專利名稱：沼氣反應(yīng)罐體的膜密封裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
沼氣反應(yīng)罐體的膜密封裝置技術(shù)領(lǐng)域[0001]本實(shí)用新型涉及一種生物沼氣反應(yīng)罐體頂部的密封裝置，特別是涉及一種罐體 頂部彈性膜蓋的密封裝置。
背景技術(shù)：
[0002]在大多數(shù)情況下，沼氣的產(chǎn)生是在厭氧環(huán)境中進(jìn)行的。任何形狀的、加蓋氣體 密封的、可以用來(lái)保存進(jìn)料的罐或池體，叫做沼氣池、發(fā)酵罐或反應(yīng)器。目前，最常見(jiàn) 的發(fā)酵罐是圓柱形的混凝土或鋼結(jié)構(gòu)的罐體。發(fā)酵罐中的進(jìn)料(發(fā)酵底物)被加熱到中溫 32-43°C或高溫50-75°C。在這種溫暖的厭氧環(huán)境中，發(fā)酵菌將開(kāi)始生長(zhǎng)和分解進(jìn)料中的 揮發(fā)性有機(jī)物并產(chǎn)生沼氣。在發(fā)酵罐的上部，即高于底物表面的空間，沼氣被固定的發(fā) 酵罐頂部捕捉并輸送到外部?jī)?chǔ)存裝置，或直接被發(fā)酵罐頂部的柔性膜蓋捕捉。目前許多 系統(tǒng)在發(fā)酵罐外部建一個(gè)氣體收集儲(chǔ)存裝置，其造價(jià)較高，占地面積大。另外一種收集 方式是沼氣被罐體頂部的彈性膜蓋直接捕捉并收集。該膜蓋包括一層或多層功能膜。由 于整個(gè)發(fā)酵過(guò)程是厭氧環(huán)境，必須把膜蓋密封在罐體邊緣或壁上。最常見(jiàn)的密封方法是 用螺母和/或膠水把膜密封固定在罐體邊緣或罐體壁上來(lái)保證氣密性。把膜用特定的螺 栓和/或膠水直接固定在罐體上，難以保證密封處的氣密性以及膜的受力均勻性。另外 一種方法是利用水封槽來(lái)密封膜，把膜用螺紋、木棍、纜繩或其他東西固定在水槽中， 該方式在嚴(yán)寒冬季需要對(duì)水槽采取保溫措施。在嚴(yán)寒地區(qū)，冬季水槽結(jié)冰，不能夠保證 膜的氣密性。中國(guó)專利CN201106011Y “產(chǎn)氣貯氣一體化厭氧發(fā)酵裝置”公開(kāi)了一種膜 的固定方式。它在罐體上沿口有相配合的壓條，螺栓穿過(guò)壓條和密封板將膜壓緊在沿口 上。該方法操作復(fù)雜，不能保證密封處膜的受力均勻性，同時(shí)無(wú)法在不損傷膜的情況下 打開(kāi)膜蓋。由于沼氣儲(chǔ)存區(qū)時(shí)高爆炸區(qū)，如果該固定系統(tǒng)需要打開(kāi)，必須借助工具，這 在安全方面是不允許的。實(shí)用新型內(nèi)容[0003]本實(shí)用新型提供一種膜密封裝置，有效地解決了沼氣反應(yīng)罐體頂部膜蓋的氣密 性問(wèn)題。進(jìn)一步，該膜密封裝置還可以解決膜的受力均勻性，密封的操作工序復(fù)雜，以 及解決在不損傷膜的情況下、在高防爆區(qū)內(nèi)迅速、安全地打開(kāi)膜蓋的問(wèn)題。