专利名称：一种沼气罐无源破壳装置的制作方法沼气是有机物质在厌氧条件下，经过微生物的发酵作用而生成的一种可燃气体。 作为一种可再生的清洁能源，沼气既可替代秸秆、薪柴等传统生物质能源，也可替代煤炭等商品能源，而且能源效率明显高于秸秆、薪柴、煤炭等。因此，沼气在工业生产和人们的生活中，都得到广泛的使用。仅我国农村，就有几千万座户用沼气池，而以大废弃物发酵的大中型沼气工程，也大量应用于糖厂、酒厂。在沼气池里，粪草等经发酵不仅很容易得到沼气，也很容易引起池内液面结壳。结壳后，沼气不能透过液面浮渣层进入气室，而从进出料管跑掉了，使原料的利用率很低，浪费很大。因此，沼气池结壳的问题，是技术上较难解决的一个大问题。为解决这个大问题，以往常采用液冲法、气冲法、或安装杠杆、或安装蔑篓，或揭开池盖搅破结壳层，或捞出浮渣等各种搅拌措施，但都不能很好地解决问题。现有技术采用了一种手工搅拌的方法，如中国专利公告号CN201182978Y，公告日2009年1月21日，发明名称《沼气池破壳搅拌器》，其由支撑架、搅拌叶片、传动轴、转动把手等部分组成，通过转动把手将搅拌叶片转动，从而达到破壳的目的。现有技术在户用沼气池破壳还能勉强胜任工作，若用于大中型沼气工程，则就力不从心了。因此，当前大中型沼气工程，在解决沼气罐体结壳的问题，主要采用动力搅拌方法，常用有水力循环搅拌系统和机械搅拌系统。这些方法虽然可以解决沼气池一定的结壳问题，但是都需要消耗动力，要有动力源，而且都存在不足。比如，水力循环搅拌系统(侧搅拌系统)，在大中型沼气工程应用中常出现破壳位置集中，整体破壳效果差，影响沼气正常产出；又如，机械侧搅拌系统破壳为局部破壳无法对远端结壳产生作用，且机械运动产生振动和破壳装置的螺旋桨效应，影响反应罐体密封性能和对罐体造成扭曲变形。综上所述，现有技术采用了一种手工搅拌的方法无法解决大中型沼气工程结壳的问题，而采用动力搅拌方法，又存在整体破壳效果差，影响沼气正常产出，还易产生破壳装置的螺旋桨效应，造成罐体扭曲，甚至泄漏等不足。发明内容本发明的目的是克服现有沼气破壳装置，用搅拌的方法无法解决大中型沼气工程结壳的问题，而采用动力搅拌方法，又存在整体破壳效果差，影响沼气正常产出，还易产生破壳装置的螺旋桨效应，造成罐体扭曲，甚至泄漏等不足，提供一种结构简单，无需动力源， 且制作成本较低的一种沼气罐无源破壳装置。它的零部件少，通用性好，安装调试方便，可满足解决大中型沼气工程结壳问题的需要。为实现上述目的，本发明采用的技术方案是一种沼气罐无源破壳装置，包括沼气罐、进水管、搅拌片、支撑架，所述的支撑架与沼气罐的罐体连接，所述的支撑架上安装数个搅拌单元，所述的搅拌单元由托盘、转动部件、密封部件、集流室、直管、喉道、搅拌片、空心柱、连接管组成，所述的搅拌片与喉道的小头连接，喉道的大头与直管连接接通，直管的另一端插入集流室内接通，空心柱的一端从集流室的底部插入接通，空心柱的另一端通过连接管与溢流管连接接通，溢流管的出口端沉入溢流池的液面下。所述的集流室通过转动部件和密封部件与托盘连接，所述的托盘与空心柱的外圆连接。所述的溢流管的出口低于沼气罐底平面，且低于溢流槽中液面下，的沼气罐底至溢流管的出口的溢流管口距离T大于1500毫米。所述的直管一端插入集流室，另一端向上翘起，与水平面之间形成上升角Ψ，上升角Ψ在6度至10度。所述的喉道的大头与直管连接，并在连接处水平向折弯，如肘状，折弯角Φ为40 度至50度，所述的搅拌片为扇形，包容在喉道小头的外肘，所述的搅拌片扇形的下边与喉道中心线平齐，搅拌片扇形的上边与外肘顶端平齐。
所述的进水管有二路，其中一路的出口设置在临界液面A上。
所述的喉道口至溢流管出口之间的各管路连接处，均为密封连接。
