用于下水道或化粪池的防爆除臭装置制造方法

用于下水道或化粪池的防爆除臭装置制造方法
【专利摘要】本发明公开了一种用于下水道或化粪池的防爆除臭装置，包括相隔离的新离子风通道、混合仓，该新离子风通道通过引射结构伸入到该混合仓内，该混合仓设有连通到下水道或化粪池的排废气管道，该混合仓上还设置有排放处理过气体的出风口。本发明除臭装置的等离子气体对H2S、NH3等臭气具有高效的去除效果，这个过程将稀释了的甲烷及处理过的臭气达标排放，这样就可保证将化粪池内的可燃气体排除仓外，同时排除的混合气体不带有异味。
【专利说明】
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种甲烷（沼气）和臭气处理装置，尤其是指用于下水道或化粪池的防 爆除臭装置。 用于下水道或化粪池的防爆除臭装置

【背景技术】
[0002] 近年来，化粪池及市政窨井内由于沼气（甲烷)积聚，由吸烟、放鞭炮等引起爆炸的 事件时有发生，不但造成公共设施的损坏，有的还付出了生命的代价。
[0003] 人畜的粪便、秸杆、污水等各种有机物都会产生沼气，沼气的主要成分是甲烷，其 特性与天然气相似。当空气中沼气浓度达到8. 6%?20. 8%(按体积计）时，遇到明火就可 以形成爆炸。
[0004] 由于公共厕所的化粪池内粪便是定期清掏，存留时间较长，化粪池内很容易产生 和积聚沼气，当公厕化粪池内的沼气达到一定浓度，遇到明火或火星就可以形成爆炸，存在 明显的安全隐患。
[0005] 目前，北京市仅6个城区就有公共厕所6, 000余座，仅北京市朝阳区环境卫生服务 中心管理的公厕就有1，000余座，公共厕所的化粪池一般均设在路边便于抽粪的位置，有 些还设在人流密集的闹市区，一旦发生爆炸，后果不堪设想。因此，防止公共厕所化粪池沼 气爆炸，消除其安全隐患是一件应该解决，并且是亟待解决的问题。
[0006] 因此，化粪池安全隐患的消除及其技术的应用无疑对城市公共厕所和居民小区的 管理质量和运营安全具有重要的提升作用。
[0007] 1、化粪池安全隐患调查及结论 近年来，国内化粪池爆炸事故频繁发生，以下列举其中几个实例： 2007年3月3号，海淀区宝盛里小区内的露天健身活动中心附近的化粪池发生爆炸，3 个并排安置的井盖被顿时炸飞，井盖炸坏了路边的出租车，幸无人员伤亡； 2011年武汉珞狮路荣泰小区附近一化粪池发生爆炸，2人受伤； 2012年海口市蓝天路佳裕大厦化粪池爆炸，炸伤两人； 2013年1月21日，江津双福新区津福花园小区，化粪池发生爆炸，地面共有10个化粪 池井盖，爆炸中，有5个井盖被炸飞，个个井盖都是几十斤重的水泥井盖，其中一个井盖飞 得最远，飞到了五六米开外的花台里。一小孩被炸飞死亡； 2014年2月23日，两名男童在深圳罗湖花园小区玩耍时，将点燃的鞭炮塞入化粪池中， 引发池中沼气发生爆炸，一名12岁的男童坠入池中当场身亡； 春节期间和高温的夏天都是此类事件爆炸的高发期，重庆市永川区在7年里，就发生 过6起由沼气引发的爆炸事故。
[0008] 2、化粪池沼气特点及安全隐患分析 化粪池主要结构为三格式化粪池。三格式化粪池是由三个相互连通的密封粪池组成， 粪便由进粪管进入第一池依此顺流至第三池。
[0009] 三格式化粪池一般有钢筋混凝土和砖砌两种结构，主要由连通管和分成3个相互 连通格室的密封粪池组成。其中，第一池主要起截留粪渣、发酵和沉淀虫卵作用；第二池起 继续发酵作用；第三池主要起贮存由第二池溢流的上清液，在每个池上方分别设有清渣口。 自第三池出粪口流出的上清液已经基本上不含寄生虫卵和病原微生物，可供农田直接使用 或直接排入市政管网。
[0010] 化粪池内甲烧(俗称沼气）主要是由一类包括甲烧杆菌属（Methanobacterium)，甲 烧球菌属（Methanococus)和甲烧八叠球菌属（Methanosarci)的专性厌氧微生物产生，它 们可以利用氢的厌氧氧化获取能量，以C02为电子受体，终级产物为甲烷和水。在化粪池 中，主要为厌氧反应，所以化粪池中普遍存在着甲烷以及其他可燃气体。
