支架式软体厌氧反应器的制作方法

本发明属于沼气技术领域，特别是涉及一种支架式软体厌氧反应器。

背景技术：

申请号为CN200720200873.2的中国专利申请公布了一种新型沼气池，这种软体沼气池由一软袋以及混凝土或砖砌的池体构成，软袋放置在池体内，发酵液和沼气储存在软袋内，池体承受软袋的液压使软袋内的液面能维持一定的高度。由于这种软袋沼气池的混凝土或砖结构池体的建造比较麻烦和费时，所以不利于大规模商品化推广。另外，由于混凝土或砖结构的池体不保温，因此这种软体沼气池的效率不高。

申请号为CN201120128765.5的中国专利申请公布了一种家用有机垃圾沼气发生装置，这种沼气发生装置，包括软质的沼气袋，沼气袋置于可拆卸壳体内。发酵液和沼气储存在沼气袋内。由于这种可拆卸壳体的结构设计没有考虑抵御沼气袋内向四周的液压，因此当沼气袋接触壳体时有可能将壳体损坏。另外，由于沼气袋内的液面只能靠沼气袋顶的拉力和沼气袋的自然形状来维持，沼气袋内的液面不可能很高，因此，这种设计的沼气装置不可能做成可装几米甚至十几米高水位发酵液的中大型沼气发酵装置。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题是提供一种能够适用于中大型沼气发酵装置的支架式软体厌氧反应器。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案如下：

提供一种一种支架式软体厌氧反应器，包括至少一个由不透气膜材料做成的软袋以及至少一个由刚性材料做成的支撑架，所述软袋放置在所述支撑架内；所述软袋由软袋池和软袋顶构成，所述软袋上安装有导气管,所述软袋上分别安装有进料管接头和出料管接头，所述软袋池的池口周围从上至下安装有至少一圈用于穿插支撑架的安装筒，所述支撑架包含至少3根立柱和至少一圈横杆，所述支撑架的至少一圈横杆穿过所述软袋的至少一圈安装筒。