所述的沼气罐1内均布有3个搅拌单元。
所述的集流室9内均布插入3根直管。
所述的喉道的内腔形状是口部小，里面大的锥形，大端尺寸同直管的内孔相同，口部尺寸是大端尺寸的7/10至6/10之间，锥形长度为大端尺寸的6倍。
所述的喉道的口部中心到临界液面A的喉道口距离C为大于或等于50毫米。
与现有技术相比，本发明的有益效果在于1.由于沼气罐使用中水分消耗大，蒸发快，以及水压出气，要经常向沼气池内加水，利用沼液通过溢流管下泄的重力及吸力，使沼液在喉道的入口形成反推力，从而形成搅拌单元旋转在转动过程中，搅拌又起到切割结壳层面的作用，达到破壳目的，因此破壳无需附加动力源。2、结构简单稳定，破壳性能好，适应性强等优点。


图1是本发明的结构示意图； 图2是图1的俯视图；图3是本发明的搅拌单元示意图； 图4是图3的俯视图； 图5是图3的A-A剖视图。
图中沼气罐1，进水管2，溢流管3，溢流池4，搅拌单元5，托盘6，转动部件7，密封部件8，集流室9，直管10，喉道11，搅拌片12，空心柱13，连接管14，支撑架15，临界液面 A，喉道口距离C，溢流管口距离T，折弯角Φ，上升角Ψ。

下面结合

和
对本发明做进一步的描述，但并非对其保护范围的限制。
参见图1至图5，本发明的一种沼气罐无源破壳装置，包括沼气罐1、进水管2、搅拌片12、支撑架15，所述的支撑架15与沼气罐1的罐体连接，所述的支撑架15上安装数个搅拌单元5，所述的搅拌单元5由托盘6、转动部件7、密封部件8、集流室9、直管10、喉道11、 搅拌片12、空心柱13、连接管14组成，所述的搅拌片12与喉道11的小头连接，喉道11的大头与直管10连接接通，直管10的另一端插入集流室9内接通，空心柱13的一端从集流室9的底部插入接通，空心柱13的另一端通过连接管14与溢流管3连接接通，溢流管3的出口端沉入溢流池4的液面下。所述的集流室9通过转动部件7和密封部件8与托盘6连接，所述的托盘6与空心柱13的外圆连接。
所述的溢流管3的出口低于沼气罐1底平面，且低于溢流槽4中液面下，的沼气罐 1底至溢流管3的出口的溢流管口距离T大于1500毫米。
所述的直管10 —端插入集流室9，另一端向上翘起，与水平面之间形成上升角Ψ， 上升角Ψ在6度至10度。
所述的喉道11的大头与直管10连接，并在连接处水平向折弯，如肘状，折弯角Φ 为40度至50度，所述的搅拌片12为扇形，包容在喉道11小头的外肘，所述的搅拌片12扇形的下边与喉道11中心线平齐，搅拌片12扇形的上边与外肘顶端平齐。
所述的进水管2有二路，其中一路的出口设置在临界液面A上。
所述的喉道11 口至溢流管3出口之间的各管路连接处，均为密封连接。
所述的沼气罐1内均布有3个搅拌单元5。
所述的集流室9内均布插入3根直管10。
所述的喉道11的内腔形状是口部小，里面大的锥形，大端尺寸同直管10的内孔相同，口部尺寸是大端尺寸的7/10至6/10之间，锥形长度为大端尺寸的6倍。
所述的喉道11的口部中心到临界液面A的喉道口距离C为大于或等于50毫米。
本发明利用沼液通过喉道11进入到集流室9，再通过垂直的溢流管3流到溢流池 4内。在沼液通过溢流管3下泄的过程中，通过沼液的重力及吸力，使沼液是在封闭的管路中流动，根据流体的连续性定理当流体连续不断而稳定地流过一个粗细不等的管道时，由于管道中任何一部分的流体都不能中断或挤压起来，因此在同一时间内，流进任一截面的流体的质量和从另一截面流出的流体质量是相等的。因此，喉道11的口部的截面最小，其沼液流速最快，几乎是管路中的2. 5倍。