Устройство для обеззараживания навозных стоков
Устройство содержит генератор импульсов и излучатель колебаний с электродами. Излучатель выполнен в виде металлической цилиндрической трубы и размещен внутри соленоида. Повышается эффективность обеззараживания жидкого навоза и навозных стоков при сокращении энергозатрат и упрощении конструкции. 1 ил.
Изобретение относится к области механизации сельского хозяйства, в частности для обеззараживания навозных стоков с целью дальнейшего их использования для удобрительных поливов.
Известно авторское свидетельство СССР №1683527 "Устройство для обеззараживания жидкого навоза с одновременным разделением его на фракции" - М. кл. А 01 С 3/00. Устройство содержит горизонтально размещенный цилиндрический корпус, внутри которого выполнены винтовые пазы, загрузочный патрубок, размещенный на входе торца цилиндра, сливной патрубок с конической приемной воронкой на выходном торце и расположенное внутри корпуса за загрузочным патрубком, имеющее приводное приспособление для обеззараживания навоза, отличающееся тем, что приспособление для обеззараживания навоза выполнено в виде ряда горизонтально расположенных параллельных пластин, центры которых закреплены перпендикулярно оси цилиндра на вертикальном стержне, связанном с приводом, выполненным в виде генератора механических колебаний.
Известное изобретение имеет серьезный недостаток, заключающийся в следующем. Амплитуда и частота колебаний, создаваемая генератором механических колебаний, не позволяет эффективно обеззараживать жидкий навоз (или сточные воды), как показывает анализ отечественных и зарубежных патентов в рассматриваемой области. В частности более эффективным является использование ультразвука, озона и электрогидравлического эффекта (эффекта Л.А.Юткина).
Так, см. пример авторского свидетельства СССР №1334971 "Способы приготовления удобрения из навоза" - М. кл. А 01 С 3/00, где на жидкий навоз воздействуют ультразвуком в режиме кавитации, однако для практической реализации требуется сложное дорогостоящее оборудование.
В качестве прототипа нами взято авторское свидетельство СССР №1245272 "Разделитель материалов на фракции" - М. кл. А 01 С 3/00, в котором, с целью повышения эффективности разделения и обеззараживания жидкого навоза в потоке, электроды для осуществления электрогидравлического эффекта размещены внутри корпуса и соединены с генератором импульсного тока. Известное изобретение имеет существенный недостаток, заключающийся в том, что воздействие электрогидравлического эффекта (удара) на жидкую фракцию навоза осуществляется неравномерно внутри цилиндрического корпуса вследствие наличия винтовых пазов, сливной воронки и т. д., вследствие чего эффективность воздействия в части обеззараживания невысокая.
Техническим решением задачи является повышение эффективности обеззараживания жидкого навоза и навозных стоков при существенном сокращении энергозатрат и упрощения конструкции.
Задача достигается тем, что устройство для обеззараживания навозных стоков в трубопроводах, содержащее генератор импульсов и излучатель колебаний с электродами, отличающийся тем, что излучатель выполнен в виде металлической цилиндрической трубы и размещен внутри соленоида.
Новизна предложенного технического решения заключается в том, что позволяет значительно повысить эффективность обеззараживания за счет использования магнитноимпульсной обработки, основанной на взаимодействии мощных импульсных электромагнитных полей с металлической заготовкой, в нашем случае с цилиндрической трубой. Этот технологический процесс в настоящее время используется для штамповки, резки, вырубки и т.д. (см. Л.Я.Попилов. Справочник по электрическим и ультразвуковым методам обработки материалов. Л., Машиностроение, 1971, с.462, гл. X1 - "Магнитоимпульсная обработка"; П.П.Ястребов, И.П.Смирнов. Электрооборудование. Электротехнология. М., Высшая школа, 1987, с.71 - "Магнитоимпульсные установки"). Мощные импульсные механические колебания, которые возникают в трубопроводе за счет пондемоторных сил, уничтожают практически все виды микроорганизмов.
По данным патентной и научно-технической литературы не обнаружено аналогичного предложения, что позволяет судить об изобретательском уровне заявляемой совокупности признаков.
На чертеже представлена схема устройства.
Устройство работает следующим образом. При подаче навозных стоков в трубопровод 1 включается генератор импульсов (импульсный электрический генератор), выход которого подключен к соленоиду 3, т.е. обмотке, размещенной непосредственно на трубопроводе 1.
При включении генератора 2 импульсов и прохождении импульса тока большой амплитуды по соленоиду (индуктору) 3 вокруг него создается мощный импульс напряженности магнитного поля, энергия которого пропорциональна индуктивности соленоида и квадрату тока в цепи:
Это магнитное поле индуцирует в трубопроводе 1 соответствующий импульс вихревого тока, магнитное поле которого действует навстречу внешнему магнитному полю соленоида.
Результатом взаимодействия магнитных полей является возникновение электромагнитных сил (пондемоторных), направление которых определяется по правилу левой руки (правило Ленца) - перпендикулярно векторам магнитной индукции В и тока I, т.е. создается мощное давление на поверхность трубопровода. Это давление может достигать многих сотен кГ на квадратный сантиметр поверхности трубопровода, вследствие чего в нем возникают механические колебания, которые и уничтожают болезнетворные бактерии в навозных стоках, т.к. скорость и ускорение колебаний значительно превосходят аналогичные в известных конструкциях. Изменяя величину силы тока импульса и частоту их следования (импульсов), можно в широких пределах менять частоту и амплитуду возбуждаемых колебаний в потоке навозных стоков (жидкого навоза) и следовательно подбирать оптимальные режимы обеззараживания. Импульсный режим работы позволяет существенно снизить энергозатраты при обработке, что весьма существенно, учитывая тенденцию к постоянному росту цен на энергоносители.
Устройство для обеззараживания навозных стоков в трубопроводах, содержащее генератор импульсов и излучатель колебаний с электродами, отличающееся тем, что излучатель выполнен в виде металлической цилиндрической трубы и размещен внутри соленоида.