[0004]為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本實(shí)用新型提供如下技術(shù)方案[0005]一種沼氣反應(yīng)罐體的膜密封裝置，設(shè)置在沼氣反應(yīng)罐頂部邊沿，密封由一層或 多層功能膜組成的密封性膜蓋，該密封裝置包括由夾緊軌和壓條，所述夾緊軌主體呈凹 槽形，夾緊軌的凹槽開(kāi)口向外且沿罐體的外周設(shè)置，所述壓條可將功能膜壓緊并內(nèi)嵌于 所述夾緊軌的凹槽內(nèi)。[0006]進(jìn)一步地，上述壓條為彈性體。壓條優(yōu)選為可充放壓縮空氣的中空軟管，并在 充氣狀態(tài)下將功能膜壓緊并固定于所述夾緊軌的凹槽內(nèi)。[0007]優(yōu)選地，上述壓條設(shè)有控制壓縮空氣充放的閥門。[0008]優(yōu)選地，上述夾緊軌與所述罐體一體成形。[0009]優(yōu)選地，當(dāng)上述夾緊軌采用分體加工的方式時(shí)，該夾緊軌的結(jié)構(gòu)可以為凹槽大 致呈C形或U形的箍，所述夾緊軌上與其開(kāi)口對(duì)應(yīng)的底端固定于所述罐體；還可以將上 述夾緊軌通過(guò)與其本體連接的支撐桿固定于所述罐體，并且可以通過(guò)位于其下部的固定 件與所述罐體連接。固定方式可以是使用螺栓，焊接或粘貼，取決于罐體材質(zhì)。[0010]其中，上述支撐桿的一端斜向連接于所述夾緊軌，斜向支撐固定于所述罐體的 外壁，且所述夾緊軌的底端接近于或相抵于所述罐體的外壁。[0011]可選地，上述支撐桿的一端豎向連接于所述夾緊軌，且與所述罐體的外壁相貼 合，所述夾緊軌的底端接近于或相抵于所述罐體的外壁。[0012]優(yōu)選地，上述支撐桿通過(guò)位于其下部的固定件與所述罐體連接。[0013]優(yōu)選地，上述夾緊軌的本體部分或全部?jī)?nèi)置于罐體的罐體壁內(nèi)。[0014]本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)和效果[0015]1、本實(shí)用新型采用夾緊軌與壓條的嵌合固定結(jié)構(gòu)，有效地保證了頂部膜蓋的氣 密性，操作快速、安全、簡(jiǎn)便易行。[0016]2、本實(shí)用新型采用了可充放壓縮空氣的軟管作為壓條，該壓條在加入壓縮空氣 后成膨脹狀態(tài)，從而在夾緊軌中形成壓力加壓夾緊固定膜蓋。[0017]3、本實(shí)用新型可以在整個(gè)系統(tǒng)運(yùn)行的情況下，在高防爆區(qū)不需要任何工具，部 分或全部的打開(kāi)。也就是，通過(guò)減小柔性管的夾持力，使膜可以在需要部位打開(kāi)，從而 對(duì)罐體的任何部位進(jìn)行維護(hù)或檢查；當(dāng)工作結(jié)束后，把膜及柔性管放入C形箍中，加大 柔性管的壓力就可以恢復(fù)到正常的工作狀態(tài)。該操作非常靈活，可以在很短的時(shí)間內(nèi)完 成，簡(jiǎn)單方便和安全，節(jié)省時(shí)間和人力。[0018]4、本實(shí)用新型的密封裝置在罐體內(nèi)部壓力過(guò)大而其他安全裝置失靈的情況下， 膜蓋可以在罐體壓力增加到一定值時(shí)，作為安全裝置迅速全部或部分從夾緊軌夾緊軌中 拉出從而打開(kāi)膜蓋，避免罐體爆炸；這樣使得密封裝置作為破裂點(diǎn)(打開(kāi)點(diǎn))，可以在避 免膜爆炸(氣球效應(yīng))；在低壓情況下，破裂點(diǎn)(打開(kāi)點(diǎn))作用可以避免罐體特別是對(duì)低 壓敏感的鋼罐嚴(yán)重變形。[0019]5、本實(shí)用新型的密封裝置可以靈活的應(yīng)用于任何形狀或材質(zhì)的罐體，例如塑 料、鋼罐、不銹鋼罐、搪瓷罐和混凝土罐。[0020]6、本實(shí)用新型相對(duì)于螺絲固定系統(tǒng)或其他固定的密封系統(tǒng)造價(jià)低。