进一步地，至少在一个软袋的进料管接头上安装有进料管，至少在一个软袋的出料管接头上安装有出料管。

进一步地，所述出料管上设置的出料口高于其进料口；所述进料管上设置的出料口的最高点低于所述出料管的出料口的最低点。

进一步地，所述出料管的出料口最低点低于所述支撑架上最高的一圈横杆的高度。

进一步地，所述出料管的末端分叉为两条末端开口的管路，其中一条管路竖直向上并在末端形成与大气相通的导气口，另一条管路水平伸出并在末端形成有所述出料管的出料口。

进一步地，所述进料管上设置的出料口低于其进料口。

进一步地，所述进料管上安装有单向阀。

进一步地，所述进料管上安装有进料漏斗。

进一步地，所述立柱上安装有管接头，所述横杆安装在管接头上。

进一步地，所述支撑架的横杆穿过至少一根立柱。

进一步地，所述立柱由方形型材制成。

进一步地，所述支撑架包含一底框，所述立柱安装在底框上。

进一步地，所述支撑架上包围软袋安装有由保护板构成的防护罩，所述防护罩包括防护罩身和防护罩顶。

进一步地，所述防护罩身由保温板构成，所述防护罩顶由空心阳光板构成。

进一步地，所述防护罩由软质保温材料制成。

进一步地，所述软袋池被一隔墙分割成两个以上的单元，各单元通过所述隔墙上的过料口相连通。

进一步地，所述软袋池被所述隔墙沿着垂直方向分割成至少两个单元。

进一步地，所述支撑架包含至少两圈横杆，所述软袋池的池口周围从上至下安装有至少两圈用于穿插支撑架的横杆的安装筒，且所述软袋上所有安装筒均穿插有横杆。

进一步地，所述软袋形状为圆柱形，所述支撑架的每圈横杆构成一圆圈。

本发明的这种支架式软体厌氧反应器包括一由不透气的膜材料做成的顶部接有导气管并接有进料管和出料管的软袋以及一个由刚性材料做成的支撑架；软袋放置在支撑架内，支撑架将软袋支撑安装在地面上，支撑架抵御软袋内向四周的液压使得软袋内可维持较高水位。这种结构的软体厌氧反应器可以做成内装几米或更高水位发酵液的中大型反应器。这种厌氧反应器可完全工业化生产，方便运输和安装，利于商品化推广。这种厌氧反应器的支撑架上还可安装包围软袋的钢质或塑料保护板以保护软袋免受利器破坏，所述保护板可为保温板或阳光板，以保持软袋内发酵液的热量，并可利于太阳能给软袋内的发酵液增温。

附图说明

图1是本发明实施例1提供的支架式软体厌氧反应器的结构示意图；

图2是图1的另一视角图；

图3是本发明实施例1提供的支架式软体厌氧反应器的剖视图(过进料管和出料管的中心线)；

图4是本发明实施例1中的软袋的结构示意图；

图5是本发明实施例1中的支撑架的结构示意图；

图6是本发明实施例1中的支撑架的剖视图(过一圈横杆的中心线)；

图7是本发明实施例1中的支撑架中立柱与横杆的装配示意图；

图8是本发明实施例1中的进料管的结构示意图；

图9是本发明实施例1中的出料管的结构示意图；

图10是本发明实施例2提供的支架式软体厌氧反应器的结构示意图；

图11是本发明实施例3提供的支架式软体厌氧反应器的结构示意图；

图12是本发明实施例3中的软袋的结构示意图；

图13是本发明实施例3提供的支架式软体厌氧反应器加装防护罩的结构示意图；

图14是本发明实施例3中的防护罩的结构示意图；

图15是本发明实施例4提供的支架式软体厌氧反应器的结构示意图；

图16是本发明实施例4中的支撑架的结构示意图；

图17是本发明实施例5提供的支架式软体厌氧反应器的结构示意图；

图18是本发明实施例6提供的支架式软体厌氧反应器的结构示意图；

图19是本发明实施例7提供的支架式软体厌氧反应器的结构示意图。

说明书附图中的附图标记如下：

1、软袋；101、软袋顶；102、软袋池、103导气管；104、安装筒；105、进料管接头；106、出料管接头；107、隔墙；108、过料口；

2、支撑架；201、立柱；2011、对穿管接头，2012、非对穿管接头；2013、管接头螺栓穿插孔；202、横杆；2021、横杆螺栓穿插孔；203、底框；204、顶框；205、中间立柱；206、自攻螺丝孔；

3、进料管；301、竖直管；302、堵头；303、管接头；304、管接头；305、法兰；306、进料管进料口；307、进料管出料口；308、进料管导气口；309、单向阀；310、进料漏斗；

4、出料管；401、竖直管；402、堵头；403、管接头；404、管接头；405、法兰；406、出料管进料口；407、出料管出料口；

5、紧箍件；

6、防护罩；601、防护罩身、602、防护罩顶；603、进料管穿孔；604、出料管穿孔；605、导气管穿孔；

7、连接管；

9、进料输料管；

10、出料输料管；

11、进料泵；

12、原料蓄积池；

13、溢料池。

具体实施方式

为了使本发明所解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步的详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

实施例1

如图1-3所示，本实施例的支架式软体厌氧反应器，包括一个由不透气的膜材料做成的由六面体表面构成的软袋1以及一由钢管和槽钢或铝材或玻璃钢材料等刚性材料做成的支撑架2。

所述软袋1的结构如图4所示。为了描述方便我们将软袋1分割成软袋顶101和软袋池102。即六面体的顶面为软袋顶101，六面体底面和四个周面构成的开口容器为软袋池102。在软袋顶101上安装有导气管103,在软袋池102上分别安有进料管接头105和出料管接头106。在软袋池102的池口四周分别安有一个用于穿插支撑架的横杆202且用与软袋1同样膜材料制成的安装筒104；四条安装筒104构成环绕软袋池102的池口的一个圈。

