一種智能自攪拌沼氣呼吸的製造方法

2023-05-25 18:15:46 1

一種智能自攪拌沼氣呼吸的製造方法
【專利摘要】本發明公開了一種智能自攪拌沼氣呼吸機，包括不鏽鋼材質、且長邊沿豎直方向放置的反應罐；所述反應罐包括自攪拌裝置、分離隔板、至少一個沼氣出口和至少一個進出料通道；所述沼氣出口設置在所述反應罐頂部；所述分離隔板安裝在所述反應罐的中偏下部處；在所述分離隔板的作用下，緊貼於所述分離隔板下的原料濃度高，所述反應罐的下部原料濃度低；在所述反應罐中不斷的產生沼氣，當產生的沼氣壓強增大時，進料的工作自動停止；當壓力過大時，沼氣會壓迫原料從所述反應罐向所述進出料通道擠壓、排出。本發明所述的智能自攪拌沼氣呼吸機能夠解決現有技術中的六大難問題，實現高效、快速的產氣。
【專利說明】一種智能自攪拌沼氣呼吸機

【技術領域】
[0001] 本發明涉及能源設備領域，特別是指一種智能自攪拌沼氣呼吸機。

【背景技術】
[0002] 目前，能源是世界各國大力發展的領域，傳統的能源即將枯竭，新的能源尚未形 成，包括風電、水電、地熱能、太陽能、生物質能等等新的能源紛紛湧現出來。而且，可以看到 傳統能源的生產使用使得自然生態環境遭到嚴重的破壞，導致了全球氣候變暖，空氣、水資 源嚴重汙染等等的重大問題。因此，我們迫切的需要一種新能源，能夠在提供人類消耗使用 的同時，能夠大量減少對環境資源的破壞。
[0003] 利用生物質發酵生產沼氣是一種既環保又可再生的能源發生方式，由於用生物質 發酵生產沼氣，在獲得能源的同時，還產生大量有機肥料，並把植物吸收的部分二氧化碳和 能源以有機肥料的形式返回到土壤中，若大規模生產，地球上的土壤將會越來越肥沃，大氣 中的二氧化碳濃度將逐漸降低，地球的溫室氣體效應將得以緩解。可見沼氣不僅可減少汙 染，還可以改善自然環境，這是其他新能源所沒有的優點。利用生物發酵產生沼氣，需要在 一密封性較好的空間內放置生物原料，生物原料發酵產生沼氣，所產生的沼氣可以輸出用 於發電、燃燒等使用。在現有技術中，傳統生物質能源沼氣主要存在六大難問題，即：進料 難、出料難、密封難、攪拌難、冬天產氣難，日常管理難等諸多問題。


【發明內容】

[0004] 有鑑於此，本發明的目的在於提出一種能高效、穩定產出沼氣的智能自攪拌沼氣 呼吸機。
[0005] 基於上述目的本發明提供的一種智能自攪拌沼氣呼吸機，包括不鏽鋼材質、且長 邊沿堅直方向放置的反應罐；所述反應罐包括分離隔板、至少一個沼氣出口和至少一個進 出料通道；所述沼氣出口設置在所述反應罐頂部；所述分離隔板安裝在所述反應罐的中偏 下部處；在所述分離隔板的作用下，緊貼於所述分離隔板下的原料濃度高，所述反應罐的下 部原料濃度低；在所述反應罐中不斷的產生沼氣，當產生的沼氣壓強增大時，進料的工作自 動停止；當壓力過大時，沼氣會壓迫原料從所述反應罐向所述進出料通道擠壓、排出；
[0006] 所述反應罐內還設置有自攪拌裝置，所述自攪拌裝置包括U形管和電動泵；所述U 形管的一端伸入原料內；所述電動泵設置在所述U形管一端上方的管壁上；當所述電動泵 開啟時，將原料從所述U形管一端抽入，並經由所述U形管從其另一端排出回所述反應罐 內。
[0007] 優選的，所述U形管另一端的埠位置高於其一端的埠位置。
[0008] 優選的，所述U形管的彎曲部位處設置有三通閥門，所述三通閥門用於控制由所 述電動泵抽起的原料通向所述U形管另一端，或通過所述三通閥門排出。
[0009] 優選的，在所述反應罐的底部鋪有一層暖氣管，所述暖氣管能夠調節所述反應罐 中原料的反應溫度。
