一种用于沼气生成的智能沼气生产设备

摘要

本发明涉及一种用于沼气生成的智能沼气生产设备，包括主体、进料管道、水压间、中控机构和采气机构，采气机构包括传动机构和开关机构，传动机构包括升降板、支座和传动杆，开关机构包括驱动齿轮、传动齿轮、传动轮和两个盖板，工作电源模块包括工作电源电路，该用于沼气生成的智能沼气生产设备中，通过传动机构根据水压间水位的升降实现了开关机构的开关，能够对沼气的采集进行自动化控制，提高了沼气生产设备的实用性；集成电路的第五端通过第二电阻对输入电压进行采集，集成电路的第四端通过对可调电阻处的电位进行检测，实现了对输出电压的实时采集，使得在输出电压发生波动的情况，都能够进行稳定调节，提高了设备运行的可靠性。

说明书

技术领域

本发明涉及新能源设备领域，特别涉及一种用于沼气生成的智能沼气生产设备。

背景技术

在我国，随着经济的快速发展，各行各业得到了长足的进步，从而对于能源的需求也越来越高，但是常规的煤、石油等不可再生的能源在逐渐减少，而且还带来了严重的环境污染问题，从而新能源的开发利用，是现在科学家需要研究的一个话题。

在新能源开发的过程中，沼气池的出现不仅能够减少垃圾对于环境的污染，还能够实现能源的回收利用，从而受到了人们的极大欢迎。

在现有的沼气生产设备中，在对沼气进行生成的过程中，经过长时间的生成，工作人员会通过对水压间的水位进行监控，从而能够判断出沼气的含量，来进行采集，这样需要经过工作人员的持续观察，从而大大增加了其工作量，降低了沼气生产设备的实用性；不仅如此，在设备运行的过程中，由于内部的工作电源电路大多都是采用常规的稳压三极管，都是经过简单的线性稳压的方式实现电源电压的输出，但是当输出电压发生波动的时候，而由于缺少监测反馈的功能，从而使得输出电压发生波动，从而导致了设备工作不稳定，降低了其可靠性。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：为了克服现有技术的不足，提供一种用于沼气生成的智能沼气生产设备。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种用于沼气生成的智能沼气生产设备，包括主体、进料管道、水压间、中控机构和采气机构，所述进料管道和水压间分别设置在主体的两侧且均与主体的内部连通，所述中控机构设置在主体上，所述采气机构的一端设置在主体顶部的出气口处，所述采集机构的另一端位于水压间内；

其中，在这里，沼气生产设备可以是沼气池。通过进料管道能够对主体的内部不断注入垃圾，随后通过水压间，能够对主体内部的沼气的含量进行实时监控，通过中控机构实现了对设备的智能化控制，再经过采气机构实现了对沼气的自动化采集，提高了沼气生产设备的实用性。

其中，沼气池的工作原理是：主体的上部为完全封闭，随着沼气的不断产生，沼气压力相应提高。这个不断增高的气压，迫使主体内的一部分料液进到与发酵间相通的水压间内，使得水压间内的液面升高。这样一来，水压间的液面跟沼气池体内的液面就产生了一个水位差，这个水位差就叫做“水压”。用气时，沼气开关打开，沼气在水压下排出；当沼气减少时，水压间的料液又返回主体内，使得水位差不断下降，导致沼气压力也随之相应降低。这种利用部分料液来回串动，引起水压反复变化来贮存和排放沼气的池型，就称之为水压式沼气池。

所述采气机构包括传动机构和开关机构，所述传动机构与开关机构传动连接，所述传动机构包括升降板、支座和传动杆，所述升降板水平设置在水压间的内部，所述传动杆的一端与升降板铰接，所述传动杆的另一端与开关机构连接，所述传动杆的中部与支座的顶部铰接；

