CN107523480A - 一种太阳能辅热式沼气快速反应装置 - Google Patents

一种太阳能辅热式沼气快速反应装置 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种太阳能辅热式沼气快速反应装置，包括发酵池、太阳能集热器和送料装置，所述发酵池埋设在地下，发酵池底部截面呈圆弧状，太阳能集热器固定在发酵池上方并倾斜设置，本装置通过在发酵池上方设置太阳能集热器，通过太阳能集热器加热水与发酵池内进行热交换使发酵池内保持高温状态，进而加快了发酵速度，通过搅拌轴和副搅拌轴的设置对原料进行搅拌，且使用螺旋叶片以及双向搅拌技术，避免了原料堆积而造成发酵不均匀、原料利用率低的情况发生，并且通过提升筒将发酵池内废料向上提升并最终从废料出口排出进而避免发酵池1内废料堆积影响发酵并且减少了人工清理工作。

Description

一种太阳能辅热式沼气快速反应装置
技术领域
本发明涉及一种沼气发生装置，具体是一种太阳能辅热式沼气快速反应装置。
背景技术
沼气是利用生活、工业有机废弃物生产的清洁能源，厌氧消化生产沼气的技术，因其具有良好的能源、环境效益近年来逐渐被人们关注，特别是在农村地区，具有大量可用来制备沼气的原料，适合进行大力推广，但沼气在进行制备过程中受温度等条件的影响较大，特别是在我国北方寒冷的天气，原料难以进行厌氧发酵反应，成为制约沼气使用的重要难题，而使用常规能源对原料进行加热来使原料升温往往入不敷出；太阳能作为清洁且容易得到的能源已渐渐普及在人们日常生活的各个领域，如果能利用太阳能解决冬天沼气产出量的问题则能大大影响沼气的推广使用，同时现有的沼气制备装置由于物料之间没有运动交换，导致物料反应效率很低，因此需要改善。
发明内容
本发明的目的在于提供一种太阳能辅热式沼气快速反应装置，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种太阳能辅热式沼气快速反应装置，包括发酵池、太阳能集热器和送料装置，所述发酵池埋设在地下，发酵池底部截面呈圆弧状，太阳能集热器固定在发酵池上方并倾斜设置，所述太阳能集热器的进水端和出水端均连接有循环管道，在发酵池侧壁内嵌设有热交换管道，所述太阳能集热器、循环管道和热交换管道依次连接形成循环回路，在循环管道上安装有循环泵，所述送料装置包括水平的送料筒，送料筒固定在发酵池和太阳能集热器之间，在送料筒顶部安装有呈向下收口状的入料斗，送料筒内部设有输送绞龙，在送料筒左侧安装有输送电机，输送电机的输出轴与输送绞龙传动连接，送料筒右端下部与发酵池内相连通，所述发酵池内中央插装有提升筒，提升筒形状为倒置“T”型，所述提升筒包括设置在提升筒中央的提升杆和安装在提升杆上的提升螺旋，所述提升杆连接外部设置的电机，在提升筒下部开设有两个废料入口，在废料入口上设有阀门，所述提升筒上端延伸出发酵池上方，在提升筒上端设有废料出口，在废料出口上安装有密封门；所述发酵池内还设有智能搅拌装置，所述智能搅拌装置包括呈竖直方向插装在发酵池内的搅拌轴，所述搅拌轴转动安装在发酵池顶面上，搅拌轴下端位于发酵池内下部并安装有第一搅拌叶片，搅拌轴上端从发酵池上方伸出并与搅拌电机的电机轴相连接，所述搅拌电机与控制器之间电连接，控制器安装在发酵池顶部，所述搅拌轴位于提升筒右侧，在发酵池内、提升筒左侧设有副搅拌轴，在搅拌轴下部和副搅拌轴顶部均设有联动环，且搅拌轴和副搅拌轴上的联动环通过联动带传动连接，在副搅拌轴上部还设有第二搅拌叶片；控制器包括二极管D1、电容C1、继电器K和电机M，电机M即为搅拌电机，所述电容C1的一端连接电阻R1、电源VCC、芯片IC1的引脚4、芯片IC1的引脚8和继电器K的触点K-2的不动端，电容C1的另一端连接电容C2、电容C3、二极管D3的阴极、继电器K、芯片IC1的引脚1和继电器K的触点K-3的不动端，电阻R1的另一端连接电阻R2、芯片IC1的引脚7和二极管D2的阳极，电阻R2的另一端连接二极管D1的阴极，二极管D1的阳极连接电容C2的另一端、二极管D2的阴极、芯片IC1的引脚2和芯片IC1的引脚6，芯片IC1的引脚3连接电阻R3和继电器K的另一端，电阻R3的另一点连接二极管D3的阳极，继电器K的触点K-2的不动端1连接继电器K的触点K-3的不动端1和电机M，继电器K的触点K-2的不动端2连接继电器K的触点K-3的不动端2和电机M的另一端；电源VCC由电源电路提供，所述电源电路包括阻容降压模块和整流桥T，阻容降压模块由相互并联连接的电阻R4和电容C4组成，阻容降压模块连接在220V市电电压和整流桥T的电压输入端之间，整流桥T的端口2输出电源VCC。
