一种智能化沼气反应器的教学模型.pdf

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1、(10)授权公告号 (45)授权公告日 (21)申请号 201310689136.3 (22)申请日 2013.12.12 C12M 1/38(2006.01) C12M 1/36(2006.01) C12M 1/34(2006.01) C12M 1/107(2006.01) C12M 1/02(2006.01) (73)专利权人 安徽农业大学 地址 230036 安徽省合肥市长江西路 130 号 (72)发明人 伍德林 鲍恩财 李君 刘伟伟 宋威 徐新宿 郭君娣 张树勋 (74)专利代理机构 安徽合肥华信知识产权代理 有限公司 34112 代理人 余成俊 CN 201049943 Y,200。

2、8.04.23, CN 203715639 U,2014.07.16, CN 102839117 A,2012.12.26, EP 0332550 B1,1992.12.23, CN 102690753 A,2012.09.26, (54) 发明名称 一种智能化沼气反应器的教学模型 (57) 摘要 本发明公开了一种智能化沼气反应器的教学 模型， 包括有反应器罐体、 反应器罐体为双层保温 筒形状， 外筒和内筒均开有进料口、 沼液出口、 沼 渣出口， 外筒侧身开有进水口和出水口， 外筒和内 筒顶部采用环形连接板粘合， 并采用盖板封盖， 盖 板上开有沼气出口、 温度传感器接口、 搅拌棒接 口、 PH。

3、 值传感器接口和螺丝孔， 沼气出口通过进 气导管连接集气瓶， 集气瓶的排水口通过排水导 管连接水浴锅的排水口， 水浴锅内的水泵通过供 水导管连接沼气反应器的进水口， 水满后从出水 口通过回水导管溢流进水浴锅。本发明简单、 安 全、 高效， 在沼气发酵的过程中可以随时出料、 加 料， 同时解决了传统塑料或玻璃制作沼气反应器 密闭性差、 易碎裂、 不保温的缺点。 (51)Int.Cl. (56)对比文件 审查员 刘春杰 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利 权利要求书1页 说明书3页 附图3页 CN 103756897 B 2016.07.06 CN 103756897 B 1.。

4、一种智能化沼气反应器的教学模型， 包括有反应器罐体， 其特征在于： 所述反应器罐 体呈双层保温筒状， 其包括有外筒 （2） 和内筒 （3） ， 所述外筒 （2） 和内筒 （3） 上均开有相互对 应的进料口 （4） 、 沼液出口 （11） 、 沼渣出口 （21） ， 所述外筒侧臂上还开有进水口 （1） 和出水口 （10） ， 所述外筒和内筒顶部采用环形连接板 （33） 粘合， 并采用盖板 （5） 封盖， 盖板上开有沼 气出口 （7） ， 温度传感器接口 （28） ， 搅拌棒接口 （30） ， pH值传感器接口 （31） 和螺丝孔 （32） ， 所 述沼气出口通过进气导管 （25） 连接集气瓶 （。

5、26） ， 集气瓶的排水口通过排水导管 （27） 连接水 浴锅 （14） 的排水口 （29） ， 所述水浴锅内的水泵 （18） 通过供水导管 （19） 连接反应器的进水 口， 水满后从出水口通过回水导管 （12） 溢流进水浴锅； 所述水浴锅一侧的智能测控器 （15） 通过电线 （24） 电信号连接于温度传感器1 （6） 、 pH值传感器 （9） 、 温度传感器2 （16） 、 加热棒 （17） 、 水泵 （18） 、 搅拌棒 （23） 的电机； 所述的外筒 （2） 和内筒 （3） 上的进料口 （4） 、 沼液出口 （11） 、 沼渣出口 （21） 之间通过分别 通过管件连通， 且管件的端部伸出。

6、外筒； 所述的环形连接板 （33） 的内径与内筒 （3） 的直径相等， 外径略大于外筒 （2） 的直径， 粘 合外筒和内筒的顶部后形成双层保温筒， 在外伸部分开螺丝孔 （32） 。 2.根据权利要求1所述的智能化沼气反应器的教学模型， 其特征在于： 所述的反应器 盖板 （5） ， 直径与环形连接板 （33） 外径相等， 重合安装， 中间放置丁腈胶O型圈， 盖板四周设 置螺丝孔 （32） 若干， 与环形连接板的螺丝孔位置对应， 用螺丝和螺母连接； 在盖板的内筒 （3） 直径范围内开孔若干， 用作温度传感器1 （6） 、 沼气出口 （7） 、 pH值传感器 （9） 、 搅拌棒 （23） 的接口， 。

