專利名稱：太陽能沼氣池的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種沼氣生產(chǎn)裝置，特別涉及一種太陽能沼氣池。
背景技術(shù)：
一個5 6 口人的農(nóng)村家庭，如果建一個8 10立方米的沼氣池，每天 產(chǎn)氣約1.5立方米，可基本滿足炊事以及照明用能的需要。農(nóng)村辦沼氣，除 了解決農(nóng)民燒柴難的問題之外，還擴(kuò)大了肥源，提高了肥效，增加了詞料， 促進(jìn)了家庭養(yǎng)殖業(yè)的發(fā)展，并且改進(jìn)了農(nóng)村衛(wèi)生條件。以太陽能為熱源，以 農(nóng)村戶用沼氣池技術(shù)改造為基礎(chǔ)，將太陽能熱水供給技術(shù)與沼氣池相結(jié)合的 太陽能沼氣池，可利用太陽能熱水循環(huán)系統(tǒng)提高沼氣池發(fā)酵溫度，從而提高 其冬、春季節(jié)產(chǎn)氣率。由于現(xiàn)有的太陽能沼氣池存在以下三個不足，因而困 擾著農(nóng)村太陽能沼氣技術(shù)的推廣和應(yīng)用1)占地面積大，或建造成本高，難 以在庭院內(nèi)建造，不利于太陽能綜合利用。2)進(jìn)料方便，但出渣難。沼氣池 要求勤進(jìn)料，勤出渣， 一般每隔3個月需小清一次， 一年左右需大清一次。 小清時， 一般要用長柄勺從出料間掏出幾十擔(dān)沼渣溶液；大清時，則需要徹
底清除沼渣、沼液?？紤]池體結(jié)構(gòu)受力情況，沼氣池頂部的活動蓋板直徑比 較小，這對于以秸稈為主要發(fā)酵原料的沼氣池來說，不僅小清困難，大清工
作也十分困難。3)由于沒有攪拌裝置，池內(nèi)浮渣容易結(jié)殼，且難于破碎，所 以發(fā)酵原料的利用率不高，沼氣池產(chǎn)氣率偏低。

實(shí)用新型內(nèi)容
本實(shí)用新型針對現(xiàn)有太陽能沼氣池所存在的上述缺陷，利用太陽能熱水 循環(huán)技術(shù)結(jié)合方便的攪拌出渣裝置，提供了一種結(jié)構(gòu)簡單、建造成本低的太 陽能沼氣池。
為達(dá)到以上目的，本實(shí)用新型是采取如下技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn)的
一種太陽能沼氣池，包括一個池體、 一個太陽能集熱器，所述池體的儲 氣間連通有導(dǎo)氣管，所述太陽能集熱器的進(jìn)出口連通有熱水循環(huán)裝置，其特 征是，所述熱水循環(huán)裝置設(shè)有換熱盤管，該換熱盤管布置在池體的發(fā)酵間底 部，所述池體直徑方向兩側(cè)分別設(shè)有進(jìn)料口和水壓間，在池體外上方設(shè)有一 個攪拌出渣器，該攪拌出渣器穿入池體中央頂部延伸至池體發(fā)酵間的底部。
上述方案中，所述熱水循環(huán)裝置包括儲熱水箱、循環(huán)泵及控制閥，儲熱 水箱上水口連通換熱盤管的一端，換熱盤管的另一端連通循環(huán)泵，該循環(huán)泵 通過控制閥與太陽能集熱器連通，在該控制閥與太陽能集熱器管路之間還設(shè) 置有一個控制分閥并通過分管路連通儲熱水箱。
所述攪拌出渣器包括出料管和連通出料管上端的出渣口，出料管中設(shè)有 活塞桿，活塞桿的一端伸出出料管上端連接一個手壓柄，活塞桿的另一端連 接一個與出料管內(nèi)壁緊密配合的活塞，活塞運(yùn)行的最低點(diǎn)處于出料管1/5高 度位置，處于活塞行程下1/3高度位置的出料管的外周設(shè)有徑向均勻分布的
4個向上傾斜的噴嘴。所述噴嘴的軸線與出料管軸線呈45。夾角；所述活塞上 設(shè)有活塞孔和活動壓蓋；所述換熱盤管沿池壁呈螺旋環(huán)狀布置。 本實(shí)用新型的有益效果是
1. 在沼氣池頂部活動蓋上安裝一根具有攪拌功能的活塞式出渣器，搖動 手壓柄，使活塞向下運(yùn)動，活塞頂部的活動壓蓋打開，出料管中的沼渣溶液
