用于下水道或化糞池的防爆除臭裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種用于下水道或化糞池的防爆除臭裝置，包括相隔離的新離子風(fēng)通道、混合倉，該新離子風(fēng)通道通過引射結(jié)構(gòu)伸入到該混合倉內(nèi)，該混合倉設(shè)有連通到下水道或化糞池的排廢氣管道，該混合倉上還設(shè)置有排放處理過氣體的出風(fēng)口。本發(fā)明除臭裝置的等離子氣體對H2S、NH3等臭氣具有高效的去除效果，這個過程將稀釋了的甲烷及處理過的臭氣達標排放，這樣就可保證將化糞池內(nèi)的可燃氣體排除倉外，同時排除的混合氣體不帶有異味。
【專利說明】
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種甲烷（沼氣）和臭氣處理裝置，尤其是指用于下水道或化糞池的防 爆除臭裝置。 用于下水道或化糞池的防爆除臭裝置

【背景技術(shù)】
[0002] 近年來，化糞池及市政窨井內(nèi)由于沼氣（甲烷)積聚，由吸煙、放鞭炮等引起爆炸的 事件時有發(fā)生，不但造成公共設(shè)施的損壞，有的還付出了生命的代價。
[0003] 人畜的糞便、秸桿、污水等各種有機物都會產(chǎn)生沼氣，沼氣的主要成分是甲烷，其 特性與天然氣相似。當(dāng)空氣中沼氣濃度達到8. 6%?20. 8%(按體積計）時，遇到明火就可 以形成爆炸。
[0004] 由于公共廁所的化糞池內(nèi)糞便是定期清掏，存留時間較長，化糞池內(nèi)很容易產(chǎn)生 和積聚沼氣，當(dāng)公廁化糞池內(nèi)的沼氣達到一定濃度，遇到明火或火星就可以形成爆炸，存在 明顯的安全隱患。
[0005] 目前，北京市僅6個城區(qū)就有公共廁所6, 000余座，僅北京市朝陽區(qū)環(huán)境衛(wèi)生服務(wù) 中心管理的公廁就有1，000余座，公共廁所的化糞池一般均設(shè)在路邊便于抽糞的位置，有 些還設(shè)在人流密集的鬧市區(qū)，一旦發(fā)生爆炸，后果不堪設(shè)想。因此，防止公共廁所化糞池沼 氣爆炸，消除其安全隱患是一件應(yīng)該解決，并且是亟待解決的問題。
[0006] 因此，化糞池安全隱患的消除及其技術(shù)的應(yīng)用無疑對城市公共廁所和居民小區(qū)的 管理質(zhì)量和運營安全具有重要的提升作用。
[0007] 1、化糞池安全隱患調(diào)查及結(jié)論 近年來，國內(nèi)化糞池爆炸事故頻繁發(fā)生，以下列舉其中幾個實例： 2007年3月3號，海淀區(qū)寶盛里小區(qū)內(nèi)的露天健身活動中心附近的化糞池發(fā)生爆炸，3 個并排安置的井蓋被頓時炸飛，井蓋炸壞了路邊的出租車，幸無人員傷亡； 2011年武漢珞獅路榮泰小區(qū)附近一化糞池發(fā)生爆炸，2人受傷； 2012年?？谑兴{天路佳裕大廈化糞池爆炸，炸傷兩人； 2013年1月21日，江津雙福新區(qū)津?；▓@小區(qū)，化糞池發(fā)生爆炸，地面共有10個化糞 池井蓋，爆炸中，有5個井蓋被炸飛，個個井蓋都是幾十斤重的水泥井蓋，其中一個井蓋飛 得最遠，飛到了五六米開外的花臺里。一小孩被炸飛死亡； 2014年2月23日，兩名男童在深圳羅湖花園小區(qū)玩耍時，將點燃的鞭炮塞入化糞池中， 引發(fā)池中沼氣發(fā)生爆炸，一名12歲的男童墜入池中當(dāng)場身亡； 春節(jié)期間和高溫的夏天都是此類事件爆炸的高發(fā)期，重慶市永川區(qū)在7年里，就發(fā)生 過6起由沼氣引發(fā)的爆炸事故。
[0008] 2、化糞池沼氣特點及安全隱患分析 化糞池主要結(jié)構(gòu)為三格式化糞池。三格式化糞池是由三個相互連通的密封糞池組成， 糞便由進糞管進入第一池依此順流至第三池。
[0009] 三格式化糞池一般有鋼筋混凝土和磚砌兩種結(jié)構(gòu)，主要由連通管和分成3個相互 連通格室的密封糞池組成。其中，第一池主要起截留糞渣、發(fā)酵和沉淀蟲卵作用；第二池起 繼續(xù)發(fā)酵作用；第三池主要起貯存由第二池溢流的上清液，在每個池上方分別設(shè)有清渣口。 自第三池出糞口流出的上清液已經(jīng)基本上不含寄生蟲卵和病原微生物，可供農(nóng)田直接使用 或直接排入市政管網(wǎng)。
[0010] 化糞池內(nèi)甲燒(俗稱沼氣）主要是由一類包括甲燒桿菌屬（Methanobacterium)，甲 燒球菌屬（Methanococus)和甲燒八疊球菌屬（Methanosarci)的專性厭氧微生物產(chǎn)生，它 們可以利用氫的厭氧氧化獲取能量，以C02為電子受體，終級產(chǎn)物為甲烷和水。在化糞池 中，主要為厭氧反應(yīng)，所以化糞池中普遍存在著甲烷以及其他可燃氣體。
[0011] 產(chǎn)生的甲烷(俗稱沼氣)，由于其比重較輕，便會積聚在化糞池的上部空間，達到一 定濃度，遇到明火或火星便會引起爆炸。