[0011] 产生的甲烷(俗称沼气)，由于其比重较轻，便会积聚在化粪池的上部空间，达到一 定浓度，遇到明火或火星便会引起爆炸。
[0012] 甲烷发生爆炸必须具备三个条件：一定的甲烷浓度，一般在5%-15%之间，最强 烈的爆炸发生在甲烷浓度为9. 5%左右。其次是甲烷引火温度，一般甲烷的引燃温度为 650°C _750°C(见下表)。明火、电气火花、吸烟甚至撞击磨擦产生的火花等都可以引燃甲烷。 甲烷浓度不同，引火温度也有所差异，在浓度6. 58%时最易引燃。第三是氧气浓度，由实验 得知，沼气爆炸界限与氧气浓度有密切关系，氧气浓度增加，爆炸极限范围扩大，尤其是上 限提高得更快，当氧气浓度降低时，沼气爆炸下限缓慢增高，上限则迅速下降，氧气浓度降 低到12%，甲烷混合气体即失去爆炸性，遇火也不爆炸。
[0013] 另外，化粪池中含有的其他气体如氨、硫化氢在一定浓度下也会引起爆炸，表中为 各种气体点燃温度及爆炸极限。如表一为各种气体点燃温度及爆炸极限。 着冬点爆難顧鼠/体鸛％ - 2m 在壑气|在氧气 在空气中 霍氧气申^' 中 ψ τκ ___ 3Ξκ τ?Γ_Γ Σκ ? 獅 腦 U 4-S 95 一氧 610 ~ 590- 纖 纖 _^_13 5 15 5 60 750 700____ 鐵 6S0 630 · 15 4 50 ;铺- ft 臟 455 I-? 8.2 2.8 m --Ο _他 220- Λ m ~ 35? 45S、 _ 魏 氨 7m 14 33 I2j6 80
[0014] 化粪池安全隐患原因分析 化粪池爆炸属于化学爆炸，其原理是由于甲烷与空气混合后，甲烷浓度处于爆炸范围 内，遇到明火而发生激烈的放热反应，产生大量的热量，气体受热膨胀，将井盖和粪便抛飞 到空中。由此可见，化粪池爆炸必须同时满足前面提到的甲烷浓度、引火温度和氧气浓度三 个条件。
[0015] 如果甲烷积聚在化粪池内，且浓度处于在爆炸范围内，那么引火温度达到650°C以 上时，（划火柴产生火焰的温度达到引火温度以上）甲烷就会发生爆炸，因此，甲烷的存在是 造成化粪池安全隐患的主要原因。
[0016] 化粪池内所含氨、硫化氢比例一般较低，但在引起甲烷爆炸的时候，其又是助燃的 帮凶，其共同作用，有可能使不到爆炸极限浓度的甲烷含量的情况下，在遇到明火时就被引 燃而发生爆炸，因此，化粪池内的氨、硫化氢的存在是造成化粪池安全隐患的原因之一。
[0017] 由于化粪池内甲烷、氨、硫化氢气体的存在和集聚，遇到明火一旦发生爆炸，后果 不堪设想，因此，化粪池存在安全隐患是显而易见的。
[0018] 3、公厕化粪池内气体抽样调查及数据分析 3. 1抽样调查 为了进一步证实公厕化粪池内甲烷、氨、硫化氢等气体的浓度情况，北京无限世佳环 境技术公司与北京市京市环境卫生设计科学研究所在北京朝阳环境卫生服务中心三队的 紧密配合下对朝阳区78座公共厕所化粪池内的气体，进行了检测，为保证检测数据有效可 靠，每个公共厕所检测3次，间隔时间为2-3天取最大值为标准，分析化粪池内甲烷气体的 含量，从而判断化粪池否存在安全隐患问题。如下为78座化粪池内甲烷气体检测数据统计 汇总表，测量时间：2014年3-4月，见下表： ψμ% m. m, ?π* m 伽uij 1+-發 <个> ?'# C+? fcCS) it ++e齋 fefni t,ci) mm <1· m 25. i4 15 II. §5 11 J6.93 fii ?8- Π li-?l Si 41 If 31 19? 75 36 4￡1S 1? 44, m 霸一 5參 !8 ΓΙ 31. ?9 16 Si 19 5i> 4 5Λ$ 5 ￠.41 5 141 14 5.98 3. 2数据分析 从78座化粪池内甲烷气体检测数据统计汇总表内数据可看出，甲烷监测值在大于 50LEL化粪池有5座，甲烷监测值在KT50LEL之间的化粪池有54座，甲烷监测值大于 10LEL占所测化粪池的比例约75. 64%左右。具体分析结果如下： 一、 所测化粪池均有不同浓度的甲烷气体存在； 二、 化粪池内甲烷含量受季节、粪便量和清掏时间等因素影响。