[0021]圖1為本實(shí)用新型實(shí)施例一的結(jié)構(gòu)示意圖[0022]圖2為本實(shí)用新型實(shí)施例一中壓條與夾緊軌的嵌合狀態(tài)局部示意圖[0023]圖3為本實(shí)用新型實(shí)施例一的使用狀態(tài)圖[0024]圖4為本實(shí)用新型實(shí)施例二的結(jié)構(gòu)示意圖[0025]圖5為本實(shí)用新型實(shí)施例三的結(jié)構(gòu)示意圖[0026]圖6為本實(shí)用新型實(shí)施例四的結(jié)構(gòu)示意圖。[0027]其中，圖中，1-夾緊軌；2-壓條；3-密封膜；4-氣體收集膜；5-外部保護(hù) 膜；6-反應(yīng)罐；7-螺栓具體實(shí)施方式
[0028]
以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。[0029]本實(shí)用新型的技術(shù)方案是應(yīng)用于沼氣發(fā)酵裝置中反應(yīng)罐的頂部膜蓋的固定密封 技術(shù)。該反應(yīng)罐是指用來(lái)發(fā)酵有機(jī)物質(zhì)的發(fā)酵罐，在本行業(yè)中通常可稱為發(fā)酵罐、厭 氧消化罐和反應(yīng)器。該反應(yīng)罐體通常是圓形，但是也可以是橢圓形或方形，材料可以是 鋼、不銹鋼、搪瓷、混凝土和工程塑料等。反應(yīng)罐在整個(gè)發(fā)酵過(guò)程是厭氧環(huán)境，所產(chǎn)生 的沼氣被罐體頂部的彈性膜蓋收集。該彈性膜蓋是由罐體頂部上設(shè)有的一層或多層具有 不同功能的膜單獨(dú)或組合形成的蓋子，比如氣體收集膜為防腐、氣密性膜材料，外部保 護(hù)膜為防風(fēng)、抗紫外線膜材，但不僅限于上述功能膜。[0030]如圖1-3所示，本實(shí)用新型提供一種沼氣反應(yīng)罐體的密封裝置，包括夾緊軌1和 壓條2。該密封裝置設(shè)置在沼氣反應(yīng)罐頂部，用以固定和密封罐體6頂部的膜蓋，該膜蓋 包括三層功能膜，功能膜從外至內(nèi)依次為外部保護(hù)膜5、氣體收集膜4和密封膜3，其中 外部保護(hù)膜5主要是保護(hù)作用，一是避免氣體收集膜4受到紫外線、雨雪等損害，二是與 氣體收集膜4之間形成的密閉空間可以通過(guò)風(fēng)機(jī)和泄壓閥門保證儲(chǔ)氣室壓力的穩(wěn)定；氣 體收集膜4主要用于收集罐體6內(nèi)產(chǎn)生的沼氣，防止泄露；密封膜3主用于解決氣體收集 膜4內(nèi)壁與罐體6之間密封，從而進(jìn)一步保證罐體6的氣密性，該密封膜3通過(guò)固定件固 定在罐體6內(nèi)壁。該密封膜3與罐體6內(nèi)壁之間可以采用現(xiàn)有的任一種固定方式。為清 晰地說(shuō)明本實(shí)用新型的技術(shù)方案，圖示中省略了反應(yīng)罐體上需要安裝的各種閥門、出口 以及管道等部件。