[0012] 甲烷發(fā)生爆炸必須具備三個條件：一定的甲烷濃度，一般在5%-15%之間，最強 烈的爆炸發(fā)生在甲烷濃度為9. 5%左右。其次是甲烷引火溫度，一般甲烷的引燃溫度為 650°C _750°C(見下表)。明火、電氣火花、吸煙甚至撞擊磨擦產(chǎn)生的火花等都可以引燃甲烷。 甲烷濃度不同，引火溫度也有所差異，在濃度6. 58%時最易引燃。第三是氧氣濃度，由實驗 得知，沼氣爆炸界限與氧氣濃度有密切關(guān)系，氧氣濃度增加，爆炸極限范圍擴大，尤其是上 限提高得更快，當(dāng)氧氣濃度降低時，沼氣爆炸下限緩慢增高，上限則迅速下降，氧氣濃度降 低到12%，甲烷混合氣體即失去爆炸性，遇火也不爆炸。
[0013] 另外，化糞池中含有的其他氣體如氨、硫化氫在一定濃度下也會引起爆炸，表中為 各種氣體點燃溫度及爆炸極限。如表一為各種氣體點燃溫度及爆炸極限。 著冬點爆難顧鼠/體鸛％ - 2m 在壑氣|在氧氣 在空氣中 霍氧氣申^' 中 ψ τκ ___ 3Ξκ τ?Γ_Γ Σκ ? 獅 腦 U 4-S 95 一氧 610 ~ 590- 纖 纖 _^_13 5 15 5 60 750 700____ 鐵 6S0 630 · 15 4 50 ;鋪- ft 臟 455 I-? 8.2 2.8 m --Ο _他 220- Λ m ~ 35? 45S、 _ 魏 氨 7m 14 33 I2j6 80
[0014] 化糞池安全隱患原因分析 化糞池爆炸屬于化學(xué)爆炸，其原理是由于甲烷與空氣混合后，甲烷濃度處于爆炸范圍 內(nèi)，遇到明火而發(fā)生激烈的放熱反應(yīng)，產(chǎn)生大量的熱量，氣體受熱膨脹，將井蓋和糞便拋飛 到空中。由此可見，化糞池爆炸必須同時滿足前面提到的甲烷濃度、引火溫度和氧氣濃度三 個條件。
[0015] 如果甲烷積聚在化糞池內(nèi)，且濃度處于在爆炸范圍內(nèi)，那么引火溫度達到650°C以 上時，（劃火柴產(chǎn)生火焰的溫度達到引火溫度以上）甲烷就會發(fā)生爆炸，因此，甲烷的存在是 造成化糞池安全隱患的主要原因。
[0016] 化糞池內(nèi)所含氨、硫化氫比例一般較低，但在引起甲烷爆炸的時候，其又是助燃的 幫兇，其共同作用，有可能使不到爆炸極限濃度的甲烷含量的情況下，在遇到明火時就被引 燃而發(fā)生爆炸，因此，化糞池內(nèi)的氨、硫化氫的存在是造成化糞池安全隱患的原因之一。
[0017] 由于化糞池內(nèi)甲烷、氨、硫化氫氣體的存在和集聚，遇到明火一旦發(fā)生爆炸，后果 不堪設(shè)想，因此，化糞池存在安全隱患是顯而易見的。
[0018] 3、公廁化糞池內(nèi)氣體抽樣調(diào)查及數(shù)據(jù)分析 3. 1抽樣調(diào)查 為了進一步證實公廁化糞池內(nèi)甲烷、氨、硫化氫等氣體的濃度情況，北京無限世佳環(huán) 境技術(shù)公司與北京市京市環(huán)境衛(wèi)生設(shè)計科學(xué)研究所在北京朝陽環(huán)境衛(wèi)生服務(wù)中心三隊的 緊密配合下對朝陽區(qū)78座公共廁所化糞池內(nèi)的氣體，進行了檢測，為保證檢測數(shù)據(jù)有效可 靠，每個公共廁所檢測3次，間隔時間為2-3天取最大值為標準，分析化糞池內(nèi)甲烷氣體的 含量，從而判斷化糞池否存在安全隱患問題。如下為78座化糞池內(nèi)甲烷氣體檢測數(shù)據(jù)統(tǒng)計 匯總表，測量時間：2014年3-4月，見下表： ψμ% m. m, ?π* m 伽uij 1+-發(fā) <個> ?'# C+? fcCS) it ++e齋 fefni t,ci) mm <1· m 25. i4 15 II. §5 11 J6.93 fii ?8- Π li-?l Si 41 If 31 19? 75 36 4￡1S 1? 44, m 霸一 5參 !8 ΓΙ 31. ?9 16 Si 19 5i> 4 5Λ$ 5 ￠.41 5 141 14 5.98 3. 2數(shù)據(jù)分析 從78座化糞池內(nèi)甲烷氣體檢測數(shù)據(jù)統(tǒng)計匯總表內(nèi)數(shù)據(jù)可看出，甲烷監(jiān)測值在大于 50LEL化糞池有5座，甲烷監(jiān)測值在KT50LEL之間的化糞池有54座，甲烷監(jiān)測值大于 10LEL占所測化糞池的比例約75. 64%左右。具體分析結(jié)果如下： 一、 所測化糞池均有不同濃度的甲烷氣體存在； 二、 化糞池內(nèi)甲烷含量受季節(jié)、糞便量和清掏時間等因素影響。
[0019] 1.受氣溫和氣壓影響，溫度越高，甲烷含量越高；氣壓越低，甲烷積聚越高。
[0020] 2.受化糞池內(nèi)糞便量不同的影響，甲烷濃度隨糞便量增加而增加。
[0021] 3.受池內(nèi)液體含量影響，液體含量多的池內(nèi)甲烷濃度較低。
