初中生物实验教学用环保型沼气制取设备

摘要

本发明涉及教学辅助设备技术领域，且公开了一种初中生物实验教学用环保型沼气制取设备，包括筒体，筒体的左右侧面均通过固定块固定连接有电动升降杆，两个电动升降杆的顶部之间固定连接有承重板，承重板的下表面固定连接有与筒体内侧开口内径大小相适配的密封盖，筒体的内侧顶部固定连接有密封条，密封盖的底部插接在筒体的顶部，密封盖的底部侧面与密封条的侧面相互接触挤压，密封盖的内侧顶部中间位置通过螺栓固定连接有连接轴承座。该初中生物实验教学用环保型沼气制取设备，能使筒体内有机杂物发酵原料和发酵菌分布均匀，厌氧细菌能充分接触发酵原料，这样使得厌氧细菌的营养好，使其迅速生长繁殖，提高产气率。

说明书

技术领域

本发明涉及教学辅助设备技术领域，具体为一种初中生物实验教学用环保型沼气制取设备。

背景技术

在初二生物教学中，提到有关沼气制取的相关知识，需要学生去收集沼气，沼气所产生的环境较为复杂，在城市中很少有沼气池，自然环境下产生的沼气环境具有一定的危险性，学生不适合去收集，且可能因为操作不当，而导致所收集的沼气无法使用，而校园实验室一般都很少有相关沼气制取的设备，因此需要一种实验教学用的环保型沼气制取设备。

发明内容

(一)解决的技术问题

针对现有技术的不足，本发明提供了一种初中生物实验教学用环保型沼气制取设备，来模拟沼气产生的环境，加速沼气的产生，让学生更好的了解沼气产生的条件，所需要的环境要求，使得学生更好的理解沼气相关的知识。

(二)技术方案

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种初中生物实验教学用环保型沼气制取设备，包括筒体，所述筒体的左右侧面均通过固定块固定连接有电动升降杆，两个电动升降杆的顶部之间固定连接有承重板，承重板的下表面固定连接有与筒体内侧开口内径大小相适配的密封盖，筒体的内侧顶部固定连接有密封条，密封盖的底部插接在筒体的顶部，密封盖的底部侧面与密封条的侧面相互接触挤压，密封盖的内侧顶部中间位置通过螺栓固定连接有连接轴承座，连接轴承座的轴承内圈固定穿插有承重转轴，筒体的内侧设置有密封滤框，密封滤框上设置有开关门，密封滤框的顶部中间位置固定连接有连接转轴，承重转轴的底部中间位置开设有与连接转轴外径大小相适配的插接孔，连接转轴的顶部插接在插接孔的内侧，承重转轴的左右侧面底部开设有与插接孔相连通的连接通孔，连接转轴的侧面顶部开设有与连接通孔内径大小相适配的内螺纹孔，连接通孔的内侧穿插有与内螺纹孔螺纹内径大小相适配的螺纹插销，螺纹插销的末端贯穿内螺纹孔并延伸至承重转轴的外侧，螺纹插销的末端螺纹连接有锁定螺母；

所述筒体的底部中间位置通过螺栓固定连接有低速电机，筒体的内侧底部中间位置用过螺栓固定连接有承重圆环盘，承重圆环盘的上方设置有旋转隔板，旋转隔板的圆形外侧边套接有旋转密封圈，旋转隔板的下表面通过铰接架活动连接有活动滚珠，活动滚珠位于承重圆环盘的圆环槽内侧，低速电机的输出轴贯穿筒体的底部并延伸至筒体的内侧，低速电机的末端固定连接在旋转隔板的下表面中间位置，旋转隔板的上表面中间位置通过螺栓固定连接有圆形底座，密封滤框的底部中间位置固定连接有与圆形底座内径大小相适配圆形转轴，圆形转轴的底部插接在圆形底座的内侧，圆形底座的内侧底部和圆形转轴的底部表面均固定连接有摩擦片，两个摩擦片相互接触；

所述筒体的左右内侧壁底部均设置有电热丝，筒体的内侧壁固定安装有温度传感器和PH传感器，筒体的内侧顶部固定安装有日光灯，日光灯上安装有密封罩，筒体的左侧底部排水口处固定连接有排水管，排水管的末端固定安装有排水开关阀；

所述承重板的底部与密封盖的顶部开设有的排气口内侧贯穿有排气管，承重板的上表面右侧固定安装有滤筒，滤筒的进气端口与排气管相互固定连通，滤筒的内侧安装有脱硫层和吸水层，筒体的右侧设置有密封收集筒，密封收集筒的内侧壁安装有甲烷传感器，密封收集筒的右侧壁安装有与甲烷传感器电连接的浓度显示屏，密封收集筒的侧面顶部排气口处固定连接有导气管，导气管上固定安装有开关气阀，滤筒的排气口与密封收集筒的进气口之间固定连通有伸缩软管，筒体的正面设置有观察窗口，筒体的正面右侧设置有控制显示面板。