所述开关机构包括驱动齿轮、传动齿轮、传动轮和两个盖板，所述驱动齿轮的圆心处与传动杆固定连接，所述驱动齿轮与传动齿轮啮合，所述传动齿轮与传动轮传动连接，两个盖板分别设置在传动轮的上下两侧，所述盖板的内部设有第一通孔，所述传动轮的内部设有第二通孔，所述第一通孔与第二通孔相匹配，所述主体的内部通过第一通孔和第二通孔与主体的外部连通；

其中，当水压间的水位不断上升的时候，即沼气含量不断增加的时候，升降板就会因为浮力的作用，使得升降板上升，随后再经过传动杆能够实现驱动齿轮发生转动，驱动齿轮与传动齿轮发生啮合，传动齿轮就会控制传动轮发生转动，则第二通孔的角度发生变化，当水压间的水位上升到设定值的时候，第二通孔就会与两端的第一通孔匹配，则主体的内部就会与主体外部的采集气体的机构导通，实现了对气体的采集；随着气体的流出，水压间的水位就会不断下降，则第二通孔又会转动，从而第二通孔与第一通孔不再导通，则就实现了采气的关断，实现了设备的自动化采集。

所述中控机构包括面板和中控组件，所述中控组件设置在面板的内部，所述中控组件包括中央控制模块、与中央控制模块连接的无线通讯模块、压力检测模块、温度检测模块、显示控制模块、按键控制模块、状态指示模块和工作电源模块，所述中央控制模块为PLC；

所述工作电源模块包括工作电源电路，所述工作电源电路包括集成电路、第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、可调电阻、第一电容、第二电容、第三电容、三极管和发光二极管，所述集成电路的第十二端外接10V直流电压电源，所述集成电路的第十一端外接10V直流电压电源，所述集成电路的第十端与三极管的基极连接，所述三极管的发射极外接10V直流电压电源，所述三极管的集电极与集成电路的第二端连接，所述集成电路的第五端通过第二电阻接地，所述集成电路的第七端接地，所述集成电路的第六端通过第一电容接地，所述第一电阻和发光二极管组成的串联电路的一端接地，所述第一电阻和发光二极管组成的串联电路的另一端外接10V直流电压电源，所述集成电路的第二端通过第三电阻与集成电路的第三端连接，所述集成电路的第四端与可调电阻的可调端连接，所述可调电阻、第四电阻和第二电容组成的串联电路的一端接地，所述可调电阻、第四电阻和第二电容组成的串联电路的另一端通过第三电阻与三极管的集电极连接，所述第三电容与可调电阻、第四电阻和第二电容组成的串联电路并联。

其中，中央控制模块，用来控制沼气生产设备内的各个模块智能化运行的模块，在这里，中央控制模块不仅是PLC，还可以是单片机，从而提高了沼气生产设备运行的智能化；无线通讯模块，通过与外部通讯终端进行远程无线连接，从而实现了数据交换，能够实现工作人员对沼气生产设备的远程监控；压力检测模块，用来进行压力检测的模块，在这里，通过对压力传感器的检测数据进行实时采集，从而提高了沼气生产设备的安全性；温度检测模块，用来实现温度检测的模块，在这里，通过对温度传感器的检测数据进行采集，从而实现了对沼气生产设备内部的温度进行实时监控，从而提高了沼气生产设备的安全性；显示控制模块，用来控制显示的模块，在这里，用来控制显示界面显示沼气生产设备的相关工作信息，提高了沼气生产设备工作的可靠性；按键控制模块，用来进行按键控制的模块，在这里，用来对用户对沼气生产设备的操控信息进行采集，从而提高了沼气生产设备的可操作性；状态指示模块，用来进行状态指示的模块，在这里，用来对沼气生产设备的工作状态进行实时指示，从而提高了沼气生产设备的可靠性。

其中，在工作电源电路中，集成电路的第五端通过第二电阻对输入电压进行采集，同时集成电路的第四端通过对可调电阻处的电位进行检测，实现了对输出电压的实时采集，随后通过集成电路的第十端来控制三极管的通断，从而就能够控制电源电压的稳定输出，使得在输出电压发生波动的情况，都能够进行很好的稳定调节，提高了设备运行的可靠性。