自活塞孔進(jìn)入活塞上部空間；當(dāng)活塞向上運(yùn)動時，活塞上的活動壓蓋在沼渣 溶液的重力作用下可關(guān)閉活塞孔，活塞上行接近噴嘴入口平面時，沼渣溶液 以一定的壓力自噴嘴噴出，噴出的沼渣可擾動發(fā)酵間里的沼渣溶液，降低液 面結(jié)殼機(jī)會，起到攪拌的作用?；钊闲谐^噴嘴入口平面后，其壓力迫使 出料管中的沼渣溶液上升并從出渣口排出?；钊闲械耐瑫r，活塞下部空間 形成真空，借此抽力來抽取發(fā)酵間底部的沼渣溶液。這種攪拌出渣器，具有 攪拌和出渣雙重功能，在不需要出渣的情況下，只要降低活塞行程，便可以 單獨(dú)完成攪拌的功能。從而解決沼氣池進(jìn)料方便，出渣難以及池內(nèi)浮渣結(jié)殼， 沼氣池產(chǎn)氣率低下的問題。
2. 在沼氣池底部敷設(shè)太陽能熱水加熱盤管，通過熱水循環(huán)，直接為發(fā)酵 間供熱，以提高沼氣池冬、春季節(jié)產(chǎn)氣率。而在夏季，可關(guān)閉控制閥以切斷 沼氣池底部換熱盤管的循環(huán)管路，并打開控制分閥，使太陽能集熱器與貯熱
水箱組成一套自然循環(huán)式熱水系統(tǒng)，熱水不再進(jìn)入沼氣池，而為室內(nèi)提供冼 浴用生活熱水，從而解決沼氣池一年四季供氣量波動范圍過大的問題，同時 實(shí)現(xiàn)炊事用能、照明以及太陽能熱水供應(yīng)一體化。


圖l為本實(shí)用新型太陽能沼氣池整體結(jié)構(gòu)圖。
圖2為圖l的俯視圖。
圖3為圖1中攪拌出渣器9的結(jié)構(gòu)圖。
圖4為圖3中K部的放大圖，其中圖4a是軸向剖面圖，圖4b是徑向剖 面圖。
圖5為圖4中的活塞18的結(jié)構(gòu)圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖及實(shí)施例對本實(shí)用新型作進(jìn)一步的詳細(xì)說明。 如圖1、圖2所示， 一種太陽能沼氣池，包括池體12、連通池體12儲氣 間的導(dǎo)氣管11、安置在衛(wèi)生間房頂?shù)奶柲芗療崞?及與其進(jìn)出口連通的熱 水循環(huán)裝置；熱水循環(huán)裝置包括儲熱水箱2、循環(huán)泵3及控制閥6，儲熱水箱 上水口通過上水管路的水管4連通換熱盤管5的一端，上水管路設(shè)有補(bǔ)水管 8，換熱盤管5的另一端通過循環(huán)管路的水管4'連通循環(huán)泵3的一側(cè)，該循 環(huán)泵3的另一側(cè)通過控制閥6與太陽能集熱器1入口連通，太陽能集熱器1 出口與儲熱水箱2相連通；在控制閥6與太陽能集熱器1連通管路之間還設(shè) 置有一個控制分閥7，并通過一個分管路與儲熱水箱2連通。換熱盤管5布 置在池體12的發(fā)酵間底部，并沿池壁呈螺旋環(huán)狀布置；池體12直徑方向兩 側(cè)分別設(shè)有進(jìn)料口 31和水壓間，進(jìn)料口可設(shè)置在衛(wèi)生間中與便池連通；水壓 間上方設(shè)有一個溢流口；在池體外上方設(shè)有一個攪拌出渣器9，該攪拌出渣 器9穿入池體12中央頂部延伸至池體12發(fā)酵間的底部。
冬春寒冷季節(jié)，需要提高沼氣池發(fā)酵溫度的時候，打開控制閥6，啟動 循環(huán)泵3，使儲存在貯熱水箱2中的太陽能熱水，通過水管4進(jìn)入沼氣池底 部換熱盤管5，通過管壁與發(fā)酵池內(nèi)的發(fā)酵原料進(jìn)行熱量交換，以提高沼氣 池發(fā)酵溫度。熱水經(jīng)過換熱盤管5換熱之后，溫度下降，再由循環(huán)泵3通過
水管4，送入太陽能集熱器l，吸取太陽熱能，進(jìn)入貯熱水箱2，如此不斷循
環(huán)，從而提高了沼氣池發(fā)酵溫度，提高冬、春季節(jié)產(chǎn)氣率。
在夏秋炎熱季節(jié)，或不需要向沼氣池供熱的時候，停止循環(huán)泵3的運(yùn)行， 關(guān)閉控制閥6，打開控制分閥7，貯熱水箱2中的熱水不再進(jìn)入沼氣池，而使 太陽能集熱器1與貯熱水箱2組成一套自然循環(huán)式熱水系統(tǒng)，利用貯熱水箱 2中的太陽能熱水為人們提供洗浴用生活熱水，從而實(shí)現(xiàn)炊事用能、照明、 太陽能熱水供應(yīng)一體化。
