本發明人長期調查研究發現這些沼氣池大都為「水壓式沼氣池」，即產生的沼氣依靠同池體連同的水壓間內液位的升降來儲存及維持其壓力。如圖1所示，其池體近似球形，容積較小，埋得淺，靠壓差出料。具有省工、省料、佔地面積小、有利於改進和改善環境衛生的特點。但也突出存在不方便攪拌，需要人工掏底出料、且出料不徹底，容易堵塞和形成浮蓋，發酵物料混勻度差，反應不平穩，氣壓波動較大和產生效率低的缺陷。
發明內容
本發明的目的在於克服現有技術的上述缺陷，提供一種攪拌、出料方便，反應平穩且徹底的高效沼氣池。
為實現上述目的，本發明高效沼氣池由頂部帶出氣管的發酵池，在前後兩側分別與發酵池相連的進料管和出料管組成，進料管和出料管都向外傾斜，進料管下端連接發酵池側壁下部的進料口，出料管下端連接發酵池側壁下端的出料口，發酵池底向出料管一側下傾，發酵池在進料口附近裝有分液板；發酵池上蓋中心固裝一個伸入發酵池內的套管，套管套裝一個框式攪拌器，攪拌器下端裝有能攪起池底沉澱物的攪拌齒，攪拌器上部裝有能打破料液頂部浮料殼的破殼齒。如此設計，發酵池底向出料管一側下傾則有利於出料；進料管和出料管都向外傾斜則有利於減少進出料阻力；分液板的引入則能阻擋新料直接流入出料管，有利於物料的充分發酵；套管既方便安裝攪拌器，又能防止攪拌器處流失沼氣；攪拌器的攪拌齒則能將底部沉澱的物料攪起與發酵後的其它物料順利排出，攪拌器的破殼齒則能將上浮的輕質料殼打破、並混入發酵液中，從而有利於物料充分發酵；整體設計即能保證發酵完全，又能實現真正的自動出料。因此，本發明高效沼氣池與現有沼氣池相比具有攪拌、出料方便，反應平穩且徹底，產氣量多、生產效率高的優點。
作為優化，框式攪拌器由一個穿過套管的攪拌軸，與攪拌軸下端固定在一起的帶攪拌齒的下攪拌架，套裝在套管上部的帶破殼齒的上攪拌架，套裝在套管中部的橫支架，和分別連接下攪拌架、橫支架和上攪拌架兩側端部的鋼絲繩組成；上攪拌架和橫支架都分別由一個與套管固裝的管箍承託。如此設計，該攪拌器具有結構簡單、成本低，便於製造和安裝使用，攪拌效果優異的優點。
作為優化，發酵池內周裝有加熱盤管；攪拌軸下端配有安裝在發酵池底的鑄鐵軸坑。如此設計，加熱盤管的引入則能通過輔助加熱來保證在冬天沼氣池也能正常工作；鑄鐵軸坑的引入則既能減小攪拌阻力，又能防止攪拌框變形和增加其使用壽命。
作為優化，發酵池在出料口附近裝有用於排除沉渣的排渣管，排渣管的上管口伸出地面之上。排渣管在使用時可加接負壓泵或壓水井頭，以此來排掉不易從出料管排出的沉澱物，從而避免堵塞出料管。
作為優化，進料管上埠位於進料池內，並配有與進料管上埠相配合的進料蓋，進料池的池底低於進料管的上埠；進料蓋的一側鉸接固定在進料池壁上的橫軸上，進料蓋的另一側裝有吊環。如此設計，進料蓋的引入有利於防止進料管進入異物；進料池的池底低於進料管的上埠則可供收集沉澱物；橫軸和吊環的引入則方便操作進料蓋。
作為優化，出氣管進一步連接有分水器，分水器是一個頂部連接用氣管、側面上部連接出氣管、側面下端裝有放水閥的桶形容器。當然，分水器中還可以進一步放置能夠吸收硫化氫等酸性異味物質的生石灰。鋪設出氣管時應注意採用塑料管，從沼氣池排氣口到分水器要由高到低排列，以便於水份順利分出。如此設計，分水器既能分出沼氣中的水分，純化沼氣，又能起到緩衝壓力波動的功能，不會出現火苗忽大忽小的現象。該分水器在冬季特別必要，因為在冬季池內溫度高於池外溫度，在池內產生的沼氣為飽和水狀態，沼氣排出後溫度降低時必然會出現冷凝水，如果不分水則氣路容易發生堵塞，影響正常用氣。
作為優化，出料管上埠位於沉澱池的前側壁上，沉澱池的後側壁上部進一步連接存液池；發酵池的橫截面為圓柱形或橢圓形。如此設計，沉澱池的引入則能及時沉澱出比重較大的廢渣，存液池則用於收集沼氣發酵液便於集中利用。圓柱形發酵池具有結構強度高的優點。橢圓形發酵池能夠增加發酵物料的流程，有利於物料完全發酵。
