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【摘 要】本文基于《一种手摇式沼气池出料装置》专利说明目前农村沼气池使用过程中存在的出料难的问题，并就该专利技术的产品使用作详细分析，以求解决广大农村沼气池用户解决出料难之困惑。该手摇式沼气池出料装置设置了手摇式提升装置和自闭式挖粪斗，减轻了出料过程中工作人员的劳动量；而且本装置体积小，轻便灵活，使用简单，一人操作即可达到人工出料的目的，工作效率高。
【关键词】农村；沼气池；出料；手摇式提升装置；自闭式抓粪斗
0.引言
随着我国沼气科学技术的发展和农村家用沼气的推广，广大农村家庭都兴建了沼气池。农村沼气项目的实施，彻底改变了农村脏、乱、差的生活环境，提高了农民的生活水平，深受广大农村群众的欢迎。然而在沼气池投料启动正常使用一段时间后，为保证沼气微生物有充足的发酵原料并进行正常的新陈代谢，使沼气池产气正常而持久，就需要不断地补充新鲜的发酵原料，更换部分旧料。由于“三结合技术”( 即猪圈、厕所与沼气池相结合)的大力推广 ，使得人畜粪便自动流入沼气池内部，沼气池的进料问题得到了根本解决。但是沼气池的出料管理还存在一些问题，部分沼气池长期只进不出，使得诸如农作物秸秆等发酵过程中难以彻底分解的高纤维素沼渣长期积存在池内，占据了有效发酵容积，甚至堵塞进料口，使新料进不去，造成产气量严重不足，甚至将会导致彻底不产气，于是很多沼气池因沼气废渣液抽不出来而报废。尽管沼气池的使用给人们带来了极大地便利和减少了环境污染，但是，如前所述沼气池需要定期除去池内的沼气发酵残渣。然而现在人们通常是用抽水机将池里面的粪水抽干，然后用绳子系在工人身上将其缓慢放入池内，用铁锹和系有绳子的水桶出去沼气发酵残渣。这种出料方式存在的主要问题是：不仅劳动量大，而且沼气池内严重缺氧，给工人带来生命危险。因此，多年来沼气池出料难问题一直困扰着广大用户以及沼气建设工作者。
针对如何降低人们出料过程的作业强度，提高人工出料的效果，本人提出一种手摇式沼气池出料装置，并就此技术获得专利一项。本专利采用手摇式提升装置和自闭式抓粪斗来实现除去沼气渣目的的，提高出料效果，大大降低工人劳动强度，达到省时、省力、安全的显著成效。
1.手摇式沼气池出料装置的设计原理
沼气池的出料过程中，由于沼渣的稠度很高，同时由于现农村沼气池以户用沼气池为主，其数量多分布广。因此沼气池出料的主要难点是对沼渣的清理，然而考虑到农村经济收入从一定程度上说是不容乐观的，本装置完全不需要附加其他任何耗能装置，采用人力操控即可，所以笔者提出手摇式提升装置和自闭式抓粪斗的设计理念，原理图如图1所示：本装置由手摇式提升装置和自闭式挖粪斗构成，所述的手摇式提升装置由摇把、从动齿轮、传动齿轮、卷筒及缠绕在卷筒上的钢丝绳构成，卷筒和从动齿轮安装在从动齿轮轴承座上，从动齿轮轴承座安装在支承底板上，摇把安装在传动齿轮的中心轴上；所述的自闭式挖粪斗由挖粪斗、上支承板、中支承板、下支承板、连接杆以及导向柱构成，导向柱固定在下支承板上，并穿过中支承板和下支承板，挖粪斗的旋转支点铰接在下支承板的中部，挖粪斗的端部通过连接杆与上支承板连接在一起，在中支承板上还设置有与钢丝绳相配合的滑轮，通过钢丝绳的收缩来实现挖粪斗的关闭和提升。在中支承板上还安装了一个弹簧活动卡子，在下支承板上有一个与卡子相配合的挂钩,将两个挖粪斗自动锁闭或打开。
