沼气气水分离自动排水器的制作方法

本实用新型属于可燃气体生产工艺设备范畴，尤其是沼气生产工艺中的沼气气水分离、冷凝水自动排放以及正压限压和负压限压功能的装置。

背景技术：

凡人工制取的沼气均含有饱和水蒸气，在沼气输气管道中会出现冷凝水，阻碍沼气流通；沼气中水蒸气，会影响沼气在管道中的流通；降低沼气燃用热值；水蒸气与沼气中硫化氢燃烧后生成的二氧化硫结合成亚硫酸，会腐蚀金属设备，污染大气，影响人体健康。邓良伟等在北京科学出版社于2015年出版的《沼气工程》一书中第147～148页提到的适用于大中型沼气工程的沼气凝水器和沼气气水分离器，其中沼气凝水器有自动排水和手动人工排水两种，该两种凝水器均必须安装在输气管道的最低处如排水口雨季被水淹没过高，自动排水功能会失灵；该装置本身基本无气水分离作用，其收集和排放的冷凝水主要是倾斜于该凝水器的输气管段中分离出来的冷凝水，如果还有其它低洼管段，也必须再安装凝水器。其中沼气气水分离器为沼气气水分离创造了极好条件，效果特好，但也存在以下缺陷：由于进气管的位置较高，如果前面的输气管道位置较低，必须安装凝水器，以消除水阻，使发酵池或湿式贮气装置中的沼气顺畅到达气水分离器；结构复杂，造价高；底部集聚的冷凝水不能自动排放；无正、负压限压功能。

中国实用新型专利号200520024309.0沼气安全气水自动分离器，具有自动排除 冷凝水的功能，安装时埋置深度较浅，并且顶部设有沼气气压限压构件，但也存在如下缺陷：一是仍然必须安装在输气管道的最低处；二是装置气水分离容积只有0.027升，进气口和出气口也在同一水平，两者相距只有4厘米，气水分离效果微乎其微，实际主要是起自动排除倾向于该装置输气管段中气水分离出来的冷凝水的作用；只适用于户用沼气；无负压限压功能。

技术实现要素：

本实用新型的目的是提供一种沼气气水分离与冷凝水自动排放功能合为一体的装置，其次兼具正压限压功能和负压限压功能。

本实用新型是这样实现的：将沼气气水分离功能设置在装置上部，将冷凝水自动排放功能设置在装置下部，并分别利用水的流动重力作用和弹簧作用，将正压限压功能和负压限压功能设置在冷凝水自动排放构件中。

本实用新型多功能气水分离器，有两大类：

第一类是，由上腔室、下腔室组成，具体有两种方案：

第一种方案是：上腔室底与下腔室顶连接处有延伸至下腔室下部的通水管，上腔室下部一侧有进气管，顶部或顶侧有出气管，下腔室上侧有排水管。

下腔室中部有环形贮水槽，排水管外设有向下至贮水槽底部的支管，向外直管向上弯曲，在贮水槽内至上腔室顶之间布设吸水材料，吸水材料外设罩体，使吸水材料中的水一直沿上腔室外壁向上升，为上腔室降温。

