專利名稱：一種沼氣罐無源破殼裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及沼氣池內使用設備，具體來說涉及一種沼氣罐無源破殼裝置。屬于可再生能源生產(chǎn)領域。
背景技術：
沼氣是有機物質在厭氧條件下，經(jīng)過微生物的發(fā)酵作用而生成的一種可燃氣體。 作為一種可再生的清潔能源，沼氣既可替代秸稈、薪柴等傳統(tǒng)生物質能源，也可替代煤炭等商品能源，而且能源效率明顯高于秸稈、薪柴、煤炭等。因此，沼氣在工業(yè)生產(chǎn)和人們的生活中，都得到廣泛的使用。僅我國農(nóng)村，就有幾千萬座戶用沼氣池，而以大廢棄物發(fā)酵的大中型沼氣工程，也大量應用于糖廠、酒廠。在沼氣池里，糞草等經(jīng)發(fā)酵不僅很容易得到沼氣，也很容易引起池內液面結殼。結殼后，沼氣不能透過液面浮渣層進入氣室，而從進出料管跑掉了，使原料的利用率很低，浪費很大。因此，沼氣池結殼的問題，是技術上較難解決的一個大問題。為解決這個大問題，以往常采用液沖法、氣沖法、或安裝杠桿、或安裝蔑簍，或揭開池蓋攪破結殼層，或撈出浮渣等各種攪拌措施，但都不能很好地解決問題。現(xiàn)有技術采用了一種手工攪拌的方法，如中國專利公告號CN201182978Y，公告日2009年1月21日，發(fā)明名稱《沼氣池破殼攪拌器》，其由支撐架、攪拌葉片、傳動軸、轉動把手等部分組成，通過轉動把手將攪拌葉片轉動，從而達到破殼的目的?，F(xiàn)有技術在戶用沼氣池破殼還能勉強勝任工作，若用于大中型沼氣工程，則就力不從心了。因此，當前大中型沼氣工程，在解決沼氣罐體結殼的問題，主要采用動力攪拌方法，常用有水力循環(huán)攪拌系統(tǒng)和機械攪拌系統(tǒng)。這些方法雖然可以解決沼氣池一定的結殼問題，但是都需要消耗動力，要有動力源，而且都存在不足。比如，水力循環(huán)攪拌系統(tǒng)(側攪拌系統(tǒng))，在大中型沼氣工程應用中常出現(xiàn)破殼位置集中，整體破殼效果差，影響沼氣正常產(chǎn)出；又如，機械側攪拌系統(tǒng)破殼為局部破殼無法對遠端結殼產(chǎn)生作用，且機械運動產(chǎn)生振動和破殼裝置的螺旋槳效應，影響反應罐體密封性能和對罐體造成扭曲變形。
綜上所述，現(xiàn)有技術采用了一種手工攪拌的方法無法解決大中型沼氣工程結殼的問題，而采用動力攪拌方法，又存在整體破殼效果差，影響沼氣正常產(chǎn)出，還易產(chǎn)生破殼裝置的螺旋槳效應，造成罐體扭曲，甚至泄漏等不足。發(fā)明內容
本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有沼氣破殼裝置，用攪拌的方法無法解決大中型沼氣工程結殼的問題，而采用動力攪拌方法，又存在整體破殼效果差，影響沼氣正常產(chǎn)出，還易產(chǎn)生破殼裝置的螺旋槳效應，造成罐體扭曲，甚至泄漏等不足，提供一種結構簡單，無需動力源， 且制作成本較低的一種沼氣罐無源破殼裝置。它的零部件少，通用性好，安裝調試方便，可滿足解決大中型沼氣工程結殼問題的需要。
為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術方案是一種沼氣罐無源破殼裝置，包括沼氣罐、進水管、攪拌片、支撐架，所述的支撐架與沼氣罐的罐體連接，所述的支撐架上安裝數(shù)個攪拌單元，所述的攪拌單元由托盤、轉動部件、密封部件、集流室、直管、喉道、攪拌片、空心柱、連接管組成，所述的攪拌片與喉道的小頭連接，喉道的大頭與直管連接接通，直管的另一端插入集流室內接通，空心柱的一端從集流室的底部插入接通，空心柱的另一端通過連接管與溢流管連接接通，溢流管的出口端沉入溢流池的液面下。
所述的集流室通過轉動部件和密封部件與托盤連接，所述的托盤與空心柱的外圓連接。
