一种具有调节功能的节能型厌氧发酵装置的制作方法

本发明涉及垃圾资源化处理设备领域，特别涉及一种具有调节功能的节能型厌氧发酵装置。

背景技术

厌氧发酵是指在废弃物在厌氧条件下，通过微生物的代谢活动而被稳定化，同时伴有甲烷和二氧化碳产生的变化，液化阶段只要是发酵细菌其作用，包括纤维素分解菌和蛋白质分解菌，厌氧发酵常用于处理高浓度的有机工业废水、城镇污水污泥、动植物残体及粪便等，能够实现垃圾资源的循环再利用，使其称为可再生资源，使一种可行性较高的垃圾资源化处理技术。

为了保证厌氧发酵的顺利进行，通常需要对反应装置内部进行加热，使反应环境维持在相对较高的温度范围内，因此，现有的厌氧发酵通常需要消耗较多的电能来进行发热，再加上反应时间长，从而导致厌氧发酵的能耗较大，降低了现有的厌氧发酵装置的实用性。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题是：为了克服现有技术的不足，提供一种具有调节功能的节能型厌氧发酵装置。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种具有调节功能的节能型厌氧发酵装置，包括发酵罐、控制器、盖板、储气罐、燃烧室、水箱、导气机构、输气管、排气管、连接管、水泵、加热管和回流管，所述盖板设置在发酵罐的上方，所述发酵罐内设有温度传感器，所述储气罐和水箱分别设置在发酵罐的两侧，所述控制器固定在水箱上，所述控制器内设有plc，所述燃烧室位于水箱的下方，所述导气机构位于燃烧室的靠近反应罐的一侧，所述输气管的两端分别与储气罐和燃烧室连通，所述水泵固定在水箱的上方，所述水泵与水箱连通，所述水泵和温度传感器均与plc电连接，所述水泵通过加热管与回流管的一端连通，所述回流管的另一端与水箱连通，所述加热管缠绕在反应罐上，所述加热管沿着反应罐的轴线螺旋分布，所述排气管与反应罐连通，所述连接管的两端分别与输气管的中心处和排气管的中心处连通，所述输气管和连通管的连接处设有输气机构；

所述输气机构包括隔板和两个输气组件，所述隔板固定在输气管内，两个输气组件分别位于隔板的两侧，所述输气组件包括平移单元、堵块和两个挡板，两个挡板分别固定在输气管内的顶部和底部，所述堵块的形状为圆锥形，所述平移单元与堵块的底面传动连接；

所述导气机构包括进气管、导气室和出气管，所述进气管和出气管分别位于导气室的两侧，所述导气室通过出气管与燃烧室连通，所述导气室内设有转轴、转盘、第一电机、驱动块、调节框、调节组件、两个扇叶和两个轴承，两个轴承分别固定在导气室的两侧的内壁上，所述转轴的两端分别设置在两个轴承内，两个扇叶分别位于转轴的两侧，所述转盘套设在转轴上，所述驱动块位于转盘的下方，所述驱动块的形状为圆锥形，所述驱动块抵靠在转盘上，所述第一电机固定在导气室内，所述第一电机与驱动块传动连接，所述调节框的形状为开口向下的u形，所述转盘位于驱动框的u形开口内，所述调节组件与驱动框传动连接。

作为优选，为了带动堵块移动，所述平移单元包括第二电机、第二驱动轴和套管，所述第二电机固定在隔板上，所述第二电机与plc电连接，所述第二电机与第二驱动轴传动连接，所述套管套设在第二驱动轴上，所述套管的与第二驱动轴的连接处设有与第二驱动轴匹配的第一螺纹，所述套管与堵块固定连接。

作为优选，为了实现套管的平稳移动，所述平移单元还包括限位环和两个限位杆，所述限位环套设在套管上，两个限位杆分别位于限位环的两侧，所述限位环通过限位杆与隔板固定连接。

作为优选，为了精确控制堵块的移动距离，所述第二电机上设有距离传感器，所述距离传感器与plc电连接。

作为优选，为了防止外部空气进入发酵罐内，所述排气管的顶部设有密封组件，所述密封组件包括密封块、弹簧、固定板和两个定向单元，所述固定板位于密封板的上方，所述固定板固定在排气管内，所述固定板通过弹簧与密封块连接，两个定向单元分别位于弹簧的两侧。

作为优选，为了固定密封块的移动方向，所述定向单元包括凸块和定向杆，所述凸块通过定向杆固定在密封块的上方，所述固定板套设在定向杆上。

作为优选，为了便于转盘在转轴上滑动，同时通过转盘带动转轴旋转，所述转盘的内侧设有若干凹口，所述凹口周向均匀分布在转盘的内侧，所述转轴的外周设有若干凸板，所述凸板周向均匀分布在转轴的外周，所述凸板的数量与凹口的数量相等，所述凸板与凹口一一对应，所述凸板设置在凹口内。