第二种方案是：上腔室底与下腔室顶有管子连接，上腔室下部一侧有进气管，顶 部或顶侧有出气管，下腔室底有排水口，内有阀子。

下腔室上部两侧通气管横向或竖向分别设有弹簧结构的正压限压阀和负压限压阀，或只在一侧设置单一功能的限压阀。

在第一、二种方案的上腔室外贴有降温薄膜。

在第一、二种方案的上腔室内装有滤网与填料。

第二类是：由三通管与下腔室组成，具体也有两种方案：

第一种方案是：三通管的支管或直管一端与下腔室顶连接，连接处有向下延伸至下腔室下部的通水管，下腔室上侧有排水管。

第二种方案是：三通管的直管一端或支管与下腔室顶有管子连接，下腔室底部有排水口，内有阀子。

在下腔室上部两侧通气管横向或竖向分别设有弹簧结构的正压限压阀和负压限压阀，或只在一侧设置单一功能的限压阀。

本实用新型的积极效果是：(1)装置在现有技术基础上增加了利用分离出来的冷凝水为沼气脱水提供冷源或张贴降温薄膜提供冷源的结构，气水分离效果更好。(2)每一个沼气输气管路系统(从产气装置到贮气装置或从湿式贮气装置到用气设备)，只需安装一个这样的装置就可解决问题，在其前后的输气管道无需再安装本装置或凝水器。(3)气水分离出的冷凝水可自动排放。(4)适应性好，既可安装在输气管道的最低处，也可安装在输气管道的高处。(5)当安装在高处时，可避免雨季被水淹没，自动排水功能失效的后患；由于进、出气管高差大，即使安装在输气管道的 最低处，其第一类的两种方案，只要外部水位压力低于出气管气压力，沼气仍可畅通无阻。(6)具有正压限压和负压限压功能。(7)多种功能集于一身，有利节省设备成本、安装成本和管理成本。(8)沼气工程应用本装置，可使超压多余的沼气通过排水管另行贮藏供使用，既减少甲烷对大气的污染，又提高了沼气工程的能源效益。(9)对于建在室内的集气罩分离气袋式沼气池，通过安装本装置后，还可将超压多余沼气引向室外安全释放，避免在室内释放不安全隐患。

附图说明

图1为本实用新型第一种实施例的结构示意图，其中：1.下腔室，2.贮水槽，3.支管，4.通水管，5.排水管，6.罩体，7.吸水材料，8.上腔室，9.滤网，10.填料，11.出气管，12.进气管。

图2为本实用新型第二种实施例的结构示意图，其中：13.排水口，14.下腔室，15.阀子，16.管子，17.正压限压阀，18.负压限压阀，19.降温薄膜，其余符号同图1。

图3为本实用新型第三种实施例的结构示意图，其中：20.三通管，其余符号同图1。

图4为本实用新型第四种实施例的结构示意图，图中符号同图2、图3。

具体实施方式

由图1所示的，本实用新型第一种实施例，包括上腔室8、下腔室1，上腔室8底与下腔室1顶连接处有延伸至下腔室1下部的通水管4，上腔室8下部一侧有进气管12，顶 部或顶侧有出气管11，下腔室1上侧有排水管5。

下腔室外有环形贮水槽2，排水管5设有向下接近贮水槽2底部的支管3，向外直管向上弯曲，贮水槽2底至上腔室8顶之间有吸水材料7，吸水材料7外有罩体6。

上腔室内装有滤网9与填料10。

使用方法和工作原理是：安装时把下腔室装满水至排水管下沿，将进气管与沼气池或贮气柜的出气管连接，将出气管与贮气柜或用气设备的进气管连接。通水管下口至排水管下沿高度就是正、负压限压高度。沼气从进气管进入上腔室，并流向出气管，当上腔室内的压力超限时，多余的沼气会从排水管排出，防止气压超限给沼气设备造成破坏。当进气管或出气管方向产生的负压超限时，装置外的空气会通过排水管进入装置内部，防止负压超限给沼气设备造成破坏。上腔室分离出的水，依靠重力流向通水管和下腔室，并从排水管流出。

由图2所示，本实用新型第二种实施例，包括上腔室8、下腔室14，上腔室8底与下腔室14顶有管子16连接，上腔室8下部一侧有进气管12，顶部或顶侧有出气管11，下腔室14底有排水口13，内有阀子15。下腔室14上部两侧通气管分别设有横向弹簧结构的正压限压阀17和负压限压阀18。

上腔室8外有降温薄膜19。

上腔室内有滤网9与填料10。

使用方法和工作原理是：安装时在阀子的凹孔内装满水，使阀子自动封闭排水口，将进气管与出气管连接好。当达到限压值后，正压限压阀的活塞会使弹簧受到 压缩，使阀门打开，多余的沼气会从此跑出。当进气或出气方向产生负压超限时，负压限压阀的活塞会压缩弹簧，使阀门打开，让空气进入装置内。上腔室分离出的水流向下腔室，当下腔室的水较多时，阀子会上浮，将排水口打开，让水流出；当下腔室的水减小时，阀子会下沉，关闭排水口。

由图3所示，本实用新型第三种实施例，包括三通管20、下腔室1，三通管20的支管与下腔室1顶连接，连接处有向下延伸至下腔室1下部的通水管4，下腔室1上侧有排水管12。

使用方法和工作原理是：将下腔室装满水，把三通管的直管两端连接在沼气输气管的最低管段中。由于该装置本身气水分离空间小，其气水分离功能主要靠两端坡向该装置的输气管段。其工作原理与第一种实施例基本相同。

由图4所示，本实用新型第四种实施例，包括三通管20、下腔室14，三通管20的直管一端与下腔室14顶有管子16连接，下腔室14底有排水口13，内有阀子15。

下腔室14上部两侧通气管分别设有竖向弹簧结构的正压限压阀17和负压限压阀18。

使用方法和工作原理是：安装时把阀子的凹洞内装满水，将三通管的支管与沼气池的出气管连接，安装在输气管的最低处。其工作原理与第二种实施例基本相同。