多用途儲氣板氣動攪拌與沼氣收集方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種多用途儲氣板氣動攪拌與沼氣收集方法。
【背景技術】
[0002]2002年發(fā)布的沼氣池最新國家標準包括5種池型，即水壓式圓筒形沼氣池、分離浮罩式沼氣池、曲流布料沼氣池、預制塊(圓筒形)沼氣池和橢球形沼氣池；圓筒形沼氣池既為管道型沼氣池，發(fā)酵原料進入發(fā)酵管道內發(fā)酵產生沼氣，并在發(fā)酵管道內積聚，容易造成發(fā)酵管道的阻塞；如果阻塞部位較深，通常采用清除發(fā)酵管道內的所有雜物，再通過桿體戳通。
[0003]動物糞便發(fā)酵制成的沼液，發(fā)酵后無味且發(fā)酵后的肥效，是普通化學合成肥料的10倍以上；水質特性極易被植物吸收，而且不會像化學肥料那樣，沼液使用量過多也不會燒苗，作為綠色生態(tài)種植的首選肥料，沼液具有:驅蟲、殺蟲的功效，幼蟲和蟲卵的致死率為90%以上，屬于綠色生物殺蟲劑；沼液在使用過程中，把握不好用量也不會造成燒苗現象，這也是普通化學合成肥料不可比擬的地方之一。
[0004]本發(fā)明采用的沼氣發(fā)酵系統(tǒng)，采用的是管道型發(fā)酵系統(tǒng)，其可以完全避免阻塞，并且可以通過手動的方式促進發(fā)酵原料的均勻分布，而且清除沼渣方便。
[0005]申請人通過檢索發(fā)現申請人安徽樂昌氣動流體設備科技有限公司申請的一種氣動隔膜泵(專利號:2012101329572)，其公開了與本發(fā)明相類似的產品，其采用氣源產生的氣壓作為動力用以驅動隔膜片的左右往復運動；其將閥芯軸(相當于本發(fā)明的調控軸)套接于中心閥芯內，中心閥芯兩端設置有臺階腔，端部閥芯的內端面上設有二級環(huán)形臺階；中心閥芯以及端部閥芯的結構復雜，增加了生產成本；本發(fā)明采用的結構相對于對比文件防漏氣效果更好。

【發(fā)明內容】

[0006]本發(fā)明所要解決的技術問題是，現有的管道型沼氣池容易阻塞，發(fā)酵原料、菌種分布不均勻，沼液流動性差等問題。
[0007]本發(fā)明為解決上述技術問題，采用的技術方案是。
[0008]多用途儲氣板，其包括氣動混合攪拌裝置、過盛氣體收集系統(tǒng)；氣動混合攪拌裝置，其包括沼氣發(fā)酵系統(tǒng)、攪拌套筒，沼氣發(fā)酵系統(tǒng)包括儲氣板，儲氣板內設置有若干個擋板并將儲氣板分隔成多個發(fā)酵區(qū)，擋板上端固定有兩端對稱的攪拌套筒，攪拌套筒內滑動套接有氣動活塞，氣動活塞的兩端分別通過活塞連桿連接外套筒，攪拌套筒的兩端外側壁分別套接有彈簧，外套筒上設置有與攪拌套筒外側壁相匹配的臺階腔，外套筒上還設置有連通發(fā)酵區(qū)和臺階腔的連通孔；外套筒固定連接有攪拌網；過盛氣體收集系統(tǒng)，包括氣筒、板一、導氣活塞、上活塞連桿，氣筒內設置有板一并將氣筒內腔分隔成上下相互連通的左區(qū)和右區(qū)，導氣活塞滑動套接于氣筒內壁與板一之間，導氣活塞將左區(qū)分隔成左上區(qū)和左下區(qū)，導氣活塞的上端連接有上活塞連桿，上活塞連桿上部設置有環(huán)形導氣凹槽，氣筒上設置有進氣口 ；導氣活塞的下方有效面積SI大于上方有效面積S2，進氣口與沼氣發(fā)酵系統(tǒng)的儲氣板相連通，上活塞連桿外套接有固定于氣筒頂部的固定塊，氣囊套接于固定塊上并與之固定，左區(qū)內設置有固定于氣筒內壁以及固定于板一上的限位臺階。
[0009]上述技術方案的進一步改進。