[0010] 優選的，所述智能自攪拌沼氣呼吸機還包括液體活塞壓縮裝置，所述液體活塞壓 縮裝置呈圓柱形；所述液體活塞壓縮裝置下端穿過所述分離隔板深入到靠近所述反應罐底 部的位置，所述液體活塞壓縮裝置上端穿出所述反應罐的上頂端，且設置有兩個上埠； [0011] 所述液體活塞壓縮裝置下端與所述反應罐連通，在所述反應罐底部暖氣管的作用 下，此時所述反應罐下部溫度高於上部溫度，從而所述反應罐中的原料向所述液體活塞壓 縮裝置中流動；然後調節所述暖氣管的溫度，使得所述反應罐下部溫度低於上部溫度，從而 所述液體活塞壓縮裝置中的原料向所述反應罐中流動。
[0012] 優選的，所述液體活塞壓縮裝置的上埠安裝有非金屬防凍控制閥，所述非金屬 防凍控制閥能夠將所述液體活塞壓縮裝置的上埠進行彈性密封；由於所述液體活塞壓縮 裝置的上埠暴露在外，所以密封所述液體活塞壓縮裝置上埠的非金屬防凍控制閥採用 耐腐蝕性、防凍以及伸縮性好的材料。
[0013] 優選的，在所述反應罐中的分離隔板上面擺放一層過濾砂石，所述過濾砂石能夠 將小於等於1_的發酵原料擋在該過濾砂石之下。
[0014] 優選的，在所述沼氣出口處安裝有壓力表管道，通過所述壓力表管道使用氣壓表 測得產生的沼氣壓力。
[0015] 優選的，所述反應罐底部設置有固定座和可拆卸的腳輪；所述反應罐的外壁上設 置有牽引鉤。
[0016] 從上面所述可以看出，本發明提供的智能自攪拌沼氣呼吸機，通過在所述反應罐 中不斷的產生沼氣，當產生的沼氣壓強增大時，進料的工作自動停止；當壓力過大時，沼氣 會壓迫原料從所述反應罐向進出料通道擠壓、排出；同時通過自攪拌裝置對原料進行攪拌， 提高沼氣生成效率。從而，本發明所述的智能自攪拌沼氣呼吸機能夠解決現有技術中的六 大難問題，實現高效、快速的產氣。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0017] 圖1為本發明實施例的智能自攪拌沼氣呼吸機結構示意圖。

【具體實施方式】
[0018] 為使本發明的目的、技術方案和優點更加清楚明白，以下結合具體實施例，並參照 附圖，對本發明進一步詳細說明。
[0019] 參考圖1，為本發明實施例的智能自攪拌沼氣呼吸機結構示意圖。
[0020] 本發明實施例的智能自攪拌沼氣呼吸機的主體部分為一個反應罐1，反應罐1由 不鏽鋼材質製成，相比於傳統的用於生成沼氣的容器大多由水泥築造而成，不鏽鋼材質的 反應罐1質量更輕，便於移動，且方便清潔，具有更長的使用壽命。反應罐1以長邊沿堅直 方向的狀態放置，即"立式"放置，這有利於反應罐1內部原料和沼氣的流動。
[0021] 反應罐1的頂部設置有用於排出沼氣的沼氣出口 2,為了更方便的將生成的沼氣 與多個用氣裝置相連，沼氣出口 2-般設置有多個。較佳地，在沼氣出口 2處安裝有壓力表 管道，通過壓力表管道可以使用氣壓表測得產生的沼氣壓力。優選地，沼氣出口 2可以直接 連接居民家中，提供給居民進行做飯、照明、供暖。以及可以直接接入到蔬菜大棚中，進行溫 室大棚等等的利用。
[0022] 反應罐1的內部設置有分離隔板3,分離隔板3安裝在反應罐1的中偏下部處，用 於將反應罐1的內腔分為上下兩半部分，其中，下半部分用於貯存原料，上半部分用於貯存 生成的沼氣。所述的原料包括水和物料，其中物料可以是牛糞、羊糞、豬糞、人糞等等。較佳 地，在夏季原料中水含量為70%左右，物料為30%左右，此時的原料可以稱之為溼室。在冬 季原料中水和物料的含量各位50%左右，此時可以稱之為幹室。能夠產生沼氣的原料在反 應罐1中，在分離隔板3的作用下，緊貼於分離隔板3下的原料濃度高，反應罐1的其它部 分原料濃度很低，從而沼氣發酵的效率明顯地得到了提高。