作为优选，所述面板上还设有显示界面、控制按键和状态指示灯，所述显示界面与显示控制模块电连接，所述控制按键与按键控制模块电连接，所述状态指示灯与状态指示模块电连接。

其中，显示界面，用来对沼气池的工作信息进行实时显示，从而提高了沼气池的实用性；控制按键，用来实现用户或者工作人员对沼气池进行实时操控，从而提高了沼气池的可操作性；状态指示灯，用来对沼气池的工作状态实时显示，从而提高了沼气池的可靠性。

作为优选，所述主体的内部还设有温度传感器和压力传感器，所述温度传感器与温度检测模块电连接，所述压力传感器与压力检测模块电连接。

其中，通过温度传感器对主体的内部温度进行实时监测，从而提高了沼气生产设备的安全性；通过压力传感器对主体的内部压力进行实时监测，从而进一步提高了沼气生产设备的安全性。

作为优选，所述主体的阻燃等级为V-0。

作为优选，所述面板的内部还设有蓄电池，所述蓄电池与工作电源模块电连接。

作为优选，所述显示界面为液晶显示屏。

作为优选，所述控制按键为轻触按键。

作为优选，所述状态指示灯包括双色发光二极管。

作为优选，所述升降板为泡沫板。

作为优选，所述三极管为NPN三极管。

本发明的有益效果是，该用于沼气生成的智能沼气生产设备中，通过传动机构根据水压间水位的升降实现了开关机构的开关，能够对沼气的采集进行自动化控制，提高了沼气生产设备的实用性；不仅如此，在工作电源电路中，集成电路的第五端通过第二电阻对输入电压进行采集，同时集成电路的第四端通过对可调电阻处的电位进行检测，实现了对输出电压的实时采集，使得在输出电压发生波动的情况，都能够进行很好的稳定调节，提高了设备运行的可靠性。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1是本发明的用于沼气生成的智能沼气生产设备的结构示意图；

图2是本发明的用于沼气生成的智能沼气生产设备的采气机构的结构示意图；

图3是本发明的用于沼气生成的智能沼气生产设备的中控机构的结构示意图；

图4是本发明的用于沼气生成的智能沼气生产设备的系统原理图；

图5是本发明的用于沼气生成的智能沼气生产设备的工作电源电路的电路原理图；

图中：1.主体，2.进料管道，3.水压间，4.出气口，5.采气机构，6.中控机构，7.升降板，8.传动杆，9.支座，10.驱动齿轮，11.传动齿轮，12.传动轮，13.第二通孔，14.盖板，15.第一通孔，16.面板，17.显示界面，18.控制按键，19.状态指示灯，20.中央控制模块，21.无线通讯模块，22.压力检测模块，23.温度检测模块，24.显示控制模块，25.按键控制模块，26.状态指示模块，27.工作电源模块，28.蓄电池，29.压力传感器，30.温度传感器，U1.集成电路，R1.第一电阻，R2.第二电阻，R3.第三电阻，R4.第四电阻，RP1.可调电阻，C1.第一电容，C2.第二电容，C3.第三电容，VT1.三极管，LED1.发光二极管。

具体实施方式

现在结合附图对本发明作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本发明的基本结构，因此其仅显示与本发明有关的构成。

如图1-图5所示，一种用于沼气生成的智能沼气生产设备，包括主体1、进料管道2、水压间3、中控机构6和采气机构5，所述进料管道2和水压间3分别设置在主体1的两侧且均与主体1的内部连通，所述中控机构6设置在主体1上，所述采气机构5的一端设置在主体1顶部的出气口4处，所述采集机构的另一端位于水压间3内；

