一种厌氧发酵罐排沉砂设备的制作方法

本发明涉及有机垃圾处理领域，具体是一种厌氧发酵罐排沉砂设备。

背景技术：

近年来，随着我国科技水平的日益提高、城市化进程的不断加快，人们物质生活、消费水平稳步提高，出现餐饮行业、食品加工业、甚至居民家庭等场所有机垃圾产生量快速增加的现象。这些有机垃圾未经处理或不正当处理将严重影响水环境和城市市容环境，严重危害食品安全、人类身体健康；且现今人们环保的意识逐步增强，这些有机垃圾的有效处理方式也受到各界人士的密切关注。

有机垃圾，是指生活垃圾中含有有机成分的废弃物。主要包括餐饮垃圾（主要为餐饮单位、食堂等产生的“潲水”）、厨余垃圾（主要为菜市场、超市等剩菜及食物残余）、园林垃圾及垃圾分类后收集到的有机部分。这些垃圾极易腐烂、热值低、有机质含量丰富，采用常规的焚烧或填埋方式难以妥善处理。

目前，在有机垃圾处理领域，厌氧发酵技术可有效实现其“无害化、减量化和资源化”的处理效果。但市面上现有的多数厌氧工艺无自动清除罐内沉淀杂质（即沉砂）的功能。现有部分公司采用锥形底的厌氧发酵罐，锥形底部开孔，沉砂因比重较大自然沉淀再通过泵抽吸出沉砂，但因为锥形面上沉砂极易产生架桥现象，阻碍沉砂进一步通过排砂口外排，故无法达到排砂效果；部分公司在厌氧发酵罐底部开多个排砂口进行排砂，但是未开孔部分的沉砂仍会产生堆积，无法排出。部分公司采用直接在发酵罐底部放置吸砂收集管，但因为管道口位置固定，所以只能抽吸管道口部分的沉砂，仍无法解决罐底其他部位的沉砂；还有部分公司采用先将物料除砂，再送入发酵罐的形式，但是没有设备能达到百分百的处理效果，物料中仍带有砂进入消化罐，由于消化罐的日处理量巨大，一两年内沉砂便在罐底部堆积。

这是因为厌氧发酵罐是一个封闭的环境，罐体内的沉砂堆积无法进行目测巡检，当发现沉砂堆积时往往是沉砂堆积几米严重影响发酵罐有效容积，并可能对罐内设备造成损坏。另外罐体内由大量微生物支撑着发酵罐的运行，微生物需要稳定适宜的反应环境，所以不宜清罐除砂，并且停机清罐会给整个餐厨垃圾处理厂带来巨大的经济损失。

因此，有必要提出一种新的有机垃圾厌氧发酵罐内排沉砂的设备以解决上述问题。

技术实现要素：

本发明为了解决上述的技术问题，而提供一种厌氧发酵罐排沉砂设备。

本发明是按照以下技术方案实现的：

一种厌氧发酵罐排沉砂设备，包括位于发酵罐外的驱动部，所述发酵罐底部形成排砂口，所述驱动部通过转动轴与发酵罐底部的刮砂臂固定座连接，刮砂臂固定座上安装有刮砂臂；所述排沉砂设备还包括霍尔传感器，在所述转动轴的上部与霍尔传感器相对的位置设有磁铁。

进一步的，所述驱动部包括电机和齿轮减速器。

进一步的，所述刮砂臂固定座上安装有一根以上的刮砂臂。

进一步的，所述刮砂臂为曲线形或直线形。

进一步的，所述刮砂臂从发酵罐罐底圆心位置一直延伸到罐底圆边线处。

进一步的，所述传动轴位于发酵罐的中心。

进一步的，所述驱动部外设有可拆卸式保护罩。

进一步的，所述传动轴与发酵罐连接处设有水封。

进一步的，所述传动轴由多根短轴连接而成。

进一步的，所述传动轴外涂有防腐涂层。

本发明具有的优点和有益效果是：

本发明采用扫刮理念设计底部刮砂机，对发酵罐内的沉淀于罐底部的沉砂进行无死角清扫，并推送至排砂口，从而解决了发酵罐内堆积沉砂导致厌氧系统无法正常运行。发酵罐可全天候进物料，常年运行无需停厂清罐。电机减速器采用大齿轮比，可提供足够扭矩，故采用低功率电机就可满足，减少电能损耗。本发明采用多刮臂设计，转轴转动一圈，可实现两次甚至多次的发酵罐底挂扫，除砂效率高。双刮臂甚至多刮臂的设计可满足刮臂在罐底部扫刮时的稳定性，避免转轴出现摆动。若其中一个刮臂与罐底接触部分出现缺口，该刮砂臂效果减弱，在剩余刮砂臂经过时弥补该刮臂缺失的部分。若是短时间内沉砂形成较多，每个刮臂可分配到一部分刮扫的沉砂，避免了沉砂过多，单根刮臂转动一圈推动过多沉砂造成断裂的风险。本发明设计简单，实用方便，效果好，具有广阔的应用前景。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；