结合图1—图3详述本装置的原理，本装置所述的手摇式提升装置由摇把8、从动齿轮4、传动齿轮5、卷筒3及缠绕在卷筒上的钢丝绳9构成；卷筒3的中心有一个卷筒轴20，卷筒3通过卷筒轴20安装在从动齿轮轴承座2上，从动齿轮4固定在卷筒轴20上，传动齿轮6安装在中心轴7上，中心轴7安装在传动齿轮轴承座5上，从动齿轮4和传动齿轮6相啮合，传递动力，从动齿轮轴承座2和传动齿轮轴承座5都固定在支承底板1上，摇把8安装在传动齿轮6的中心轴7上；所述的自闭式挖粪斗由抓粪斗19、上支承板11、中支承板16、下支承板18、连接杆15及导向柱10构成，两根导向柱10固定在下支承板18上，并穿过上支承板11和中支承板16，对上支承板11和中支承板16起到固定作用，防止三块支承板发生偏离；挖粪斗19共有两个，并且两个挖粪斗19通过旋转支点铰接在下支承板18的中部，挖粪斗19的端部通过连接杆15与上支承板11连接在一起，并且上支承板11、连接杆15以及挖粪斗19之间铰接；在中支承板16上还安装有与钢丝绳9相配合的滑轮12，滑轮12通过滑轮座13固定在中支承板16的中部，由于钢丝绳9的缩短使得中支承板16的上升导致挂钩17与卡子14自动脱开而实现挖粪斗的关闭和提升。在中支承板16上还设置有一个卡子14，在下支承板18上安装有一个与卡子14相配合的挂钩17，从而实现两个挖粪斗19的锁闭和开启状态。
图1 本装置的结构示意图
图2 本装置的俯视图
图3 本装置的左视图
图1-图3中：1：支承底板；2：从动齿轮轴承座；3：卷筒；4：从动齿轮；5：传动齿轮轴承座；6：传动齿轮；7：中心轴；8：摇把；9：钢丝绳； 10：导向柱；11：上支承板；12：滑轮；13：滑轮座；14：卡子；15：连接杆； 16：中支承板；17：挂钩；18：下支承板；19：挖粪斗；20：卷筒轴。
2.安装使用说明
安装：图4是沼气池的剖视图，结合图4详述安装程序，需要使用本装置对沼气池进行出料时，将本装置安置于图4中沼气池池口的正上方，且在池口正上方安装一个空心的立方体支架，将本装置的底板1安装在让上述支架上使得本装置的抓粪斗19的中心线与池口的中心线基本重合即可。
图4 沼气池剖视图
具体使用过程：将支承底板1安装在手推车上，便于运输沼气发酵残渣，自闭式挖粪斗应位于手摇式提升装置的正下方，避免使用过程中因斜拉钢丝绳9而影响使用效果；操作时，用手摇式提升装置打开两个挖粪斗19，只需摇动摇把8使钢丝绳9缩短，使中支承板16上升导致挂钩17与卡子14自动脱开从而打开两个挖粪斗19。并使两个挖粪斗19处于开启状态，用手摇式提升装置将自闭式抓斗放到沼气池中沼气发酵残渣的表面，并继续向下放钢丝绳9，使中支承板16继续向下滑动，直到下支承板18上的挂钩17穿过中支承板16上的孔钩住中支承板16上的卡子14，然后反向摇动摇把8，收回钢丝绳9即可将抓在挖粪斗19中沼气发酵残渣提升到指定的运输工具中，当自闭式挖粪斗与车板接触时，再次摇动摇把8使钢丝绳9缩短，中支承板16上升导致挂钩17就会与卡子14自动脱开，从而自闭式挖粪斗被打开，倒出其中的沼气发酵残渣，这样就完成了一个工作循环。
３．本装置主要优点（如下表）
综上：本装置可以采用轻质钢材制成，造价极低，所生产出来的产品的价格能够为广大农村用户所接受，具有广阔的市场前景，特别适宜于在农村地区大规模推广；本装置使用操作流程极其简单，一个人即可完成庞大的出料工程，并且使用過程中完全采用人力控制不会对环境造成污染。
【参考文献】
［１］张连珠.农村户用沼气池出料管理现状与对策,福建农业，2010（1）.
