一种垃圾填埋场沼气收集管道结构及沼气收集方法与流程

1.本发明涉及沼气收集技术领域，具体涉及一种垃圾填埋场沼气收集管道结构及沼气收集方法。


背景技术：

2.垃圾填埋场是采用卫生填埋方式下的垃圾集中堆放场地，垃圾卫生填埋场因为成本低、卫生程度好在国内被广泛应用。被填埋的垃圾随着降解的进行会产生大量的沼气，为了降低污染和提高能源利用，这些沼气都需要进行回收处理。
3.目前，填埋堆内需要埋设大量的收集管道，这些收集管道长时间布设在填埋堆中，由于填埋堆内部环境复杂，为一个潮湿的腐蚀环境，管道长时间埋设在内部容易被腐蚀、变形以及堵塞，故目的的管道布设结构显然存在诸多的问题；另外，由于土工膜只是覆盖在填埋堆的表面，这样在平时使用时，覆盖膜表面容易松动，填埋堆内部产生的气体会跑出至外界，污染环境，使得周边环境恶臭度提升，所以一般需要在土工膜外部设置固定结构，使得整体结构更加的复杂。


技术实现要素：

4.本发明所要解决的技术问题是一种垃圾填埋场沼气收集管道结构及沼气收集方法，将传统的内置管道结构设置在土工膜的外部，利用布设在土工膜外部的管道结构作为土工膜的稳定使用，同时外置的管道结构还能有效增加管道的使用寿命，减少填埋堆对管道的寿命影响。
5.本发明是通过以下技术方案来实现的：一种垃圾填埋场沼气收集管道结构及沼气收集方法，包括填埋在垃圾填埋场中的填埋堆，填埋堆上覆盖一层土工膜，在土工膜的顶部覆盖一层沼气收集网用于覆盖下压填埋堆；
6.所述沼气收集网由外环、中间环以及内环组成，外环、中间环以及内环自外向内排布并由连接管互相连接形成一个呈半球状的织网结构覆盖在填埋堆的顶部；
7.连接管内均设置有一具有弹性的收集管，连接管在中间环以及内环的交接位置形成有一折弯凸部，折弯凸部穿过土工膜伸入至填埋堆中，外环的一侧设置有充气组件，外环内设置有一个充气腔，充气腔均与各连接管连接导通，通过充气组件对充气腔充气使得具有弹性的收集管穿过折弯凸部并插入至填埋堆中，通过排出连接管内的气体使得具有弹性的收集管回缩进入到连接管内；
8.内环的顶部中间位置设置有一中心管，中心管与各连接管之间通过硬质的固定管连接导通，中心管通过一抽气管连接外部的抽气泵将填埋堆中的沼气抽离并收集。
9.作为优选的技术方案，所述连接管包括第一连接管与第二连接管，第一连接管长度大于第二连接管的长度，第一连接管分别连接外环、中间环以及内环，第二连接管连接外环与中间环，第一连接管在内环的位置形成第一折弯凸部，第一折弯凸部穿过内环并位于内环的下端面，第二连接管在中间环的位置形成第二折弯凸部，第二折弯凸部穿过中间环
并位于中间环的下端面。
10.作为优选的技术方案，具有弹性的收集管采用中空的弹性金属管，其上端设置有一个以上的收集孔，第一连接管与第二连接管内均设置有一个活动腔，收集管上靠近外环的位置均设置有一密封活塞，由密封活塞密封活动腔，活动腔在折弯凸部的位置均形成一个弧形过渡腔，具有弹性的收集管穿过弧形过渡腔并伸出至外部，第一连接管与第二连接管在折弯凸部位置内部设置为导气对接结构，当密封活塞运动至导气对接结构位置时，通过导气对接结构将收集管与中心管连接导通。
11.作为优选的技术方案，所述导气对接结构包括设置在活动腔内的限位挡环，限位挡环内部中空并通过导气通道与布设在连接管内的中空腔对接导通，中空腔与固定管对接导通，限位挡环上相对密封活塞一面设置有一根以上的导气插针，密封活塞上正对导气插针的位置设置有导气插孔，当密封活塞运动至限位挡环位置时，导气插针插入至导气插孔内，密封活塞具有一个中空的导气腔，导气腔通过导气插针与中空腔连接导通，密封活塞内的导气腔与收集管连接导通。
12.作为优选的技术方案，所述密封活塞与活动腔顶面之间均固定设置有一连接弹簧，连接弹簧一端与活动腔顶面固定焊接，另一端与密封活塞固定粘接。
13.作为优选的技术方案，所述导气插孔外侧端呈喇叭开口状，导气插孔内壁设置有多个o型密封圈。
14.作为优选的技术方案，所述充气组件包括固定连接在外环上的充气管，充气管一端连接充气延伸管，充气延伸管上安装有电磁阀，充气延伸管外部连接充气泵，通过人工控制充气泵工作并对各连接管内部充入气体来推动密封活塞。
