Результат интеллектуальной деятельности: Пресс конвейерный для обезвоживания помета птицы

Изобретение относится к сельскому хозяйству, а именно к устройствам для обезвоживания помета птицы и других аналогичных суспензий.

Помет птицы имеет влажность 66-74%, вязкую консистенцию, состоящую из мелкодисперсных частиц размером в пределах 0,01-0,5 мм.

В помете птицы остается до 50% биологической ценности кормов, особенно много в нем ценного азота. Азот в помете птицы подразделяют, в основном, на белковый и небелковый. Соединения с белковым азотом целесообразно использовать повторно для кормления птицы и свиней, а азотистые соединения небелкового характера для кормления жвачных животных или в качестве удобрения для растений. Не белковые соединения азота, составляющие 35-50% от общего азота в помете птицы, являются мочевой кислотой, которая плохо растворима в воде и остается в твердой фракции при обезвоживании.

Поэтому основной операцией обработки помета птицы для экономически эффективного его использования является его разделение на твердую и жидкую фракции, то есть - обезвоживание.

Известен способ обезвоживания птичьего помета (авторское свидетельство №1260364, опубл. 30.09.1986 г., бюл. №36) в соответствии с которым производят разбавление сырого помета с 80% до 94% влажности в емкости снабженной механической мешалкой. В нее непрерывно поступает куриный помет влажностью 80% в количестве 6-8 т/ч, одновременно с пометом в емкость подают рассол бишофита сульфатного в количестве 3000 л/ч с плотностью 1,24 т/м³. Куриный помет в течение 3-6 мин перемешивают с рассолом бишофита до гомогенизации. В нижней части емкости установлен шнековый транспортер производительностью 10 т/ч. Образованную пульпу подают на непрерывно действующий промышленно выпускаемый барабанный вакуум-фильтр (например, марки БСХОУ - 40-3,4), который снабжен фильтром со сходящимся полотном с рабочей поверхностью фильтрации 40 м². Выход обезвоженного помета составляет 6,2 т/ч с влажностью 60-63%.

К недостаткам данного способа относятся:

- большие удельные затраты рассола бишофита сульфатного на 1 тонну исходного помета (375…500 л/т) для увеличения влажности с 80 до 94% и большие затраты энергии на последующее удаление влаги из смеси помета с бишофитом сульфатным с 94% до 60% влажности.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому положительному эффекту и принятое авторами за прототип является ленточный фильтр-пресс для обезвоживания навоза, содержащий две расположенные одна над другой, под острым углом, бесконечные прижимную и перфорированную фильтровальную ленты, огибающие приводной и натяжной барабаны, загрузочное устройство и устройство для снятия осадка (Авторское свидетельство №683776, опубликовано 05.09.79, бюл. №33. Ленточный фильтр-пресс для обезвоживания навоза).

Недостатками этого устройства являются низкая эффективность процесса разделения и неудовлетворительные эксплуатационные свойства. Указанные недостатки обусловлены "проскоком" большой части твердого осадка через фильтровальную поверхность до 20% или ее закупоривание при малых размерах отверстий, значительными дополнительными затратами времени на очистку фильтровальной ленты, выдавливание навоза через открытые боковые стороны между прижимной и фильтровальной лентами.

Раскрытие изобретения

Цель изобретения - повышение эффективности процесса разделения помета птицы на твердую и жидкую фракции, обеспечение безотходного производства яиц и мяса птицы.

Для достижения этой цели пресс конвейерный для обезвоживания помета птицы, содержащий фильтровальный транспортер и расположенный над ним, под острым углом, прижимной транспортер, загрузочное устройство и устройство для снятия осадка, приводные и натяжные барабаны, пульт управления, он снабжен дополнительным бункером для крупнодисперсного пластичного материала с размером частиц 3…10 мм и с дозатором, расположенными перед бункером для помета птицы с дозатором; боковыми пластинами, изготовленными из материала с низким коэффициентом трения, в пределах 0,02…0,05, в паре с пометом птицы, герметично закрывающими боковые стороны между прижимным и фильтровальным транспортерами; опорной перфорированной пластиной для рабочей ветви фильтровального транспортера, изготовленной из материала с низким коэффициентом трения, в пределах 0,02…0,05, в паре с перфорированной фильтровальной лентой этого транспортера; опорной сплошной пластиной для рабочей ветви прижимного транспортера, изготовленной из материала с низким коэффициентом трения, в пределах 0,02…0,05, в паре со сплошной лентой этого транспортера; узлом очистки перфорированной фильтровальной ленты фильтровального транспортера в виде камеры с роликом, обеспечивающим изгиб ленты, и с подачей в камеру импульсов сжатого воздуха; причем на наружных поверхностях лент фильтровального и прижимного транспортеров перпендикулярно к ним закреплены острые ребра.