［２］胡玉军.农作物秸秆沼气池的出料问题，科技创新导报，Science and Technolo
gy Innovation Herald,1994—2012.
【关键词】农村；沼气池；出料；手摇式提升装置；自闭式抓粪斗
0.引言
随着我国沼气科学技术的发展和农村家用沼气的推广，广大农村家庭都兴建了沼气池。农村沼气项目的实施，彻底改变了农村脏、乱、差的生活环境，提高了农民的生活水平，深受广大农村群众的欢迎。然而在沼气池投料启动正常使用一段时间后，为保证沼气微生物有充足的发酵原料并进行正常的新陈代谢，使沼气池产气正常而持久，就需要不断地补充新鲜的发酵原料，更换部分旧料。由于“三结合技术”( 即猪圈、厕所与沼气池相结合)的大力推广 ，使得人畜粪便自动流入沼气池内部，沼气池的进料问题得到了根本解决。但是沼气池的出料管理还存在一些问题，部分沼气池长期只进不出，使得诸如农作物秸秆等发酵过程中难以彻底分解的高纤维素沼渣长期积存在池内，占据了有效发酵容积，甚至堵塞进料口，使新料进不去，造成产气量严重不足，甚至将会导致彻底不产气，于是很多沼气池因沼气废渣液抽不出来而报废。尽管沼气池的使用给人们带来了极大地便利和减少了环境污染，但是，如前所述沼气池需要定期除去池内的沼气发酵残渣。然而现在人们通常是用抽水机将池里面的粪水抽干，然后用绳子系在工人身上将其缓慢放入池内，用铁锹和系有绳子的水桶出去沼气发酵残渣。这种出料方式存在的主要问题是：不仅劳动量大，而且沼气池内严重缺氧，给工人带来生命危险。因此，多年来沼气池出料难问题一直困扰着广大用户以及沼气建设工作者。
针对如何降低人们出料过程的作业强度，提高人工出料的效果，本人提出一种手摇式沼气池出料装置，并就此技术获得专利一项。本专利采用手摇式提升装置和自闭式抓粪斗来实现除去沼气渣目的的，提高出料效果，大大降低工人劳动强度，达到省时、省力、安全的显著成效。
1.手摇式沼气池出料装置的设计原理
沼气池的出料过程中，由于沼渣的稠度很高，同时由于现农村沼气池以户用沼气池为主，其数量多分布广。因此沼气池出料的主要难点是对沼渣的清理，然而考虑到农村经济收入从一定程度上说是不容乐观的，本装置完全不需要附加其他任何耗能装置，采用人力操控即可，所以笔者提出手摇式提升装置和自闭式抓粪斗的设计理念，原理图如图1所示：本装置由手摇式提升装置和自闭式挖粪斗构成，所述的手摇式提升装置由摇把、从动齿轮、传动齿轮、卷筒及缠绕在卷筒上的钢丝绳构成，卷筒和从动齿轮安装在从动齿轮轴承座上，从动齿轮轴承座安装在支承底板上，摇把安装在传动齿轮的中心轴上；所述的自闭式挖粪斗由挖粪斗、上支承板、中支承板、下支承板、连接杆以及导向柱构成，导向柱固定在下支承板上，并穿过中支承板和下支承板，挖粪斗的旋转支点铰接在下支承板的中部，挖粪斗的端部通过连接杆与上支承板连接在一起，在中支承板上还设置有与钢丝绳相配合的滑轮，通过钢丝绳的收缩来实现挖粪斗的关闭和提升。在中支承板上还安装了一个弹簧活动卡子，在下支承板上有一个与卡子相配合的挂钩,将两个挖粪斗自动锁闭或打开。