[0019] 1.受气温和气压影响，温度越高，甲烷含量越高；气压越低，甲烷积聚越高。
[0020] 2.受化粪池内粪便量不同的影响，甲烷浓度随粪便量增加而增加。
[0021] 3.受池内液体含量影响，液体含量多的池内甲烷浓度较低。
[0022] 4.受化粪池清掏频率影响，清掏频率越高，甲烷浓度越低。
[0023] 因此，不同的厕所化粪池，由于检测时的气温、化粪池内粪便含量和清掏时间的差 异，甲烷、氨、硫化氢等气体的浓度均不同，甚至同一座公厕的化粪池，由于检测时间不同， 检测三次其检测结果也不雷同。也就是同一座化粪池检测甲烷浓度的最大值不是每次都 有。
[0024] 由于检测时间在3-4月，天气不是很热，气温不高，到了夏季，化粪池内的甲烷含 量必然会增高。
[0025] 三、安全隐患明显 所测化粪池内气体，甲烷气体在10LEL?20 LEL占44. 02%，20LEL?50 LEL (-级 报警，18座）占23. 08%，超过50LEL (二级报警，5座）占6. 41%。
[0026] 通常，相对密闭空间内，可燃气体体积分数达到20LEL，就必须采取防爆措施，而对 于超过50LEL的地方，就需要及时处理，否则就有发生爆炸危险的可能。因此，就78座公厕 化粪池检测结果而言，可以说安全隐患明显的厕所占29. 49%，接近总量的三分之一。而且根 据甲烷产生条件，随气温的增加，池内产生甲烷的速率会更快，含量会更多，度预估会比现 在还要高，化粪池内甲烷浓度超标的数量还会增加。


【发明内容】

[0027] 有鉴于此，本发明要解决的技术问题在于提供一种用于下水道或化粪池的防爆除 臭装置，对臭气进行达标净化后排放。
[0028] 为解决上述技术问题，本发明的技术方案是这样实现的：一种用于下水道或化 粪池的防爆除臭装置，包括相隔离的新离子风通道、混合仓，该新离子风通道通过引射结构 伸入到该混合仓内，该混合仓通过排废气管道连通到下水道或化粪池，该混合仓还设置有 排放处理过气体的出风口。
[0029] 进一步，所述离子风通道内设置有主风机和等离子设备。
[0030] 进一步，所述的引射结构为两端口径不同的缩口形，口径小的一端对应所述的混 合仓。
[0031] 进一步，所述靠近混合仓的排废气管道上连接有引流风机。
[0032] 进一步，所述等离子设备包括输出直流电的可控制伺服电源和可控制方波振荡 器；方波功率放大器分别连接到所述可控制伺服电源和可控制方波振荡器，用于根据所述 可控制方波振荡器输出的信号并利用所述可控制伺服电源输出的直流电生成交流方波信 号输出；模拟器的输入端串接扼流电感后再串于所述方波功率放大器的两个输出点之间， 所述模拟器的输出端连接离子管，用于将所述方波功率放大器输出的交流方波信号转换成 正弦波信号输入到所述离子管。
[0033] 进一步，所述等离子设备还设置有自动相位控制单元，自动相位控制单元包括有 依次串联连接的整形单元、相位误差比较器和第一控制适配器；其中，该整形单元的输入端 连接到所述的模拟器输出端并接收正弦波信号后，生成同频同相的方波信号，输出至所述 的相位误差比较器，该相位误差比较器分别接收到方波信号和所述方波功率放大器的输出 信号进行鉴相处理，生成并输出误差信号且输出到所述第一控制适配器，该第一控制适配 器接收到该误差信号后转换为对应的直流控制电压，直流控制电压经过高频抑制处理后作 为所述可控制方波振荡器的控制电压，适时调整可控制方波振荡器产生的时钟主频率，使 相位误差比较器的输出幅度趋于0。
[0034] 进一步，其还包括依次串联的自动电流控制单元，其包括电流采集转换单元，比较 器超调控制器以及第二控制适配器；其中，该电流采集转换单元接收所述离子管的正弦电 流，转换成该信号幅度的直流电压输出，所述比较器超调控制器分别接收该直流电压以及 设定的基准信号进行比较，输出误差信号，并将该误差信号经超调处理，高频抑制后变成低 频控制电压并输出，所述第二控制适配器接收到到该低频控制电压经过转换适配生成可控 制伺服电源能识别的控制信号，并输出至可控制伺服控制电源。
