一种安全高效沼气池

技术领域

本发明涉及资源利用和环境保护技术领域，具体为一种安全高效沼气池。

背景技术

沼气是有机物质在厌氧环境中，通过一定的温度、湿度和酸碱度，利用微生物的发酵作用所产生的一种可燃气体，沼气属于二次能源，并且是可再生能源，沼气是多种气体的混合物，其特性与天然气相似，它的主要成分为甲烷，其次为二氧化碳、硫化氢、氨及其他一些成分。

为避免沼气池在使用的过程中，池内沼气减少形成负压，造成燃火倒吸入沼气池发生危险，人们通常采用水压式沼气池来维持恒压，其工作原理是：产气时，储气间逐步增多的沼气压动隔板压缩发酵间使出料间液面升高，出料间液面和发酵间隔板位置液面形成液位差，以维持内外压力平衡；当用户使用沼气时，储气间内气压下降，隔板上移，出料间中的料液便流回发酵间内，再次维持内外压力新的平衡，以保证燃烧火力稳定和避免燃火倒吸，然而使用该方法来避免储气间内负压的产生时，要求隔板的质量极轻，否则受隔板重力的作用其上侧储气间仍会存在较小的负压，不能保证使用沼气时的安全；而且沼气发酵受温度影响较大，在冬季或者气温较低的区域，沼气的产气量会大幅减小，沼气的生产效率降低，不利于储气池内正压的形成，影响正常使用。

发明内容

针对背景技术中提出的现有沼气池在使用过程中存在的不足，本发明提供了一种安全高效沼气池，具备使用安全，产气效率高的优点，解决了上述背景技术中提出的技术问题。

本发明提供如下技术方案：一种安全高效沼气池，包括沼气池主体，所述沼气池主体的中间活动连接有平衡活塞板，所述平衡活塞板的底部为发酵间，所述平衡活塞板的顶部为储气间，所述储气间的一侧固定连接有通气管，所述通气管的一端固定安装有通气阀，所述储气间的顶端固定连接有取用管，所述沼气池主体的一侧固定连接有出料间，所述平衡活塞板的底端固定连接有内轴，所述内轴上设有外螺纹，所述内轴的底端活动套接有外轴，所述外轴的内壁设有内螺槽，所述外轴的两侧固定连接有搅杆转轴，所述搅杆转轴的一侧活动连接有搅杆，所述搅杆的底部固定连接有自锁杆，所述沼气池主体的底面开设有锁定槽，所述外轴的底端活动连接有限位底座，所述外轴的底端固定安装有电磁组。

优选的，所述外螺纹上两相邻螺纹之间的距离与所述内螺槽上两相邻螺槽的距离一致，且所述内螺槽的单螺槽宽度为所述外螺纹单螺纹宽度的两倍。

优选的，所述搅杆与自锁杆之间的夹角呈直角，且当其旋转至所述搅杆的尾端落入锁定槽内时，所述自锁杆的尾端恰好脱离内螺槽的内侧。

优选的，所述平衡活塞板向下移动时外轴顺时针转动，所述平衡活塞板向上移动时外轴逆时针转动。

优选的，所述锁定槽为弧形以限位底座为圆心呈环状分布，其底面为倾斜面，且沿顺时针方向倾斜面为由高向低变化。

本发明具备以下有益效果：

1、本发明通过利用平衡活塞板调节储气间内气压平衡时的上下移动，来带动外轴沿自身轴线进行自转，进而使搅杆转动对沼料进行搅拌，使得沼料与微生物的接触机会增加，促进微生物的新陈代谢，增加反应活性，提到产气率，确保了在低温环境下，沼气产量充足燃烧火力稳定。

2、本发明通过利用外轴旋转所产生的电力为电磁铁进行供电，在外轴转动的过程中产生磁斥力向上顶动内轴和平衡活塞板，保证在储气间内进气膨胀或出气回缩的过程中，始终保持足够的正压状态，以避免发生燃火倒吸入沼气池的危险。

3、本发明通过设置活动搅杆，实现了在外轴不同转速下对不同部位沼料的搅拌，使得沼料搅拌更加均匀，并且在外轴停止转动离心力消失后，利用仅受重力搅杆下落时自锁杆的限制，对储气间的正压进行锁定，优化了原有水压式沼气池利用水压实现内外压力平衡来避免负压的方式，将原有储气池内的内外压平衡优化为储气池内锁定为正压，大大降低了储气池内负压形成的可能，使得该沼气池更加安全可靠。