优选的，所述筒体、密封滤框、旋转隔板、承重圆环盘和连接轴承座的中心均位于同一垂直线上，密封滤框为横截面为圆形的密封滤框，密封滤框的滤孔内径为两毫米。

优选的，所述控制显示面板与低速电机、日光灯、电动升降杆、电热丝、日光灯、温度传感器和PH传感器之间的连接关系为电性连接，控制显示面板可以控制低速电机、日光灯、电动升降杆、电热丝、日光灯、温度传感器和PH传感器的开关及运行状态，两个电动升降杆为同步运行，甲烷传感器与浓度显示屏之间的连接关系为电性连接。

优选的，所述电热丝采用加热温度为四十八摄氏度的恒温碳纤维电热丝，温度传感器可采用DS18B20进口数字温度传感器防水型不锈钢封装水温探头，PH传感器采用MIK-pH-5041电极耐高温ph计探头。

优选的，所述脱硫层采用脱硫活性炭材料，吸水层采用活性氧化铝球干燥剂材料。

优选的，所述连接转轴与插接孔内侧壁之间的配合关系为间隙配合，圆形转轴与圆形底座内侧壁之间的配合关系为间隙配合。

(三)有益效果

本发明提供了一种初中生物实验教学用环保型沼气制取设备。具备以下有益效果：

(1)、该初中生物实验教学用环保型沼气制取设备，通过设置筒体、电动升降杆、承重转轴、密封滤框和连接转轴相互配合，在设备使用时，密封滤框通过连接转轴和承重转轴之间相对固定连接，通过螺纹插销和锁定螺母之间的配合将连接转轴插接在承重转轴的插接孔内进行横向的锁定穿插，便于密封滤框的拆装，便于操作人员将沼气产生需要的有机物粉碎成小颗粒杂质放置在密封滤框的内侧，避免有机物杂质在筒体的内侧被分散开来，导致筒体内杂物分散，导致微生物过于分散无法更好的发酵，相对于传统的沼气池相比将有机物进行聚积发酵，更加有效的加快微生物的发酵反应，同时密封滤框的设置便于设备内部后续的清理，使得设备更加环保。

(2)、该初中生物实验教学用环保型沼气制取设备，通过设置低速电机、承重圆盘、旋转隔板、活动滚珠和圆形底座相互配合，在设备使用时，筒体的内侧注入一定量的污水，使得污水将密封滤框内的有机杂物浸没，电动升降杆通过承重板、密封盖、承重转轴、连接转轴、密封滤框和圆形转轴作用于圆形底座的压力，使得圆形转轴的底部摩擦片与圆形底座内侧底部的摩擦片相互接触作用，当低速电机的输出轴通过旋转隔板带动圆形底座进行旋转，旋转底座通过两个摩擦片带动圆形转轴进行旋转，使得圆形转轴带动密封滤框进行旋转，从而使得密封滤框内的有机杂物进行旋转，能使筒体内有机杂物发酵原料和发酵菌分布均匀，厌氧细菌能充分接触发酵原料，这样使得厌氧细菌的营养好，使其迅速生长繁殖，提高产气率。

(3)、该初中生物实验教学用环保型沼气制取设备，通过设置电热丝、温度传感器和PH传感器相互配合，在设备使用时，控制显示面板控制电热丝进行加热，使得电热丝将污水进行加热，使得有机杂物发酵原料和发酵菌发酵温度达到最佳，温度传感器对筒体内的温度进行实时监测，防止筒体内的温度过高抑制发酵菌的生长，而PH传感器对筒体内的发酵液PH进行实时监测，保障污水的PH值为pH为防止发酵液偏酸性或偏碱性抑制发酵菌的增长，PH传感器将PH值检测结果和温度传感器的检测结果以数字的形式显示在控制显示面板上，便于操作人员对筒体内环境进行实时监测，使得筒体内形成一个良好的沼气产生环境。

(4)、该初中生物实验教学用环保型沼气制取设备，通过甲烷传感器和浓度显示屏对密封收集筒内收集的甲烷气体进行实施检测，使得操作者时时对密封收集筒内的沼气浓度进行检测，以便于进行导出进行试验。