[0035] 进一步，其还包括能延时启闭的定时器。
[0036] 进一步，其还包括有感应可燃性气体的传感器，该传感器由电流放大器驱动低阻 值负载构成。
[0037] 进一步，在引射结构端部设有防止逆风的止回阀，在所述排废气管道上设有调节 排除污染气体的风量的阀体。本发明达到的技术效果如下： 1.本发明用于下水道或化粪池的除臭装置，排除废气不经过离子设备、风机等带电量 大的设备，而是通过新离子风通道和引射结构将废气引入到混合仓，因此，该除臭装置不会 发生废气遇到带电设备爆炸的现象，非常安全。
[0038] 2.本发明采用的等离子装置，等离子气体对仏5、册13等气体具有高效的去除效果， 这个过程将稀释了的甲烷及处理过的臭气达标排放，这样就可保证将化粪池内的可燃气体 排除混合仓外，同时排出的混合气体不带有异味。并且除臭装置运行10分钟后，如果传感 器仍然检测出有可燃气体的存在，引流风机自动开启，设备强制性排除化粪池内剩余的可 燃气体，再运行时间为10分钟，如此循环，直至池内没有可燃气体，之后设备重新进入待机 状态。为确保对化粪池内可燃气体的防爆安全和较长时间不溢出臭气，除臭装置还同时设 定了定时排放功能，即便传感器没有检测到相应可燃气体，在一个小时之后，设备亦会自行 启动并运行10分钟。
[0039] 3.本发明具有结构紧凑、能耗低、维护成本低、寿命长、使用方便、安全、应用范围 广等优点。可应用于城市市政污水管线工程、居民小区及公共厕所化粪池的防爆除臭，深井 钻探排气防爆，产生可燃气体和异味气体的垃圾和污水处理厂以及食品、医药和化工车间 等环境。

【专利附图】

【附图说明】
[0040] 图1为本发明用于下水道或化粪池的防爆除臭装置的结构示意图； 图2为本发明等离子设备的结构示意图； 图3为本发明离子管的结构示意图； 图4为本发明用于下水道或化粪池的防爆除臭装置的安装结构示意图。

【具体实施方式】
[0041] 如图1所示，为本发明用于下水道或化粪池的防爆除臭装置结构，包括新离子风 通道111、混合仓112,该新离子风通道111通过引射结构16伸入到该混合仓112内，该混 合仓112设有连通到下水道或化粪池的排废气管道113。该混合仓112上还设置有排放处 理过气体的出风口 110。该离子风通道111内设置有主风机13和等离子设备14。引射结 构16为两端口径不同的缩口形，口径小的一端对应混合仓112,在引射结构16端部设有防 止风逆流的止回阀15。工作时，主风机3将新风由进风口 19送入等离子设备14中产出等 离子风，同时将等离子风吹入引射结构116,在引射结构116缩口形状的阻力下产生高压等 离子气体。在负压的气流组织结构作用下，该高压等离子气体将废气由废气口 18通过引入 混合仓112内，此时，等离子气体对排放臭气进行除味处理，可对V0C，H2S，NH 3具有高效的 分解效率，使排放的气体无臭味。
[0042] 在靠近混合仓112的排废气管道113上连接有引流风机17,该引流风机17为防爆 风机，为确保引流可燃气体的安全流量，在必要时会开启，帮助主风机13引流可燃气体。在 所述排废气管道上设有调节排除污染气体的风量的阀体12,该阀体为球阀。
[0043] 本发明的防爆除臭装置还包括有程序控制系统11，程序控制系统11包括传感器 模块和中央内控制器和控制及远程控制界面、可控制开关电源，传感器模块采用电流放大 器驱动低阻值负载以获得较强的抗干扰性能，实现远距离传输及在恶劣的电磁环境下可靠 地工作。
[0044] 所述中央内控制器是在开源的嵌入式单片机中实现再开发以完成系统设备功能。 其中，中央处理器的控制逻辑有两个版本。
[0045] 普通版：不使用传感器进行检测，在电路中设置传感器失效，系统仅运行自动循环 延时工作功能。主要用于移动公厕或者小型公厕的化粪池。
[0046] 普通版内置两种固定的定时控制程序，通过控制界面的程序选择开关选择： 程序1 :延时间间隔1小时，工作时间10分钟。