作為優化，發酵池的橫截面為前後分別呈弧形外凸的長方形，發酵池底自前向後依次下傾，發酵池中間裝有上部帶翻料口、下端帶放渣口的隔離牆；隔離牆兩側各配裝有一個框式攪拌器和出氣管；出料管上埠直接連接排液排渣池。如此設計，長方形發酵池能大大增加物料的發酵流程，顯著提高發酵效率，更適於大規模生產。隔離牆的引入一方面能夠增加池體的結構強度，另一方面又有利於物料充分混合和發酵，翻料口和放渣口的引入則能防止前後池的物料直接混合，從而使兩池形成遞進式發酵，更有利於完全發酵；雙框式攪拌器和出氣管則有利於提高產氣量；出料管上埠直接連接排液排渣池則更適合大規模生產。
作為優化，隔離牆在放渣口處配裝有活動門，活動門上端與隔離牆鉸接、中下部連接一根鋼絲繩，鋼絲繩穿過立管連接鋼絲繩吊環。放渣時，只需要向上拉動吊環即能打開池底的活動門。如此設計，活動門的引入則可實現只有在需要排渣時才打開放渣口進行放渣，而在平時則只由翻料口向下一個發酵池輸送未完全發酵的物料，從而能實現深度發酵，提高產氣效率。
作為優化，隔離牆在翻料口處裝有向下方斜插的上翻料管，該側套管上的橫支架相應縮短；隔離牆兩側池體中心分別裝有一根支撐柱，兩攪拌器都位於支撐柱和隔離牆之間。如此設計，翻料管能強制使第一個發酵池中未完全發酵的物料直接混入第二步發酵池的發酵料中，避免在第二個發酵池中上浮，從而有利於完全發酵；支撐柱的引入則有利於提高池體的機械強度。兩攪拌器都位於支撐柱和隔離牆之間則能充分發揮攪拌器的作用。
需要說明的是發酵池體最好用砼預製，進料管、出料管和出氣管最好用塑料管，其它池體也最好用砼預製；如此設計，即方便施工，又能保證氣密性和池體機械強度，有利於延長池體使用壽命。
採用上述技術方案後，本發明高效沼氣池與現有的沼氣池相比，具有方便攪拌，既能打破上層浮殼，又能攪起底部沉澱物，攪拌充分，發酵料混勻度高，發酵平穩且徹底，能實現自行壓渣出料，適應多種發酵規模，產氣量多、效率高和建造成本低，運行費用少，推廣應用前景廣闊的優點。
圖1是現有沼氣池的側視結構示意圖；圖2是本發明高效沼氣池第一種實施方式的側視結構示意圖；圖3是本發明高效沼氣池第一種實施方式的俯視結構示意圖；圖4是本發明高效沼氣池第二種實施方式的側視結構示意圖；圖5是本發明高效沼氣池第二種實施方式的俯視結構示意圖；圖6是本發明高效沼氣池第三種實施方式的側視結構示意圖；
圖7是本發明高效沼氣池第三種實施方式的俯視結構示意圖；圖8是本發明高效沼氣池配用分水器的結構示意圖。
具體實施例方式
下面結合附圖和具體實例作更進一步的說明實施例一，如圖2、3和8所示，本發明高效沼氣池由頂部帶出氣管1的發酵池2，在前後兩側分別與發酵池2相連的進料管3和出料管4組成，進料管3和出料管4都向外上方傾斜，進料管3下端連接發酵池2側壁下部的進料口，出料管4下端連接發酵池2側壁下端的出料口，發酵池2底向出料管4一側下傾，發酵池2在進料口附近裝有分液板5；發酵池2上蓋中心固裝一個伸入發酵池2內的套管6，套管6套裝一個框式攪拌器7，攪拌器7下端裝有能攪起池底沉澱物的攪拌齒71，攪拌器7上部裝有能打破料液頂部浮料殼的破殼齒72。框式攪拌器7由一個穿過套管6的攪拌軸73，與攪拌軸73下端固定在一起的帶攪拌齒71的下攪拌架74，套裝在套管6上部的帶破殼齒72的上攪拌架75，套裝在套管6中部的橫支架76，和分別連接下攪拌架74、橫支架76和上攪拌架75兩側端部的鋼絲繩77組成；上攪拌架75和橫支架76都分別由一個與套管6固裝的管箍8承託；攪拌軸73上端還配有攪拌手柄。發酵池2內周裝有太陽能加熱盤管9。發酵池2在出料口附近裝有用於排除沉渣的排渣管10，排渣管10的上管口伸出地面之上。進料管3上埠位於進料池11內，並配有與進料管3上埠相配合的進料蓋12，進料池11的池底低於進料管3的上埠；進料蓋12的一側鉸接固定在進料池壁上的橫軸121上，進料蓋12的另一側裝有吊環122。出料管4上埠位於沉澱池13的前側壁上，沉澱池13的後側壁上部進一步連接存液池14；發酵池2的橫截面為圓柱形，高2.5米，直徑5米。出氣管1進一步連接有分水器15，分水器15是一個頂部連接用氣管151、側面上部連接出氣管1、側面下端裝有放水閥152的桶形容器。