所述的溢流管的出口低于沼氣罐底平面，且低于溢流槽中液面下，的沼氣罐底至溢流管的出口的溢流管口距離T大于1500毫米。
所述的直管一端插入集流室，另一端向上翹起，與水平面之間形成上升角Ψ，上升角Ψ在6度至10度。
所述的喉道的大頭與直管連接，并在連接處水平向折彎，如肘狀，折彎角Φ為40 度至50度，所述的攪拌片為扇形，包容在喉道小頭的外肘，所述的攪拌片扇形的下邊與喉道中心線平齊，攪拌片扇形的上邊與外肘頂端平齊。
所述的進水管有二路，其中一路的出口設置在臨界液面A上。
所述的喉道口至溢流管出口之間的各管路連接處，均為密封連接。
所述的沼氣罐1內均布有3個攪拌單元。
所述的集流室9內均布插入3根直管。
所述的喉道的內腔形狀是口部小，里面大的錐形，大端尺寸同直管的內孔相同，口部尺寸是大端尺寸的7/10至6/10之間，錐形長度為大端尺寸的6倍。
所述的喉道的口部中心到臨界液面A的喉道口距離C為大于或等于50毫米。
與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明的有益效果在于1.由于沼氣罐使用中水分消耗大，蒸發(fā)快，以及水壓出氣，要經(jīng)常向沼氣池內加水，利用沼液通過溢流管下泄的重力及吸力，使沼液在喉道的入口形成反推力，從而形成攪拌單元旋轉在轉動過程中，攪拌又起到切割結殼層面的作用，達到破殼目的，因此破殼無需附加動力源。2、結構簡單穩(wěn)定，破殼性能好，適應性強等優(yōu)點。


圖1是本發(fā)明的結構示意圖； 圖2是圖1的俯視圖；圖3是本發(fā)明的攪拌單元示意圖； 圖4是圖3的俯視圖； 圖5是圖3的A-A剖視圖。
圖中沼氣罐1，進水管2，溢流管3，溢流池4，攪拌單元5，托盤6，轉動部件7，密封部件8，集流室9，直管10，喉道11，攪拌片12，空心柱13，連接管14，支撐架15，臨界液面 A，喉道口距離C，溢流管口距離T，折彎角Φ，上升角Ψ。
具體實施方式
下面結合

和具體實施方式
對本發(fā)明做進一步的描述，但并非對其保護范圍的限制。
參見圖1至圖5，本發(fā)明的一種沼氣罐無源破殼裝置，包括沼氣罐1、進水管2、攪拌片12、支撐架15，所述的支撐架15與沼氣罐1的罐體連接，所述的支撐架15上安裝數(shù)個攪拌單元5，所述的攪拌單元5由托盤6、轉動部件7、密封部件8、集流室9、直管10、喉道11、 攪拌片12、空心柱13、連接管14組成，所述的攪拌片12與喉道11的小頭連接，喉道11的大頭與直管10連接接通，直管10的另一端插入集流室9內接通，空心柱13的一端從集流室9的底部插入接通，空心柱13的另一端通過連接管14與溢流管3連接接通，溢流管3的出口端沉入溢流池4的液面下。所述的集流室9通過轉動部件7和密封部件8與托盤6連接，所述的托盤6與空心柱13的外圓連接。
所述的溢流管3的出口低于沼氣罐1底平面，且低于溢流槽4中液面下，的沼氣罐 1底至溢流管3的出口的溢流管口距離T大于1500毫米。
所述的直管10 —端插入集流室9，另一端向上翹起，與水平面之間形成上升角Ψ， 上升角Ψ在6度至10度。
所述的喉道11的大頭與直管10連接，并在連接處水平向折彎，如肘狀，折彎角Φ 為40度至50度，所述的攪拌片12為扇形，包容在喉道11小頭的外肘，所述的攪拌片12扇形的下邊與喉道11中心線平齊，攪拌片12扇形的上邊與外肘頂端平齊。
所述的進水管2有二路，其中一路的出口設置在臨界液面A上。
所述的喉道11 口至溢流管3出口之間的各管路連接處，均為密封連接。
所述的沼氣罐1內均布有3個攪拌單元5。
所述的集流室9內均布插入3根直管10。
所述的喉道11的內腔形狀是口部小，里面大的錐形，大端尺寸同直管10的內孔相同，口部尺寸是大端尺寸的7/10至6/10之間，錐形長度為大端尺寸的6倍。