[0047] 程序2 :延时间间隔2小时，工作时间20分钟。
[0048] 加强版：使用高低位传感器进行阶梯控制。系统可应用于大型公共侧所化粪池，城 市污水管道和深井钻探的排气防爆，产生可燃气体的化工车间。更改传感器类型还可兼容 更多应用领域，本系统定位为市政设施和工业专用防爆除臭及空气净化系统。
[0049] 加强版的中央处理器的控制逻辑具有： 1、延时功能 内置两种定时控制程序(延时时间和工作时间可调)，通过控制界面的程序选择开关选 择。
[0050] 程序1 :延时间间隔1小时，工作时间10分钟。
[0051] 程序2 :延时间间隔2小时，工作时间20分钟。
[0052] 也可以在安装定时器实现定时排放功能。
[0053] 2、传感器控制界面 本系统传感器分为高位传感器和低位传感器(相对值)。高位传感器对可燃气体的敏感 度较低，需要一定浓度的可燃气体才能让其放大器产生触发门限值的绝对值水平。低位传 感器对可燃气体的敏感度较高，只要被测气体中含有可燃气体即可让其放大器产生触发门 限的绝对值水平。
[0054] 每一种传感器都采用冗余设计，都有两个"或"关系的传感器同时工作，提高系统 可靠性。
[0055] 3、传感器控制逻辑 当低位传感器检测到可燃气体时，立即启动总线输出触发各种输出同时工作。工作时 间为低位传感器自动复位后加权30分钟，其后按照延时功能继续循环工作。
[0056] 当高位传感器检测到稍高浓度的可燃气体时，立即启动总线输出触发各种输出同 时工作，并锁定其它功能。需手动操作控制面板中的复位/运行功能方可解除；解除条件包 括高位传感器的绝对值已回落到正常水平，被解除后按延时功能正常工作。
[0057] 4、各控制器加权优先级 第一级优先：高位传感器触发。
[0058] 第二级优先：低位传感器触发。
[0059] 第三级优先：延时触发。
[0060] 5、信号指示界面 1.等离子设备状态指示： 单独的每台等离子设备使用一颗双色指示灯：当显示绿灯时：表示等离子除臭设备已 获得工作电源，但离子管没有接入电路；当显示红色时：表示离子管正在输出等离子体。
[0061] 2.中央控制器输出逻辑指示灯： 延时指示灯：当系统待机正处于延时状态时，此灯按1秒1次的频率闪烁；当系统待机 结束，处于工作状态时，此灯常亮。
[0062] 工作指示灯：为一颗双色指示灯，当延时系统触发工作时，此灯指示绿色；当传感 器触发系统工作时，此灯指示为红色。
[0063] 报警指示灯：为一颗单色指示灯，平时不亮：当高位传感器触发工作时，此灯点 壳。
[0064] 本发明提供状态指示及报警复位、程序选择功能。远程控制是实现与控制界面冗 余的远端控制，为实现远程传输，采用硬件编辑码及电流放大。
[0065] 如图2所示，为本发明大风量低压高效等离子设备14,其包括：可控制伺服电源1， 用于输出直流电；方波功率放大器4,分别连接到所述可控制伺服电源1和所述可控制方波 振荡器2,用于根据可控制方波振荡器2输出的信号并利用所述可控制伺服电源1输出的直 流电生成交流方波信号输出；模拟器6,模拟器6的输入端串接一扼流电感5后再串于所述 方波功率放大器4的两个输出点之间，模拟器6的输出端接离子管9,用于将方波功率放大 器4输出的交流方波信号转换成正弦波信号输入到离子管9。
[0066] 为了控制压控振荡器的输出频率，以使驱动回路的时钟始终工作于谐振升压的谐 振频率点，在模拟器6和可控制振荡器2之间其还设置有自动相位控制单元7,自动相位控 制单元7包括有依次串联连接的整形单元71、相位误差比较器72和第一控制适配器73 ;其 中，该整形单元71可为过零比较器，其输入端连接到模拟器6输出端并接收正弦波信号后， 生成同频同相的方波信号，输出至相位误差比较器72,该相位误差比较器72分别接收到方 波信号和方波功率放大器4的输出信号进行鉴相处理。相位误差比较器72,需要输入两路 信号，一路是经过整形单元71产生的方波信号，一路是方波功率放大器4的输出信号。将 这两路信号在相位误差比较器72中进行90度鉴相处理。输出误差信号。其逻辑状态是： 如果两路信号相位相差90度，输出误差信号为0,如果过零比较器的输出信号滞后驱动信 号0~90度，输出误差信号大于0 (信号大小取决于滞后相位角)，如果过零比较器的输出信 号超前驱动信号90~180度，输出误差信号小于0 (信号大小取决于滞后相位角）。表达输出 信号大小的信号状态是一组正负脉冲对，当等于〇时，正负脉冲对的时间相等，当大于〇时， 正脉冲比负脉冲的持续时间长，当小于0时，正脉冲比负脉冲的持续时间短。
