專利名稱：一種可調節沼氣壓力的地上沼氣池及其制造方法
技術領域：
本發明屬于沼氣生產領域，具體涉及一種可調節沼氣壓力的地上沼氣池，以及這種地上沼氣池的制造方法。
背景技術：
現在市場上普遍采用密閉的沼氣池以使有機物質發酵成沼氣，其好處是切斷了糞便傳播腸道傳染病、寄生蟲病或其他疾病的傳播途徑，減少和控制了隨意排放糞便對環境的污染，是一項能源、衛生、肥料的綜合建設，同時，沼液、沼渣能用于家庭養殖業和肥田。但是，這種密封的沼氣池通常采用發酵池與儲氣室一體化結構，S卩，發酵池與儲氣室共同形成密閉空間，該密閉空間通常位于地下，在此密閉空間放置一些有機物質，比如秸稈、雜草、樹葉或人畜糞便等廢棄物，使它們在一定的溫度、濕度、酸度條件下發酵成沼氣， 其缺點主要為發酵池與儲氣室一體化結構會導致沼氣的產量和壓力常常受到發酵池內部溫度、濕度和酸度的影響而不穩定，當溫度、濕度、酸度較為適中時，儲氣室的沼氣不斷增多，壓力不斷增高，當溫度、濕度和酸度不適中時，儲氣室的沼氣數量下降、壓力也有所下降，因此沼氣的壓力很不均衡，以導致生產生活使用十分不方便；更進一步的是，這種沼氣池位于地下，通常會受到體積的限制，其制造方法復雜，不適應大規模生產，在完成發酵制完沼氣后的殘余有機物料也不易于清除，更不環保，維修也不方便。

發明內容
針對上述不足，本發明第一目的是提供一種可靈活調節沼氣壓力，使其保持平衡， 并且不受體積限制的地上沼氣池。本發明的第二目的是提供上述地上沼氣池的制造方法。本發明的第一目的是通過這樣的技術方案來實現的一種可調節沼氣壓力的地上沼氣池，包括儲氣罐和帶有進料口、出料口、出氣口、出水口的發酵池，所述儲氣罐與發酵池均為分體式結構，兩者通過氣管連通，儲氣罐的上端設置排氣口，下端置于水池中，儲氣罐的底部與水池連通。所述發酵池分為三個部分，包括凹形池底、筒狀池身和球面狀池頂，其中，池身的上下兩端分別與池頂和池底搭接并通過螺栓固定，由于發酵池為三個部分組裝而成，因此， 池底、池身和池頂可分別加工成型，其制造和組裝均不受體積的限制，可直接在地面制造和組裝，適用于大規模生產和推廣。由于發酵池為三個部分組裝而成，因此，可在整個池身、池底與池身、池身與池頂的連接處均纏繞條狀玻璃纖維紗，以增強上述連接處的強度和密封性，使發酵池因沼氣壓力太大導致發酵池的膨脹破裂。所述儲氣罐也分為三個部分，包括罐身、罐蓋和罐底，罐底開孔并置于水池中，罐身的上下兩端分別與罐蓋和罐底搭接并通過螺栓固定，因此，罐身、罐蓋和罐底可分別加工成型，其制造和組裝均不受體積的限制，與發酵池一樣，也可直接在地面制造和組裝，適用于大規模生產和推廣。同樣地，為了增強罐身的上下兩端與罐蓋和罐底搭接處的強度和密封性，在罐身、 罐身與罐蓋和罐身與罐底連接處均纏繞條狀玻璃纖維紗。作為本發明的進一步改進，所述水池的底部固定設置至少2個支撐柱，所述儲氣罐置于這些支撐柱之上，從而操作人員可方便地進入儲氣罐的內部進行相關作業。為了使有機物料混合均勻，使沼氣的發酵過程順利進行，在進料口的前端設置有攪拌池。所述攪拌池與進料口之間設置有污水泵，從而可使攪拌池內的混合有機物料更好地進入到發酵池內，進料口的前端設置有止回閥，在發酵池內有機物料數量較為適宜時，關閉止回閥，防止有機物料回流至攪拌池。所述發酵池由玻璃纖維制品卷曲粘接而成，其厚度最好大于2cm，以增加其強度和使用壽命；當然發酵池也可根據需要和實際情況采用其他較易成型的柔性材料粘接制作。本發明的第二目的是這樣實現的一種可調節沼氣壓力的地上沼氣池的制造方法，包括以下步驟