[0010]沼氣發(fā)酵系統(tǒng)，其包括發(fā)酵池體、水壓間，水壓間通過水管連接發(fā)酵池體的上部，儲氣板固定于發(fā)酵池體內，儲氣板的左端與發(fā)酵池體之間的區(qū)域為進料口，儲氣板的右端與發(fā)酵池體之間的區(qū)域為出料口，儲氣板的上、下側壁與發(fā)酵池體之間的區(qū)域為攪拌槽，攪拌槽內滑動連接有攪拌桿；攪拌桿包括橫桿和豎桿，橫桿活動于發(fā)酵池體內并位于儲氣板底部，豎桿活動于攪拌槽中。
[0011]多用途儲氣板氣動攪拌與沼氣收集方法，其步驟包括:
氣動攪拌過程，
a、儲氣板內設置有若干個擋板并將儲氣板分隔成多個發(fā)酵區(qū)，發(fā)酵原料、菌種等在沼氣發(fā)酵系統(tǒng)內的分布不均勻，導致相鄰的發(fā)酵區(qū)發(fā)酵效率不同，導致相鄰的發(fā)酵區(qū)氣壓不一致；
b、氣壓較高的發(fā)酵區(qū)推動設置于擋板上方的攪拌套筒內的氣動活塞向氣壓較低的發(fā)酵區(qū)移動，并通過設置于氣動活塞兩端側的活塞連桿帶動外套筒向氣壓較低的發(fā)酵區(qū)側移動，從而使得一側外套筒靠近攪拌套筒另一側外套筒偏離攪拌套筒；
C、靠近攪拌套筒的外套筒擠壓設置于攪拌套筒外部的彈簧，并使得該彈簧處于蓄能狀態(tài)，并帶動與外套筒固定的攪拌網攪拌；
d、當通過設置于儲氣板頂部的相互獨立的導氣管排出較高氣壓的發(fā)酵區(qū)內的沼氣時，原較高氣壓的發(fā)酵區(qū)內氣壓下降，在壓縮彈簧的作用下，推動外套筒復位，并再次帶動攪拌網攪拌；
e、原較高氣壓的發(fā)酵區(qū)內的氣壓下降，原較低氣壓的發(fā)酵區(qū)氣壓不變，從而再次按照步驟b、c的方式帶動攪拌網攪拌；
f、當發(fā)酵區(qū)兩端的氣壓差相等或者不能克服彈簧彈力時，氣動活塞將保持不動。
[0012]沼氣收集過程，
h、沼氣發(fā)酵系統(tǒng)的儲氣板的頂部連通過盛氣體收集系統(tǒng)的進氣口，沼氣進入氣筒內腔，并且通過氣流通道保證滑動連接于氣筒內的導氣活塞上下端氣壓一致；
1、由于導氣活塞的下端有效面積大于上端有效面積，在氣壓的作用下，導氣活塞獲得的推力大于自身重力時，導氣活塞帶動設置于上端的上活塞連桿上移，并通過設置于上活塞連桿上的環(huán)形導氣凹槽接通外部的氣囊；
j、當導氣活塞獲得的推力小于自身重力時，導氣活塞下移，并帶動環(huán)形導氣凹槽與氣囊分離。
[0013]上述的沼氣發(fā)酵系統(tǒng)發(fā)酵產生沼氣的方法，其步驟包括:
a、發(fā)酵原料倒入進料口中，通過拉動拉桿，使得拉桿的豎桿在儲氣板上、下側壁與發(fā)酵池體之間的區(qū)域運動，并通過豎桿帶動拉桿的橫桿在發(fā)酵腔室內并位于儲氣板底部來回運動，促進發(fā)酵原料均勻分布；
b、發(fā)酵產生的沼氣集聚于儲氣板內的多個發(fā)酵區(qū)中，由于各個發(fā)酵區(qū)之間的沼氣氣壓不同，會促進沼液的流動； C、當發(fā)酵腔室內發(fā)生阻塞時，通過拉動拉桿并帶動橫桿的往復運動進行疏通。
[0014]上述技術方案的優(yōu)點在于:利用沼氣池儲氣板內相鄰發(fā)酵區(qū)的氣壓差驅動攪拌裝置工作，無需外力參與，攪拌過程中，提升了沼液的自循環(huán)流動性，促進菌種的均勻分布，提升發(fā)酵效率。
[0015]上述技術方案的優(yōu)點在于:利用沼氣池儲氣板內相鄰發(fā)酵區(qū)的氣壓差驅動攪拌裝置工作，無需外力參與，攪拌過程中，提升了沼液的自循環(huán)流動性，促進菌種的均勻分布，提升發(fā)酵效率；利用沼氣發(fā)酵池內的氣壓控制過盛氣體收集系統(tǒng)的開啟和關閉，增加儲氣板的存儲空間，更加節(jié)能。