[0022] 4.受化糞池清掏頻率影響，清掏頻率越高，甲烷濃度越低。
[0023] 因此，不同的廁所化糞池，由于檢測時的氣溫、化糞池內(nèi)糞便含量和清掏時間的差 異，甲烷、氨、硫化氫等氣體的濃度均不同，甚至同一座公廁的化糞池，由于檢測時間不同， 檢測三次其檢測結(jié)果也不雷同。也就是同一座化糞池檢測甲烷濃度的最大值不是每次都 有。
[0024] 由于檢測時間在3-4月，天氣不是很熱，氣溫不高，到了夏季，化糞池內(nèi)的甲烷含 量必然會增高。
[0025] 三、安全隱患明顯 所測化糞池內(nèi)氣體，甲烷氣體在10LEL?20 LEL占44. 02%，20LEL?50 LEL (-級 報警，18座）占23. 08%，超過50LEL (二級報警，5座）占6. 41%。
[0026] 通常，相對密閉空間內(nèi)，可燃氣體體積分數(shù)達到20LEL，就必須采取防爆措施，而對 于超過50LEL的地方，就需要及時處理，否則就有發(fā)生爆炸危險的可能。因此，就78座公廁 化糞池檢測結(jié)果而言，可以說安全隱患明顯的廁所占29. 49%，接近總量的三分之一。而且根 據(jù)甲烷產(chǎn)生條件，隨氣溫的增加，池內(nèi)產(chǎn)生甲烷的速率會更快，含量會更多，度預(yù)估會比現(xiàn) 在還要高，化糞池內(nèi)甲烷濃度超標的數(shù)量還會增加。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0027] 有鑒于此，本發(fā)明要解決的技術(shù)問題在于提供一種用于下水道或化糞池的防爆除 臭裝置，對臭氣進行達標凈化后排放。
[0028] 為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣實現(xiàn)的：一種用于下水道或化 糞池的防爆除臭裝置，包括相隔離的新離子風(fēng)通道、混合倉，該新離子風(fēng)通道通過引射結(jié)構(gòu) 伸入到該混合倉內(nèi)，該混合倉通過排廢氣管道連通到下水道或化糞池，該混合倉還設(shè)置有 排放處理過氣體的出風(fēng)口。
[0029] 進一步，所述離子風(fēng)通道內(nèi)設(shè)置有主風(fēng)機和等離子設(shè)備。
[0030] 進一步，所述的引射結(jié)構(gòu)為兩端口徑不同的縮口形，口徑小的一端對應(yīng)所述的混 合倉。
[0031] 進一步，所述靠近混合倉的排廢氣管道上連接有引流風(fēng)機。
[0032] 進一步，所述等離子設(shè)備包括輸出直流電的可控制伺服電源和可控制方波振蕩 器；方波功率放大器分別連接到所述可控制伺服電源和可控制方波振蕩器，用于根據(jù)所述 可控制方波振蕩器輸出的信號并利用所述可控制伺服電源輸出的直流電生成交流方波信 號輸出；模擬器的輸入端串接扼流電感后再串于所述方波功率放大器的兩個輸出點之間， 所述模擬器的輸出端連接離子管，用于將所述方波功率放大器輸出的交流方波信號轉(zhuǎn)換成 正弦波信號輸入到所述離子管。
[0033] 進一步，所述等離子設(shè)備還設(shè)置有自動相位控制單元，自動相位控制單元包括有 依次串聯(lián)連接的整形單元、相位誤差比較器和第一控制適配器；其中，該整形單元的輸入端 連接到所述的模擬器輸出端并接收正弦波信號后，生成同頻同相的方波信號，輸出至所述 的相位誤差比較器，該相位誤差比較器分別接收到方波信號和所述方波功率放大器的輸出 信號進行鑒相處理，生成并輸出誤差信號且輸出到所述第一控制適配器，該第一控制適配 器接收到該誤差信號后轉(zhuǎn)換為對應(yīng)的直流控制電壓，直流控制電壓經(jīng)過高頻抑制處理后作 為所述可控制方波振蕩器的控制電壓，適時調(diào)整可控制方波振蕩器產(chǎn)生的時鐘主頻率，使 相位誤差比較器的輸出幅度趨于0。
[0034] 進一步，其還包括依次串聯(lián)的自動電流控制單元，其包括電流采集轉(zhuǎn)換單元，比較 器超調(diào)控制器以及第二控制適配器；其中，該電流采集轉(zhuǎn)換單元接收所述離子管的正弦電 流，轉(zhuǎn)換成該信號幅度的直流電壓輸出，所述比較器超調(diào)控制器分別接收該直流電壓以及 設(shè)定的基準信號進行比較，輸出誤差信號，并將該誤差信號經(jīng)超調(diào)處理，高頻抑制后變成低 頻控制電壓并輸出，所述第二控制適配器接收到到該低頻控制電壓經(jīng)過轉(zhuǎn)換適配生成可控 制伺服電源能識別的控制信號，并輸出至可控制伺服控制電源。
[0035] 進一步，其還包括能延時啟閉的定時器。
[0036] 進一步，其還包括有感應(yīng)可燃性氣體的傳感器，該傳感器由電流放大器驅(qū)動低阻 值負載構(gòu)成。