所述支撑架2如图5、6、7所示。支撑架2主要由4根用方形钢管做成的位于4个角的立柱201及四根用圆形钢管做成的横杆202构成。为了让支撑架2更加稳固以及利于进料管3和出料管4的固定，在支撑架2上增加了一由槽钢 做成的底框203，以及一由槽钢做成的顶框204。如图7所示，支撑架的横杆202的两端分别开有一供螺杆穿插的横杆螺栓穿插孔2021；如图6所示，位于四个角上的4根立柱201上都分别焊接一个穿过立柱201的对穿管接头2011和一个不穿过立柱201的非对穿管接头2012，所述立柱201上安装的管接头包括上述的对穿管接头2011及非对穿管接头2012。如图7所示，在立柱201的对穿管接头2011、非对穿管接头2012上分别开有供螺栓穿过的管接头螺栓穿插孔2013。安装时将横杆202穿过一根立柱201的对穿管接头2011和软袋上的安装筒104并插入另一根立柱201的非对穿管接头2012内，将螺杆分别穿过管接头螺栓穿插孔2013和横杆螺栓穿插孔2021并在螺杆上锁上螺帽即可将横杆202固定在立柱201上，并同时将软袋1安装在支撑架2上。如图1所示，支撑架的四根横杆202分别穿过软袋上的四条安装筒104将软袋1支撑安装在地面上。四根立柱201通过螺栓分别安装在底框203上，顶框204通过螺栓安装在四根立柱201上。

如图1所示，在软袋的进料管接头105上安装有一进料管3。如图2所示，在软袋的出料管接头106上安装有出料管4。进料管3和出料管4由PVC或PE塑料管制成。

如图8所示，进料管3由一竖直管301、一堵头302、一带法兰305的管接头303和管接头304构成。堵头302堵住竖直管301的底端。进料管的管接头304插入软袋的进料管管接头105内并由一紧箍件5紧箍密封(如图1所示)。

如图9所示，出料管4由一竖直管401、一堵头402、一带法兰405的管接头403和管接头404构成。堵头堵住竖直管401的底端。出料管的管接头404插入软袋出料管管接头106内并由一紧箍件5紧箍密封(如图2所示)。

如图1及图2所示，进料管3和出料管4分别固定安装在支撑架2的底框203与顶框204上。

进料管的管接头303的管口定义为进料管进料口306，进料管管接头304的管口定义为进料管出料口307。出料管的管接头403的管口定义为出料管出料口 407，出料管管接头404的管口定义为出料管进料口406。

如图3所示，为了保证软袋1内发酵液产生的沼气气泡不会从进料管3及出料管4溢出，以及保持软袋内的液面高度为出料管出料口407的最低点高度，进料管进料口306的最低点需高于出料口307的最高点，出料管出料口407的最低点需高于进料口406的最高点；并且进料管出料口307的最高点低于出料管出料口407的最低点。由于进料管进料口306的最低点高于出料管出料口407的最低点，所以软袋1内发酵液的液面与出料口407的最低点持平。另外，出料管出料口407的最低点(既软袋内发酵液的液面)低于支撑架的横杆202的高度，这样可保证发酵液不会进入导气管103，以免造成导气管103堵塞。

由图3及图9可见，出料管4的末端分叉为两条末端开口的管路，其中一条管路竖直向上并在末端形成与大气相通的导气口408，另一条管路水平伸出并在末端形成所述出料管的出料口407。由于出料管4一般会连接一出料输料管10以便将从软袋溢出的发酵液输送至溢料池13。如果出料管4不设导气口408，则软袋内的发酵液会在虹吸作用下从出料输料管10流出直至软袋1内液面抵达出料管进料口406的最高点。导气口408的作用是杜绝这种虹吸作用的发生。