В предлагаемом устройстве функцию предварительного фильтра для снижения влажности помета птицы выполняет постоянно заменяемый крупнодисперсный пластичный материал с размером частиц 3…10 мм, который является полезным ингредиентом в смеси с твердой фракцией помета птицы. Так как период прессования помета птицы короткий - составляет 2…3 минуты, микроотверстия (поры) в крупно дисперсном пластичном материале (например, в измельченной соломе) не успевают забиться частицами мелкодисперсного материала - помета птицы, а жидкость пропускают. В отличии от других способов, потребность в расходе вспомогательного материала для обезвоживания помета птицы составляет 3…7% вместо, например, 25…100% фосфогипса от массы сухого вещества (в соответствии с патентом №1749216, опубл. 23.07.1992 г. Бюл. №27). Наличие боковых пластин, герметично закрывающих боковые пространства между фильтровальным и прижимным транспортерами, исключают выдавливание помета птицы через боковые стороны. Применение материала для изготовления опорных пластин транспортеров и боковых пластин с низким коэффициентом трения, в пределах 0,02…0,05, в паре с лентами транспортеров и пометом птицы, снижает усилие на выполнение операции. Наличие острых ребер, закрепленных перпендикулярно к лентам транспортеров, обеспечивает надрез спрессованного слоя смеси помета птицы с крупнодисперсным пластичный материалом и следовательно способствует отслоению его от перфорированной ленты фильтровального транспортера, а применение узла очистки в виде камеры с роликом, выполняющим изгиб ленты и формирование цилиндрических отверстий в конусные, и с подачей в камеру импульсов сжатого воздуха обеспечивает качественную очистку перфорированной ленты фильтровального транспортера без использования для этой цели регенерацией водой. Таким образом в предлагаемом устройстве крупнодисперсный пластичный материал с размером частиц 3…10 мм, постоянно заменяемый, абсорбурует мелкие частицы твердой фракции помета птицы и обеспечивает существенное снижение количества прохода твердой фракции помета в жидкую. Кроме этого, применение этого устройства предоставляет возможность последующего извлечения из фильтрата, с использованием современных перспективных устройств, концентрированного кормового белка и получение жома (спрессованной смеси твердой фракции помета с измельченной соломой), которую легко превратить в разрыхленную массу, досушить, методом испарения влаги, с минимальными затратами энергии до влажности 18…22%, гранулировать и использовать его в качестве кормовой добавки для жвачных животных, удобрения или топлива.

Таким образом, применение предлагаемого устройства обеспечивает достижение поставленного технического результата - повышение эффективности процесса разделения помета птицы на твердую и жидкую фракции, обеспечение безотходного производства яиц и мяса птицы.

На фиг. 1 изображен продольный разрез пресса конвейерного для обезвоживания помета птицы, а на фиг. 2 его поперечный разрез А-А.

Предлагаемый пресс конвейерный для обезвоживания помета птицы (фиг. 1, 2) содержит: каркас 1, размещенные на нем фильтрованный транспортер 2 с корпусом 3, с перфорированной фильтровальной лентой 4, на которой жестко, перпендикулярно к ней, закреплены острые ребра 5 и опорной перфорированной пластиной 6 (изготовленной из материала с низким коэффициентом трения, в пределах 0,02…0,05, в паре с перфорированной лентой 4); бункер 7 для крупнодисперсного гибкого материала с размером частиц 3…10 мм и с дозатором 8, размещенный перед бункером 9 для помета птицы с дозатором 10; прижимной транспортер 11 со сплошной лентой 12 и жестко, перпендикулярно к ней, закрепленными острыми ребрами 13 и опорной сплошной пластиной 14 (изготовленной из материала с низким коэффициентом трения в пределах 0,02…0,05, в паре со сплошной лентой 12, боковые пластины 15, герметично прикрепленные к корпусам 3 и 16 (фиг. 2) фильтровального 2 и прижимного 11 транспортеров, соответственно (изготовленных из материала с низким коэффициентом трения в пределах 0,02…0,05, в паре с пометом птицы; емкость 17 для сбора спрессованной твердой фракции смеси помета птицы с крупнодисперсным материалом; узел очистки перфорированной ленты фильтровального транспортера в виде камеры с роликом 18, обеспечивающим изгиб ленты, и с подачей в него импульсов сжатого воздуха от компрессора 19, ванна 20 для сбора жидкой фракции суспензии, размещенная между рабочей и обратной ветвями ленты фильтровального транспортера и соединенная с емкостью для кратковременного хранения жидкой фракции суспензии 21, фронтальная пластина 20, герметично соединенная с боковыми пластинами 15 и бункером для помета птицы 9.