[0037] 進一步，在引射結(jié)構(gòu)端部設(shè)有防止逆風(fēng)的止回閥，在所述排廢氣管道上設(shè)有調(diào)節(jié) 排除污染氣體的風(fēng)量的閥體。本發(fā)明達到的技術(shù)效果如下： 1.本發(fā)明用于下水道或化糞池的除臭裝置，排除廢氣不經(jīng)過離子設(shè)備、風(fēng)機等帶電量 大的設(shè)備，而是通過新離子風(fēng)通道和引射結(jié)構(gòu)將廢氣引入到混合倉，因此，該除臭裝置不會 發(fā)生廢氣遇到帶電設(shè)備爆炸的現(xiàn)象，非常安全。
[0038] 2.本發(fā)明采用的等離子裝置，等離子氣體對仏5、冊13等氣體具有高效的去除效果， 這個過程將稀釋了的甲烷及處理過的臭氣達標排放，這樣就可保證將化糞池內(nèi)的可燃氣體 排除混合倉外，同時排出的混合氣體不帶有異味。并且除臭裝置運行10分鐘后，如果傳感 器仍然檢測出有可燃氣體的存在，引流風(fēng)機自動開啟，設(shè)備強制性排除化糞池內(nèi)剩余的可 燃氣體，再運行時間為10分鐘，如此循環(huán)，直至池內(nèi)沒有可燃氣體，之后設(shè)備重新進入待機 狀態(tài)。為確保對化糞池內(nèi)可燃氣體的防爆安全和較長時間不溢出臭氣，除臭裝置還同時設(shè) 定了定時排放功能，即便傳感器沒有檢測到相應(yīng)可燃氣體，在一個小時之后，設(shè)備亦會自行 啟動并運行10分鐘。
[0039] 3.本發(fā)明具有結(jié)構(gòu)緊湊、能耗低、維護成本低、壽命長、使用方便、安全、應(yīng)用范圍 廣等優(yōu)點。可應(yīng)用于城市市政污水管線工程、居民小區(qū)及公共廁所化糞池的防爆除臭，深井 鉆探排氣防爆，產(chǎn)生可燃氣體和異味氣體的垃圾和污水處理廠以及食品、醫(yī)藥和化工車間 等環(huán)境。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0040] 圖1為本發(fā)明用于下水道或化糞池的防爆除臭裝置的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖2為本發(fā)明等離子設(shè)備的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖3為本發(fā)明離子管的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖4為本發(fā)明用于下水道或化糞池的防爆除臭裝置的安裝結(jié)構(gòu)示意圖。

【具體實施方式】
[0041] 如圖1所示，為本發(fā)明用于下水道或化糞池的防爆除臭裝置結(jié)構(gòu)，包括新離子風(fēng) 通道111、混合倉112,該新離子風(fēng)通道111通過引射結(jié)構(gòu)16伸入到該混合倉112內(nèi)，該混 合倉112設(shè)有連通到下水道或化糞池的排廢氣管道113。該混合倉112上還設(shè)置有排放處 理過氣體的出風(fēng)口 110。該離子風(fēng)通道111內(nèi)設(shè)置有主風(fēng)機13和等離子設(shè)備14。引射結(jié) 構(gòu)16為兩端口徑不同的縮口形，口徑小的一端對應(yīng)混合倉112,在引射結(jié)構(gòu)16端部設(shè)有防 止風(fēng)逆流的止回閥15。工作時，主風(fēng)機3將新風(fēng)由進風(fēng)口 19送入等離子設(shè)備14中產(chǎn)出等 離子風(fēng)，同時將等離子風(fēng)吹入引射結(jié)構(gòu)116,在引射結(jié)構(gòu)116縮口形狀的阻力下產(chǎn)生高壓等 離子氣體。在負壓的氣流組織結(jié)構(gòu)作用下，該高壓等離子氣體將廢氣由廢氣口 18通過引入 混合倉112內(nèi)，此時，等離子氣體對排放臭氣進行除味處理，可對V0C，H2S，NH 3具有高效的 分解效率，使排放的氣體無臭味。
[0042] 在靠近混合倉112的排廢氣管道113上連接有引流風(fēng)機17,該引流風(fēng)機17為防爆 風(fēng)機，為確保引流可燃氣體的安全流量，在必要時會開啟，幫助主風(fēng)機13引流可燃氣體。在 所述排廢氣管道上設(shè)有調(diào)節(jié)排除污染氣體的風(fēng)量的閥體12,該閥體為球閥。
[0043] 本發(fā)明的防爆除臭裝置還包括有程序控制系統(tǒng)11，程序控制系統(tǒng)11包括傳感器 模塊和中央內(nèi)控制器和控制及遠程控制界面、可控制開關(guān)電源，傳感器模塊采用電流放大 器驅(qū)動低阻值負載以獲得較強的抗干擾性能，實現(xiàn)遠距離傳輸及在惡劣的電磁環(huán)境下可靠 地工作。
[0044] 所述中央內(nèi)控制器是在開源的嵌入式單片機中實現(xiàn)再開發(fā)以完成系統(tǒng)設(shè)備功能。 其中，中央處理器的控制邏輯有兩個版本。