作为优选，为了实现调节框的移动，所述调节组件包括吊板、吊杆、第三电机、第三驱动轴和调节块，所述吊板和吊杆均固定在导气室内的顶部，所述第三电机固定在吊杆上，所述第三电机与plc电连接，所述第三电机与第三驱动轴的一端传动连接，所述吊板和调节块均套设在第三驱动轴上，所述调节块固定在调节框的上方，所述调节块的与第三驱动轴的连接处设有与第三驱动轴匹配的第二螺纹。

作为优选，为了固定调节块的移动方向，所述调节组件还包括导向杆，所述导向杆的两端分别与吊板和吊杆固定连接，所述调节块套设在导向杆上。

作为优选，为了便于转盘的顺利转动，所述调节框的两侧的内壁上均设有开口，所述开口内设有滚珠，所述滚珠与开口相匹配，所述滚珠的球心位于开口内，所述滚珠抵靠在转盘上。

本发明的有益效果是，该具有调节功能的节能型厌氧发酵装置通过输气机构调节甲烷进入燃烧室的用量，通过甲烷燃烧对水箱内的水流加热，利用热水维持发酵罐的温度，从而实现了设备的节能，与现有的输气机构相比，该输气机构可根据发酵罐中的温度灵活调节通入储气罐和燃烧室的甲烷用量，不仅如此，导气机构根据通入燃烧室的甲烷用量，灵活控制气流大小，从而调节通入燃烧室的空气量，使得甲烷得到充分燃烧，进一步提高了设备的实用性，与现有的导气机构相比，该导气机构具有自动调节功能，可根据甲烷的用量灵活控制空气的流量，使得甲烷充分燃烧。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1是本发明的具有调节功能的节能型厌氧发酵装置的结构示意图；

图2是图1的a部放大图；

图3是本发明的具有调节功能的节能型厌氧发酵装置的输气机构的结构示意图；

图4是本发明的具有调节功能的节能型厌氧发酵装置的导气机构的结构示意图；

图5是本发明的具有调节功能的节能型厌氧发酵装置的转盘与转轴的连接结构示意图；

图中：1.发酵罐，2.盖板，3.储气罐，4.燃烧室，5.水箱，6.水泵，7.输气管，8.排气管，9.连接管，10.控制器，11.加热管，12.回流管，13.隔板，14.堵块，15.挡板，16.进气管，17.导气室，18.出气管，19.转轴，20.转盘，21.第一电机，22.驱动块，23.调节框，24.扇叶，25.轴承，26.第二电机，27.第二驱动轴，28.套管，29.限位环，30.限位杆，31.距离传感器，32.密封块，33.弹簧，34.固定板，35.凸块，36.定向杆，37.凸板，38.吊板，39.吊杆，40.第三电机，41.第三驱动轴，42.调节块，43.导向杆，44.滚珠，45.温度传感器。

具体实施方式

现在结合附图对本发明作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本发明的基本结构，因此其仅显示与本发明有关的构成。

如图1-2所示，一种具有调节功能的节能型厌氧发酵装置，包括发酵罐1、控制器10、盖板2、储气罐3、燃烧室4、水箱5、导气机构、输气管7、排气管8、连接管9、水泵6、加热管11和回流管12，所述盖板2设置在发酵罐1的上方，所述发酵罐1内设有温度传感器45，所述储气罐3和水箱5分别设置在发酵罐1的两侧，所述控制器10固定在水箱5上，所述控制器10内设有plc，所述燃烧室4位于水箱5的下方，所述导气机构位于燃烧室4的靠近反应罐的一侧，所述输气管7的两端分别与储气罐3和燃烧室4连通，所述水泵6固定在水箱5的上方，所述水泵6与水箱5连通，所述水泵6和温度传感器45均与plc电连接，所述水泵6通过加热管11与回流管12的一端连通，所述回流管12的另一端与水箱5连通，所述加热管11缠绕在反应罐上，所述加热管11沿着反应罐的轴线螺旋分布，所述排气管8与反应罐连通，所述连接管9的两端分别与输气管7的中心处和排气管8的中心处连通，所述输气管7和连通管的连接处设有输气机构；

