一种可调节压力的沼气收集及贮存系统

技术领域

本发明涉及沼气收集贮存技术领域，特别涉及一种可调节压力的沼气收集及贮存系统。

背景技术

沼气发酵池是人工制取沼气的主要设备。其种类很多，就池形不同可分为长方形、椭圆形、圆形等沼气池；按建筑材料不同，又可分为二合土、三合土结构沼气池、立砖结构沼气池、混凝土结构沼气池、片石结构沼气池等等。

申请号为CN202110954109.9一种沼气收集发酵池，包括池体，所述池体的外圆面一侧下端贯通连接有进料间，所述池体的外圆面另一侧下端贯通连接有水压间，所述池体的上表面中间位置设置有活动盖，所述池体内部上端设置有调节机构；所述池体内部靠近调节机构的下方设置有破壳机构。

上述发明在使用时，无法在换料的时候将新料和旧料分开，容易使新旧料混合，使部分旧料无法排出，降低发酵效率；并且是自然发酵，不能使发酵更加充分，导致资源的浪费；本发明针对上述缺陷进行设计，本装置在使用时，能够使新料和旧料进行分离，防止混合，防止发酵完成的旧料部分排不出去，降低发酵效果；本装置还能够在发酵的时候对发酵物进行搅拌，使发酵更加充分；本装置还能够进行双重调压，使一部分发酵气体储存在储气箱内，用于换料空挡期间的备用气体使用，无缝连接空档期，使用户用气有更好的体验。

发明内容

针对上述技术问题，本发明提供了一种可调节压力的沼气收集及贮存系统，本装置在使用时，能够使新料和旧料进行分离，防止混合，防止发酵完成的旧料部分排不出去，降低发酵效果；本装置还能够在发酵的时候对发酵物进行搅拌，使发酵更加充分；本装置还能够进行双重调压，使一部分发酵气体储存在储气箱内，用于换料空挡期间的备用气体使用，无缝连接空档期，使用户用气有更好的体验。

本发明所使用的技术方案是：一种可调节压力的沼气收集及贮存系统，包括换料机构、搅拌机构、双重调压机构；换料机构安装在在发酵集气池内的下边，搅拌机构安装在发酵集气池内的上边，双重调压机构安装在发酵集气池的顶部以及发酵集气池的侧边；所述的换料机构包括：发酵集气池、导轨、水平丝杆、伺服电机、进料口、出料口、排出管道、滑动架、连接杆、底架、挡板、大蜗轮、长蜗杆、小蜗轮、短蜗杆、步进电机Ⅰ；所述的导轨固定安装在发酵集气池的内壁上，水平丝杆转动安装在发酵集气池内壁的圆孔内，水平丝杆的一端与伺服电机的电机轴固定连接，固定安装在发酵集气池的外壁上；进料口固定焊接在发酵集气池的侧边，进料口与发酵集气池的连接处开口流通，出料口固定焊接在发酵集气池的另一侧，出料口与发酵集气池的连接处同样开口流通；排出管道的下端伸入到出料口内，另一端安装在外边的地面上，排出管道的中间还安装有泵；滑动架与水平丝杆螺纹连接，滑动架与导轨滑动连接，滑动架与底架之间通过连接杆固定连接，挡板上下端的轴分别转动安装在滑动架上的圆孔内和底架上对应的圆孔内；挡板上端的轴上还固定安装有大蜗轮，大蜗轮与长蜗杆相啮合，长蜗杆转动安装在滑动架上延伸架的圆孔内，长蜗杆中间处固定安装有小蜗轮，小蜗轮与短蜗杆相啮合，短蜗杆转动安装在滑动架上中间处延伸板上的圆孔内，短蜗杆的一端与步进电机Ⅰ的电机轴固定连接，步进电机Ⅰ固定安装在滑动架上中间处的延伸板上。