其中，在这里，沼气生产设备可以是沼气池。通过进料管道2能够对主体1的内部不断注入垃圾，随后通过水压间3，能够对主体1内部的沼气的含量进行实时监控，通过中控机构6实现了对设备的智能化控制，再经过采气机构5实现了对沼气的自动化采集，提高了沼气生产设备的实用性。

其中，沼气池的工作原理是：主体1的上部为完全封闭，随着沼气的不断产生，沼气压力相应提高。这个不断增高的气压，迫使主体1内的一部分料液进到与发酵间相通的水压间3内，使得水压间3内的液面升高。这样一来，水压间3的液面跟沼气池体内的液面就产生了一个水位差，这个水位差就叫做“水压”。用气时，沼气开关打开，沼气在水压下排出；当沼气减少时，水压间3的料液又返回主体1内，使得水位差不断下降，导致沼气压力也随之相应降低。这种利用部分料液来回串动，引起水压反复变化来贮存和排放沼气的池型，就称之为水压式沼气池。

所述采气机构5包括传动机构和开关机构，所述传动机构与开关机构传动连接，所述传动机构包括升降板7、支座9和传动杆8，所述升降板7水平设置在水压间3的内部，所述传动杆8的一端与升降板7铰接，所述传动杆8的另一端与开关机构连接，所述传动杆8的中部与支座9的顶部铰接；

所述开关机构包括驱动齿轮10、传动齿轮11、传动轮12和两个盖板14，所述驱动齿轮10的圆心处与传动杆8固定连接，所述驱动齿轮10与传动齿轮11啮合，所述传动齿轮11与传动轮12传动连接，两个盖板14分别设置在传动轮12的上下两侧，所述盖板14的内部设有第一通孔15，所述传动轮12的内部设有第二通孔13，所述第一通孔15与第二通孔13相匹配，所述主体1的内部通过第一通孔15和第二通孔13与主体1的外部连通；

其中，当水压间3的水位不断上升的时候，即沼气含量不断增加的时候，升降板7就会因为浮力的作用，使得升降板7上升，随后再经过传动杆8能够实现驱动齿轮10发生转动，驱动齿轮10与传动齿轮11发生啮合，传动齿轮11就会控制传动轮12发生转动，则第二通孔13的角度发生变化，当水压间3的水位上升到设定值的时候，第二通孔13就会与两端的第一通孔15匹配，则主体1的内部就会与主体1外部的采集气体的机构导通，实现了对气体的采集；随着气体的流出，水压间3的水位就会不断下降，则第二通孔13又会转动，从而第二通孔13与第一通孔15不再导通，则就实现了采气的关断，实现了设备的自动化采集。

所述中控机构6包括面板16和中控组件，所述中控组件设置在面板16的内部，所述中控组件包括中央控制模块20、与中央控制模块20连接的无线通讯模块21、压力检测模块22、温度检测模块23、显示控制模块24、按键控制模块25、状态指示模块26和工作电源模块27，所述中央控制模块20为PLC；

所述工作电源模块27包括工作电源电路，所述工作电源电路包括集成电路U1、第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、第四电阻R4、可调电阻RP1、第一电容C1、第二电容C2、第三电容C3、三极管VT1和发光二极管LED1，所述集成电路U1的第十二端外接10V直流电压电源，所述集成电路U1的第十一端外接10V直流电压电源，所述集成电路U1的第十端与三极管VT1的基极连接，所述三极管VT1的发射极外接10V直流电压电源，所述三极管VT1的集电极与集成电路U1的第二端连接，所述集成电路U1的第五端通过第二电阻R2接地，所述集成电路U1的第七端接地，所述集成电路U1的第六端通过第一电容C1接地，所述第一电阻R1和发光二极管LED1组成的串联电路的一端接地，所述第一电阻R1和发光二极管LED1组成的串联电路的另一端外接10V直流电压电源，所述集成电路U1的第二端通过第三电阻R3与集成电路U1的第三端连接，所述集成电路U1的第四端与可调电阻RP1的可调端连接，所述可调电阻RP1、第四电阻R4和第二电容C2组成的串联电路的一端接地，所述可调电阻RP1、第四电阻R4和第二电容C2组成的串联电路的另一端通过第三电阻R3与三极管VT1的集电极连接，所述第三电容C3与可调电阻RP1、第四电阻R4和第二电容C2组成的串联电路并联。

