专利名称：沼气池的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及再生能源利用装置，尤其是一种沼气池。
背景技术：
沼气是有机物在厌氧环境中，在一定的温度、湿度、浓度和酸碱度的条件下，通过微生物发酵作用，产生的一种可燃气体。通常，可将人畜粪便、秸秆、食厨垃圾生活污水等各种有机物投放在密闭的沼气池内发酵，即被种类繁多的沼气发酵微生物分解转化，从而产生沼气。沼气作为一种生活用能源，可用于煮饭、照明，使用于热水器，还可以作为工业能源，沼气发电、温室育秧、沼气养鸡、沼气热能加工等等。因此，沼气使得农业或者工业生产的废弃物以及人畜粪便能够得到及时处理，最大程度的循环利用，且净化环境。沼气池中产出沼气的原理通常采用一个密闭的池体，在池体上设有一个用于向池底部投放人畜粪便的进料管、一个用于排出沼液的出料管和一个输送沼气的出气管；在池体内，人畜粪便和/或有机废物等料液，在厌氧环境下发酵，产生沼气，经过一段时间发酵，池体内的物质自然分层，下层为沼渣，中层为沼液，上层为沼气；进料管伸进下层，出料管道伸进中层，出气管道连通至池体上层的沼气层，沼气可通过出气管，再经过输配系统供给用户使用。目前，大多沼气池采用传统的砖、砂、石灰、水泥、玻璃钢等建筑材料建造，建造方法比较简陋，不易标准化、批量化生产和推广应用，建成之后的日常维护要求很高，在使用过程中出现的故障较多，例如，池体渗漏，池口密封性不好，导致沼气泄漏，或者沼气池内液面处的沼渣结壳现象严重，不易清理，导致产气不稳定。现在也有一些采用塑料材料制作的沼气池，将沼气池埋入地下，一般是在沼气池的中心设置一个圆柱形的出料管，出料管一段伸至沼气池内的中层，一段露出地面，沼气池上设有用于向池体下层灌注物料的进料管，还设有用于将池体内产生的沼气抽出的出气管道。当使用沼气池时，池体内下层为沼渣，中层为沼液，上层即为产出的沼气所在的密封空间，采用这种反顶水水压式结构，通过出料口液面的压力将沼气密封，使得沼气池内产生的沼气不会从出料口泄露，不过，这种塑制的沼气池也容易产生液面处的沼渣结壳现象。
发明内容本实用新型的目的是提供一种密封性好、使用可靠，能有效防止液面结壳的、稳定产气的沼气池。为实现上述的目的，本实用新型提供的沼气池包括一具有内部空腔的壳状主体； 一穿过所述主体伸至空腔下层的进料管；一穿过主体伸至空腔上层的出气管；一穿过主体顶部伸至空腔中层的出料管；出料管自主体顶部至主体空腔内的部分形成自上而下的变截面管。由上述方案可见，使用时，在主体空腔中，当沼液液面高于出料管3的内管口，通过出料管的料液封存沼气，液压等于气压。在沼气的产出过程中，由于沼气会因为使用而减少，沼渣沼液也会通过出料管的溢流口流出或者被抽渣器抽走，所以，气压或者液压经常变化，在气压或者液压的变化过程中，气压和液压通过液面的升高或者下降自动保持平衡。由于出料管自主体顶部至主体空腔内的部分为变截面管，则位于空腔中层的沼液面在上升或者下降过程中，变截面管使得空腔内的液面面积是变化的，液面受到的压力也在变化，沼液做上下运动，液面不容易形成沼渣结壳，使得沼气能稳定地产出。一个优选的方案是，变截面管为阶梯状变截面管。采用阶梯状变截面管，池体空腔内的沼液面在池内气压变化影响下，自动上升或者下降过程中，使得空腔内的液面面积随阶梯状变截面管变化而变化，从而被变截面管阻断切割，液面不容易形成沼渣结壳，使得沼气能稳定地产出。一个优选的方案是，主体为一体成型或者分体成型。使用时，可采用滚塑工艺一体成型的主体，具有不碎裂、耐酸碱、耐振动、相对轻巧和产品高度标准化的特点；也可采用上下两个半体焊接而成，从而可以在存储、运输过程中，将两个半体叠放，节省占用空间，然后，在沼气池安装地，可采用专用焊枪焊接两个半体，安装方便、快捷。另一个优选的方案是，主体、进料管、出料管和出气管一体成型。