优选的，所述的搅拌机构包括：长轴、拨杆、搅拌杆、气缸Ⅱ、底座、套筒、齿轮；长轴的两端转动安装在发酵集气池内壁的圆孔内，套筒转动安装在发酵集气池的中间，套筒的两端固定焊接有拨杆，拨杆上滑动安装有搅拌杆；气缸Ⅱ的缸体固定安装在底座上，底座与套筒固定连接，气缸Ⅱ的伸缩杆与搅拌杆上的延伸板固定连接；齿轮固定安装在套筒中间处。

优选的，所述的搅拌机构还包括：横梁、卡槽、气缸Ⅰ、齿条；横梁的两端固定安装在发酵集气池的内壁上，横梁的中间位置处固定安装有两个卡槽，卡槽与齿条滑动连接，齿条一端设有向上的延伸板，延伸板穿过横梁与气缸Ⅰ的伸缩杆固定连接，气缸Ⅰ的缸体固定安装在横梁上；齿条还与齿轮相啮合。

优选的，所述的双重调压机构包括：调压管道、调压板Ⅰ、气缸Ⅲ、导气管；调压管道固定安装在发酵集气池的上端通口处，调压板Ⅰ滑动安装在调压管道内，调压板Ⅰ与气缸Ⅲ的伸缩杆固定连接，气缸Ⅲ的缸体固定安装在调压管道上端处；导气管固定安装在发酵集气池的上端处，导气管安装在调压管道的旁边。

优选的，所述的双重调压机构还包括：储气箱、升降架、气缸Ⅳ、调压板Ⅱ以及通气组件；储气箱固定安装在发酵集气池的侧面，升降架滑动安装在储气箱上面的滑槽内，升降架下端固定安装有调压板Ⅱ，调压板Ⅱ的四面与储气箱的内壁紧贴；双向阀固定安装在储气箱内部的发酵集气池外壁上，并且双向阀的一端与发酵集气池内相通。

优选的，所述的通气组件包括：双向阀、活塞、滑杆、压缩弹簧；活塞滑动安装在滑杆上，滑杆的两端固定安装在双向阀两端的支撑板上，活塞与双向阀中间内壁处贴合，双向阀两侧的滑杆上还安装有压缩弹簧。

优选的，所述的挡板设有多个，均转动安装在滑动架和底架之间。

优选的，所述的搅拌杆的一端设有多个对称的延伸杆。

本发明与现有技术相比的有益效果是：

(1)本装置在使用时，能够使新料和旧料进行分离，防止混合，防止发酵完成的旧料部分排不出去，降低发酵效果；

(2)本装置还能够在发酵的时候对发酵物进行搅拌，使发酵更加充分；

(3)本装置还能够进行双重调压，使一部分发酵气体储存在储气箱内，用于换料空挡期间的备用气体使用，无缝连接空档期，使用户用气有更好的体验。

附图说明

图1为本发明的整体结构剖面的等轴侧视图。

图2为本发明的整体结构剖面的侧视图。

图3为本发明的整体结构的等轴侧视图。

图4为本发明的换料机构的等轴侧视图。

图5为本发明的换料机构的侧视图。

图6为本发明的换料机构的放大视图。

图7为本发明的换料机构的细节视图。

图8为本发明的搅拌机构的等轴侧视图。

图9为本发明的搅拌机构的细节视图。

图10为本发明的双重调压机构的剖面视图。

图11为本发明的双重调压机构的第二调压处视图。

图12为本发明的双重调压机构的通气组件的结构示意图。

附图标号：1、发酵集气池；2、导轨；3、水平丝杆；4、伺服电机；5、进料口；6、出料口；7、排出管道；8、滑动架；9、连接杆；10、底架；11、挡板；12、大蜗轮；13、长蜗杆；14、小蜗轮；15、短蜗杆；16、步进电机Ⅰ；17、横梁；18、卡槽；19、气缸Ⅰ；20、齿条；21、长轴；22、拨杆；23、搅拌杆；24、气缸Ⅱ；25、底座；26、套筒；27、齿轮；28、调压管道；29、调压板Ⅰ；30、气缸Ⅲ；31、导气管；32、储气箱；33、升降架；34、气缸Ⅳ；35、调压板Ⅱ；36、双向阀；37、活塞；38、滑杆；39、压缩弹簧。