На чертежах условно не показан пульт управления устройством.

Римскими цифрами «I» обозначено направление загрузки крупнодисперсного материала, «II» - направление загрузки помета птицы, «III» - направление выгрузки твердой фракции смеси помета птицы с крупнодисперсным материалом, «IV» - направление выгрузки жидкой фракции помета птицы. Буквой «а» обозначен интервал расположения острых ребер 5 и 13 на лентах 4 и 12.

Пресс конвейерный для обезвоживания помета птицы эксплуатируют следующим образом.

Перед началом работы в бункер для крупнодисперсного пластичного материала 7 загружают, например, измельченную солому с размером частиц 3…10 мм и с влажностью 20…50% (на фиг. 1 показано стрелкой I), а в бункер 9 - помет птицы с влажностью 70…80% из птичника с клеточным выращиванием молодняка птицы или с клеточным содержанием взрослой птицы (показано стрелкой II), затем, в соответствии с программой обезвоживания помета птицы от пульта управления (на фиг. 1 и 2 не показан) включается привод фильтровального транспортера 2 и привод дозатора 8. Следует отметить, что при применении жесткого, не пластичного крупнодисперсного материала, возможен разрыв перфорированной фильтровальной ленты при надавливании на него. При использовании крупнодисперсного материала с размером частиц менее 3 мм, велика вероятность закупорки отверстий перфорированной фильтровальной ленты 4 с размером отверстий в ней, например, сетчатой транспортерной ленты, 1×1 мм, или 2×2 мм, которые «по умолчанию» предусмотрены в ней в прототипе. При размере частиц крупнодисперсного пластичного материала более 10 мм, возможно его наслоение на острых ребрах, закрепленных на перфорированной фильтровальной ленте 4, которое значительно затруднит надрезание спесованных слоев пластичного крупнодисперсного материала и помета птицы и последующее отслоение пластин спресованнной смеси от перфорированной фильтровальной ленты 4.

Режим работы дозатора 8 крупнодисперсного пластичного материала определяют экспериментально для обеспечения высоты слоя измельченной соломы (в рыхлом состоянии), в основном, равным высоте острых ребер 5 - 20…30 мм. Через 0,5-1 минуты включаются привод дозатора 10 помета птицы и прижимного транспортера 11. Производительность дозатора 10 помета птицы определяют экспериментальным путем, в среднем она в 7-10-раз больше, чем производительность дозатора крупнодисперсного пластичного материала, поэтому объем канала между двумя транспортерами (фильтровальным 2 и прижимным 11), двумя боковыми пластинами 15 и фронтальной пластиной 22 быстро (за 1-2 минуты) заполняется. От пульта управления включается привод компрессора 19, соединенный с узлом очистки перфорированной ленты фильтровального транспортера в виде камеры с роликом 18.

При включенных приводах устройства, сначала происходит загрузка и выравнивание слоя крупнодисперсного пластичного материала (измельченной соломы), высотой 20…30 мм, на перфорированную фильтровальную ленту 4, затем дозатором 10 бункера 9 подается помет птицы с высотой слоя 100…150 мм. Так как прижимной транспортер 11 расположен под острым углом, равным 3…70° («по умолчанию» предусмотренном в прототипе) относительно фильтровального транспортера 2, а герметично закрытые боковые проемы между корпусами 3 и 16, пластинами 15 исключают выдавливание слоев помета птицы и крупнодисперсного пластичного материала наружу, происходит постепенное их сжатие. Потребность герметизации проемов между корпусами 3 и 16 вызвала потребность применения материалов пластин 15 с низким коэффициентом трения, в пределах 0,02…0,05, в паре с пометом птицы, например, листов из тефлона (второпласта), аналогично целесообразно использование материалов для изготовления перфорированной фильтровальной ленты 4, опорной перфорированной пластины 6 и сплошной ленты 12, опорной сплошной пластины 14 с низким коэффициентом трения, пределах 0,02…0,05, в паре между собой, соответственно. Аналогично, применение сплошного листового тефлона, сплошной тефлоновой ленты, сетчатой транспортерной ленты из тефлона и листового тефлона с просверленными в нем отверстиями, например, диаметром 1…2. Применение материалов для изготовления перечисленных деталей с коэффициентом трения более 0,05 в паре с аналогичным материалом и с пометом птицы не целесообразно, так как вызовет потребность существенного увеличения затрат энергии на выполнение процесса обезвоживания помета птицы.