采用滚塑工艺一体成型的沼气池产品标准化程度高，具有不碎裂、耐酸碱、耐振动和相对轻巧的特点。另一个优选的方案是，进料管、出料管和出气管通过焊接固定在主体上。使用时， 可以在安装地，将进料管、出料管和出气管分别焊接固定在主体上，安装快捷、方便。进一步的方案是，主体为弧形曲面体。采用弧形曲面体在节省制作材料的前提下， 尽量增大主体空腔的容量。进一步的方案是，主体的外侧壁上设有加强筋，加强筋包括位于主体上部的纵向加强筋及主体下部的横向加强筋。使用时，主体埋在地下，通过设置加强筋，能提高支撑力、 抵抗高低表水位的浮力，主体上部的纵向加强筋能增强上部承受外部土壤压力的能力，主体下部的横向加强筋能增强下部承受空腔内沼渣、沼液压力的能力，整体的加强筋都能增强池体的结构强度。一种优选的方案是，主体具有平整的底部，底部设有放射状的加强筋。平整的底部方便沼气池的整理、运输和安装，在沼气池埋入地下时，能放置平稳，避免沼气池随地壳的长期运动而发生倾斜或偏移；底部设置的放射状加强筋能加固底部的抗压力能力，沼气池能稳定安装在地下。另一个优选的方案是，主体由两种材料制作的三层结构壳体，包括PE材料制作的内外层及发泡材料制作的中间层。采用PE材料和发泡材料制作的三层结构的主体，使得沼气池具有良好的保温性能，而且强度高。
图1是本实用新型实施例一的结构示意图；图2是图1的剖视图；图3是实施例一中主体的三层材料结构示意图；图4是实施例二的结构示意图；图5是实施例三的结构示意图。
以下结合附图及各实施例对本实用新型作进一步说明。
具体实施方式
实施例一参见图1，示出了一种沼气池的结构。一个具有内部空腔的主体1，主体 1呈球台状的壳体，一个穿过主体1伸至空腔下层的进料管2，一个穿过主体1伸至空腔上层的出气管4，在主体1的顶部有一个出料管3，出料管3自主体顶部至空腔内的部分形成自上而下的阶梯状变截面管301，出料管3自主体顶部向上延伸的一段为圆柱形管体302， 出料管3延伸的圆柱形管体302上部侧壁设有溢流口 303。在主体的上半壳体101上设有纵向加强筋6，主体的下半壳体102上设有横向加强筋7，主体的平整的底部103上设有放射状加强筋8。参见图2，主体1的空腔，空腔自下而上分为下层(图2中的A所指向的区域)、中层(图2中的B所指向的区域)和上层(图2中的C所指向的区域)，其中，进料管伸入下层，出料管伸入到中层，出气管伸入上层。出料管位于壳体内的部分为一个阶梯状变截面管。参见图3，主体采用两种材料制作的三层结构壳体，由PE(polyethylene，即聚乙烯)材料的内外层Ml及发泡材料的中间层M2组成，发泡材料可为发泡PE材料或者发泡PU 材料。球台状壳体的主体1和出料管的阶梯状变截面管301可采用滚塑工艺一体成型 (阶梯状变截面管也可采用塑胶焊接固定在主体上)，其余的进料管2、出气管4和出料管的圆柱形管302可采用焊接固定在主体1上。本实施例的使用原理为方便运输，可以将一体成型的主体切分为上下两个半体，并在两个半体部的结合部位加工一个法兰边5，然后，在安装地，通过专用的强力塑胶焊枪焊条，将两个半体焊接牢固。安装沼气池时，沼气池的主体1埋入地下，沼气池的进料管2与人畜粪沟粪池连通，人畜粪便可通过进料管2灌入空腔的下层，沼气池的出料管3的圆柱形管302露出地面，沼气池的出气管4通过输配系统连通到用户使用沼气的地方。使用过程中，沼气池内的人畜粪便和/或有机废物等料液，在厌氧环境下发酵，产生沼气，导致空腔内的物质自然分层，下层为沼渣，中层为沼液，上层为沼气。在主体空腔中，当沼液液面高于出料管3的内管口，通过出料管3的料液封存沼气，液压等于气压。