[0045] 普通版：不使用傳感器進行檢測，在電路中設(shè)置傳感器失效，系統(tǒng)僅運行自動循環(huán) 延時工作功能。主要用于移動公廁或者小型公廁的化糞池。
[0046] 普通版內(nèi)置兩種固定的定時控制程序，通過控制界面的程序選擇開關(guān)選擇： 程序1 :延時間間隔1小時，工作時間10分鐘。
[0047] 程序2 :延時間間隔2小時，工作時間20分鐘。
[0048] 加強版：使用高低位傳感器進行階梯控制。系統(tǒng)可應(yīng)用于大型公共側(cè)所化糞池，城 市污水管道和深井鉆探的排氣防爆，產(chǎn)生可燃氣體的化工車間。更改傳感器類型還可兼容 更多應(yīng)用領(lǐng)域，本系統(tǒng)定位為市政設(shè)施和工業(yè)專用防爆除臭及空氣凈化系統(tǒng)。
[0049] 加強版的中央處理器的控制邏輯具有： 1、延時功能 內(nèi)置兩種定時控制程序(延時時間和工作時間可調(diào))，通過控制界面的程序選擇開關(guān)選 擇。
[0050] 程序1 :延時間間隔1小時，工作時間10分鐘。
[0051] 程序2 :延時間間隔2小時，工作時間20分鐘。
[0052] 也可以在安裝定時器實現(xiàn)定時排放功能。
[0053] 2、傳感器控制界面 本系統(tǒng)傳感器分為高位傳感器和低位傳感器(相對值)。高位傳感器對可燃氣體的敏感 度較低，需要一定濃度的可燃氣體才能讓其放大器產(chǎn)生觸發(fā)門限值的絕對值水平。低位傳 感器對可燃氣體的敏感度較高，只要被測氣體中含有可燃氣體即可讓其放大器產(chǎn)生觸發(fā)門 限的絕對值水平。
[0054] 每一種傳感器都采用冗余設(shè)計，都有兩個"或"關(guān)系的傳感器同時工作，提高系統(tǒng) 可靠性。
[0055] 3、傳感器控制邏輯 當(dāng)?shù)臀粋鞲衅鳈z測到可燃氣體時，立即啟動總線輸出觸發(fā)各種輸出同時工作。工作時 間為低位傳感器自動復(fù)位后加權(quán)30分鐘，其后按照延時功能繼續(xù)循環(huán)工作。
[0056] 當(dāng)高位傳感器檢測到稍高濃度的可燃氣體時，立即啟動總線輸出觸發(fā)各種輸出同 時工作，并鎖定其它功能。需手動操作控制面板中的復(fù)位/運行功能方可解除；解除條件包 括高位傳感器的絕對值已回落到正常水平，被解除后按延時功能正常工作。
[0057] 4、各控制器加權(quán)優(yōu)先級 第一級優(yōu)先：高位傳感器觸發(fā)。
[0058] 第二級優(yōu)先：低位傳感器觸發(fā)。
[0059] 第三級優(yōu)先：延時觸發(fā)。
[0060] 5、信號指示界面 1.等離子設(shè)備狀態(tài)指示： 單獨的每臺等離子設(shè)備使用一顆雙色指示燈：當(dāng)顯示綠燈時：表示等離子除臭設(shè)備已 獲得工作電源，但離子管沒有接入電路；當(dāng)顯示紅色時：表示離子管正在輸出等離子體。
[0061] 2.中央控制器輸出邏輯指示燈： 延時指示燈：當(dāng)系統(tǒng)待機正處于延時狀態(tài)時，此燈按1秒1次的頻率閃爍；當(dāng)系統(tǒng)待機 結(jié)束，處于工作狀態(tài)時，此燈常亮。
[0062] 工作指示燈：為一顆雙色指示燈，當(dāng)延時系統(tǒng)觸發(fā)工作時，此燈指示綠色；當(dāng)傳感 器觸發(fā)系統(tǒng)工作時，此燈指示為紅色。
[0063] 報警指示燈：為一顆單色指示燈，平時不亮：當(dāng)高位傳感器觸發(fā)工作時，此燈點 殼。
[0064] 本發(fā)明提供狀態(tài)指示及報警復(fù)位、程序選擇功能。遠程控制是實現(xiàn)與控制界面冗 余的遠端控制，為實現(xiàn)遠程傳輸，采用硬件編輯碼及電流放大。
[0065] 如圖2所示，為本發(fā)明大風(fēng)量低壓高效等離子設(shè)備14,其包括：可控制伺服電源1， 用于輸出直流電；方波功率放大器4,分別連接到所述可控制伺服電源1和所述可控制方波 振蕩器2,用于根據(jù)可控制方波振蕩器2輸出的信號并利用所述可控制伺服電源1輸出的直 流電生成交流方波信號輸出；模擬器6,模擬器6的輸入端串接一扼流電感5后再串于所述 方波功率放大器4的兩個輸出點之間，模擬器6的輸出端接離子管9,用于將方波功率放大 器4輸出的交流方波信號轉(zhuǎn)換成正弦波信號輸入到離子管9。