15.一种沼气收集方法，具体包括以下步骤：
16.步骤一、对填埋堆铺设一层土工膜，根据土工膜的幅度大小，设置沼气收集网的弧形大小；
17.步骤二、将连接管上的折弯凸部穿过土工膜并伸入至填埋堆中；
18.步骤三、利用充气泵充入气体来顶出具有弹性的收集管，使得收集管完全深入至填埋堆中；
19.步骤四、打开抽气泵，利用收集管抽取沼气，沼气进入到中心管，再由中心管排出收集。
20.本发明的有益效果是：本发明将传统的管道结构布设在土工膜的外部，取消传统内置的管道布设结构，这样即可利用外置的管道结构覆盖在土工膜外部，作为土工膜的稳定使用，同时这种外置管道结构受填埋堆的影响减少，增加整个管道结构的使用寿命。
附图说明
21.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。
22.图1为本发明的整体结构示意图；
23.图2为本发明的沼气收集网的俯视图；
24.图3为本发明的第一连接管的内部结构示意图；
25.图4为图3中a处的局部放大图；
26.图5为图3中b处的局部放大图。
具体实施方式
27.本说明书中公开的所有特征，或公开的所有方法或过程中的步骤，除了互相排斥的特征和/或步骤以外，均可以以任何方式组合。
28.本说明书(包括任何附加权利要求、摘要和附图)中公开的任一特征，除非特别叙述，均可被其他等效或具有类似目的的替代特征加以替换。即，除非特别叙述，每个特征只是一系列等效或类似特征中的一个例子而已。
29.在本发明的描述中，需要理解的是，术语“一端”、“另一端”、“外侧”、“上”、“内侧”、“水平”、“同轴”、“中央”、“端部”、“长度”、“外端”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
30.此外，在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
31.本发明使用的例如“上”、“上方”、“下”、“下方”等表示空间相对位置的术语是出于便于说明的目的来描述如附图中所示的一个单元或特征相对于另一个单元或特征的关系。空间相对位置的术语可以旨在包括设备在使用或工作中除了图中所示方位以外的不同方位。例如，如果将图中的设备翻转，则被描述为位于其他单元或特征“下方”或“之下”的单元将位于其他单元或特征“上方”。因此，示例性术语“下方”可以囊括上方和下方这两种方位。设备可以以其他方式被定向(旋转90度或其他朝向)，并相应地解释本文使用的与空间相关的描述语
32.在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“套接”、“连接”、“贯穿”、“插接”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
33.如图1-图3所示，本发明的一种垃圾填埋场沼气收集管道结构及沼气收集方法，包括填埋在垃圾填埋场中的填埋堆8，填埋堆8上覆盖一层土工膜1，在土工膜1的顶部覆盖一层沼气收集网3用于覆盖下压填埋堆8；
34.沼气收集网3由外环31、中间环32以及内环33组成，外环31、中间环32以及内环33自外向内排布并由连接管互相连接形成一个呈半球状的织网结构覆盖在填埋堆8的顶部；
35.连接管内均设置有一具有弹性的收集管，连接管在中间环32以及内环33的交接位置形成有一折弯凸部，折弯凸部穿过土工膜1伸入至填埋堆8中，外环31的一侧设置有充气组件，外环31内设置有一个充气腔38，充气腔38均与各连接管连接导通，通过充气组件对充气腔38充气使得具有弹性的收集管18穿过折弯凸部并插入至填埋堆8中，通过排出连接管内的气体使得具有弹性的收集管18回缩进入到连接管内；
36.内环33的顶部中间位置设置有一中心管10，中心管10与各连接管之间通过硬质的
固定管36连接导通，中心管10通过一抽气管5连接外部的抽气泵9将填埋堆8中的沼气抽离并收集。