第一步發酵池的成型 第一步發酵池的成型
首先進行池身的成型，即先用玻璃纖維布與合成樹脂制得方形基體，再通過定型模具將該方形基體卷曲并固定連接成筒狀，該定型模具可直接采用筒狀模具，只要可將方形基體卷曲即可；
其次進行池底的成型，即根據筒狀池身的直徑粘接若干層玻璃纖維布，其邊緣向上卷曲用以與池身搭接固定；
然后進行池頂的成型，即根據筒狀池身的直徑將若干層玻璃纖維布粘接成球面狀，一邊粘接一邊定型；
再然后將已成型的池身、池頂和池底搭接并用螺栓固定，并在上述池身、池身與池頂和池身與池底的連接處用纏繞機纏繞若干層條狀玻璃纖維紗，該纏繞機可通過市購的方式獲得；
第二步在池頂上開設出氣口，在池身上開設進料口、出料口和出水口，并將進料口裝配好止回閥和污水泵后連接到攪拌池，其中，出水口開設在池身的中上部；
第三步儲氣罐的成型采用與第一步相同的方法進行儲氣罐的成型，然后在儲氣罐的頂部開設氣管的連接口和排氣口，罐底開孔； 第四步在水池內澆注2個以上支撐柱；
第五步用氣管將發酵池與儲氣罐連通，往水池注水，最后將儲氣罐置于水池中的支撐柱上。在上述地上沼氣池的制造方法中，儲氣罐、發酵池、水池的制造方法或成型方法不受順序限制，儲氣罐與發酵池的成型可同時進行，也可分開進行，不分先后順序。由于采用了上述結構，本發明的有益效果如下
(1)本發明提供的地上沼氣池采用分體式的發酵池和儲氣罐，因此，有機物料發酵與氣體的存放分開進行，這樣可保持儲氣罐內始終保持有一定的沼氣存量，有效防止了發酵池內的有機物料因受到溫度、濕度或酸度的不良影響而導致的沼氣生產量低，供應量不足，有利于生產生活的順利進行。(2)本發明將儲氣罐置于水池中，其底部與水池連通，因此，當儲氣罐內的沼氣壓力較高時，儲氣罐相對于水池向上運動，當儲氣罐內的沼氣壓力較低時，儲氣罐相對于水池向下運動，由此改變儲氣罐用于儲放沼氣的有效空間，以此來調節儲氣罐內的沼氣壓力，使其與大氣壓始終保持平衡。(3)更進一步的是，上述發酵池和儲氣罐的制造方法均為拼裝而成，其中發酵池包括池底、池身和池頂，在制作成型時，無需制模，其池身的制作成型可直接采用方形材料卷曲形成，池頂采用扇形材料卷曲形成，比如采用由合成樹脂粘合形成的復合玻璃纖維作為材料卷曲而成，因此不受體積的限制，適應于大規模生產和推廣，其結構簡單，使用方便。(4)本發明提供的地上沼氣池克服了現有技術中將沼氣池設置于地下而帶來的諸多不便，將沼氣池設置于地上，這不但利于操作人員對整個沼氣池進行檢修，同時也可方便地從出料口將發酵池中的剩余或殘余有機物料從發酵池中清除，利于裝入下一批有機物料，同時也十分環保，安全性能也較好。


圖1為本發明實施例中沼氣池的結構簡圖。圖2為圖1中發酵池的池底與池身搭接并用玻璃纖維紗纏繞后的結構圖。圖3為水池的俯視圖。
具體實施例方式為了更加清楚地理解本發明的目的、技術方案及有益效果，下面結合附圖對本發明做進一步的說明，但并不將本發明的保護范圍限定在以下實施例中。