所述的喉道11的口部中心到臨界液面A的喉道口距離C為大于或等于50毫米。
本發(fā)明利用沼液通過喉道11進入到集流室9，再通過垂直的溢流管3流到溢流池 4內。在沼液通過溢流管3下泄的過程中，通過沼液的重力及吸力，使沼液是在封閉的管路中流動，根據(jù)流體的連續(xù)性定理當流體連續(xù)不斷而穩(wěn)定地流過一個粗細不等的管道時，由于管道中任何一部分的流體都不能中斷或擠壓起來，因此在同一時間內，流進任一截面的流體的質量和從另一截面流出的流體質量是相等的。因此，喉道11的口部的截面最小，其沼液流速最快，幾乎是管路中的2. 5倍。所述攪拌片12是一弧形片，攪拌片12與喉道11 的小頭之間采用焊接或鉚接的方式，喉道11的進口小，出口大，沼液通過溢流管下泄，由于重力的作用流速度加快，在溢流管上端形成局部真空，上端真空會吸引沼液在喉道11處進入溢流管，由于喉道11的口部的沼液高速流動，拖動喉道11進口部外至攪拌片12肘彎內面之間的沼液也快速的向喉道11的進口部流動，而攪拌片12肘彎外面的沼液卻是相對靜止。根據(jù)伯努利定理可知流體在流動時，流速大的地方壓力小，流速小的地方壓力大。因此，攪拌片12肘彎外面的沼液壓力要大于攪拌片12肘彎內面的沼液壓力，形成壓力差，正是這個沼液壓力差作用在攪拌片12上，從而形成攪拌單元5向喉道11的彎曲向旋轉的動力，在轉動過程中，攪拌片12又起到切割沼液結殼層面的作用，達到破殼目的。
參見圖1，要在溢流管3內，讓沼液下泄的過程中，產(chǎn)生重力及吸力，從而拉動喉道 11的入口形成反推力，且整個管路必須是封閉狀態(tài)，形成虹吸拉動，否則有氣體進入，會直接影響旋轉動力的產(chǎn)生。因此溢流管3的出口處有二條要求一要低于沼氣罐1底平面，即形成溢流管口距離T，本實施例所選用的溢流管口距離T大于1500毫米；二要低于溢流槽4 中液面下，并且要始終保持在溢流槽4中液面下。
喉道11的口部中心與臨界液面A的距離為喉道口距離C，喉道口距離C大于或等于50毫米，本實施例選用的是50毫米。
參見圖2，根據(jù)沼氣罐1的大小，攪拌單元5可隨之增減，沼氣罐1面積大，攪拌破殼面積也大，最少按對稱均布為2個，最多在實施例中至6個，本實施例按所選沼氣罐1的大小，選用的是3個攪拌單元5。
參見圖3，當上升角Ψ小于6度時，喉道11的口部距臨界液面A太近，破殼攪拌中易吸入空氣，而發(fā)生攪拌停止現(xiàn)象，當至上升角Ψ于10度時，攪拌片12的仰起太高，會造出攪拌力不足，本實施例選用的上升角Ψ是8度。
參見圖4，折彎角Φ與攪拌片12形狀可在一定范圍調整，但是當折彎角Φ為小于 40度或大于50度時，攪拌力明顯不足，本實施例選用的折彎角Φ是45度。
集流室9內可均布插入2至4根直管10，插入直管10越多，也意味著喉道11和攪拌片12越多，其攪拌力越大，當然也要考慮溢流管3的匹配，本實施例在集流室9內均布插入3根直管10。
參見圖5，托盤6固定在直管10外的中段，約束轉動部件7向下運動。轉動部件7 選用的是密封軸承，密封軸承的內孔與直管10的外圓緊配合。在轉動部件7的上端連接著密封部件8，密封部件8包括油封、法蘭盤、密封墊等，起到防護密封軸承免受沼液浸蝕，影響到攪拌單元5的正常轉動。當然，密封部件8還可采用別種結構，這都是成熟技術，盡可借用。
在實施例中的有關部件及要求為 溢流管3，采用普通碳鋼管防腐處理后使用；支撐架15，采用角鋼，材質為普通碳鋼角鋼，做防腐處理； 攪拌單元5，采用普通碳鋼，制作后進行防腐處理； 喉道11，依據(jù)射流原理，采用碳鋼卷制后作防腐處理； 攪拌片12，采用碳鋼板，依據(jù)尺寸角度卷制后，作防腐處理。
本發(fā)明的雖然是為解決大中型沼氣工程所遇到的問題，但是也完全適用于小型的沼氣池等。同時，本發(fā)明沼氣罐1內的其他零部件如進油管、支撐架等安裝方式與現(xiàn)有技術相同，本文不作贅述。