该厌氧发酵装置在运行时，打开盖板2，向发酵罐1内投入垃圾，而后合上盖板2进行发酵，通过控制器10操作设备运行，有机垃圾在发酵罐1内进行厌氧发酵的同时，产生甲烷气体，甲烷通过排气管8进入连接管9中，从连接管9流入输气管7中，在通过输气机构的运行，使甲烷分为两部分，一部分存入储气罐3中，而另一部分进入燃烧室4中，同时再由导气机构引入外部空气，使得甲烷与空气中的氧气发生化学反应进行燃烧，燃烧释放的化学热能用于对水箱5内的水溶液进行加热，而后plc控制水泵6运行，抽取热水在加热管11中流动，使得发酵罐1吸收加热管11中的水流的热量，从而使发酵罐1维持在稳定的温度下，保证厌氧发酵的顺利进行，同时水流对发酵罐1进行加热后，通过回流管12进入水箱5中，由燃烧室4通过燃烧发酵罐1产生的部分甲烷对水流加热，用以维持厌氧发酵的温度，从而实现了设备的节能环保。

如图3所示，所述输气机构包括隔板13和两个输气组件，所述隔板13固定在输气管7内，两个输气组件分别位于隔板13的两侧，所述输气组件包括平移单元、堵块14和两个挡板15，两个挡板15分别固定在输气管7内的顶部和底部，所述堵块14的形状为圆锥形，所述平移单元与堵块14的底面传动连接；

输气机构主要用于调节进入燃烧室4和储气罐3中的甲烷的比例，输气机构运行时，由平移单元控制堵块14的移动，调节堵块14与挡板15之间的间隙，通过间隙的变化，从而改变甲烷的流通量，进而调节进入储气罐3中和燃烧室4内的甲烷的用量。

如图4所示，所述导气机构包括进气管16、导气室17和出气管18，所述进气管16和出气管18分别位于导气室17的两侧，所述导气室17通过出气管18与燃烧室4连通，所述导气室17内设有转轴19、转盘20、第一电机21、驱动块22、调节框23、调节组件、两个扇叶24和两个轴承25，两个轴承25分别固定在导气室17的两侧的内壁上，所述转轴19的两端分别设置在两个轴承25内，两个扇叶24分别位于转轴19的两侧，所述转盘20套设在转轴19上，所述驱动块22位于转盘20的下方，所述驱动块22的形状为圆锥形，所述驱动块22抵靠在转盘20上，所述第一电机21固定在导气室17内，所述第一电机21与驱动块22传动连接，所述调节框23的形状为开口向下的u形，所述转盘20位于驱动框的u形开口内，所述调节组件与驱动框传动连接。

导气机构运行时，外部空气通过进气管16进入导气室17内，在从出气管18排入燃烧室4中，在导气室17内，由plc控制第一电机21启动，带动驱动块22旋转，驱动块22作用在转盘20上，使得转盘20旋转，带动转轴19转动，从而使扇叶24旋转，产生气流，气流用于将外部的空气通过进气管16抽入导气室17内，再从出气管18排到燃烧室4中，供甲烷燃烧发热，利用调节组件可带动调节框23移动，从而改变转盘20的水平位置，由于驱动块22上各处的线速度不等，从而调节了转轴19的转速，进而改变了扇叶24的转速，调节了气流的强弱，利用发酵罐1内的温度传感器45检测反应温度，并将温度数据反馈给plc，当plc检测到温度较低时，plc控制输气组件运行，使得通入燃烧室4的输气管7中，两个挡板15与堵块14之间的间隙增大，便于更多的甲烷通入燃烧室4中，而后plc控制调节组件带动转盘20在转轴19上滑动，提高转盘20和转轴19的转速，从而增强气流，便于更多的空气进入燃烧室4中，使得更多的甲烷得到充分的燃烧，从而对水箱5内的水流加热，通过热水使发酵罐1升温，便于厌氧发酵的快速进行，反之，当温度传感器45检测的温度较低时，设备通入的燃烧室4中的甲烷量和导气机构通入燃烧室4中的空气量均减小，从而减小产生的热能，便于发酵罐1在稳定的温度范围内进行反应。

如图3所示，所述平移单元包括第二电机26、第二驱动轴27和套管28，所述第二电机26固定在隔板13上，所述第二电机26与plc电连接，所述第二电机26与第二驱动轴27传动连接，所述套管28套设在第二驱动轴27上，所述套管28的与第二驱动轴27的连接处设有与第二驱动轴27匹配的第一螺纹，所述套管28与堵块14固定连接。

plc控制第二电机26启动，带动第二驱动轴27旋转，第二驱动轴27通过第一螺纹作用在套管28上，使得套管28沿着第二驱动轴27的轴线移动。

作为优选，为了实现套管28的平稳移动，所述平移单元还包括限位环29和两个限位杆30，所述限位环29套设在套管28上，两个限位杆30分别位于限位环29的两侧，所述限位环29通过限位杆30与隔板13固定连接。利用限位杆30固定了限位环29的位置，将套管28穿过限位环29，防止第二驱动轴27旋转时，带动套管28旋转，从而实现了套管28的平稳移动。

作为优选，为了精确控制堵块14的移动距离，所述第二电机26上设有距离传感器31，所述距离传感器31与plc电连接。利用距离传感器31检测第二电机26与堵块14之间的距离，并将距离数据反馈给plc，使得plc根据距离数据确定堵块14的位置。