37.本实施例中，连接管包括第一连接管37与第二连接管35，第一连接管37长度大于第二连接管35的长度，第一连接管37分别连接外环31、中间环32以及内环33，第二连接管35连接外环31与中间环32，第一连接管37在内环33的位置形成第一折弯凸部4，第一折弯凸部4穿过内环33并位于内环33的下端面，第二连接管35在中间环的位置形成第二折弯凸部6，第二折弯凸部6穿过中间环32并位于中间环32的下端面。
38.其中，具有弹性的收集管18采用中空的弹性金属管，其上端设置有一个以上的收集孔17，第一连接管37与第二连接管35内均设置有一个活动腔23，收集管18上靠近外环31的位置均设置有一密封活塞16，由密封活塞16密封活动腔，活动腔23在折弯凸部的位置均形成一个弧形过渡腔，具有弹性的收集管穿过弧形过渡腔并伸出至外部，第一连接管37与第二连接管35在折弯凸部位置内部设置为导气对接结构，当密封活塞16运动至导气对接结构位置时，通过导气对接结构将收集管与中心管连接导通。
39.如图4所示，导气对接结构包括设置在活动腔内的限位挡环19，限位挡环19内部中空并通过导气通道21与布设在连接管内的中空腔22对接导通，中空腔22与固定管36对接导通，限位挡环19上相对密封活塞16一面设置有一根以上的导气插针24，密封活塞16上正对导气插针24的位置设置有导气插孔162，当密封活塞16运动至限位挡环位置时，导气插针24插入至导气插孔162内，密封活塞16具有一个中空的导气腔161，导气腔161通过导气插针24与中空腔22连接导通，密封活塞16内的导气腔161与收集管18连接导通。
40.如图5所示，密封活塞16与活动腔23顶面之间均固定设置有一连接弹簧15，连接弹簧15一端与活动腔23顶面固定焊接，另一端与密封活塞16固定粘接。
41.其中，导气插孔162外侧端呈喇叭开口状，导气插孔162内壁设置有多个0型密封圈，通过喇叭开口的结构使得导气插针能够顺利插入至导气插孔162内，利用0型密封圈实现对接后的密封。
42.其中，充气组件包括固定连接在外环31上的充气管13，充气管13一端连接充气延伸管11，充气延伸管11上安装有电磁阀12，对外环以及连接管充满气后，电磁阀12关闭，防止气流回流，在充气时，人工控制电磁阀打开，实现充气的目的，充气延伸管外部连接充气泵14，通过人工控制充气泵工作并对各连接管内部充入气体来推动密封活塞。
43.正常使用时，由整个沼气收集网覆盖在土工膜的外部，作为稳定土工膜使用，省去了其它覆盖固定结构的设置，当进行沼气抽取时，利用充气泵将气体充入至外环内，再由外环进入到各连接管内，进而推动密封活塞运动，整个收集管被推出至连接管的外部，进而由折弯凸部顶出，此时整个收集管被插入至填埋堆中，充气泵推动密封活塞移动至限位挡环处，使得导气插针插入至导气插孔内完成导气对接，此时再打开抽气泵，实现填埋堆的一个沼气抽取；抽取完成后，打开电磁阀，利用弹簧复位收集管管，不使用时利用整个沼气收集网的重量达到一个稳定土工膜的作用。
44.本发明的沼气收集方法，具体包括以下步骤：
45.步骤一、对填埋堆铺设一层土工膜，根据土工膜的幅度大小，设置沼气收集网的弧形大小；
46.步骤二、将连接管上的折弯凸部穿过土工膜并伸入至填埋堆中；
47.步骤三、利用充气泵充入气体来顶出具有弹性的收集管，使得收集管完全深入至填埋堆中；
48.步骤四、打开抽气泵，利用收集管抽取沼气，沼气进入到中心管，再由中心管排出收集。
49.本发明的有益效果是：本发明将传统的管道结构布设在土工膜的外部，取消传统内置的管道布设结构，这样即可利用外置的管道结构覆盖在土工膜外部，作为土工膜的稳定使用，同时这种外置管道结构受填埋堆的影响减少，增加整个管道结构的使用寿命。
50.以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何不经过创造性劳动想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书所限定的保护范围为准。