Способ и устройство для ускоренного обеззараживания жидкого навоза и других органических отходов
Владельцы патента RU 2741813:
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Донской государственный аграрный университет (ФГБОУ ВО Донской ГАУ) (RU)
Изобретение относится к области механизации сельского хозяйства и может быть использовано, в частности, для обеззараживания навозных стоков с целью дальнейшего их использования в качестве жидких удобрений. В предлагаемом способе результат достигается путем цикличного непосредственного воздействия на партию жидкого навоза с помощью электрогидравлического эффекта широтно-импульсной модуляцией электрического разряда и изменением фронта воздействия переключением полярности электродов, вызывающем перемешивание в замкнутом объеме, что обеспечивает полное стабильное обеззараживание по всему объему обеззараживаемого жидкого навоза. Устройство для реализации предлагаемого способа содержит подающий трубопровод с клапаном управления потоком жидкого навоза жестко закрепленным на валу и управляемым реле, подающие трубопроводы, подающие жидкий навоз в секции реакторов блока управления подающих импульсов реакторов, отводящие трубопроводы и общий отводящий трубопровод. Реакторы обеззараживания состоят из корпуса с закрепленными внутри него электродами через диэлектрические прокладки и закрепленный на изгибе отходящего трубопровода впускной клапан с управляющим им реле, а также выпускными воздушными клапанами с закрепленными на их нижней части поплавками, управляющими электромагнитами и датчиками верхнего уровня реактора, закрепленными на поперечных поддерживающих планках, нижнего выпускного клапана с управляющим электромагнитом, закрепленным на корпусе отводящего трубопровода, и поплавкового датчика выгрузки жидкого навоза из отводящего трубопровода с фиксирующим устройством. 2 н.п. ф-лы, 3 ил.
Изобретение относится к области механизации сельского хозяйства и может быть использовано, в частности, для обеззараживания навозных стоков с целью дальнейшего их использования в качестве жидких удобрений.
Устройство позволяет обеззараживать жидкий навоз путем воздействия на него электрогидравлического эффекта, известного как эффект Юткина.
Известно авторское свидетельство СССР 1683527 "Устройство для обеззараживания жидкого навоза с одновременным разделением его на фракции" - М. кл. А01С 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 привод приспособление для обеззараживания навоза, отличающееся тем, что приспособление для обеззараживания навоза выполнено в виде ряда горизонтально расположенных параллельных пластин, центры которых закреплены на перпендикулярном оси цилиндра 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 134971 "Способы приготовления удобрения из навоза" - М. кл. А01С 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 №2444174 RU «СПОСОБ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОБЕЗЗАРАЖИВАНИЯ ЖИДКИХ СТОКОВ», в котором в способе обеззараживания жидких стоков, заключающимся в том, что обеззараживание стоков производят с использованием электрогидравлического эффекта. Согласно изобретению обеззараживание производят непосредственно при заправке машины для разбрасывания жидких удобрений из хранилища (лагуны), а в качестве наполнителя используют антифриз. Поставленная задача осуществляется тем, что устройство для обеззараживания жидких стоков, содержащее проточной цилиндр с эластичной трубой, заполненный наполнителем, в которой помещены два электрода, подключенные к разрядной цепи генератора импульсов тока, размещено на машине для разбрасывания жидких удобрений и снабжено генератором переменного тока и редуктором с приводом от ВОМ трактора. Известное изобретение имеет существенный недостаток, заключающийся в том, что воздействие электрогидравлического эффекта (удара) на жидкую фракцию навоза осуществляется косвенно, через эластичную трубу, заполненную антифризом, в которой происходит электрогидравлический эффект. Обеззараживание при этом происходит неравномерно потому, что производится в потоке жидкости в частично замкнутом пространстве, вследствие чего эффективность воздействия в части обеззараживания невысокая.
Техническим решением задачи является повышение эффективности обеззараживания жидкого навоза и навозных стоков. Задачей настоящего изобретения является уменьшение времени обеззараживания и переработки жидкого навоза для ускоренного получения концентрированных органических удобрений (КОУ).
Для устранения указанных недостатков предлагается способ ускоренного обеззараживания навоза и других органических отходов с устройством для осуществления данного способа.
Для решения поставленной задачи, в предлагаемом способе результат достигается путем цикличного непосредственного воздействия на порцию жидкого навоза с помощью электрогидравлического эффекта в замкнутом объеме путем изменения электрического разряда по форме широтно-импульсной модуляции и переключения полярности электродов, что обеспечивает перемешивание и полное стабильное обеззараживание его по всему замкнутому объему и получение готового к внесению высококачественного жидкого органического удобрения.
Предлагаемый способ осуществляется следующим образом. Партия жидкого навоза транспортируется по подводящему трубопроводу 1 (фиг. 1) к секции А реактора для обеззараживания, при заполнении которой происходит переключение потока и производится загрузка следующей партии жидкого навоза в секцию В реактора для обеззараживания, а в секции А происходит его обработка. Прошедший обработку жидкий навоз выгружается из секции А, а обеззараживание происходит в секции В. Затем происходит выгрузка обработанного навоза из секции В с одновременной загрузкой в секцию А, и цикл повторяется.