附图说明

图1为本发明整体结构示意图；

图2为本发明储气状态示意图；

图3为本发明图1中A处结构局部放大示意图；

图4为本发明储气开启示意图；

图5为本发明图2中C处结构局部放大示意图；

图6为本发明图1中B处结构局部放大示意图；

图7为本发明锁定槽俯视图；

图8为本发明锁定槽侧面示意图；。

图中：1、沼气池主体；2、平衡活塞板；3、储气间；4、通气管；5、通气阀；6、取用管；7、出料间；8、内轴；81、外螺纹；9、外轴；91、内螺槽；10、搅杆转轴；11、搅杆；12、自锁杆；13、锁定槽；14、限位底座；15、电磁组。

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1-8，一种安全高效沼气池，包括沼气池主体1，沼气池主体1的中间活动连接有平衡活塞板2，平衡活塞板2的底部为发酵间，平衡活塞板2的顶部为储气间3，储气间3的一侧固定连接有通气管4，通气管4的一端固定安装有通气阀5，通气阀5为单向气阀，将发酵间内产生的沼气通入储气间3内，而储气间3内的气体不能流回至发酵间内，随着储气间3内气压的变化，平衡活塞板2可以沿竖直方向上下移动，以维持储气间3内气压的相对稳定，储气间3的顶端固定连接有取用管6，沼气池主体1的一侧固定连接有出料间7，平衡活塞板2的底端固定连接有内轴8，内轴8上设有外螺纹81，内轴8的底端活动套接有外轴9，外轴9的内壁设有内螺槽91，其中内螺槽91的宽度为外螺纹81宽度的1.5倍，使得外轴9在不转动的情况下，内轴8仍可向上或向下移动小段距离，外轴9的两侧固定连接有搅杆转轴10，搅杆转轴10的一侧活动连接有搅杆11，搅杆11的底部固定连接有自锁杆12，搅杆11与自锁杆12之间夹角呈直角，沼气池主体1的底面开设有锁定槽13，锁定槽13呈环状分布，且锁定槽13的底面呈左高右低的斜面，外轴9的底端活动连接有限位底座14，限位底座14固定于沼气池主体1上，其内径与外轴9的外径一致，外轴9的底端固定安装有电磁组15，电磁组15利用外轴9旋转形成的电力产生磁性，当外轴9停止转动时电磁组15的磁性消失。

本发明的使用方法工作原理如下：

在使用前，平衡活塞板2位于沼气池主体1的底部，通过出料间7向沼气池主体1内进行加料，推动平衡活塞板2向上移动，将平衡活塞板2顶端储气间3内的空气自取用管6处排出，平衡活塞板2停止上移后搅杆11绕搅杆转轴10旋转下垂，使得搅杆11的尾端落入锁定槽13内，限制外轴9反转使平衡活塞板2下落，此时搅杆11为图3状态，随后可正常使用；随着发酵的进行，沼气池主体1内产生的沼气通过通气管4进入储气间3内进行储存，储气间3内维持正压，由于92的宽度为内螺槽91的1.5倍，随着沼气的不断进入，储气间3内压力上升至外螺纹81可以压动自锁杆12使自锁杆12旋出92，同时搅杆11的底端旋出锁定槽13，使得外轴9可以正常转动，储气间3内的气压压动平衡活塞板2下移，沼气池主体1内的沼料流回出料间7内形成液位差，阻止平衡活塞板2继续下压，从而达到新的平衡，在下落的过程中，搅杆11的状态如图5所示，抬起的搅杆11对沼气池主体1内的沼料进行搅拌，使得沼料与微生物的接触机会增加，促进微生物的新陈代谢，增加反应活性，提到产气率，确保了在低温环境下，沼气产量充足，旋转的外轴9所产生的电流给电磁组15供电，使得电磁组15产生与内轴8相斥的磁力，以维持外螺纹81始终处于内螺槽91偏上的位置，在外轴9停止下落后，搅杆11与自锁杆12受重力回落，使得搅杆11的尾端卡至锁定槽13处，自锁杆12再次顶至外螺纹81的底部，恢复至图3状态，保证了低温环境下沼气的产；当使用者通过取用管6引出沼气进行燃烧使用时，储气间3内沼气量减少形成负压，使得平衡活塞板2向上移动，带动外轴9反向旋转，因为锁定槽13的底面呈左高右低的斜面，所以不会影响搅杆11的反向启动，外轴9转动后搅杆11再次抬起对沼气池主体1内的沼料进行搅拌，同时电磁组15再次通电，所产生的相斥磁力推动内轴8和平衡活塞板2上移，在平衡活塞板2上下侧压力平衡的状态下，进一步压动平衡活塞板2上移，以保证储气间3内正压的形成，并在平衡活塞板2停止移动后，及外轴9停止转动后，利用下落的搅杆11与锁定槽13，再次将外轴9进行锁定，使得外轴9不能发生转动，及平衡活塞板2不会受储气间3内正压和平衡活塞板2本身的重力而下落，保证了储气间3内的正压条件，避免在使用的过程中燃火回流发生爆炸等危险。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。