[0067] 相位误差比较器72生成并输出误差信号且输出到第一控制适配器73,该第一控 制适配器73接收到该误差信号后转换为对应的直流控制电压，直流控制电压经过高频抑 制处理后作为所述可控制方波振荡器2的控制电压，适时调整可控制方波振荡器2产生的 时钟主频率，使相位误差比较器72的输出幅度趋于0。自动相位控制单元为一个相位反 馈控制器，通过实时调整始终使可控制方波振荡器2产生的时钟与一次升压的谐振频率相 等。使相位误差比较器的输出幅度趋于〇,达到电路稳定状态。
[0068] 另外，为了控制方波功率放大器4的输出幅度，以使主回路产生的功率方波信号 幅度得到控制，进而控制传送给黑箱的能量，达到控制离子管9电流的目的(离子管9是以 "齐纳"方式工作)。通过采用控制电流的方式稳定离子管9的工作状态，离子管9输出等离 子的量与电压和电流的乘积成正比。由于外界环境和离子管9参数的不一致性对工作电流 的影响也远大于对工作电压的影响。如图1所示，本发明离子设备在模拟器和可控制伺服 控制电源1之间还设有自动电流控制单元进行电流控制，该自动电流控制单元的输入信号 是离子管9电流信号，输出信号是可控制伺服电源1的输出电压。可控制伺服电源1的输 出电压与方波功率放大器4的幅度成正比，同时也就控制了方波输出电压；自动电流控制 回路也提供了外部控制端口，输入预先已设定的基准信号，通过调节该端口的基准信号参 数以达到控制整个设备的输出幅度。
[0069]自动电流控制单元，包括电流采集转换单元74,比较器超调控制器75以及第二控 制适配器76 ;其中，该电流采集转换单元74接收离子管9的正弦电流，转换成该信号幅度 的直流电压输出，电流采集转换单元74是一个常规的采集转换电路，在此不再详述。比较 器超调控制器75分别接收该直流电压以及设定的基准信号进行比较，输出误差信号，并将 该误差信号经超调处理，高频抑制后变成低频控制电压并输出，第二控制适配器76接收到 该低频控制电压经过转换适配生成可控制伺服电源1能识别的控制信号，并输出至可控制 伺服控制电源1。
[0070] 如图3所示，为本发明离子管9的结构示意图，在本实施例中，离子管99包括一玻 璃管制成的放电介质，该玻璃管95为Si02玻璃管，其厚度为0. 6~lmm，玻璃管95的一端封 堵。在玻璃管95的内、外壁均安装金属电极，一为阳极93, 一为阴极94。优先地，阳极93设 置在玻璃管95的内侧，阴极94设置在玻璃管95外侧并接地，这样外侧的阴极94不带电， 可以保证安全性。阳极93可以由0. 15~0. 5mm厚度的纯错板材，错位打满直径为1. 5~3. 0mm 的孔并卷成和玻璃管95内壁相同直径的圆筒安装于玻璃管95内制成，也可以采用真空镀 膜等工艺为玻璃管95内壁均匀镀上0. 05、. 2mm厚度的金属镍制成，还可以采用厚度为 0.05~0. 10_的纯铝箔卷成和玻璃管内壁直径相同的圆筒安装于玻璃管内制成。阴极94可 以由不锈钢丝织成不锈钢丝网，并卷成与玻璃管外径相同圆筒制成，其内表面要与玻璃管 95外表面充分接触。玻璃管95未封堵的一端通过管座92密封，玻璃管95内抽真空后充上 氦气或氮气等惰性气体。阳极93穿过管座92引出阳极接线端子1。
[0071] 通过对可燃气体产生原因和可燃气体浓度大小变化规律的研究，下水道或化粪池 内的可燃气体浓度是具有非常复杂的变化规律的，所以为了确保对化粪池防爆措施的有效 性，设备传感器设定为：检测到可燃气体，立即运行。