由图3和图8可见，进料管3的末端分叉为两条末端开口的管路，其中一条管路竖直向上并在末端形成与大气相通的导气口308，另一条管路水平伸出并在末端形成所述进料管的进料口306。由于进料管3一般会连接一进料输料管9以便将原料蓄积池12内的发酵原料泵入软袋1。如果进料管3不设导气口308，则当进料泵11停止工作时软袋内的发酵液会在虹吸作用下从进料输料管9流出直至软袋内液面抵达进料管出料口307的最高点。导气口308的作用是杜绝这种虹吸作用的发生。

另外，如图1可见，在进料管3上安装有一个进料漏斗310。进料漏斗310设立的目的是方便直接从进料漏斗进料，以利于在没有电从而不能使用进料泵11进料的地方使用。

如图1-7所示，安装时先将支撑架的四根立柱201分别安装在底框203上并 将顶框204安装在四根立柱201上。将四根横杆202分别穿过一根立柱201的对穿管接头2011和软袋上的一条安装筒104，并将横杆202的一端插入另一根立柱的非对穿管接头2012内，用螺杆穿过对穿管接头2011上的管接头螺栓穿插孔2013与横杆202一端的横杆螺栓穿插孔2021，用另一个螺杆穿过管接头2012上的管接头螺栓穿插孔2013与横杆202另一端的横杆螺栓穿插孔2021并在螺杆上锁上螺母，这样便将横杆202安装在立柱201上了，同时将软袋1安装在支撑架2上了。如图1和图3所示，将进料管3的管接头304插入软袋的进料管接头105内并用紧箍件5紧箍，将出料管4的管接头404插入软袋的出料管接头106并用紧箍件5紧箍。将进料管3和出料管4的两端分别固定在支撑架的底框203与顶框204上。通过法兰305将进料管3与进料输料管9连接；通过法兰405将出料管4与出料输料管10连接。将进料输料管9的另一端与一处在原料蓄积池12内的进料泵11连接。出料输料管10的另一端接溢料池13。将进料漏斗310安装在进料管3上。

使用时，先利用进料泵11将原料蓄积池12内的发酵原料泵入软袋1内直至软袋1装满(料液从出料管4溢出)。软袋内发酵原料产生的沼气储存在由软袋1内液面以上的空间构成的气室内并通过导气管103输送至沼气燃气用具或其它沼气储存装置。平时加料时从进料管3加入多少新鲜原料，则进软袋1就有多少已经发酵好的原料从出料管4导出至溢料池13。遇到没有电时用进料漏斗进料。

由于有支撑架2通过软袋池的池口四周的安装筒104对软袋1的支撑，软袋1向四周的液压转换成了软袋1对支撑架2的拉力，而支撑架2可以承受较大的拉力；所以，软袋1内的液面可以为较高的高度。如果没有支撑架2的支撑，当软袋装有液体时软袋会在液压的作用下向四周扩展，同时软袋内液面下降，从而将液压转换成对进料管接头105和出料管接头106的拉力，造成软袋1从进料管接头105和出料管接头106处的撕裂。软袋内液面高的好处在于软袋1内的液面越高，软袋所占地面越小，越有利于做成大型厌氧反应器；另外，软 袋的高度与其宽度和长度越靠近，制作同样容积的软袋所需材料越少。

实施例2

如图10所示，实施列2与实施列1的不同之处在于所述支架式软体厌氧反应器包括两个由不透气膜材料做成的软袋1以及两个由刚性材料做成的支撑架2。进料管3安装在第一个软袋的进料管接头105上，出料管4安装在第二个软袋的出料管接106头上。一连接管7的两端分别插入第一个软袋的出料管接头106以及第二个软袋的进料管接头105内，将两个软袋连通。这种由两个或两个以上软袋1构成的支架式软体厌氧反应器的优点是有利于发酵液的充分发酵。因为，从进料管3进入第一个软袋的新鲜发酵液难以马上从第二个软袋的出料管4溢出。