[0031]本實(shí)施例中，反應(yīng)罐體6頂部的密封裝置采用C形箍結(jié)構(gòu)，也就是，上述的夾緊 軌1為C型箍，壓條2為夾緊軟管。[0032]其中，夾緊軌1包括本體凹槽11和支撐桿12，圖1中顯示了壓條嵌入夾緊軌時(shí) 的斷面結(jié)構(gòu)。本體凹槽11整體的形狀與罐體的形狀相配合，可套設(shè)(本體與罐體之間留 有微小的縫隙)或箍設(shè)(本體與罐體的外壁相接觸)在罐體的頂部外周；本體11的截面 大致呈C形或者其他形狀如矩形，三角形等等，C型凹槽的開(kāi)口大小根據(jù)發(fā)酵罐的大小， 形狀以及膜的數(shù)量而定，并且隨之匹配相應(yīng)大小的壓條2來(lái)保證氣密性和夾持力。對(duì)于 C形的夾緊軌而言，其底部呈弧形，并開(kāi)有一呈C形并開(kāi)口向外的凹槽111，其下部設(shè)有 用于支撐和固定的支撐桿12，該本體11與支撐桿12可以一體加工成形，可由金屬、合金 或工程塑料等防腐蝕材料制成。也可以分體加工后焊接而成。在本實(shí)施例中，可優(yōu)選具 有高防腐、防銹性能的合金鋼。當(dāng)然本體11和支撐桿12也可以通過(guò)分體加工然后焊接 而成。上述支撐桿12的一端與本體11的外端連接，另一端彎折延伸出一段用于與上述 罐體6固定的固定部121，使得支撐桿在罐體上呈斜向支撐固定。在實(shí)際施工安裝中， 如果反應(yīng)罐體采用混凝土制成，該支撐桿12通過(guò)下端的螺栓7固定在罐體的外壁上。如 果反應(yīng)罐體6采用鋼或不銹鋼制成，支撐桿1可以通過(guò)螺栓等固定件或焊接將其固定在罐 體6上。當(dāng)然，除了上述的螺栓、焊接固定方式，還可以是本領(lǐng)域中其它任何一種固定 方式。圖3中顯示了上述支撐桿12的數(shù)量可以采用若干個(gè)，均勻間隔分布在夾緊軌的本 體11下端，沿罐體6頂部的外壁邊緣通過(guò)螺栓7設(shè)置。從上述的描述可以看出，夾緊軌 1與罐體6之間的固定連接位置基本上均設(shè)置在支撐桿12的下端，該結(jié)構(gòu)的好處是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、安裝方便并可降低成本，夾緊軌的本體11與罐體6間不需要固定，本體11在壓條2 內(nèi)壓縮空氣的壓力下，即可緊箍在罐體6上。[0033]上述壓條2為彈性體，比如橡膠類的彈性材料。使用時(shí)，將其擠入夾緊軌的凹 槽內(nèi)即可壓緊固定功能膜。在本實(shí)施例，壓條優(yōu)選采用但不限于柔性復(fù)合軟管，該柔性 復(fù)合軟管可以是采用多層材料復(fù)合形成的中空管。該壓條2具有一定的彈性，一端與壓 縮空氣裝置連接。壓條2上設(shè)置可以充放壓縮空氣的閥門或連接開(kāi)關(guān)，該閥門或連接開(kāi) 關(guān)可以設(shè)置在壓條的延伸段，該延伸段沒(méi)有嵌合在夾緊軌內(nèi)(圖中未示，可采用現(xiàn)有技 術(shù))。密封時(shí)，可先將密封膜3、氣體收集膜4和外部保護(hù)膜5依次捏合在一起，塞入到 凹槽111內(nèi)，并保證膜的外端留有多余的部分露在凹槽111的外面，然后對(duì)準(zhǔn)凹槽111， 推入壓條2。