图2是本发明传感器与转动轴的位置示意图；

图3是本发明控制电路连接图；

图4是本发明水封的结构示意图。

其中，1.驱动部；2.传动轴；3.刮砂臂固定座；4.刮砂臂；5.排砂口；6.发酵罐；7.磁铁；8.霍尔传感器；9.水封。

具体实施方式

下面结合附图及实施例对本发明进行详细的说明。

如图1-4所示，一种厌氧发酵罐排沉砂设备，包括位于发酵罐6外的驱动部1，驱动部1位于发酵罐6顶部的中心位置，所述发酵罐6底部形成排砂口5，所述驱动部1通过转动轴2与发酵罐6底部的刮砂臂固定座3连接，刮砂臂固定座3上安装有刮砂臂4；本发明的发酵罐6底部的刮砂臂4通过旋转完成排砂，刮砂臂4由发酵罐6中心的传动轴2带动，传动轴2的动力源来源于驱动部1。

所述刮砂臂4运行位置通过映射方式在发酵罐顶部通过检测元件实现检测。通过映射可以知道每根刮砂臂4的位置及排砂口5的位置以及运行圈数，从而由控制系统实现本发明与砂泵联动。本发明采用两个传感控制，用以检测刮砂臂4经过排砂口5的时间点并依此给排砂口5后端的设备开始或停止两个信号。

本发明的检测元件为霍尔传感器8，在所述转动轴2的上部与霍尔传感器8相对的位置设有磁铁7。霍尔传感器8的型号为mn4-m12-nod1。霍尔传感器8通过检测传动轴2上连接的磁铁7经过的次数，来记录刮砂臂4的运转圈数。

所述驱动部1包括电机和齿轮减速器，适应厌氧发酵罐防爆区域要求，电机采用防爆型低压三相鼠笼异步电机，型号为6823801。本发明电机采用过载保护，过载保护器的型号为jd-5b，用于防止刮砂臂4碰到过大杂质卡滞造成的设备损伤。

所述驱动部1外设有可拆卸式保护罩，在满足检修工作的同时，避免恶劣环境影响设备运行和防止非专业人员直接接触设备活动部件。

所述传动轴2与发酵罐6连接处设有水封9，水封9的结构如图4所示，水封9有效避免设备运转时造成的沼气泄露。水封9中的液体填充物必须在发酵罐的极限压力以内安全密封。在压力超标时液体填充物不能发生渗漏，而是在压力降低时回流到水封9中并继续执行其密封功能，本发明中液体填充物优选为水，由于甲烷极难溶于水，所以很稳定。

所述传动轴2的长度依据发酵罐6罐体高度进行设计。

所述传动轴2位于发酵罐6的中心。

所述传动轴2由多根短轴连接而成。本发明传动轴2采用分段连接，以适应罐体高度及运输、安装方便，有效避免过长管道在设备运输时造成的麻烦。

所述传动轴2外涂有防腐涂层。本发明传动轴2采用防腐涂层设计，避免发酵罐6内恶劣环境造成的腐蚀。

所述刮砂臂固定座3上安装有一根以上的刮砂臂4。本发明优选的采用两根刮砂臂，但不限于两根刮砂臂，根据沉砂含量增加刮砂臂数量，以提高排砂效率。

所述刮砂臂4为曲线形或直线形。本发明刮砂臂4根据流体力学及运动学特殊设计优选的采用曲线形，保证刮砂臂4在转动过程中沉砂能收集到排砂口5，而不是向罐底部圆心处聚集或沿刮砂臂4半径分布。

进一步的，刮砂臂4为半圆形，因为沉砂位于发酵罐6底部，在刮砂臂4的推动下主要受力为罐底的摩擦力和刮砂臂4的推力，推力可分为两部分，一个与摩擦力方向相反，一个沿罐底圆心向外圆方向，所以发酵罐6底的沉砂在受到刮砂臂4扫刮的时候均可向刮砂臂4末端方向移动，并落入排砂口5内。

所述刮砂臂4从发酵罐6罐底圆心位置一直延伸到罐底圆边线处，在传动轴2旋转一周后，可带动刮臂4旋转扫过整个发酵罐6底面，保证发酵罐底面不留死角被清扫到。

所述刮砂臂4采用表面防腐的不锈钢材质，确保设备强度的同时，有效防止腐蚀。

发酵罐6采用罐底为一个平面的发酵罐6，罐内沉砂下沉时可以较均匀的形式分布于罐底，刮砂臂4可有效刮扫罐底。

发酵罐6底部需做排砂口管道预埋，该排砂管道口不高于发酵罐底面，防止刮砂臂4旋转时撞击到排砂口5。

整个系统的控制电路连接图如图3所示，各个功能模块均使用plc作为控制器。plc用于检测开关量信号（plcdi）或者模拟量信号（plcai）。

本发明的运行方式为定时间隔运行，根据发酵罐6内沉砂量通过中控设定运行间隔及运行圈数，即可按照设定时间间隔自动启动本发明运行，转动设定圈数后即停止运行。

本发明的运行与发酵罐6运行控制实现联动，发酵罐6控制系统检测到厌氧罐顶有沼气、罐内浆液高度太低或发酵罐内压力超标等时停止运行。

本发明中使用的紧固件采用双组分环氧树脂保护，满足紧固件连接强度同时，有效加强设备防腐能力。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。