如图2所示，所述排气管8的顶部设有密封组件，所述密封组件包括密封块32、弹簧33、固定板34和两个定向单元，所述固定板34位于密封板的上方，所述固定板34固定在排气管8内，所述固定板34通过弹簧33与密封块32连接，两个定向单元分别位于弹簧33的两侧。

在发酵罐1无甲烷产生时，密封块32堵住连接管9与排气管8的连通处，防止外部空气通过排气管8进入发酵罐1内，影响厌氧发酵的进行，当有甲烷产生时，发酵罐1中的气压向上推动密封块32，使密封块32压缩弹簧33，同时连接管9与排气管8连通，此时甲烷通过连接管9进入输气管7中。

作为优选，为了固定密封块32的移动方向，所述定向单元包括凸块35和定向杆36，所述凸块35通过定向杆36固定在密封块32的上方，所述固定板34套设在定向杆36上。利用定向杆36固定了密封块32的移动防，使密封块32沿定向杆36的轴线移动，通过凸块35防止定向杆36脱离固定板34。

如图5所示，所述转盘20的内侧设有若干凹口，所述凹口周向均匀分布在转盘20的内侧，所述转轴19的外周设有若干凸板37，所述凸板37周向均匀分布在转轴19的外周，所述凸板37的数量与凹口的数量相等，所述凸板37与凹口一一对应，所述凸板37设置在凹口内。

当驱动块22带动转盘20旋转时，转盘20内侧的凹口上的内壁作用在凸板37上，使得凸板37绕着转轴19的轴线转动，从而带动了转轴19的旋转，凸板37可在凹口内滑动，从而方便了转盘20在转轴19上移动。

如图4所示，所述调节组件包括吊板38、吊杆39、第三电机40、第三驱动轴41和调节块42，所述吊板38和吊杆39均固定在导气室17内的顶部，所述第三电机40固定在吊杆39上，所述第三电机40与plc电连接，所述第三电机40与第三驱动轴41的一端传动连接，所述吊板38和调节块42均套设在第三驱动轴41上，所述调节块42固定在调节框23的上方，所述调节块42的与第三驱动轴41的连接处设有与第三驱动轴41匹配的第二螺纹。

吊杆39用以固定第三电机40的位置，吊板38用以支撑第三驱动轴41，plc控制第三电机40启动，带动第三驱动轴41旋转，使得第三驱动轴41通过第二螺纹作用在调节块42上，调节块42带动调节框23以第三驱动轴41的轴线进行移动。

作为优选，为了固定调节块42的移动方向，所述调节组件还包括导向杆43，所述导向杆43的两端分别与吊板38和吊杆39固定连接，所述调节块42套设在导向杆43上。利用吊杆39和吊板38固定了导向杆43的位置，使得调节块42沿着导向杆43的轴线进行平稳的移动。

作为优选，为了便于转盘20的顺利转动，所述调节框23的两侧的内壁上均设有开口，所述开口内设有滚珠44，所述滚珠44与开口相匹配，所述滚珠44的球心位于开口内，所述滚珠44抵靠在转盘20上。通过开口内的滚珠44，使转盘20转动时所受的滑动摩擦变为滚动摩擦，从而有助于转盘20的顺利转动。

该厌氧发酵装置在运行时，将发酵产生的甲烷一部分用于存入储气罐3中，而另一部分进入燃烧室4内，通过燃烧使水箱5内的水温增加后，利用加热管11使得发酵罐1吸收水流的热量，便于维持发酵罐1的发酵温度，保证厌氧发酵的速率，通过输气组件调节进入燃烧室4中的甲烷用量，同时通过调节组件带动转盘20在转轴19上滑动，改变扇叶24的转速，调节进入燃烧室4的空气量，使得甲烷得到充分的燃烧，由于利用发酵产生的甲烷燃烧对水箱5加热，通过热水使得发酵罐1维持反应温度，从而实现了设备的节能环保。

与现有技术相比，该具有调节功能的节能型厌氧发酵装置通过输气机构调节甲烷进入燃烧室4的用量，通过甲烷燃烧对水箱5内的水流加热，利用热水维持发酵罐1的温度，从而实现了设备的节能，与现有的输气机构相比，该输气机构可根据发酵罐1中的温度灵活调节通入储气罐3和燃烧室4的甲烷用量，不仅如此，导气机构根据通入燃烧室4的甲烷用量，灵活控制气流大小，从而调节通入燃烧室4的空气量，使得甲烷得到充分燃烧，进一步提高了设备的实用性，与现有的导气机构相比，该导气机构具有自动调节功能，可根据甲烷的用量灵活控制空气的流量，使得甲烷充分燃烧。

以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。