[0066] 為了控制壓控振蕩器的輸出頻率，以使驅(qū)動回路的時鐘始終工作于諧振升壓的諧 振頻率點，在模擬器6和可控制振蕩器2之間其還設(shè)置有自動相位控制單元7,自動相位控 制單元7包括有依次串聯(lián)連接的整形單元71、相位誤差比較器72和第一控制適配器73 ;其 中，該整形單元71可為過零比較器，其輸入端連接到模擬器6輸出端并接收正弦波信號后， 生成同頻同相的方波信號，輸出至相位誤差比較器72,該相位誤差比較器72分別接收到方 波信號和方波功率放大器4的輸出信號進行鑒相處理。相位誤差比較器72,需要輸入兩路 信號，一路是經(jīng)過整形單元71產(chǎn)生的方波信號，一路是方波功率放大器4的輸出信號。將 這兩路信號在相位誤差比較器72中進行90度鑒相處理。輸出誤差信號。其邏輯狀態(tài)是： 如果兩路信號相位相差90度，輸出誤差信號為0,如果過零比較器的輸出信號滯后驅(qū)動信 號0~90度，輸出誤差信號大于0 (信號大小取決于滯后相位角)，如果過零比較器的輸出信 號超前驅(qū)動信號90~180度，輸出誤差信號小于0 (信號大小取決于滯后相位角）。表達輸出 信號大小的信號狀態(tài)是一組正負脈沖對，當(dāng)?shù)扔讴枙r，正負脈沖對的時間相等，當(dāng)大于〇時， 正脈沖比負脈沖的持續(xù)時間長，當(dāng)小于0時，正脈沖比負脈沖的持續(xù)時間短。
[0067] 相位誤差比較器72生成并輸出誤差信號且輸出到第一控制適配器73,該第一控 制適配器73接收到該誤差信號后轉(zhuǎn)換為對應(yīng)的直流控制電壓，直流控制電壓經(jīng)過高頻抑 制處理后作為所述可控制方波振蕩器2的控制電壓，適時調(diào)整可控制方波振蕩器2產(chǎn)生的 時鐘主頻率，使相位誤差比較器72的輸出幅度趨于0。自動相位控制單元為一個相位反 饋控制器，通過實時調(diào)整始終使可控制方波振蕩器2產(chǎn)生的時鐘與一次升壓的諧振頻率相 等。使相位誤差比較器的輸出幅度趨于〇,達到電路穩(wěn)定狀態(tài)。
[0068] 另外，為了控制方波功率放大器4的輸出幅度，以使主回路產(chǎn)生的功率方波信號 幅度得到控制，進而控制傳送給黑箱的能量，達到控制離子管9電流的目的(離子管9是以 "齊納"方式工作)。通過采用控制電流的方式穩(wěn)定離子管9的工作狀態(tài)，離子管9輸出等離 子的量與電壓和電流的乘積成正比。由于外界環(huán)境和離子管9參數(shù)的不一致性對工作電流 的影響也遠大于對工作電壓的影響。如圖1所示，本發(fā)明離子設(shè)備在模擬器和可控制伺服 控制電源1之間還設(shè)有自動電流控制單元進行電流控制，該自動電流控制單元的輸入信號 是離子管9電流信號，輸出信號是可控制伺服電源1的輸出電壓?？煽刂扑欧娫?的輸 出電壓與方波功率放大器4的幅度成正比，同時也就控制了方波輸出電壓；自動電流控制 回路也提供了外部控制端口，輸入預(yù)先已設(shè)定的基準信號，通過調(diào)節(jié)該端口的基準信號參 數(shù)以達到控制整個設(shè)備的輸出幅度。
[0069]自動電流控制單元，包括電流采集轉(zhuǎn)換單元74,比較器超調(diào)控制器75以及第二控 制適配器76 ;其中，該電流采集轉(zhuǎn)換單元74接收離子管9的正弦電流，轉(zhuǎn)換成該信號幅度 的直流電壓輸出，電流采集轉(zhuǎn)換單元74是一個常規(guī)的采集轉(zhuǎn)換電路，在此不再詳述。比較 器超調(diào)控制器75分別接收該直流電壓以及設(shè)定的基準信號進行比較，輸出誤差信號，并將 該誤差信號經(jīng)超調(diào)處理，高頻抑制后變成低頻控制電壓并輸出，第二控制適配器76接收到 該低頻控制電壓經(jīng)過轉(zhuǎn)換適配生成可控制伺服電源1能識別的控制信號，并輸出至可控制 伺服控制電源1。
[0070] 如圖3所示，為本發(fā)明離子管9的結(jié)構(gòu)示意圖，在本實施例中，離子管99包括一玻 璃管制成的放電介質(zhì)，該玻璃管95為Si02玻璃管，其厚度為0. 6~lmm，玻璃管95的一端封 堵。在玻璃管95的內(nèi)、外壁均安裝金屬電極，一為陽極93, 一為陰極94。優(yōu)先地，陽極93設(shè) 置在玻璃管95的內(nèi)側(cè)，陰極94設(shè)置在玻璃管95外側(cè)并接地，這樣外側(cè)的陰極94不帶電， 可以保證安全性。陽極93可以由0. 15~0. 5mm厚度的純錯板材，錯位打滿直徑為1. 5~3. 0mm 的孔并卷成和玻璃管95內(nèi)壁相同直徑的圓筒安裝于玻璃管95內(nèi)制成，也可以采用真空鍍 膜等工藝為玻璃管95內(nèi)壁均勻鍍上0. 05、. 2mm厚度的金屬鎳制成，還可以采用厚度為 0.05~0. 10_的純鋁箔卷成和玻璃管內(nèi)壁直徑相同的圓筒安裝于玻璃管內(nèi)制成。陰極94可 以由不銹鋼絲織成不銹鋼絲網(wǎng)，并卷成與玻璃管外徑相同圓筒制成，其內(nèi)表面要與玻璃管 95外表面充分接觸。玻璃管95未封堵的一端通過管座92密封，玻璃管95內(nèi)抽真空后充上 氦氣或氮氣等惰性氣體。陽極93穿過管座92引出陽極接線端子1。