[0023] 反應罐1的內部還設置有用於原料進出反應罐1的進出料通道4，進出料通道4至 少有一個。優選的，在反應罐1的內部，以左右對稱位置設置有兩個所述的進出料通道4,這 樣的設計能夠提高所述智能自攪拌沼氣呼吸機進出料的速度、流量，從而極其明顯地改善 了沼氣呼吸機的工作效率。進出料通道4包括一使反應罐1內部與外部連通的管道，生成 沼氣的原料通過進出料通道4流入到反應罐1中。
[0024] 在本實施例的沼氣呼吸機工作過程中，反應罐1中不斷的產生沼氣，當產生的沼 氣壓強增大時，進料的工作自動停止；當壓力過大時，沼氣會壓迫原料從反應罐1內向進出 料通道4擠壓，最後通過進出料通道4的末埠排出。因此，實現了沼氣呼吸機自動進出料 的功能。
[0025] 另外，當發酵完的原料通過進出料通道4向外排出時，由於緊貼於分離隔板3的原 料濃度高，反應罐1的下部原料濃度很低。所以向外排出時，能夠先將濃度很低的發酵完的 原料排出，再將濃度高的發酵完的原料排出。從而實現了在排料時，沼氣呼吸機自動地沼渣 分離的工作，尤其一開始排出的濃度很低的具有良好的農業用處的廢液，可以收集進行出 售，進一步的提高原料的利用率。
[0026] 本實施例中，反應罐1內設置有自攪拌裝置，該自攪拌裝置包括U形管5和電動泵 6。U形管5的一端伸入原料內，作為進口端，U形管5的另一端為出口端。電動泵6設置 在U形管5進口端所在的管壁上。在工作時，電動泵6開啟，將原料從U形管6的進口端抽 入，原料進入U形管6內後，沿其U形管路運動並最終從其出口端排出，返回並落入反應罐 1內。通過上述的將原料抽起再落回的工作，模擬攪拌的過程，使原料間摩擦、碰撞生熱，力口 快反應速度，提高沼氣的生成效率；同時，進一步擴展沼氣呼吸機的適用範圍，在不利於原 料反應的季節或地區使用時，也能夠正常的生成沼氣。
[0027] 作為優選的，U形管6的出口端位置高於進口端位置，使攪拌的效果更加明顯。進 一步的，在U形管6的彎曲部位處設置有一個三通閥門7,通過該三通閥門7不同閥的使用， 令U形管6內形成兩條管路。具體的，三通閥門7的第一埠用於使原料進出；第二埠通 向U形管6的出口端；第三埠與反應罐1的外部連通，用於將原料排出。當需要進行自攪 拌時，原料通過三通閥門7的第二埠打開、第三埠關閉，原料可以流經U形管6通向其 出口端；當第二埠關閉、第三埠打開時，原料經過三通閥門7後將排出反應罐1，用於輔 助排料。
[0028] 作為一個實施例，在反應罐1的底部鋪一層暖氣管（未示出），暖氣管可以調節反 應罐1中原料的反應溫度。即使是在寒冷的冬天也可以保持發酵的溫度，保證所述智能沼 氣呼吸機的產氣效率，由此本實施例的沼氣呼吸機能夠特別適用於寒冷的地區。
[0029] 進一步的，在所述反應罐1中的分離隔板3上面擺放一層過濾砂石（未示出），能 夠進一步將小於等於1mm的發酵原料擋在該過濾砂石之下。從而，起到了再次分離、過濾的 作用，並且更佳地提高了緊貼於分離隔板3的原料濃度，原料發酵反應的效率更高。
[0030] 作為另一個實施例，沼氣呼吸機還包括液體活塞壓縮裝置8,液體活塞壓縮裝置8 呈圓柱形，並且上下不封閉。較佳地，在液體活塞壓縮裝置8的外壁上安裝有液壓活塞外套 (未示出），該液壓活塞外套能夠使液體活塞壓縮裝置8的外壁更為密封。另外，液壓活塞 外套採用防腐材料製成，能夠保護液體活塞壓縮裝置8的外壁。本實施例中，液體活塞壓縮 裝置8下端穿過分離隔板3深入到距離反應罐1底部70cm左右處的地方，液體活塞壓縮裝 置8上端穿出反應罐1的上頂端，且其上端優選的分為兩個上埠。液體活塞壓縮裝置8 穿出反應罐1的上頂端的位置處，通過法蘭盤與反應罐1可靠固定。