其中，中央控制模块20，用来控制沼气生产设备内的各个模块智能化运行的模块，在这里，中央控制模块20不仅是PLC，还可以是单片机，从而提高了沼气生产设备运行的智能化；无线通讯模块21，通过与外部通讯终端进行远程无线连接，从而实现了数据交换，能够实现工作人员对沼气生产设备的远程监控；压力检测模块22，用来进行压力检测的模块，在这里，通过对压力传感器29的检测数据进行实时采集，从而提高了沼气生产设备的安全性；温度检测模块23，用来实现温度检测的模块，在这里，通过对温度传感器30的检测数据进行采集，从而实现了对沼气生产设备内部的温度进行实时监控，从而提高了沼气生产设备的安全性；显示控制模块24，用来控制显示的模块，在这里，用来控制显示界面17显示沼气生产设备的相关工作信息，提高了沼气生产设备工作的可靠性；按键控制模块25，用来进行按键控制的模块，在这里，用来对用户对沼气生产设备的操控信息进行采集，从而提高了沼气生产设备的可操作性；状态指示模块26，用来进行状态指示的模块，在这里，用来对沼气生产设备的工作状态进行实时指示，从而提高了沼气生产设备的可靠性。

其中，在工作电源电路中，集成电路U1的第五端通过第二电阻R2对输入电压进行采集，同时集成电路U1的第四端通过对可调电阻RP1处的电位进行检测，实现了对输出电压的实时采集，随后通过集成电路U1的第十端来控制三极管VT1的通断，从而就能够控制电源电压的稳定输出，使得在输出电压发生波动的情况，都能够进行很好的稳定调节，提高了设备运行的可靠性。

作为优选，所述面板16上还设有显示界面17、控制按键18和状态指示灯19，所述显示界面17与显示控制模块24电连接，所述控制按键18与按键控制模块25电连接，所述状态指示灯19与状态指示模块26电连接。

其中，显示界面17，用来对沼气池的工作信息进行实时显示，从而提高了沼气池的实用性；控制按键18，用来实现用户或者工作人员对沼气池进行实时操控，从而提高了沼气池的可操作性；状态指示灯19，用来对沼气池的工作状态实时显示，从而提高了沼气池的可靠性。

作为优选，所述主体1的内部还设有温度传感器30和压力传感器29，所述温度传感器30与温度检测模块23电连接，所述压力传感器29与压力检测模块22电连接。

其中，通过温度传感器30对主体1的内部温度进行实时监测，从而提高了沼气生产设备的安全性；通过压力传感器29对主体1的内部压力进行实时监测，从而进一步提高了沼气生产设备的安全性。

作为优选，所述主体1的阻燃等级为V-0。

作为优选，所述面板16的内部还设有蓄电池28，所述蓄电池28与工作电源模块27电连接。

作为优选，所述显示界面17为液晶显示屏。

作为优选，所述控制按键18为轻触按键。

作为优选，所述状态指示灯19包括双色发光二极管。

作为优选，所述升降板7为泡沫板。

作为优选，所述三极管VT1为NPN三极管。

与现有技术相比，该用于沼气生成的智能沼气生产设备中，通过传动机构根据水压间3水位的升降实现了开关机构的开关，能够对沼气的采集进行自动化控制，提高了沼气生产设备的实用性；不仅如此，在工作电源电路中，集成电路U1的第五端通过第二电阻R2对输入电压进行采集，同时集成电路U1的第四端通过对可调电阻RP1处的电位进行检测，实现了对输出电压的实时采集，使得在输出电压发生波动的情况，都能够进行很好的稳定调节，提高了设备运行的可靠性。

以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。