[0071] 通過對可燃氣體產(chǎn)生原因和可燃氣體濃度大小變化規(guī)律的研究，下水道或化糞池 內(nèi)的可燃氣體濃度是具有非常復(fù)雜的變化規(guī)律的，所以為了確保對化糞池防爆措施的有效 性，設(shè)備傳感器設(shè)定為：檢測到可燃氣體，立即運行。
[0072] 如圖4所示，本實施例以池內(nèi)部結(jié)構(gòu)為標準三格結(jié)構(gòu)的化糞池為例進行說明，化 糞池防爆除臭原理即在三格化糞池的各格空間上部設(shè)置吸氣管，吸氣管通過排氣管22與 防爆除臭裝置連接，防爆裝置安裝于殼體20內(nèi)，防爆除臭裝置根據(jù)化糞池內(nèi)甲烷傳感器發(fā) 出的指令控制防爆除臭裝置的啟閉，從而控制化糞池內(nèi)的甲烷濃度保持在安全范圍內(nèi)。
[0073] 因化糞池內(nèi)存在硫化氫氣體，其在0. 136?4. 6PPM的硫化氫，就能產(chǎn)生刺激性氣 味，所以大部分廁所的化糞池，周圍臭味嚴重，對化糞池采取安全措施的同時必須考慮除臭 問題。
[0074] 當(dāng)可燃氣體及其他臭氣經(jīng)管道進過傳感器時，傳感器檢測到池內(nèi)含有甲烷或沼氣 氣體時指令中央內(nèi)控制器使設(shè)備從待機狀態(tài)轉(zhuǎn)換成開機狀態(tài)，此時等離子除臭設(shè)備，主風(fēng) 機13同時開啟。通過引射結(jié)構(gòu)16的負壓氣流組織結(jié)構(gòu)，主風(fēng)機13可將化糞池內(nèi)氣體抽到 混合倉112,與主風(fēng)機1吹過的等離子風(fēng)混合(主風(fēng)量：引流風(fēng)量=10:1)，由于等離子氣體對 H2S、NH3具有高效的去除效果，這個過程將稀釋了的甲烷及處理過的臭氣達標排放，這樣就 可保證將化糞池內(nèi)的可燃氣體排除倉外，同時通過排風(fēng)口 21排除的混合氣體不帶有異味。 設(shè)備運行10分鐘后，如果傳感器仍然檢測出有可燃氣體的存在，引流風(fēng)機17自動開啟，設(shè) 備強制性排除化糞池內(nèi)剩余的可燃氣體，再運行時間為10分鐘(時間設(shè)定)，如此循環(huán)，直至 池內(nèi)沒有可燃氣體，之后設(shè)備重新進入待機狀態(tài)。
[0075] 為確保對化糞池內(nèi)可燃氣體的防爆安全和較長時間不溢出臭氣，設(shè)備同時設(shè)定了 定時排放功能，即即便傳感器沒有檢測到相應(yīng)可燃氣體，在一個小時之后，設(shè)備亦會自行啟 動并運行10分鐘。
[0076] 如設(shè)備出現(xiàn)功能異常，或者停電等情況，設(shè)備開啟備用電源，并啟動報警信號。
[0077] 本實施例，本發(fā)明的以化糞池防爆除臭裝置為例，應(yīng)用效果評價如下： ⑴化糞池防爆除臭裝置檢測 化糞池防爆除臭裝置在2014年4月7日，對朝陽區(qū)朝陽公園將軍林的移動廁所化糞池 防爆除臭裝置的效果，進行了對比檢測。
[0078] 設(shè)備運行停止一周后于4月7日上午9 :00開始每1小時檢測一次化糞池內(nèi)氣體 濃度檢測結(jié)果見表4。
[0079] 4月8日化糞池防爆除臭裝置啟動后，9:00開始，每隔一小時檢測化糞池內(nèi)氣體濃 度。
[0080] 檢測結(jié)果見表。 篇麻名春 騸_公園#軍林移參肩ji #_址__細東Π , 7和_ 結(jié)構(gòu)奚型 三格式北彝池 __棰囊記5_ B期 4月7 0 4月gia 睛網(wǎng) 15 Ilj 01 UL US II S 02 LEL __cm# (Μ? 《》 ci) CM? mm (i> 《i) g：pp 46 3 1S.1 m 4p 2 15,8 51 IfcW 45 6 14.8 63 1 2 1C. P 1 11:關(guān) 4? 8 MJ 6S 2 P IP. P C 11： Pi 48 8 14,8 63 1 3 20,9 0 13： W 51 6 H.l 76 9 2 29,9 7. 14; 00 41 6 14.7 19 0 1 2i. 5 2 15： PC 47 i 14,1 19 § 3 1C. 9 1 16: ￠0 47 6 14,1 fifl g 1 IP. g I ll：lfl 47 S MJ S3 P 1 2i. 9 0 18: ￠0 47 I 6 I 14J I 6S I g I 1 I 2_,g I 0
[0081] i,2 i檢測結(jié)果分析 由上表可看出，4月7日，從9 :00-18:00所測結(jié)果化糞池內(nèi)甲烷體積分數(shù)在60-79 LEL之間，H2S濃度在47-50ppm之間，NH3濃度在3-8ppm，02含量為14. 8%左右。
[0082] 4月8日，設(shè)備啟動后，化糞池內(nèi)甲烷含量、H2S、NH3&度很快下降，0 2含量則上升 到21. 9%。說明安裝化糞池防爆除臭裝置后，在降低化糞池甲烷含量方面效果明顯。
[0083] 4. 4化糞池防爆除臭裝置應(yīng)用效果評價結(jié)論： 1.安裝化糞池防爆除臭裝置后，在降低化糞池甲烷含量方面效果明顯，是消除化糞池 安全隱患的有效方法。