(5)、该初中生物实验教学用环保型沼气制取设备，通过脱硫层和吸水层将筒体内初步产生的沼气进行净化，脱硫层采用的脱硫活性炭材料可以快速的将沼气中的硫化物进行吸收并分解，吸水层将沼气中的水分进行吸收干燥，使得密封收集筒内沼气的纯净度，以便于设备后续的实验操作。

(6)、该初中生物实验教学用环保型沼气制取设备，通过日光灯来延长筒体内发酵菌的照明时间，增强发酵菌的细菌活性，使得发酵菌更好与发酵原料进行反应，从而加快筒体内沼气产生的速度。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明结构示意图；

图2为图1中A处结构放大图；

图3为本发明示意图。

图中：1筒体、2电动升降杆、3承重板、4密封盖、5密封条、6连接轴承座、7承重转轴、8密封滤框、9连接转轴、10插接孔、11连接通孔、12内螺纹孔、13螺纹插销、14锁定螺母、15开关门、16低速电机、17承重圆环盘、18旋转隔板、19旋转密封圈、20活动滚珠、21圆形底座、22圆形转轴、23摩擦片、24电热丝、25温度传感器、26 PH传感器、27日光灯、28排水管、29排水开关阀、30排气管、31滤筒、32脱硫层、33吸水层、34密封收集筒、35甲烷传感器、36浓度显示屏、37导气管、38开关气阀、39伸缩软管、40观察窗口、41控制显示面板。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明实施例提供一种技术方案：一种初中生物实验教学用环保型沼气制取设备，如图1-3所示，包括筒体1，筒体1的左右侧面均通过固定块固定连接有电动升降杆2，电动升降杆2采用升降力矩较大的电动升降杆，保障密封滤框8通过圆形转轴22给予圆形底座21较大的摩擦压力，两个电动升降杆2的顶部之间固定连接有承重板3，承重板3的下表面固定连接有与筒体1内侧开口内径大小相适配的密封盖4，筒体1的内侧顶部固定连接有密封条5，密封盖4的底部插接在筒体1的顶部，密封盖4的底部侧面与密封条5的侧面相互接触挤压，密封盖4的内侧顶部中间位置通过螺栓固定连接有连接轴承座6，连接轴承座6的轴承内圈固定穿插有承重转轴7，筒体1的内侧设置有密封滤框8，密封滤框8上设置有开关门15，密封滤框8的顶部中间位置固定连接有连接转轴9，承重转轴7的底部中间位置开设有与连接转轴9外径大小相适配的插接孔10，连接转轴9的顶部插接在插接孔10的内侧，承重转轴7的左右侧面底部开设有与插接孔10相连通的连接通孔11，连接转轴9的侧面顶部开设有与连接通孔11内径大小相适配的内螺纹孔12，连接通孔11的内侧穿插有与内螺纹孔12螺纹内径大小相适配的螺纹插销13，螺纹插销13的末端贯穿内螺纹孔12并延伸至承重转轴7的外侧，螺纹插销13的末端螺纹连接有锁定螺母14。

筒体1的底部中间位置通过螺栓固定连接有低速电机16，低速电机16采用转速为30r/min的低速力矩电机，筒体1的内侧底部中间位置用过螺栓固定连接有承重圆环盘17，承重圆环盘17的上方设置有旋转隔板18，旋转隔板18的圆形外侧边套接有旋转密封圈19，旋转隔板18的下表面通过铰接架活动连接有活动滚珠20，活动滚珠20位于承重圆环盘17的圆环槽内侧，在设备使用时，活动滚珠20在承重圆环盘17的圆环槽内旋转，对旋转隔板18所受到的压力进行支撑，保障机构之间配合的稳定性，筒体1、密封滤框8、旋转隔板18、承重圆环盘17和连接轴承座6的中心均位于同一垂直线上，密封滤框8为横截面为圆形的密封滤框，密封滤框8的滤孔内径为两毫米，低速电机16的输出轴贯穿筒体1的底部并延伸至筒体1的内侧，低速电机16的末端固定连接在旋转隔板18的下表面中间位置，旋转隔板18的上表面中间位置通过螺栓固定连接有圆形底座21，密封滤框8的底部中间位置固定连接有与圆形底座21内径大小相适配圆形转轴22，圆形转轴22的底部插接在圆形底座21的内侧，圆形底座21的内侧底部和圆形转轴22的底部表面均固定连接有摩擦片23，两个摩擦片23相互接触，连接转轴9与插接孔10内侧壁之间的配合关系为间隙配合，圆形转轴22与圆形底座21内侧壁之间的配合关系为间隙配合。