對于農(nóng)村戶用，本實(shí)用新型的太陽能沼氣池可采用8 1(W'的固定拱蓋 水壓式圓筒形沼氣池太陽能集熱器l選用結(jié)構(gòu)簡單、性能良好的平板式太 陽能集熱器；貯熱水箱2可選用容積為160升的水箱；循環(huán)泵3可選用揚(yáng)程 為8m，流量為0. 3L/s的小型離心式管道泵；循環(huán)水管4和4'可采用公稱直 徑DN20的交聯(lián)聚乙烯管(PE-X)，長度根據(jù)現(xiàn)場安裝高度而定；換熱盤管5 可采用公稱直徑DN20的交聯(lián)聚乙烯管(PE-X)，長度根據(jù)管子能在沼氣池底 部水平環(huán)繞3周而定。
如圖3、圖4所示，攪拌出渣器9包括出料管21和連通出料管21上端 的出渣口 16，出料管21中設(shè)有活塞桿14，活塞桿14的一端通過導(dǎo)向機(jī)構(gòu) 15伸出出料管21上端連接一個手壓柄13，活塞桿14的另一端通過一個吊籃 20連接活塞18，活塞18運(yùn)行的最低點(diǎn)處于出料管1/5高度位置；在活塞18 上方處于活塞行程1/3高度位置的出料管21的外周均勻布設(shè)有4個或6個軸 線與出料管軸線呈45°夾角并向上傾斜的噴嘴10。出料管21可采用O108X2 不銹鋼管制作，內(nèi)壁面水力光滑。活塞桿14可采用①15X1.0公稱直徑的鍍 鋅鋼管制作，通過吊籃20與活塞18焊接在一起；吊籃20采用三根直徑為O) 8mm的不銹鋼棒制作；噴嘴10可分別焊接在活塞行程下1/3部位的出料管外 壁面上，與出料管21相通，噴嘴入口孔徑為025，出口孔徑為015，由2ram 不銹鋼板制作。
攪拌出渣器9安裝在沼氣池頂部活動蓋上方，其出料管21 —直插入到 發(fā)酵間的沼渣溶液中，如圖1所示。
如圖5所示，活塞18由上鋼板23、下鋼板24以及夾在鋼板中間的密封 墊片25等組成，由壓緊螺栓26固定，活塞中間開有活塞孔19，活塞上方還 設(shè)有活動壓蓋17，活動壓蓋17下面設(shè)置有壓蓋墊片22。
活塞18的直徑為96mm，要求與出料管21緊密配合，密封性能良好?；?塞孔19的直徑可為50腿，密封墊片25可采用直徑為104mm，厚度為5mm， 型號為2040的耐酸堿橡膠板制作；活塞上鋼板23、下鋼板24均可采用厚度 為2mm的不銹鋼板制作；活動壓蓋17可采用厚度為3腿的不銹鋼板制作，直 徑為65mm;壓蓋墊片22采用厚度為5mm，直徑為65mm，型號為2040的耐酸 堿橡膠板制作，與活動壓蓋17粘貼在一起，要求活動壓蓋17與活塞18密封 性能良好。
攪拌出渣器工作時，搖動手壓柄13，在活塞桿14、導(dǎo)向機(jī)構(gòu)15的作用 下，活塞18向下運(yùn)動，活塞18頂部的活動壓蓋17以及壓蓋墊片22打開， 出料管21中的沼渣溶液便自活塞孔19進(jìn)入活塞18上部空間；當(dāng)活塞18運(yùn) 行到最低點(diǎn)位置之后，隨著手壓柄13的搖動，向上運(yùn)動時，活塞頂部的活動 壓蓋17在沼渣溶液的重力作用下可關(guān)閉活塞孔；當(dāng)活塞18上行接近噴嘴10 入口平面時，活塞18的上升力迫使沼渣溶液以一定的壓力自噴嘴10噴出， 擾動發(fā)酵室里的沼渣溶液，相當(dāng)于攪拌的作用，從而降低了液面結(jié)殼的機(jī)會， 提高了發(fā)酵原料的利用率；當(dāng)活塞18繼續(xù)上行超過噴嘴10的入口平面后， 其壓力迫使出料管中的沼渣溶液上升并從出渣口 16排出；活塞18上行的同 時，活塞18下部空間形成真空，借此抽力來抽取發(fā)酵間底部的沼渣溶液；隨 著手壓柄13的上下擺動，活塞18在出料管21中往復(fù)運(yùn)動，同時完成攪拌、 出渣功能。
在不需要出渣的情況下，只要降低活塞18的行程，隨著手壓柄13的上 下運(yùn)動，便可以單獨(dú)完成對發(fā)酵原料攪拌的功能。這種特殊設(shè)計(jì)的攪拌出渣 裝置，不僅可以大大降低勞動強(qiáng)度，縮短出渣時間，減少液面結(jié)殼機(jī)會，提 高沼氣池產(chǎn)氣率，而且可以保證水壓間不再積存沼渣而全是沼肥水，有利于 繁榮家庭養(yǎng)殖業(yè)。