如果上述外部保護(hù)膜5被壓緊后留出的裙部較長(zhǎng)，還可以考慮在外部保護(hù)膜 5的外端設(shè)置若干個(gè)固定卡子，用以將其加固在反應(yīng)罐體上。使用時(shí)，通過(guò)向壓條2的管 體內(nèi)充入壓縮空氣膨脹變形，也就是說(shuō)，該壓條2在加入壓縮空氣后成膨脹狀態(tài)，從而 在凹槽111中形成壓力，將上述的密封膜3的外端、氣體收集膜4和外部保護(hù)膜5壓緊并 內(nèi)嵌于上述的夾緊軌1的凹槽111內(nèi)。[0034]在沼氣發(fā)酵反應(yīng)過(guò)程中，根據(jù)系統(tǒng)運(yùn)行的情況，可以隨時(shí)全部或部分打開(kāi)密封 裝置。具體操作過(guò)程是減少壓條2內(nèi)壓縮空氣的壓力，進(jìn)而減小壓條2的夾持力，操作人 員可以在需要部位將夾緊軌1內(nèi)的密封膜3、氣體收集膜4和外部保護(hù)膜5拉出，然后對(duì) 罐體6的任何部位進(jìn)行維護(hù)或檢查；當(dāng)工作結(jié)束后，把上述密封膜3、氣體收集膜4和外 部保護(hù)膜5再放入夾緊軌1的凹槽11中，加大壓條2的壓力就可以恢復(fù)到正常的工作狀 態(tài)。如果遇到罐體6內(nèi)部壓力過(guò)大而其他安全裝置失靈的情況下，膜可以在壓力大于一 定值時(shí)自動(dòng)從夾緊軌拉出，因?yàn)閴簵l的最大夾持力小于此時(shí)膜的拉力，釋放氣體并減少 壓力，從而可以避免罐體爆炸。在此過(guò)程中，沒(méi)有任何設(shè)備受到損害罐體沒(méi)有變形， 膜及夾緊軌完好如初。當(dāng)緊急狀況解決后，通過(guò)減小壓條的壓縮空氣壓力，把膜放入夾 緊軌凹槽中，加大壓條2的壓力就可以恢復(fù)到正常的工作狀態(tài)。[0035]從圖4、5中顯示的壓條嵌入夾緊軌時(shí)的斷面結(jié)構(gòu)，可以清楚地了解所述夾緊軌 的另外三種實(shí)施結(jié)構(gòu)。需要說(shuō)明的是，圖號(hào)標(biāo)記相同的部分與實(shí)施例一中描述的部件相 同。其中，圖4中的夾緊軌包括本體11'和支撐桿12'，與實(shí)施一中所采用的弧形底不 同的是，該本體11'的底部呈平直狀，與罐體6的外壁平行，二者間貼合或保持微小的 縫隙，本體11'內(nèi)的凹槽呈C形，支撐桿12'呈豎直狀，貼合在罐體6的外壁上，并在 支撐桿12'的下端用螺栓固定。圖5中的夾緊軌包括本體11"和支撐桿12"，與實(shí)施一 中的本體11"的形狀相同，底部呈弧形，截面大致呈C形，本體11"內(nèi)的凹槽呈C形， 支撐桿12"呈豎直狀，貼合在罐體6的外壁上，并在支撐桿12"的下端用螺栓固定。圖 6中所示凹槽部1"‘為一截面大致呈C形的箍，其本體部分嵌入到罐體6的外壁內(nèi)。該 結(jié)構(gòu)比較適合于混凝土的反應(yīng)罐體6，在反應(yīng)罐體外壁的混凝土未干燥時(shí)，將金屬材料的 凹槽部1"‘嵌固于罐體上。當(dāng)然，上述呈C形結(jié)構(gòu)的凹槽部1"‘在反應(yīng)罐體6也采用 金屬材料時(shí)，可以將凹槽部1"‘直接焊接固定罐體6的外壁上。[0036]以上通過(guò)示例性實(shí)施例的方式對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行示例性的說(shuō)明，但本實(shí)用新型 并不局限于此。應(yīng)該理解為，在不偏離本實(shí)用新型的構(gòu)思、工作原理的情況下，以上實(shí)施 例中的設(shè)備、材料、安裝使用可通過(guò)本技術(shù)領(lǐng)域人員知悉的其它替換或等同方法來(lái)替換。