结合图1—图3详述本装置的原理，本装置所述的手摇式提升装置由摇把8、从动齿轮4、传动齿轮5、卷筒3及缠绕在卷筒上的钢丝绳9构成；卷筒3的中心有一个卷筒轴20，卷筒3通过卷筒轴20安装在从动齿轮轴承座2上，从动齿轮4固定在卷筒轴20上，传动齿轮6安装在中心轴7上，中心轴7安装在传动齿轮轴承座5上，从动齿轮4和传动齿轮6相啮合，传递动力，从动齿轮轴承座2和传动齿轮轴承座5都固定在支承底板1上，摇把8安装在传动齿轮6的中心轴7上；所述的自闭式挖粪斗由抓粪斗19、上支承板11、中支承板16、下支承板18、连接杆15及导向柱10构成，两根导向柱10固定在下支承板18上，并穿过上支承板11和中支承板16，对上支承板11和中支承板16起到固定作用，防止三块支承板发生偏离；挖粪斗19共有两个，并且两个挖粪斗19通过旋转支点铰接在下支承板18的中部，挖粪斗19的端部通过连接杆15与上支承板11连接在一起，并且上支承板11、连接杆15以及挖粪斗19之间铰接；在中支承板16上还安装有与钢丝绳9相配合的滑轮12，滑轮12通过滑轮座13固定在中支承板16的中部，由于钢丝绳9的缩短使得中支承板16的上升导致挂钩17与卡子14自动脱开而实现挖粪斗的关闭和提升。在中支承板16上还设置有一个卡子14，在下支承板18上安装有一个与卡子14相配合的挂钩17，从而实现两个挖粪斗19的锁闭和开启状态。
图1 本装置的结构示意图
图2 本装置的俯视图
图3 本装置的左视图
图1-图3中：1：支承底板；2：从动齿轮轴承座；3：卷筒；4：从动齿轮；5：传动齿轮轴承座；6：传动齿轮；7：中心轴；8：摇把；9：钢丝绳； 10：导向柱；11：上支承板；12：滑轮；13：滑轮座；14：卡子；15：连接杆； 16：中支承板；17：挂钩；18：下支承板；19：挖粪斗；20：卷筒轴。
2.安装使用说明
安装：图4是沼气池的剖视图，结合图4详述安装程序，需要使用本装置对沼气池进行出料时，将本装置安置于图4中沼气池池口的正上方，且在池口正上方安装一个空心的立方体支架，将本装置的底板1安装在让上述支架上使得本装置的抓粪斗19的中心线与池口的中心线基本重合即可。
图4 沼气池剖视图
具体使用过程：将支承底板1安装在手推车上，便于运输沼气发酵残渣，自闭式挖粪斗应位于手摇式提升装置的正下方，避免使用过程中因斜拉钢丝绳9而影响使用效果；操作时，用手摇式提升装置打开两个挖粪斗19，只需摇动摇把8使钢丝绳9缩短，使中支承板16上升导致挂钩17与卡子14自动脱开从而打开两个挖粪斗19。并使两个挖粪斗19处于开启状态，用手摇式提升装置将自闭式抓斗放到沼气池中沼气发酵残渣的表面，并继续向下放钢丝绳9，使中支承板16继续向下滑动，直到下支承板18上的挂钩17穿过中支承板16上的孔钩住中支承板16上的卡子14，然后反向摇动摇把8，收回钢丝绳9即可将抓在挖粪斗19中沼气发酵残渣提升到指定的运输工具中，当自闭式挖粪斗与车板接触时，再次摇动摇把8使钢丝绳9缩短，中支承板16上升导致挂钩17就会与卡子14自动脱开，从而自闭式挖粪斗被打开，倒出其中的沼气发酵残渣，这样就完成了一个工作循环。
３．本装置主要优点（如下表）
综上：本装置可以采用轻质钢材制成，造价极低，所生产出来的产品的价格能够为广大农村用户所接受，具有广阔的市场前景，特别适宜于在农村地区大规模推广；本装置使用操作流程极其简单，一个人即可完成庞大的出料工程，并且使用過程中完全采用人力控制不会对环境造成污染。
【参考文献】
［１］张连珠.农村户用沼气池出料管理现状与对策,福建农业，2010（1）.
［２］胡玉军.农作物秸秆沼气池的出料问题，科技创新导报，Science and Technolo
gy Innovation Herald,1994—2012.