具体实施方式

下面通过实施例，并结合附图，对本发明的技术方案作进一步具体的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明专利。但是本发明能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似改进，因此本发明不受下面公开的具体实施的限制。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明专利的简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明专利的限制。此外，文中为了便于说明可以使用空间相对术语，例如，“下面”、“以下”、“下方”、“以上”、“上方”等，以描述一个元件或特征相对于其他元件或特征的如图所示的关系。空间相对术语意在包含除了附图所示的取向之外的处于使用或操作中的器件的不同取向。装置可以具有其他取向(旋转90度或者处于其他取向上)，并且文中使用的空间相对描述词可以同样被相应地解释。

实施例如图1-图12所示，一种可调节压力的沼气收集及贮存系统，包括换料机构、搅拌机构、双重调压机构；换料机构安装在在发酵集气池1内的下边，搅拌机构安装在发酵集气池1内的上边，双重调压机构安装在发酵集气池1的顶部以及发酵集气池1的侧边；

本发明实施例的一个可选实施方式中，如图4、图5、图6、图7所示，换料机构包括：发酵集气池1、导轨2、水平丝杆3、伺服电机4、进料口5、出料口6、排出管道7、滑动架8、连接杆9、底架10、挡板11、大蜗轮12、长蜗杆13、小蜗轮14、短蜗杆15、步进电机Ⅰ16；导轨2固定安装在发酵集气池1的内壁上，水平丝杆3转动安装在发酵集气池1内壁的圆孔内，水平丝杆3的一端与伺服电机4的电机轴固定连接，固定安装在发酵集气池1的外壁上；进料口5固定焊接在发酵集气池1的侧边，进料口5与发酵集气池1的连接处开口流通，出料口6固定焊接在发酵集气池1的另一侧，出料口6与发酵集气池1的连接处同样开口流通；排出管道7的下端伸入到出料口6内，另一端安装在外边的地面上，排出管道7的中间还安装有泵，用于将发酵后的废料抽出；滑动架8与水平丝杆3螺纹连接，滑动架8与导轨2滑动连接，滑动架8与底架10之间通过连接杆9固定连接，挡板11上下端的轴分别转动安装在滑动架8上的圆孔内和底架10上对应的圆孔内，挡板11的转动可以使滑动架8和底架10之间的空间闭合或者打开，使挡板11方便将发酵物隔开或者流通；挡板11上端的轴上还固定安装有大蜗轮12，大蜗轮12与长蜗杆13相啮合，长蜗杆13转动安装在滑动架8上延伸架的圆孔内，长蜗杆13中间处固定安装有小蜗轮14，小蜗轮14与短蜗杆15相啮合，短蜗杆15转动安装在滑动架8上中间处延伸板上的圆孔内，短蜗杆15的一端与步进电机Ⅰ16的电机轴固定连接，步进电机Ⅰ16固定安装在滑动架8上中间处的延伸板上。

具体的，当发酵集气池1内的发酵物发酵完成后，伺服电机4启动，带动水平丝杆3转动，从而带动靠近进料口5处的滑动架8向出料口6处移动，同时挡板11是闭合的，滑动架8移动的时候排出管道7上的泵启动将内部发酵完成的废料抽出，同时进料口5处添加新的发酵物，实现了一边进新料一边出废料，并且新料和废料由挡板11隔断开，防止新旧料混合，当滑动架8移动到靠近出料口6处，废料基本抽完，新料也填满，下一步滑动架8需要复位到靠近进料口5处，复位之前，步进电机Ⅰ16启动，带动短蜗杆15转动，从而带动小蜗轮14转动，小蜗轮14带动长蜗杆13转动，从而带动多个大蜗轮12转动，进而带动挡板11转动，形成打开状态，方便复位时的物料流通，当滑动架8复位到靠近进料口5处后，挡板11在带动下又伺服电机4闭合，等待下一次的换料。