所述搅拌片12是一弧形片，搅拌片12与喉道11 的小头之间采用焊接或铆接的方式，喉道11的进口小，出口大，沼液通过溢流管下泄，由于重力的作用流速度加快，在溢流管上端形成局部真空，上端真空会吸引沼液在喉道11处进入溢流管，由于喉道11的口部的沼液高速流动，拖动喉道11进口部外至搅拌片12肘弯内面之间的沼液也快速的向喉道11的进口部流动，而搅拌片12肘弯外面的沼液却是相对静止。根据伯努利定理可知流体在流动时，流速大的地方压力小，流速小的地方压力大。因此，搅拌片12肘弯外面的沼液压力要大于搅拌片12肘弯内面的沼液压力，形成压力差，正是这个沼液压力差作用在搅拌片12上，从而形成搅拌单元5向喉道11的弯曲向旋转的动力，在转动过程中，搅拌片12又起到切割沼液结壳层面的作用，达到破壳目的。
参见图1，要在溢流管3内，让沼液下泄的过程中，产生重力及吸力，从而拉动喉道 11的入口形成反推力，且整个管路必须是封闭状态，形成虹吸拉动，否则有气体进入，会直接影响旋转动力的产生。因此溢流管3的出口处有二条要求一要低于沼气罐1底平面，即形成溢流管口距离T，本实施例所选用的溢流管口距离T大于1500毫米；二要低于溢流槽4 中液面下，并且要始终保持在溢流槽4中液面下。
喉道11的口部中心与临界液面A的距离为喉道口距离C，喉道口距离C大于或等于50毫米，本实施例选用的是50毫米。
参见图2，根据沼气罐1的大小，搅拌单元5可随之增减，沼气罐1面积大，搅拌破壳面积也大，最少按对称均布为2个，最多在实施例中至6个，本实施例按所选沼气罐1的大小，选用的是3个搅拌单元5。
参见图3，当上升角Ψ小于6度时，喉道11的口部距临界液面A太近，破壳搅拌中易吸入空气，而发生搅拌停止现象，当至上升角Ψ于10度时，搅拌片12的仰起太高，会造出搅拌力不足，本实施例选用的上升角Ψ是8度。
参见图4，折弯角Φ与搅拌片12形状可在一定范围调整，但是当折弯角Φ为小于 40度或大于50度时，搅拌力明显不足，本实施例选用的折弯角Φ是45度。
集流室9内可均布插入2至4根直管10，插入直管10越多，也意味着喉道11和搅拌片12越多，其搅拌力越大，当然也要考虑溢流管3的匹配，本实施例在集流室9内均布插入3根直管10。
参见图5，托盘6固定在直管10外的中段，约束转动部件7向下运动。转动部件7 选用的是密封轴承，密封轴承的内孔与直管10的外圆紧配合。在转动部件7的上端连接着密封部件8，密封部件8包括油封、法兰盘、密封垫等，起到防护密封轴承免受沼液浸蚀，影响到搅拌单元5的正常转动。当然，密封部件8还可采用别种结构，这都是成熟技术，尽可借用。
在实施例中的有关部件及要求为 溢流管3，采用普通碳钢管防腐处理后使用；支撑架15，采用角钢，材质为普通碳钢角钢，做防腐处理； 搅拌单元5，采用普通碳钢，制作后进行防腐处理； 喉道11，依据射流原理，采用碳钢卷制后作防腐处理； 搅拌片12，采用碳钢板，依据尺寸角度卷制后，作防腐处理。
本发明的虽然是为解决大中型沼气工程所遇到的问题，但是也完全适用于小型的沼气池等。同时，本发明沼气罐1内的其他零部件如进油管、支撑架等安装方式与现有技术相同，本文不作赘述。


一种沼气罐无源破壳装置。属于可再生能源生产领域。所述的喉道(11)的大头与直管(10)连接接通，直管(10)的另一端插入集流室(9)内接通，空心柱(13)的一端从集流室(9)的底部插入接通，空心柱(13)的另一端通过连接管(14)与溢流管(3)连接接通，溢流管(3)的出口端沉入溢流池(4)的液面下。所述的集流室(9)通过转动部件(7)和密封部件(8)与托盘(6)连接，所述的托盘(6)与空心柱(13)的外圆连接。利用沼液通过溢流管下泄的重力及吸力，使沼液在喉道的入口形成反推力，从而形成搅拌单元旋转起到切割结壳层面的作用，因此破壳无需附加动力源。结构简单稳定，破壳性能好，适应性强等优点。