本實(shí)用新型太陽能沼氣池，以太陽能為動力，以農(nóng)村戶用沼氣池技術(shù)改 造為基礎(chǔ)，利用太陽能熱水循環(huán)技術(shù)和活塞式出渣、攪拌裝置，解決了沼氣 池冬春季節(jié)發(fā)酵溫度過低、進(jìn)料方便，出料難以及池內(nèi)浮渣結(jié)殼，沼氣池產(chǎn)
氣率低下的問題，提高了沼氣池冬、春季節(jié)產(chǎn)氣率。實(shí)現(xiàn)了〃以太陽能為動力， 以沼促糧，以糧促畜，以畜促沼〃的良性循環(huán)。預(yù)計(jì)用于建造太陽能沼氣池的 總投資大約可以在2. 3年內(nèi)收回。
權(quán)利要求1.一種太陽能沼氣池，包括一個池體、一個太陽能集熱器，所述池體的儲氣間連通有導(dǎo)氣管，所述太陽能集熱器的進(jìn)出口連通有熱水循環(huán)裝置，其特征是，所述熱水循環(huán)裝置設(shè)有換熱盤管，該換熱盤管布置在池體的發(fā)酵間底部，所述池體直徑方向兩側(cè)分別設(shè)有進(jìn)料口和水壓間，在池體外上方設(shè)有一個攪拌出渣器，該攪拌出渣器穿入池體中央頂部并延伸至池體發(fā)酵間的底部。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的太陽能沼氣池，其特扯是，所述熱/K循外裝 置包括儲熱水箱、循環(huán)泵及控制閥，儲熱水箱上水口連通換熱盤管的一端， 換熱盤管的另一端連通循環(huán)泵，該循環(huán)泵通過控制閥與太陽能集熱器連通， 在該控制閥與太陽能集熱器管路之間還設(shè)置有一個控制分閥并通過分管路 連通儲熱水箱。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的太陽能沼氣池，其特征是，所述攪拌出 渣器包括出料管和連通出料管上端的出渣口，出料管中設(shè)有活塞桿，該活塞 桿的一端伸出出料管上端連接一個手壓柄，活塞桿的另一端連接一個與出料 管內(nèi)壁緊密配合的活塞，該活塞運(yùn)行的最低點(diǎn)處于出料管l/5高度位置，在 活塞行程下1/3高度位置的出料管的外周還設(shè)有徑向均勻分布的至少4個向 上傾斜的噴嘴。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的太陽能沼氣池，其特征是，所述活塞上設(shè)有 活塞孔和活動壓蓋。
5. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的太陽能沼氣池，其特征是，所述噴嘴的軸線 與出料管軸線呈45。夾角。
6. 根據(jù)權(quán)利要求l、 2、 4、 5之一所述的太陽能沼氣池，其特征是，所 述換熱盤管沿池壁呈螺旋環(huán)狀布置。
7. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的太陽能沼氣池，其特征是，所述換熱盤管沿 池壁呈螺旋環(huán)狀布置。
專利摘要本實(shí)用新型為解決沼氣池出渣難以及池內(nèi)浮渣易結(jié)殼，影響產(chǎn)氣率低下的問題，利用太陽能熱水循環(huán)技術(shù)結(jié)合方便的攪拌出渣裝置，提供了一種結(jié)構(gòu)簡單、建造成本低的太陽能沼氣池。其包括一個池體、一個太陽能集熱器，所述池體的儲氣間連通有導(dǎo)氣管，所述太陽能集熱器的進(jìn)出口連通有熱水循環(huán)裝置，該熱水循環(huán)裝置設(shè)有換熱盤管，該換熱盤管布置在池體的發(fā)酵間底部，所述池體直徑方向兩側(cè)分別設(shè)有進(jìn)料口和水壓間，在池體外上方設(shè)有一個攪拌出渣器，該攪拌出渣器穿入池體中央頂部延伸至池體發(fā)酵間的底部。
文檔編號C12M1/107GK201010644SQ200620136250

公開日2008年1月23日 申請日期2006年12月1日 優(yōu)先權(quán)日2006年12月1日
發(fā)明者鄭愛平 申請人:長安大學(xué)