本发明实施例的一个可选实施方式中，如图9所示，搅拌机构包括：长轴21、拨杆22、搅拌杆23、气缸Ⅱ24、底座25、套筒26、齿轮27；长轴21的两端转动安装在发酵集气池1内壁的圆孔内，套筒26转动安装在发酵集气池1的中间，套筒26的两端固定焊接有拨杆22，拨杆22上滑动安装有搅拌杆23，搅拌杆23的作用使将发酵物进行拨动搅拌，使发酵更加充分；气缸Ⅱ24的缸体固定安装在底座25上，底座25与套筒26固定连接，气缸Ⅱ24的伸缩杆与搅拌杆23上的延伸板固定连接；齿轮27固定安装在套筒26中间处。

本发明实施例的一个可选实施方式中，如图8所示，搅拌机构还包括：横梁17、卡槽18、气缸Ⅰ19、齿条20；横梁17的两端固定安装在发酵集气池1的内壁上，横梁17的中间位置处固定安装有两个卡槽18，卡槽18与齿条20滑动连接，齿条20一端设有向上的延伸板，延伸板穿过横梁17与气缸Ⅰ19的伸缩杆固定连接，气缸Ⅰ19的缸体固定安装在横梁17上；齿条20还与齿轮27相啮合。

具体的，在发酵的过程中为了使发酵更加的充分，采用机构进行搅拌物料，气缸Ⅰ19启动带动齿条20往复移动，齿条20的往复移动带动齿轮27往复转动，从而带动套筒26往复转动，从而带动拨杆22进行往复摆动，拨杆22上的搅拌杆23同步摆动，将下边的物料进行拨动搅拌；

当物料发酵完成后，排出之前，气缸Ⅰ19带动齿条20移动，此时不做往复运动，而是带动齿轮27转动一顶角度，直到带动拨杆22转动至抬起到水平位置，抬起的同时，气缸Ⅱ24启动带动搅拌杆23收缩，防止搅拌杆23碰到发酵集气池1的内壁；抬起的目的是方便滑动架8进行移动。

本发明实施例的一个可选实施方式中，如图10所示，双重调压机构包括：调压管道28、调压板Ⅰ29、气缸Ⅲ30、导气管31；调压管道28固定安装在发酵集气池1的上端通口处，调压板Ⅰ29滑动安装在调压管道28内，调压板Ⅰ29与气缸Ⅲ30的伸缩杆固定连接，气缸Ⅲ30的缸体固定安装在调压管道28上端处；导气管31固定安装在发酵集气池1的上端处，导气管31安装在调压管道28的旁边，导气管31能够将内部发酵后的气体带出至用户的家中。

本发明实施例的一个可选实施方式中，如图11所示，双重调压机构还包括：储气箱32、升降架33、气缸Ⅳ34、调压板Ⅱ35以及通气组件；储气箱32固定安装在发酵集气池1的侧面，升降架33滑动安装在储气箱32上面的滑槽内，升降架33下端固定安装有调压板Ⅱ35，调压板Ⅱ35的四面与储气箱32的内壁紧贴；双向阀36固定安装在储气箱32内部的发酵集气池1外壁上，并且双向阀36的一端与发酵集气池1内相通。

本发明实施例的一个可选实施方式中，如图12所示，通气组件包括：双向阀36、活塞37、滑杆38、压缩弹簧39；活塞37滑动安装在滑杆38上，滑杆38的两端固定安装在双向阀36两端的支撑板上，活塞37与双向阀36中间内壁处贴合，双向阀36两侧的滑杆38上还安装有压缩弹簧39，压缩弹簧39的作用是使双向阀36在没有气压差的情况下平衡在中间位置。