实施例3

如图11-14所示，实施列3与实施列1的主要不同之处首先在于支撑架增加了二根中间立柱205。支撑架2的俯视图是一个四边形，增加的立柱分别处在四边形的两条边上。另外，支撑架2从上至下包含有七圈横杆202，每圈横杆包含四根横杆202，该四根横杆202构成一个四边形的圈。横杆202穿过中间立柱205。软袋池102上环绕池口从上至下安装有七圈安装筒104，每圈安装筒包含六根安装筒104，该六根安装筒104构成环绕软袋池的一个四边形的圈。

如图11所示，支撑架的七圈(二十八根)横杆202分别穿过软袋的七圈(四十二根)安装筒104将软袋1支撑安装在地面上。由于软袋内液压和自重造成的拉力将分散到所有的七圈安装筒104上，加上从上至下七层横杆202和中间立柱205对软袋的阻挡作用，所以软袋1内可以装有比实施列1更高水位的料液。当然，也可只在最高一圈的6根安装筒104上穿插横杆202，这样的使用效果稍差，但安装方便快速。

另外，在进料管的导气口308上安装有一单向阀309，单向阀的作用是在进 料时如果进料泵的压力过大，料液也不会从导气口308溢出；但进料停止后空气可以通过导气口308进入进料管3。

如图12所示，软袋池102被一由制作软袋的同样膜材料构成的水平方向的隔墙107分割成上下两个单元，其中与进料管3连接的单元称为第一级反应室，与出料管4连接的单元称为第二级反应室。在隔墙107的中间开有一过料口108连通两个单元。所述软袋池102也可被多个隔墙分割成多个单元(指三个以上)。这种多级反应器的优点是有利于原料的充分发酵，因为进入第一级反应室的新鲜原料很难马上从出料管4溢出。

如图11和13所示，在支撑架的立柱201、中间立柱205、底框203以及顶框204上开有多个自攻螺丝孔206。围绕软袋1的四周和顶部包围软袋1安装有由阳光板构成的防护罩6。阳光板通过支撑架1上的自攻螺丝孔206利用自攻螺丝安装在支撑架1上。所述防护罩由防护罩身601和防护罩顶602构成。所述防护罩也可用一般的保温板制作成防护罩身601，用阳光板制作防护罩顶602。这种结构的防护罩以及全阳光板的防护罩都具有保护软袋1免受利器破坏的功能、保温功能和利用太阳能增温的功能。当然防护罩6也可全部采用彩钢板或软质保温材料如塑料膜或双层塑料保温膜制作。采用软质双层塑料保温膜制作的防护罩尤其适合用于下面实施列4的圆柱形厌氧反应器。如图14所示，在防护罩上6上开有供进料管3穿入的孔603和供出料管4穿入的孔604；以及供导气管103穿出的孔605。

实施例4

如图15及图16所示，实施列4与实施列3的主要不同之处之一在于软袋1为圆柱形，相应的支撑架2由三根中间立柱205和三圈横杆202构成，每圈横杆包含三根横杆202，且三根横杆202构成一圆圈。这种圆柱形的支架式软体厌氧反应器的优点在于支撑架2可以承受更大的方向从圆柱中心轴向外的液压，因此有利于建成超大型的厌氧反应器。

实施例5

如图17所示，实施列5与实施列1的不同之处之一在于软袋的进料管接头105安装在软袋顶101上，而软袋的出料管接头106安装在软袋池106上。进料管3为一三通管，其中一端插入软袋的进料管接头105内。

实施例6

如图18所示，实施列6与实施列1的主要不同之处之一在于软袋的进料管接头105和出料管接头106均安装在软袋顶101上。进料管3为一三通管，其中一端插入进料管接头105内并深入软袋1内一定长度。出料管4为一三通管，其中一端插入出料管接头106内并深入软袋1内一定长度。

实施例7

如图19所示，实施列7与实施列1的主要不同之处之一在于软袋1的导气管103安装在软袋池侧壁上。此实施例说明导气管103也可以不安装在软袋顶101上。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。