[0084] 2.從化糞池內(nèi)污染氣體可看出化糞池內(nèi)除甲烷外，H2S和NH3的含量也不低，化糞 池內(nèi)H 2S和NH3外溢造成周邊臭味污染。造成化糞池內(nèi)微負壓是解決該問題的有效方法。
[0085] 安裝化糞池防爆除臭裝置，在解決化糞池的安全隱患的使化糞池內(nèi)形成微負壓， 可同時解決臭味溢出污染周邊的問題。
[〇〇86] 以上所述，僅為本發(fā)明的較佳實施例而已，并非用于限定本發(fā)明的保護范圍。
【權(quán)利要求】
1. 一種用于下水道或化糞池的防爆除臭裝置，其特征在于，包括相隔離的新離子風(fēng)通 道、混合倉，該新離子風(fēng)通道通過引射結(jié)構(gòu)伸入到該混合倉內(nèi)，該混合倉通過排廢氣管道連 通到下水道或化糞池，該混合倉還設(shè)置有排放處理過氣體的出風(fēng)口。
2. 如權(quán)利要求1所述的用于下水道或化糞池的防爆除臭裝置，其特征在于，所述離子 風(fēng)通道內(nèi)設(shè)置有主風(fēng)機和等離子設(shè)備。
3. 如權(quán)利要求1所述的用于下水道或化糞池的防爆除臭裝置，其特征在于，所述的引 射結(jié)構(gòu)為兩端口徑不同的縮口形，口徑小的一端對應(yīng)所述的混合倉。
4. 如權(quán)利要求1所述的用于下水道或化糞池的防爆除臭裝置，其特征在于，所述靠近 混合倉的排廢氣管道上連接有引流風(fēng)機。
5. 如權(quán)利要求2所述的用于下水道或化糞池的防爆除臭裝置，其特征在于，所述等離 子設(shè)備包括輸出直流電的可控制伺服電源和可控制方波振蕩器；方波功率放大器分別連 接到所述可控制伺服電源和可控制方波振蕩器，用于根據(jù)所述可控制方波振蕩器輸出的信 號并利用所述可控制伺服電源輸出的直流電生成交流方波信號輸出；模擬器的輸入端串 接扼流電感后再串于所述方波功率放大器的兩個輸出點之間，所述模擬器的輸出端連接離 子管，用于將所述方波功率放大器輸出的交流方波信號轉(zhuǎn)換成正弦波信號輸入到所述離子 管。
6. 如權(quán)利要求5所述的用于下水道或化糞池的防爆除臭裝置，其特征在于，所述等離 子設(shè)備還設(shè)置有自動相位控制單元，自動相位控制單元包括有依次串聯(lián)連接的整形單元、 相位誤差比較器和第一控制適配器；其中，該整形單元的輸入端連接到所述的模擬器輸出 端并接收正弦波信號后，生成同頻同相的方波信號，輸出至所述的相位誤差比較器，該相位 誤差比較器分別接收到方波信號和所述方波功率放大器的輸出信號進行鑒相處理，生成并 輸出誤差信號且輸出到所述第一控制適配器，該第一控制適配器接收到該誤差信號后轉(zhuǎn)換 為對應(yīng)的直流控制電壓，直流控制電壓經(jīng)過高頻抑制處理后作為所述可控制方波振蕩器的 控制電壓，適時調(diào)整可控制方波振蕩器產(chǎn)生的時鐘主頻率，使相位誤差比較器的輸出幅度 趨于0。
7. 如權(quán)利要求5或6所述的用于下水道或化糞池的防爆除臭裝置，其特征在于，其還 包括依次串聯(lián)的自動電流控制單元，其包括電流采集轉(zhuǎn)換單元，比較器超調(diào)控制器以及第 二控制適配器；其中，該電流采集轉(zhuǎn)換單元接收所述離子管的正弦電流，轉(zhuǎn)換成該信號幅度 的直流電壓輸出，所述比較器超調(diào)控制器分別接收該直流電壓以及設(shè)定的基準信號進行比 較，輸出誤差信號，并將該誤差信號經(jīng)超調(diào)處理，高頻抑制后變成低頻控制電壓并輸出，所 述第二控制適配器接收到到該低頻控制電壓經(jīng)過轉(zhuǎn)換適配生成可控制伺服電源能識別的 控制信號，并輸出至可控制伺服控制電源。
8. 如權(quán)利要求1所述的用于下水道或化糞池的防爆除臭裝置，其特征在于，其還包括 能延時啟閉的定時器。
9. 如權(quán)利要求1所述的用于下水道或化糞池的防爆除臭裝置，其特征在于，其還包括 有感應(yīng)可燃性氣體的傳感器，該傳感器由電流放大器驅(qū)動低阻值負載構(gòu)成。
10. 如權(quán)利要求9所述的用于下水道或化糞池的防爆除臭裝置，其特征在于，在引射 結(jié)構(gòu)端部設(shè)有防止逆風(fēng)的止回閥，在所述排廢氣管道上設(shè)有調(diào)節(jié)排除污染氣體的風(fēng)量的閥 體。
【文檔編號】C02F11/04GK104110064SQ201410340826
【公開日】2014年10月22日 申請日期:2014年7月17日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月17日
【發(fā)明者】鄒曄, 張彥斌, 李勇剛, 崔健, 張付剛 申請人:北京無限世佳環(huán)境技術(shù)有限公司