人畜粪便从进料口 2灌入主体1空腔的下层，沼气池料液会越来越多，沼气不断产出，在沼气压力的作用下，沼液和沼渣经中心的出料管返顶，液位升高，当出料管3容量到溢流口位置以后，通过溢流口 303溢流到储料池中，成为随时可用的有机肥料，也可采用抽渣器将沼液从出料管3抽出，沼渣、沼液有机肥可用于养鱼塘、菜园、果园等地方，沼气池的出气管4通过输配系统将沼气供给用户使用。当沼气量较多时，出料管3中的液面上升，空腔中的液面下降，当沼气量较少时， 出料管3中的液面下降，空腔中的液面上升。在空腔中的液面上升或者下降的过程中，由于阶梯状变截面管301结构的影响，液面面积减小或者增大，且液面压力也变化，沼液上下运动切割液面，从而沼气池内液面不易硬化结壳，使得沼气池能稳定地产出沼气。实施例二本实施例与实施例一的区别仅在于出料管3自主体顶部至空腔内的部分形成自上而下的锥形变截面管301’，参见图4，其余内容均与实施例一相同，可参见实施例一的说明及附图。[0030]实施例三本实施例与实施例一的区别仅在于出料管3自主体顶部至空腔内的部分形成自上而下的碗形变截面管301”，参见图5，其余内容均与实施例一相同，可参见实施例一的说明及附图。以上各实施例中，通过在沼气池主体上设计变截面管的出料管结构，使得沼液在主体空腔中上升或者下降过程中，沼液液面面积大小发生变化，从而使得沼液在压力作用下上下运动，防止沼液液面发生料液结壳现象。而且，采用保温性能良好的材料制作，能保证在气温较低的条件下也能产出沼气；此外，结构设计具有省材料、容量大，抗压力强度好，密封性能良好，使用稳定可靠。当然，上述实施例仅是本实用新型较佳的实施方案，实际应用时还可以有更多的变化，例如，变截面管还可设计为变截面的折流管等；或者，主体的形状为椭圆型等其他弧形曲面体结构，这些改变同样可以实现本实用新型的目的。最后需要强调的是，以上举例仅仅是对本实用新型的说明而不是限制，本实用新型的保护范围以权利要求的内容为准。作为本领域的普通工程技术人员，任何基于本实用新型的发明创造精神而作出的等效技术变换都在本实用新型的保护范围之内。
权利要求1.沼气池，包括，一具有内部空腔的壳状主体； 一穿过所述主体伸至所述空腔下层的进料管； 一穿过所述主体伸至所述空腔上层的出气管； 一穿过所述主体顶部伸至所述空腔中层的出料管； 其特征在于所述出料管自所述主体顶部至所述主体空腔内的部分形成自上而下的变截面管。
2.根据权利要求1所述的沼气池，其特征在于 所述变截面管为阶梯状变截面管。
3.根据权利要求1所述的沼气池，其特征在于 所述主体为一体成型或者分体成型。
4.根据权利要求1所述的沼气池，其特征在于所述主体、所述进料管、所述出料管和所述出气管一体成型。
5.根据权利要求1所述的沼气池，其特征在于所述进料管、所述出料管和所述出气管通过焊接固定在所述主体上。
6.根据权利要求1至5任一项所述的沼气池，其特征在于 所述主体为弧形曲面壳体。
7.根据权利要求6所述沼气池，其特征在于所述主体的外侧壁上形成有加强筋，所述加强筋包括位于所述主体上部的纵向加强筋及所述主体下部的横向加强筋。
8.根据权利要求7所述的沼气池，其特征在于所述主体具有平整的底部，所述底部设有放射状的加强筋。
9.根据权利要求1至5任一项所述的沼气池，其特征在于所述主体由两种材料制作的三层结构壳体，包括PE材料制作的内外层及发泡材料制作的中间层。
专利摘要本实用新型提供一种沼气池，包括一具有内部空腔的壳状主体；一穿过主体伸至空腔下层的进料管；一穿过主体伸至空腔上层的出气管；一穿过主体顶部伸至空腔中层的出料管；出料管自主体顶部至主体空腔内的部分形成自上而下的变截面管。采用具有变截面管的出料管结构，使得位于空腔内的沼液在上升或者下降过程中，液面面积发生变化，使得料液结壳不容易形成，沼气池稳定地产出沼气。
文档编号C02F11/04GK201942601SQ20102063655
公开日2011年8月24日 申请日期2010年12月1日 优先权日2010年12月1日
发明者林松生 申请人:石晓红