Жидкая фракция выдавливается из помета птицы, проникает через поры крупнодисперсного пластичного материала на перфорированную фильтровальную ленту 4, опорную перфорированную пластину 6 с размером отверстий диаметром 1…2 мм, расположенных в шахматном порядке («по умолчанию» предусмотрены в прототипе), стекает в ванну 20 и соединенную с ней емкость для кратковременного хранения жидкой фракции помета птицы 21 из которой известными средствами, например, насосом, перемещается на последующую обработку, в направлении указанном стрелкой IV.

Одновременно с жидкой фракцией в поры крупнодисперсного пластичного материала проникают мельчайшие частицы помета птицы и постепенно закупоривают их, так как при постепенном сжатии слоя крупнодисперсного материала размеры пор в нем становятся меньше размера мельчайших частиц помета птицы. При экспериментально определенном оптимальном режиме работы, фаза закупорки пор крупнодисперсного пластичного материала происходит перед узлом разгрузки и очистки перфорированной ленты фильтровального транспортера в виде камеры с роликом 18. Установленные на лентах 4 и 12 фильтровального 2 и прижимного 11 транспортеров острые ребра 5 и 13 способствуют продвижению слоев крупнодисперсного пластичного материала и помета птицы, без пробуксовки, и кроме этого, они надрезают спрессованный слой смеси с интервалом «а», ориентировочно равным 80…120 мм, обеспечивая при этом более легкое отслоение прессуемых материалов от транспортерных лент 4 и 12 при их изгибах на приводных барабанах фильтровального 2 и прижимного 11 транспортеров. Пластины спрессованной смеси крупнодисперсного материала и помета птицы падают в емкость 17, из которой известными средствами, например, ленточным транспортером, перемещаются на последующую обработку, в направлении указанном стрелкой III. Оставшиеся на ленте 4 частицы крупнодисперсного пластичного материала удаляются с нее в узле очистки перфорированной ленты фильтровального транспортера в виде камеры с роликом 18. Ролик обеспечивает местный изгиб перфорированной ленты 4 и кратковременное преобразование прямоуголиных отверстий в ней в конусные и следовательно способствует качественной очистке перфорированной фильтровальной ленты 4 при подаче в камеру импульсов сжатого воздуха от компрессора 19. Изготовление опорной перфорированной пластины 6, опорной сплошной пластины 14, боковых пластин 15 из материала с низким коэффициентом трения, в пределах 0,02…0,05, в паре с перфорированной фильтровальной лентой 4, со сплошной лентой 12 и с помета птицы существенно снижает затраты энергии на выполнение процесса обезвоживания суспензии. В итоге получаем твердую фракцию - смесь помета птицы с измельченной соломой влажностью 50…55% и жидкую фракцию влажностью 95…98%, которые направляются на последующую обработку современными известными прогрессивными способами. Например, последующее удаление влаги из смеси помета птицы с измельченной соломой до 12…23% экономичней выполнить путем ее термического испарения, а из жидкой фракции помета птицы выделить кормовой белок путем коагуляции с использованием кислоты или нагрева, фильтрования и сушки.

Предлагаемое устройство рекомендуется применять при переработке помета птицы, полученного при клеточном содержании птицы.

Предлагаемый пресс конвейерный для обезвоживания помета птицы по сравнению с прототипом

- существенное сокращение количества проникновения твердой фракции помета птицы в жидкую;

- применение меньшего в 3…5 раз количества вспомогательных материалов для выполнения процесса обезвоживания помета птицы,

- исключение расхода воды на регенерацию фильтровальной ленты и ее последующей очистки,

- обеспечение возможности отделения белкового азота от азотистых соединений небелкового характера для более полезного использования;

- упрощение конструкции пресса конвейерного.