[0031] 另外，在液體活塞壓縮裝置8的下端部上設計有濃度感應表，該濃度感應表可以 測得發酵原料的濃度，控制發酵原料的濃度可以控制其產氣率和產氣量。同時，反應罐1 內部還可以設置有溫度感應器、液面高度傳感器等測量儀表，上述測量儀表的顯示部分設 置在反應罐1的外壁上，便於使用者觀察，同時對沼氣呼吸機的監測、診斷可以做到實時掌 控，遇到問題能夠及時地進行處理。
[0032] 較佳地，液體活塞壓縮裝置8下端與反應罐1連通，在反應罐1底部暖氣管的作用 下，此時反應罐1下部溫度高於上部溫度，從而反應罐1中的原料向液體活塞壓縮裝置8中 流動。然後調節暖氣管的溫度，使得反應罐1下部溫度低於上部溫度，從而液體活塞壓縮裝 置8中的原料向反應罐1中流動。可以看出，發酵原料在反應罐1與液體活塞壓縮裝置8 之間可以來回的流動，因此對本發明發酵的原料起到了攪拌的作用。加快溫度變化的頻率， 液體活塞壓縮裝置8與反應罐1的這種設置方式便實現了"高頻振搗器"的作用。本發明 創造性地實現了對發酵原料的攪拌、振搗，在很大程度上提高了原料反應、發酵的效果，極 大地提高了所述智能沼氣呼吸機的產氣能力。
[0033] 作為優選地，本發明所述的液體活塞壓縮裝置8的上埠可以與進出料通道4連 接起來，從而可以實現將沒有完全反應完畢的原料再次利用，即實現了 360度的循環使用。 具體來說就是，液體活塞壓縮裝置8下端與反應容器1連通，在反應容器1底部暖氣管的作 用下，此時反應容器1下部溫度高於上部溫度，反應容器1中的原料向液體活塞壓縮裝置8 流動，然後通過液體活塞壓縮裝置8的上埠流入到進出料通道4,最後再該原料再次流回 所述的反應容器1中。本實施例的沼氣呼吸機實現原料360度的循環使用，可能是因為在 反應容器1中用於產生沼氣的原料，有時還沒有反應完全，可以多次利用。
[0034] 另外，液體活塞壓縮裝置8的上埠安裝有非金屬防凍控制閥，該非金屬防凍控 制閥能夠將液體活塞壓縮裝置8的上埠進行彈性密封。由於液體活塞壓縮裝置8的上端 口暴露在外，所以密封液體活塞壓縮裝置8上埠的非金屬防凍控制閥具有耐腐蝕性、防 凍以及伸縮性好等等優點。從而，在很大程度上解決了傳統生物質能源沼氣密封難的問題。 當然，沼氣呼吸機涉及到的各種埠需要密封時，都可以使用該非金屬防凍控制閥。
[0035] 在本發明的上述各實施例中，所述的智能自攪拌沼氣呼吸機的反應罐1底部設置 有固定座9和可拆卸的腳輪10。通過加裝腳輪10使得沼氣呼吸機能夠方便的移動到如施 工現場、公園景區、臨時居民區等需要使用沼氣的地方。在運動在指定地區，不再需要移動 時，可將腳輪10拆除，並通過反應罐1底部的固定座9平穩放置在地面上，方便快捷。相應 的，反應罐1的外壁上設置有牽引鉤11，牽引鉤11通過纜繩連接至牽引車，在牽引車的牽引 下，沼氣呼吸機能夠移動的需要的地方。
[0036] 根據上面所描述的，本發明實現一種智能自攪拌沼氣呼吸機，其能夠實現快速產 氣，達到現有沼氣發酵裝置產氣的80倍；突破性地，本發明同時解決了現有技術中生物質 能源沼氣六大難問題；與此同時，智能自攪拌沼氣呼吸相比於傳統的沼氣生成裝置，體積 更小，且能夠方便的移動，能夠適用於多種場合；進出料口可以與一些提供原料的地方連接 上，直接獲取發酵原料；特別地，所述的智能自攪拌沼氣呼吸機具有極強地適應能力，無論 是嚴寒還是酷夏、無論是在地面還是在地下都可以使用；最後，整個所述的智能自攪拌沼氣 呼吸機簡便、緊湊，易於實現。