如圖1、圖2和圖3所示，一種可調節沼氣壓力的地上沼氣池，包括儲氣罐1和帶有進料口 2、出料口 3、出氣口 4、出水口 5的發酵池6，所述儲氣罐1與發酵池6均為分體式結構，兩者通過氣管7連通，儲氣罐1的上端設置排氣口 11，下端置于水池8中，儲氣罐1的底部與水池8連通；所述發酵池6分為三個部分，包括凹形池底6-1、筒狀池身6-2和球面狀池頂6-3，其中，池身6-2的上下兩端分別與池頂6-3和池底6-1搭接并通過螺栓固定；在池身6-2、池底6-1與池身6-2和池身6-2與池頂6_3的連接處均纏繞條狀玻璃纖維紗12 ； 所述儲氣罐1分為三個部分，包括罐身1-1、罐蓋1-2和罐底1-3，罐底1-3開孔并置于水池 8中，罐身1-1的上下兩端分別與罐蓋1-2和罐底1-3搭接并通過螺栓固定；在罐身1-1、罐身1-1與罐蓋1-2和罐身1-1與罐底1-3連接處均纏繞條狀玻璃纖維紗12 ；所述水池8的底部固定設置至少2個支撐柱9，所述儲氣罐1置于這些支撐柱9之上；在進料口 2的前端設置有攪拌池10 ；所述攪拌池10與進料口 2之間設置有污水泵13，進料口 2的前端設置有止回閥14 ；所述發酵池6和儲氣罐1均為玻璃纖維制品，其厚度均大于2cm。一種可調節沼氣壓力的地上沼氣池的制造方法，它包括以下步驟 第一步發酵池6的成型
首先進行池身6-2的成型，即先用玻璃纖維布與合成樹脂制得方形基體，再通過定型模具將該方形基體卷曲并固定連接成筒狀；
其次進行池底6-1的成型，即根據筒狀池身6-2的直徑粘接玻璃纖維布，其邊緣向上卷曲用以與池身6-2搭接固定；
然后進行池頂6-3的成型，即根據筒狀池身6-2的直徑將玻璃纖維布粘接成球面狀； 再然后將已成型的池身6-2、池頂6-3和池底6-1搭接并用螺栓固定，并在上述池身 6-2、池身6-2與池頂6-3和池身6-2與池底6_1的連接處用纏繞機纏繞條狀玻璃纖維紗 12。第二步在池頂6-3上開設出氣口 4，在池身6-2上開設進料口 2、出料口 3和出水口 5，并將進料口 2裝配好止回閥14和污水泵13后連接到攪拌池10，其中，出水口 5開設在池身6-2的中上部。第三步儲氣罐1的成型采用與第一步相同的方法進行儲氣罐1的成型，然后在儲氣罐1的頂部開設氣管7的連接口和排氣口 11，罐底1-3開孔。第四步在水池8內澆注2個以上支撐柱9 ；
第五步用氣管7將發酵池6與儲氣罐1連通，往水池8注水，最后將儲氣罐1置于水池8中的支撐柱9上。上述地上沼氣池的工作原理為將地上沼氣池安裝到位后，將攪拌池10內混合均勻的有機物料通過污水泵13抽入發酵池6內，調節發酵池6內的溫度、濕度、酸度以及其他相關條件使這些有機物料發酵，發酵產生的沼氣浮于發酵池的池頂6-3中并通過氣管7輸送到儲氣罐1內，當儲氣罐1內的沼氣較多，壓力較大時，儲氣罐1相對于水池8向上運動， 由于儲氣罐1的底部與水池8連通，因此儲氣罐1中用于存放沼氣的有效面積增大，從而減小沼氣壓力，反之可增加沼氣壓力，進而使儲氣罐1內的沼氣壓力始終與大氣壓保持平衡。
權利要求
1.一種可調節沼氣壓力的地上沼氣池，包括儲氣罐(1)和帶有進料口(2)、出料口(3)、 出氣口(4)、出水口(5)的發酵池(6)，其特征在于所述儲氣罐(1)與發酵池(6)均為分體式結構，兩者通過氣管(7)連通，儲氣罐(1)的上端設置排氣口(11)，下端置于水池(8)中， 儲氣罐(1)的底部與水池(8)連通。
2.如權利要求1所述的地上沼氣池，其特征在于所述發酵池(6)分為三個部分，包括凹形池底(6-1)、筒狀池身(6-2)和球面狀池頂(6-3)，其中，池身(6-2)的上下兩端分別與池頂(6-3 )和池底(6-1)搭接并通過螺栓固定。
3.如權利要求2所述的地上沼氣池，其特征在于在池身(6-2)、池底(6-1)與池身 (6-2)和池身(6-2)與池頂(6-3)的連接處均纏繞條狀玻璃纖維紗(12)。