權(quán)利要求1.一種沼氣反應(yīng)罐體的膜密封裝置，設(shè)置在沼氣反應(yīng)罐頂部邊沿，密封由一層或多 層功能膜組成的密封性膜蓋，其特征在于該密封裝置包括由夾緊軌和壓條，所述夾緊軌主體呈凹槽形，夾緊軌的凹槽開(kāi)口向外且沿罐體的外周設(shè)置， 所述壓條可將功能膜壓緊并內(nèi)嵌于所述夾緊軌的凹槽內(nèi)。
2.如權(quán)利要求1所述的膜密封裝置，其特征在于所述壓條為彈性體。
3.如權(quán)利要求2所述的膜密封裝置，其特征在于所述壓條為可充放壓縮空氣的中 空軟管，并在充氣狀態(tài)下將功能膜壓緊并固定于所述夾緊軌的凹槽內(nèi)。
4.如權(quán)利要求3所述的膜密封裝置，其特征在于所述壓條設(shè)有控制壓縮空氣充放 的閥門。
5.如權(quán)利要求3所述的膜密封裝置，其特征在于所述夾緊軌與所述罐體一體成形。
6.如權(quán)利要求1-5中任一所述的膜密封裝置，其特征在于所述夾緊軌為設(shè)有呈C形 或U形凹槽的箍，所述夾緊軌上與凹槽開(kāi)口對(duì)應(yīng)的底端固定于所述罐體，或者所述夾緊 軌通過(guò)支撐桿固定于所述罐體。
7.如權(quán)利要求6所述的膜密封裝置，其特征在于所述支撐桿的一端斜向連接于所 述夾緊軌，斜向支撐固定于所述罐體的外壁，且所述夾緊軌的底端接近于或相抵于所述 罐體的外壁。
8.如權(quán)利要求6所述的膜密封裝置，其特征在于所述支撐桿的一端豎向連接于所 述夾緊軌，且與所述罐體的外壁相貼合，所述夾緊軌的底端接近于或相抵于所述罐體的外壁。
9.如權(quán)利要求8所述的膜密封裝置，其特征在于所述支撐桿通過(guò)位于其下部的固 定件與所述罐體連接。
10.如權(quán)利要求1所述的膜密封裝置，其特征在于所述夾緊軌的本體部分或全部?jī)?nèi) 置于罐體的罐體壁內(nèi)。
專利摘要本實(shí)用新型公開(kāi)了一種沼氣反應(yīng)罐體的膜密封裝置，設(shè)置在沼氣反應(yīng)罐頂部，密封由一層或多層功能膜組成的膜蓋，該密封裝置包括夾緊軌和壓條，所述夾緊軌的凹槽開(kāi)口向外且沿罐體的外周設(shè)置，所述壓條可將功能膜壓緊并內(nèi)嵌于所述夾緊軌的凹槽內(nèi)。本實(shí)用新型有效地保證了頂部膜蓋的氣密性，操作簡(jiǎn)便易行，并可以在整個(gè)系統(tǒng)運(yùn)行的情況下部分或全部打開(kāi)。從而對(duì)罐體的任何部位進(jìn)行維護(hù)或檢查。
文檔編號(hào)C12M1/107GK201809347SQ201020232910
公開(kāi)日2011年4月27日 申請(qǐng)日期2010年6月12日 優(yōu)先權(quán)日2010年6月12日
發(fā)明者卡爾·馬爾庫(kù)斯·迪克 申請(qǐng)人:澤爾曼生物能源技術(shù)(北京)有限公司