Устройство для реализации предлагаемого способа (фиг. 1) содержит подающий трубопровод 1 с клапаном управления потоком жидкого навоза 2 жестко закреплены на валу 3 и управляемым реле 6, подающих трубопроводов 4, подающих жидкий навоз в секции 5 реакторов А и В блока подающих импульсов реакторов 7, отводящих трубопроводов 8 и общего отводящего трубопровода 9. Реактор обеззараживания А и В состоит из корпуса 10 с закрепленными внутри него электродами 18 через диэлектрические прокладки 23 и закрепленный на изгибе отходящего трубопровода впускной клапан 12 с управляющим им реле 11, а также выпускными воздушными клапанами 13 с закрепленными на их нижней части поплавками 17, управляющими электромагнитами 14 и датчиками верхнего уровня реактора 15, закрепленные на поперечных поддерживающих планках 16, нижнего выпускного клапана 19 с управляющим электромагнитом 22, закрепленном на корпусе отводящего трубопровода 8 и поплавкового датчика выгрузки жидкого навоза из отводящего трубопровода с фиксирующим устройством 20.
Предлагаемое устройство поясняется чертежами. На фиг. 1 показан общий вид устройства. На фиг. 2а показан реактор обеззараживания жидкого навоза. На фиг. 2b показано сечение реактора обеззараживания в стадии его заполнения жидким навозом. На фиг. 2с показано сечение реактора обеззараживания в стадии процесса обеззараживания. На фиг. 2d показано сечение реактора обеззараживания в стадии выгрузки жидкого навоза после завершения процесса обеззараживания.
Предлагаемое устройство работает следующим образом. В стадии загрузки (фиг. 2b) клапан управления потоком жидкого навоза 2 переключается управляемым реле 6 в положение I для заполнения реактора секции А, одновременно с ним управляемый электромагнитным реле 11 открывается впускной клапан 12 и воздушные клапаны 13, управляемые электромагнитными реле 14. Жидкий навоз начинает заполнять реактор обеззараживания до тех пор, пока поплавки 17 не поднимут воздушные клапаны до положения, при котором датчики верхнего уровня реактора дадут команду на их закрытие с помощью электромагнитных реле 14 и на закрытие электромагнитным реле 11 впускного клапана 12, а также на переключение реле 6 клапана управления потоком жидкого навоза 2 в положение II для заполнения реактора секции В. Одновременно этими датчиками дается сигнал на включение блока подающих импульсов реакторов 7, который подает импульсы высокого напряжения по форме широтно-импульсной модуляции (фиг. 3а) на электроды 18 с моментным переключениям после прохождения серии импульсов полярности, изменяющей направление фронта воздействия разряда (фиг. 3b) от электрода, имеющего на момент воздействия положительный потенциал к электроду, имеющему на момент воздействия отрицательный потенциал, и в реакторе начинается процесс обеззараживания (фиг. 2с). Во время обеззараживания в реакторе секции А происходит заполнение жидким навозом реактора секции В, в котором в момент переключения клапана управления потоком жидкого навоза 2 происходит процесс подготовки для заполнения навозом, аналогично процессу в реакторе секции А. По окончании процесса обеззараживания реактор секции А переключается в стадию выгрузки (фиг. 2d), управляемый электромагнитом 22 нижний выпускной клапан 19 и управляемые электромагнитными реле 14 воздушные клапаны 13 открываются и происходит процесс выгрузки жидкого навоза по отводящему трубопроводу 8 и общему трубопроводу 10 в место для его хранения или непосредственно загрузку в агрегат для внесения на полях. После окончания выгрузки поплавковый датчик 21 опускается в нижнее положение и считывающее устройство 20 дает команду на переключение реактора в стадию загрузки, описанную выше (фиг. 2b), далее цикл повторяется
Предлагаемые способ и устройство ускоренного обеззараживания жидких органических отходов, позволяют ускорить процесс обеззараживания жидкого навоза, что способствует снижению загрязнения органическими отходами животноводства окружающей среды и получить готовое к внесению высококачественное концентрированное жидкое органическое удобрение.
1. Способ ускоренного обеззараживания жидких органических отходов, отличающийся тем, что результат достигается путем непосредственного воздействия на порцию жидкого навоза с помощью электрогидравлического эффекта в замкнутом объеме путем изменения электрического разряда по форме широтно-импульсной модуляции и переключения полярности электродов, что обеспечивает перемешивание и полное стабильное обеззараживание его по всему замкнутому объему и получение готового к внесению высококачественного жидкого органического удобрения.
2. Устройство ускоренного обеззараживания жидких органических отходов, отличающееся тем, что обеззараживание жидкого навоза посредством гидравлического эффекта происходит в реакторе с ограниченным замкнутым объемом, обеспечивающее перемешивание и полное ускоренное обеззараживание по всему объему с возможностью управления электрическим разрядом по форме широтно-импульсной модуляции и фронтом воздействия электрогидравлического эффекта путем переключения полярности электродов при воздействии на содержащуюся в реакторе партию жидкого навоза.