權利要求
1.一種沼氣罐無源破殼裝置，包括沼氣罐(1)、進水管(2)、攪拌片(12)、支撐架(15)， 支撐架(15)與沼氣罐(1)的罐體連接，其特征在于所述的支撐架(15)上安裝數(shù)個攪拌單元(5)，所述的攪拌單元(5)由托盤(6)、轉動部件(7)、密封部件(8)、集流室(9)、直管(10)、喉道(11)、攪拌片(12)、空心柱(13)、連接管(14)組成，所述的攪拌片(12)與喉道(11)的小頭連接，喉道(11)的大頭與直管(10)連接接通，直管(10)的另一端插入集流室 (9)內接通，空心柱(13)的一端從集流室(9)的底部插入接通，空心柱(13)的另一端通過連接管(14)與溢流管(3)連接接通，溢流管(3)的出口端沉入溢流池(4)的液面下；所述的集流室(9 )通過轉動部件(7 )和密封部件(8 )與托盤(6 )連接，所述的托盤(6 )與空心柱(13 ) 的外圓連接。
2.根據(jù)權利要求1所述的一種沼氣罐無源破殼裝置，其特征在于所述的溢流管(3)的出口低于沼氣罐(1)底平面，且低于溢流槽(4)中液面下，的沼氣罐(1)底至溢流管(3)的出口的溢流管口距離T大于1500毫米。
3.根據(jù)權利要求1所述的一種沼氣罐無源破殼裝置，其特征在于所述的直管(10)— 端插入集流室(9)，另一端向上翹起，與水平面之間形成上升角Ψ，上升角Ψ在6度至10 度。
4.根據(jù)權利要求1所述的一種沼氣罐無源破殼裝置，其特征在于所述的喉道(11)的大頭與直管(10)連接，并在連接處水平向折彎，如肘狀，折彎角Φ為40度至50度，所述的攪拌片(12)為扇形，包容在喉道(11)小頭的外肘，所述的攪拌片(12)扇形的下邊與喉道 (11)中心線平齊，攪拌片(12)扇形的上邊與外肘頂端平齊。
5.根據(jù)權利要求1所述的一種沼氣罐無源破殼裝置，其特征在于所述的進水管(2)有二路，其中一路的出口設置在臨界液面A上。
6.根據(jù)權利要求1所述的一種沼氣罐無源破殼裝置，其特征在于所述的喉道(11)口至溢流管(3)出口之間的各管路連接處，均為密封連接。
7.根據(jù)權利要求1所述的一種沼氣罐無源破殼裝置，其特征在于所述的沼氣罐(1)內均布有(3)個攪拌單元(5)。
8.根據(jù)權利要求1所述的一種沼氣罐無源破殼裝置，其特征在于所述的集流室(9)內均布插入3根直管(10)。
9.根據(jù)權利要求1所述的一種沼氣罐無源破殼裝置，其特征在于所述的喉道(11)的內腔形狀是口部小，里面大的錐形，大端尺寸同直管(10)的內孔相同，口部尺寸是大端尺寸的7/10至6/10之間，錐形長度為大端尺寸的6倍。
10.根據(jù)權利要求1所述的一種沼氣罐無源破殼裝置，其特征在于所述的喉道(11)的口部中心到臨界液面A的喉道口距離C為大于或等于50毫米。
全文摘要
一種沼氣罐無源破殼裝置。屬于可再生能源生產(chǎn)領域。所述的喉道(11)的大頭與直管(10)連接接通，直管(10)的另一端插入集流室(9)內接通，空心柱(13)的一端從集流室(9)的底部插入接通，空心柱(13)的另一端通過連接管(14)與溢流管(3)連接接通，溢流管(3)的出口端沉入溢流池(4)的液面下。所述的集流室(9)通過轉動部件(7)和密封部件(8)與托盤(6)連接，所述的托盤(6)與空心柱(13)的外圓連接。利用沼液通過溢流管下泄的重力及吸力，使沼液在喉道的入口形成反推力，從而形成攪拌單元旋轉起到切割結殼層面的作用，因此破殼無需附加動力源。結構簡單穩(wěn)定，破殼性能好，適應性強等優(yōu)點。
文檔編號C12M1/107GK102533531SQ201110458498
公開日2012年7月4日 申請日期2011年12月31日 優(yōu)先權日2011年12月31日
發(fā)明者袁新亮, 高凱旋 申請人:高凱旋