7、其中搅拌棒的接口 （30） 开孔大于搅拌棒的直径， 使用瓶塞 （8） 密封。 3.根据权利要求1所述的智能化沼气反应器的教学模型， 其特征在于： 所述的水浴锅 （14） ， 水浴锅一侧面开孔2个， 分别用于放置温度传感器2 （16） 和加热棒 （17） ， 顶部开孔2个， 分别作为循环热水的回水口 （13） 和集气瓶 （26） 的排水口 （29） ， 在水浴锅底部开孔1个， 作为 供水导管 （19） 的插入口， 连接有水泵 （18） 。 4.根据权利要求1所述的智能化沼气反应器的教学模型， 其特征在于： 所述的智能测 控器 （15） ， 智能测控器具有数显功能， 接收到pH值传感器 （9） 的。

8、传输数据不在6.57.5范围 时发出警报声； 并可通过控制加热棒 （17） 对水浴锅内的水加热， 同时控制水泵 （18） 将热水 泵入沼气反应器 （22） 的保温层， 沼气反应器内达到适宜温度后自动关闭加热棒和水泵； 智 能测控器采用定时设置， 每隔1小时启动搅拌棒 （23） 搅拌10分钟。 权利要求书 1/1 页 2 CN 103756897 B 2 一种智能化沼气反应器的教学模型 技术领域 0001 本发明涉及一种教学模型， 尤其涉及一种智能化沼气反应器的教学模型。 背景技术 0002 现有的沼气池模型主要采用普通塑料瓶或玻璃制作， 虽然制作较为简单， 但是普 通塑料制作的沼气反应器密闭性。

9、差， 漏气漏水现象经常出现， 而用玻璃制作的沼气反应器 易碎裂， 制作过程易造成人员受伤， 且不能够有效保温， 反应速度慢， 教学和实验周期长。 这 些沼气反应器的教学模型在教学与示例的使用过程中往往只体现沼气发酵的知识点， 对沼 气反应器内部的环境和发酵参数变化仍不了解， 掌握的知识面窄， 动手操作能力得不到有 效提高。 发明内容 0003 为了解决目前沼气反应模型制作简单、 结构单一、 知识面窄等问题。 本发明提供了 一种智能化沼气反应器的教学模型， 它既能保证沼气反应模型的安全性， 又能充分展现沼 气发酵反应的原理与过程。 0004 本发明是通过以下技术方案来实现的： 0005 一种智能。

10、化沼气反应器的教学模型， 包括有反应器罐体， 其特征在于： 所述反应器 罐体呈双层保温筒状， 其包括有外筒 （2） 和内筒 （3） ， 所述外筒 （2） 和内筒 （3） 上均开有相互 对应的进料口 （4） 、 沼液出口 （11） 、 沼渣出口 （21） ， 所述外筒侧臂上还开有进水口 （1） 和出水 口 （10） ， 所述外筒和内筒顶部采用环形连接板 （33） 粘合， 并采用盖板 （5） 封盖， 盖板上开有 沼气出口 （7） ， 温度传感器接口 （28） ， 搅拌棒接口 （30） ， pH值传感器接口 （31） 和螺丝孔 （32） ， 所述沼气出口通过进气导管 （25） 连接集气瓶 （26） 。

11、， 集气瓶的排水口通过排水导管 （27） 连接 水浴锅 （14） 的排水口 （29） ， 所述水浴锅内的水泵 （18） 通过供水导管 （19） 连接反应器的进水 口， 水满后从出水口通过回水导管 （12） 溢流进水浴锅； 所述水浴锅一侧的智能测控器 （15） 通过电线 （24） 电信号连接于温度传感器 （6） 、 pH值传感器 （9） 、 温度传感器 （16） 、 加热棒 （17） 、 水泵 （18） 、 搅拌棒 （23） 的电机。 0006 所述的外筒 （2） 和内筒 （3） 上的进料口 （4） 、 沼液出口 （11） 、 沼渣出口 （21） 之间通过 分别通过管件连通， 且管件的端部伸出外。