[0037] 所屬領域的普通技術人員應當理解：以上所述僅為本發明的具體實施例而已，並 不用於限制本發明，凡在本發明的精神和原則之內，所做的任何修改、等同替換、改進等，均 應包含在本發明的保護範圍之內。
【權利要求】
1. 一種智能自攪拌沼氣呼吸機，其特徵在於，包括不鏽鋼材質、且長邊沿堅直方向放置 的反應罐；所述反應罐包括分離隔板、至少一個沼氣出口和至少一個進出料通道；所述沼 氣出口設置在所述反應罐頂部；所述分離隔板安裝在所述反應罐的中偏下部處；在所述分 離隔板的作用下，緊貼於所述分離隔板下的原料濃度高，所述反應罐的下部原料濃度低；在 所述反應罐中不斷的產生沼氣，當產生的沼氣壓強增大時，進料的工作自動停止；當壓力過 大時，沼氣會壓迫原料從所述反應罐向所述進出料通道擠壓、排出； 所述反應罐內還設置有自攪拌裝置，所述自攪拌裝置包括U形管和電動泵；所述U形管 的一端伸入原料內；所述電動泵設置在所述U形管一端上方的管壁上；當所述電動泵開啟 時，將原料從所述U形管一端抽入，並經由所述U形管從其另一端排出回所述反應罐內。
2. 根據權利要求1所述的呼吸機，其特徵在於，所述U形管另一端的埠位置高於其一 端的埠位置。
3. 根據權利要求1所述的呼吸機，其特徵在於，所述U形管的彎曲部位處設置有三通閥 門，所述三通閥門用於控制由所述電動泵抽起的原料通向所述U形管另一端，或通過所述 三通閥門排出。
4. 根據權利要求1所述的呼吸機，其特徵在於，在所述反應罐的底部鋪有一層暖氣管， 所述暖氣管能夠調節所述反應罐中原料的反應溫度。
5. 根據權利要求4所述的呼吸機，其特徵在於，所述智能自攪拌沼氣呼吸機還包括液 體活塞壓縮裝置，所述液體活塞壓縮裝置呈圓柱形；所述液體活塞壓縮裝置下端穿過所述 分離隔板深入到靠近所述反應罐底部的位置，所述液體活塞壓縮裝置上端穿出所述反應罐 的上頂端，且設置有兩個上埠； 所述液體活塞壓縮裝置下端與所述反應罐連通，在所述反應罐底部暖氣管的作用下， 此時所述反應罐下部溫度高於上部溫度，從而所述反應罐中的原料向所述液體活塞壓縮裝 置中流動；然後調節所述暖氣管的溫度，使得所述反應罐下部溫度低於上部溫度，從而所述 液體活塞壓縮裝置中的原料向所述反應罐中流動。
6. 根據權利要求5所述的呼吸機，其特徵在於，所述液體活塞壓縮裝置的上埠安裝 有非金屬防凍控制閥，所述非金屬防凍控制閥能夠將所述液體活塞壓縮裝置的上埠進行 彈性密封；由於所述液體活塞壓縮裝置的上埠暴露在外，所以密封所述液體活塞壓縮裝 置上埠的非金屬防凍控制閥採用耐腐蝕性、防凍以及伸縮性好的材料。
7. 根據權利要求1所述的，其特徵在於，在所述反應罐中的分離隔板上面擺放一層過 濾砂石，所述過濾砂石能夠將小於等於1_的發酵原料擋在該過濾砂石之下。
8. 根據權利要求1所述的呼吸機，其特徵在於，在所述沼氣出口處安裝有壓力表管道， 通過所述壓力表管道使用氣壓表測得產生的沼氣壓力。
9. 根據權利要求1-8任意一項所述的呼吸機，其特徵在於，所述反應罐底部設置有固 定座和可拆卸的腳輪；所述反應罐的外壁上設置有牽引鉤。
【文檔編號】C12M1/107GK104109630SQ201410351655
【公開日】2014年10月22日 申請日期:2014年7月22日 優先權日:2014年7月22日
【發明者】許顯國 申請人:許顯國