[0072] 如图4所示，本实施例以池内部结构为标准三格结构的化粪池为例进行说明，化 粪池防爆除臭原理即在三格化粪池的各格空间上部设置吸气管，吸气管通过排气管22与 防爆除臭装置连接，防爆装置安装于壳体20内，防爆除臭装置根据化粪池内甲烷传感器发 出的指令控制防爆除臭装置的启闭，从而控制化粪池内的甲烷浓度保持在安全范围内。
[0073] 因化粪池内存在硫化氢气体，其在0. 136?4. 6PPM的硫化氢，就能产生刺激性气 味，所以大部分厕所的化粪池，周围臭味严重，对化粪池采取安全措施的同时必须考虑除臭 问题。
[0074] 当可燃气体及其他臭气经管道进过传感器时，传感器检测到池内含有甲烷或沼气 气体时指令中央内控制器使设备从待机状态转换成开机状态，此时等离子除臭设备，主风 机13同时开启。通过引射结构16的负压气流组织结构，主风机13可将化粪池内气体抽到 混合仓112,与主风机1吹过的等离子风混合(主风量：引流风量=10:1)，由于等离子气体对 H2S、NH3具有高效的去除效果，这个过程将稀释了的甲烷及处理过的臭气达标排放，这样就 可保证将化粪池内的可燃气体排除仓外，同时通过排风口 21排除的混合气体不带有异味。 设备运行10分钟后，如果传感器仍然检测出有可燃气体的存在，引流风机17自动开启，设 备强制性排除化粪池内剩余的可燃气体，再运行时间为10分钟(时间设定)，如此循环，直至 池内没有可燃气体，之后设备重新进入待机状态。
[0075] 为确保对化粪池内可燃气体的防爆安全和较长时间不溢出臭气，设备同时设定了 定时排放功能，即即便传感器没有检测到相应可燃气体，在一个小时之后，设备亦会自行启 动并运行10分钟。
[0076] 如设备出现功能异常，或者停电等情况，设备开启备用电源，并启动报警信号。
[0077] 本实施例，本发明的以化粪池防爆除臭装置为例，应用效果评价如下： ⑴化粪池防爆除臭装置检测 化粪池防爆除臭装置在2014年4月7日，对朝阳区朝阳公园将军林的移动厕所化粪池 防爆除臭装置的效果，进行了对比检测。
[0078] 设备运行停止一周后于4月7日上午9 :00开始每1小时检测一次化粪池内气体 浓度检测结果见表4。
[0079] 4月8日化粪池防爆除臭装置启动后，9:00开始，每隔一小时检测化粪池内气体浓 度。
[0080] 检测结果见表。 篇麻名春 騸_公园#军林移參肩ji #_址__細东Π , 7和_ 结构奚型 三格式北彝池 __棰囊记5_ B期 4月7 0 4月gia 睛网 15 Ilj 01 UL US II S 02 LEL __cm# (Μ? 《》 ci) CM? mm (i> 《i) g：pp 46 3 1S.1 m 4p 2 15,8 51 IfcW 45 6 14.8 63 1 2 1C. P 1 11:關 4? 8 MJ 6S 2 P IP. P C 11： Pi 48 8 14,8 63 1 3 20,9 0 13： W 51 6 H.l 76 9 2 29,9 7. 14; 00 41 6 14.7 19 0 1 2i. 5 2 15： PC 47 i 14,1 19 § 3 1C. 9 1 16: ￠0 47 6 14,1 fifl g 1 IP. g I ll：lfl 47 S MJ S3 P 1 2i. 9 0 18: ￠0 47 I 6 I 14J I 6S I g I 1 I 2_,g I 0
[0081] i,2 i检测结果分析 由上表可看出，4月7日，从9 :00-18:00所测结果化粪池内甲烷体积分数在60-79 LEL之间，H2S浓度在47-50ppm之间，NH3浓度在3-8ppm，02含量为14. 8%左右。
[0082] 4月8日，设备启动后，化粪池内甲烷含量、H2S、NH3&度很快下降，0 2含量则上升 到21. 9%。说明安装化粪池防爆除臭装置后，在降低化粪池甲烷含量方面效果明显。
[0083] 4. 4化粪池防爆除臭装置应用效果评价结论： 1.安装化粪池防爆除臭装置后，在降低化粪池甲烷含量方面效果明显，是消除化粪池 安全隐患的有效方法。