本发明实施例的一个可选实施方式中，如图6所示，挡板11设有多个，均转动安装在滑动架8和底架10之间。

本发明实施例的一个可选实施方式中，如图9所示，搅拌杆23的一端设有多个对称的延伸杆。

工作原理：本发明在使用时，能够使新料和旧料进行分离，防止混合，使发酵完成的旧料部分排不出去，降低发酵效果；本装置还能够在发酵的时候对发酵物进行搅拌，使发酵更加充分；本装置还能够进行双重调压，使一部分发酵气体储存在储气箱32内，用于换料空挡期间的备用气体使用，无缝连接空档期，使用户用气有更好的体验；

首先，从进料口5处将新料填进后进行发酵，填料的时候，在靠近进料口5处的挡板11是打开状态，使物料顺利进入，物料进入后开始发酵，在发酵的过程中为了使发酵更加的充分，采用机构进行搅拌物料，气缸Ⅰ19启动带动齿条20往复移动，齿条20的往复移动带动齿轮27往复转动，从而带动套筒26往复转动，从而带动拨杆22进行往复摆动，拨杆22上的搅拌杆23同步摆动，将下边的物料进行拨动搅拌；

当物料发酵完成后，排出之前，气缸Ⅰ19带动齿条20移动，此时不做往复运动，而是带动齿轮27转动一顶角度，直到带动拨杆22转动至抬起到水平位置，抬起的同时，气缸Ⅱ24启动带动搅拌杆23收缩，防止搅拌杆23碰到发酵集气池1的内壁；抬起的目的是方便滑动架8进行移动；

当发酵集气池1内的发酵物发酵完成后，开始换料，伺服电机4启动，带动水平丝杆3转动，从而带动靠近进料口5处的滑动架8向出料口6处移动，同时挡板11是闭合的，滑动架8移动的同时，排出管道7上的泵启动将内部发酵完成的废料抽出，同时进料口5处添加新的发酵物，实现了一边进新料一边出废料，并且新料和废料由挡板11隔断开，防止新旧料混合，当滑动架8移动到靠近出料口6处，废料基本抽完，新料也填满，下一步滑动架8需要复位到靠近进料口5处，复位之前，步进电机Ⅰ16启动，带动短蜗杆15转动，从而带动小蜗轮14转动，小蜗轮14带动长蜗杆13转动，从而带动多个大蜗轮12转动，进而带动挡板11转动，形成打开状态，方便复位时的物料流通，当滑动架8复位到靠近进料口5处后，挡板11在带动下又伺服电机4闭合，等待下一次的换料；

在发酵的时候产生大量的气体，通过导气管31供用户使用，发酵集气池1内气体的气压需要保持在一个标准的气压下，当首内部气压偏高的时候需要降压，此时气缸Ⅳ34启动，带动升降架33向下移动，从而带动调压板Ⅱ35向下移动，使储气箱32内部形成负压，从而使发酵集气池1内的气体向储气箱32内流动，气体挤压活塞37向储气箱32内方向移动，使活塞37和双向阀36之间的产生空隙，使气体进入储气箱32内，当储气箱32内充满气体时，活塞37在压缩弹簧39的作用下复位至中间，储气箱32和发酵集气池1内压力又达到平衡，活塞37复位，时气体不再流通，当发酵集气池1内部不断产生气体，压力再次增大时，气缸Ⅲ30启动，带动调压板Ⅰ29向上移动，增加发酵集气池1的内部的空间，使压力平衡，当使用气体高峰期时，发酵集气池1内的气压降低，此时气缸Ⅲ30带动调压板Ⅰ29向下移动，减少发酵集气池1内部空间，时气压增大达到平衡；

当发酵完换料时，由于新料不会立刻产生气体，再换料的空档期会时发酵集气池1内部气压持续降低，此时，将储气箱32内的储存气体推动至发酵集气池1内部重新达到平衡，具体的，气缸Ⅳ34带动升降架33向上移动，从而带动调压板Ⅱ35向上移动，储气箱32内的气体压迫活塞37向发酵集气池1内部方向移动，使活塞37与双向阀36之间产生空隙，将储气箱32内部的气体压出至发酵集气池1内部，完成换料空档期的气压平衡。