12、筒。 0007 所述的环形连接板 （33） 的内径与内筒 （3） 的的直径相等， 外径略大于外筒 （2） 的直 径， 粘合外筒和内筒的顶部后形成双层保温筒， 在外伸部分开螺丝孔 （32） 。 0008 所述的反应器盖板 （5） ， 直径与环形连接板 （33） 外径相等， 重合安装， 中间放置丁 腈胶O型圈， 盖板四周设置螺丝孔 （32） 若干， 与环形连接板的螺丝孔位置对应， 用螺丝和螺 母连接； 在盖板的内筒 （3） 直径范围内开孔若干， 用作温度传感器 （6） 、 沼气出口 （7） 、 pH值传 感器 （9） 、 搅拌棒 （23） 的接口， 其中搅拌棒的接口 （30） 开孔大于搅拌棒的直径。

13、， 使用瓶塞 （8） 密封。 0009 所述的水浴锅 （14） ， 水浴锅一侧面开孔2个， 分别用于放置温度传感器 （16） 和加热 说明书 1/3 页 3 CN 103756897 B 3 棒 （17） ， 顶部开孔2个， 分别作为循环热水的回水口 （13） 和集气瓶 （26） 的排水口 （29） ， 在水 浴锅底部开孔1个， 作为供水导管 （19） 的插入口， 连接有水泵 （18） 。 0010 所述的智能测控器 （15） ， 智能测控器具有数显功能， 接收到pH值传感器 （9） 的传输 数据不在6.57.5范围时发出警报声； 并可通过控制加热棒 （17） 对水浴锅内的水加热， 同 时控制。

14、水泵 （18） 将热水泵入沼气反应器 （22） 的保温层， 沼气反应器内达到适宜温度后自动 关闭加热棒和水泵； 智能测控器采用定时设置， 每隔1小时启动搅拌棒 （23） 搅拌10分钟。 0011 本发明的优点是： 0012 1、 实现沼气反应器的教学模型的简单、 安全、 高效， 在沼气发酵的过程中可以随时 出料、 加料， 同时解决了传统塑料或玻璃制作沼气反应器密闭性差、 易碎裂、 不保温的缺点。 0013 2、 沼气反应器与智能化测控技术相结合， 既方便理解沼气反应的原理和沼气池的 结构以达到最佳效果， 又能在实践的过程当中融合沼气发酵， 沼气、 沼液、 沼渣的收集与智 能测控方面知识。 00。

15、14 3、 智能化沼气反应器的教学模型实时测控反应器内部环境， 有利于实验研究和工 程推广应用。 附图说明 0015 图1为本发明结构示意图。 0016 图2为本发明盖板开孔示意图。 0017 图3为本发明环形连接板示意图。 0018 图1中： 1、 进水口， 2、 外筒， 3、 内筒， 4、 进料口， 5、 盖板， 6、 温度传感器， 7、 沼气出口， 8、 瓶塞， 9、 pH值传感器， 10、 出水口， 11、 沼液出口， 12、 回水导管， 13、 回水口， 14、 水浴锅， 15、 智能测控器， 16、 温度传感器， 17、 加热棒， 18、 水泵， 19、 供水导管， 20、 球阀，。

16、 21、 沼渣出口， 22、 沼气反应器， 23、 搅拌棒， 24、 电线， 25、 进气导管， 26、 集气瓶； 27、 排水导管， 29、 排水口； 0019 图2中： 7、 沼气出口， 28、 温度传感器接口， 30、 搅拌棒接口， 31、 pH值传感器接口， 32、 螺丝孔； 0020 图3中： 32、 螺丝孔， 33、 环形连接板。 具体实施方式 0021 参见图1、 图2、 图3， 对本发明做进一步说明， 本发明包括： 进水口1， 外筒2， 内筒3， 进料口4， 盖板5， 温度传感器6， 沼气出口7， 瓶塞8， pH值传感器9， 出水口10， 沼液出口11， 回 水导管12， 回水。

17、口13， 水浴锅14， 智能测控器15， 温度传感器16， 加热棒17， 水泵18， 供水导管 19， 球阀20， 沼渣出口21， 沼气反应器22， 搅拌棒23， 电线24， 进气导管25， 集气瓶26； 排水导 管27， 温度传感器接口28， 排水口29， 搅拌棒接口30， pH值传感器接口31， 螺丝孔32， 环形连 接板33。 实施时首先把外筒2和内筒3做好， 然后开孔3个， 用作进料口4、 沼液出口11、 沼渣出 口21的接口， 沼渣出口外接一球阀20， 方便出渣， 外筒筒身下部和上部开孔各一个作为热水 循环系统的进水口1和出水口10。 内筒和外筒采用环形连接板33连接， 在环形连接板。