[0084] 2.从化粪池内污染气体可看出化粪池内除甲烷外，H2S和NH3的含量也不低，化粪 池内H 2S和NH3外溢造成周边臭味污染。造成化粪池内微负压是解决该问题的有效方法。
[0085] 安装化粪池防爆除臭装置，在解决化粪池的安全隐患的使化粪池内形成微负压， 可同时解决臭味溢出污染周边的问题。
[〇〇86] 以上所述，仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。
【权利要求】
1. 一种用于下水道或化粪池的防爆除臭装置，其特征在于，包括相隔离的新离子风通 道、混合仓，该新离子风通道通过引射结构伸入到该混合仓内，该混合仓通过排废气管道连 通到下水道或化粪池，该混合仓还设置有排放处理过气体的出风口。
2. 如权利要求1所述的用于下水道或化粪池的防爆除臭装置，其特征在于，所述离子 风通道内设置有主风机和等离子设备。
3. 如权利要求1所述的用于下水道或化粪池的防爆除臭装置，其特征在于，所述的引 射结构为两端口径不同的缩口形，口径小的一端对应所述的混合仓。
4. 如权利要求1所述的用于下水道或化粪池的防爆除臭装置，其特征在于，所述靠近 混合仓的排废气管道上连接有引流风机。
5. 如权利要求2所述的用于下水道或化粪池的防爆除臭装置，其特征在于，所述等离 子设备包括输出直流电的可控制伺服电源和可控制方波振荡器；方波功率放大器分别连 接到所述可控制伺服电源和可控制方波振荡器，用于根据所述可控制方波振荡器输出的信 号并利用所述可控制伺服电源输出的直流电生成交流方波信号输出；模拟器的输入端串 接扼流电感后再串于所述方波功率放大器的两个输出点之间，所述模拟器的输出端连接离 子管，用于将所述方波功率放大器输出的交流方波信号转换成正弦波信号输入到所述离子 管。
6. 如权利要求5所述的用于下水道或化粪池的防爆除臭装置，其特征在于，所述等离 子设备还设置有自动相位控制单元，自动相位控制单元包括有依次串联连接的整形单元、 相位误差比较器和第一控制适配器；其中，该整形单元的输入端连接到所述的模拟器输出 端并接收正弦波信号后，生成同频同相的方波信号，输出至所述的相位误差比较器，该相位 误差比较器分别接收到方波信号和所述方波功率放大器的输出信号进行鉴相处理，生成并 输出误差信号且输出到所述第一控制适配器，该第一控制适配器接收到该误差信号后转换 为对应的直流控制电压，直流控制电压经过高频抑制处理后作为所述可控制方波振荡器的 控制电压，适时调整可控制方波振荡器产生的时钟主频率，使相位误差比较器的输出幅度 趋于0。
7. 如权利要求5或6所述的用于下水道或化粪池的防爆除臭装置，其特征在于，其还 包括依次串联的自动电流控制单元，其包括电流采集转换单元，比较器超调控制器以及第 二控制适配器；其中，该电流采集转换单元接收所述离子管的正弦电流，转换成该信号幅度 的直流电压输出，所述比较器超调控制器分别接收该直流电压以及设定的基准信号进行比 较，输出误差信号，并将该误差信号经超调处理，高频抑制后变成低频控制电压并输出，所 述第二控制适配器接收到到该低频控制电压经过转换适配生成可控制伺服电源能识别的 控制信号，并输出至可控制伺服控制电源。
8. 如权利要求1所述的用于下水道或化粪池的防爆除臭装置，其特征在于，其还包括 能延时启闭的定时器。
9. 如权利要求1所述的用于下水道或化粪池的防爆除臭装置，其特征在于，其还包括 有感应可燃性气体的传感器，该传感器由电流放大器驱动低阻值负载构成。
10. 如权利要求9所述的用于下水道或化粪池的防爆除臭装置，其特征在于，在引射 结构端部设有防止逆风的止回阀，在所述排废气管道上设有调节排除污染气体的风量的阀 体。
【文档编号】C02F11/04GK104110064SQ201410340826
【公开日】2014年10月22日 申请日期:2014年7月17日 优先权日:2014年7月17日
【发明者】邹晔, 张彦斌, 李勇刚, 崔健, 张付刚 申请人:北京无限世佳环境技术有限公司