作为本发明进一步的方案：所述太阳能集热器的倾斜角度为25°。
作为本发明再进一步的方案：所述废料出口位于提升筒侧壁上并与提升筒外壁呈60°夹角倾斜设置。
作为本发明进一步的方案：所述芯片IC1的型号为NE555。
作为本发明进一步的方案：所述第一搅拌叶片和第二搅拌叶片均为螺旋叶片。
作为本发明进一步的方案：所述整流桥T是由4个IN4001型整流二极管组成的全桥整流电路。
作为本发明进一步的方案：所述搅拌电机为双向直流电机。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：本装置通过在发酵池上方设置太阳能集热器，通过太阳能集热器加热水与发酵池内进行热交换使发酵池内保持高温状态，进而加快了发酵速度，通过搅拌轴和副搅拌轴的设置对原料进行搅拌，且使用螺旋叶片以及双向搅拌技术，避免了原料堆积而造成发酵不均匀、原料利用率低的情况发生，并且通过提升筒将发酵池内废料向上提升并最终从废料出口排出进而避免发酵池1内废料堆积影响发酵并且减少了人工清理工作。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
图2为控制器的电路图。
图3为电源电路的电路图。
图中1-发酵池，2-太阳能集热器，21-循环管道，22-热交换管道，3-搅拌轴，31-搅拌电机，32-第一搅拌叶片，33-联动环，34-联动带，35-副搅拌轴，36-第二搅拌叶片，37-控制器，4-送料装置，41-入料斗，42-输送电机，43-输送绞龙，5-提升筒，51-废料入口，52-提升杆，53-提升螺旋，54-废料出口。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1-3，本发明实施例中，一种太阳能辅热式沼气快速反应装置，包括发酵池1、太阳能集热器2和送料装置4，所述发酵池1埋设在地下，发酵池1底部截面呈圆弧状，太阳能集热器2固定在发酵池1上方并倾斜设置，太阳能集热器2的倾斜角度为25°，所述太阳能集热器2的进水端和出水端均连接有循环管道21，在发酵池1侧壁内嵌设有热交换管道22，所述太阳能集热器2、循环管道21和热交换管道22依次连接形成循环回路，在循环管道21上安装有循环泵，所述送料装置4包括水平的送料筒，送料筒固定在发酵池1和太阳能集热器2之间，在送料筒顶部安装有呈向下收口状的入料斗41，送料筒内部设有输送绞龙43，在送料筒左侧安装有输送电机42，输送电机42的输出轴与输送绞龙43传动连接，送料筒右端下部与发酵池1内相连通，所述发酵池1内中央插装有提升筒5，提升筒5形状为倒置“T”型，所述提升筒5包括设置在提升筒5中央的提升杆52和安装在提升杆52上的提升螺旋53，所述提升杆52连接外部设置的电机，在提升筒5下部开设有两个废料入口51，在废料入口51上设有阀门，所述提升筒5上端延伸出发酵池1上方，在提升筒5上端设有废料出口54，所述废料出口54位于提升筒5侧壁上并与提升筒5外壁呈60°夹角倾斜设置，在废料出口54上安装有密封门；所述发酵池1内还设有智能搅拌装置，所述智能搅拌装置包括呈竖直方向插装在发酵池1内的搅拌轴3，所述搅拌轴3转动安装在发酵池1顶面上，搅拌轴3下端位于发酵池1内下部并安装有第一搅拌叶片32，搅拌轴3上端从发酵池1上方伸出与搅拌电机31的电机轴相连接，搅拌电机31与控制器37之间电连接，所述搅拌轴3位于提升筒5左侧，在发酵池1内、提升筒5右侧设有副搅拌轴35，在搅拌轴3下部和副搅拌轴35顶部均设有联动环33，且搅拌轴3和副搅拌轴35上的联动环33通过联动带34传动连接，在副搅拌轴35上部还设有第二搅拌叶片36。
本发明的工作原理是：进行沼气的制备时，将原料投放至入料斗41内，启动输送电机42使输送绞龙43转动将原料送入发酵池1内，通过输送绞龙42与送料筒内壁对原料进行挤压使原料得到破碎效果，进而提高发酵速度；原料在发酵池1内进行发酵产生沼气时，太阳能集热器2通过吸收太阳能对太阳能集热器2内水进行加热，加热后的水通过循环管道21进入热交换管道22与发酵池1内进行热交换，使发酵池1内保持高温状态，进而加快了发酵速度，并且在发酵过程中，通过搅拌电机31带动搅拌轴3转动，进而带动第一搅拌叶片32对原料进行搅拌，并且通过联动环33和联动带34带动第二搅拌叶片33对原料进行搅拌，控制器37控制搅拌电机31的动作，使其能够双向搅拌，同时搅拌叶片均为螺旋叶片，能够使上下层的物料充分融合交换，使发酵池1内、提升筒5两侧的原料搅拌均匀、避免分