筒体1的左右内侧壁底部均设置有电热丝24，筒体1的内侧壁固定安装有温度传感器25和PH传感器26，温度传感器25的温度检测范围为0-58摄氏度，当筒体1内温度过高后，温度传感器25通过控制显示面板41发出警报，使得操作人员及时处理，避免发酵菌被抑制，筒体1的内侧顶部固定安装有日光灯27，日光灯27上安装有密封罩，筒体1的左侧底部排水口处固定连接有排水管28，排水管28的排水口位于旋转隔板18的上方，排水管28的末端固定安装有排水开关阀29，电热丝24采用加热温度为四十八摄氏度的恒温碳纤维电热丝，温度传感器25可采用DS18B20进口数字温度传感器防水型不锈钢封装水温探头，PH传感器26采用MIK-pH-5041PH电极耐高温ph计探头。

承重板3的底部与密封盖4的顶部开设有的排气口内侧贯穿有排气管30，承重板3的上表面右侧固定安装有滤筒31，滤筒31的进气端口与排气管30相互固定连通，滤筒31的内侧安装有脱硫层32和吸水层33，筒体1的右侧设置有密封收集筒34，密封收集筒34的内侧壁安装有甲烷传感器35，脱硫层32采用脱硫活性炭材料，吸水层33采用活性氧化铝球干燥剂材料，密封收集筒34的右侧壁安装有与甲烷传感器35电连接的浓度显示屏36，密封收集筒34的侧面顶部排气口处固定连接有导气管37，导气管37上固定安装有开关气阀38，滤筒31的排气口与密封收集筒34的进气口之间固定连通有伸缩软管39，筒体1的正面设置有观察窗口40，筒体1的正面右侧设置有控制显示面板41，控制显示面板41与低速电机16、日光灯27、电动升降杆2、电热丝24、日光灯27、温度传感器25和PH传感器26之间的连接关系为电性连接，控制显示面板41可以控制低速电机16、日光灯27、电动升降杆2、电热丝24、日光灯27、温度传感器25和PH传感器26的开关及运行状态，两个电动升降杆2为同步运行，甲烷传感器35与浓度显示屏36之间的连接关系为电性连接，当筒体1内的PH偏酸或偏碱性时，可以根据具体需要向筒体1内投入适当的有机原料，来中和溶液酸碱度。

在设备使用时，将有机杂物的原料粉碎导入密封滤框8的内侧，然后将开关门15关闭，向筒体1内注入污水，污水可以采用食品加工废水或动物尿液等，还可以投入一些发酵菌种，加速发酵菌的产生，然后通过控制显示面板41控制电动升降杆2进行下降吗，使得密封盖4将筒体1的顶部进行封盖密封，当密封盖4将筒体1的顶部封住的同时，密封盖4通过承重转轴7、连接转轴9、密封滤框8和圆形转轴22对圆形底座21的内侧底部进行压紧，使得圆形转轴22的底部摩擦片23与圆形底座21内侧底部的摩擦片23相互接触作用，然后通过控制显示面板41控制电热丝24、日光灯27、温度传感器25和PH传感器26之间的连接关系为电性连接，对筒体1内进行实施检测，使得电热丝24将污水进行加热，使得有机杂物发酵原料和发酵菌发酵温度达到最佳，温度传感器25对筒体1内的温度进行实时监测，防止筒体1内的温度过高抑制发酵菌的生长，而PH传感器26对筒体1内的发酵液PH进行实时监测，保障污水的PH值为pH为防止发酵液偏酸性或偏碱性抑制发酵菌的增长，PH传感器26将PH值检测结果和温度传感器25的检测结果以数字的形式显示在控制显示面板41上，便于操作人员对筒体1内环境进行实时监测，通过甲烷传感器35和浓度显示屏36对密封收集筒34内收集的甲烷气体进行实施检测，使得操作者时时对密封收集筒34内的沼气浓度进行检测，脱硫层32采用的脱硫活性炭材料可以快速的将沼气中的硫化物进行吸收并分解，吸水层33将沼气中的水分进行吸收干燥，使得密封收集筒34内沼气的纯净度，通过日光灯27来延长筒体1内发酵菌的照明时间，增强发酵菌的细菌活性，使得发酵菌更好与发酵原料进行反应，在筒体1内反应一定时间之后，通过控制显示面板41控制低速电机16进行启动，低速电机16的输出轴通过旋转隔板18带动圆形底座21进行旋转，旋转底座21通过两个摩擦片23带动圆形转轴22进行旋转，使得圆形转轴22带动密封滤框8进行旋转，从而使得密封滤框8内的有机杂物进行旋转，能使筒体1内有机杂物发酵原料和发酵菌分布均匀，厌氧细菌能充分接触发酵原料，筒体1内产生的沼气通过导气管37进入密封收集筒34内，从而达到将沼气进行收集的目的。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。