實施例二，如圖4、5和8所示，本發明高效沼氣池由頂部帶出氣管1的發酵池2，在前後兩側分別與發酵池2相連的進料管3和出料管4組成，進料管3和出料管4都向外上方傾斜，進料管3下端連接發酵池2側壁下部的進料口，出料管4下端連接發酵池2側壁下端的出料口，發酵池2底向出料管4一側下傾，發酵池2在進料口附近裝有分液板5；發酵池2上蓋中心固裝一個伸入發酵池2內的套管6，套管6套裝一個框式攪拌器7，攪拌器7下端裝有能攪起池底沉澱物的攪拌齒71，攪拌器7上部裝有能打破料液頂部浮料殼的破殼齒72。框式攪拌器7由一個穿過套管6的攪拌軸73，與攪拌軸73下端固定在一起的帶攪拌齒71的下攪拌架74，套裝在套管6上部的帶破殼齒72的上攪拌架75，套裝在套管6中部的橫支架76，和分別連接下攪拌架74、橫支架76和上攪拌架75兩側端部的鋼絲繩77組成，攪拌軸73下端配有安裝在發酵池2底的鑄鐵軸坑78；上攪拌架75和橫支架76都分別由一個與套管6固裝的管箍8承託；攪拌軸73上端還配有攪拌手柄。發酵池2在出料口附近裝有用於排除沉渣的排渣管10，排渣管10的上管口伸出地面之上。進料管3上埠位於進料池11內，並配有與進料管3上埠相配合的進料蓋12，進料池11的池底低於進料管3的上埠；進料蓋12的一側鉸接固定在進料池壁上的橫軸121上，進料蓋12的另一側裝有吊環122。出料管4上埠位於沉澱池13的前側壁上，沉澱池13的後側壁上部進一步連接存液池14；發酵池2的橫截面為橢圓形。出氣管1進一步連接有分水器15，分水器15是一個頂部連接用氣管151、側面上部連接出氣管1、側面下端裝有放水閥152的桶形容器。
實施例三，如圖6、7和8所示，本發明高效沼氣池由頂部帶出氣管1的發酵池2，在前後兩側分別與發酵池2相連的進料管3和出料管4組成，進料管3和出料管4都向外上方傾斜，進料管3下端連接發酵池2側壁下部的進料口，出料管4下端連接發酵池2側壁下端的出料口，發酵池2底向出料管4一側下傾，發酵池2在進料口附近裝有分液板5；發酵池2上蓋中心固裝一個伸入發酵池2內的套管6，套管6套裝一個框式攪拌器7，攪拌器7下端裝有能攪起池底沉澱物的攪拌齒71，攪拌器7上部裝有能打破料液頂部浮料殼的破殼齒72。框式攪拌器7由一個穿過套管6的攪拌軸73，與攪拌軸73下端固定在一起的帶攪拌齒71的下攪拌架74，套裝在套管6上部的帶破殼齒72的上攪拌架75，套裝在套管6中部的橫支架76，和分別連接下攪拌架74、橫支架76和上攪拌架75兩側端部的鋼絲繩77組成，攪拌軸73下端配有安裝在發酵池2底的鑄鐵軸坑78；上攪拌架75和橫支架76都分別由一個與套管6固裝的管箍8承託；攪拌軸73上端還配有攪拌手柄。發酵池2在出料口附近裝有用於排除沉渣的排渣管10，排渣管10的上管口伸出地面之上。進料管3上埠位於進料池11內，並配有與進料管3上埠相配合的進料蓋12，進料池11的池底低於進料管3的上埠；進料蓋12的一側鉸接固定在進料池壁上的橫軸121上，進料蓋12的另一側裝有吊環122，系在吊環122上的拉繩123穿過上方的定滑輪124連接鉸接在地面上的踏板125。出氣管1進一步連接有分水器15，分水器15是一個頂部連接用氣管151、側面上部連接出氣管1、側面下端裝有放水閥152的桶形容器。發酵池2的橫截面為前後分別呈弧形外凸的長方形，發酵池2底自前向後依次下傾，發酵池2中間裝有上部帶翻料口、下端帶放渣口的隔離牆16；隔離牆16兩側各配裝有一個框式攪拌器7和出氣管1；出料管4上埠直接連接排液排渣池17。隔離牆16在放渣口處配裝有活動門18，活動門18上端與隔離牆16鉸接、活動門18中下部連接一根鋼絲繩77，鋼絲繩77穿過立管19連接鋼絲繩吊環20。隔離牆16在翻料口處裝有向下方斜插的上翻料管21，該側套管6上的橫支架76相應縮短；隔離牆16兩側的池體中心分別裝有一根支撐柱22。需要說明的是此設計最適合大規模生產。