层现象，进而避免了原料堆积而造成发酵不均匀、原料利用率低的情况发生，原料发酵结束后，打开废料出口54上密封门和废料入口51上阀门，启动电机带动提升杆52转动，通过提升螺旋53将从废料入口51进入提升筒5内的废料向上提升并最终从废料出口54排出，进而避免发酵池1内废料堆积影响发酵并且减少了人工清理工作，本装置通过在发酵池1上方设置太阳能集热器2，通过太阳能集热器2加热水与发酵池1内进行热交换使发酵池1内保持高温状态，进而加快了发酵速度，通过搅拌轴3和副搅拌轴35的设置对原料进行搅拌，且使用螺旋叶片以及双向搅拌技术，避免了原料堆积而造成发酵不均匀、原料利用率低的情况发生，并且通过提升筒5将发酵池1内废料向上提升并最终从废料出口54排出进而避免发酵池1内废料堆积影响发酵并且减少了人工清理工作。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (7)

1.一种太阳能辅热式沼气快速反应装置，包括发酵池、太阳能集热器和送料装置，其特征在于，所述发酵池埋设在地下，发酵池底部截面呈圆弧状，太阳能集热器固定在发酵池上方并倾斜设置，所述太阳能集热器的进水端和出水端均连接有循环管道，在发酵池侧壁内嵌设有热交换管道，所述太阳能集热器、循环管道和热交换管道依次连接形成循环回路，在循环管道上安装有循环泵，所述送料装置包括水平的送料筒，送料筒固定在发酵池和太阳能集热器之间，在送料筒顶部安装有呈向下收口状的入料斗，送料筒内部设有输送绞龙，在送料筒左侧安装有输送电机，输送电机的输出轴与输送绞龙传动连接，送料筒右端下部与发酵池内相连通，所述发酵池内中央插装有提升筒，提升筒形状为倒置“T”型，所述提升筒包括设置在提升筒中央的提升杆和安装在提升杆上的提升螺旋，所述提升杆连接外部设置的电机，在提升筒下部开设有两个废料入口，在废料入口上设有阀门，所述提升筒上端延伸出发酵池上方，在提升筒上端设有废料出口，在废料出口上安装有密封门；所述发酵池内还设有智能搅拌装置，所述智能搅拌装置包括呈竖直方向插装在发酵池内的搅拌轴，所述搅拌轴转动安装在发酵池顶面上，搅拌轴下端位于发酵池内下部并安装有第一搅拌叶片，搅拌轴上端从发酵池上方伸出并与搅拌电机的电机轴相连接，所述搅拌电机与控制器之间电连接，控制器安装在发酵池顶部，所述搅拌轴位于提升筒右侧，在发酵池内、提升筒左侧设有副搅拌轴，在搅拌轴下部和副搅拌轴顶部均设有联动环，且搅拌轴和副搅拌轴上的联动环通过联动带传动连接，在副搅拌轴上部还设有第二搅拌叶片；控制器包括二极管D1、电容C1、继电器K和电机M，所述电容C1的一端连接电阻R1、电源VCC、芯片IC1的引脚4、芯片IC1的引脚8和继电器K的触点K-2的不动端，电容C1的另一端连接电容C2、电容C3、二极管D3的阴极、继电器K、芯片IC1的引脚1和继电器K的触点K-3的不动端，电阻R1的另一端连接电阻R2、芯片IC1的引脚7和二极管D2的阳极，电阻R2的另一端连接二极管D1的阴极，二极管D1的阳极连接电容C2的另一端、二极管D2的阴极、芯片IC1的引脚2和芯片IC1的引脚6，芯片IC1的引脚3连接电阻R3和继电器K的另一端，电阻R3的另一点连接二极管D3的阳极，继电器K的触点K-2的不动端1连接继电器K的触点K-3的不动端1和电机M，继电器K的触点K-2的不动端2连接继电器K的触点K-3的不动端2和电机M的另一端；电源VCC由电源电路提供，所述电源电路包括阻容降压模块和整流桥T，阻容降压模块由相互并联连接的电阻R4和电容C4组成，阻容降压模块连接在220V市电电压和整流桥T的电压输入端之间，整流桥T的端口2输出电源VCC。
2.根据权利要求1所述的一种太阳能辅热式沼气快速反应装置，其特征在于，所述芯片IC1的型号为NE555。
3.根据权利要求1所述的一种太阳能辅热式沼气快速反应装置，其特征在于，所述太阳能集热器的倾斜角度为25°。
4.根据权利要求1所述的一种太阳能辅热式沼气快速反应装置，其特征在于，所述废料出口位于提升筒侧壁上并与提升筒外壁呈60°夹角倾斜设置。
5.根据权利要求1所述的一种太阳能辅热式沼气快速反应装置，其特征在于，所述第一搅拌叶片和第二搅拌叶片均为螺旋叶片。
6.根据权利要求1所述的一种太阳能辅热式沼气快速反应装置，其特征在于，所述整流桥T是由4个IN4001型整流二极管组成的全桥整流电路。
7.根据权利要求1所述的一种太阳能辅热式沼气快速反应装置，其特征在于，所述搅拌电机为双向直流电机。
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