18、上开8 个螺丝孔32。 盖板5上与环形连接板同样位置开8个螺丝孔， 同时开4个孔， 分别是沼气出口 7， 温度传感器接口28， 搅拌棒接口30和pH值传感器接口31， 以上开孔分别连接进气导管 25， 温度传感器6， 瓶塞8和pH值传感器9。 其中， 连接沼气出口的进气导管连接集气瓶26， 瓶 说明书 2/3 页 4 CN 103756897 B 4 塞为聚四氟乙烯材料制作， 具有很好的密封性。 0022 沼气反应器的原材料主要是有机玻璃， 其中反应器外筒、 内筒及盖板采用6毫米厚 的有机玻璃， 其它连接管采用3毫米厚的有机玻璃， 粘合用胶水采用三氯甲烷 （氯仿） 和AB胶 一起粘合。 002。

19、3 优选的反应器外筒， 外筒2直径250毫米， 高325毫米， 壁厚8毫米， 底部密封， 顶部开 口， 筒身开孔5个， 用作进料口4、 沼液出口11、 沼渣出口21的接口， 沼渣出口外接一球阀20， 方便出渣， 另外筒身下部和上部开孔各一个作为热水循环系统的进水口1和出水口10。 进料 口与沼液出口的开孔位置平齐， 或者沼液出口开孔的位置比进料口开孔的位置略高。 0024 优选的反应器内筒， 内筒3直径200毫米， 高300毫米， 壁厚8毫米， 底部密封， 顶部开 口， 筒身开孔3个， 用作进料口4、 沼液出口11、 沼渣出口21的接口， 且所有开孔位置与外筒的 开孔位置大小相等、 平行。 0。

20、025 优选的环形连接板， 内筒3与外筒2之间四周和底部各有25毫米的间隔空间， 在顶 部采用内径200毫米， 外径270毫米的环形连接板33粘合内筒和外筒， 粘合后形成双层保温 筒的形状， 环形连接板外伸出来的四周打5毫米螺丝孔32共8个。 0026 优选的反应器盖板， 盖板5直径270毫米， 与环形连接板33重合安装， 中间放置直径 200250毫米的丁腈胶O型圈， 盖板四周打5毫米螺丝孔32共8个， 与环形连接板的螺丝孔位 置对应， 用螺丝和螺母连接。 在盖板的200毫米直径范围内开孔4个， 分别是沼气出口7， 温度 传感器接口28， 搅拌棒接口30和pH值传感器接口31。 0027 优。

21、选的集气瓶， 集气瓶26采用排水法收集沼气， 瓶口塞子上开2个孔， 分别是进气 管和排水管的接口。 0028 优选的水浴锅， 水浴锅14一侧面开孔2个， 分别用于放置加热棒17和温度传感器 16， 顶部开孔2个， 分别作为循环热水的回水口13和集气瓶的排水口29， 在水浴锅底部开孔1 个， 作为供水导管的插入口， 连接有水泵18。 0029 优选的智能测控器， 智能测控器15通过导线24连接有沼气反应器的温度传感器6， pH值传感器9， 搅拌棒23和水浴锅14内的温度传感器16， 加热棒17。 智能测控器具有数显功 能， 接收到沼气反应器的温度传感器温度低于35时， 自动开启水浴锅内的加热棒对。

22、水加 热至60时停止加热， 同时开启水泵18将热水泵入反应器。 智能测控器接收到pH值传感器 的传输数据不在6.57.5范围时显示数据同时发出警报声。 智能测控器采用定时设置， 每 隔1小时启动搅拌棒23搅拌10分钟。 0030 优选的密封材料， 密封材料先采用三氯甲烷 （氯仿） 粘接， 使用玻璃针管， 将三氯甲 烷 （氯仿） 吸入针管内， 慢慢推出要粘接处， 不可多涂， 然后对粘接物施压， 静置35分钟后， 再用AB胶密封粘接处， 约30分钟后即可达到使用强度。 说明书 3/3 页 5 CN 103756897 B 5 图1 说明书附图 1/3 页 6 CN 103756897 B 6 图2 说明书附图 2/3 页 7 CN 103756897 B 7 图3 说明书附图 3/3 页 8 CN 103756897 B 8 。