4.如權利要求1、2或3所述的地上沼氣池，其特征在于所述儲氣罐(1)分為三個部分，包括罐身(1-1)、罐蓋(1-2)和罐底(1-3)，罐底(1-3)開孔并置于水池(8)中，罐身 (1-1)的上下兩端分別與罐蓋(1-2)和罐底(1-3)搭接并通過螺栓固定。
5.如權利要求4所述的地上沼氣池，其特征在于在罐身(1-1)、罐身(1-1)與罐蓋 (1-2)和罐身(1-1)與罐底(1-3)連接處均纏繞條狀玻璃纖維紗(12)。
6.如權利要求5所述的地上沼氣池，其特征在于所述水池(8)的底部固定設置至少2 個支撐柱(9 )，所述儲氣罐(1)置于這些支撐柱(9 )之上。
7.如權利要求6所述的地上沼氣池，其特征在于在進料口(2)的前端設置有攪拌池 (10)。
8.如權利要求7所述的地上沼氣池，其特征在于所述攪拌池(10)與進料口(2)之間設置有污水泵(13)，進料口(2)的前端設置有止回閥(14)。
9.如權利要求8所述的地上沼氣池，其特征在于所述發酵池(6)和儲氣罐(1)均為玻璃纖維制品。
10.如權利要求1所述的地上沼氣池的制造方法，其特征在于包括以下步驟第一步發酵池(6)的成型首先進行池身(6-2)的成型，即先用玻璃纖維布與合成樹脂制得方形基體，再通過定型模具將該方形基體卷曲并固定連接成筒狀；其次進行池底(6-1)的成型，即根據筒狀池身(6-2)的直徑粘接玻璃纖維布，其邊緣向上卷曲用以與池身(6-2)搭接固定；然后進行池頂(6-3)的成型，即根據筒狀池身(6-2)的直徑將玻璃纖維布粘接成球面狀；再然后將已成型的池身(6-2)、池頂(6-3)和池底(6-1)搭接并用螺栓固定，并在上述池身(6-2)、池身(6-2)與池頂(6-3)和池身(6-2)與池底(6_1)的連接處用纏繞機纏繞條狀玻璃纖維紗(12)；第二步在池頂(6-3)上開設出氣口(4)，在池身(6-2)上開設進料口(2)、出料口(3) 和出水口(5)，并將進料口(2)裝配好止回閥(14)和污水泵(13)后連接到攪拌池(10)，其中，出水口( 5 )開設在池身(6-2 )的中上部；第三步儲氣罐(1)的成型采用與第一步相同的方法進行儲氣罐(1)的成型，然后在儲氣罐(1)的頂部開設氣管(7 )的連接口和排氣口( 11)，罐底(1-3 )開孔；第四步在水池(8)內澆注2個以上支撐柱(9)；第五步用氣管(7)將發酵池(6)與儲氣罐(1)連通，往水池(8)注水，最后將儲氣罐 (1)置于水池(8)中的支撐柱(9)上。
全文摘要
本發明公開了一種可調節沼氣壓力的地上沼氣池，包括儲氣罐(1)和帶有進料口(2)、出料口(3)、出氣口(4)、出水口(5)的發酵池(6)，所述儲氣罐(1)與發酵池(6)為分體式結構，兩者通過氣管(7)連通，儲氣罐(1)的上端設置排氣口(8)，下端置于水池(8)中，儲氣罐(1)的底部與水池(8)連通。同時還公開了這種地上沼氣池的制造方法，該沼氣池采用分體式的發酵池和儲氣罐，可調節儲氣罐內的沼氣壓力，使其與大氣壓始終保持平衡，其制作成型可直接采用柔性材料卷曲形成，因此不受體積的限制，適應于大規模生產和推廣，其結構簡單，利于制造，使用方便。
文檔編號C12M1/107GK102321526SQ20111022795
公開日2012年1月18日 申請日期2011年8月10日 優先權日2011年8月10日
發明者郭堂平 申請人:農業部沼氣科學研究所, 德陽好韻復合材料有限公司, 德陽市旌陽區農村能源辦公室