[0016]氧氣泵，其包括泵體，泵體的上端和下端分別設置有出氣三通、進氣三通，泵體的左端和右端分別設置有與出氣三通和進氣三通連通的充氧腔，充氧腔與進氣三通連接位置處設置有進氣閥，充氧腔與出氣三通連接位置處設置有出氣閥；泵體的中間設置有中心體，中心體內設置有調控閥，泵體的中間還滑動連接有中心軸，中心軸的左右兩端分別固定連接隔膜片，隔膜片與中心體之間形成氣室；
調控閥包括閥套、分隔板，閥套內設置有分隔板并將閥套內腔分隔成主控氣室和調控氣室，閥套上部分別設置有五個氣槽，閥套上部的中心位置設置有進氣槽，進氣槽的兩側設置有對稱的左氣槽和右氣槽，最外側的分別為對稱的左排氣槽和右排氣槽，上述五個氣槽的底部分別設置有與主控氣室相連通的氣孔；分隔板上設置有三個透氣孔，分隔板的中心位置設置有中心透氣孔，中心透氣孔的兩端分別設置有對稱的左透氣孔和右透氣孔，中心透氣孔連通主控氣室和調控氣室；
主控氣室內設置有兩個對稱的套筒，兩套筒內分別滑動連接有活塞，活塞與套筒之間形成腔室，活塞通過活塞桿連接擋板；兩個擋板之間設置有中心閥芯，中心閥芯的中心設置有環(huán)形的進氣凹槽，進氣凹槽始終與進氣槽底部的氣孔連通并且始終與中心透氣孔連通；調控氣室內滑動連接有調控軸，調控軸的中間設有對稱的左凸起部和右凸起部，調控軸上位于左凸起部和右凸起部之間的區(qū)域為調控軸的進氣區(qū)，調控軸上位于左凸起部左端區(qū)域為左排氣區(qū)，調控軸上位于右凸起部右端區(qū)域為右排氣區(qū)，調控軸的進氣區(qū)通過設置于分隔板上的中心透氣孔連通中心閥芯的進氣凹槽，左透氣孔連通左腔室和調控氣室，右透氣孔連通右腔室和調控氣室；左凸起部右端與右凸起部左端的長度大于中心透氣孔與左/右透氣孔之間的距離；
調控氣室的兩端分別設置有端部閥芯，端部閥芯上設置有端部排氣孔，端部排氣孔、左排氣槽、右排氣槽分別連通泵體的排氣通道，進氣槽連通泵體的進氣通道，左氣槽、右氣槽分別連通對應側邊的氣室。
[0017]上述技術方案的進一步改進。
[0018]調控軸的左凸起部的左端與右凸起部的左端之間間隔等于左透氣孔與右透氣孔之間的距離，調控軸的左凸起部的右端與右凸起部的右端之間間隔等于左透氣孔與右透氣孔之間的距離。
[0019]上述方案的優(yōu)點在于，對比文件中的閥芯軸(相當于本發(fā)明的調控軸)套接于中心閥芯內，閥芯軸左右兩端的密封性要求較高，防止漏氣；本發(fā)明的調控軸兩端起排氣功能，對密封性無要求，故不易漏氣，相對于對比文件本發(fā)明的密封性更好；將調控軸設置于中心閥芯下方，取代現有技術中的閥芯軸滑動套接于中心閥芯內，降低中心閥芯的生產難度；并且左/右腔室的進氣和出氣與左/右氣室的進氣和出氣分離，互不干涉，保證氣體流向更加穩(wěn)定，增加設備的穩(wěn)定性。
[0020]利用氧氣泵充氧的方法，其步驟包括:
調控閥初始狀態(tài):進氣槽連通中心閥芯的進氣凹槽，進氣凹槽通過中心透氣孔連通調控軸的進氣區(qū)，調控軸的左凸起部阻塞左透氣孔，右凸起部阻塞右透氣孔。
[0021 ] 氣源通過進氣通道進入泵體內，并通過進氣槽底部的氣孔進入中心閥芯的進氣凹槽中，通過中心透氣孔進入調控軸的進氣區(qū)，由于調控軸不會完全處于力平衡狀態(tài)，氣體推動調控軸向一側移動；
假設，氣體推動調控軸向左側移動，調控軸的進氣區(qū)通過左透氣孔與左腔室連通，氣體進入左腔室內，與此同時，右腔室通過右透氣孔連通調控軸的右排氣區(qū)；氣體推動左活塞向右移動，并通過左活塞桿推動中心