權利要求
1.一種高效沼氣池，由頂部帶出氣管的發酵池，在前後兩側分別與發酵池相連的進料管和出料管組成，其特徵在於進料管和出料管都向外傾斜，進料管下端連接發酵池側壁下部的進料口，出料管下端連接發酵池側壁下端的出料口，發酵池底向出料管一側下傾，發酵池在進料口附近裝有分液板；發酵池上蓋中心固裝一個伸入發酵池內的套管，套管套裝一個框式攪拌器，攪拌器下端裝有能攪起池底沉澱物的攪拌齒，攪拌器上部裝有能打破料液頂部浮料殼的破殼齒。
2.根據權利要求1所述的高效沼氣池，其特徵在於框式攪拌器由一個穿過套管的攪拌軸，與攪拌軸下端固定在一起的帶攪拌齒的下攪拌架，套裝在套管上部的帶破殼齒的上攪拌架，套裝在套管中部的橫支架，和分別連接下攪拌架、橫支架和上攪拌架兩側端部的鋼絲繩組成；上攪拌架和橫支架都分別由一個與套管固裝的管箍承託。
3.根據權利要求1所述的高效沼氣池，其特徵在於發酵池內周裝有加熱盤管；攪拌軸下端配有安裝在發酵池底的鑄鐵軸坑。
4.根據權利要求1所述的高效沼氣池，其特徵在於發酵池在出料口附近裝有用於排除沉渣的排渣管，排渣管的上管口伸出地面之上。
5.根據權利要求2所述的高效沼氣池，其特徵在於進料管上埠位於進料池內，並配有與進料管上埠相配合的進料蓋，進料池的池底低於進料管的上埠；進料蓋的一側鉸接固定在進料池壁上的橫軸上，進料蓋的另一側裝有吊環。
6.根據權利要求1所述的高效沼氣池，其特徵在於出氣管進一步連接有分水器，分水器是一個頂部連接用氣管、側面上部連接出氣管、側面下端裝有放水閥的桶形容器。
7.根據權利要求1、2、3、4、5或6所述的高效沼氣池，其特徵在於出料管上埠位於沉澱池的前側壁上，沉澱池的後側壁上部進一步連接存液池；發酵池的橫截面為圓柱形或橢圓形。
8.根據權利要求1、2、3、4、5或6所述的高效沼氣池，其特徵在於發酵池的橫截面為前後分別呈弧形外凸的長方形，發酵池底自前向後依次下傾，發酵池中間裝有上部帶翻料口、下端帶放渣口的隔離牆；隔離牆兩側各配裝有一個框式攪拌器和出氣管；出料管上埠直接連接排液排渣池。
9.根據權利要求8所述的高效沼氣池，其特徵在於隔離牆在放渣口處配裝有活動門，活動門上端與隔離牆鉸接、中下部連接一根鋼絲繩，鋼絲繩穿過立管連接鋼絲繩吊環。
10.根據權利要求8所述的高效沼氣池，其特徵在於隔離牆在翻料口處裝有向下方斜插的上翻料管，該側套管上的橫支架相應縮短；隔離牆兩側池體中心分別裝有一根支撐柱；兩攪拌器都位於支撐柱和隔離牆之間。
全文摘要
本發明涉及一種高效沼氣池。為解決現有沼氣池攪拌、出料不徹底不方便，反應波動大效率低的問題，其由發酵池，進料管和出料管組成，進料管和出料管都向外傾斜，發酵池底向出料管一側下傾，發酵池在進料口附近裝有分液板；發酵池上蓋中心固裝一個伸入發酵池內的套管，套管套裝一個框式攪拌器，攪拌器下端裝有能攪起池底沉澱物的攪拌齒，攪拌器上部裝有能打破料液頂部浮料殼的破殼齒。因此，其具有方便攪拌，既能打破上層浮殼，又能攪起底部沉澱物，攪拌充分，發酵料混勻度高，發酵平穩且徹底，能實現自行壓渣出料，適應多種發酵規模，產氣量多、效率高和建造成本低，運行費用少，推廣應用前景廣闊的優點。
文檔編號C12M1/107GK1687389SQ20051006825
公開日2005年10月26日 申請日期2005年5月8日 優先權日2005年5月8日
發明者史慶賢, 史萌諜, 史孟飛 申請人:史慶賢